河南省农村饮水安全评价研究

基于2004年河南省农村饮水安全调查资料,从水量、水质和供水状况3个方面筛选12个代表性指标,采用基于层次分析的模糊综合评价法对河南省农村饮水安全状况进行评价,并与基于熵权的模糊物元法和改进的熵权法进行对照。评价结果为:河南省农村饮水水量状况处于安全级别,但水质、供水和综合状况均处在基本安全级别。通过对河南省18个省辖市及130个县(区)进行评价,以ARCGIS平台,分别得到农村饮水安全分布图和分区图,在此基础上给出了改善农村饮水安全状况的建议和对策。     

水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的影响

为揭示水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力、细菌多样性及群落的影响,该研究设置施氮量(225和300 kg/hm2)、通气量(通气比率为15%和0)和灌水量(0.6和0.9倍作物-蒸发皿系数)3因素2水平试验,采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落与土壤通气性指标、土壤肥力因子之间的关系。结果表明,低水量常氮氧灌和高水量常氮氧灌条件下,果实膨大期灌水后3d的土壤溶解氧、土壤呼吸和氧化还原电位分别较不加氧对照组增加16.73%、38.78%、26.04%和18.58%、46.58%、29.09%(P0.05)。低水量低氮氧灌和高水量低氮氧灌条件下,土壤可溶性有机碳、硝态氮含量较不加氧对照组分别增加26.40%、28.22%和19.67%、18.46%(P0.05);低水量常氮氧灌和高水量常氮氧灌条件下,土壤可溶性有机碳、硝态氮含量较不加氧对照组分别增加20.38%、19.25%和17.49%、17.93%(P0.05)。Shannon、Pielou-e指数表明,加氧处理可显著提高细菌群落多样性和均匀性,而高水量和常氮处理只提高细菌群落均匀性(P0.05)。常氮高水量下,加氧处理的硝化螺旋菌属(硝化作用)和芽孢杆菌属(固氮作用)相对丰度较对照增加24.24%和20.11%,而土微菌属(反硝化作用)相对丰度较对照降低22.66%;加氧低水量下,常氮处理的硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属相对丰度较对照增加22.95%和34.12%(P0.05)。高水量低氮和常氮条件下,加氧处理的放线菌门相对丰度较对照增加16.84%和13.37%;高水量常氮条件下,加氧处理的γ-变形杆菌较对照降低15.75%(P0.05)。土壤呼吸、Eh与Shannon指数、硝态氮含量、硝化螺旋菌属和芽孢杆菌属呈显著正相关,与γ-变形杆菌呈显著负相关。综上,水氮耦合氧灌能有效改善土壤通气性改变细菌群落结构,提升土壤肥力,为设施蔬菜水肥高效利用提供理论依据。     

水气互作对辣椒根系形态、产量和品质的影响效应

为揭示水气互作对辣椒根系形态、产量和品质的影响效应,设置地下水灌溉C（溶解氧质量浓度5mg/L）作为对照,2个加气量：A（溶解氧质量浓度15mg/L）和O（溶解氧质量浓度40mg/L）,2个灌水量：W1和W2（0.8倍和1.0倍作物-蒸发皿系数）开展随机区组试验,基于相关性分析和主成分分析对不同处理进行综合评价。结果表明,加气灌溉对辣椒根系形态、产量、品质、株高和氮素利用效率均有明显的促进作用。处理AW1产量最高,为6.78t/hm2,较处理OW1和CW1产量分别增加39.04%和42.89%,较处理AW2产量增加30.80%（P<0.05）。与处理CW1相比,处理AW1的可溶性糖含量（BRIX）、可溶性蛋白含量和糖酸比（SAT）分别增加29.49%、75.24%和68.10%（P<0.05）,处理AW1根干质量、总根长、根体积和根表面积分别增加13.63%、11.09%、59.47%和6167%（P<0.05）。与处理CW2相比,AW2辣椒株高、氮素吸收量、产量和灌溉水利用效率分别增加17.88%、66.56%、26.28%和26.12%（P<0.05）。根系形态指标（根干质量、总根长、根体积和根表面积）与氮素吸收量、株高、产量、BRIX含量和可溶性蛋白含量均呈显著正相关,且处理AW1综合得分最高。综上,综合考虑提质、增产、节水3方面,确定加气量15mg/L、灌水量0.8倍作物-蒸发皿系数为最佳水气调控模式。     

基于虚拟水理论与Fuzzy-AHP方法的区域水安全评价研究

从社会经济安全、粮食安全、水资源与生态安全3个方面构建了由13个指标组成的区域水安全的指标体系,结合虚拟水理论对部分指标进行量化,采用Fuzzy-AHP方法,以郑州市为例,对其1998-2005年及2015和2020年在丰、平、枯3个水文年下的水安全状况进行评价。结果表明,人均水足迹、人均水资源量、粮食安全指数、依赖指数、粮食自给度、水资源压力指数6个指标权重之和占总权重的79%,该6个方面决定着区域水安全状况;郑州市的综合评价结果为区域综合安全状况、社会经济安全层、粮食安全层为安全,资源生态安全层为较安全,表明郑州市经济社会和粮食安全是以牺牲区域资源和生态安全为代价的,所以郑州市区域水安全状况是一种结构不合理的安全状况。     

3种土壤灌溉后通气小白菜的水分及养分利用特性

选取3种河南省典型土壤(郑州黏土、洛阳粉壤土和驻马店砂壤土),以小白菜为供试作物,采用地下滴灌供水,设置常规灌溉为对照组(CK)、灌溉后通气(MV)为试验组开展盆栽试验,研究灌溉后通气对小白菜水分和养分利用的影响.结果表明,与CK相比,处理MV显著地提高了3种土壤小白菜根系活力、根干质量和净光合速率.处理MV显著提高了小白菜蒸腾速率,其中,黏土、粉壤土的分别提高了20.61%和15.98%.黏土在处理MV时,小白菜产量和水分利用效率分别提高了38.08%和52.70%;小白菜氮、磷、钾吸收效率分别增大了61.65%,66.54%,104.83%.粉壤土在处理MV时,小白菜磷、钾吸收效率分别增大了50.60%,73.65%.砂壤土在处理MV时,小白菜磷、钾吸收效率分别增大了40.84%,26.19%.以上差异均具有统计学意义(P<0.05).综上,黏土灌溉后通气处理对小白菜水分、养分利用及产量的提高效果最为显著.     

贵州省农业净灌溉需水量与灌溉需求指数时空分布

农业用水需求时空分布规律可为区域抗旱减灾管理和灌溉水资源优化配置提供科学依据。基于贵州省及其周边国家气象站点长系列资料和1953-2012年贵州省9个市(州)水稻、玉米、冬小麦、油菜和烤烟的种植面积,计算贵州省9市(州)近60 a净灌溉需水量及灌溉需求指数,分析其时空分布特征。结果表明:1)贵州省的净灌溉需水量和灌溉需求指数分别在314.48~742.57 mm和0.34~0.68之间,60 a间农业净灌溉需水量的和灌溉需求指数呈波动变化,多峰值分布的特征,总体上峰值有所减小但波动周期延长;2)1993—2000年是净灌溉需水量和灌溉需求指数总体变化的转折时期,之前为下降期,之后为上升期;3)净灌溉需水量和灌溉需求指数的季节特征明显,分别为夏季和冬季最高;4)净灌溉需水量(IR)呈现东高西低的规律,灌溉需求指数(IRI)呈现东部、西北部高,西南部低的规律,全省9市(州)可分为3个风险区,东部、西北部的缺水高风险区是抗旱管理的重点区域;5)气候变化是贵州省净灌溉需水量和灌溉需求指数升高的主导因素,它主要通过降水减少来实现的。研究可为贵州省农业季节性缺水问题识别、农业水利工程布局和种植结构调整提供支撑。     

农产品虚拟水含量计算方法研究

综合考虑研究区的气象及灌溉特点,将非充分灌溉条件下的作物需水量计算公式应用到作物虚拟水含量计算中,考虑到研究区灌溉农业与雨养农业的特点及灌溉水利用效率的差异,区分灌区与非灌区、井灌与渠灌,制定了相应的灌溉制度,并计算了区域农作物广义耗水量。给出了修正的农业虚拟水含量计算方法,并以郑州市为例验证了虚拟水含量的时空差异特征。     

喀斯特地区干旱灾害风险区划研究——以遵义市为例

喀斯特地区干旱致灾机理复杂，干旱灾害风险普查技术规范方法对干旱致灾机理考虑不全面，导致以县级行政区为评估单元的干旱灾害风险区划成果与历史旱灾成果协调性不足，成为贵州省干旱灾害风险普查的一项难题。自然灾害风险理论作为干旱灾害风险区划的基础理论，基于自然灾害风险理论构建具有喀斯特特色的干旱灾害风险区划指标体系进行干旱灾害风险研究，可为干旱灾害风险区划提供依据。以遵义市为例，基于自然灾害风险理论，分析和遴选喀斯特地区干旱灾害风险代表性指标，构建旱灾风险区划模型，采用专家打分法和熵权法组合赋权，使用ArcGIS的分位数法分级，进行干旱灾害风险区划研究。结果表明：(1)地表水干旱危险性指数、地形综合指数、耕地面积和旱地占比、农村集中供水率和耕地有效灌溉率分别为致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性和抗旱减灾能力的主要影响因子。(2)遵义市各县区干旱灾害风险等级以中风险及以下为主，占比64.3%，中高风险区和高风险区累积占比为35.7%。(3)干旱灾害风险整体呈现东北高西南低的分布格局和区域性分布特征。高风险区分布在东北部，中高风险区分布在北部，中风险区分布在东部，中低风险区分布在南部，低风...