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1. chinaXiv:202006.00212 [pdf]

Ridge-furrow plastic mulching with a suitable planting density enhances rainwater productivity, grain yield and economic benefit of rainfed maize

ZHENG Jing; FAN Junliang; ZOU Yufeng; Henry Wai CHAU; ZHANG Fucang
Subjects: Geosciences >> Hydrology

Soil surface mulching and planting density regulation are widely used for effective utilization of limited rainwater resources and improvement of crop productivity in dryland farming. However, the combined effects of mulching type and planting density on maize growth and yield have been seldom studied, especially in different hydrological years. A field experiment was conducted to evaluate the effects of mulching type and planting density on the soil temperature, growth, grain yield (GY), water use efficiency (WUE) and economic benefit of rainfed maize in the drylands of northern China during 2015–2017. Precipitation fluctuated over the three years. There were four mulching types (NM, flat cultivation with non-mulching; SM, flat cultivation with straw mulching; RP, plastic-mulched ridge plus bare furrow; RPFS, plastic-mulched ridge plus straw-mulched furrow) and three planting densities (LD, low planting density, 45.0×103 plants/hm2; MD, medium planting density, 67.5×103 plants/hm2; HD, high planting density, 90.0×103 plants/hm2). Results showed that soil temperature was higher with RP and lower with SM compared with NM, but no significant difference was found between RPFS and NM. More soil water was retained by soil mulching at the early growth stage, but it significantly varied at the middle and late growth stages. Maize growth was significantly improved by soil mulching. With increasing planting density, stem diameter, net photosynthetic rate and chlorophyll content tended to decline, whereas a single-peak trend in biomass yield was observed. Mulching type and planting density did not have significant effect on evapotranspiration (ET), but GY and WUE were significantly affected. There were significant interacting effects of mulching type and planting density on biomass yield, GY, ET and WUE. Compared with NM, RPFS, RP and SM increased GY by 57.5%, 50.8% and 18.9%, and increased WUE by 66.6%, 54.3% and 18.1%, respectively. At MD, GY increased by 41.4% and 25.2%, and WUE increased by 38.6% and 22.4% compared with those of at LD and HD. The highest maize GY (7023.2 kg/hm2) was observed under MD+RPFS, but the value (6699.1 kg/hm2) was insignificant under MD+RP. Similar trends were observed for WUE under MD+RP and MD+RPFS, but no significant difference was observed between these two combinations. In terms of economic benefit, net income under MD+RP was the highest with a 9.8% increase compared with that of under MD+RPFS. Therefore, we concluded that RP cultivation pattern with a suitable planting density (67.5×103 plants/hm2) is promising for rainwater resources utilization and maize production in the drylands of northern China.

submitted time 2020-06-22 From cooperative journals:《Journal of Arid Land》 Hits5147Downloads227 Comment 0

2. chinaXiv:202006.00125 [pdf]

配重浮球覆盖下干旱区平原水库节水率研究

韩克武; 侍克斌; 杨云鹏
Subjects: Geosciences >> Hydrology

干旱区平原水库具有水面积大、蒸发强烈等特点,本文采用直径100 mm的配重浮球来抑制平原水库的无效蒸发。以月为时间尺度,分别从浮球间孔隙造成的蒸发损失率和风浪环境中配重浮球湿润表面造成的蒸发损失率进行研究,最终建立浮球覆盖下水面蒸发抑制率和节水率计算模型。结果表明:(1)非冰冻期内,浮球间孔隙造成的蒸发损失率呈现先增大后减小,在7月达到全年最高值11.6%;冰冻期内(12月和1月),浮球间孔隙造成的蒸发损失率达到全年最低值9%。(2)相同覆盖面积下,浮球润湿率随风速的增大呈曲线增长,且覆盖面积越大,润湿率随风速的变化速率越慢。相同风速下,浮球润湿率随覆盖面积的增大呈直线下降。各覆盖面积下,单位面积节水率在7月达到最大值,分别为76.6%、78.1%、79.6%、81.2%;在4月达到最低值,分别为51.9%、54.0%、58.2%、61.3%。综上所述,配重浮球在风浪环境中稳定性好、防蒸发节水率高,是一种较为理想的防蒸发材料。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits5366Downloads251 Comment 0

3. chinaXiv:202006.00130 [pdf]

疏勒河干流径流变化特征研究

孙栋元; 齐广平; 齐广平
Subjects: Geosciences >> Hydrology

通过对流域径流变化特征研究,为水资源高效管理、科学调配和综合利用提供参考依据。选取疏勒河干流昌马堡、潘家庄和双塔堡水库站多年实测月、年天然径流作为数据资料,利用线性倾向、Mann-Kendall等方法,研究了干流径流量年、年内、年际、季节变化和突变特征。结果表明:1956—2016年干流年径流呈现昌马堡站(1.075×108 m3?(10a)-1)>双塔堡水库站(0.253×108 m3?(10a)-1)>潘家庄站(0.126×108 m3?(10a)-1)的线性倾向率,且呈现增加变化趋势;径流年内分配极不均匀,径流主要集中于5~9月份,占年径流量的50%以上;径流年际变化均低于和高于多年平均值分别在70—90年代和21世纪00—01年代;径流不同站点和不同年代平均径流距平呈现差异性季节变化特征,夏季径流量增加对各站点年径流量影响最大;径流突变时间和特征因不同站点呈现不同变化特征,3个水文站突变点分别为1998年、2012年和2006年。研究结果对促进区域水资源综合管理与科学调配,指导区域中长期水资源综合规划与社会经济发展具有重要实际参考借鉴意义。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits5502Downloads481 Comment 0

4. chinaXiv:202006.00135 [pdf]

基于流域的陕西省水资源承载力研究

夏玮静; 王宁练; 沈月
Subjects: Geosciences >> Hydrology

以陕西省9个流域为评价单元,基于宏观指标和综合指标构建水资源承载力综合评价模型。通过分析经济压力、人口压力、承载压力及协调指数,进而对研究区水资源承载力进行评价并探讨其时空分布特征。结果表明:(1)陕西各流域水资源承载力差异较为明显,其中陕南最大,陕北次之,汉中最小。陕南地区的汉江和嘉陵江两个流域水资源丰富且降水充足, WI<0.6处于承载适宜阶段,但该流域水资源利用效率较低 HI<0.6,流域人均用水量、万元GDP用水量以及农田灌溉亩均用水量均超过全省平均水平。陕北地区的河口-龙门、内流区以及北洛河三个流域水资源紧缺且存在水质性缺水问题,处于轻度超载阶段;而关中地区的渭河、泾河、龙门三门峡及伊洛河四个流域水资源供需矛盾随着人口与经济的增长进一步加剧,水资源承载力综合评价指标值WI>1.50,处于严重超载阶段。(2)从承载压力指数分析可以看出,流域调水对缺水地区或经济中心城市的发展起到决定性作用。从丰水流域跨流域调水能解决地区性缺水问题,进而解决水资源危机所带来的社会经济可持续发展问题。(3)基于水资源的自然资源属性,以流域为评价单元,其研究结果更符合自然规律,有利于实现流域间水资源的合理均衡和分配。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits2205Downloads151 Comment 0

5. chinaXiv:202006.00136 [pdf]

基于遥感和GIS的洮河流域面源污染流域尺度模拟及防治对策研究

刘全諹; 齐明亮
Subjects: Geosciences >> Hydrology

基于遥感与GIS技术的研究进展,采集洮河流域高程数据、土地利用类型、土壤类型特性、气象数据等,在SWAT模型中模拟与面源污染有关的降水、地表径流、壤中流、下渗和蒸散发等水文过程,计算侵蚀量、总氮和总磷等面源污染负荷,研究洮河流域面源污染特征。研究表明:洮河流域多年平均侵蚀量为0.70×108 t,多年平均总氮面源污染负荷为244.11 t,洮河流域多年平均总磷面源污染负荷为27.91 t,洮河流域1967—2017年多年平均侵蚀量、总氮面源污染、总磷面源污染负荷总体呈不明显的波动减少趋势,同时提出了改变土地利用方式、设置植被过滤带、坡改梯等面源污染防治对策及建议。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits271Downloads157 Comment 0

6. chinaXiv:202006.00137 [pdf]

青海湖沙柳河流域浅层地下水 不同时期补给特征

杨羽帆; 曹生奎; 曹广超
Subjects: Geosciences >> Hydrology

地下水稳定同位素组成的时空变化特征可以反映不同时期、不同区域地下水补给来源的差异。本文研究了青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素组成的时空变化特征以及地下水、河水与降雨之间的补给关系,并得出如下结论:季风时期,地下水主要受降雨入渗和河流侧向补给为主,在补给过程中蒸发作用是影响地下水稳定同位素值的主要因素;非季风期,冰雪融水对低值区的地下水影响显著,同时降水的快速入渗则是该时期高值区地下水的主要补给方式之一。地下水同位素高值区,地下水与河水间补给作用较弱,补给时间超过5个月;地下水同位素低值区,地下水与河水补给关系较为密切,补给时间在1-4月间。本研究所得结论可初步反映干旱半干旱内陆流域地下水稳定同位素特征以及补给方式的基本规律,在一定程度上可为研究流域地下水及其他水体间的转换提供科学依据,并为地下水资源管理和水环境治理提供一定理论指导。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits255Downloads150 Comment 0

7. chinaXiv:202001.00019 [pdf]

高寒沙区中间锦鸡儿人工林细根动态及其周转

张立恒
Subjects: Geosciences >> Hydrology

通过对青海省治沙试验站3 a、5 a、10 a、16 a和30 a生的中间锦鸡儿(Caragana intermedia Kuang et H. C. Fu)人工林细根生物量的测定分析,了解其细根生物量的垂直分布和动态变化特征以及周转速率。结果表明:中间锦鸡儿人工林约41%的活细根和39%的死细根分布在0~20 cm 的土层,38%的活细根和死细根分布在20~40 cm 的土层,21%的活细根和23%的死细根分布在40~60 cm 的土层。细根生物量表现出明显的季节动态性,活细根生物量峰值出现在6月和8月或者6月和9月,8月或9月达到最大值;死细根生物量峰值出现8月和9月,也是8月或9月达到最大值。不同林龄人工林细根周转速率分别为:0.53、0.66、0.56、0.73、0.78次﹒a-1。细根生物量和周转率均随林龄增大而增加,随土层加深而减小。

submitted time 2020-01-02 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits3443Downloads372 Comment 0

8. chinaXiv:202001.00020 [pdf]

内陆河湿地芦苇叶功能性状特征及其对土壤环境因子的响应

焦亮
Subjects: Geosciences >> Hydrology

植物功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁,其在不同环境梯度下的变化表现出了对异质环境的适应机制。本文以敦煌西湖国家级自然保护区克隆植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,设置了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个梯度样地,研究环境异质条件下芦苇叶功能性状特征及其对土壤环境因子的响应。结果表明:① 各环境梯度下,芦苇叶功能性状特征变化显著(P<0.05),叶长、叶宽、叶面积、叶干重随环境梯度退化呈下降趋势,比叶面积随梯度退化呈上升趋势;② 芦苇各叶功能性状间呈协同变化的特征,叶长、叶宽、叶面积、叶干重之间呈极显著正相关(P<0.01),比叶面积与叶长、叶干重呈显著负相关(P<0.05);③ 叶长、叶宽、叶面积、叶干重与土壤表层(0~30 cm)、中层(30~60 cm)水分呈显著正相关(P<0.05),而与土壤表层、中层含盐量呈显著负相关(P<0.05),说明土壤表层与中层的水分与盐分是芦苇叶功能性状最主要的驱动力。研究结果对干旱区内陆河湿地的保护、生态恢复及管理具有重要的指导意义。

submitted time 2020-01-02 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits763Downloads433 Comment 0

9. chinaXiv:202001.00021 [pdf]

水分胁迫及复水过程4种牧草形态及其生理特征表达

张静鸽
Subjects: Geosciences >> Hydrology

草地作为半干旱区的主要植被类型之一,开展牧草对土壤水分变化响应机制的研究,对于该地区水资源的可持续利用和生态环境的建设均有重要意义。本文以选取半干旱区4种典型牧草作为研究对象,在对其进行干旱及旱后复水处理模拟自然降水过程的基础上,分析牧草的形态、水分生理、光合生理等特征对土壤水分变化的响应,结果表明:① 水分胁迫下牧草地上形态指标(单叶面积、地上干重)呈显著的下降趋势,而地下形态指标(地下干重、根冠比)则反之;复水结束后,牧草形态特征指标有明显的恢复,披碱草(Elymus nutans Griseb.)和黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)出现了超补偿效应。② 水分胁迫下牧草水分生理特征表现为明显的下降趋势,复水后逐渐恢复,复水14~21 d后基本恢复对照组水平。干旱条件下,2种豆科牧草能维持较高的水势,属于高水势延迟脱水型;而禾本科牧草属于低水势忍耐脱水型。③ 水分胁迫下,牧草光合生理特征也表现为明显的下降趋势,轻微水分胁迫能够暂时提高豆科牧草光合能力;豆科和禾本科牧草叶片光合特性对干旱的响应机制存在一定的差异,面对干旱胁迫,豆科牧草通过及时关闭气孔来减少水分散失,而禾本科牧草通过延缓气孔关闭牺牲叶片水分的方式维持正常生长。

submitted time 2020-01-02 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits766Downloads413 Comment 0

10. chinaXiv:202001.00026 [pdf]

不同植被覆盖度沙垄土壤化学性质的空间分异

李浙华
Subjects: Geosciences >> Hydrology

为了研究温带固定半固定沙漠土壤化学性质与地表植被的关系,本文以古尔班通古特沙漠西南缘莫索湾地区沙漠–绿洲过渡带为研究区,分别选取植被覆盖度为10%和15%的半固定沙垄及植被盖度为30%的固定沙垄。采集了各沙垄不同地貌部位的土壤样品,室内测试了土壤pH、电导率、有机质、全氮和全磷等指标。结果表明:① 随着植被覆盖度下降,沙垄西坡、坡顶和东坡,土壤pH、电导率、有机质、全氮和全磷呈逐渐降低趋势;② 不同地貌部位的分布格局各沙垄表现不一致,沙垄A和沙垄B的 pH、电导率、有机质、全氮和全磷含量最大值均出现在垄间地,其他部位之间没有明显的规律,沙垄C 的pH和电导率最大值出现在垄间地,而土壤养分含量于坡顶部位富集;③ 各沙垄不同土层土壤性质分布规律相对一致,土壤pH、电导率随着土层深度的增加呈上升的趋势,而土壤养分随着土层深度的增加而降低;④ 土壤化学性质空间分布异质性与植被的分布格局密切相关,相互影响,当植被覆盖度较高时,生物作用起主导作用,当植被覆盖度较低时,风蚀、地形等非生物因素作用加强,影响生物作用,植被对土壤颗粒和养分的拦截及富集作用逐渐减弱或消失。

submitted time 2020-01-02 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits616Downloads363 Comment 0

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