長(zhǎng)期再生水灌溉土壤的鹽堿性變化過程及調(diào)控機(jī)理研究

再生水已成為農(nóng)業(yè)和園林灌溉的一種重要補(bǔ)充水源，但其中含有較高含量的Na 、Ca2 、Mg2 等離子使再生水灌溉土壤面臨了次生鹽堿化的風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目通過長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的再生水灌溉田間試驗(yàn)，結(jié)果顯示再生水灌溉導(dǎo)致土壤表層（0-20 cm）各鹽分離子產(chǎn)生累積，土壤SAR處于較低的水平（<4 (mmol?L-1)1/2），未導(dǎo)致土壤發(fā)生明顯的鹽堿化，同時(shí)夏玉米和冬小麥產(chǎn)量、籽粒的粗纖維和全鹽量有所增加，再生水地下水輪灌處理則由于其適當(dāng)?shù)牧芟床⑽磳?dǎo)致土壤表層積鹽，效果較為理想。借助飽和流法研究再生水多離子共存體系中對(duì)不同質(zhì)地、不同污灌年限土壤的吸附-解吸規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)地污灌土壤在典型再生水配制液淋洗下Na 穿透曲線出現(xiàn)下凹現(xiàn)象，但在石景山污灌壤土中表現(xiàn)不顯著。對(duì)于粉粒比重較大且本身含有較高濃度的HCO3-和Na 的污灌土壤而言，再生水灌溉可能會(huì)對(duì)其入滲等物理性指標(biāo)產(chǎn)生更加不利的影響。以Hydrus-1D模型為基礎(chǔ)建立了夏玉米-冬小麥水鹽運(yùn)移模型，進(jìn)行了模型參數(shù)的率定和模型驗(yàn)證，并引入天氣發(fā)生器模型ClimGen，統(tǒng)計(jì)分析灌溉區(qū)域50年實(shí)際氣象資料，生成未來50年的逐日氣象資料，并將ClimGen和Hydrus-1D進(jìn)行集成構(gòu)建耦合模擬模型，建立的耦合模型適合模擬再生水灌溉條件下的水分滲漏、鹽分淋失規(guī)律的變化規(guī)律，鹽分的均方根（RMSE）在0.0148-0.121之間，并利用耦合模型預(yù)測(cè)了未來10、30、50年的土壤鹽分情況，結(jié)果顯示研究區(qū)若進(jìn)行長(zhǎng)期的再生水灌溉對(duì)于土壤表層鹽分具有一定的積累效應(yīng)，但不足以對(duì)土壤鹽化產(chǎn)生顯著影響。

再生水已成為農(nóng)業(yè)和園林灌溉的一種重要補(bǔ)充水源，但其中含有較高含量的Na 、Ca2 、Mg2 等離子使再生水灌溉土壤面臨了次生鹽堿化的風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目擬將長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的再生水灌溉田間試驗(yàn)和室內(nèi)模擬試驗(yàn)以及數(shù)值模擬相結(jié)合，摸清短期（1-3年）、中期（8-10年）、長(zhǎng)期（30-50年）再生水灌溉對(duì)作物生理生態(tài)參數(shù)、產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤-作物系統(tǒng)中的鹽分積累與分布特征的影響，借助飽和流法研究再生水多離子共存體系中對(duì)不同質(zhì)地、不同污灌年限土壤的吸附-解吸規(guī)律，建立適合再生水灌溉條件下土壤主要鹽分離子競(jìng)爭(zhēng)吸附的動(dòng)力學(xué)模型，探索性地將土壤溶質(zhì)運(yùn)移兩域模型與天氣發(fā)生器模型進(jìn)行耦合分析長(zhǎng)期再生水灌溉條件下的水分滲漏、鹽分淋失規(guī)律以及農(nóng)田鹽堿性變化規(guī)律，進(jìn)而提出面向長(zhǎng)期灌溉條件下土壤鹽堿化控制的節(jié)水灌溉調(diào)控技術(shù)模式，以為再生水安全灌溉技術(shù)的建立提供理論基礎(chǔ)。

阻塞的發(fā)生與大尺度環(huán)流背景（急流、行星尺度定常波等）有關(guān)，阻塞生命的發(fā)展和維持與上游渦動(dòng)強(qiáng)迫（風(fēng)暴路徑）密切相關(guān)。全球和區(qū)域大氣環(huán)流背景的變化必然對(duì)阻塞活動(dòng)產(chǎn)生影響，因此有必要研究阻塞的長(zhǎng)期變化和趨勢(shì)。本項(xiàng)目將系統(tǒng)分析北半球各個(gè)區(qū)域阻塞的長(zhǎng)期變化特征，探索阻塞活動(dòng)與NAO，ENSO，PDO活動(dòng)的在空間和時(shí)間上的關(guān)系，并進(jìn)一步從背景流、行星尺度波和天氣尺度波動(dòng)等方面探討與阻塞的生命活動(dòng)有關(guān)的大氣環(huán)流變化對(duì)阻塞活動(dòng)影響的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。其中將著重分析對(duì)我國(guó)氣候產(chǎn)生影響的烏拉爾山、亞洲大陸阻塞和鄂霍次克海阻塞的長(zhǎng)期變化特征和原因。.本項(xiàng)目的研究將系統(tǒng)揭示北半球各個(gè)區(qū)域的阻塞，尤其是對(duì)我國(guó)天氣氣候產(chǎn)生影響的阻塞活動(dòng)的長(zhǎng)期變化特征及其可能原因。為我國(guó)災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)提供參考。

《再生水灌溉試驗(yàn)研究》較為系統(tǒng)地介紹了再生水灌溉對(duì)作物生理生長(zhǎng)的影響、再生水灌溉條件下作物N素利用、農(nóng)田系統(tǒng)N素轉(zhuǎn)化運(yùn)移機(jī)理及模擬、再生水灌溉適宜灌溉制度、再生水灌溉對(duì)作物-土壤系統(tǒng)的影響、再生水灌溉重金屬在土壤中的殘留累積規(guī)律等試驗(yàn)研究成果以及再生水灌溉環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系?！对偕喔仍囼?yàn)研究》可供從事水利、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員以及在校學(xué)生閱讀參考。

《旱區(qū)灌區(qū)苜蓿草地土壤水鹽動(dòng)態(tài)及其生態(tài)灌溉調(diào)控模式研究》可供大專院校、科研院所的水利、草業(yè)、農(nóng)林教學(xué)與科學(xué)研究人員及學(xué)生借鑒和參考。該書在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上首次提出“生態(tài)灌溉”概念，圍繞這一新思路深入研究以甘肅秦王川灌區(qū)為代表的旱區(qū)灌區(qū)苜蓿草地土壤水鹽聯(lián)合運(yùn)移規(guī)律及其生態(tài)灌溉調(diào)控模式，苜蓿在水鹽等逆境脅迫下生理生態(tài)特征，生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)及生態(tài)經(jīng)濟(jì)灌溉模式。應(yīng)用系統(tǒng)工程方法對(duì)秦王川灌區(qū)生態(tài)灌溉的作物結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建了旱區(qū)灌區(qū)草地生態(tài)灌溉創(chuàng)新體系，并提出了旱區(qū)生態(tài)灌區(qū)建設(shè)的一些思路。