最新成果：基于HYDRUS模型的华北平原小麦种植区水盐运移模拟

作者：禹城站   更新时间：2022-12-11

基于HYDRUS模型的华北平原小麦种植区水盐运移模拟

doi: 10.13930/j.cnki.cjea.200828

李琦1, , 李发东1, 3, 4, , , 张秋英2, 乔云峰3, 4, 杜锟3, 4, 朱农3, 杨广1, 李俊峰1, 何新林1

1.石河子大学水利建筑工程学院石河子832000

2.中国环境科学研究院 北京100012

3.中国科学院地理科学与资源研究所 北京100101

4.中国科学院大学 北京100049

基金项目: 

国家重点研发计划项目 2016YFC0500101

国家重点研发计划项目 2018YFC1801801

国家自然科学基金项目 41771292

国家自然科学基金重点项目-山东联合基金项目 U1906219

国家自然科学基金重点项目-新疆联合基金项目 U1803244

新疆建设兵团重点领域科技攻关计划项目 2019AB035

 

摘要: 土壤中水分和盐分是影响作物生长的两个关键因素，揭示水盐运移机制对阐明作物利用土壤水过程具有重要意义。本研究以华北平原典型农田——中国科学院禹城综合试验站为试验地，基于试验站内冬小麦种植地的长期土壤水分观测数据及室内土柱试验，应用HYDRUS-1D模型分别阐明土壤水分及盐分变化规律及分布特征，探究影响水盐运移的驱动因素，并评价HYDRUS-1D模型对研究区水盐运移模拟的适用性。水分运移模拟结果表明：浅层土壤水分运移模拟因受外界因素的剧烈影响而较深层土壤产生更大的误差，10 cm、20 cm、30 cm、40 cm和60 cm处水分运移模拟结果的均方根误差分别为0.0348 cm3·cm-3、0.0179 cm3·cm-3、0.0179 cm3·cm-3、0.0122 cm3·cm-3和0.0053 cm3·cm-3；水分运移模拟的纳什效率系数平均值为0.826，变异系数为0.0560，表明模拟结果与实测土壤水分变化过程一致性较好。土柱试验结果显示：灌水8 L，入渗12 h、24 h、40 h、45 h和48 h后，各时刻土壤盐分含量在垂向上整体呈现先增大后减少的分布规律，均方根误差分别为0.181 g·kg-1、0.131 g·kg-1、0.120 g·kg-1、0.034 g·kg-1和0.027 g·kg-1，平均误差的平均值为0.174 g·kg-1。受蒸发、耕作、根系等影响，理化性质变异性较大导致浅层土壤盐分运移模拟值与实测值偏差增大，纳什效率系数的变异系数达9.71。灌水8 L、16 L、24 L，入渗48 h后分别在土壤23 cm、26 cm、29 cm处出现盐分含量峰值，表明增加灌水量可加强盐分淋洗效果。此研究可为深入探究华北平原冬小麦土壤水盐运移规律、优化农田水资源管理、提高水资源利用效率提供一定理论基础。

关键词: 

HYDRUS-1D模型 /  小麦 / 水分运移 / 盐分运移 / 土柱试验 / 华北平原 

 

引用本文:   

 李琦,李发东,张秋英,乔云峰,杜锟,朱农,杨广,李俊峰,何新林.基于HYDRUS模型的华北平原小麦种植区水盐运移模拟[J].中国生态农业学报(中英文), 2021, 29(6): 1085-1094. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.200828