伊犁河谷天然草地土壤水库-小水窖联合集雨技术与应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41761059
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0710.土壤侵蚀与土壤肥力
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Due to factors such as overgrazing and climate change, Xinjiang is facing serious grassland degradation and soil water loss problems. Grassland restoration as well as soil and water conservation could be reached simultaneously by using rainwater harvesting to adjust and reuse surface runoff. Currently, rainwater harvesting researches in natural grassland are still less, while studies of this technology in Xinjiang are rare. This project will take the rain-rich Piliqing river watershed of Ili Valley as the study area, and use two experiment approaches, i.e., natural rainfall observation and field simulated rainfall. Through analyzing characteristics of hillslope runoff generation under different underlying surface conditions, we plan to determine whether improving infiltration (rainwater harvesting by soil water reservoir) or collecting surface runoff (rainwater harvesting by small water cellar) should be preferentially used for hillslopes with various site conditions. This study will compare the ecological benefits of three soil water reservoir enlarging measurements, including sawdust coverage, level trench, and harrowing. The effects of long-term supplemental irrigation with harvested water by small water cellar on grassland restoration and improvement of soil properties will be monitored. In order to check the suitability of rainwater harvesting in the study area, the best joint rainwater harvesting technology using soil water reservoir and small water cellar should be selected and demonstrated at hillslope scale. We hope to obtain creative results in research fields such as high-efficient utilization of rainwater resource in drylands, soil and water loss control, and grassland degradation prevention. Therefore, this project could promote the upgrading and development of rainwater harvesting agriculture, grass-based animal husbandry, as well as soil and water conservation industry.
超载过牧、气候变化等原因导致新疆面临严重的草地退化与水土流失问题。使用集雨技术,通过调控及再利用地表径流,有望同时实现草地恢复与水土保持。目前,有关天然草地集雨技术的研究较少,在新疆该技术的研究也相对薄弱。本研究以降雨丰沛的伊犁河谷匹里青河流域为研究区,采用自然降雨观测和野外人工模拟降雨两种实验手段,通过分析不同下垫面条件坡面产流的特点,研究各草被立地条件的坡面在集雨时,适合采用增加入渗(土壤水库集雨)还是适合采用收集地表径流(小水窖集雨)。本研究将比较木屑覆盖、水平沟以及松耙三种土壤水库扩蓄增容措施的生态效益;监测小水窖长期集雨补灌对草被恢复和改善土壤性质的影响;筛选适宜的土壤水库-小水窖联合集雨技术,并在坡面尺度示范,以验证该技术在研究区的适用性。本研究预期在干旱区雨水资源高效利用、水土流失阻控、草地退化防治等方面取得创新性成果,推动我国集雨农业、草牧业和水土保持产业的升级发展。

结项摘要

超载过牧、气候变化等原因导致新疆面临严重的草地退化与水土流失问题。使用集雨技术,通过调控及再利用地表径流,有望同时实现草地恢复与水土保持。目前,有关天然草地集雨技术的研究较少,在新疆该技术的研究也相对薄弱。.本项目主要研究内容有:(1)探讨地形、土壤与草被之间的耦合关系;研究下垫面因素对降雨特征(雨强、降雨量)与径流量关系的影响。(2)以不干扰的草地为对照,比较枯草覆盖、水平沟、增渗孔等三种草地管理措施对减流减沙、土壤储水量和草地恢复的影响。(3)研究小水窖集雨补灌及草地管理对草被恢复和土壤性质的影响。(4)筛选适宜的土壤水库-小水窖联合集雨技术,并在坡面尺度示范,以验证该技术在研究区的适用性。.取得的重要结果有:(1)坡度、有效土层厚度、年均降雨量、砾石覆盖度是影响草地覆盖度的主要因素。(2)伊犁河谷降雨量>4.0mm且最大30min雨强>3.6mm/h时,可引发侵蚀;水土流失主要由短历时、高强度的偶然性暴雨导致;枯草覆盖在棕红土草地减流效果最好,水平沟在灰钙土草地减流效果最好。(3)水平沟能在雨后最大化提高土壤含水量,枯草覆盖能延滞雨后土壤含水量的下降。三种坡面措施均能显著促进草被恢复生长,其中枯草覆盖效果最好。(4)水平沟处理显著提高了土壤总孔隙度、田间持水量、及最大持水量,而枯草覆盖的效果不明显。(5)塑料布和坡面的产流阈值分别是0.1mm和6.0mm,每375m2的集雨坡面需要1m3的储水窖容积。库鲁斯台河流域40%的面积有较高的径流利用潜力。谷坊+植物措施适用于侵蚀沟集雨。.本项目揭示了土体构型(厚度、砾石含量)、坡度与草地退化之间的关系,发现伊犁河谷夏季短时强降雨是引发水土流失的重要条件。水平沟等坡面人为管理措施不仅能减流抑沙、调控土壤水分,还可以改善土壤孔隙及持水性能,进而有利于草被恢复。坡面塑料布集雨及沟道谷坊集雨也能促进植被恢复。本研究提出的草地集雨设计方案对牧草地管理及水土流失防治有借鉴意义,有望缓解洪水灾害、草地退化等生态问题。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(4)
伊犁河谷次降雨特征对坡面产流产沙的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    甘肃农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄国平;张文太;陈景梅;程军回;李政;柴仲平;瞿涛;玉素甫江·玉素音
  • 通讯作者:
    玉素甫江·玉素音
Estimating effective soil depth at regional scales: Legacy maps versus environmental covariates
估计区域尺度的有效土壤深度:遗留地图与环境协变量
  • DOI:
    10.1002/jpln.201700081
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Journal of Plant Nutrition and Soil Science
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Zhang Wentai;Hu Guiqing;Sheng Ji;ong;David C. Weindorf;Wu Hongqi;Xuan Junwei;Yan An;Gu Zhujun
  • 通讯作者:
    Gu Zhujun
伊犁河谷不同管理草地产流产沙对降雨、土壤类型的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水土保持研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李政;胡桂清;瞿涛;张鹤鑫;张文太;李燕刚;艾克拜尔·伊拉洪
  • 通讯作者:
    艾克拜尔·伊拉洪
新疆伊宁县暴雨洪水发生的时空特征及致灾因素研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水利科技与经济
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗湘;李政;胡雨彤;陈冰;张文太
  • 通讯作者:
    张文太
Integrating rainwater harvesting and drip irrigation for water use efficiency improvements in apple orchards of northwest China
雨水收集与滴灌结合提高西北苹果园水分利用效率
  • DOI:
    10.1016/j.scienta.2020.109728
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Scientia Horticulturae
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Zhang Wentai;Sheng Ji;ong;Li Zheng;David C. Weindorf;Hu Guiqing;Xuan Junwei;Zhao Hongmei
  • 通讯作者:
    Zhao Hongmei

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其他文献

区域绿洲农田土壤有机碳分布及其影响因子研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    农业资源与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王泽;颜安;张文太
  • 通讯作者:
    张文太
外源氮添加对温带荒漠地表凋落物分解及养分释放的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张彩云;赵红梅;刘辉;张文太;苏延桂;程军回;杨卫君
  • 通讯作者:
    杨卫君
生物炭添加对不同磷肥用量条件下新疆棉田磷素状况及棉花产量的影响
  • DOI:
    10.13320/j.cnki.jauh.2021.0079
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    河北农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张楠;张凯;袁芳;马超;盛建东;张文太
  • 通讯作者:
    张文太
有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田磷素状况及棉花产量的影响
  • DOI:
    10.13254/j.jare.2020.0767
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    农业资源与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁芳;张凯;马超;张楠;盛建东;张文太
  • 通讯作者:
    张文太
Effects of water-fertilizer coupling on dynamic changes of glycyrrhizic acid content in different parts of cultivated Glycyrrhiza uralensis Fisch in arid area
水肥耦合对干旱区栽培甘草不同部位甘草酸含量动态变化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中草药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘星宏;阿布都克尤木·阿布杜热扎克;阿依夏木·沙吾尔;张文太;吐尔逊·吐尔洪;古丽米拉·艾克拜尔;张凯
  • 通讯作者:
    张凯

其他文献

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张文太的其他基金

新疆天山北坡土壤变性特征与形成
  • 批准号:
    41301231
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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