天津地区大棚蔬菜周年高效种植模式

天津市地处华北平原的东北部，海河流域下游，水源充足，交通发达，具有悠久的蔬菜种植历史。2006年以来，天津市设施蔬菜生产得到大力发展，截止到2010年，全市设施蔬菜种植面积已达2．37万hm2，其中大棚种植面积约为1．42万hm2，占整个设施蔬菜种植面积的60％。大棚蔬菜种植弥补了露地蔬菜与温室蔬菜之间的产品销售空隙，保持市场的均衡供应，经济效益巨大。     

基于河流生态类型划分的海河流域平原河流生态需水量计算

根据河流现有生态状况,首次将海河流域平原河流划分为干涸沙化、水质污染和生境破坏三种类型,并针对不同类型河流特点和修复目标,分别用植被需水定额法、75%保证率最枯月平均流量法、生物空间最小需求法和槽蓄法计算了生态需水量.结果表明,海河流域平原河流最小生态需水量为18.12 亿m3,相当于流域多年平均流量的8.4%.最后将上述四种计算方法分别与Ten-nant法进行了比较.用植被需水定额法计算的干涸沙化型河流生态需水量结果约占多年平均径流量的2.4%～5.5%,远小于Tennant法的最小生态需水量;75%保证率最枯月平均流量计算的水质污染型河流所需的生态水量占多年平均径流量的百分比为15%左右,略高于Tennant法计算的最小生态需水量;用生物空间最小需求法计算的滦河生态需水量占多年平均径流量的百分比为6%,接近于Tennant法计算的最小生态需水量;槽蓄法计算的生态需水量结果与河流水量修复目标密切相关.总的说来,本文所采取的计算生态需水量的方法在海河流域是可行的.     

海河流域地下水开采初期数值模拟及水量平衡分析

海河流域平原区地下水长期过度开采已引起了严重的环境问题,水资源的不断枯竭也制约着当地经济的可持续发展,成为国家一直关注的问题。作为地下水管理的方法之一,建立了地下水数值模型。对海河流域平原区地下水开采初期状态作了模拟分析,模拟结果显示:该区域地下水年补给量为156.6亿m3,其中,山前侧渗17.5亿m3,降雨入渗补给136亿m3,河道入渗3.1亿m3;地下水的排泄途径为河道基流88.5亿m3,蒸散发50.1亿m3,排泄入海15.2亿m3,黄河内滩侧渗排出1.8亿m3,总排泄量为156亿m3,地下水收支基本平衡。地下水的总体流向为自北、西、南指向渤海湾,吻合于地形坡度变化。模拟结果为水资源管理和水环境修复提供数据依据。模型也为下一步地下水大量开采状态的模拟提供初始水头条件、地质物理参数和边界条件。     

海河流域不同地貌气候变化时空分析

近百年来,全球气候变暖显著,潜在改变了区域水循环。过去50 a,海河流域气温增温明显,水分亏缺严重,影响了社会、经济的发展。为了探究海河流域气候时空变化特征,考虑了流域地貌差异性,将海河流域划分为山区、丘陵、平原3个区域进行研究。选用1958—2011年34个站点的8种气象要素资料,采用线性趋势法分析要素年际趋势;用M-K进行趋势显著性检验;用P-M公式计算流域潜在蒸散发并用Spearman法分析气象要素与潜在蒸散发之间的相关性,以探求海河流域子区域的时空变化规律和改变区域水循环的主要驱动力。分析结果显示,海河流域气候变化明显,气象要素时空变化具有显著的地带性、季节性和年际性特征。气温先下降后上升,山区升温速度较丘陵、平原快;流域降水呈整体下降,平原地区降水量降幅较山区、丘陵大;平均风速、日照时数、相对湿度均呈明显下降趋势;海河流域潜在蒸散发与相对湿度呈负相关,与日较差呈正相关。     

海河低平原渠灌区麦田深松的节水增产效应研究

【目的】研究海河低平原渠灌区土壤深松对冬小麦的节水增产效应,以提高冬小麦产量和水分利用效率。【方法】于2011-2012年和2012-2013年冬小麦生长季,以冬小麦品种良星99为材料,大田条件下,通过小麦季设置旋耕（RT）、深松（SRT）和深耕（MRT）3种耕作方式处理,在海河低平原渠灌区进行了2个周期的研究。【结果】（1）深松可提高土壤水分入渗速率。水分入渗速率稳定时,深松处理土壤水分入渗速率为0.05 mm·s^-1,分别是旋耕处理和深耕处理的2.50倍和1.67倍。（2）渠灌条件下,深松有利于水分在土壤中快速下渗,优化水分在深层土壤中的分布,提升深层土壤对灌水的储蓄能力。灌水后48 h,在0-180 cm土层,深松处理土壤水分增量为158.5 mm,旋耕和深耕处理分别为142.5和144.1 mm,分别相当于深松处理的89.9%和90.9%。（3）在冬小麦冬前阶段,深耕处理棵间蒸发量最高,分别是深松和旋耕处理的1.15倍和1.35倍。冬小麦返青后,旋耕处理棵间蒸发量提高,尤其是春季灌水后,旋耕处理日棵间蒸发量上升更快,最高达1.32 mm·d^-1,而深松处理和深耕处理则仅为0.78和0.85 mm·d^-1。深松处理全生育期棵间蒸发量最低,仅为138.17 mm,分别相当于深耕处理和旋耕处理的86.9%和89.7%。（4）冬小麦播种至拔节期,旋耕处理0-100 cm土层含水量高于深松和深耕处理;拔节期至成熟,0-20 cm土层,旋耕处理含水量最高;20-80 cm土层,深松处理含水量最高;80 cm以下土层,3个处理差异不显著。（5）深松处理生育期耗水量为419.1 mm,比旋耕和深耕处理节水约6%;深松处理对灌水和降水的消耗比例分别为41.2%和22.0%,显著高于深耕和旋耕处理。（6）深松处理产量平均为8 550 kg·hm^-2,分别比旋耕和深耕处理提高15.4%和6.9%,其水分利用效率比旋耕和深耕处理分别高22.9%和14.0%。【结论】土壤深松可增加麦田地表水入渗速率,减少灌水和降水的无效蒸发,提高土壤对灌水和降水的储蓄,降低冬小麦耗水量,提高其水分利用效率和灌水生产效率,最终显著提高冬小麦产量,具有较好的节水增产效应。建议在海河低平原渠灌区冬小麦种植中采用深松耕作措施。     

海河流域1961～2010年干旱化特征及其变化趋势分析

利用1961～2010年海河流域内及其周边51个站的降水、气温、相对湿度、风速、日照时数等气候因子日数据,采用相对湿润度指数方法揭示了流域50年不同等级干旱的时空演变规律,并剖析干旱与气候变化的关系;再利用小波分析法研究流域相对湿润度指数距平的周期变化规律,预测海河流域未来的干旱化趋势。结果表明:时间上,流域轻旱频率最高,年代际变化上总体趋向干旱化;空间上,东北部为轻旱频发区;西北部的中旱频率较高;重旱主要集中于张家口、忻州、邢台等周边地区;流域降水量和蒸发量的年代/年代际变化呈双降趋势,且后者减小速率相对较小,区域整体干旱化有减弱趋势。流域相对湿润度指数距平的时间序列存在10年尺度的显著变化周期,预计到2017年间海河流域总体仍处于干旱化阶段。     

海河流域典型山区子流域近34年气候及径流变化趋势

基于海河流域27个气象站点和7个子流域出水口的水文站点34a（1966—1999年）逐日观测气象水文数据,运用非参数统计检验方法（Mann-Kendall法）对滹沱河、冶河、洋河、桑干河、唐河、沙河、潮白河7个典型山区子流域的气候和径流变化趋势及时空分布进行分析。结果表明：（1）降雨量呈下降趋势的测站较多,占66．67％,但大部分都没有通过0．05水平的检验,下降趋势不明显。（2）气温呈上升趋势的测站较多,占88．89％,且大部分测站都通过了0．05水平的显著性检验,上升趋势明显。（3）径流量普遍呈下降趋势,但程度各不相同,南部和西北部流域下降趋势明显（通过了0．05水平的检验）,其它子流域不明显。     

海河流域水资源演变与驱动机制

海河流域含京津冀及周边三省,是我国水资源短缺和用水矛盾最突出的地区。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心团队围绕不断加剧的水资源短缺,研究了流域水资源演变的关键驱动机制:山区径流变化、农业需水和虚拟水外输,分析了流域水资源演变的主要原因,并对未来的可能调控提出了建议。研究首先选取海河流域的八大山区子流域,分析了20世纪60年代以来的径流变化,确认70年代开始山区来水逐渐减少,径流减少的关键时期是1978—1985年,推断农业用水增加是径流减少的核心驱动因素;其次,基于作物模型、作物系数法和遥感等手段,量化了海河平原农业用水的时空格局和区域水量平衡,通过对比农业耗水量、地下水水位变化和南水北调中线供水量,确立了山前平原区南水北调实施后为实现水量平衡需控制用水的进一步扩大、低平原区仍然亏缺的未来水资源态势;最后,通过粮食贸易的虚拟水分析,指出本地区外输虚拟水达90亿m~3,是造成水资源短缺的重要原因,减缓虚拟水外输或输入一定虚拟水是缓解区域水资源压力的可选方案。     

辽宁省主要入海河流水质与污染物入海通量分析

本文以2014年数据为基础,分析了辽宁省19条主要入海河流的水质与污染物入海通量。结果表明,Ⅰ~Ⅲ类水质断面占31.6%,Ⅳ类占47.4%,Ⅴ类和劣Ⅴ类各占10.5%。主要污染指标为五日生化需氧量、化学需氧量、石油类和总磷,个别断面出现氨氮、高锰酸盐指数、溶解氧和挥发酚超标现象。主要入海污染物为高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷、石油类,占污染物总入海通量的96.6%,其他污染物入海通量占3.4%。高锰酸盐指数和氨氮入海通量均在第一季度最大,总氮、总磷和石油类入海通量在前三季度基本无明显变化,第四季度最小。辽宁省19条主要入海河流中,以鸭绿江、大辽河入海通量最大。     

海河流域农业非点源污染评价

伴随着我国经济的快速增长,人类活动和资源环境的矛盾加剧,水资源短缺和水环境污染的形势严峻。海河流域是中国的政治、经济和文化中心,在国民经济中具有重要的战略地位,然而它却是中国水污染最严重的流域。本文通过分析评价现有大尺度流域非点源污染负荷估算方法,建立了适合现有数据条件并有一定精确性的大尺度流域农业非点源污染负荷估算方法一“三维”系数估算法,估算农业非点源污染负荷量,评价农业非点源污染对水体污染的影响,并在此基础之上,提出了介于环境资源的公共物品属性决定了控制农业非点源污染必须由政府主导、公众广泛参与。海河流域要重点抓好畜禽养殖污染的控制,大力推广生态畜牧业。积极推进“农村清洁工程”,改善农村生活条件。