The negative impact of climate change is potentially damaging agroecosystem services that have constrained agricultural production and caused water scarcity in Central Asian countries, particularly in Uzbekistan. This study evaluates the efficiency of full (FDI) and deficit (DDI) drip irrigation regimes for amaranth (Amaranthus spp.) cultivation in the Tashkent region of Uzbekistan using the HYDRUS-1D simulation model. Field experiments were conducted over two growing seasons, accompanied by soil moisture monitoring, root zone analysis, and crop performance measurements while the accuracy of the obtained results was assessed against ground measured data. The results showed that compared to the FDI regime, amaranth under the DDI improved water productivity by 56.5% while exhibiting tolerance to water scarcity. The Pearson correlation analysis revealed a strong relationship between the simulated and observed SWC data for both irrigation regimes (R2 = 0.862 for FDI and R2 = 0.936 for DDI), indicating the model's predictive reliability. Although FDI produced higher yield (2004 kg/ha) over the two-year period, which was 25% (2 t ha-1) higher than the DDI regime (1,604 kg/ha). However, DDI demonstrated significantly greater water productivity (56.5% higher), attributed to reduced unproductive evaporation and the C4 nature of amaranth. Root system analysis revealed deeper penetration under DDI, suggesting adaptive responses to water stress. The findings of this study suggest that implementing precise irrigation technology in amaranth cultivation combined with the use of the HYDRUS-1D model in the context of inevitable climate change, can ensure the long-term sustainable management of water and land resources in arid regions.
土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化，首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解，经参数率定验证，表明该模型具有较好的可靠性和适用性，然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）驱动模拟了黄河源头区6个钻孔1979—2018年冻土地温的变化。结果表明，黄河源头区冻土热状态在1999年发生转变：1999年前温度变化速率为-0.037～0.026°C/a,1999年后升温速率为0.006～0.120°C/a。分析表明1998年的气候变暖突变及1999年的极端气候灾害突变是黄河源头区冻土地温在1999年发生突变的主要原因；冻土地温升高，冻土热稳定性下降，将深刻影响冻土水源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律，为加强黄河源头区生态环境分区管控提供科技支撑。
土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化，首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解，经参数率定验证，表明该模型具有较好的可靠性和适用性，然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）驱动模拟了黄河源头区6个钻孔1979—2018年冻土地温的变化。结果表明，黄河源头区冻土热状态在1999年发生转变：1999年前温度变化速率为-0.037～0.026°C/a,1999年后升温速率为0.006～0.120°C/a。分析表明1998年的气候变暖突变及1999年的极端气候灾害突变是黄河源头区冻土地温在1999年发生突变的主要原因；冻土地温升高，冻土热稳定性下降，将深刻影响冻土水源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律，为加强黄河源头区生态环境分区管控提供科技支撑。
土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化，首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解，经参数率定验证，表明该模型具有较好的可靠性和适用性，然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）驱动模拟了黄河源头区6个钻孔1979—2018年冻土地温的变化。结果表明，黄河源头区冻土热状态在1999年发生转变：1999年前温度变化速率为-0.037～0.026°C/a,1999年后升温速率为0.006～0.120°C/a。分析表明1998年的气候变暖突变及1999年的极端气候灾害突变是黄河源头区冻土地温在1999年发生突变的主要原因；冻土地温升高，冻土热稳定性下降，将深刻影响冻土水源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律，为加强黄河源头区生态环境分区管控提供科技支撑。
土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化，首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解，经参数率定验证，表明该模型具有较好的可靠性和适用性，然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）驱动模拟了黄河源头区6个钻孔1979—2018年冻土地温的变化。结果表明，黄河源头区冻土热状态在1999年发生转变：1999年前温度变化速率为-0.037～0.026°C/a,1999年后升温速率为0.006～0.120°C/a。分析表明1998年的气候变暖突变及1999年的极端气候灾害突变是黄河源头区冻土地温在1999年发生突变的主要原因；冻土地温升高，冻土热稳定性下降，将深刻影响冻土水源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律，为加强黄河源头区生态环境分区管控提供科技支撑。
积雪-冻融耦合作用可改变黑土内部水热分布，进而影响其营养组分。为探究典型黑土区积雪-冻融条件下的水热运移规律，以吉林省公主岭市为例，基于野外原位观测试验，开展了典型黑土区积雪-冻融耦合作用下的包气带水热运移模拟，利用Morris筛选法进行了参数敏感性分析，并模拟分析了不同外界温度和积雪覆盖情景对黑土水分运移的影响。结果表明：研究区春季融雪水可使深在20 cm以上的黑土含水率增加约12%；基于野外观测构建的模型对60～80 cm的土层模拟效果最佳；敏感性分析的5个参数中残余土壤含水量θr的敏感度最高，其灵敏度系数为2.954 6；外界温度影响土壤含水率突降的时间，积雪覆盖条件主要影响含水率大小及水分保持。
积雪-冻融耦合作用可改变黑土内部水热分布，进而影响其营养组分。为探究典型黑土区积雪-冻融条件下的水热运移规律，以吉林省公主岭市为例，基于野外原位观测试验，开展了典型黑土区积雪-冻融耦合作用下的包气带水热运移模拟，利用Morris筛选法进行了参数敏感性分析，并模拟分析了不同外界温度和积雪覆盖情景对黑土水分运移的影响。结果表明：研究区春季融雪水可使深在20 cm以上的黑土含水率增加约12%；基于野外观测构建的模型对60～80 cm的土层模拟效果最佳；敏感性分析的5个参数中残余土壤含水量θr的敏感度最高，其灵敏度系数为2.954 6；外界温度影响土壤含水率突降的时间，积雪覆盖条件主要影响含水率大小及水分保持。