基于权马尔科夫链模型的河套灌区上中下游地下水埋深预测研究

以拓展和深化区域地下水埋深预测研究为目的,运用随机理论,建立了基于加权马尔科夫链的地下水埋深预测模型,预测内蒙古河套灌区上中下游在未来时段内地下水埋深所处区间值。结果表明：节水改造后灌区中游区的地下水埋深更多的时候处于［2.380, 2.742)区间,下游区的地下水埋深更多的时候处于［2.218, 2.506)区间,这两个区间的数值都低于内蒙古河套灌区的临界地下水埋深2.0 m,在未来的一段时间河套灌区中下游的盐渍化有望进一步减轻。而上游区的地下水埋深更多的时候处于［1.227, 1.727)区间,此区间的数值高于内蒙古河套灌区的临界地下水埋深2.0 m,在未来的时间河套灌区上游是控制地下水埋深的重点区域。     

河套灌区引水量限额后节水灌溉的对策分析

针对黄河水资源日益短缺,河套灌区引黄水量限额配置调整等问题,对节水灌溉对策进行了分析,指出应改进,完善工程设施,进行以渠系防渗为中心的灌区技术改造,开发利用地下水,发展井灌,推广非充分灌溉技术,合理确定作物种植比例和灌溉定额,以缓解引黄水量限额与农业生产需水量的矛盾,实现河套灌区农业生产的可持续发展。     

地下水的开发利用与保护

本文通过分析河套灌区的水资源分布特点和地下水开发利用现状及存在的问题,提出今后地下水资源合理开发利用的几点建议,即提高社会对河套灌区地下水的认识,适度增大地下水开采;充分发挥地下水的调节作用,水资源开发与生态环境保护并举;遵循地表水与地下水的多次相互转化规律,提高水资源总体利用率;水资源开发利用与水资源涵养相结合：加强河套灌区地下水的调查与研究。     

盐渍化灌区水盐田间尺度时空分布及关联分析

【目的】分析干旱盐渍化灌区非饱和-饱和带水盐的时空分布特征及其内部关联度,为内蒙古河套灌区盐渍化防治提供理论依据。【方法】运用经典统计学和地质统计学方法,分析了内蒙古河套灌区隆胜试验示范区作物播种前、生育期、收割后土壤水盐的时空变异特征,并利用灰色关联分析对不同地下水埋深条件下的土壤含水量、土壤含盐量、地下水埋深和地下水矿化度进行了交叉综合排序。【结果】内蒙古河套灌区隆胜试验示范区在播种前、生育期、收割后的土壤含水量和地下水埋深均呈中度偏弱变异性,而表层(0~40cm)土壤含盐量和地下水矿化度均呈中度偏强变异性。表层土壤含水量、含盐量均表现出北高南低的空间分布趋势,地下水埋深呈北浅南深趋势,地下水矿化度分布为西北高东南低。对不同地下水埋深条件下的水盐因子进行关联度分析发现,当地下水埋深年均值为1.5m时,对地下水埋深关联度最大的因子为土壤含水量(关联度为0.726 1),土壤含水量、土壤含盐量和地下水矿化度均以地下水埋深为最大关联因子(关联度依次为0.724 0,0.683 2,0.643 2);在地下水埋深年均值为2.0m条件下,各因素间灰色关联度达到相对平衡状态;当地下水埋深年均值为2.5m时,土壤含盐量与土壤含水量、地下水埋深与地下水矿化度互为关联度最大的因子。【结论】建议采取合理措施降低研究区北部地下水埋深,防止区域土壤盐渍化加剧。     

河套灌区灌期及非灌期地下水埋深与地下水总氮浓度关系研究

为研究河套灌区灌期、非灌期地下水埋深与总氮关系,以内蒙古河套灌区乌拉特前旗北场试验区为研究区,区域内共布设了43眼地下水观测井,选取其中9眼典型井观测全年各月实测地下水埋深与总氮浓度,应用ARCGIS10.1软件反距离加权法进行空间插值,得到二者区域空间分布图,以得到其相关关系。结果表明:地下水埋深灌期在1~2m,非灌期在1.5~2.5m,秋浇期地下水埋深年内最小;地下水总氮浓度非灌期(2.5~5mg·L-1)明显大于灌期(0.5~2.5mg·L-1);灌期地下水埋深与总氮浓度满足二项式关系(R2=0.543),非灌期二者关系不明显。因此在现有条件下,应从源头上减少氮肥用量,优化施肥技术,以达到降低地下水氮污染的目的。     

河套灌区春小麦生产水足迹影响因子敏感性及贡献率分析

【目的】农业水资源高效利用是保障国家粮食和水资源安全的重要途径,作物用水评价是农业用水管理的主要研究课题之一。水足迹为农业用水评价提供了新的指标体系,对作物生产水足迹影响因素进行定量评价有助于进行水足迹调控,实现农业水资源高效利用。【方法】以河套灌区为研究区域,基于水足迹概念体系,利用改进的水足迹量化方法对河套灌区春小麦生产水足迹进行量化并分析其在研究时段内的演变特征;利用单因素轮换（One-At-A-Time,OAT）敏感性分析方法和贡献率分析方法探究气候、农业生产投入因子和水资源利用效率对春小麦生产水足迹变化的驱动力。【结果】春小麦生产水足迹在研究时段内呈显著下降趋势,从1981年的4.71 m³·kg^-1,下降到2010年的1.52 m³·kg^-1;同时年际变化呈现出较为明显的阶段性特征,可划分为波动性下降期（1981-1987年）、快速下降期（1988-1995年）、缓慢下降期（1996-2010年）,该变化规律与灌区农业生产和灌溉水平的发展特征基本一致;从水足迹的蓝、绿水构成来看,河套灌区春小麦生产水足迹中蓝水足迹比例超过90%,而绿水足迹比例不足10%,这与灌区农业生产用水特征相一致。敏感性分析显示,水足迹对各个因子的敏感性差别十分显著,日照时数、相对湿度、降水量、灌溉水利用系数和单位面积化肥用量在±20%波动的情况下,春小麦生产水足迹的波动范围分别为±30%、±24%、±2%、±63%和±4%,春小麦生产水足迹对灌溉水利用系数、日照时数和相对湿度的敏感性较高,对其余影响因子的敏感性较低。贡献率分析显示,研究时段内相对湿度的减少和降水量的增加促使春小麦生产水足迹的增加。而日照时数的下降、化肥使用量以及灌区用水效率的提高促使了春小麦生产水足迹的降低。定量分析结果显示,化肥和灌溉水利用系数对春小麦生产水足迹变化的贡献率分别为-36.89%和-39.42%,而气候因子的综合贡献率仅为2.80%,对研究时段内春小麦生产水足迹下降贡献率最大的是灌溉水利用系数,其次为单位面积化肥用量,而相对湿度、日照时数和降水量三者的贡献率相近,贡献率最小的是日照时数,这主要是因为日照时数在研究时段内的变率较小。【结论】气候、农业生产资料投入和水资源利用效率是影响作物生产水足迹的主要因素,就河套灌区而言,农业生产资料投入和水资源利用效率的提高是促使灌区春小麦生产水足迹下降的主要因素,而气候因子在研究时段内对春小麦生产水足迹的影响较小。该研究结果可为水足迹调控提供理论依据与实践参考。     

青海省测土配方施肥工作回顾及今后的工作要点

1 青海省测土配方施肥工作回顾 青海省自二十世纪70年代末开始,由青海省农林科学院主持进行了《青海省灌区及高寒地区主要作物氮磷钾化肥适宜的比例和用量研究》课题,标志着青海省配方施肥工作的开展。1979-1984年,在青海省的河湟灌区、柴达木灌区、雨养型干旱山区与冷湿润型高寒山区,分别对春小麦、油菜作物通过50个氮磷用量及比例试验的回归分析,     

考虑土壤水平衡的灌区水资源优化配置研究

针对内蒙古河套灌区解放闸灌域地下水埋深较浅且矿化度高及黄河水量逐年减少等因素导致的农业用水严重短缺问题,本研究以解放闸灌域玉米为研究对象,耦合Jensen模型与土壤水平衡模型构建灌区尺度灌溉水资源优化配置模型,对不同的地下水埋深及土壤含水量情景下水资源优化配置方案进行研究,并利用Lingo软件编程求解模型。结果表明:当地下水埋深为2.5m时,引黄水量为3.85×10~8 m~3,可以达到5.55×10~8元的净经济效益;而土壤水含量为0.12～0.16时,净经济效益为[5.41,5.67]×108元。优化结果验证了模型在当地可行,并针对河套灌区解放闸灌域的不同土壤含水量与地下水埋深情景分别提供14种配水方案。     

非充分灌溉对河套灌区向日葵生长和产量的影响

向日葵是河套灌区农业生产上主要栽培作物之一,历年的播种面积均在5.33万hm2左右,在河套农业生产和农田灌溉中都占有一定的比重。研究与探讨向日葵在非充分灌溉条件下给其生长发育带来的负面影响,为河套灌区实施农业节水灌溉提供依据。     

有机肥氮替代化肥氮对河套灌区春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响

针对河套灌区长期过量施用化肥而较少施用有机肥的现状,探讨了有机肥氮替代化肥氮对春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响,为探讨河套灌区化肥氮减量与有机肥氮配合施用的可行性及化肥减量比例提供理论依据。采用田间试验,设置不施氮肥(CK)、农民常规施肥(CF)、减量施肥(TS)、TS基础上有机肥氮替代30%化肥氮(MF)、TS基础上有机肥氮替代50%化肥氮(OF)5种施肥模式,探讨了内蒙古河套灌区有机肥氮替代化肥氮对春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响。结果表明,施用氮肥可以加快玉米的生长速度,以有机肥氮替代化肥氮(MF、OF)对玉米生长的促进效果更明显,抽雄期MF、OF处理叶面积指数达到最高,分别较CK、CF、TS处理高60.4%、11.1%、35.6%,60.1%、10.9%、35.3%,成熟期OF处理干物质积累量最高,为CK的2.6倍,并分别比CF、TS、MF处理高45.1%、43.0%、57.7%。相同施氮量下,有机肥氮替代化肥氮比单施化肥氮(TS处理)更能提高玉米的氮素效率及产量,且MF处理提高玉米光合特性的效果较明显。MF、OF处理产量与CF处理没有明显差异,但较CK分别提高162.1%、161.7%,较TS处理分别提高32.6%、32.4%。综合分析,相同施氮量下,有机肥氮替代部分化肥氮能明显提高玉米生长速度、叶面积指数,改善光合性能,提高氮素效率及产量,有机肥氮替代50%化肥氮为内蒙古河套灌区春玉米增产、氮肥增效的合理施肥方式。     

江西省农业生产中化肥农药污染的状况及防治策略

概述了农田施用化学氮肥导致地下水及蔬菜硝酸盐污染的状况和不合理施用农药导致对土壤、地下水的污染及对生态平衡破坏的现状。通过对江西省15个县化肥农药使用状况的详细调查,对江西省当前农民在不同作物上使用化肥农药的现状作出了评述,提出了防止农业生态环境氮污染的对策和病虫草害综合防治技术策略。     

河套灌区的节水灌溉与地下水资源的合理开采利用

河套灌区是一个具有悠久历史的大型灌区，有着得天独厚的引黄灌溉条件．被人俗称为“塞外江南”。但由于灌区年均蒸发量2200平方毫米远大于年均降雨量180平方毫米，传统的明渠输水近50％的水被渗漏蒸发，大部分地区仍采用大水漫灌．实际灌水量要比作物需水量多1—2倍。近年来，由于沿黄河地区的经济发展速度加快，农业灌溉面积逐年扩大，用水量大增，黄河中下游缺水日益严重，水资源供需矛盾越来越突出．故发展节水灌溉，合理开采利用地下水资源是解决河套灌区农业大旱缺水的根本途径。     

微咸水灌溉条件下环境因子动态变化的预测

系统引进SWAP2.0模型,预测了微咸水灌溉对土壤水盐动态、作物生长及产量等环境因子的动态变化,试验地点为内蒙古河套灌区红卫田间试验区,引用黄河水和高矿化度地下水混合进行灌溉.微咸水灌溉期间,土壤盐分增加,在合理的黄河水秋浇灌溉后,土壤盐分降到微咸水灌溉前的水平,土壤盐分年度内保持了动态平衡.微咸水灌溉条件下,作物长势及产量基本不受影响.微咸水灌溉不会造成环境恶化.这一结论在SWAP模型模拟结果中也得到了证实,建立的SWAP模型可以用来对试验区微咸水灌溉作出较为准确的预报,为河套灌区发展微咸水灌溉打下基础.     

浅谈内蒙古河套灌区节水灌溉潜力

本文通过对内蒙古河套灌区水资源开发利用现状分析,阐述了灌区水资源利用存在着水资源短缺、供需矛盾突出以及输水设施简陋和用水结构不合理等问题。针对河套灌区水资源利用不合理问题,因地制宜地提出河套灌区水资源可持续开发利用的对策。     

内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20～418.60 kg·hm^-2之间,平均值为131.11 kg·hm^-2。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块(P<0.05)。玉米种植区地膜残留量(132.77 kg·hm^-2)高于向日葵种植地区(127.88 kg·hm^-2)。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量(108.28 kg·hm^-2)低于不回收地块(145.03 kg·hm^-2)。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多(153.84 kg·hm     

井渠双灌条件下玉米需水量研究

[目的]分析确定井渠双灌条件下玉米(Zea mays L.)生理指标变化规律、耗水规律及作物系数。[方法]针对井渠双灌对作物需水规律的影响,以内蒙古河套灌区主要作物玉米为研究对象,进行田间对比试验。试验共设10个处理,处理1～10的灌溉定额分别为150、225、300、293、293、286、286、279、279、272 mm。[结果]井渠双灌条件下玉米生长初期作物系数0.25、发育期0.69、生长中期1.14、生长后期0.58;玉米整个生育期需水量为599.57 mm。整个生育期内需水强度2.60～5.99 mm/d。[结论]该研究可为河套灌区井渠双灌模式的发展提供理论依据。     

基于粮食生产安全调控的河套灌区农业水土资源管理

为保证河套灌区粮食安全,实现农业可持续发展。以河套灌区内有限的农业水土资源作为研究对象,首先针对粮食安全下的生产安全构建评价系统,使用直觉模糊层次分析法计算系统中各指标权重;然后将该评价系统与优化方法相耦合,建立兼顾粮食安全、经济效益、公平性与节约用水的农业水土资源优化模型;最后使用直觉模糊层次分析法和模糊规划方法来处理决策过程和黄河来水信息中存在的不确定性,通过设置不同可信度水平,求解获得多情景下灌区农业水土资源配置结果。结果表明：1）直觉模糊层次分析法可以携带更多的决策信息,得到的评价结果更能反映河套灌区真实情况;2）耦合模型可以有效处理系统中存在的模糊不确定性,利用模糊可信度方法可以帮助灌区管理者制定政策时在不同的风险和效益中做权衡;3）使用同等可用水量下的现状年（2011年）、全目标模型、排除粮食生产安全目标模型做情景对比,评价值分别为0.833 0、0.843 6、0.798 4,全目标模型为最优,表明粮食生产安全评价与优化方法的耦合可以在兼顾其他目标的同时,有效地调控并保障河套灌区粮食生产安全水平。此外,通过求解该模型,本研究获得一系列农业水土资源分配方案,可为河套灌区合理...     

微咸水灌溉条件下环境因子动态变化的预测

系统引进SWAP2．0模型，预测了微咸水灌溉对土壤水盐动态、作物生长及产量等环境因子的动态变化，试验地点为内蒙古河套灌区红卫田间试验区，引用黄河水和高矿化度地下水混合进行灌溉。微咸水灌溉期间，土壤盐分增加，在合理的黄河水秋浇灌溉后，土壤盐分降到微咸水灌溉前的水平，土壤盐分年度内保持了动态平衡。微咸水灌溉条件下，作物长势及产量基本不受影响．微咸水灌溉不会造成环境恶化。这一结论在SWAP模型模拟结果中也得到了证实，建立的SWAP模型可以用来对试验区微咸水灌溉作出较为准确的预报，为河套灌区发展微咸水灌溉打下基础。     

河套灌区农田防护林对小麦增产效益的研究

本文以河套灌区的农田防护林为研究对象,通过对所选农田防护林背风面距林带不同距离处小麦株高、穗长、每穗实粒数、千粒重和产量的测定,研究了农田防护林的增产效益.研究表明,农田防护林能够增加小麦的产量,林网内小麦的平均株高、穗长、每穗实粒数、千粒重和产量均高于对照麦田.通过对河套灌区农田防护林对小麦增产效益的研究,为河套灌区农田防护林的更新改造提供科学依据.     

河套灌区节水型农田防护林建设与节水潜力

通过河套灌区小美旱杨蒸腾作用的定量研究 ,计算不同林龄、不同更新方式小美旱农田防护林带的耗水量 ;论述河套灌区建设节水型农田防护林的意义及节水潜力 ,并对小美旱防护林带的改造提出建议。