检索结果-内蒙古大学图书馆

1961-2020年中国西北地区干旱时空演变特征及其对植被的影响

节水灌溉 2025年第4期 96-102,117页

作者：胡铁军张亮甘肃省武威水文水资源勘测中心甘肃武威733300 武威市水利科技推广中心甘肃武威733009 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站甘肃武威733009

西北地区独特的地理和气候条件使得该地区干旱频发,明确干旱演变特征对于区域防灾减灾具有重要意义。此外,在季节尺度上,干旱对植被的影响及周期性研究相对较少。鉴于此,选用标准化降水蒸散指数(SPEI)表征气象干旱,基于连续小波变换和... 详细信息

西北地区独特的地理和气候条件使得该地区干旱频发,明确干旱演变特征对于区域防灾减灾具有重要意义。此外,在季节尺度上,干旱对植被的影响及周期性研究相对较少。鉴于此,选用标准化降水蒸散指数(SPEI)表征气象干旱,基于连续小波变换和旋转经验正交函数(REOF),研究1961-2020年中国西北地区季节尺度干旱演变规律特征,并利用Pearson相关性分析、交叉小波和小波相干分析1982-2020年归一化植被指数(NDVI)对SPEI的响应。结果表明:①REOF将研究区干湿状况分为4个亚区,空间分布上具有一定差异;干湿突变年存在明显的季节性差异。②在季节尺度上SPEI具有明显的周期性,震荡周期的发生时段集中在1991-2001年间,但周期长度不同。③干旱发生频率具有明显的季节性和地域性,季节上,夏季>春季>秋季;干旱程度上,中度>轻度>重度>极端。④季节干旱均严重影响西北地区植被生长,超过50%的地区SPEI与NDVI呈正相关关系,通过小波相干和交叉小波分析了SPEI和NDVI的变化关系,二者具有明显的年际变化周期性。

关键词：干旱周期性小波分析时空特征植被旋转经验正交函数西北地区

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不同水分条件下黑膜覆盖和根际促生菌对棉花生理特性与产量的影响

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农业资源与环境学报 2025年第1期42卷 257-268页

作者：吴雄王超凡查世云赵晓郭潘潘陈金亮丁日升农业水资源高效利用国家重点实验室北京100083 甘肃省武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站甘肃武威733009 中国农业大学中国农业水资源研究中心北京100083

本研究旨在探讨黑膜覆盖和根际促生菌(PGPR)在不同水分条件下对棉花生长、生理特性及纤维品质的影响。2022年大田试验在充分灌溉(W1)和覆白膜(M1)条件下设置了施用0(W1B0M1)、3(W1B1M1)、6 mL∙株-1(W1B2M1)和9 mL∙株^(-1)(W1B3M1)四个浓... 详细信息

本研究旨在探讨黑膜覆盖和根际促生菌(PGPR)在不同水分条件下对棉花生长、生理特性及纤维品质的影响。2022年大田试验在充分灌溉(W1)和覆白膜(M1)条件下设置了施用0(W1B0M1)、3(W1B1M1)、6 mL∙株-1(W1B2M1)和9 mL∙株^(-1)(W1B3M1)四个浓度PGPR处理,2023年大田试验在充分灌溉(W1)条件下设置了覆白膜处理(W1B0M1)、黑膜处理(W1B0M2)和3 mL∙株^(-1)的PGPR(W1B1M1)处理,在水分亏缺(W2)条件下设置了覆白膜处理(W2B0M1)和3 mL∙株-1的PGPR(W2B1M1)处理,监测与分析了不同试验处理对棉花植株水势、株高、茎粗、果枝数、棉铃数及干物质积累的影响。结果表明:相比充分灌溉不加菌,充分灌溉条件下施用PGPR在一定程度上能够平衡棉花植株营养和生殖生长;黑膜覆盖增强了地下部分生长,对棉花产量与品质的形成产生负效应;水分亏缺显著降低了植株籽棉产量,降幅为23.5%,对茎粗、棉铃数、皮棉产量和最终的棉铃干质量没有显著影响。相比水分亏缺不加菌,水分亏缺条件下施加PGPR显著提高了植株茎粗和棉铃数,增幅分别为16.8%和57.7%,对株高、籽棉和皮棉产量没有显著影响。尽管各处理均降低了棉纤维上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度和马克隆值,但其影响均不显著。研究表明,低浓度PGPR(B1)在充分灌溉条件下显著促进了棉花的生殖生长,而高浓度PGPR效果较弱。在水分亏缺条件下,PGPR改善了棉花的水分状况并增强了抗旱性,尽管对产量有一定促进作用,但未达显著性。此外,黑膜覆盖通过升高土壤温度抑制了棉花的生长和产量,尤其是籽棉和皮棉产量显著下降。

关键词：根际促生菌水分亏缺黑膜棉花纤维品质干物质积累

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Meta分析滴灌灌溉量及品种对玉米产量和水分利用效率的影响

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中国农业大学学报 2025年第1期30卷 1-13页

作者：刘丽平张克寒佟玲王素芬戴永辉中国农业大学农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站甘肃武威733009

为探究我国北方地区滴灌条件下不同灌溉量及品种对玉米产量及水分利用效率的影响,通过检索中国知网、万方数据知识服务平台和Web of Science等数据库,收集2000年1月-2022年6月公开发表的相关文献74篇,提取449组产量数据和453组水分利用... 详细信息

为探究我国北方地区滴灌条件下不同灌溉量及品种对玉米产量及水分利用效率的影响,通过检索中国知网、万方数据知识服务平台和Web of Science等数据库,收集2000年1月-2022年6月公开发表的相关文献74篇,提取449组产量数据和453组水分利用效率(WUE)数据,对收集数据进行整合,设置最大灌溉量≤50%(W1)、>50%~60%(W_(2))、>60%~70%(W3)、>70%~80%(W_(4))、>80%~90%(W_(5))5个亏缺灌溉处理组,以最大灌溉量的>90%~100%作为对照(W_(6)),采用Meta分析方法定量分析不同灌溉量(W)和品种对玉米产量和WUE等指标的影响。结果表明:与W_(6)相比,W_(4)和W_(5)均可显著提升玉米的产量和水分利用效率(WUE),分别提升8.2%~15.2%和11.7%~16.5%;当灌溉量为W3时可维持玉米的产量且极大地提升了WUE,其效应值(SMD)分别为0.12和0.89(P<0.05);但当灌溉量为W1和W2时,产量的SMD在−0.22~0.83和(P<0.05),WUE的SMD在−0.41~0.04(P<0.05),与W6相比,产量和WUE都出现显著下降。此外,不同灌溉量下不同玉米品种对产量和WUE的影响不同,综合考虑产量和WUE,对于‘西蒙6’‘咸科858’和‘先玉1331’等水分较为敏感的品种,建议采用轻度亏缺灌溉W4和W5处理;而对于‘农华101’‘中单909’等具有一定抗旱性的品种可以进行中度亏缺灌溉处理(W_(3));对于‘均隆1217’‘先玉335’等抗旱性较强的品种,则可以按照W1和W2进行灌溉;最大限度提升WUE。综上,建议北方地区玉米生产采用最大灌溉量>70%~90%的亏缺灌溉模式,能够显著提高玉米产量和水分利用效率。

关键词： Meta分析灌溉量品种产量水分利用效率亏缺灌溉

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调亏灌溉对玉米大豆间作群体光能辐射利用效率的影响

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灌溉排水学报 2025年第4期44卷 1-14页

作者：陈文聪段世名廖祺杜太生农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站甘肃武威733000 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

【目的】针对我国西北旱区玉米大豆间作种植模式下种间光能分配不均、群体光能辐射利用效率和灌溉水利用效率低的问题,本研究提出了一种通过对单一作物非关键生育时期控水(I),调节作物冠层覆盖度和光合作用,以期减少玉米对大豆的荫蔽,... 详细信息

【目的】针对我国西北旱区玉米大豆间作种植模式下种间光能分配不均、群体光能辐射利用效率和灌溉水利用效率低的问题,本研究提出了一种通过对单一作物非关键生育时期控水(I),调节作物冠层覆盖度和光合作用,以期减少玉米对大豆的荫蔽,在减少灌水量的同时实现产量和光能辐射利用效率双提升的思路。【方法】本研究设置4个水分处理(IW1:玉米100%I-大豆100%I;IW2:玉米100%I-大豆50%I;IW3:玉米50%I-大豆100%I;IW4:玉米50%I-大豆50%I)和2个玉米品种(C1:冠层紧凑型先玉335;C2:冠层平展型陇单4号),单作对应2个水分处理(MW1:100%I;MW4:50%I),单作与间作作物品种一致。测定各处理植株形态指标和净光合速率、生育期内冠层光能截获量变化、竞争比、土地当量比和灌溉水利用效率。【结果】(1)水分处理相同时,与同C2品种玉米间作的大豆相比,与C1品种玉米间作大豆P_(n)、LAI及地上部生物量显著增加26.90%、5.38%、5.42%,大豆IPAR显著降低6.25%,且显著提高间作群体总RUE。(2)间作玉米品种相同时,不同水分处理对玉米和大豆的P_(n)、株高、LAI及地上部生物量均有显著影响。其中与IW2处理相比,IW3处理灌水量减少16.79%,大豆P_(n)、LAI及地上部生物量均显著增加,且大豆IPAR显著降低10.43%,间作群体总RUE显著提高2.42%。(3)水分处理相同时,与C1品种玉米间作大豆产量、iWUE、CRs显著高于与C2品种玉米间作大豆,此外,与C1品种玉米间作的群体总LER平均显著提高2.38%。(4)间作玉米品种相同时,不同水分处理对大豆产量、CRs和间作群体总iWUE、LER均有显著影响。其中,与IW2处理相比,IW3处理可使大豆增产19.95%,间作群体总iWUE、总LER显著提高15.17%、8.12%。【结论】IW3处理结合紧凑型玉米品种能显著促进大豆生长,提高间作群体光能辐射利用效率。

关键词：间作调亏灌溉辐射利用效率玉米大豆

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基于STL时序分解的天然径流演变规律与影响因素分析

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水利学报 2025年第2期56卷 216-226,239页

作者：赵轶琳刘文丰李政徐宗学阳坤吴德丰农业水资源高效利用全国重点实验室中国农业大学北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站甘肃武威733000 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 北京师范大学水科学研究院北京100875 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875 清华大学地球系统科学系北京100084

河川径流作为衡量区域水资源量的重要指标,其长期变化呈现出显著的时空变异特征。既往研究多针对实测径流且未剔除短期因素的影响。为揭示天然径流的变化规律,并探究其影响机制,本研究选择1979—2018年我国天然径流格点数据集与区域地... 详细信息

河川径流作为衡量区域水资源量的重要指标,其长期变化呈现出显著的时空变异特征。既往研究多针对实测径流且未剔除短期因素的影响。为揭示天然径流的变化规律,并探究其影响机制,本研究选择1979—2018年我国天然径流格点数据集与区域地面气象要素驱动数据集,针对全国218个三级流域,应用时间序列分解与传统趋势分析相结合的方法,对天然径流序列进行STL分解后分析其时空变化趋势,利用多元线性回归探究天然径流受气候变化影响的主要因素。结果表明:在218个三级流域中,原始天然径流序列呈显著变化趋势的比例仅为35.8%,经STL分解后的天然径流序列更能展现出变化趋势的显著性,趋势显著的流域占比高达75.7%;全国84.4%的三级流域天然径流呈增加趋势,且显著性明显;降雨是影响我国大多数流域天然径流变化的最主要驱动因素,长波辐射和比湿次之;北方流域的影响因素较之南方更为复杂。本研究为变化环境下全面认识我国径流规律特征提供参考。

关键词：天然径流三级流域 STL分解径流趋势影响因素

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区域尺度作物生长及伴生过程模型研究进展

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中国科学:地球科学 2025年第3期55卷 669-685页

作者：刘文丰白亚玮杜太生李梦学 Hong YANG 陈世超梁传彬康绍忠中国农业大学农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站武威733000 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 2w2e Environmental Consulting GmbH Dübendorf 8600ZürichSwitzerland

在全球变化背景下,保障国家粮食安全和实现粮食生产系统可持续发展是当今世界面临的重大难题.针对这一问题,研究人员开发了区域尺度作物生长及伴生过程模型,该模型以其优秀的模拟和预测能力,已成为研究流域尺度、国家尺度乃至全球尺度... 详细信息

在全球变化背景下,保障国家粮食安全和实现粮食生产系统可持续发展是当今世界面临的重大难题.针对这一问题,研究人员开发了区域尺度作物生长及伴生过程模型,该模型以其优秀的模拟和预测能力,已成为研究流域尺度、国家尺度乃至全球尺度农业问题的重要工具之一.本文对区域尺度作物生长及伴生过程模型研究进展进行了系统综述.首先,依据模型特点把作物生长及伴生过程模型划分成4类:统计模型、作物生长模型、水文-作物耦合模型和生态系统模型;介绍了各类模型的起源、发展、原理、结构与应用.然后,从预测作物产量、作物需耗水量、农业非点源污染、温室气体排放和气候变化影响及应对5个方面系统阐述了区域尺度作物生长及伴生过程模型的主要功能.最后,从模型验证与率定、作物生理和人类活动的耦合模拟能力、强化模型可扩展性、多模型集合、数据与代码共享以及结合人工智能等6个主要方面展望了区域尺度作物生长及伴生过程模型的发展趋势和未来研究重点,为大尺度、高精度作物生长及伴生过程模型的进一步开发与应用提供参考与借鉴.

关键词：区域尺度作物模型生物物理过程模型功能全球变化

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基于水氮管理与种植结构优化的作物丰产高效管理策略

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农业工程学报 2022年第16期38卷 144-152页

作者：陈世超刘文丰杜太生中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站武威733000

河西走廊农业生产受到水资源短缺与农业资源利用效率低的限制,制约着该地区的种子、粮食生产与农业可持续发展战略。该研究构建了考虑作物水氮需求量、降雨量、土壤初始含氮量的水氮管理制度优化方法,并结合所构建的考虑空间尺度作物产... 详细信息

河西走廊农业生产受到水资源短缺与农业资源利用效率低的限制,制约着该地区的种子、粮食生产与农业可持续发展战略。该研究构建了考虑作物水氮需求量、降雨量、土壤初始含氮量的水氮管理制度优化方法,并结合所构建的考虑空间尺度作物产量与水氮利用效率的多目标种植结构优化方法,为河西走廊制种玉米、大田玉米和小麦制定丰产高效的水氮管理与种植结构调整策略,从而实现作物产量和水氮利用效率的协同提升。结果显示:优化的水氮管理制度相比管理现状可减少单位面积灌水量9.1%~27.3%、施氮量26.6%~50.0%;以作物产量和水氮利用效率最大为目标,以种植面积、产量需求和水氮投入量为约束,调整制种玉米、大田玉米和小麦的种植面积与空间分布,优化后制种玉米和小麦种植面积减少、大田玉米种植面积增加,总种植面积减少4874.8 hm^(2),且作物种植空间分布较优化前差异明显;水氮管理与种植结构优化协同作用可以在水氮用量分别减少0.29×10^(9) m^(3)和3.36×10^(7) kg的情况下,作物总产量提升0.16×10^(9) kg,区域灌溉水生产力和氮肥利用效率分别提升0.62 kg/m^(3)和18.97 kg/kg。该研究可以为产粮区和缺水区的作物丰产高效和农业可持续发展提供科学指导与决策参考。

关键词：作物灌溉优化种植结构水氮管理灌溉水生产力氮肥利用效率

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水盐胁迫下老化生物炭对温室气体与玉米生长的影响

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农业机械学报 2023年第9期54卷 386-395页

作者：佟玲戴永辉陈阳王璐刘丽平中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站武威733009

为揭示不同灌水量和灌水盐分下老化生物炭对温室气体排放与玉米生长的影响,设置2个生物炭水平:0 t/hm~2(B0)、60 t/hm~2(B1),2个灌溉水含盐量:0.71 g/L(S0)和4.0 g/L(S1),2个灌溉水平:充分灌溉(W1)和亏缺灌溉(W2,1/2 W1),于2022年4—9... 详细信息

为揭示不同灌水量和灌水盐分下老化生物炭对温室气体排放与玉米生长的影响,设置2个生物炭水平:0 t/hm~2(B0)、60 t/hm~2(B1),2个灌溉水含盐量:0.71 g/L(S0)和4.0 g/L(S1),2个灌溉水平:充分灌溉(W1)和亏缺灌溉(W2,1/2 W1),于2022年4—9月在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行了春玉米田间试验。结果表明,亏缺灌溉相较于充分灌溉CO_(2)累积排放量减少24.13%~52.68%,但二者的N_(2)O排放没有显著差异。微咸水灌溉导致CO_(2)和N_(2)O累积排放量分别增加9.06%~24.79%、9.95%~18.03%。在4种灌溉处理下,老化生物炭使CO_(2)和N_(2)O累积排放量分别减小7.33%~18.78%和21.14%~29.76%。不同处理间的CH_(4)排放无显著影响。亏缺和微咸水灌溉抑制了作物的生长;老化生物炭显著提高了春玉米生物量,总体增加7.86%~25.82%,但其对W1S0、W1S1、W2S0处理下玉米产量增产效果并不显著,且W2S1处理下玉米产量显著降低。同一灌溉水平下,微咸水灌溉增加了全球增温潜势,而利用老化生物炭和亏缺灌溉会降低全球增温潜势。微咸水和亏缺灌溉显著降低了农田土壤炭收益,分别减小17.70%~65.36%和37.30%~71.96%。不同灌溉处理下,老化生物炭均显著增加了农田土壤炭收益,增加15.86%~33.52%。总体上在W1S0、W1S1和W2S0处理下施用老化生物炭小幅提高了玉米产量,大幅降低了全球增温潜势和促进了农田净碳收益,因此在这3种灌溉方式下,老化生物炭施用可增加当地的经济和环境效益。

关键词：春玉米老化生物炭水盐胁迫温室气体碳收益

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基于SHAW模型的南疆典型灌区适宜盐分淋洗定额空间分布

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农业工程学报 2023年第1期39卷 70-80页

作者：林栋黄茜许尊秋毛晓敏中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站武威733000

明晰西北旱区休闲期土壤盐分淋洗定额的空间分布特征,对于水资源有效利用、土壤盐渍化防控具有重要意义。受制于土壤盐分、土壤质地的空间变异性,在某一点尺度获得的盐分淋洗定额难以全面反映区域的情况。该研究以南疆阿拉尔灌区为例,... 详细信息

明晰西北旱区休闲期土壤盐分淋洗定额的空间分布特征,对于水资源有效利用、土壤盐渍化防控具有重要意义。受制于土壤盐分、土壤质地的空间变异性,在某一点尺度获得的盐分淋洗定额难以全面反映区域的情况。该研究以南疆阿拉尔灌区为例,采用统计学和空间插值相结合的方法,确定灌区土壤盐分、土壤质地的空间分布特征,并通过划分模拟单元,建立基于SHAW(the simultaneous heat and water)模型的灌区尺度分布式模型,得到了不同灌水模式下适宜的盐分淋洗定额空间分布特征。结果表明:阿拉尔灌区土壤盐分呈现出“西多东少,南多北少”的分布特征;不同深度土壤颗粒含量均以砂粒和粉粒为主,土壤质地主要为粉壤土和砂壤土(占比约36.81%和19.44%);土壤含盐量和土壤砂粒含量是影响盐分淋洗定额的主要因素,3种灌水模式(只冬灌、只春灌、冬灌+少量春灌)中,冬灌+少量春灌(300 m^(3)/hm^(2))处理综合权衡了冬灌和春灌的优势,灌区内适宜冬灌定额主要介于1 500~2 250 m^(3)/hm^(2)之间,最有利于节水灌溉和作物出苗。研究可为当地水资源优化调配和土壤盐渍化防控提供参考。

关键词：盐分淋洗土壤南疆灌区质地空间分布 SHAW模型

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钠吸附比和盐分浓度对新疆典型砂壤土物理性质的影响

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农业工程学报 2022年第20期38卷 86-95页

作者：许尊秋陈阳毛晓敏中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站武威733000

新疆土壤盐碱化问题严重影响农田水盐运移和作物产量。为探究钠吸附比(Sodium Adsorption Ratio,SAR)和盐分浓度对当地典型砂壤土物理性质的影响,该研究测定了4个SAR水平(40,30,20,15,10,5(mmol/L)1/2)和8个盐分浓度水平(200,150,100,50... 详细信息

新疆土壤盐碱化问题严重影响农田水盐运移和作物产量。为探究钠吸附比(Sodium Adsorption Ratio,SAR)和盐分浓度对当地典型砂壤土物理性质的影响,该研究测定了4个SAR水平(40,30,20,15,10,5(mmol/L)1/2)和8个盐分浓度水平(200,150,100,50,20,10,5,2 mmol/L)下土壤团聚体快速湿润过程中的团聚体水稳性;并测定了4个SAR水平(40,30,20,5(mmol/L)1/2)和3个盐分浓度水平(200,100,20 mmol/L)溶液处理后的土壤水分特征曲线(Soil Water Characteristic Curve,SWCC),量化了土壤脱水过程中土体压缩量与溶液SAR和盐分浓度的关系。结果表明:1)土壤团聚体水稳性与SAR和盐分浓度均呈显著负相关关系,SAR高于30(mmol/L)1/2时,土壤团聚体水稳性才会显著下降;2)SAR对新疆典型砂壤土的SWCC有影响,且这种影响与盐分浓度有关;3)盐分浓度和SAR对土壤压缩量的影响存在交互作用。研究结果可为合理选用不同盐分组成和浓度微咸水灌溉以最大程度保护农田土壤结构和土壤水环境提供理论依据。

关键词：盐分团聚体土壤 SAR SWCC 压缩量新疆砂壤土

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