黄土高原冬小麦田土壤水分与小麦产量对降水和气温变化响应的模拟研究

明确黄土高原地区降水和气温变化对冬小麦田土壤水分和产量的影响,对探索适应气候变化的冬小麦田间管理措施具有重要的现实意义。论文在验证EPIC模型对冬小麦田土壤水分模拟精度的基础上,以历史气象数据为基础,设置TR1、TR2和TR3三个气候情景,采用作物模型模拟的方法,研究黄土高原冬小麦田土壤水分和冬小麦产量对降水和气温变化的响应。结果显示：1）1961—2010年黄土高原降水呈降低趋势,其年际间变化幅度和频率均有所增加。与1961—1970年相比,洛川、长武、运城和延安的年均降水量在2001—2010年间分别降低了18.1%、13.6%、18.8%和24.9%,其变差系数分别增加了0.029、0.087、0.02和0.057。1961—2010年黄土高原气温呈波动性增加趋势,其中日最低气温增加幅度大于日最高气温增加幅度。与1961—1970年相比,日最高气温在2001—2010年间增加了0.30~0.84 ℃,而日最低气温增加了1.00~1.55 ℃。2）EPIC模型能够较好地模拟黄土高原冬小麦田土壤水分动态变化规律,0~2.0 m土层土壤湿度观测值与模拟值间的相对均方根误差RRMSE值为6.0%~14.0%,R²和模型效率ME值分别为0.824和0.815。3）黄土高原地区降水的减少和最高气温的增加均不利于冬小麦生产,而最低气温的提高对冬小麦生产较为有利。洛川、长武、运城和延安冬小麦产量因年降水量的降低而分别减产了8.5%、7.6%、11.7%和12.3%;因日最高气温的升高分别减产了6.4%、6.8%、7.2%和-3.0%;因日最低气温的提高而分别增加了8.8%、10.2%、1.5%和12.0%。因此,为适应降水减少和日最低气温升高的趋势,黄土高原冬小麦生产区应适当调整冬小麦播期,研究并推广保水节水技术措施,充分利用气候变化对冬小麦生产的有利因素,克服不利因素,确保冬小麦的可持续生产。     

极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区不同植被类型土壤水分特征

为了解黄土丘陵沟壑区极端强降雨条件下土壤水分与植被之间的关系,对2013 年7 月极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区5 种主要植物群落,即刺槐(Robinia psendoacacia)、柠条(Caragana intermedia)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)、长芒草(Stipa bungeana)、白羊草(Bothriochlo aischaemun)群落的土壤水分进行了调查与分析,结果表明:①极端强降雨下,植被是影响土壤含水量的主要因素;②草本群落的土壤水分明显好于人工林,其中长芒草群落的土壤含水量、土壤贮水量和土壤有效贮水量均最高,分别为17.8%、961.2 mm和691.2 mm,郁闭度最大的31 龄林土壤水分最差;③人工林地土壤水分可补充至300 cm左右,草本群落土壤水分可补充至500 cm左右,人工林地深层土壤水分的恢复仍十分困难.     

不同土壤水分下元素化学计量对微生物多样性的塑造特征

土壤元素化学计量特征在塑造微生物多样性方面起着至关重要的作用,而元素化学计量受到土壤含水量的影响。为探究不同土壤水分条件下,有机碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)及其元素化学计量特征(C?N、C?P和N?P)如何影响土壤微生物多样性,在浙江省20 hm²亚热带森林动态监测样地内共采集1 287份土壤样品。利用Illumina高通量测序技术测定了土壤细菌和真菌的群落组成,并结合土壤理化性质,分析了不同土壤水分下元素和元素化学计量与微生物群落的关系。结果表明,土壤水分能改变元素化学计量特征,进而塑造细菌和真菌群落的多样性。其中,(1)土壤水分显著影响微生物群落的α多样性。相较于高土壤水分,在低土壤水分下,细菌和真菌群落的α多样性分别显著提高了0.830%和2.62%。(2)细菌和真菌的主要门类对土壤水分表现出差异化响应。相较于低土壤水分,高土壤水分显著提高了细菌5个门类和真菌2个门类的相对丰度;并且显著降低了细菌7个门类和真菌2个门类的相对丰度。(3)土壤元素含量和元素化学计量特征与土壤水分呈显著正相关关系。(4)元素化学计量C?N、C?P和N?P与微生物多样性呈...     

基于Sentinel多源遥感数据的河北省景县农田土壤水分协同反演

植被覆盖层对微波遥感反演地表土壤水分产生重要影响。以河北省景县为研究区,基于Sentinel-1 SAR遥感数据和Sentinel-2光学遥感数据,采用改进水云模型和Oh模型的组合方法,对植被覆盖地表土壤水分进行定量反演研究。结果表明:在Sentinel-1 VV极化条件下,改进水云模型和Oh模型的组合方法具有较高的反演精度,决定系数(R~2)为0.653 0,均方根误差(RMSE)为0.040 1 cm~3·cm~(-3),平均绝对误差(MAE)为0.032 7 cm~3·cm~(-3),这3项反演精度评价指标均优于VH极化。该方法在获取高空间分辨率和高精度的植被覆盖区农田土壤水分信息方面具有较高的应用价值。     

国际

全球土壤水循环可能正在重建 在过去10年中,南半球大部分地区的土壤,包括澳大利亚、非洲和北关的大部分区域,正在变得越来越干旱。发表在10月10日《自然》杂志网站上的一篇研究报告指出。由于受到水分供给的限制,全球土壤水分蒸发蒸腾总量呈下降趋势,近期由蒸发蒸腾作用返回到大气中的土壤水分已降低到年降水量的60％。数据显示,     

紫色土丘陵区农用地土壤水分动态变化规律研究

依据定位观测数据,对紫色土丘陵区农用地土壤水分的动态变化规律进行了初步研究。结果表明,该区农用地土壤水分的季节变化主要受降水、蒸发和土地利用状况的影响,呈现出明显的三峰三谷型;垂直梯度变化由于受降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发的综合作用,基本表现为增长型。并利用标准差和变异系数对土壤水分的垂直梯度变化进行了具体描述和层次划分。最后,通过分析该地区典型农作物及其不同栽培方式对农用地土壤水分的影响,认为优化农作物栽培方式是提高紫色土丘陵区农用地土壤水分利用效率和减少水土流失的有效途径。     

等高植物篱模式下土壤物理性质变化与水土保持效果研究

等高植物篱模式就是在坡耕地上每隔4～8m的距离沿等高线将植物篱与作物种植带相间分布的一种农林复合经营模式，用于坡耕地的水土保持。已有的研究结果表明，等高植物篱技术用于坡耕地可有效地改善土壤物理性质和土壤水分状况，防治坡耕地水土流失效果显著。土壤水分的季节性再分配也有利于农作物的生长。但是该系统内植物篱和农作物相互之间的水分和养分关系有待深入研究。     

甘肃省土壤农业水文特性的研究

本文在研究甘肃省土壤容重、土壤凋萎湿度和田间持水量的时空分布规律及其相关因素的基础上,根据占田间持水量40％(严重干旱)、60％(轻度干旱)和80％(最适宜)时的土壤湿度标准,计算出5种地域类型26个代表点的不同土壤湿度标准的土壤水分界限值,为各地采取不同的农业耕作和管理措施提供依据。最后以凋萎湿度为主导指标,以容重和田间持水量为辅助指标,建立甘肃省土壤农业水文特性分区指标系统,把全省划分为5个大区12个副区,对各大区土壤农业水文特性值进行了评述,并提出土壤改良措施和相应的办法。     

岷江上游干旱河谷典型阳坡海拔梯度上土壤水分动态

结合气象观察和土壤质地的分析，监测和研究了岷江上游干旱河谷茂县段典型阳坡土壤水分动态．结果表明：1．土壤水分的季节变化可分为土壤水分亏缺期、土壤水分补偿期和土壤水分消退期．2．土壤含水量在旱季随土层深度的增加呈升高趋势，雨季中期出现相反的变化趋势，据变异系数可将土壤剖面分为剧变层、渐变层和相对稳定层．3．相同土层深度含水量随海拔高度的增加先升高后降低．4．降雨和土壤特性是影响岷江上游干旱河谷土壤水分的主要因素：降雨量与0～100cm土层平均含水量的相关系数达到极显著水平，降雨对土壤含水量的影响随土层深度增加而减弱；大于10mm的降雨对土壤水分的补充作用明显，气温及蒸发量较低时，连续的小于10mm的降雨对土壤水分也有一定补充作用，降水可到达50cm土层深度．以沙质粘壤土为主的土壤含水量远高于以砂壤土为主的土壤含水量．岷江上游干旱河谷造林时间在4月为宜，以沙壤土为主的地段穴深在45～60cm较好，以沙质粘壤土为主的地段穴深在60—70cm比较适宜．图3表3参15