黑河流域水资源优化配置研究
作者: 李小琴  日期:2005-03-01 来源 :西安理工大学 文献类型 :学位论文 关键词:可持续利用 水资源 黑河流域 承载力 优化配置 评价 
描述:黑河是中国第二大内陆河,长期以来,由于人口增长,经济发展, 中游地区人类活动用水量增加,致使进入下游水量急剧减少,导致森林 死亡、草场退化、沙漠化扩展,成为中国北方地区沙尘暴的主要沙源地 之一。本文在分析了黑河流域水资源开发利用现状的基础上,指出了目 前黑河流域水资源开发利用中存在的问题,综述了国内外水资源优化配 置的研究进展,收集、整理并分析了大量黑河流域社会、经济、生态环 境等与水资源优化配置相关的资料数据;对黑河流域水资源需求进行了 分析和预测;建立了水资源优化配置模型,获得了水资源优化配置方案, 对实现黑河流域水资源优化配置具有重要的参考价值。本文取得的主要 研究成果如下: (1) 提出了黑河流域水资源优化配置的指导思想、原则和目标,结 合流域水资源开发利用特点和目标生成了2010水平年五个水资源配置方 案,为研究或实施黑河流域水资源优化配置方案奠定了基础。 (2) 结合产业结构和农业种植结构调整及对灌区的节水改造,采用定 额法对生活、生产、生态需水进行了预测,总需水量由现状的42. 01亿 m3减少到2010水平年的34. 93亿m3,减小了16. 9%,需水的负增长趋势 是合理的,符合流域实情。 (3) 考虑到黑河流域水资源短缺,需水量大于水资源量的实情,建立 西安理工大学工程硕士学位论文 了兼顾流域缺水均衡,以流域总缺水最小为目标的水资源优化配置模型 (LPM);提出了应用遗传算法求解LPM模型具体步骤,推导并给出了该 算法有关公式和参数,丰富了水资源优化配置方法。 (4)采用长系列资料,应用LPM模型,进行大量运算获得了现状年和 2010水平年的六个黑河流域水资源优化配置方案;通过各方案在实现分 配水权、生活、生产和生态用水的协调程度、供水保证率、水资源开发 利用程度等方面的分析比较,以及水资源可持续承载能力的评价,重点 评价了发展系数、协调系数、公平系数和可持续发展系数,得出了方案5 为水资源配置最优方案。论文取得的成果对实现黑河流域水资源优化配 置具有重要的指导意义。 关键词:黑河流域;水资源;优化配置;可持续利用;承载力;评价
黑河上游冰沟流域不同林地土壤理化性质及有机碳和养分的剖面变化规律
作者: 张勇  秦嘉海  赵芸晨  王治江  高海宁    日期:2016-12-05 来源 :水土保持学报 文献类型 :期刊 关键词:土壤理化性质 有机碳 养分 林地 
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黄瓜与小麦和大豆轮作对土壤微生物群落物种多样性的影响
作者: 吴凤芝  王学征    日期:2016-12-05 来源 :园艺学报 文献类型 :期刊 关键词:大豆 黄瓜 轮作 小麦 土壤微生物多样性 
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黄土高原雨水资源化潜力与时空分布特征
作者: 张宝庆  吴普特  赵西宁  王玉宝    日期:2016-12-05 来源 :排灌机械工程学报 文献类型 :期刊 关键词:定量评价 可变下渗容量模型 雨水利用 分布式水文模型 黄土高原 
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黄土高原沟壑区森林带不同植物群落土壤氮素含量及其转化
作者: 邢肖毅  黄懿梅  安韶山  张宏    日期:2016-12-05 来源 :生态学报 文献类型 :期刊 关键词:黄土沟壑区 植物群落 土壤氮素 
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黄土高原旱地长期定位试验土壤酶活性研究
作者: 樊军  日期:2001-05-01 来源 :西北农林科技大学 文献类型 :学位论文 关键词:土壤酶动力学 微生物量碳氮 微生物数量 土壤酶活性 长期定位试验 
描述:本论文对设在黄土高原旱地农田上的两个长期定位试验土壤酶活性进行研究,包括过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶,结合土壤养分含量、微生物数量、微生物量碳氮等性质对旱地农田的土壤酶活性进行综合研究,探索旱地长期施肥与轮作等农业措施对土壤生物学性质,特别是酶活性影响的实质原因,并用酶活性综合评价土壤肥力。 长期轮作施肥对土壤养分含量有显著影响。轮作施肥中施有机肥有利于土壤有机C含量的增加和增强土壤生物学活性,为作物稳产高产创造良好的生物化学环境,施有机肥本身带入土壤外源酶,同时为土壤微生物创造了良好的生活环境,有利于酶活性的提高,因此施用有机肥在旱地土壤有很好的培肥增产效果,在小麦连作系统中凡施有机肥处理的产量平均3255kg/hm2,而氮肥(1200 kg/hm2)、磷肥(700 kg/hm2)单施的产量与CK(1100 kg/hm2)接近。 长期轮作施肥对土壤微生物量碳氮有显著影响,尤其施用有机肥可以显著提高土壤微生物量,微生物碳相对休闲地增加幅度在62.3%~270%,微生物氮增加41.2%~353.1%,施肥使微生物量氮占全氮的比例明显提高。微生物量碳、氮与土壤酶活性有很好的相关关系;有机肥提高了土壤微生物数量,它们与酶活性的关系不密切,仅真菌数量与3种酶活性相关达到显著水平,造成这种现象的原因可能是微生物数量测定方法的限制。 土壤酶活性随冬小麦生育期波动较小,土壤中游离脲酶、碱性磷酸酶活性占总酶活性的1%左右,结合酶促反应动力学参数研究证实:旱地土壤酶活性主要是累积在土壤中酶的活性,它与土壤有机无机胶体紧密结合,受其保护,稳定性很高;对土壤0~200cm剖面酶活性分布研究表明,酶活性在土壤耕层显著高于底层,过氧化氢酶活性从表层向下层降低幅度较小,而其余4种酶活性急剧降低。 长期施用化肥及化肥与有机肥配合施用显著降低了土壤过氧化氢酶活性,对土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性有改善作用。相关分析与通径分析表明过氧化氢酶活性与土壤有效P含量显著负相关,脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶活性与土壤C、N状况有密切关系,较高的土壤有效P含量对土壤碱性磷酸酶活性有抑制作用。土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性与冬小麦产量呈显著线性相关关系,因此土壤酶活性可以用来综合评价旱地土壤生产力高低。 长期种植不同植物及轮作,进入土壤的植物残体数量与成分不同对土壤酶活性影响不同,苜蓿、豌豆、红豆草等豆科植物对土壤酶活性的影响作用大于小麦、玉米、 洋芋等作物。 根据主成分分析结果,土壤酶活性构成的信息系统与化学性质及微生物性质所构成的信息系统所表征的土壤肥力状况完全一致,证明旱地土壤肥力状况可以用过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性综合评价,其中脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性所反映的信息量高于过氧化氢酶与蔗糖酶活性。
黄土高原旱地施肥对小麦与苜蓿土壤水分养分含量的影响
作者: 陈磊  郝明德  张少民  高长青    日期:2016-12-05 来源 :草地学报 文献类型 :期刊 关键词:产量 苜蓿 定位施肥 小麦 土壤养分 
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黄土高原地区村级农田土壤养分空间变异特征与肥力评价研究
作者: 高义民  日期:2005-08-01 来源 :西北农林科技大学 文献类型 :学位论文 关键词:空间变异性 村级尺度 评价 土壤养分 
描述:农田土壤养分的空间变异性具有普遍性。开展土壤养分空间变异性研究对于科学合理地制定农田施肥方案,提高养分资源利用率,促进变量施肥技术的发展,实现精确施肥都具有重要意义。长期以来,国内外关于土壤养分空间变异的研究大都集中在田块级小尺度或县乡级大尺度,而对村级尺度下的土壤养分空间变异性研究很少。村级单位是我国农业生产管理的最基本单位,许多农艺措施(如施肥、灌溉、种植结构、品种引进等)都以村为单位组织实施,因此研究村级尺度下的农田土壤养分空间变异性,在我国更具有实际意义。 本研究选择黄土高原地区陕西省新集村为研究对象,在219hm2耕地上用网格法(采样间距为粮食作物70×70m,果园50×50m,蔬菜地30×30m)结合GPS技术采集364个耕层(0~20cm)土壤样品,并应用土壤养分状况系统研究法(ASI法)测定了土壤的pH、有机质和速效养分(N,P,K,Ca,Mg,S、B、Fe、Mn、Zn、Cu)共13个养分指标项目。 常规统计结果表明,除有效K外,试验区土壤养分指标高低顺序为:大棚蔬菜地>果园>农田,其中,水浇地>非水浇地,而有效K含量顺序为:水浇地>大棚蔬菜>非水浇地。ASI法评价结果显示,试验区土壤有效N、P、K、Fe和Zn处于临界值以下的土样数占全部土样总数的比例分别为98.9%、4.4%、11.5%、95.3%和55.5%,这表明该村农田养分亏缺程度排序从大到小依次为N>Fe>Zn>K>P。地统计学研究结果表明:在该试验区,土壤pH、有效P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu的理论半方差模型符合线性有基台模型,而有机质(OM)和有效态N、S、B的理论半方差模型则符合线性模型。从空间相关程度看,除有效Fe具有强烈的空间相关性外,其余观测指标(pH值,有机质,有效P、K、Ca、Mg、S、B、Mn、Zn、Cu)均具有中等的空间相关性,空间变异程度大小依次为:Fe>pH>Cu>P>OM>Mn>Ca>K>Mg>Zn>B>N>S。不同观测指标空间最大相关距离在148 m~1853 m之间,其排列顺序为:N>OM=S=B>Cu>Mg>P>Ca>K>Zn>Mn>Fe>pH。 Kriging插值结果显示,该村土壤养分分布状况极不均匀,耕作习惯、水分管理、作物类型、土地利用方式均对土壤养分分布构成影响,主要是由于施肥所致。建议在该试验村对土壤K、P养分进行分区管理,N肥采用同一标准,均量管理,同时增施微量元素Fe、Zn肥料,从而达到养分平衡管理的目标。采用这一养分管理模式选择葡萄、猕猴桃进行田间试验,取得较好的产量和较高的经济效益。
黄土高原北部农牧交错带庭院集雨提高水分转化效率技术途径的研究
作者: 马治国  日期:2005-06-01 来源 :中国农业大学 文献类型 :学位论文 关键词:黄土高原农牧交错带 集雨补灌 提高水分转化效率 庭院经济 
描述:本研究以内蒙古准格尔旗为例,研究了在半干旱气候条件下,建设集雨补灌农业.发展高效节水庭院经济的途径和对策。本区位于黄土高原北部农牧交错带,自然环境恶劣,水土流失严重,土壤生产力低下,由于过度开垦和放牧,植被破坏严重,生态恶化,急需治理。在此条件下,发展生态节水型庭院经济,可缓解生态压力,对于促进区域经济的发展具有重要意义。主要研究结果如下: (1) 在试验区,大力建设集雨设施是发展庭院经济的基础。主要的庭院集雨设施有旱井、水窖和水窑等基本形式。根据当地降水特征,分析了在不同降水量和保证率下,可集雨水潜力和现有集雨设施和效率下庭院的最大可集雨量和旱井数量。庭院的最大集雨量为390.1m~3,旱井数量应为13个。 (2) 以典型庭院为依据,计算出多年平均集雨量为240.7m~3;人均生活用水量在高、中、低三种水平(分别为30、20和10L/d)下,基本年需水量分别为33、22和11m~3;庭院养殖业每年需水量在高、中、低三种水平下分别为38.04、31.66和25.73m~3;庭院种植业的每年最大用水量(干旱年)和平均用水量(平水年)分别为18.1和10.1m~3。根据基本限制因素——生存周期和经济效益,确定用水优先序为:人的生活用水——养殖业用水——种植业用水;并且在3大部分内部,又进一步细化了用水的优先序。 (3) 在庭院经济的种植业子系统中,以提高雨水经济转化效率的数学表达形式B=R×C_1×C_2×C_3为线索,具体分析了C_1、C_2和C_3这3个参数。当庭院面积和路面的面积比例为1:2、1:1和2:1三种情况下,C_1分别为48%、52.6%和57.0%。对于不同的庭院经济作物蔬菜、西瓜和果树,C_2的平均值分别是21.8、15.6、60.7kg/m~3,C_3分别为0.84、0.42和0.50元/kg。对于各个参数分别提出了提高水分经济转化效率的途径。
黄土高原农田土壤有机碳空间变异性
作者: 张志霞  日期:2014-05-01 来源 :中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 文献类型 :学位论文 关键词:空间变异 不确定性 尺度效应 农田有机碳 黄土高原 
描述:伴随着生态环境问题的不断出现,各类碳问题逐渐成为科学家们探讨的热点。作为陆地生态系统最大的碳库,土壤碳库储量的估算存在较大的不确定性,有机碳空间变异是其不确定的重要原因之一。受人为活动的强烈影响,农田土壤有机碳具有较大的空间变异。在黄土高原地区,由于地形起伏大、地貌类型多样,进一步增加了农田土壤有机碳的变异性和碳储量估算的不确定性。目前对黄土高原区农田土壤有机碳空间变异的研究大多集中在坡面和小流域尺度,在黄土高原区域尺度的研究工作相对缺乏。本文以黄土高原丘陵区、高塬区、平原区为研究区域,从不同地貌类型区域尺度、同种地貌类型对应的县域尺度、地貌单元尺度和乡镇尺度,采用传统统计学与地统计学结合的方法,通过对不同尺度下土壤有机碳空间变异、影响因素、合理样本数、布点方法的差异性研究,确定黄土高原典型地貌区及典型县有机碳含量空间变异性、影响因素及尺度效应。研究结果对准确估算区域农田土壤有机碳储量,建立合理的土壤采样布点方案具有重要的理论和现实意义。主要得出以下结论: (1)黄土高原不同地貌类型区及对应的县域尺度下,土壤有机碳空间变异性具有尺度效应,丘陵区的有机碳含量与变异系数尺度效应较为明显。区域尺度上平原区有机碳含量最高,其次为高塬区与丘陵区,有机碳含量变异规律与之相反。县域尺度上有机碳含量大小顺序为平原区>丘陵区>高塬区,变异规律为平原区>高塬区>丘陵区。因此,丘陵区县域尺度上庄浪县有机碳含量代表性较差,其他两区县域有机碳含量代表性较好。整体上看,研究区土壤有机碳空间相关性距离都表现出与面积的正相关关系。丘陵区在区域尺度上和县域尺度上土壤有机碳都表现出强烈的空间相关性,在平原地区随着面积的增大有机碳含量随机性增强,而在高塬区两 种尺度下有机碳含量都呈现出随机效应。 (2)黄土高原不同空间尺度下土壤有机碳变异的主要影响因子及其影响程度有明显差异,但在相同地貌类型区,平原区除外,区域尺度影响因子较为复杂,且涵盖了县域尺度上主要的影响因子。在区域尺度上,土壤有机碳空间变异的主要影响因子及其贡献率表现为丘陵区:土壤侵蚀程度29.7%、海拔29.6%、土壤类型26.3%;平原区为种植制度57.4%、土壤类型15.3%、土壤质地12.3%;高塬区为土壤质地66.6%、田面坡度16.7%、坡向16.7%。在县域尺度上,有机碳空间变异表现为丘陵区海拔86.5%、土壤类型13.5%;平原区为种植制度51.2%、海拔29.9%;高塬区显著性影响因子不明确。 (3)丘陵区庄浪县海拔与土壤类型是导致土壤有机碳发生空间变异的主要因素,其地貌单元尺度和乡镇尺度下土壤有机碳空间变异具有明显差异,不同空间尺度下(县域-地貌单元-乡镇)土壤有机碳变异的影响因子存在差异,随着空间尺度的缩小,海拔和土壤类型对有机碳空间变异的影响减弱。海拔每升高200m有机碳含量差异显著,黑垆土、黄绵土与红粘土三种土类对有机碳含量有显著影响。在完整地貌单元尺度上,有机碳含量表现出高山区>低山丘陵区>丘陵沟壑区,变异系数表现为丘陵沟壑区>低山丘陵区>高山区;乡镇尺度上,有机碳含量表现为低山丘陵区>丘陵沟壑区>高山区,变异系数表现为高山区>丘陵沟壑区>低山丘陵区。丘陵沟壑区地貌单元尺度和乡镇尺度土壤有机碳空间变异影响因子无尺度效应;在低山丘陵区,地貌单元上农田土壤有机碳空间变异的主控因子是海拔与土壤类型,而在乡镇尺度上则转化为田面坡度;在高山区,地貌单元上主控因子是土壤类型,而乡镇尺度上主要影响因素为土壤侵蚀程度。 (4)经典统计学与地统计学两种统计方法所确定的样本量相差较大,联合单元布点较随机均匀布点需求的样本量要小。黄土丘陵区庄浪县不同样本量下的各组样点都具有充分的代表性。联合单元布点比随机均匀布点不确定性稍大。庄浪县有机碳含量采用传统统计学随机布点确定的合理样本数为64个,联合单元布点下的合理样本为61个,差别较小。而采用地统计学在随机布点下所确定的样本量为903个以上,联合单元布点下为454个以上,差别较大。因此,利用经典统计学对区域进行大致趋势及特征的研究时,联合单元布点与随机均匀布点均可运用;但若采用克里格法来获取县域水平土壤有机碳空间分布状况时,联合单元布点能大量地减少采样量与投入及分析成本。
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