近50a华北平原冬小麦-夏玉米耗水规律研究

为明确华北平原主导作物冬小麦-夏玉米耗水量的变化趋势,为水资源配置提供科学依据,论文搜集文献资料,结合中国科学院禹城综合试验站长期观测数据,采用Mann-Kendall检验法分析了华北平原近50 a冬小麦和夏玉米的耗水量变化趋势,阐明其耗水特性和作物水分利用效率变化,最后通过对蒸发能力和气象要素的变化趋势分析明确了冬小麦-夏玉米耗水量变化的主导原因。研究表明:①近50 a华北平原主导作物冬小麦-夏玉米耗水量呈下降趋势,冬小麦耗水量从501.2 mm降低到456.3 mm,夏玉米耗水量大体变化在300~400 mm,平均为350 mm左右;②冬小麦和夏玉米水分利用效率大幅度提高,冬小麦水分利用效率由3.31 kg/(hm²·mm)增至15.91 kg/(hm²·mm);夏玉米水分利用效率从3.72 kg/(hm²·mm)提高到23.36 kg/(hm²·mm);③拔节-乳熟期是冬小麦耗水强度和耗水量最大的一个时期,华北平原需要通过多次灌溉满足作物水分供需平衡,拔节-灌浆期是夏玉米耗水强度和耗水模系数都比较高的时期,适逢华北地区雨热同期,一般不需要进行补充灌溉;④大气相对湿度增加和日照时数减少是蒸发能力减弱的主因,进而导致作物耗水量呈现下降趋势。     

刈割对华北平原人工草地土壤呼吸速率的影响

根据中国科学院禹城综合试验站牧草生态试验场土壤呼吸测定数据,分析了刈割前后3年生和6年生苜蓿、白三叶及小黑麦4种人工草地土壤呼吸日变化特征及刈割对草地土壤呼吸速率的影响。结果表明:①刈割前不同牧草地的土壤呼吸强度差异明显,依次为3年生苜蓿>6年生苜蓿>白三叶>小黑麦,刈割后不同牧草地的土壤呼吸强度相差不大,土壤呼吸速率在3.0~3.5 μmol CO₂·m^-2·s^-1之间;②刈割前不同牧草地的土壤呼吸日变化不相同,6年生苜蓿与小黑麦草地刈割前土壤呼吸速率由9:00开始逐渐增强,在12:00~16:00之间持续较高,以后逐渐下降,3年生苜蓿与白三叶草草地土壤呼吸速率在9:00~12:00之间逐渐升高,12:00到达峰值,之后逐渐下降;③与刈割前相比,4个处理牧草刈割10 d后其草地的土壤呼吸速率下降了30%~40%;④刈割前后Q₁₀值在1~2.32之间,平均值为1.37,刈割前平均值为1.63,刈割后平均值降为1.10。     

气候变化对鲁西北平原冬小麦产量的影响及对策

气候变化会导致气候资源发生改变,从而引发粮食安全问题.耦合区域气候模式和作物生长模型,可定量分析气候变化导致的作物产量变动,探讨适宜的田间管理应对措施.研究以冬小麦作为研究对象,以我国粮食主产区之一的鲁西北平原作为研究区域,耦合MIROC-RegCM3区域气候模式和CERES-Wheat作物生长模型,开展A1B温室气体排放情景下,气候变化对冬小麦产量的影响及适应措施研究.结果表明,A1B气候情景下,该区域冬小麦潜在产量会有所下降;在现有管理措施的基础上,可通过培育对春化作用依赖较小的品种、 适当提早播期、 增加越冬水灌溉量等方式保证产量,减少年际间变异.该文研究结果可为应对未来气候变暖、 确保粮食安全提供参考.     

壤土类农田小畦灌的灌水定额和均匀度

根据试验数据，分析了小畦灌的灌水定额及水量分布特征，提出了小畦灌灌水均匀度的计算方法及提高均匀度的措施，总结出了壤土类农田的小畦灌设计规格、坡度、单宽流量及灌水定额。试验中尝试了用中子水分仪测定灌水入渗来评价灌溉均匀度。     

黄河下游引黄灌区地下水重金属分布及健康风险评估

为了解黄河下游引黄灌区地下水重金属污染水平,在引黄灌区豫、鲁两省采集59个地下水样品,定量分析了11种重金属元素(Ba、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Se和Zn)的含量及空间分布特征,应用健康风险评价模型评价了地下水中重金属污染所引起的健康风险.结果表明,地下水中Fe和Zn的平均浓度较高,分别为0.496 mg·L-1和0.445 mg·L-1.Fe、Mn、Se和Zn出现超标现象,超标率分别为:27.12%、27.12%、15.25%和5.09%.采用Inverse Distance Weighted插值法得到了黄河下游引黄灌区地下水重中金属含量的空间分布,发现地下水中超标的重金属主要分布在武城县、范县、东阿县、禹城市和冠县等区域.健康风险评价表明,非致癌物质通过饮水途径引起的健康风险高于皮肤暴露,但致癌物质的皮肤暴露致癌风险高于饮水途径.饮水和皮肤暴露途径中,致癌物质的个人年风险均以Cr最大,分别是Cd的7倍和28倍,但二者均低于最大可接受风险水平(5×10-5a-1).非致癌物质(Ba、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Se和Zn)的饮用水健康风险集中在1.13×10-9～6.06×10-8a-1,皮肤接触健康风险集中在1.73×10-13～3.46×10-10a-1,均小于最大可接受风险水平.