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《中国农业大学》 2001年
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农林复合系统水分运移模型与水分生态特征的研究

张劲松  
【摘要】:本文根据SPAC水分运移理论,通过试验研究和模拟研究,分析太行山低山丘陵区苹果-小麦复合系统的水分生态特征,并探讨水分调控对策与途径,旨在为该地区农林复合经营配套技术的完善提供科学的理论依据,并力图在复合农林业水分生态理论及非均匀下垫面条件下SPAC水分运移的模拟研究等方面有所进展。主要研究时期为苹果与小麦生态用水主要共存期,此时正值小麦拔节-腊熟期。本试验复合系统中果树株行距为3m×4m、东西行向、树龄9年、品种“新红星”(Starkrimson)、冬小麦行距20cm。主要结论如下: 1、根系试验结果与分析 通过对苹果和小麦根系的试验研究,分析吸水根根系的时空分布特征,为根系吸水模型的建立提供必要的基础资料的同时,定性地分析果粮复合系统的水分生态特征。结果表明:(1)复合系统中小麦吸水根根层在垂直方向上有密集区和稀疏区之分,分属0-40cm和40-80cm土层;在水平方向上,根量随带距的变化大致呈“两侧多,中间少”的分布趋势;在时间上,灌浆期是小麦根量“由多向少”转变的转折时期;(2)苹果吸水根系在垂直方向上主要集中0-80cm土层内,约占总量94.33%;在水平方向上,分布在林带区和作物区内各占39.71%和60.29%。(3)复合系统中40-120cm带距范围内的0-40cm土层为作物与果树根系的主要交错区。 2、水分运移模拟模型建立 建立了果粮复合系统和单作作物系统的SPAC水分运移模型,方程的求解采用数值计算法,经实测数据验证,该模型可为水分因子的模拟计算提供可靠的数学工具。 3、水分生态特征分析 根据所建立的水分运移模型,模拟计算复合系统和单作系统蒸腾需水及耗水、根系吸水和土壤水分的时空变化值,分析复合系统水分生态特征。结果表明:(1)对比单作小麦系统,复合系统具有明显的小麦蒸腾需水及耗水降低效应,其值分别可达18.0%和16.78%;实际区域面积上,复合系统中作物和果树蒸腾耗水量的比值为1.72,说明小麦耗水是复合系统耗水的主要特征方式。(2)复合系统中各生育时段小麦吸水量随带距的变化均呈抛物线状分布趋势。就全时段吸水量平均值而言,这种差异性分布特征尤为显著,吸水量最大值在间作中心;果树吸水量随带距的变化具有显著的抛物线状分布趋势,最大值在0-40cm带距范围内,最小值在160-200cm;小麦拔节-腊
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S181

【引证文献】
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