中国农业科学 2016,49(24):4701-4713
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.24.003
西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和
水分利用效率的影响
侯慧芝1,2，高世铭1, 3，张绪成1,2，王德贵1
（1甘肃农业大学农学院，兰州 730070；2甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室，兰州 730070；
3甘肃省科学院，兰州730000）
摘要：【目的】西北黄土高原半干旱区降水稀少，且冬小麦生育期内50%以上为＜10 mm的无效降水。如何充分集蓄这部分降水，是该区冬小麦稳产高产和提高降水利用效率的关键。【方法】于2011—2015年在西北
黄土高原半干旱区（104°36′ E，35°35′ N）进行大田定位试验，以冬小麦中粮1号为试验材料，设全膜微垄沟
穴播（PRF）、全膜覆土穴播（PMS）、覆砂穴播（SM）和露地穴播（CK）4个处理，测定冬小麦不同生育时期0
—200 cm土层土壤含水量、生物量、产量及其构成因子，计算不同生育期土壤贮水量、阶段耗水量和水分利
用效率（WUE）等，以明确PRF处理对土壤水分含量、冬小麦阶段耗水量、产量及WUE的影响。【结果】在播前
和返青期，PRF处理在0—200 cm土层的土壤贮水量较PMS、SM处理和CK分别平均增加24.3、38.8、7.4 mm
和18.2、26.9、67.8 mm。PRF处理抽穗—灌浆期耗水量平均较PMS处理增加了36.0 mm，返青—抽穗和灌浆
—成熟期耗水量平均较SM增加12.1和16.7 mm，较CK增加40.8和37.6 mm。PRF处理的生物量较PMS处理
增加了2.2%—15.4%，分别在2011—2012年的灌浆期和成熟期、2014—2015年的苗期和抽穗期达显著差异，
在苗期、抽穗期、灌浆期和成熟期显著高于SM和CK。公顷穗数、穗粒数和千粒重4年均表现为PRF处理＞PMS
处理＞SM处理，3个处理间无显著差异，但均显著高于CK。PRF处理的产量最高，为4 373.6—4 950.0 kg·hm-2，
较PMS处理增加2.4%—12.7%，并在2012—2013和2014—2015年达显著差异；显著高于SM处理（除2012—
2013年）和CK（增产35.8%—43.8%）。PRF处理的WUE较PMS处理增加0.4%—12.8%，除2013—2014外均达
显著性差异；显著高于SM处理（除2014—2015年）和CK（提高8.1%—42.1%）。【结论】全膜微垄沟穴播能较
为充分地利用＜10 mm的无效降水，提高冬小麦播前和返青期0—200 cm土层的土壤贮水量，促进小麦灌浆期
间耗水，增加公顷穗数、穗粒数和千粒重，提高小麦产量和水分利用效率，是西北黄土高原半干旱区冬小麦高
产高效的种植模式。
关键词：全膜覆盖微垄沟穴播；冬小麦；贮水量；耗水特性；产量；西北黄土高原
Effects of Micro Ridge-Furrow with Plastic Film Mulching and
Bunching Seeding on Water Consumption Characteristics
and Water Use Efficiency of Winter Wheat in Semiarid
Areas of Northwest Loess Plateau
HOU Hui-zhi1,2, Gao Shi-Ming1,3, ZHANG Xu-cheng1,2, WANG De-gui1
(1Agronomy College, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070; 2Institute of Dry-Land Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Northwest Drought-Resistant Crop Farming, Lanzhou 730070;
3Gansu Academy of Sciences, Lanzhou 730000)
收稿日期：2016-05-09；接受日期：2016-10-31
基金项目：国家自然科学基金（31560355）、国家科技支撑计划（2015BAD22B04）
联系方式：侯慧芝，E-mail：houhuizhi666@https://www.doczj.com/doc/fb5912869.html,。通信作者高世铭，E-mail：gao-shm@https://www.doczj.com/doc/fb5912869.html,。通信作者张绪成，E-mail：gszhangxuch@https://www.doczj.com/doc/fb5912869.html,
4702 中国农业科学49卷
Abstract:【Objective】Precipitation is inadequate in arid and semiarid areas of Northwest Loess Plateau. Especially, the invalid precipitation, which daily rainfall less than 10 mm, accounts for more than 50% in winter wheat growth period. Consequently, How to use this part of precipitation sufficiently is a key method to increase the rainfall use efficiency and yield stably of winter wheat in this area.【Method】The winter wheat cultivar Zhongliang was selected as test material, a field experiment was conducted from 2011 to 2015 on Northwest Loess Plateau (104°36′ E, 35°35′ N) . The designed four treatments were (1) micro ridge-furrow with whole field plastic film mulching and bunching seeding (PRF), (2) whole field soil plastic mulching and bunching seeding (PMS), (3) sand mulching and bunching seeding (SM), and (4) bunching seeding without mulching (CK). The seasonal soil water content in 0-200 cm soil profile, aboveground biomass, yield and its components of winter wheat were recorded; the wheat periodical water consumption in 0-200 cm soil profile, and water use efficiency had been calculated, to understand the effect of PRF on soil water storage, water consumption characteristics, yield and water use efficiency of winter wheat. 【Result】The four-year average soil water storage of PRF at sowing and re-green stages was higher than PMS, SM, CK by 24.3, 38.8, 7.4 mm and 18.2, 26.9, 67.8 mm, respectively. PRF averagely increased wheat evapotranspiration from heading to filling stage by 36.0 mm than PMS. As compared with SM and CK, it increased by 12.1 mm and 16.7 mm, 40.8 mm and 37.6 mm from turning-green to heading and from filling to maturity, respectively. The aboveground biomass of PRF was higher than PMS by 2.2%-15.4% at seeding, heading, filling and maturing stages, the significant difference was observed at filling stage in 2011-2012, and at seedling and heading stages in 2014-2015. As compared with CK and SM, the aboveground biomass of PRF was significantly higher at the four growth stages. Spike number, grain number and 1000-grain weight were performed as PRF＞PMS＞SM in four experimental years, the significant difference was not observed among the three treatments, but significantly higher than CK. The yield of PRF was the highest among the four treatments, it reached 4 373.6-4 950.0 kg·hm-2,increased by 2.4%-12.7% than PMS, and a significant difference was observed in 2012-2013 and 2014-2015. It was significantly higher than SM (except for 2012-2013) and CK (increased by 35.8%-43.8%) in four experimental years. The water use efficiency of PRF increased by 0.4%-12.8% as compared with PMS, a significant difference was observed except for 2013-2014, it was also significantly higher than SM (except for 2014-2015) and CK (significantly increased by 8.1% -42.1%) in four experimental years. 【Conclusion】 PRF could use small rainfall (daily rainfall amount <10 mm) efficiently, increased soil water storage in 0-200 cm profile at sowing and turning-green stages, improved wheat evapotranspiration at filling stage, increased spike number, weight and kilo-grain weight, resulted in the increment of grain yield and water use efficiency. Consequently, the micro ridge-furrow with whole field plastic film mulching and bunching seeding is the better cropping patterns for high yield and efficiency of winter wheat in semiarid areas of Northwest Loess Plateau.
Key words:micro ridge-furrow with whole field plastic film mulching and bunching seeding; winter wheat; soil water storage;
periodical water consumption; yield; Northwest Loess Plateau
0 引言
【研究意义】西北黄土高原半干旱区多年平均降水量在300—400 mm左右，为典型的雨养农业区。水资源短缺、降水少、有效性差且波动性大是限制该区作物产量提高的瓶颈[1-3]，“卡脖子旱”问题十分突出。小麦是该区保障口粮的主要作物，但受春季低温、小麦需水规律和自然降水不吻合、伏旱高温胁迫等因素的影响，该区春小麦降水利用率低，产量长期低而不稳 [2]。因此，春改冬将是该区未来小麦发展的趋势[4]，如何充分挖掘冬小麦的水分和产量生产潜力是该区小麦稳产高产的关键。【前人研究进展】大量研究认为地膜覆盖栽培是旱作区生产力跃升和稳定提高的主要驱动力之一[2, 5]。20世纪80年代推广的地膜小麦可改善耕层土壤水热状况[6-8]，促进作物生长发育[9-10]，提高作物的水分和养分利用率[11-13]，增加产量[14-19]。但是，该技术容易造成苗穴错位，且小麦灌浆因土壤高温胁迫而受阻，常因穗部青干而降低产量，使水分生产潜力不能充分发挥[20]。21世纪初在西北黄土高原半干旱区大面积推广应用的全膜覆土穴播技术，是在20世纪80年代地膜穴播技术上发展而来，其主要技术优势在于在地膜上覆盖1—2 cm厚的细土，一方面可显著降低地表温度，减轻灌浆期的高温胁迫；另一方面有效解决了苗穴错位问题，增大群体和亩穗数；还能抑制杂草生长，提高小麦产量和水肥利用效率；再次，由于调节了土壤温湿度，所以能够提高小麦出苗后耗水速度并加大耗水量，充分利用光热资源，大幅提高农田降水利用率和产量[2, 20-21]。但是，由于西北黄土高原干旱半干旱区＜10 mm的无效降水多，占全年总降水量的45%以上，膜上覆土后阻止了无效降水的入渗，导致降水的生产潜力不能充分
24期侯慧芝等：西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响 4703
发挥；另外，膜上覆土后增加了残膜回收难度，这必然对农田环境造成污染。膜侧沟播技术是20世纪90年代和21世纪初有较大应用范围的一项集雨保墒技术，它是在田间营造微垄并覆盖地膜作为集雨面，作物种植在沟内，由于能够增温和聚集降水，提高对微小降水的利用效率，同样能够显著提高小麦产量[22-24]。但就西北黄土高原半干旱旱作区而言，春季蒸发强烈，膜侧沟播由于只覆盖垄面而沟内裸露，不能最大限度地抑制土面蒸发，所以同样存在局限性。近几年，我们在全膜覆土穴播和膜侧沟播的基础上，借鉴全膜双垄沟播技术的理念，设计了全膜微垄沟穴播技术（简称全膜微垄沟穴播）。该技术较膜上覆土穴播具有有效聚集降水的优势，较膜侧沟播更能有效抑制无效蒸发，提高降水向土壤水和作物水的转化效率，解决作物水温供需错位矛盾，尤其是“卡脖子旱”问题，显著提高作物产量和水分利用效率[25-27]。程宏波等[28]依托1年的大田试验，研究认为全膜微垄沟穴播能够提高春小麦各生育期的土壤含水量和地温，在没有明显增加耗水量的基础上显著提高产量和水分利用效率。【本研究切入点】目前对全膜微垄沟穴播春小麦的水热和产量效应有初步研究，但在长期田间试验条件下，从土壤水分效应—作物阶段耗水—干物质动态—产量及其构成因子的角度，就冬小麦的增产效应及机制未见研究报道，而这一工作对探索干旱半干旱区作物高产、资源高效、生态安全的技术途径有重要意义。【拟解决的关键问题】本试验从2011—2015年以冬小麦中粮1号为试验材料，测定全膜微垄沟穴播冬小麦各生育时期土壤含水量、生物量和产量，分析阶段耗水量、生物量积累及产量构成，从而揭示全膜微垄沟穴播小麦的季节性耗水特征及其对小麦水分利用效率和产量形成的影响。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2011—2015年在甘肃省农业科学院定西试验站（甘肃省定西市安定区团结镇唐家堡村，104°36′E， 35°35′N）进行。该区海拔1 970 m，年平均气温6.2℃，年辐射总量5 898 MJ·m-2，年日照时数2 500 h，≥10℃积温2 075.1℃，无霜期140 d，属中温带半干旱气候。作物一年一熟，为典型旱地雨养农业区。年均降水量415 mm，6—9月降水量占年降水量的68%，降水相对变率为24%，400 mm降水保证率为48%。试验区土壤为黄绵土，0—30 cm土层平均容重1.25 g·cm-3，田间持水量为21.18%，凋萎系数为7.2%，土壤有机质、全氮、全磷、全钾、NH+4-N、NO-3-N、速效磷、速效钾含量分别为12.0 g·kg-1、1.2 g·kg-1、0.7 g·kg-1、17.3 g·kg-1、4.8 mg·kg-1、0.8 mg·kg-1、8.7 mg·kg-1和121.5 mg·kg-1，pH为8.4。
本文采用国内比较常用的降水年型划分标准[29]划分降水年型。丰水年：Pi＞P+0.33&；欠水年：Pi ＜P-0.33&。式中：Pi为当年降水量（mm）；P为多年平均降水量（mm）；&为多年降水量的均方差（mm），试验区多年冬小麦生育期降水量平均为261.25 mm，均方差为58.87 mm。根据甘肃省定西市唐家堡试验站气象资料统计（图1），2011—2012年冬小麦生育期降水量为274.3 mm，属平水年，其中，＞10 mm降水仅有9次，为144.3 mm，＜10 mm降水有58次，为130 mm。2012—2013年冬小麦生育期降水量为338.5 mm，属丰水年，其中，＞10 mm降水仅有13次，为207.1 mm，＜10 mm降水有39次，为131.4 mm。季节分配不均，2012年11月到2013年4月19日仅降水11.9 mm，对冬小麦的越冬和返青造成不利影响；收获前15天降水118 mm，不利于冬小麦籽粒灌浆。2013—2014年冬小麦生育期降水量为265.0 mm，属平水年，其中，＞10 mm降水仅有7次，为118.5 mm，＜10 mm降水有53次，为146.5 mm。2014—2015年冬小麦生育期降水量为335.9 mm，属丰水年，其中，＞10 mm降水仅有12次，为171.7 mm，＜10 mm降水有60次，为139.3 mm。因此，试验执行期2011— 2015年降水量年际间变率较大，年内季节分配不均，对冬小麦的生长造成不利影响，10 mm以下的无效降水，蒸发散失较多。
2011—2012冬小麦生育期内最低温-19.8℃，最高温20.6℃，平均气温4.0℃；2012—2013冬小麦生育期内最低温-14.4℃，最高温21.3℃，平均气温4.9℃；2013—2014冬小麦生育期内最低温-13.6℃，最高温21.1℃，平均气温4.2℃；2014—2015冬小麦生育期内最低温-10.2℃，最高温19.7℃，平均气温4.6℃。
1.2 试验设计
试验以冬小麦中粮1号为试验材料，设全膜微垄沟穴播（PRF，起垄后全地面地膜覆盖，垄高10 cm，垄宽20 cm，沟内覆盖厚0.5—1 cm的细土）、全膜覆土穴播（PMS，地膜平铺整个地面，在膜上覆土1—2 cm）、覆砂穴播（SM，地面上覆盖3—5 cm 细砂）和露地穴播（CK）4个处理，每处理3次重
4704
中 国 农 业 科 学
49卷
010
20
30
010
20
30
010
20
30
10
20
30
降雨量 R a i n f a l l (m m )日平均气温 A v e r a g e t e m p e r a t u r e (℃)
播种天数 Days after sowing (d)
降雨量 R a i n f a l l (m m )
日平均气温 A v e r a g e t e m p e r a t u r e (℃)
降雨量 R a i n f a l l (m m )日平均气温 A v e r a g e t e m p e r a t u r e (℃)
降雨量 R a i n f a l l (m m )日平均气温 A v e r a g e t e m p e r a t u r e (℃)
图1 2011—2015试验区降水分布和平均气温变化
Fig. 1 Distribution of precipitation and average air temperature in test areas from 2011 to 2015
24期侯慧芝等：西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响 4705
复，小区面积40 m2（5 m×8 m），采用随机区组设计。各处理全生育期不灌溉，每年播前揭膜，旋耕，施肥，再旋耕后，PRF起垄覆膜，PMS覆膜覆土，SM覆砂。4个处理均用穴播机播种，每穴播（10±2）粒，行距为20 cm，穴距为13 cm，播种量400万粒/hm2。各处理每年施肥量均为尿素183 kg·hm-2（甘肃刘化公司黄河牌，含氮量为46.4%），磷酸二铵196 kg·hm-2（云南三环中化美盛化肥有限公司美盛牌，含氮量为18%，含磷量为46%），即N 120 kg·hm-2，P2O5 90 kg·hm-2，其中，50%的氮素在播前基施，50%的氮素在返青期随雨追施。2011年9月15日播种，2012年7月5日收获；2012年9月19日播种，2013年7月16日收获；2013年9月14日播种，2014年7月5日收获；2014年9月20日播种，2015年7月11日收获。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 土壤贮水量在冬小麦播前、返青期、抽穗期、灌浆期和成熟期分别用土钻法取各小区 0—200 cm 土样，测定步长为20 cm，用烘干称重法测定土壤含水量。土壤贮水量SWS（mm）=Ws×b×d，式中，W S为土壤重量含水量（%）；b为土壤容重（g·cm-3）；d为土层深度（cm）。
1.3.2 阶段耗水量（ET i） ET i=SWS i－SWS i+1+P i，式中，SWS i为某个生育时期初始时的土壤贮水量（mm）；SWS i+1为该生育时期结束时的土壤贮水量（mm）；P i为该生育期降水量（mm）。
1.3.3 生物量在小麦苗期、抽穗期、灌浆期和成熟期，分别取长势均一的10株小麦，用烘干法测定地上生物重。
1.3.4 产量及其构成因素成熟期每小区随机取20株进行室内考种，考种指标包括穗长、穗重、穗粒数、千粒重、单株生物量；每个小区单打单收，统计实际产量，折合成公顷产量。
1.3.5 水分利用效率和收获指数水分利用效率WUE（kg·hm-2·mm-1）=Y/ET，式中，Y为冬小麦单位面积产量（kg·hm-2）；ET为土壤耗水量（mm）。ET=SWS BF-SWS HA+P，式中，SWS BF为播前土壤贮水量（mm）；SWS HA为收后土壤贮水量（mm）；P为生育期降水量（mm）。收获指数HI=Yd/DW，Yd为作物单位面积籽粒产量（kg·hm-2），DW为单位面积地上干物质总量（kg·hm-2）。
1.4 数据处理与分析
用Excel 2003和DPS v3.01专业版统计分析软件处理数据，Tukey法检验处理间的差异显著性。
2 结果
2.1 全膜微垄沟穴播对冬小麦不同生育期0—200 cm
土层土壤贮水量的影响
不同覆盖方式对冬小麦田0—200 cm土层土壤贮水量有显著影响，且各处理不同生育时期贮水量与降水分布密切相关（图2）。返青期，PRF 0—200 cm的土壤贮水量在平水年份（2011—2012年和2013—2014年）显著高于其他处理；在丰水年份则无显著差异。抽穗期PRF 0—200 cm的土壤贮水量在平水年份显著高于PMS和CK，与SM差异不显著；在丰水年显著高于PMS，在2012—2013年与SM 和CK差异不显著，而在2014—2015年显著低于SM和CK。2011—2014的冬小麦灌浆期无有效降雨，PRF 0— 200 cm的土壤贮水量在平水年（2013—2014年）显著高于PMS；2014—2015年灌浆期降雨38.8 mm，PRF 0—200 cm的土壤贮水量比PMS增加26.3 mm，比SM和CK分别降低23.3 mm和66.1 mm，这主要是PMS和PRF地上植株生长较旺盛，消耗了大量的土壤水分，而PRF比PMS能更好的蓄积降水，故PRF此阶段的贮水量高于PMS。2011—2015年冬小麦成熟期分别降水56.7mm、174.9 mm、86.7 mm 和113.4 mm，PRF 0—200 cm的土壤贮水量比PMS 增加9.1—48.3 mm。
PRF 0—200 cm的土壤贮水量在播前、返青、抽穗、灌浆和成熟期4年平均比PMS分别增加24.3、38.8、52.0、16.0和23.6 mm；在播前、返青、抽穗和灌浆期分别比SM增加7.4、18.2、6.1和9.6 mm，在成熟期比SM降低7.1 mm；在播前、返青、抽穗期分别比CK增加26.9、67.8和27.0 mm，在灌浆期和成熟期分别比CK降低10.6 mm和6.1 mm。2011—2015年休闲期分别降水254.2 mm、187.6 mm、183.4mm，2012—2015年3年播前0—200 cm贮水量大小顺序为PRF＞SM＞PMS＞CK，表明PRF能聚集更多的自然降水贮存于土壤中。
2.2 全膜微垄沟穴播对冬小麦阶段性耗水的影响
不同覆盖方式对冬小麦阶段性耗水有显著影响（图3）。与PMS相比，PRF能增加抽穗—灌浆期0—200 cm土壤耗水量；与SM相比，PRF能增加返青—抽穗、灌浆—成熟期0—200 cm的耗水量；与CK相比，PRF能增加返青—抽穗、抽穗—灌浆期0—200 cm的土壤耗水。其中，PRF 0—200 cm的耗
4706
中 国 农 业 科 学
49卷
1002003004005000
100
200300400500
Rainfall
PRF
1002003004005000100
200300400
500
100200300400500BS
RG
HE
FI
MA
100
200300400
500
100200300400500BS
RG
HE
FI
MA
100
200300400500土壤贮水量 S o i l w a t e r s t o r a g e (m m )
降雨量 R a i n f a l l (m m )降雨量 R a i n f a l l (m m )土壤贮水量 S o i l w a t e r s t o r a g e (m m )
降雨量 R a i n f a l l (m m )降雨量 R a i n f a l l (m m )土壤贮水量 S o i l w a t e r s t o r a g e (m m )
土壤贮水量 S o i l w a t e r s t o r a g e (m m )
BS ：播前；RG ：返青期；HE ：抽穗期；FI ：灌浆期；MA ：成熟期。下同
BS: Before sowing; RG: Resume growth; HE: Heading; FI: Filling; MA: Maturing. The same as below
图2 不同覆盖方式对冬小麦0—200 cm 土壤贮水量的影响
Fig. 2 Effects of different planting methods on soil water storage in 0 to 200 cm layers of winter wheat
0100200
3000
100200
300
010*******
0100
200
300
100200300
BS-RG RG-HE HE-FI FI-MA
100200
300
100200300
100
200
300
耗水量 E v a p o t r a n s p i r a t i o n (m m )
降雨量 R a i n f a l l (m m )
耗水量 E v a p o t r a n s p i r a t i o n (m m )降雨量 R a i n f a l l (m m )耗水量 E v a p o t r a n s p i r a t i o n (m m )
降雨量 R a i n f a l l (m m )
耗水量 E v a p o t r a n s p i r a t i o n (m m )
降雨量 R a i n f a l l (m m )Rainfall
PRF
PMS
SM CK
BS-RG ：播前到返青；RG-HE ：返青到抽穗期；HE-FI ：抽穗到灌浆期；FI-MA ：灌浆期到成熟期
BS-RG: Before sowing-Resume growth; RG-HE: Resume growth –Heading; HE-FI: Heading-Filling; FI-MA: Filling-Maturing
图3 不同覆盖方式对冬小麦阶段性耗水的影响
Fig. 3 Effects of different planting methods on seasonal water consumption of winter wheat
24期 侯慧芝等：西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响 4707
水量在播前—返青、返青—抽穗、灌浆—成熟期4年平均比PMS 降低20.5、13.2和7.5 mm ；但在抽穗—灌浆期比PMS 增加36.0 mm ，均达显著差异水平。在返青—抽穗、灌浆—成熟期PRF 4年平均耗水量分别比SM 增加12.1 mm 和16.7 mm ，达到显著差异；在播前—返青和抽穗—灌浆期分别比SM 降低12.7 mm 和3.5 mm ，且在播前—返青期达显著差异。在返青—抽穗、抽穗—灌浆期PRF 4年平均耗水量分别比CK 增加 40.8 mm 和37.6 mm ，呈显著性差异；在播前—返青期和灌浆—成熟期分别比CK 降低47.6mm 和4.5 mm ，其中播前—返青期达到显著差异水平。
2.3 全膜微垄沟穴播对冬小麦干物质积累的影响
覆膜和覆砂均能提高冬小麦地上生物量，且各生 育期大小趋势均为PRF ＞PMS ＞SM ＞CK （图4）。PRF 苗期的生物量比PMS 增加2.2%—10.6%，且在2014—2015年达到显著性差异；显著高于SM 和CK ，分别增加41.7%—64.2%和132.3%—278.5%。抽穗期，PRF 的生物量较PMS 增加5.7%—15.4%，在2014—2015年差异显著；比SM 和CK 分别增加21.3%—42.1%和52.1%—163.5%，
均达显著性差异。灌浆期，PRF 的生物量比PMS 增加2.7%—10.9%，且2011—2012年差异显著；比SM 和CK 分别增加10.7%—44.6%和29.8%—53.4%，均达显著性差异。成熟期，PRF 的生物量较PMS 增加5.3%—8.2%，且在2011—2012年差异显著；比SM 和CK 分别增加12.4%—15.8%和30.3%—42.8%，均达显著差异性。
生物量 D r y m a t t e r s (g /株)生物量 D r y m a t t e r s (g /株)
图4 不同覆盖方式对冬小麦地上生物量积累的影响
Fig. 4 Effects of different planting methods on the aboveground dry matters accumulation of winter wheat
2.4 全膜微垄沟穴播对冬小麦产量构成因子和收获
指数的影响
公顷穗数、穗粒数和千粒重均表现为PRF ＞PMS ＞SM ，但3个处理间无显著差异（表1）。PRF 的公顷穗数、穗粒数、千粒重分别比CK 增加7.9%— 15.8%、7.6%—19.3%和7.9%—23.6%，均差异显著；PMS 的公顷穗数、穗粒数、千粒重分别较CK 增加
9.2%—13.2%、3.3%—15.3%和8.1%—17.2%，除2011—2012年的穗粒数外，其余年份各指标与CK 均达显著差异；SM 的公顷穗数、穗粒数、千粒重分别较CK 增加6.6%—10.5%、1.5%—6.5%和5.9%—14.7%，除2011—2012、2013—2014和2014—2015的穗粒数外，其余年份各指标与CK 均差异显著。PRF 、PMS 和SM 在4年的收获指数均低于CK ，但差异不显著。
4708 中国农业科学49卷
表1 不同覆盖方式对冬小麦产量构成因子和收获指数的影响
Table 1 Effect of different mulching methods on wheat yield components and harvest index
日期Time
处理
Treatment
公顷穗数
Spike number (×104·hm-2)
穗粒数
Grain number
千粒重
1000-grain weight (g)
收获指数
Harvest index (%) PRF 333.8a 42.7a 40.3a 36.6a PMS 339.8a 41.0ab 38.2a 37.0a SM 341.6a 40.3ab 37.4b 37.7a
2011-2012
CK 309.3b 39.7b 32.6c 37.8a
PRF 357.1a 36.9a 37.5a 37.3a
PMS 355.2a 36.6a 36.8a 37.8a
SM 346.8a 36.2a 35.3a 39.9a 2012-2013
CK 325.3b 34.0b 32.3b 40.8a
PRF 370.1a 39.0a 38.4a 41.3a
PMS 372.8a 37.7a 38.5a 39.9a
SM 359.6a 34.4b 37.7a 40.7a 2013-2014
CK 332.5b 32.7b 35.6b 41.7a
PRF 371.46a 43.0a 41.8a 40.1a
PMS 363.1a 42.6a 41.5a 41.6a
SM 353.1a 41.2ab 40.7a 41.1a 2014-2015
CK 320.7b 39.7b 37.9b 41.8a 每列不同字母表示同一年份不同处理差异显著（P＜0.05）。下同
Different letters in the same column indicate significant differences among treatments at the 0.05 level. The same as below
2.5 全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水量、产量和水分利
用效率的影响
2011—2014年4个处理全生育期耗水量无显著性差异；2014—2015年PMS全生育期耗水量最大，PRF次之，均显著地高于SM和CK，而且SM显著高于CK（图5）。PRF、PMS和SM的产量均显著高于CK。PRF的产量为4 373.6 —4 950.0 kg·hm-2，较PMS增加了2.4%—12.7%，并在丰水年的2012— 2013和2014—2015达到显著差异水平；较SM增加5.3%—13.4%，除了2011—2012年外，其余年份均达显著性差异；较CK增加35.8—43.8%，4年均达显著性差异。PRF的水分利用效率最高，为10.0— 11.3 kg·hm-2·mm-1，较PMS增加0.4%—12.8%，除2013—2014外，其余年份均差异显著；较SM增加 5.3%—19.7%，在2012—2013和2013—2014差异显著；较CK增加8.1%—42.1%，均达显著性差异。
3 讨论
水分不足是限制旱作区冬小麦生长的一个重要因子，对其生长发育及最终产量形成有重要影响。如何最大限度利用自然降水，以较少的水分消耗获得尽可能多的经济产量，是旱地农业生产研究的一个重要课题[2]。垄覆膜集雨种植能使垄上降水流入沟内，产生水分叠加，同时田间垄沟能降低风速，抑制蒸发，提高入渗深度，起到蓄积雨水、增加土壤含水率的作用[30]。任小龙等[31]通过模拟降水研究发现，垄沟集雨种植夏玉米沟内0—120 cm 土层平均含水率均显著高于对照平作，表层土壤含水率变化较大，100 cm 土层以下土壤含水率变化不明显。寇江涛等[32]研究发现垄覆膜集雨处理在集雨前期（4 月中旬至 6 月上旬）显著提高苜蓿 0—20 cm 土层土壤含水率，在中后期（6 月中旬至 9 月下旬）显著提高 0—120 cm 土层平均含水率。韩娟等[33]研究发现垄覆膜集雨种植能显著增加冬小麦播种至拔节期、抽穗期至灌浆期0—20 cm 和 20—100 cm土壤贮水量。本试验研究结果表明，PRF 0—200 cm的土壤贮水量在播前、返青、抽穗、灌浆和成熟期比PMS分别增加24.3、38.8、52.0、16.0和23.6 mm；在播前、返青、抽穗和灌浆期分别比SM增加7.4、18.2、6.1和9.6 mm，在播前、返青、抽穗分别比CK增加26.9、67.8和27.0 mm。这一结果与任小龙[31]和韩娟[33]等研究结果相似。另
24期 侯慧芝等：西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响
4709
0200
400
600
2011-20122012-20132013-20142014-2015
耗水量 E v a p o r t r a n s p i r a t i o n (m m
)
5
10
15水分利用效率 W U E (k g ·h m -2·m m -1)
01000200030004000
500060002011-20122012-20132013-20142014-2015
产量 Y i e l d (k g ·h m -2)
图5 不同覆盖方式对冬小麦耗水量、产量和水分利用效率的影响
Fig. 5 Effect of different planting methods on evapotranspiration, wheat yield and WUE
外，笔者的研究结果表明，PRF 在0—200 cm 土层的耗水量在抽穗—灌浆期比PMS 增加36.0 mm ；在返青—抽穗、灌浆—成熟期分别比SM 增加 12.1 mm 和16.7 mm ，在返青—抽穗、抽穗—灌浆期分别比CK 增加40.8mm 和37.6 mm 。证明全膜微垄沟穴播通过增加土壤贮水来促进冬小麦生长发育，并促进灌浆耗水，这将对冬小麦生长发育、产量形成和水
分利用产生影响[14, 33]。
本试验依据冬小麦生育期降水量的多少划分2011—2012、2013—2014为平水年，2012—2013、2014—2015为丰水年。其中，两个平水年播种—返青期＞10 mm 的降水各只有1次，2011—2012为12.1 mm ，2013—2014为13.6 mm ，而这两年PRF 0—200 cm 的土壤贮水量均显著高于其他几个处理，由此可见，
4710 中国农业科学49卷
PRF土壤贮水量的增加绝大多数源于对＜10 mm降水的蓄积。本试验区冬小麦生育期有一半左右的降水都是＜10 mm的无效降水，以往的小麦种植模式（如裸地和全膜覆土穴播）都不能充分利用这部分降水而蒸发散失。全膜微垄沟穴播栽培技术利用垄沟集雨面将大量＜10 mm的降水聚集，实现雨水富集叠加，变无效雨为有效雨，变小雨为中雨，有效提高降水入渗率而使降水利用率显著提高，改善土壤水分状况[34]。
垄沟覆膜集雨栽培技术能大幅度提高生物量[35-37]。本研究结果表明，PRF在冬小麦各个生育时期较PMS、SM和CK均能增加生物量，其中在苗期、抽穗期、灌浆期和成熟期的生物量分别比CK增加132.3%—278.5%、52.1%—163.5%、29.8%—53.4%和30.3%—42.8%，达到显著差异水平。基于较为旺盛的地上生物量，冬小麦公顷穗数、穗粒数、千粒重表现为PRF＞PMS＞SM，其中PRF分别比CK高7.9%—15.8%、7.6%—19.3%和7.9%—23.6%，达到显著差异，实现了通过增加穗粒数和千粒重等穗部相关系数以及单位面积的分蘖数而达到增产目标[3, 38-41]。PRF的产量为4 373.6—4 950.0 kg·hm-2，较PMS增加2.4%—12.7%，其中在丰水的2012—2013和2014—2015年差异显著；较CK增加35.8%—43.8%，均达显著性差异。由于PRF能更有效集蓄＜10 mm的无效降水，尤其丰水年份在小麦营养生长阶段蓄积较多水分，为生殖生长奠定良好的水分基础，并显著增大了灌浆期耗水量，在增产的基础上显著提高水分利用效率，分别较CK增加8.1%—42.1%，均达显著性差异；较PMS增加0.4%—12.8%，除2013—2014年外均达显著性差异。
4 结论
在播前和返青期，全膜微垄沟穴播（PRF） 0—200 cm的土壤贮水量较全膜覆土穴播（PMS）分别增加24.3 mm和38.8 mm；较覆砂穴播（SM）分别增加7.4 mm和18.2 mm；较CK分别增加26.9 mm和67.8 mm。PRF在提高冬小麦各生育期生物量和公顷穗数的基础上，促进灌浆期耗水，增加穗粒数和千粒重，产量达到4 373.6—4 950.0 kg·hm-2，较PMS增加2.4%— 12.7%，较SM和CK分别增加5.3%—16.8%和35.8%— 43.8%；水分利用效率较PMS增加0.4%—12.8%，较SM和CK增加5.3%—19.7%和8.1%—42.1%。因此，全膜微垄沟穴播较全膜覆土穴播能更充分利用＜10 mm的无效降水。PRF种植模式能优化土壤水分环境和调节阶段性耗水，从而增加小麦产量和水分利用效率，是西北黄土高原半干旱区冬小麦高产高效的种植模式。
References
[1] LI X Y, GONG J D, GAO Q Z, LI F R. Incorporation of ridge and
furrow method of rainfall harvesting with mulching for crop production under semiarid conditions. Agricultural Water Management, 2001, 50(3): 173-183.
[2] 侯慧芝, 吕军峰, 郭天文, 张国平, 董博, 张绪成. 旱地全膜覆土
穴播对春小麦耗水、产量和土壤水分平衡的影响. 中国农业科学, 2014, 47(22): 4392-4404.
HOU H Z, Lü J F, GUO T W, ZHANG G P, DONG B, ZHANG X C.
Effects of whole field soil-plastic mulching on spring wheat water consumption, yield, and soil water balance in semiarid region. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(22): 4392-4404. (in Chinese )
[3] 周宏, 张恒嘉, 莫非, 赵鸿, 王润元, 吴姗, 邓浩亮, ASFA B,
BAOLUO M, 熊友才. 极端干旱条件下燕麦垄沟覆盖系统水生态过程. 生态学报, 2014, 34(7): 1757-1771.
ZHOU H, ZHANG H J, MO F, ZHAO H, WANG R Y, WU S, DENG
H L, ASFA B, BAOLUO M, XIONG Y C. Ecological process of
water transformation in furrow and ridge mulching system in oat field under extreme drought scenario. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(7): 1757-1771. (in Chinese)
[4] 杨芳萍, 赵贞祥, 郭莹, 何春雨, 李志虎. 在甘肃省传统春麦区扩
种冬小麦的研究初探. 麦类作物学报, 2015, 35(6): 785-791.
YANG F P, ZHAO Z X, GUO Y, HE C Y, LI Z H. A preliminary study on winter wheat planting in the traditional spring wheat region of Gansu. Journal of Triticeae Crops,2015, 35(6): 785-791. (in Chinese )
[5] 钟良平, 邵明安, 李玉山. 农田生态系统生产力演变及驱动力. 中
国农业科学, 2004, 37(4): 510-515.
ZHONG L P, SHAO M A, LI Y S. Changes of ecosystem productivity responding to driving forces in semiarid region. Scientia Agricultura Sinica, 2004, 37(4): 510-515. (in Chinese)
[6] LI F M, GUO A H, WEI H. Effects of clear plastic film mulch on
yield of spring wheat. Field Crops Research, 1999, 63(1): 79-86. [7] 王树森, 邓根云. 地膜覆盖增温机制研究. 中国农业科学, 1991,
24(3): 74-78.
WANG S S, DENG G Y. A study on the mechanism of soil temperature increasing under plastic mulch. Scientia Agricultura Sinica, 1991, 24(3): 74-78. (in Chinese)
24期侯慧芝等：西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响 4711
[8] 王俊, 李凤民, 宋秋华, 李世清. 地膜覆盖对土壤水温和春小麦产
量形成的影响. 应用生态学报, 2003, 14(2): 205-210.
WANG J, LI F M, SONG Q H, LI S Q. Effects of plastic film mulching on soil temperature and moisture and on yield formation of spring wheat. Chinese Journal of Applied Ecology, 2003, 14(2): 205-210. (in Chinese)
[9] ZHANG S L, LI P R, YANG X Y, WANG Z H, CHEN X P. Effects
of tillage and plastic mulch on soil water, growth and yield of spring-sown maize. Soil＆Tillage Research,2011, 112(1): 92-97. [10] 许文强, 杨祁峰, 牛芬菊, 牛俊义, 熊春蓉, 张永祥. 秸秆还田与
覆膜对土壤理化特性及玉米生长发育的影响. 玉米科学, 2013, 21(3): 87-93, 99.
XU W Q, YANG Q F, NIU F J, NIU J Y, XIONG C R, ZHANG Y X.
Effects of stalk returned to the field and film mulching on the soil physical and chemical characteristics and the maize growth. Journal of Maize Sciences, 2013, 21 (3): 87-93, 99. (in Chinese)
[11] 山仑. 植物抗旱生理研究与发展半旱地农业. 干旱地区农业研究,
2007, 25(1): 1-5.
SHAN L. Plant drought resistance and semi-dryland farming.
Agricultural Research in Arid Area, 2007, 25(1): 1-5. (in Chinese) [12] XIE Z K, WANG Y J, LI F M. Effect of plastic mulching on soil
water use and spring wheat yield in arid region of Northwest China.
Agricultural Water Management, 2005, 75(1): 71-83.
[13] 任书杰, 李世清, 王俊, 凌莉, 李凤民. 半干旱农田生态系统覆膜
进程和施肥对春小麦耗水量及水分利用效率的影响. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2003, 31(4): 1-5.
REN S J, LI S Q, WANG J, LING L, LI F M. Effect of plastic film mulching on spring wheat’s water consumption and water use efficiency in semiarid agro-ecological system. Journal of Northwest A & F University(Natural Science Edition), 2003, 31(4): 1-5. (in Chinese)
[14] 王彩绒, 田霄鸿, 李生秀. 沟垄覆膜集雨栽培对冬小麦水分利用效
率及产量的影响. 中国农业科学, 2004, 37(2): 208-214.
WANG C R, TIAN X H, LI S X. Effects of plastic sheet-mulching on ridge for rainwater-harvesting cultivation on WUE and yield of winter wheat. Scientia Agricultura Sinica, 2004, 37(2): 208-214. (in Chinese) [15] MAMKAGH A M A. Effect of tillage time and plastic mulch on
growth and yield of okra (Abelmoschus esculentus) grown under rain-fed conditions. International Journal of Agriculture & Biology, 2009, 11: 453-457.
[16] MAHAJAN G, SHARDA R, KUMAR A, SINGH K G. Effect of
plastic mulch on economizing irrigation water and weed control in baby corn sown by different methods. African Journal of Agricultural
Research, 2007, 2(1): 19-26.
[17] 王晓峰, 田霄鸿, 陈自惠, 陈辉林, 王朝辉. 不同覆盖施肥措施对
黄土旱塬冬小麦土壤水分的影响. 应用生态学报, 2009, 20(5): 1105-1111.
WANG X F, TIAN X H, CHEN Z H, CHEN H L, WANG Z H. Effect of mulching and fertilization on winter wheat field soil moisture in dry highland region of Loess Plateau. Chinese Journal of Applied Ecology, 2009, 20(5): 1105-1111. (in Chinese)
[18] EL-NEMR M A. Effect of mulch types on soil environmental
conditions and their effect on the growth and yield of cucumber plants.
Journal of Applied Sciences Research, 2006, 2(2): 67-73.
[19] MBAH C N, NWITE J N, NJOKU C, IBEH L M, IGWE T S.
Physical properties of anultisol under plastic film and no-mulches and their effect on the yield of maize. World Journal of Agricultural Sciences, 2010, 6(2): 160-165.
[20] 侯慧芝, 吕军峰, 郭天文, 张平良, 张国平, 董博. 全膜覆土栽培
对作物的水温效应. 麦类作物学报, 2012, 32(6): 1111-1117.
HOU H Z, Lü J F, GUO T W, ZHANG P L, ZHANG G P, DONG B.
Effects of technique of cultivation with overall film-mulched soil on soil water and soil temperature of crops. Journal of Triticeae Crops, 2012, 32(6): 1111-1117. (in Chinese)
[21] 王红丽, 宋尚有, 张绪成, 高世铭, 于显枫, 马一凡. 半干旱区旱
地春小麦全膜覆土穴播对土壤水热效应及产量的影响. 生态学报, 2013, 33(18): 5580-5588.
WANG H L, SONG S Y, ZHANG X C, GAO S M, YU X F, MA Y F.
Effects of using plastic film as mulch combined with bunch planting on soil temperature, moisture and yield of spring wheat in a semi-arid area in drylands of Gansu, China. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(18): 5580-5588. (in Chinese)
[22] 强秦, 曹卫贤, 刘文国, 张建昌, 党占平, 刘金海, 高亚军, 翟丙年,
李生秀. 旱地小麦不同栽培模式对土壤水分和水分生产效率的影响. 西北植物学报, 2004, 24(6): 1066-1071.
QIANG Q, CAO W X, LIU W G, ZHANG J C, DANG Z P, LIU J H, GAO Y J, ZHAI B N, LI S X. Dynamics of soil moisture and water use efficiency under different wheat cultivation modules in dryland.
Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2004, 24(6): 1066-1071.
(in Chinese)
[23] 李廷亮, 谢英荷, 任苗苗, 邓树元, 单杰, 雷震宇, 洪坚平, 王朝辉.
施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响. 生态学报, 2011, 31(1): 212-220.
LI T L, XIE Y H, REN M M, DENG S Y, SHAN J, LEI Z Y, HONG J P, WANG Z H. Effects of fertilization and plastic film mulched ridge-furrow cultivation on yield and water and nitrogen utilization of
4712 中国农业科学49卷
winter wheat on dryland. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(1): 212-220.
(in Chinese )
[24] 银敏华, 李援农, 李昊, 徐袁博, 张天乐, 谷晓博. 覆盖模式对农
田土壤环境与冬小麦生长的影响. 农业机械学报, 2016, 47(4): 127-135, 227.
YIN M H, LI Y N, LI H, XU Y B, ZHANG L T, GU X B. Effects of mulching patterns on farmland soil environment and winter wheat growth. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(4): 127-135, 227. (in Chinese )
[25] 何峰, 王堃, 李向林, 徐柱. 垄沟集雨对干旱半干旱区土壤水
热条件及老芒麦产草量的影响. 农业工程学报, 2012, 28(12): 122-126.
HE F, WANG K, LI X L, XU Z. Effects of ridge and furrow rainfall harvesting system on soil hydrothermal condition and yields of Elymus sibiricus L. in arid and semiarid regions. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(12): 122-126.
(in Chinese )
[26] 莫非, 周宏, 王建永, 赵鸿, 张恒嘉, 吴姗, 陈应龙, 杨通, 邓浩亮,
Asfa B, 王润元, Simon N N, 李凤民, 熊友才. 田间微集雨技术研
究及应用. 农业工程学报, 2013, 29 (8): 1-17.
MO F, ZHOU H, WANG J Y, ZHAO H, ZHANG H J, WU S, CHEN Y L, YANG T, DENG H L, ASFA B, WANG R Y, SIMON N N, LI
F M, XION
G Y C. Development and application of micro-field
rain-harvesting technologies. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(8): 1-17. (in Chinese )
[27] 师日鹏, 上官宇先, 马巧荣, 王林权. 密度与氮肥配合对垄沟覆膜
栽培冬小麦干物质累积及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(4): 823-830.
SHI R P, SHANGGUAN Y X, MA Q R, WANG L Q. Effects of sowing density and N rate on biomass accumulation and yield of winter wheat in furrow and ridge film mulching. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2011, 17(4): 823-830. (in Chinese)
[28] 程宏波, 牛建彪, 柴守玺, 常磊, 杨长刚. 不同覆盖材料和方式对
旱地春小麦产量及土壤水温环境的影响. 草业学报, 2016, 25(2): 47-57.
CHENG H B, NIU J B, CHAI S X, CHANG L, YANG C G. Effect of different mulching materials and methods on soil moisture and temperature and grain yield of dryland spring wheat in northwestern China. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(2): 47-57.
(in Chinese )
[29] 张北赢, 徐学选, 刘文兆, 陈天林. 黄土丘陵沟壑区不同降水年型
下土壤水分动态. 应用生态学报, 2008, 19(6): 1234-1240.
ZHANG B Y, XU X X, LIU W Z, CHEN T L. Dynamic changes of
soil moisture in loess hilly and gully region under effects of different yearly precipitation patterns. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008,19(6): 1234-1240. (in Chinese)
[30] 李凤民, 王静, 赵松岭. 半干旱黄土高原给水高效农业的发展. 生
态学报, 1999, 19(2): 259-264.
LI F M, WANG J, ZHAO S L. The rainwater harvesting technology approach for dryland agriculture in semi-arid Loess Plateau of China.
Acta Ecologica Sincia, 1999, 19(2): 259-264. (in Chinese)
[31] 任小龙, 贾志宽, 陈小莉, 韩娟, 韩清芳, 丁瑞霞. 半干旱区垄沟
集雨对玉米光合特性及产量的影响. 作物学报, 2008, 34(5): 838-845.
REN X L, JIA Z K, CHEN X L, HAN J, HAN Q F, DING R X.
Effects of ridge and furrow planting for rainfall harvesting on photosynthetic characteristics and yield in corn in semi-arid regions.
Acta Agronomica Sinica, 2008, 34(5): 838-845. (in Chinese)
[32] 寇江涛, 师尚礼. 垄覆膜集雨对苜蓿草地土壤水分动态及利用效
率的影响. 中国生态农业学报, 2011, 19 (1): 47-53.
KOU J T, SHI S L. Effect of rainwater harvesting via plastic film-covered ridge on soil moisture in Medica go sativa grassland and water use efficiency. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2011, 19(1): 47-53. (in Chinese)
[33] 韩娟, 廖允成, 贾志宽, 韩清芳, 丁瑞霞. 半湿润偏旱区垄沟覆盖
种植对冬小麦产量及水分利用效率的影响. 作物学报, 2014, 40(1): 101-109.
HAN J, LIAO Y C, JIA Z K, HAN Q F, DING R X. Effects of ridging with mulching on yield and water use efficiency in winter wheat in semi-humid drought-prone region in China. Acta Agronomica Sinica, 2014, 40(1): 101-109. (in Chinese)
[34] LI X Y, GONG J D. Effects of different ridge: Furrow ratios and
supplemental irrigation on crop production in ridge and furrow rainfall harvesting system with mulches. Agricultural Water Management, 2002, 54(3): 243-254.
[35] 秦舒浩, 张俊莲, 王蒂, 蒲育林, 杜全中. 覆膜与沟垄种植模式对
旱作马铃薯产量形成及水分运移的影响. 应用生态学报, 2011, 22(2): 389-394.
QIN S H, ZHANG J L, WANG D, PU Y L, DU Q Z. Effects of different film mulch and ridge-furrow cropping patterns on yield formation and water translocation of rainfed potato. Chinese Journal of Applied Ecology, 2011, 22(2): 389-394. (in Chinese)
[36] 张惠, 李娟, 贾志宽, 张涛, 侯贤清, 张鹏. 渭北旱塬不同覆盖材
料对旱作农田土壤水分及春玉米产量的影响. 干旱地区农业研究, 2012, 30(2): 93-100.
ZHANG H, LI J, JIA Z K, ZHANG T, HOU X Q, ZHANG P. Effect
24期侯慧芝等：西北黄土高原半干旱区全膜微垄沟穴播对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响 4713
of different mulching materials on arid-field soil moisture and spring maize yield in Weibei arid fields. Agricultural Research in the Arid Areas, 2012, 30(2): 93-100. (in Chinese)
[37] 高玉红, 牛俊义, 闫志利, 郭丽琢, 姜寒玉, 马朋丽, 马菊红. 不同
覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响. 中国生态农业学
报, 2012, 20(4): 440-446.
GAO Y H, NIU J Y, YAN Z L, GUO L Z, JIANG H Y, MA P L, MA J H. Effects of different plastic-film mulching techniques on maize(Zea mays L.) dry matter accumulation and yield.
Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2012, 20(4): 440-446. (in Chinese)
[38] 孙本普, 孙士宗, 李风云, 李秀云, 刘锋. 气候条件对冬小麦穗数
的影响研究. 中国生态农业学报, 2005, 13(4): 60-64.
SUN B P, SUN S Z, LI F Y, LI X Y, LIU F. Influence of climatic condition on the spike number per plant of wheat. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2005, 13(4): 60-64. (in Chinese)
[39] 李巧珍, 李玉中, 郭家选, 刘晓英, 徐春英. 覆膜集雨与限量补灌
对土壤水分及冬小麦产量的影响. 农业工程学报, 2010, 26(2): 25-30.
LI Q Z, LI Y Z, GUO J X, LIU X Y, XU C Y. Effects of field
rainwater harvesting by plastic mulch and complement irrigation on soil water and yield of winter wheat. Transactions of Chinese Society of Agricultural Engineering, 2010, 26(2): 25-30. (in Chinese)
[40] 王红丽, 张绪成, 宋尚有, 马一凡, 于显枫. 西北黄土高原旱地全
膜双垄沟播种植对玉米季节性耗水和产量的调节机制. 中国农业科学, 2013, 46(5): 917-926.
WANG H L, ZHANG X C, SONG S Y, MA Y F, YU X F.
Regulation of whole field surface plastic mulching and double ridge-furrow planting on seasonal soil water loss and maize yield in rained area of northwest Loess Plateau. Scientia Agricultura Sinica, 2013, 46(5): 917-926. (in Chinese)
[41] 丛建鸥, 李宁, 许映军, 顾卫, 乐章燕, 黄树青, 席宾, 雷飏. 干旱
胁迫下冬小麦产量结构与生长生理光谱指标的关系. 中国生态农业学报, 2010, 18(1): 67-71.
CONG J O, LI N, XU Y J, GU W, LE Z Y, HUANG S Q, XI B, LEI Y. Relationship between indices of growth physiology and reflectivity and yield of winter wheat under water stress. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2010, 18(1): 67-71. (in Chinese)
（责任编辑杨鑫浩）
《中国农业科学》连续5年获“中国最具国际影响力学术期刊”称号
“中国最具国际影响力学术期刊”是由中国学术期刊（光盘版）电子杂志社和清华大学图书馆联合成立的中国学术文献国际评价研究中心以Web of Science收录期刊为主的国际期刊为引文统计源，采用大数据分析方法对“期刊国际影响力指数（Clout Index，CI）”排序选出的前百分之五（TOP5%）的中国期刊。
该奖项于2012年设立，每年发布一次入选名单。2016年入选科技期刊175种，人文社会科学期刊60种。《中国农业科学》自该奖项设立以来连续5年均获此殊荣，是为数不多的高国际影响力中文学术期刊之一。
黄土高原（英文：Loess Plateau）是世界最大的黄土沉积区。位于中国中部偏北。北纬34°～40°，东经103°～114°。东西千余千米，南北700千米。包括太行山以西、青海省日月山以东，秦岭以北、长城以南广大地区。跨山西省、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区及河南省等省区，面积约40万平方千米，海拔1500到2000米。除少数石质山地外，高原上覆盖深厚的黄土层，黄土厚度在50～80米之间，最厚达150～180米。黄土高原矿产丰富，煤矿、铁矿、稀土矿储量大。 黄土颗粒细，土质松软，含有丰富的矿物质养分，利于耕作，盆地和河谷农垦历史悠久，是中国古代文化的摇篮。但由於缺乏植被保护，加以夏雨集中，且多暴雨，在长期流水侵蚀下地面被分割得非常破碎，形成沟壑交错其间的塬、墚、峁。气候较干旱，降水集中，植被稀疏，平坦耕地一般不到1/10,绝大部分耕地分布在10°～35°的斜坡上。地块狭小分散，不利于水利化和机械化。 水土流失严重。黄河每年经陕县下洩的泥沙约16亿吨，其中90%来自黄土高原，随泥沙流失的氮磷钾养分约3,000馀万吨，这也是导致黄河下游泥沙堆积，形成地上河的原因之一。综合治理黄土高原是中国改造自然工程中的重点项目，治理方针是以水土保持为中心，改土与治水相结合，治坡与治沟相结合，工程措施与生物措施相结合，实行农林牧综合发展，这种治理措施已取得重大成绩。黄土高原矿产丰富,煤、石油、铝土储量大，是中国重要的能源、化工基地。 黄土高原在中国北方地区与西北地区的交界处，它东起太行山，西至乌鞘岭，南连关中北部，北抵长城，主要包括山西、陕西北部、以及甘肃、青海、宁夏、河南、内蒙古等省部分地区，面积40万平方公里，占世界黄土分布70%，为世界最大的黄土堆积区。黄土厚50—80米，气候较干旱，降水集中，植被稀疏，水土流失严重。黄土高原矿产丰富，煤、石油、铝土储量大。但由于植被稀疏，夏季降水集中且雨量大，流水冲蚀作用强，在流水侵蚀作用下地表支离破碎破碎，形成沟壑交错其间的塬、墚、峁。 按地形差别分陇中高原、陕北高原、山西高原和豫西山地等区。 黄河流域黄土高原地区西起日月山，东至吕梁山，南靠关中平原北部，北抵阴山，涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南七省（区）46 个地（盟、州、市），282个县（旗、市、区）。全区总面积63.5万平方千米;，其中水土流失面积45.4万平方千米（水蚀面积33.7平方千米、风蚀面积11.7 万平方千米），年均输入黄河泥沙16 亿吨，是我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。 平均海拔1000～1500米，除少数石质山地外，高原上覆盖着深厚的黄土层，黄土厚度在50～80米之间。最厚达150～180米。年均气温6～14℃，年均降水量200～700毫米。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候和干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤依次为褐土、垆土、黄绵土和灰钙土。山地土壤和植被地带性分布也十分明显。 黄土高原广布黄土，厚达50至80米，陇东、陕北厚达150米，最厚的地方达200米。由于历代战乱、盲目开荒放牧及乱砍滥伐导致高原的植被遭到严重的破坏，加之黄土的土质疏松，水土流失极为严重，形成“千沟万壑”的黄土地貌。平坦耕地一般位于沟谷或小型盆地，一般不到1/10，绝大部分耕地分布在10°～35°的斜坡上。地块狭小分散，不利於水利化和机械化。黄土高原水土流失严重。但是，黄土高原地区蕴藏著丰富的煤炭、石油、天然气铝土矿等资源，是中国重要的能源和化工基地。[1]
黄土高原半干旱区雨水集蓄利用研究综述 一、雨水集蓄利用 1. 概述 受人口增长、持续干旱、地表水污染、地下水超采等自然、社会因素的双重影响，人们对雨水资源的开发利用进行了广泛的研究，并初步显示出雨水资源开发利用的巨大潜力。 雨水资源的开发利用具有悠久的历史。公元前2000年的中东地区，就有利用雨水的记载。在同干旱气候长期的斗争中，希腊人、阿拉伯人、以色列人积累了收集利用雨水的丰富经验。20世纪60年代，日本开始收集利用路面雨水，70年代修筑集流面集蓄雨水。1982年，在夏威夷召开了第一届国际雨水集流会议，嗣后成立了国际雨水集流系统协会(International Rainwater Catchment Systems Association)，并多次召开雨水集蓄利用学术会议，促进了国际间雨水利用的交流与研究。目前，以色列在集雨农业灌溉方面成就显著，日本则研究利用雨水回灌地下水技术。我国在秦汉时期就有修建涝池、塘坝拦蓄雨水利用的历史记载，修筑水窖的历史也有数百年。但在我国，从20世纪50年代才开始利用窖水点浇玉米、蔬菜等，突破了原来只用窖水作为生活饮用水的传统。在80年代后期，收集的雨水被用于发展庭院经济和大田作物需水关键期的补充灌溉。如1995年，甘肃省在干旱半干旱地区实施了“121雨水集流工程”，宁南山区实施“窑水农业”，内蒙古自治区进行了“112集雨节水灌溉工程”试验示范研究，陕西则称为“甘露工程”。 从1995年在北京举办第7届国际雨水集流系统大会以来，已在兰州、徐州和大理召开了3次全国性的雨水利用学术研讨会。通过这些活动，交流了国际和国内雨水利用方面的研究成果和实践经验，促进了雨水利用研究水平的提高。目前，我们国家的研究主要集中在干旱半干旱区人蓄饮水和集流节灌上，同时对集蓄雨水补灌地下水及城市集流等问题也展开了研究。 集蓄雨水发展农业灌溉在国外有着悠久的历史，根据有关文献记载，这种技术的起源可以追溯到数千年以前的马雅文化时期。在人类漫长的发展历史中，由于没有现代化的工程设备和技术，不可能修筑大型水利工程来进行水量调节，雨水利用一直是农业发展的主要措施。只是到了本世纪初，近代科技的发展使人们遗忘了这一曾经支撑了几千年古代灿烂文明的传统灌溉技术。随着水资源的紧缺和人们对可持续发展的思考，近20年来，雨水集蓄利用在世界很多国家和地区又迅速复兴和发展起来。目前，世界各地都不乏集蓄雨水发展农业灌溉的例子，特别是在干旱地区。例如，以色列人在南部200毫米年降雨量地区修建微型集流场造林，在内盖夫沙漠地区，修建石堤把坡地径流拦截到低处梯田或存放在山腰的水库中，使年降雨量100毫米的地方得到300毫米～500毫米的水量。美国的西南部也有此类实践。集雨灌溉在世界很多国家都曾经或正在被大面积推广应用。 2. 雨水利用的几个概念 （1）雨水利用的内涵 所有形式的水资源（包括河川径流、地下水等），从根本上来说都来自雨水，因而雨水利用不仅仅是指雨水集流的家庭利用和雨养农业利用，而且还包括人工增雨、水土保持、水源地涵养、城市防洪和生态环境的改善等水资源利用的各个方面。这种雨水利用的概念其外延几乎囊括了水的所有利用方式，具有极大的广泛性。一般文献中提到的雨水利用是指对雨水的原始形式和最初转化为径流或地下水，土壤水阶段的利用，可将其称为狭义的雨水利用（有的文献叫雨水的直接利用）。就狭义的雨水利用而言，其内涵至少应包括：①解决人畜饮水的家庭利用；②用于作物补灌的农业雨水利用；③用于消防、城市绿地灌溉的城市雨水利用；④雨水的地下水补给利用。 （2）农业雨水利用 农业雨水利用是指通过自然过程或人类活动过程将雨水用于农业生产以提高作物产量和改善农业生态系统的利用。由于农业雨水利用方式的不同，不同学者将其进行了不同的分类，有的学者将农业雨水利用分为雨水自然利用、叠加利用和聚集利用，有的学者则将其分为：①雨水的原始利用
黄土高原 1.位置 黄土高原在中国北方地区与西北地区的交界处，它东起太行山，西至乌鞘岭，南连秦岭，北抵长城，主要包括山西、陕西、以及甘肃、青海、宁夏、河南等省部分地区，面积40万平方公里占世界黄土分布70%，为世界最大的黄土堆积区。海拔1000~2000米，黄土厚50—80米，是世界上最大黄土覆盖区。气候较干旱，降水集中，植被稀疏 2.地形地貌 高原地势由西北向东南倾斜。除许多石质山地外，高原大部分为厚层黄土覆盖，经流水长期强烈侵蚀，逐渐形成千沟万壑、地形支离破碎的特殊自然景观。地貌起伏，山地、丘陵、平原与宽阔谷地并存，四周为山系所环绕,如北部的阴山,南部的秦岭,东部的吕梁山、西部的六盘山。黄土高原面积广阔，土层深厚，地貌复杂，水土流失严重，世所罕见。 3.气候、植被和土壤 黄土高原地区属（暖）温带（大陆性）季风气候，冬春季受极地干冷气团影响，寒冷干燥多风沙；夏秋季受西太平洋副热带高压和印度洋低压影响，炎热多暴雨。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候和干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤依次为褐土、垆土、黄绵土和灰钙土。山地土壤和植被地带性分布也十分明显。 4. 生态 黄土高原生态系统十分脆弱，主要表现在以下两个方面：黄土高原抵御自然灾害的能力较低。黄土高原的地理位置比较特殊，即处于从平原向山地高原过渡、从沿海向内陆过渡、从湿润向干旱过渡、从森林向草原过渡、从农业向牧业过渡的地区，各种自然要素相互交错，自然环境条件不够稳定，表现为地质地震灾害、水旱灾害和气象灾害，以及水土流失、土壤侵蚀等自然灾害比较频繁和严重。而人类的不合理开发利用，如滥垦、滥牧、过樵、过牧，都会引起自然环境的强烈反应，使得自然灾害发生地频度增大。黄土高原的环境遭到破坏后，恢复相当困难。据历史资料考证，黄土高原曾是塬面广阔，沟壑稀少，植被丰茂的地区。随着人口的增加，人类活动的加剧，环境渐渐恶化，如植被减少，气候变干，土壤遭到侵蚀。然而，要把环境恢复
黄土高原的气候 黄土高原地区属（暖）温带（大陆性）季风气候，冬春季受极地干冷气团影响，寒冷干燥多风沙；夏秋季受西太平洋副热带高压和印度洋低压影响，炎热多暴雨。多年平均降雨量为466毫米，总的趋势是从东南向西北递减，东南部600～700 毫米，中部300～400毫米，西北部100～200毫米。以200毫米和400毫米等年降雨量线为界，西北部为干旱区，中部为半干旱区，东南部为半湿润区。 中部半干旱区 包括黄土高原大部分地区，主要位于晋中、陕北、陇东和陇西南部等地区，年均温4℃～12℃，年降雨量400～600毫米，干燥指数1.5～2.0，夏季风渐弱，蒸发量远大于降水量。该区的范围与草原带大体一致。 东南部半湿润区 主要位于河南西部、陕西关中、甘肃东南部、山西南部，年均气温8～14℃，年降雨量600～800毫米，干燥指数1.0～1.5，夏季温暖，盛行东南风，雨热同季。该区的范围与落叶阔叶林带大体一致。 西北部干旱区 主要位于长城沿线以北，陕西定边——宁夏同心、海原以西。年均温2℃～8℃，年降雨量100～300毫米，干燥指数2.0～6.0。气温年较差、月较差、日较差均增大，大陆性气候特征显著。风沙活动频繁，风蚀沙化作用剧烈。该区的范围与荒漠草原带大体一致。 黄土高原地区降雨年际变化大，丰水年的降水量为枯水年的3～4倍；年内分布不均，汛期（6～9月）降水量占年降水量的70%左右，且以暴雨形式为主。 每年夏秋季节易发生大面积暴雨，24小时暴雨笼罩面积可达5～7万平方千米;。河口镇至龙门、泾洛渭汾河、伊洛沁河为三大暴雨中心。形成的暴雨有两大类，一类是在西风带内，受局部地形条件影响，形成强对流而导致的暴雨，范围小、历时短、强度大，如1981年6月20日陕西省渭南地区的暴雨强度达267毫米/60min。另一类是受西太平洋副高压的扰动而形成的暴雨，面积大、历时较长、强度更大，如1977年7、8月，在晋陕蒙接壤地区出现了历史罕见的大暴雨，笼罩面积达2.5万平方千米;，安塞（7月5日，225毫米）、子洲（7月27日，210毫米）、平遥（8月5日，365毫米），暴雨中心内蒙古乌审旗的木多才当（8月1日）10小时雨量高达1400毫米。
区域地理黄土高原西北地区答案 1．B 【解题思路】此题主要考察黄土高原地理位置和地理特征，黄土高原主要位于黄河中上游，主要由风力搬运沉积的黄土堆积而成，此地为农牧交错带，具有很强的过渡性的特点，位于暖温带，粮食作物以春小麦为主。 2．D 【解题思路】此题主要考察影响太阳辐射大小的因素，结合图示地区的地形、气候特征来分析，这类问题需要结合区域地理的知识，学好区域是基础，学好原理是根本。影响太阳辐射的因素是纬度、地势和天气状况，而图中主要考虑地势与天气因素。 3．A 4．A 5．C【解题思路】第3题主要考查区域界线的划分，以及图中信息的读取，流域界线并没有和等雨量线相关，也并没有和行政区划相关，从知识本身角度考虑流域面积的划分就是分水岭（山脉）为界线的。第4题考察对3S技术的认识，从“及时”“面积变化”等关键词的索取，可知运用的是RS技术。第5题考察环境问题的区域分布，先定位在提取脑中中国环境问题分布图，即可得到答案。 6．（1）内蒙古高原（鄂尔多斯高原）华北平原秦岭祁连山脉（2）d b a c （3）丙处地势较高，向阳地带，适宜建住宅。 7、（1）太行山长城（2）遥感(RS) 地理信息系统(GIS) （3）C （4）压缩农业用地，提高土地生产率；扩大林、草种植面积；改善天然草场的植被，实行合理放牧；大力开展矿区的土地复垦工作；综合采用工程、生物、技术措施，加强小流域综合治理。【解题思路】第（1）小题考察黄土高原的相对位置定位，再去复习经纬度定位和海陆位置定位。第(2)小题考察3S 技术的认识，主要集中到RS。第（3）小题考察植被在此地区中的具体作用，从表格的信息可知，随着植被覆盖率的增加，侵蚀减少率在增加，说明流水侵蚀作用的减弱，水土得以保持，河流中的含沙量减少，从径流减少率的上升也可知，植被的作用还体现在涵养水源作用上，借此题来复习在干旱区、在湿润区、在城市、在乡村等地区的作用差异。第（4）小题考察黄土高原的治理措施，主要套路的使用，并借此题复习其他地区区域治理或区域农业可持续发展的案例，并加以区分。 8、（1）图中旅游资源可以分为自然旅游资源（景观）和人文旅游资源（景观）。自然旅游资源（景观主要分布在南部山脉（区）；人文旅游资源（景观）主要分布在中部的渭河平原。（2）张家山（咸阳）水文站河流泥沙含量高（低）。泾河张家山（渭河咸阳）水文站以上河段流经黄土高原（南部山区），植被覆盖率低（高），张家山（咸阳）河段比降大（小），流速快（慢）。（3）主要任务是治理水土流失。工程措施、生物措施、农业技术措施（或三项具体措施）。（4）由于构造下沉（构造运动形成地堑），河流堆积形成冲积平原。地势平坦，土层深厚，适宜发展耕作业。（5）秦岭，呈东西走向。中国暖温带和亚热带的分界线（秦岭以北暖温带、以南亚热带）;半湿润地区和湿润地区的界线（以北为半湿润地区，以南为湿润地区）；界线以北以落叶阔叶林和针叶林为主，以南以常绿阔叶林为主。【解题思路】第（1）小题主要考察旅游地理中的旅游类型及其分布，了解该区域的旅游资源特点，并学会从图片材料中读取信息。第（2）小题，主要考察黄土高原的水土流失带来的相应河流含沙量的提升，从侧面反映出黄土高原地区地势起伏较大，并且决定它水土易流失的原因是植被覆盖率低，“流”的原因是地形落差大。第（3）小题考察黄土高原水土流失及其治理措施的类型分类。第（4）小题，结合所学知识，可知任何地形地貌的形成都是由内外力共同作用的结果，此题易漏外力作用。第（5）题考察山脉名称的记忆和走向的描述，然后考察区域界线的划分因素。
黄土高原是世界最大的黄土沉积区。位于中国中部偏北。北纬34°～40°，东经103°～114°。东西千余千米，南北700千米。包括太行山以西、青海省日月山以东，秦岭以北、长城以南广大地区。跨山西省、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区及河南省等省区，面积约40万平方千米。 按地形差别分陇中高原、陕北高原、山西高原和豫西山地等区。 平均海拔1000～1500米，除少数石质山地外，高原上覆盖着深厚的黄土层，黄土厚度在50～80米之间。最厚达150～180米。年均气温6～14℃，年均降水量200～700毫米。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候和干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤依次为褐土、垆土、黄绵土和 黄土高原 灰钙土。山地土壤和植被地带性分布也十分明显。气候较干旱，降水集中，植被稀疏，水土流失严重。黄土高原矿产丰富，煤、石油、铝土储量大。黄土颗粒细，土质松软，富含可溶性矿物质养分，利于耕作，盆地和河谷农垦历史悠久。黄土高原是中国古代文化的摇篮。近年来科学家发现许多现象是黄土风成学说无法解释的。譬如，黄土中粗粉沙含量由西北向东南递减，黏土的含量却从西北向东南递增，这种自西北向东南的有规律的排列呈叠瓦阶梯状的分布过渡，而不是平面模糊过渡。这种叠瓦阶梯状的分布过渡更像是洪水的杰作等等。为了解黄土高原的“变脸”过程，专家们特意到黄土高原西部甘肃静宁县、秦安县、定西县等地采集黄土高原6个典型地质剖面的黄土标本，从中获得了700余块孢粉样本和209块表土孢粉样本，这近千份孢粉样本大约记录了公元前4.6万年至今黄土高原植被变迁过程。通过对碳14的测量，在6个典型剖面中共测得年代34个。经过分析，专家们发现，从黄土高原采集的20克样品中最多分离出孢粉颗粒达到1112粒左右，最少的则不足50粒，显示着4万多年来，环境和植被出现了巨大的变化过程。从孢粉的分析来看，发现了松、云杉、冷杉、铁杉、栎、菊科等数十种植物孢粉的记录，专家们认为黄土高原在最初的时候并不姓“黄”，在4.6万年的历史中，有一多半的时间，黄土高原是森林和草原的成分相互消长，在这段时间里，黄土高原经历过多次快速的“变脸”———历经过草原、森林草原、针叶林以及荒漠化草原和荒漠等多次转换。黄土高原的形成和青藏高原的隆升，加快了侵蚀和风化的速度，在高原周围的低洼地区堆积了大量卵石、沙子和更细的颗粒。每当大风骤起，在西部地区便形成飞沙走石、尘土弥漫的景象。 被卷起的沙和尘土依次沉降，颗粒细小的粉尘最后降落到黄土高原区域，形成了一条荒凉地带。 印度板块向北移动与亚欧板块碰撞之后，印度大陆的地壳插入亚洲大陆的地壳之下，并把后者顶托起来。从而喜马拉雅地区的浅海消失了，喜马拉雅山开始形成并渐升渐高，青藏高原也被印度板块的挤压作用隆升起来。 然而东西走向的喜马拉雅山挡住了印度洋暖湿气团的向北移动，久而久之，中国的西北部地区越来越干旱，渐渐形成了大面积的沙漠和戈壁。这里就是堆积起了黄土高原的那些沙尘的发源地。体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中，240万年以来，它的高度不断增长着。青藏高原的宽度约占西风带的三分之一，把西风带的近地面层分为南北两支。南支沿喜马拉雅山南侧向东流动，北支从青藏高原的东北边缘开始向东流动，这支高空气流常年存在于3500—7000米的高空，成为搬运沙尘的主要动力。与此同时，由于青藏高原隆起，东亚季风也被加强了，从西北吹向东南的冬季风与西风急流一起，在中国北方制造了一个黄土高原。基本概况 黄土高原（英文：Loess Plateau 亦作Huang-t'u Kao-yuan或Huangtu Gaoyuan） 世界最大的黄土高原。在中国中部偏北，包括太行山以西、秦岭以北、乌鞘岭以东、长城以南的广大地区。跨山西、陕西、甘肃、青海、宁夏及河南等省区，面积约40万平方公里，
黄土高地区主要土壤类型介绍 一．简介 黄土高原是中国四大高原之一，是中华民族古代文明的发祥地之一。黄土高原海拔800～3000米，是地球上分布最集中且面积最大的黄土区，总面积64万平方千米。高原横跨青、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫7省区大部或一部。高原地势由西北向东南倾斜。除许多石质山地外，高原大部分为厚层黄土覆盖，经流水长期强烈侵蚀，逐渐形成千沟万壑、地形支离破碎的特殊自然景观。地貌起伏，山地、丘陵、平原与宽阔谷地并存，四周为山系所环绕,如北部的阴山,南部的秦岭,东部的吕梁山、西部的六盘山。黄土高原面积广阔，土层深厚，地貌复杂，水土流失严重，世所罕见 平均海拔1000～1500米，除少数石质山地外，高原上覆盖着深厚的黄土层，黄土覆盖厚度大多在100米以上，最大厚度超过200米。年均气温6～14℃，年均降水量200～750毫米。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤主要有黄绵土、褐土和黑垆土。 二．气候 黄土高原地区属（暖）温带（大陆性）季风气候，年降水量200~750毫米之间。冬春季受极地干冷气团影响，寒冷干燥多风沙；夏秋季受西太平洋副热带高压和印度洋低压影响，炎热多暴雨。多年平均降雨量为466毫米，总的趋势是从东南向西北递减，东南部600～800 毫米，中部400~600毫米，西北部200~300毫米。以200毫米和400毫米等年降雨量线为界，西北部为干旱、半干旱区，中部为半亚湿润区，东南部为半湿润区。 中部半亚湿润区 包括黄土高原大部分地区，主要位于陕北、晋北、陇东和陇西南部等地区，年均温4℃～12℃，年降雨量400～600毫米，干燥指数1.5～2.0，夏季风渐弱，蒸发量远大于降水量。该区的范围与暖温带落叶阔叶林草原带大体一致 东南部半湿润区 主要位于河南西部、陕西关中平原、甘肃东南部、山西南部，年均气温8～14℃，年降雨量600～800毫米，干燥指数1.0～1.5，夏季温暖，盛行东南风，雨热同季。该区的范围与暖温带落叶阔叶林带大体一致。 西北部干旱、半干旱区 主要位于长城沿线以北，陕西定边——宁夏同心、海原以西。年均温2℃～8℃，年降雨量100～300毫米，干燥指数2.0～6.0。气温年较差、月较差、日较差均增大，大陆性气候特征显著。风沙活动频繁，风蚀沙化作用剧烈。该区的范围与温带荒漠草原带大体一致。 黄土高原地区降雨年际变化大，丰水年的降水量为枯水年的3～4倍；年内分布不均，汛期（6～9月）降水量占年降水量的70%左右，且以暴雨形式为主。 黄土高原大部分属于暖温带、少许的中温带,属于温带季风气候区,光照、热量充足；夏季降水多.社会经济：劳动力数量多,有悠久的种植历史,劳动力经验丰富；
水 利学报SHUILI XUEBAO 2015年3月 第46卷第3期 文章编号：0559-9350（2015）03-0263-08收稿日期：2014-06-15 基金项目：国家科技支撑计划项目（2011BAD29B04，2013BAD20B03）；林业公益性行业科研专项（201404709）；陕西省科技统 筹创新工程计划项目（2013KTZB02-03-20） 作者简介：汪星（1984-），男，陕西杨凌人，博士生，主要从事林地耗水研究。E-mail ：WangXingSTR@https://www.doczj.com/doc/fb5912869.html, 通讯作者：朱德兰（1969-），女，青海乐都人，教授，博士生导师，主要从事农业水土资源利用与保护研究。E-mail ：dlzhu@https://www.doczj.com/doc/fb5912869.html, 黄土高原半干旱区山地密植枣林土壤水分特性研究 汪星1，周玉红1，汪有科1，2，卫新东1，3，郭旭新1，4，朱德兰1 （1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌 712100； 2.中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌712100； 3.长安大学资源学院，陕西西安710054； 4.杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100）摘要：针对陕北黄土丘陵区近年来形成的大规模枣林土壤水分研究薄弱的问题，本研究采用中子仪定位观测方法，探讨了山地密植枣林0~1000cm 土层范围的土壤水分特征变化规律。研究将黄土丘陵半干旱区的密植枣林土壤水分划分为活跃层、难恢复层和稳定层。活跃层是土壤0~200cm 土层，该层土壤水分具有明显的逐月动态变化规律，在枣树生育期内，5月是活跃层，土壤水分最干燥期，7月是土壤水分提升最明显期，10月是土壤水分最高期。土壤水分提升规律和枣树耗水规律一致，即在枣树生长旺盛时期，正是土壤水分提升最快的阶段；在枣树休眠结束和开始萌芽时枣林土壤水分出现最低值。枣林土壤水分难恢复层在200cm 以下，其深度取决于枣林年龄，林龄越大该层次越深，12年生密植枣林土壤耗水深度达到540cm ，其中难恢复层厚度为340cm 。难恢复层之下是土壤水分稳定层。研究认为密植枣林土壤耗水深度小于以往研究的刺槐、柠条和苜蓿等土壤水分消耗深度，山地密植枣林模式对今后研究人工林调控土壤水分有积极意义。 关键词：黄土高原；半干旱区；枣林；土壤水分 中图分类号：S152.7；S151.9+1文献标识码：A doi ：10.13243/https://www.doczj.com/doc/fb5912869.html,ki.slxb.2015.03.0021研究背景 陕北地处中国黄土高原丘陵沟壑区，水分是制约植被恢复与重建的主要因子之一［1］ 。长期以来一直推行以植树造林为主的生态环境保护措施［2］，然而长期造林会导致林地出现不同程度土壤干燥化 ［3-5］，形成了十分普遍的“小老树”现象［6］ 。围绕对土壤干燥化的广泛研究，成为该区土壤与水文生态研究的热点。李玉山［7］早在1983年提出，黄土高原中心区土壤干燥化将是一个严重的问题，会影响植被更替和水文循环。杨文治 ［8-9］提出，土壤干层是黄土区特殊环境条件下形成的一种普遍的土壤水文现象。 陈洪松等［10-11］研究认为，不合理的植被选择和栽植密度也会加剧土壤干化过程的发生。为了缓解土壤水分不足，要采取水土保持措施最大限度收集雨水就地入渗 ［12］。Wang 等［13］认为气候条件和土壤质地 对土壤干层有很大影响。郭忠升和邵明安［14］认为土壤旱化会持续发展为干层，防治土壤旱化，最主要的措施就是林草地的密度和生产力控制。有很多学者对干层土壤水分的恢复进行了研究，李巍等 ［15］通过长武试验站1985—2001年的长期土壤水分观测，分析了该区不同种植体系下土壤水分的亏缺与恢复。王志强［16］对苜蓿地翻耕后的土壤水分恢复情况进行了研究，认为即使翻耕12年后也不能满足 林木生长对水分的需要。Liu 等［17］对黄土高原南部同一种植模式下1987—2003年间的深层土壤水分补 给状况，认为该区可持续发展集约化的经营方式，不会形成土壤干层。万素梅等［18］研究认为苜蓿生 ——263
黄土高原主要旱区农业的可持续发展 张海峰 （陇东学院政法经管系思想政治教育政教二班） 内容摘要： 论述了旱地农业在我国农业中的战略地位，针对黄土高原旱地农业发展的资源环境脆弱，生态环境退化严重，干旱程度加剧，水资源短缺，降雨极不均匀，农业结构不合理等问题。通过人类积极的活动实现生态环境的重建和恢复，建设农林牧复合性旱地农业，建立旱作节水农业技术体系，建设特色旱地农业产业化体系，还要制定促进区域发展的各项有利政策，建设生态安全保障体系，建设旱地农业信息化管理与服务体系，竭尽可能的实现黄土高原农业的可持续发展。 关键词：黄土高原旱区生态环境水资源可持续发展 旱地农业在我国农业生产中占有十分重要的战略地位，由于全球气候变暖和干旱程度的日趋严重，水资源日趋紧张，使的发展新灌溉系统的成本不断上升，灌溉农业的效益下降已制约了其发展。因此，旱地农业在农业生产中举足轻重的地位越来越明显，加快旱地农业的发展，促进旱地农业生产水平上新台阶，已经成为摆在我们面前的重大战略问题。 黄土高原是世界上土壤侵蚀最严重的地区之一，绵延我国 11个省区境内沿黄河地区，共计约48万平方公里。这些地区年均降水量从不到200毫米（北部沙漠地区）至600毫米（西安）不等。地形有缓坡，也有陡峭的沟壑。生态环境、多变，资源承载能力较低。且这一地区多为旱地农业（旱地农业是泛指半干旱、半湿润地区主要依靠自然降水的旱作农业，也包括干旱地区的灌溉农业。）加之降雨极不均匀，土壤水分损失严重，有机质含量逐年下降，导致农业生产成本增加，具体表现如下： 一、晋陕黄土高原北部丘晋陵半干旱农牧区： 1、复杂多样的地形，强烈的土壤侵蚀。 除北部的鄂尔多斯高原较为平坦之外，南部晋陕黄土高原丘陵地面沟壑纵横，陡坡沟深，加之这一地区人口密度高，宜耕农田不多，陡坡开荒面积大，垦殖指数高，陡坡滥垦使林草植被造到严重破坏，本来抗冲性弱的黄土就更易受水蚀侵害。这是加剧水土流失的人为因素，并且形成“越穷越垦，越垦越穷”的恶性循环。 2、旱灾频繁，粮食产量低而不稳。 本区大于等于80%保证率的年降水量为250-400毫米，降水变化率较大。从全年雨量变化情况看，一次性小于等于5毫米无效降水多，降水多集中在夏季（7-9月），且多雨或暴雨，造成灾害。春季多风少雨，春旱十分严重，又受制于地下的影响，河流深切，含沙量大，流量不稳定等因素，限制了农田灌溉作用的充分发挥。春季多风，风沙威胁严重，蒸发强烈，加之黄土抗侵蚀冲刷能力差，植被覆盖率低，从而使的有限降水难以顺利入渗为土壤接纳保蓄以供作物有效利用，这些因素综合导致粮食产量低而不稳。 二、陇东黄土高原沟壑区 这一地区年均降水量500毫米左右，降水稀少且时空分布不均，降水高峰期与作物需水临界期错位，干旱是该区农业生产的住限因子，而且山坡地比例大，土壤为黄绵土，土壤蓄水保墒能力差，水土流失及肥力流失严重，土壤肥力地下。山地农业靠天吃饭，广种薄收。 三、陇中黄土高原中部丘陵沟壑半干旱农牧区。 本区包括甘肃中部定西，临夏市，积石山市和宁夏回族自治区南部的固原地区。，
一、黄土高原概况 黄土高原地区是世界最大的黄土沉积区，位于中国中部偏北，北纬 34°～ 40°，东经 103°～ 114°，西起日月山，东至太行山，南靠秦岭，北抵阴山，总面积 64×104km2，涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南七省（区）50 个地（市）、317 个县（旗），总人口 1.08 亿，其中农业人口 7 333 万人，占总人口的70% 以上。据 2008年统计，国民总产值 1.85 万亿元，农民人均纯收入 3 196元。人口密度为每平方公里 167 人，相当于全国平均水平的 122.9%。水土流失面积达 45.4×104km2，占总面积的71%，多年平均输入黄河的沙量达 16×108t 表土，使黄河下游河道平均每年淤高 10cm。水土流失面积之广、强度之大、流失量之多堪称世界之最。 黄土高原地区具大陆性季风气候特征，冬季干燥寒冷，夏季湿润炎热，,多年平均降水量464.1mm，年际变化较大，汛期（6～9月）降水量占年降水量65% 的以上 , 多年平均温度8.8℃，地势西北高东南低，海拔一般在1000m以上 , 最高点位于祁连山脉的冷龙岭（5254m），最低点在河南省荣阳县境内（98m）。黄土高原地区气候和地形的特点造成水热条件的显著差异，植被类型复杂多样，自东南向西北，,依次为森林、森林草原、温性草原、荒漠半荒漠植被区域内主要覆盖着100～200m厚的黄土，抗侵蚀能力弱。此外 , 由于人口压力大、植被稀疏、降水集中且多暴雨，造成该区土壤侵蚀严重，地形支离破碎、沟壑纵横。 二、黄土高原的现状 ㈠、黄土高原的地形——丘陵山地为主，沟多坡陡、地形起伏破碎 黄土高原黄土深厚，疏松多孔，富含碳酸钙质。受长期内外营力的作用，地表剥蚀切割严重，支离破碎，沟壑纵横。 黄土高原地区土地以丘陵山地为主，约占整个地区的80%，而河谷平川只占土地总面积的20%。这种起伏的地貌构造不适合农耕，加之该地区贫穷落后，人口增长速度快，农业单一经营、广种薄收、粗放耕作等，同时，乱垦滥挖现象十分严重，形成“越垦越穷，越穷越垦”的恶性循环。 ㈡、黄土高原的气候及降水——气候干旱、雨量稀少 黄土高原地区近50年来年均降水量为110～740mm，但区域分布不均匀由东南向西北 ,年降水量逐渐减少 ,自东南部的700mm左右递减至西北部的不足200mm。多年降水量等值线呈东北——西南走向。500mm等值线之间为土壤侵蚀最为严重的地区，晋陕甘地区为中国土壤侵蚀较重的地区。 黄土高原地区年均降水量的区域分布不均匀，由东南向西北 , 年降水量逐渐减少 , 自东南部的700mm左右 , 递减至西北部还不足200mm，多年降水量等值线呈东北——西南走向。 黄土高原的气温和降水量的地理分布都呈自东南部向西北部递减的趋势。就气温来看，黄土高原具有冬寒夏热、寒暑变化剧烈的大陆性气候特点。黄土高原深居内
第八章第五节《黄土高原的区域发展与居民生活》 总第课时主备人：执教人 预习自学 预习目标： 1．运用地图，说出黄土高原的地理位置及范围。 2．了解黄土高原的地貌特征，分析黄土高原水土流失严重的原因。 3．运用资料，了解黄土高原综合治理的主要措施及成效。 4．运用资料，说明黄土高原区域发展对生活方式和生活质量的影响。 任务一：读图，对照课本99—100页，填写下列内容， 《一》黄土高原的地理位置 1、地区方位：黄土高原地区位于中国华北地区西部，居于内陆。 2、半球位置：北半球中纬度，东半球。 3、相对位置：北临高原、西临高原、东临平原、南临秦岭。 《二》、黄土高原的地理范围 （1）黄土高原地区位于哪些地理事物以内：以南、以北、以东、以西， （2）黄土高原包括哪些省级行政区？包括、和、等省级行政区域单位的一部分。 （3）黄土高原是世界最大的，面积约50万平方千米，黄土覆盖厚度大多在100米以上，最大厚度超过200米。 《三》、黄土高原的气候特征 黄土高原以为主，气温年较差较大，降水集中，多暴雨。《四》、黄土高原的土质特征 黄土结构，较多。 《五》、黄土高原的地表特征和地貌形态 地表特征：地面形态：等 形成原因：黄土高原气候，所以地表缺乏保护，加上土质，裂隙较多，在降水集中的夏季，暴雨多，地表容易遭受侵蚀。长期的流水侵蚀和搬运，黄土高原呈现出如今沟壑纵横的地表形态，形成独特的黄土塬、黄土梁、黄土峁等地貌类型。 任务二读课本101—104页，相互交流自己划下的知识点 1、黄土高原传统生活方式 衣：食：住：行： 文化体育： 2、区域发展 治理水土的措施： 产业的转变： 经济新区的设立：
1.读“黄土高原位置图”完成下列各题： (1)图中字母B代表_____(山脉) (2)黄土高原地表形态的特征是_____，水土流失是形成这一自然景观的主要原因． (3)有关黄土高原水土流失最严重的自然原因的叙述，正确的是_____ A、黄土高原地面破碎，沟谷密度大 B、结构疏松，许多物质易溶于水 C、降水集中于7、8月份，多暴雨 D、缺少植被的保护 (4)黄土高原的生态建设，应一方面采取_____措施与_____措施相结合，治理水土流失； 另一方面，合理安排_____活动，如陡坡地退耕还林、还草，过度放牧的地方减少放牧的牲畜数量等． 2.读区域图回答： (1)①区域中的宁夏平原和_____被誉为“_____”． (2)②区域由于_____因素的影响，而出现高寒、缺氧、低气压的特殊气候特征．该区域 中拉萨市有“_____”之称； (3)③区域中有我国最大的综合性工业基地：_____和以轻工业为主的综合性工业基地珠 江三角洲工业基地；同时该地区也是我国的_____、棉花、甘蔗、柑橘等作物的主要产地． (4)④区域中有我国“千沟万壑、支离破碎”的_____． 3. 黄土高原生态建设，改善环境不恰当的措施有() A.植树种草，提高植被覆盖率 B.建梯田，修挡土坝 C.陡坡地退耕还林、还草，过度放牧的地方减少放牧的牲畜数量
D.开发荒坡、草坡，扩大耕地面积 4. 以下措施对于加强黄土高原水土保持成效不明显的是() A.造林种草 B.打挡土坝 C.修筑梯田 D.加高加固下游河流堤岸 5. 读甲、乙两图，完成下列要求． (1)根据图中信息，请你说出黄土高原的位置：黄土高原介于太行山脉、祁连山、______和秦岭之间． (2)根据图中信息，判读，黄土高原主要分布的省级行政区有山西、______、甘肃、宁夏等． (3)黄土高原的地表特征为______． (4)根据因果关系，将下列选项的代号填入图乙中相应空格内． ①扩大荒地开垦面积；②农作物产量下降；③人均耕地减少，燃料需求增加；④破坏植被，开垦荒地． 6. 读“黄河流域图”及文字材料，回答问题 史料记载，数百年前，图示A地区为一片茂密的森林草原，由于自然和人为的原因，往日的优美环境现已面目全非． (1)A区域的名称是______．根据学过的知识，请你列举该地区生态环境脆弱的原因______． (2)黄河流经A区域时，带走了大量泥沙，使得黄河成为世界上含沙量最大的一条河流，泥沙在下游沉积，下游形成“______河”，成为中国的一大忧患．因此治理黄河的根本是加强A区域的水土保持工作，采取的主要措施有______(两条即可)． 7. 读“黄土形成过程示意图”，回答下列问题： (1)黄土高原的黄土是怎样形成的呢？科学家们曾提出了多种解释，其“______说”得到人们的广泛认同．
黄土高原概况 古老神秘的黄土高原，广袤无垠。空中鸟瞰，千沟万壑，气势恢弘。黄土高原地区，幅 员辽阔。从地球上来看，黄土主要分布于中亚到我国的西北、华北和东北一带，它的范围大 致是西起日月山，东至太行山，北抵阴山，南达秦岭。包Array括青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南7个省 （区），总面积64.3万平方公里。黄土覆盖厚度一般在100 米以下，而以陇东、陕北、晋西黄土层最厚，六盘山以东 到吕梁山西侧，黄土厚度在100米～200米之间，最厚在兰 州，达300米以上。黄土分布的面积和厚度，都居世界之 冠。科学家最新研究发现，黄土高原“孕育”于2200万年 前。在这片黄土地上，居住着汉、回、藏、蒙、土、满、 东乡、撒拉、保安等9个少数民族，约一亿人口，其中农 业人口6664万。 黄土高原地势西北高，东南低。其地貌形态可分为山、 陵、塬、梁、峁。 这一地区自然条件十分恶劣。山岭、丘陵、高塬等占 2/3以上；水土流失造成地面支离破碎、坡陡沟深；地面大部覆盖着结构疏松的黄土，在重力、水力、风力条件下容易流失；植被稀疏，天然次生林和天然草地主要分布在林区、土石山区和高地草原区；年降雨量少而集中，蒸发量大，气候干旱，自然灾害频繁。 黄土高原经过千万年冲刷侵蚀，时今已是梁峁纵横，千沟万壑。全区大于0.5公里以上 的大小沟道多达27万余条。每平方公里的沟壑密度为3—6公里。在坡地上，一条细小的沟 纹，在暴雨的冲刷下，很快就会发展成为几十甚至上百公尺深的沟壑。一道道沟壑就象一把 把利剑，不断地把高原肢解分割，使平坦的塬面变成了一条条梁，一个个峁。 150万年来，黄河，一直在黄土高原的脊背上流淌不息，奔腾到海不复回。作为中华民 族的母亲河，一方面她用甘美的乳汁滋润着广袤无垠的土地，创造了中华民族悠久的历史和 灿烂的文化。另一方面，千万年来，上万条沟壑携带着数十亿吨泥沙涌入黄河，使她洪灾频 繁，旱魃肆虐，河床高悬。尤其是黄河河口镇至潼关这一河段，黄河在穿越这一段黄土高原 的过程中，众多支流汇入，把黄河“染成”了黄色。据测定，这一河段进入黄河的泥沙占全 河沙量的90％。 严重的水土流失，使黄土高原“伟岸”的身躯，患下了难以治愈的“症结”。黄土高原 水土流失总面积已达45.4万平方公里，占总面积的71％。其中，水蚀面积33.7万平方公里， 占总面积的52.7％；风蚀面积11.7平方公里，占总面积的18.3％。
黄土高原 黄土高原是世界最大的黄土沉积区。位于中国中部偏北。北纬34°～40°，东经 103°～114°。东西千余 千米，南北700千 米。包括太行山以西、青 海省日月山以东，秦岭以 北、长城以南广大地区。 跨山西省、陕西省、甘肃 省、青海省、宁夏回族自 治区及河南省等省区，面 积约40万平方千米。 黄土高原 按地形差别分陇中高原、 陕北高原、山西高原和豫西山地等区。 目录 ??概述 ??来源 ??历史 ??水土流失 ??治理 [显示全部] 黄土高原-概述
海拔1000～1500米，除少数石质山地外，高原上覆盖着深厚的黄土层，黄土厚度在50～80米之间。最厚达150～180米。年均气温6～14℃，年均降水量200～700毫米。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候和干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤依次为褐土、垆土、黄绵土和灰钙土。山地土壤 和植被地带性分布也十 分明显。黄土颗粒细， 土质松软，富含可溶性 矿物质养分，利于耕作， 盆地和河谷农垦历史悠 久。黄土高原是中国古 代文化的摇篮。 黄土高原的地理范围 在中国北方，它东起太 行山，西至乌鞘岭，南 连秦岭，北抵长城，主要包括山西、陕西、以及甘肃、青海、宁夏、河南等省部分地区，面积40万平方公里，为世界最大的黄土堆积区。黄土厚50—180米，气候较干旱，降水集中，植被稀疏，水土流失严重。黄土高原矿产丰富，煤、石油、铝土储量大。 科学在不断发展，近年来科学家发现许多现象是黄土风成学说无法解释的。譬如，黄土中粗粉沙含量由西北向东南递减，黏土的含量却从西北向东南递增，这种自西北向东南的有规律的排列呈叠瓦阶梯状的
黄土高原的黄土从哪里来？ ?我家住在黄土高坡哦，大风从坡上刮过，不管是东南风还是西北风，都是我的歌，我的歌。?这首耳熟能详的歌曲《黄土高坡》，给人们留下太多深刻的印记，也勾起人们对黄土高坡、黄土高原的眷恋。 黄土高原的黄土到底是从哪里来的？黄土高原又是如何形成的？最近，兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室聂军胜教授及合作者在《Nature Communications》发表的研究成果给出的答案是：先是从青藏高原被黄河带到银川河套平原，然后被从银川河套平原吹到黄土高原。 黄河搬运来的物质储存在黄土高原 ?我国的黄土，连同沙漠、戈壁大致位于北纬35度至45度范围之内。中国黄土由粒级0.01-0.05毫米范围的粉砂组成，颜色从灰黄到黄红。?这是中国科学院院士刘东生先生曾在《中国的黄土和风尘堆积》一文的表述。 我国关于黄土的研究随着地质学的发展而发展，对于黄土的成因大致有以下两种：其一是?水成说?。约1840-1870期间，地质学家普遍认为黄土是水成的，属冲击、洪积或湖积、海积成因。有学者认为中国的黄土是大型淡水湖泊成因的。其二是?风成说?。在1870以后，大气粉尘搬运，被认为是黄土的主要成因。国内外科学家普遍认为，黄土高原的黄土是从中国西北部戈壁沙漠吹过来的。 尽管也有学者提出，山前冲洪积扇、干枯的河床和湖泊边缘，也可以对中国黄土高原黄土提供粉尘。然而，主流观点还是认为戈壁沙漠是黄土高原的主要物质来源，并不认为山前冲洪积扇和河床沉积物是黄土高原的主要物质来源。 聂军胜和他的团队的研究首次证明：黄河从青藏高原搬运来的沉积到银川——河套地区的河湖相沉积，是黄土高原的一个重要物质来源。 ?这跟近年来在沙漠地区钻探发现沙漠的形成年代在1百万年相吻合。黄土高原中部最老黄土的年龄为8百万年左右，显然不可能来自于沙漠戈壁。?聂军胜解释说，当时的黄土物质来自于山前冲洪积扇，干枯的河床和湖泊。8-3.6百万年前这段时间，黄土高原黄土最厚的地方都不超过100米，因此当时黄土高原规模和氛围很小，可能当时都不能称为黄土高原。 黄土高原沉积速率增加是从3.6百万年开始。首都师范大学王均平博士的研究发现这个时期银川——河套地区已经开始发育以河流相为主的河湖相沉积物。 ?这支持了我们的观点，即黄河从青藏高原东北部把沉积物带到银川河套地区，然后，粗颗粒的物质被冬季风搬运到毛乌素沙漠西部，粉砂被冬季风搬运到毛乌素沙漠南部的黄土高原，由此黄土高原的范围和高度才大幅度增加，达到了可以称为高原的规模。这种观点综合了‘水成说’和‘风成说’。?聂军胜表示。 为什么会出现这种现象？聂军胜给出的解释是，这跟黄河流经地的地形有关。黄河上游分为高原峡谷段和堆积段。高原峡谷段的地形坡度很大，利用剥蚀不利于沉积，而进入到银川河套地区后地形坡度很小。这更有利于沉积，而不利于剥蚀，自然而然，就会造成沉积物堆积到这里。