北京市粮食作物种植结构调整对水资源节约利用的贡献研究

研究作物种植结构调整对水资源节约利用的影响,可以为缺水地区农业产业结构调整和水资源优化配置提供参考。采用联合国粮农组织推荐的作物需水量和灌溉需水量计算方法,分析了北京市主要粮食作物近年来的种植结构调整情况,定量评估了粮食作物种植结构调整对全市水资源节约利用的贡献率。结果表明:11990—2012年,北京市由于粮食作物种植结构调整节约的灌溉需水量为7.50×108 m3,占同期农业用水减少量的60.29%;21990—2012年,冬小麦种植结构调整对北京市水资源节约利用的贡献率最大,相对于水资源总量和农业用水量的贡献率分别为13.07%和55.51%。结合目前的种植结构和不同作物的灌溉需水特征,北京市未来粮食作物种植结构调整的对象首先是冬小麦。     

气候变化对黑河流域典型作物灌溉需水量的影响

为研究气候变化对作物灌溉需水量的影响,在假定未来气温上升0.5~4℃,降水增加10%~30%的条件下,研究了黑河流域主要作物在不同种植条件下的作物需水量及灌溉需水量的变化。结果表明,生长期内气温每升高1℃,区域内小麦净作、玉米净作和小麦与玉米间作方式下作物需水量将分别增加3.1%(15.5 mm)、2.8%(18.5 mm)和3.0%(25.6 mm),黑河流域中游每年将增加灌溉量0.15×108m3,相当于国家给黑河干流区分水量的2.4%;降水每增加10%,灌溉需水量将分别减少1.9%(7.8 mm)2、.3%(12.4 mm)和1.8%(12.8 mm)。     

西藏拉萨河谷灌溉供需水分析

以拉萨河下游河谷地区为研究对象,依据1989-2010年拉萨、墨竹工卡气象站气象资料和Landsat卫星遥感影像提取的主要作物(青稞、冬小麦及油菜)种植面积,计算不同典型年份研究区总灌溉需水量;结合拉萨水文站1989-2010年径流序列资料,分析区域灌溉用水的供需平衡.结果表明:拉萨河谷地区的种植模式以粮食作物为主,河谷区种植面积在1990-2010年间增长约8%,作物种植结构没有发生显著性的变化.农作物种植面积的增加引致灌溉需水量大幅度增加,2010年的灌溉需水量达到16亿m³,比1990年增长约35%,青稞为灌溉需求最大的作物.河流径流量及灌溉用水需求的季节性变化存在差异,每年4-6月灌溉供需关系较为紧张,灌溉量占径流量近10%~20%,每年12月至次年4月正值河流枯水季,尽管该期间灌溉需水量较低,但对水资源造成的压力也是不容忽视的.拉萨河谷地区水资源供需关系较为紧张.     

贵州地区主要作物需水规律与作物系数的研究

为了明确西南地区主要作物的需水规律和作物系数,根据贵州省修文县中心试验站2012年水稻、冬小麦、玉米、油菜和烤烟的田间试验资料,依据田间水量平衡方程和FAO-56Penman-Monteith公式计算出贵州地区主要作物需水量以及参考作物需水量,并对主要作物在不同灌溉模式下的需水规律和作物系数进行了研究。试验结果得出,贵州地区的水稻、玉米、冬小麦、油菜和烤烟在充分灌水条件下全生育期的作物系数分别为1.47、0.97、1.39、1.06和0.97,且各种节水灌溉模式均具有一定的节水效果,各处理条件下的玉米、冬小麦和烤烟的需水规律较一致,抽雄期、拔节抽穗期和旺长期分别是玉米、冬小麦和烤烟的生长旺盛期,需水量分别达70.42~96.14、90.7~97.4和182.49~238.34mm,而水稻和油菜的需水规律受灌溉模式的不同有所影响。研究结果以期为贵州地区农业节水灌溉和灌区水资源配置提供一定的科学依据。     

华北平原冬小麦-夏玉米作物亏缺水量空间分布研究

以华北平原区20个代表性观测区域为基础,选取1996-2015年的20年完整观测序列的气象资料作为分析对象,对华北平原区传统种植作物冬小麦-夏玉米设计典型年下生长期的作物亏缺水量进行计算,通过经验频率法确定了降水频率分别为75%、50%、25%的设计典型年及相应的降水量,计算确定参考作物腾发量,结合冬小麦、夏玉米的作物系数得出作物需水量,进而计算出设计典型年下作物亏缺水量,基于ArcGIS对华北平原整个地区的水分亏缺量进行了插值,绘制亏缺水量等值线图。为合理制定灌溉制度、调整农业作物种植结构以及优化农业水资源配置提供参考依据。     

泾惠渠灌区作物种植结构变化对灌溉需水量的影响

研究种植结构变化对灌区作物需水量和灌溉需水量的影响,能够为作物生育期的灌溉用水管理和农业水资源规划提供基础数据。依据泾惠渠灌区实测降水和蒸发蒸腾等气象数据,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算灌区主要作物需水量;通过频率计算和配线法确定灌区丰水年(25%)、平水年(50%)和枯水年(75%)的有效降水量;根据1988—2014年Landsat卫星遥感影像提取的泾惠渠灌区不同历史时期农业种植结构数据,计算典型水文年份灌区总灌溉需水量,并分析作物需水量和灌溉需水量在不同典型水文年的年际和月际变化。结果表明,随着泾惠渠灌区农业种植结构的变化,灌区总的作物需水量和灌溉需水量都呈现显著下降趋势。但泾惠渠灌区在1988—2005年间,单位面积平均作物需水量和平均灌溉需水量都基本保持不变,随后均呈小幅下降趋势。各月份作物总需水量和总灌溉需水量除6月份之外,其余各月份都呈现显著下降趋势;但在此期间,灌区单位面积平均作物需水量和平均灌溉需水量除在4、8、9月份呈下降趋势,而6月份呈显著增加趋势外,其余各月份基本保持不变。灌区总的作物需水量和灌溉需水量的下降主要是由农作物种植面积大量减少所致,种植结构的变化对其影响较小,但灌区种植结构调整后的作物需水量状况更符合区域有效降水特点。     

变化环境下泾惠渠灌区净灌溉需水的响应

灌溉需水是科学制定灌溉计划和水资源规划的依据,气候变化和种植结构等变化环境是灌区灌溉需水变化的驱动因素。基于泾惠渠灌区4个气象站近30年逐日气象资料和作物种植面积资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算灌区主要作物需水量、净灌溉定额及灌区净灌溉需水量,分析气候变化和种植结构调整对灌区净灌溉需水量的影响,采用多元线性回归法研究灌溉需水量变化的主要因子。结果表明:气候变化使灌区降雨呈减少趋势,ET0呈增加趋势,导致主要作物净灌溉定额呈增加趋势;种植结构的调整,减少了粮食作物和棉花的种植面积,增加了其他经济作物的种植面积,使灌区净灌溉需水量呈减少趋势;在总种植面积下降、种植结构调整和气候变化的综合作用下,灌区净灌溉需水量呈小幅度的增加趋势;影响净灌溉需水量变化的主要因子是ET0和种植面积;除1996和2003年湿润年份外,各年净灌溉需水量比实际灌溉水量大,灌区存在缺水。未来应进一步调整种植结构,以适应气候变化,缓解灌区水资源供需矛盾。     

运城市主要粮食作物灌溉需水量时空变化研究

明确运城市主要粮食作物冬小麦和夏玉米灌溉需水量的时空变化规律,为未来该市灌溉用水的科学配置提供基本参数。基于运城市域内13个气象站点的长期观测资料,利用Penman-Monteith公式确定参考作物蒸散量,结合有效降雨量和作物系数等参数,计算分析了运城市近50 a冬小麦与夏玉米的灌溉需水量及其时空变化特征。结果表明：在研究时段内,冬小麦和夏玉米年灌溉需水量整体均呈现波动式降低的变化趋势,整体降低幅度分别为-0.7和-2.1 mm/(10 a)。冬小麦在4月和5月的灌溉需水量较多,分别为80.5 mm和108.4 mm;夏玉米则为8月份的灌溉需水量最大,约为85.3 mm。冬小麦和夏玉米全生育期的平均灌溉需水量都呈现从东向西逐渐递增的趋势,冬小麦灌溉需水量的变化范围处于283.6～336.8 mm,夏玉米则为165.4～253.9 mm。相关分析结果表明,水汽压差与太阳辐射对运城市冬小麦和夏玉米灌溉需水量的影响较大。运城市冬小麦与夏玉米灌溉需水量在时间上呈波动降低趋势,在空间上则由东向西逐步递增;气温与降水的变化趋势显示运城市的气候正在朝暖湿化方向发展,未来灌溉方案的制定与优化应当予以充...     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米连作需水量及灌水模式研究

为了寻求冬小麦-夏玉米连作下的节水高效灌溉制度,采用大田小区试验,在连作种植模式下,统筹分析了冬小麦和夏玉米的需水量及生育期内降雨量,并与当地传统灌溉制度进行了产量对比。结果表明,连作种植模式下,泾惠渠灌区冬小麦、夏玉米全生育期需水量分别为410 mm和400 mm。在年降雨量为490 mm时,连作种植1 a内的经济灌溉定额为305 mm,相比于传统灌溉能节水8.9%。连作条件下作物总产量为12 010 kg/hm~2,产量相对于传统单作种植增加了6.2%,达到了增产目的。在冬小麦抽穗期和夏玉米播种期减少灌水,可在保证产量的基础上有效提高水分利用效率,是更为优化的连作灌水模式。     

河北省主要农作物水足迹与耗水结构分析

【目的】调整区域农业种植结构,合理利用区域农业水资源。【方法】基于水足迹理论框架分析了1957—2015年河北省14种农作物的水足迹及其历史变化趋势,通过核算农作物耗水率和单位水价值2个指标,划分了主要农作物的耗水结构。【结果】河北省主要农作物年均总水足迹为434.4亿m~3,其中蓝水、绿水和灰水分别占44%、42%和14%;总水足迹、绿水足迹及灰水足迹均呈逐年增加趋势;而蓝水足迹变化趋势不明显。冬小麦、夏玉米、水果与蔬菜为主要耗水作物。棉花和芝麻耗水率最高,为典型的高耗水作物。甜菜、蔬菜和水果的单位水价值最高,且耗水结构最优。【结论】河北省可进一步控制棉花和芝麻的种植规模,在不造成水压力的前提下,适度扩大蔬菜和水果的种植规模。     

北京市农业生产消费虚拟水对比分析及评价

基于虚拟水理论和北京市养殖场实地调研资料计算了农产品单位虚拟水量,结合生产、消费数据计算了北京市虚拟水量。从虚拟水角度对广义水资源利用情况进行了评价,并通过灰水足迹概念来衡量水污染程度。结果表明:1动物产品虚拟水量高于农作物,牛肉虚拟水量最大,猪肉、鸭肉、蛋类、鸡肉次之,农作物中大豆、花生、水稻的虚拟水量较高。22000—2012年间,农作物生产虚拟水量年均减少0.59亿m~3,平均蓝水利用率41.2%,绿水利用率58.8%。32000—2012年间,农产品生产虚拟水量呈现波动减小,消费虚拟水量增加,农村居民人均虚拟水消费显著低于城镇居民。413年间,虚拟水进口量介于13.26~42.20亿m~3之间,水资源自给率下降,农业万元产值水资源使用量由0.42亿m~3/亿元减小至0.20亿m~3/亿元,水资源人口承载密度略微增加。5农业灰水足迹由6.24亿m~3减小到3.90亿m~3,年均减小0.20亿m~3。     

广泛实施集流节灌挖掘农业发展潜力

系统阐述了集流节灌对抑制水害（利于山区的水土保持和平原的雨季排水）、缓解水资源矛盾（水电的时空调节）、提高农作物品质方面的意义。进而提出大力推广集流节灌技术,开发利用农业用水资源,挖掘发展潜力,保证农业可持续发展     

辽宁省中部地区用水现状及节水措施探析

本文通过对辽宁省中部地区城市的用水现状初步分析,提出了用水存在的主要问题,并对节水措施进行了阐述,旨在为进一步提高城市用水水平及效率提供科学依据.     

政府干预与市场行为对实现节水农业的作用

水资源危机是制约我国农业可持续发展的最主要因素．节水农业是克服我国水资源短缺问题,实现可持续农业发展的必然选择。运用局部均衡原理分析,在一个通过市场配置水资源的区域内推广节水农业是可以实现水资源配置的帕累托最优。但现实对理论的挑战给节水农业的推广带来3个必须思考的问题：即如何确定最优供水量;如何消除节水农业准入门槛;如何利用价格杠杆自动调节农户采用节水技术。通过对以上问题的讨论,认为政府干预与市场行为的结合是节水农业实现的有效途径．即：通过政府财政补贴消除农民的节水农业准入门槛;设立累进水价,通过市场行为自动调节农民对水资源的使用。     

明确初始水权数量与质量的分配系

为解决水资源管理和水市场建设中涉及的水权问题，本文以内陆黑河干流为背景建立了干旱区水权分配系统。按照不同地区使用的水资源除了具有相对公平的数量，还应该具有相对公平的质量的原则，系统将以往模糊的流域水权界定对象清晰化，明确其为河流在某种社会经济条件下，为满足生态和水环境的要求，流域所能调配的水资源。为此，系统考虑与地区取水相关的经济和环境因素，运用基于水资源模型和区域水质模型的多目标规划方法计算流域各地区理论取水量，并将理论取水量结果用于改进目前的水权分配计算方法，不仅给出了流域各地区的水权分配比例，同时将各地区按水权分配到的水资源数量和质量也一并给出。实际应用证明了系统的有效性，给出的水权分配结果较以往类似成果加深了各地区对自身拥有的水资源状况、以及将面临的流域整体水资源形势的认识。     

节水型社会水市场特征及其形成条件

良性水市场的建立是节水型社会建设的基本要求和必然趋势.节水型社会水市场是一种特殊的市场,它是一个"准市场",它的建立必须要满足一定的条件.良性水市场建立首先要求具备配套完善的蓄水、调水、提水设施和输水、配水、供水网络以及精确的量水系统等硬件条件,其次应满足水成为商品、水权明晰、水权合理分配和转让、明确水资源的价值、合理定位水价以及完善的法律保障等条件.     

气候变化与农业用水安全

针对全球气候变化的事实,阐述了气候变化对农业用水安全的影响。在分析我国农业用水量与用水效率变化规律的基础上,指出农业用水比重偏高、用水效率低下是造成当前我国水资源危机的重要原因。在未来气候变化背景下,我国农业用水将面临更大挑战。最后,结合国内外水资源管理现状,提出对农业用水需求总量、用水效率进行调控的需水管理措施,从调控需求、提高效率的角度缓解供需矛盾,应对气候变化对农业用水安全的影响。     

水稻半耕节水高效栽培技术研究与应用

根据广东省潮安县灌溉科学试验站1998－2000年开展的专项试验，研究了不同耕作方法，用水技术、节水措施、栽培管理对水稻的生长发育，产量及其构成因素，水分生产率和生产成本，经济效益等的影响情况。试验结果与示范应用表明，与传统的全耕作和用水方式相比，并耕栽培技术可提高水分生产率，节支节水，增产增效，是目前本地最优的一种节水高效的稻田栽培管理模式。     

地表水地下水联合运用模拟模型

从地表水和地下水联合运用的角度对济南市用水需求进行了预测，提出区域水资源地表水和地下水联合运用模拟模型，鉴于该地区复杂的水网构造，把整个地区划分为4个计算区，最后确定各计算区最优水资源调度方案。     

农田水量调控与水管理研究

针对80年代骊为华北平原地下水位的持续下降问题，选择河北省雄县胜利灌区为水资源平衡调控研究区，对水管理现状、存在问题、以及水量供需状况进行了分析。根据地下水动态规律、渠床入渗率分布、地表水引用量在年内的分配、研究区农业用水和地下水的回灌要求，提出水量调控措施。结合田间农业节水研究，提出以提高用水效率为目标的不管理改进措施。