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基于降水量距平百分率的1961—2020年鄂尔多斯气象干旱趋势

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干旱区研究 2024年第7期41卷 1099-1111页

作者：李烨江伟陈晓俊吴英杰王思楠西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020

鄂尔多斯由于干旱事件频发,严重影响到当地的经济发展。研究鄂尔多斯的干旱时空演变特征对抗旱减灾工作的开展十分必要。本文采用1961—2020年鄂尔多斯85个格点的逐月降水数据,利用游程理论分析了标准化降水指数(Standardized Precipita... 详细信息

鄂尔多斯由于干旱事件频发,严重影响到当地的经济发展。研究鄂尔多斯的干旱时空演变特征对抗旱减灾工作的开展十分必要。本文采用1961—2020年鄂尔多斯85个格点的逐月降水数据,利用游程理论分析了标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和降水量距平百分率指数(Precipitation Anomaly Percentage,Pa)在该地区的适用性,并进一步采用反距离插值等方法分析干旱时空演变特征,结果表明:(1)Pa指数对鄂尔多斯干旱的描述具有很强的敏感性和准确性。(2)干旱年际变化频率高,夏旱发生频率最高,为16.7%,冬旱发生频率最低,为13.3%,其中,干旱发生率随干旱等级升高而逐渐降低。(3)鄂尔多斯西部比东部更易发生严重干旱,不受旱灾影响的概率逐渐由42%增大为75%。(4)春夏两季的干旱情况对整年的干旱情况影响最大,秋冬两季的干旱形势有所好转,并且冬季好转更明显。

关键词：格点数据干旱特征游程理论标准化降水指数降水量距平百分率

2001-2021年内蒙古荒漠草原水分利用效率时空变化特征及影响因素研究

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干旱区地理 2024年第6期47卷 993-1003页

作者：利辉刘铁军王少慧刘东伟内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010021 水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020 内蒙古阴山北麓草原生态水文野外科学观测研究站内蒙古呼和浩特010020

水分利用效率(Water use efficiency,WUE)是表征水碳过程的重要指标,对研究生态脆弱区水碳耦合规律及其响应因素具有重要意义。基于总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)、气温、降水量和土壤水分系统分析了2001—2021年内蒙古荒漠草原WUE的... 详细信息

水分利用效率(Water use efficiency,WUE)是表征水碳过程的重要指标,对研究生态脆弱区水碳耦合规律及其响应因素具有重要意义。基于总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)、气温、降水量和土壤水分系统分析了2001—2021年内蒙古荒漠草原WUE的时空变化特征,讨论了影响WUE变化的因素。结果表明:(1)内蒙古荒漠草原2001—2021年WUE平均值0.877 g C·mm^(-1)·m^(-2),空间变化范围在0.35~2.42 g C·mm^(-1)·m^(-2)。(2)预测其未来变化趋势发生转变的区域占比较大(约占69.00%),这些区域WUE未来变化趋势容易逆转。(3)空间上超过60.00%研究区的WUE与降水量、ET、土壤水分呈现正相关,其中降水量与WUE正相关最为明显(正相关区域占比约91.00%,通过显著性检验P内蒙古荒漠草原WUE变化中起主要作用。内蒙古荒漠草原WUE受多种因素影响,研究结果可为气候变化背景下荒漠草原地区WUE研究提供参考。

关键词：荒漠草原水分利用效率人类活动气候变化内蒙古

不同冬灌方式对紫花苜蓿次年生长及土壤水热的影响

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节水灌溉 2024年第2期 55-61页

作者：刘晋郑和祥邬佳宾王国帅何锐内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020

为探寻干旱半干旱地区冬季灌水对土壤水分、温度以及翌年紫花苜蓿返青、生长和产量的影响,进而提出适宜于伊金霍洛旗地区紫花苜蓿高产的灌溉方式,采用大田试验的方法,以未冬灌小区作为对照(CK),设置地下滴灌(DI)和畦灌(BI)2种灌溉方式,... 详细信息

为探寻干旱半干旱地区冬季灌水对土壤水分、温度以及翌年紫花苜蓿返青、生长和产量的影响,进而提出适宜于伊金霍洛旗地区紫花苜蓿高产的灌溉方式,采用大田试验的方法,以未冬灌小区作为对照(CK),设置地下滴灌(DI)和畦灌(BI)2种灌溉方式,灌水定额设置为30 mm,共3个试验处理,每个处理3次重复,共9个试验小区。结果表明冬灌对次年紫花苜蓿返青时各土层土壤含水率和土层温度均有一定影响,地下滴灌和畦灌,均能提高紫花苜蓿返青前的土壤含水率、提高土壤温度、改善紫花苜蓿的越冬环境、提高紫花苜蓿的越冬率。冬灌后次年紫花苜蓿返青率较未冬灌处理小区高13.77%,且滴灌处理条件下返青率最高,有利于后期紫花苜蓿产量的提高。地下滴灌冬灌处理条件下紫花苜蓿第1茬产量最高,鲜草产量为31020 kg/hm^(2),干草产量为6150 kg/hm^(2),相对未冬灌处理分别增产23.32%、21.67%。综合考虑地下滴灌条件下冬灌对次年紫花苜蓿生长及土壤水热的影响,建议伊金霍洛旗地区紫花苜蓿在越冬期进行地下滴灌条件下的冬灌。

关键词：紫花苜蓿冬灌灌溉方式地下滴灌土壤水热土壤水分土壤温度生长产量

科尔沁沙地沙丘生态系统水热通量特征及影响驱动因子

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中国环境科学 2024年第2期44卷 1041-1052页

作者：张思敏郝丽娜童新贾天宇张亦然马扩伦硕刘廷玺内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室内蒙古呼和浩特010018 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理协同创新中心内蒙古呼和浩特010018 内蒙古水利水电勘测设计院内蒙古呼和浩特010018

以科尔沁沙地的典型沙丘区为研究对象,利用涡动相关系统(EC)持续监测沙丘生态系统2013~2022年的表面能量通量数据,采用普通最小二乘线性回归法(OLS)和表面能量平衡比率(EBR)两个指标评估能量平衡闭合度,对沙丘生态系统生长季(4~10月)能... 详细信息

以科尔沁沙地的典型沙丘区为研究对象,利用涡动相关系统(EC)持续监测沙丘生态系统2013~2022年的表面能量通量数据,采用普通最小二乘线性回归法(OLS)和表面能量平衡比率(EBR)两个指标评估能量平衡闭合度,对沙丘生态系统生长季(4~10月)能量通量的日变化、季节变化以及年际变化进行分析,并计算波文比(β)和能量平衡比,探讨了影响潜热通量(LE)、感热通量(H)和土壤热通量(G)变化的环境因素.结果表明:多年平均年净辐射(R_(g))为1592.77MJ/m^(2),其中H、LE和G分别为614.60,636.22和117.76MJ/m^(2),科尔沁沙地沙丘生态系统年能量的主要组成部分为潜热通量,占总能量的40%.β日动态曲线呈单峰变化,波动相对较平缓.各年年均表面能量平衡比率(EBR)介于0.75~0.90之间,多年年均EBR为0.87,说明能量平衡闭合度的残差为13%.研究表明饱和水汽压差(VPD)是影响能量通量的主要因素,其次是空气温度(T_a)和土壤温度(T_s),均与能量通量呈显著正相关;而植被对能量通量的影响表现在LE与叶面积指数(LAI)呈正相关,而H相反.

关键词：科尔沁沙地涡动相关系统水热通量波文比能量平衡比影响因素

地下滴灌关键技术参数对砂土地区苜蓿根系与产量的影响

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人民黄河 2024年第10期46卷 127-132,153页

作者：畅利毛郑和祥王万宁张松刘晋石海治内蒙古自治区地质调查研究院内蒙古呼和浩特010041 水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020 内蒙古农业大学内蒙古呼和浩特010018 鄂托克前旗农牧和水利局内蒙古鄂尔多斯016200

为研究地下滴灌条件下,适宜于紫花苜蓿根系生长和高产的滴头流量、滴灌带埋深以及灌水定额,采用田间试验,设3个滴灌带滴头流量(1.38、2.00、3.00 L/h),3个滴灌带埋深(10、20、30 cm)和3个地下滴灌灌水定额(15.0、22.5、30.0 mm),研究了... 详细信息

为研究地下滴灌条件下,适宜于紫花苜蓿根系生长和高产的滴头流量、滴灌带埋深以及灌水定额,采用田间试验,设3个滴灌带滴头流量(1.38、2.00、3.00 L/h),3个滴灌带埋深(10、20、30 cm)和3个地下滴灌灌水定额(15.0、22.5、30.0 mm),研究了不同地下滴灌关键技术参数对苜蓿根系与产量的单因素影响。结果表明:滴头流量为2.00 L/h时更有利于苜蓿根系的生长,滴灌带埋深对苜蓿侧根的影响显著;灌水定额对苜蓿的根系比表面积、根尖数、侧根发生数、侧根位置影响显著;小滴头流量处理的苜蓿产量总体上高于大滴头流量处理;滴灌带埋深对苜蓿产量的影响不显著;在一定范围内,随着灌水定额的增大,苜蓿产量增加。综合节水与产量因素,建议鄂尔多斯市鄂托克前旗地区紫花苜蓿地下滴灌关键技术参数:滴头流量为2.00 L/h、滴灌带埋深为20 cm、灌水定额为22.5 mm。

关键词：地下滴灌苜蓿滴头流量滴灌带埋深作物根系

采煤沉陷区模拟土壤侵蚀胁迫对灌木生理生长特性的影响

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中南林业科技大学学报 2024年第4期44卷 116-127页

作者：郑欣如张欣葛楠陈曦王博刘瑞敏王非恒内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020 呼和浩特职业学院巴彦镇高职园区内蒙古呼和浩特010070 内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区水利事业发展中心内蒙古呼和浩特010020

【目的】探究半干旱地区采煤活动造成的土壤侵蚀对北沙柳Salix cheilophila、小叶锦鸡儿Caragana microphylla生长生理特性的影响,阐明植物在逆境胁迫下的适应性及生存策略。【方法】在野外原位试验条件下,对北沙柳、小叶锦鸡儿根部进... 详细信息

【目的】探究半干旱地区采煤活动造成的土壤侵蚀对北沙柳Salix cheilophila、小叶锦鸡儿Caragana microphylla生长生理特性的影响,阐明植物在逆境胁迫下的适应性及生存策略。【方法】在野外原位试验条件下,对北沙柳、小叶锦鸡儿根部进行原位根系断裂试验来模拟土壤侵蚀胁迫,设置对照组(CK)和轻度胁迫(S1)、中度胁迫(S2)和重度胁迫(S3)四种不同程度的土壤侵蚀,测定了不同胁迫处理下两种灌木的生长指标和生理指标变化,并使用模糊数学隶属函数综合评价其抗逆性。【结果】土壤侵蚀胁迫显著抑制北沙柳和小叶锦鸡儿的株高、冠幅、枝条长度和枝条直径,且随着侵蚀胁迫程度增大,抑制程度越明显;北沙柳叶片叶绿素含量随着土壤侵蚀胁迫程度增大而降低,且随胁迫时间延长呈逐渐降低趋势,而小叶锦鸡儿的叶绿素含量在胁迫后期恢复至侵蚀胁迫前期;北沙柳的丙二醛含量随胁迫时间的延长呈先降低后升高趋势,而小叶锦鸡儿的丙二醛含量呈先升高后降低趋势;侵蚀胁迫后期北沙柳和小叶锦鸡儿叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性升高;隶属函数分析显示,在土壤侵蚀环境中,小叶锦鸡儿抗逆性最强,北沙柳次之。【结论】小叶锦鸡儿对采煤沉陷区土壤侵蚀的破坏致损效应具有更好的抵抗力和恢复力,更适于干旱、半干旱矿区的生态修复与植被建设。

关键词：北沙柳小叶锦鸡儿采煤沉陷区土壤侵蚀胁迫生理生长特性

不同水分调控对沿黄灌区向日葵水分利用影响研究

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节水灌溉 2024年第7期 8-15页

作者：何锐佟长福王军张晔栗永水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 乌审旗水利事业发展中心内蒙古鄂尔多斯017300 鄂尔多斯市水利事业发展中心内蒙古鄂尔多斯017200

为探究达拉特旗黄河南岸灌区向日葵根系吸水来源及其利用策略,通过测定达拉特旗黄河南岸灌区向日葵木质部水及其各种潜在水源(降水、土壤水和地下水)的氢氧同位素组成(δD和δ18O),利用直接对比法和MixSIAR模型研究对比不同灌溉制度下... 详细信息

为探究达拉特旗黄河南岸灌区向日葵根系吸水来源及其利用策略,通过测定达拉特旗黄河南岸灌区向日葵木质部水及其各种潜在水源(降水、土壤水和地下水)的氢氧同位素组成(δD和δ18O),利用直接对比法和MixSIAR模型研究对比不同灌溉制度下向日葵不同生育期水分来源及各水源利用差异。结果表明,向日葵在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期的吸水深度分别在0~30、0~50、0~70和30~90 cm土层。不同灌溉量下,向日葵的主要吸水层具有一定的差异。0~10、10~30、30~50、50~70、70~90 cm深度土壤水和地下水对向日葵平均贡献比例分别为22.17%、17.99%、18.74%、14.68%、15.97%和10.45%。通过相关性分析,50 cm以下土层水分贡献对产量提高有利,0~10 cm土壤水、30~50 cm土壤水和地下水利用对灌溉水利用效率具有正相关关系。设置灌溉定额为187.5 mm时能显著提高产量,灌溉定额为100 mm时,能显著提升灌溉水利用效率。

关键词：氢氧同位素水分来源根系吸水吸水深度水分调控黄河南岸灌区向日葵

保水剂和蒸腾抑制剂对玉米生长和水肥耦合的影响

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节水灌溉 2024年第6期 63-68,76页

作者：佟长福侯洪飞李瑞平郑和祥田小强高海波苗怀仁水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 鄂尔多斯市水旱灾害防御技术中心内蒙古鄂尔多斯017200 乌审旗水利事业发展中心内蒙古鄂尔多斯017399

保水剂和蒸腾抑制剂的应用对玉米高效生产发挥着重要作用。为探究保水剂和蒸腾抑制剂对玉米生长和土壤水肥耦合的影响,在内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗河南乡小石砭村进行田间试验。试验共设置4个处理,分别为灌水定额为30 mm并且施加保... 详细信息

保水剂和蒸腾抑制剂的应用对玉米高效生产发挥着重要作用。为探究保水剂和蒸腾抑制剂对玉米生长和土壤水肥耦合的影响,在内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗河南乡小石砭村进行田间试验。试验共设置4个处理,分别为灌水定额为30 mm并且施加保水剂(C1)、灌水定额为37.5 mm并且施加保水剂(C2)、灌水定额为45 mm并且施加蒸腾抑制剂(C3)和灌水定额为45 mm并且不施加试剂(CK)。结果表明:①保水剂和蒸腾抑制剂能有效提升土壤保水能力,与CK相比,C1、C2和C3处理下玉米生育期平均土壤含水率分别提升6.61%、11.94%和4.05%。②保水剂和蒸腾抑制剂能有效提升玉米株高,其中拔节期玉米株高提升率最高,C1、C2和C3较CK分别提升9.40%、17.45%和6.04%。③玉米的茎粗随着生育期的推进呈现出先快速增长后缓慢增长再略微减小的趋势,快速增长期为拔节期,拔节期相比于苗期茎粗平均增长率为60.21%。④保水剂的施加可以增加土壤肥力和土壤水肥之间的协同关系,C2相比于CK土壤全氮、有效磷、速效钾、缓效钾和有机质含量分别增加37.57%、82.76%、88.66%、1.31%和37.83%;土壤水肥耦合度和耦合协调度分别增加77.74%和52.79%。综上所述,施加保水剂和蒸腾抑制剂可有效改善土壤水分状况,促进玉米生长发育,较不施加任何试剂的处理有明显优势。

关键词：保水剂蒸腾抑制剂玉米生长水肥耦合协同土壤含水率

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砒砂岩区沙棘根际土壤微生物群落对平茬的响应

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土壤通报 2024年第2期55卷 437-447页

作者：祁慧娟郭月峰姚云峰祁伟卜繁靖王皓月内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特市010018 内蒙古水利水电勘测设计院内蒙古呼和浩特市010020

[目的]内蒙古砒砂岩区是黄土高原乃至世界水土流失最为严重的地区之一,针对目前砒砂岩区生态功能退化、水土流失严重等问题,掌握砒砂岩区平茬后沙棘人工林根际土壤微生物特征,明确平茬对沙棘根际土壤微生物群落结构的影响。[方法]本研... 详细信息

[目的]内蒙古砒砂岩区是黄土高原乃至世界水土流失最为严重的地区之一,针对目前砒砂岩区生态功能退化、水土流失严重等问题,掌握砒砂岩区平茬后沙棘人工林根际土壤微生物特征,明确平茬对沙棘根际土壤微生物群落结构的影响。[方法]本研究以该区已进入衰退期的沙棘(Hippophae rhamnoides)人工林为研究对象,运用Illumina MiSeq高通量测序法对平茬(齐地平茬0 cm,留茬10 cm,15 cm,20 cm)与未平茬条件下沙棘林下根际土壤微生物细菌群落多样性及群落结构微生物数量等指标进行分析。[结果](1)根际土壤理化性质中各个指标表明15 cm平茬处理较其它平茬处理优,各个平茬处理下根际土壤pH变化不明显。(2)15 cm平茬处理特有扩增子序列变异(ASV)且数目最多。细菌群落的alpha多样性土层0~10 cm最高,平茬处理组15 cm最高,平茬处理组高于未平茬处理。各个平茬模式0~10 cm根际土壤深度之间成分相似,20~30 cm根际土壤深度之间成分相似,10~20 cm根际土壤深度成分不相似,平茬处理组中15 cm分布相对独立。(3)4个沙棘平茬模式和对照组未平茬根际土壤样本共检测到细菌37门、116纲、227目、356科、634属和697种。门水平属水平下0~10 cm土层相对丰度最高,门水平属水平下15cm平茬处理相对丰度最高。(4)根际土壤理化性质与细菌优势门丰度相关性分析,根际土壤有效磷与大部分细菌优势门具有极显著相关关系。[结论]沙棘留茬高度为15 cm时最好,平茬有利于沙棘林下根际土壤修复,间接反映出平茬对沙棘更新复壮是有利的。研究结果可为砒砂岩区沙棘人工林更新复壮及生态恢复提供理论依据。

关键词：砒砂岩区沙棘根际土高通量测序技术细菌群落多样性