黃土高原蘋果園生草複合系統水分耗散特徵與模擬

《黃土高原蘋果園生草複合系統水分耗散特徵與模擬》是依託蘭州大學，由王自奎擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：黃土高原蘋果園生草複合系統水分耗散特徵與模擬
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：王自奎
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

黃土高原是我國兩大蘋果優勢產區之一，蘋果產業是該區農民增收致富和實現全面小康的支柱產業。然而隨著種植年限的增加，果園清耕管理導致的土壤結構和肥力退化問題日益突出。生草覆蓋是防治果園土壤退化的有效措施之一，但是黃土高原水資源匱乏，蘋果生產多以旱作為主，生草對果園土壤水分耗散過程的影響效應仍不確定、影響機制尚不明晰，導致該模式的大範圍推廣套用還存在諸多爭議。本項目擬採用大田定位監測和數值定量模擬相結合的方法，闡明行間種植牧草及牧草不同刈割強度對黃土高原旱作果園土壤水分動態的影響，量化蘋果園生草複合系統中蒸發蒸騰的分配關係，建立複合群體蒸發蒸騰與土壤水量平衡耦合模型，提出基於土壤水資源持續利用的旱作果園生草管理策略。該研究可為黃土高原蘋果園生草複合系統土壤水分高效管理利用提供依據和參考。

結題摘要

項目在隴東黃土高原蘭州大學試驗站開展了蘋果園生草系統大田試驗，測定了果草複合系統土壤水分動態特徵、蒸散特徵、果樹根系分布特徵、蒸散量及其組分分配以及果園系統產量，建立和驗證了蘋果園生草複合系統輻射傳輸和分配模型，建立了結合蒸發蒸騰模型和土壤水量平衡模型的水量平衡耦合模型。結果表明黃土高原半乾旱蘋果園種植鴨茅後加劇了乾旱季節水分的耗散，降低了土壤含水量。而在強降雨後，種植鴨茅有利於增加果園0-100 cm土層的蓄水。果園行間生草後，蘋果樹深層細根長密度明顯受到抑制。果園種草可有效降低土壤無效蒸發，但是由於林下蒸散量的增加，果園系統蒸散量增加。在兩個季節的平均值中，加強刈割和常規刈割處理複合系統中鴨茅的光截獲量占總輻射的23.1%和26.5%。果園生草之後，由於牧草的蒸騰增加了大氣濕度、降低了果樹葉片與大氣的濕度梯度，蘋果樹的潛在蒸騰降低。由於生草降低了土壤水分，生草果園的實際蒸騰量與清耕果園的進一步擴大。不同降雨年型模擬結果表明乾旱年份果園生草促進了土壤水分的消耗，而在正常年份和濕潤年份均沒有使土壤大幅下降，乾旱年份可通過加強生草的刈割管理減少其對果園水分的消耗。建議在隴東黃土高原蘋果主產區推廣果園生草，促進當地林草、草畜耦合生產模式的發展。