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2023年, 第40卷, 第1期　刊出日期：2023-01-15 上一期    下一期

封面与目录

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第40卷第1期封面与目录 2023 (1):  0-0.  摘要 ( 70 )   PDF(4339KB) ( 94 )   相关文章 | 计量指标

天气与气候

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西亚副热带西风急流年际变化与三江源区夏季降水的关系 黄小梅, 齐冬梅, 李笛, 孙亦, 吕纯月 2023 (1):  1-8.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.01 摘要 ( 312 )   HTML ( 16 )   PDF(11771KB) ( 114 )   利用1979—2018年中国地面逐月降水量网格数据集和ERA-interim逐月再分析资料，通过定义夏季西亚副热带西风急流（以下简称西亚急流）位置和强度指数，采用统计和动力诊断方法研究了西亚急流位置和强度年际变化与三江源区夏季降水异常的关系，揭示了急流位置变化对三江源区夏季降水的可能影响机制。结果表明：夏季西亚急流南北位置和强度具有明显的年际和年代际变化特征，急流位置在2000s之前表现为南北振荡变化特征，在2000s及其以后以偏南为主。在年际时间尺度上，西亚急流位置对三江源区夏季降水的影响比急流强度更加明显。当急流位置偏南（北）时，三江源区夏季降水偏多（少）。进一步研究发现，在西亚急流偏南年，三江源区位于高层正高度异常和中层负高度异常控制区，全区存在显著的上升运动异常，有利于高原低值系统活动。配合中低层异常气旋性环流东部的偏南风，有利于将热带海洋的暖湿气流输送到源区，导致降水偏多，反之亦然。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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中天山北坡冬季降雪变化及其影响因子分析 苗运玲, 于永波, 霍达, 潘存良, 李如琦 2023 (1):  9-18.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.02 摘要 ( 271 )   HTML ( 21 )   PDF(6631KB) ( 153 )   利用中天山北坡17个国家级气象站1978—2020年冬季逐日降水、气温要素等观测资料，采用多种统计方法，分析冬季降雪时空变化特征及其与气象因子的关系，结果表明：降雪日数和降雪量区域分布相似，均呈“城区多，山区少”分布特征；小雪日减少是导致总雪日减小的直接原因，中雪和暴雪显著增多是造成总降雪量增多的主要原因；持续1 d降水过程是冬季主要降雪过程，随着持续时间的增长，降水过程显著减少，≥5 d降水过程仅占2.8%；近43 a中天山北坡气候呈现较明显的暖湿化趋势，1987年、1994年分别发生降雪量由少变多和平均气温由低变高的突变；降雪量与年降水量、冬季平均最低气温、降雪日数呈显著正相关，年降水量越大、冬季最低气温越低、出现降雪日数越多，冬季降雪量就越大，反之越小。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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天水麦积山油松树轮宽度对气候变化的响应及其机制 姚岱均, 刘康, 惠俞翔, 王凯欣 2023 (1):  19-29.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.03 摘要 ( 337 )   HTML ( 6 )   PDF(6047KB) ( 106 )   为研究气候变化背景下天水麦积山风景名胜区1980—2019年油松径向生长与气候因子响应模式的变化及机制，利用树轮气候学方法和Vaganov-Shashkin模型，研究了气温突变前后天水麦积山油松的气候响应和生长过程。结果表明：（1） 麦积山气温于1997年发生突变，突变后气温显著高于突变前。1980—1997年和1998—2019年油松与气候因子响应变化呈相关性下降（5月气温）、上升（10月气温、降水，7月降水，12月气温）和震荡（6月降水、7月气温）3种模式。（2） 气候显著变暖使春秋季油松生长热量供应更加充足，生长季显著延长；夏季油松生长受到高温影响和水分胁迫。（3） 油松生长与气候因子响应模式的变化主要是气候变暖和生长季的变化引起，如果气温持续上升其响应模式可能进一步变化，类似的变化过程可能也在其他油松生长区存在。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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定量评估黑河流域4种下垫面类型对地表温度的影响 李尔晨, 张羽, 苑广辉 2023 (1):  30-38.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.04 摘要 ( 290 )   HTML ( 9 )   PDF(4908KB) ( 101 )   本文利用黑河流域4个不同土地覆盖类型站点（分别为沙漠、玉米地、果园和蔬菜地）的微气象观测数据，分析非沙漠下垫面相比沙漠的冷却作用，对直接分解温度理论（Direct Decomposed Temperature Metric，DTM）和内在生物物理理论（Intrinsic Biophysical Mechanism，IBPM）进行能量闭合订正，对比两种理论的定量结果并研究干旱地区4种下垫面类型对地表温度的生物物理效应。在进行能量闭合订正之后，DTM理论与IBPM理论的计算结果都更加符合观测结果，尤其是夜间。订正后的IBPM方法计算出的温度差和观测的温度差更接近。IBPM理论结果表明与能量再分配有关的非辐射效应在白天发挥了非常重要的作用，空气动力学粗糙度（平均-4.97 K）和波文比项（平均-2.43 K）均可产生冷却作用，甚至超过了辐射效应（平均+5.21 K），DTM也有类似的结果。夜间直接生物物理效应比白天要弱，间接影响（环境背景差异）甚至可以超过直接影响。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

水土资源

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北方牧区草原内陆河流域径流演变特征及其驱动因素分析 陈红光, 孟凡浩, 萨楚拉, 罗敏, 王牧兰, 刘桂香 2023 (1):  39-50.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.05 摘要 ( 210 )   HTML ( 16 )   PDF(11696KB) ( 74 )   内蒙古乌拉盖河流域是典型的干旱半干旱牧区草原内陆河流域，生态系统极为脆弱，气候变暖和人类活动能直接影响水文变化。本研究采用改进的SWAT水文模型、M-K趋势检验、降水-径流量双累积曲线以及情景分析等方法，系统分析了1981—2020年乌拉盖河流域径流时空变化特征，并量化流域不同时期、不同河段气候变化和人类活动对径流影响的差异。结果表明：SWAT模型在乌拉盖河流域的适用性良好，率定期及验证期的NSE及R2均在0.62以上，PBLAS小于18.8%。近40 a在流域呈暖干化趋势下，径流量在上、中、下游均呈显著减少趋势，且在2000年发生突变。气候变化和过度放牧、盲目开垦以及水利水库建设等人类活动对流域径流变化的贡献率分别为95.84%和4.16%。人类活动对流域不同河段的贡献率也有差异，由上游到下游的贡献率分别为1.69%、4.36%和5.03%。且在不同时间段内的贡献率也有较大的差异，由1980年的88.26%减少到2020年的25.47%，不同时间段内不同人类活动方式导致径流变化趋势及幅度也有差异。研究结果能为牧区草原内陆河流域水资源的可持续利用及合理调度提供参考依据。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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沙地潜水含水层不同时间段抽水降深的差异性分析 周生辉, 刘廷玺, 段利民, 冀如, 刘小勇 2023 (1):  51-58.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.06 摘要 ( 171 )   HTML ( 5 )   PDF(2885KB) ( 66 )   抽水降深过程是计算区域水文地质参数的重要观测资料，为揭示毛乌素沙地海流兔河流域第四系潜水含水层不同时段的水文地质特征，明晰沙地潜水含水层降深差异的主控因子，本文对同一口井不同时间的4次抽水降深差异进行了系统分析。在基于抽水井附近的逐小时监测水位，首次将Bland-Altman法引入了对抽水降深过程间的差异性辨析，并利用配线法和水位恢复法求解了第四系含水层的水文地质参数来进行差异性佐证。最后，本文以流域尺度为研究系统，通过对含水层厚度、水力坡度、地下水储量变化和降水补给分析，辨析了抽水降深差异产生的主要原因。研究结果得到毛乌素沙地海流兔河流域第四系潜水含水层导水系数变化范围为3.00~4.85 m2·h-1，且抽水前降水对包气带的下渗补给是产生抽水降深差异的主控因素。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于光学和雷达多源遥感的于田绿洲土壤盐渍化时空分析 肖森天, 依力亚斯江·努尔麦麦提, 努尔比耶·穆合塔尔, 赵静, 阿迪莱·阿卜来提 2023 (1):  59-68.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.07 摘要 ( 354 )   HTML ( 22 )   PDF(14376KB) ( 102 )   目前土壤盐渍化是全球重要的环境问题，探明于田绿洲土壤盐渍化的时空变化规律，挖掘雷达遥感探测土壤盐分的优势，对干旱区绿洲的土壤盐渍化时空变化进行监测评估。以于田绿洲为研究区，基于PALSAR-2、Sentinel-1极化合成孔径雷达数据和Landsat 8 OLI等多源数据集，筛选雷达影像的最优后向散射特征与主成分分析后的光学影像组合，最后利用随机森林方法进行图像分类，定量提取于田绿洲土壤盐渍化信息，对土壤盐渍化时空变化进行分析。结果表明：（1） 在同时使用随机森林分类方法下，各年的光学影像总体精度平均为80.36%，Kappa系数平均为0.77；光学影像结合雷达影像的分类精度比光学影像分类精度高，总体精度平均为85.62%，Kappa系数平均为0.82。（2） 2015—2021年于田绿洲产生土壤盐渍化的区域主要分布于研究区北部的绿洲边缘和荒漠交错带。（3） 2015—2021年盐渍地面积年均变化量为-1120.55 hm2·a-1，变化率为-10.67%。于田绿洲盐渍化程度总体呈下降趋势，盐渍化以轻中度盐渍地为主。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于深度学习的玛纳斯土地利用时空格局变化与预测 王娇娇, 尹小君, 刘陕南, 王帝盟 2023 (1):  69-77.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.08 摘要 ( 385 )   HTML ( 28 )   PDF(4767KB) ( 211 )   土地利用时空格局变化与预测对土地资源管理与优化至关重要。本文基于遥感时空序列数据，协同景观指数与深度学习的长短时记忆网络（Long-Short Term Memory，LSTM）模型，对玛纳斯进行长时间序列土地利用时空格局演变特征分析和预测。结果表明：（1） 1992—2020年耕地、草地和建设用地增加，林地、水域和未利用地减少。（2） 耕地破碎化程度降低，林地和水域的景观指数轻微波动；草地破碎化程度降低，形状趋于规则化；建设用地处于持续扩张状态，破碎化程度加深，形状趋于复杂；未利用地破碎化程度增加，但形状趋于规则化。（3） 比较了LSTM模型、多层感知人工神经网络(Multi-Layer Perception Artifical Neural Network，MLP-ANN)模型、逻辑回归(Logistic Regression，LR)模型和CA-Markov模型的预测精度。LSTM模型的Kappa系数为95.31%，较其他模型准确度高，符合实际土地利用格局分布。LSTM模型表明2025年土地利用类型可能仍以耕地、草地和未利用地为主。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

植物生态

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丛枝菌根真菌(AMF)对蒙古沙冬青幼苗的促生特性及作用机制 王紫瑄, 解甜甜, 王雅茹, 杨杰艳, 杨秀清 2023 (1):  78-89.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.09 摘要 ( 341 )   HTML ( 8 )   PDF(5510KB) ( 94 )   为解决蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）幼苗根系不发达、再生性差、移栽造林成活率低的技术难题及其资源的有效扩繁和保存，试验采用丛枝菌根真菌（AMF）不同接菌方式处理蒙古沙冬青实生幼苗根系，分析AMF对其侵染状况及植株生长和生物量的变化，根系及叶片生理特性、根际土壤酶活性变化及其与幼苗生长和生物量变化的关联性。研究旨在探讨根系菌根化作用对蒙古沙冬青幼苗的促生长及作用机制。结果表明：丛枝菌根真菌（根内根孢囊霉Rhiaophagus intraradice，摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae）可有效侵染蒙古沙冬青幼苗根系并与其根系构建互惠共生体，不同菌种与宿主植物的亲和程度存在差异。（1） 单接菌和混合接菌与未接菌（CK）相比生长量均有所提高，主要表现在植物株高（34.7%~47.3%）和根长（32.7%~72.9%）相对较大。其中混合接菌较单接菌处理显著增加了总根投影面积、总根体积、根冠比、根干重及根表面积、植株总生物量和苗木质量指数。（2） 接种AMF，特别是接种R. i+F. m幼苗根系活力、根系阳离子交换量及根系可溶性蛋白含量较对照显著提升338.7%、177.2%和240.4%，根系硝酸还原酶及碱性磷酸酶活性也显著高于单一接菌（R. i、F. m）及未接菌处理。同时该处理下幼苗叶净光合速率和可溶性蛋白含量较对照显著提高237.5%和54.3%。（3） 3种接菌方式均可显著提升蒙古沙冬青幼苗根际土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性，且3种土壤酶均在混合接菌时活性提升速率最为显著，分别较对照激增564.7%、145.8%和154.3%。综合以上指标分析，AMF通过侵染蒙古沙冬青根系刺激幼苗根际土壤酶的产生和分泌并促进其根系阳离子交换及活力提升，有助于增强根系代谢过程中酶促作用及蛋白等营养物质的积累，同时影响和改善了幼苗光合代谢和营养储存，从而促进沙冬青根系及幼苗生长和生物量累积。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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喷施6-BA对不同种植密度白刺叶衰老的影响 靳维, 王晨林, 任宇辰, 张慧芳, 杨秀清 2023 (1):  90-101.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.10 摘要 ( 232 )   HTML ( 7 )   PDF(8427KB) ( 32 )   研究了两种种植密度（低密度种植株行距：1.2 m×1.5 m、高密度株行距：0.8 m×1.0 m）下白刺生长期外源喷施不同浓度6-BA（0 mg·L-1、10 mg·L-1、20 mg·L-1、30 mg·L-1）后叶光合参数（Pn、Tr、Gs、Ci）、叶绿素（Chl）及叶片渗透调节物质脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白（SP）含量、活性氧代谢及抗氧化酶活性的动态变化及其变异规律，探讨6-BA及种植密度对白刺叶衰老的影响及作用机理。结果表明：20 mg·L-1 6-BA处理低密度种植下的白刺叶Pn、Tr、Gs较未经6-BA处理显著高出37.72%、117.94%、83.18%，而Ci值较对照显著降低32.29%。相较其他6-BA处理的两种种植密度下白刺叶衰老相关生理指标，20 mg·L-1 6-BA处理低密度种植的白刺在叶发育前期（t1至t3时期）可有效促进Chl和SP合成，叶发育后期（t4、t5时期）则可有效缓解Chl、SP、Pro降解和抑制MDA、H2O2含量增加。10 mg·L-1和20 mg·L-1 6-BA处理可促进白刺叶生长前期抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的增加，减缓叶生长后期酶活性的下降。相同浓度6-BA处理的3种酶活性均表现为低密度>高密度。主成分及隶属函数分析综合表明，花芽萌动至果实脱落期间以20 mg·L-1 6-BA每隔10 d（共8次）处理低密度种植下的白刺叶片抗衰老能力最强。喷施6-BA和减小种植密度可作为缓解白刺叶衰老、实现白刺高效种植及资源有效开发利用的重要技术措施。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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新疆野苹果幼苗生长及生物量分配对降水量和降水间隔时间的响应 张宗芳, 徐将, 师小军 2023 (1):  102-110.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.11 摘要 ( 214 )   HTML ( 5 )   PDF(3294KB) ( 84 )   为揭示不同降水量和降水间隔时间对新疆野苹果幼苗生长的影响，根据试验地多年年均降水量和降水间隔时间，设置3个降水量梯度[W（月平均降水量）、W-（月平均降水量减少15%）和W+（月平均降水量增加15%）]和2个降水间隔时间[T（降水间隔时间为4 d）和T+（降水间隔时间为8 d）]进行野外控制性试验。研究表明：（1） 相同降水间隔时间处理下，幼苗基径、叶片数、地上生物量和地下生物量随降水量的增加而增加；（2） 相同降水量处理下，T+处理能促进主根生长，增加根冠比；（3） 与W处理相比，W+处理的地上生物量、地下生物量和总生物量相对生长速率分别平均提高了55.42%、20.75%和34.43%。延长降水间隔时间促进新疆野苹果幼苗根的生长和地下生物量的积累，在一定降水范围内增加降水量可促进其幼苗的生长和生物量的积累。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

生态与环境

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山西省林地扩展优先区识别 孟娜, 张颖 2023 (1):  111-122.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.12 摘要 ( 212 )   HTML ( 2 )   PDF(29514KB) ( 24 )   过去70 a我国在干旱半干旱地区展开大规模植树造林活动并取得显著成效，由于受人类活动和气候影响，导致局部地区造林失败。虽然在干旱地区造林的潜力被得到认可，但是造林具体应集中在哪些微观地区尚未可知。本文以黄土高原典型区域山西省为例，构建宜林地识别框架，利用PLUS模型和马尔可夫链模拟2030年不同情景下土地利用变化，分析林地扩张、林分内部变化趋势和空间分布。结果表明：当前山西省林地增长空间为5.38%，且东南部为主要潜在增长区，中西部林地边缘存在有林地退化的可能，而北部林地破碎化程度较高；林分内部互相转换频率较高；按扩张潜力，依次为有林地>灌木林>疏林地>其他林地。本研究可为山西省植树造林有效管理和森林固碳水平提升提供参考。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于随机森林模型的黄土高原草地净初级生产力时空格局及未来演变趋势模拟 刘欢欢, 陈印, 刘悦, 刚成诚 2023 (1):  123-131.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.13 摘要 ( 299 )   HTML ( 46 )   PDF(10248KB) ( 102 )   准确估算草地净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）是了解草地生态系统碳循环过程和科学评估草地对气候变化响应与适应机制的关键。以黄土高原草地生态系统为研究对象，基于1788个草地生物量数据及19个环境因子数据（包含气候、植被、土壤和地形因子），利用随机森林模型模拟了2002—2020年黄土高原草地NPP的时空动态，并估算了共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathway，SSPs）4个未来气候情景下，黄土高原草地NPP的未来演变趋势。结果表明：（1） 随机森林模型的模拟精度较好，可用于黄土高原草地NPP估算；（2） 黄土高原草地NPP在空间上整体呈现“东南高西北低”的空间分布特征，年均值为276.55 g C·m-2，其中陕西关中地区草地NPP最高；（3） 2002—2020年，黄土高原草地NPP总体呈现增加趋势，其中55.01%的区域草地NPP增加，主要集中在陕西关中地区、甘肃西部地区以及山西北部地区；（4） 在气候暖湿化背景下，到本世纪末，黄土高原草地NPP均呈增加趋势，其中SSP585情景下草地NPP增加最多，SSP126情景下增加最少。利用随机森林模型能够较好模拟黄土高原草地NPP时空格局及未来演变趋势，为黄土高原草地生态系统保护及可持续发展提供数据支持。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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山西黄河流域“三生”空间重构和降水变化对产水服务的影响 姬倩倩, 潘换换, 吴树荣, 武志涛, 杜自强 2023 (1):  132-142.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.14 摘要 ( 237 )   HTML ( 2 )   PDF(9959KB) ( 52 )   山西黄河流域是我国重要的能源与化工基地，近年来，一直面临着水土流失严重、水资源短缺等问题，研究该区域的产水服务可以为黄河流域能源化工区高质量发展提供决策参考。本文从降水变化和“三生”空间重构的视角出发，基于InVEST模型和情景模拟法，分析了2000—2020年“三生”空间变化和降水变化对流域产水服务的影响。结果表明：山西黄河流域“三生”空间整体呈现出生态>生产>生活的空间格局，生态空间面积略有减少，农业生产用地缩减明显，工矿生产、城镇生活及乡村生活用地面积增幅明显。2000年山西黄河流域的平均产水量为89.57 mm，2020年平均产水量为138.01 mm，2000—2020年产水量有所增加；通过不同情景分析表明降水变化对产水量变化的贡献率为80.4%，“三生”空间变化对产水量的贡献率为19.6%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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林分密度和种植点配置对梭梭人工林防风效应的影响 牛丹妮, 韩蓉, 马瑞, 王振亭, 刘虎俊, 魏林源 2023 (1):  143-151.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.15 摘要 ( 280 )   HTML ( 6 )   PDF(6000KB) ( 115 )   研究不同密度和种植点配置对梭梭人工林防风效应的影响，为优化干旱区防风固沙林结构提供科学依据。以梭梭为原型，利用仿真植物设计了3种密度、4种种植点配置的品字形林带，编号与对应植株的株行距分别为A：17 cm×17 cm，B1：34 cm×17 cm，B2：17 cm×34 cm，C：34 cm×34 cm，通过风洞模拟试验，对林带在密度和种植点位发生变化时的流场和防风效应进行了测定分析。结果表明：（1） A、B1、B2、C林带的风速减速区（U/U0<1）的面积分别占流场总面积的78.06%、70.41%、74.36%和82.80%；弱风区（U/U0<0.4）的面积分别占流场总面积的22.46%、0.73%、5.91%和0；（2） 林分密度越大，冠下平均风速越小，但林带后近地层风速恢复越快，A、B1、B2、C林带的最小风速点分别在带后的11H、15H、15H和20H处（H为树高）；（3） 4个林带防风效应从大到小的排序为A>B2>B1>C，林带防风效应与林分密度间为非线性关系，林带在带后近地层风速降幅的比例关系为A:B:C≈6:3:2。具体造林时，应根据土壤水分承载力确定造林密度，在此基础上，优先选用“小株距，大行距”的种植点配置方式。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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干旱区绿洲膜下滴灌棉田蒸散发 刘延雪, 乔长录 2023 (1):  152-162.  doi: 10.13866/j.azr.2023.01.16 摘要 ( 258 )   HTML ( 22 )   PDF(4312KB) ( 110 )   蒸散发是干旱区农田水循环过程中水分消耗的主要途径，对研究气候变化下干旱区农田耗水规律和制定科学的灌溉制度有重要作用。连续3 a利用大型称重式蒸渗仪监测滴灌棉田蒸散发，设置覆膜与不覆膜对比试验，研究蒸散发过程，分析覆膜和气象因素对蒸散发的影响。结果表明：（1） 在棉花整个生育期内，覆膜与不覆膜滴灌棉田的平均蒸散量分别为292.15 mm和429.22 mm，膜下滴灌的种植方式可以降低31.93%的蒸散量。（2） 蒸散量和蒸散强度在不同生育阶段的大小关系：花铃期>蕾期>吐絮期>苗期。（3） 滴灌棉田在00:00—08:00进行凝结，在08:00—23:00进行蒸散发，蒸散量在午后达到最大值，苗期最大值出现最早，花铃期最大值出现最晚。（4） 蒸散发与风速、辐射、气温呈正相关；与湿度和气压呈负相关。（5） 降雨会促进滴灌棉田蒸散发。总体而言，覆膜可以减少水分蒸散发，有助于提升农业生产过程中的水分利用效率。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标