塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术,并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计,获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据,并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水,分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加,22年来增加耕地面积141 573.4 hm²,平均每年增加6741.59 hm²;天然植被草地面积急剧减少,平均每年减少7 682.38 hm²,城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³,加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m;导致地下水位下降,水质矿化度增高,天然植被大量减少,流域下游生态问题极其脆弱。     

基于AquaCrop模型的塔额盆地夏玉米节水潜力分析

以AquaCrop模型为基础,结合2021—2022年塔额盆地夏玉米实测数据,对模型部分保守参数和产量模块的标准水分生产力（WP^*）和参考收获指数（HI₀）进行校准与验证,通过设置起始灌水时间、灌溉定额和灌水周期三因素交叉试验,对夏玉米进行产量模拟,分析其产量与作物水分利用效率受灌溉定额和起始灌水时间的影响程度,在产量和作物水分利用效率均为较高值的前提下选择最优灌溉方案。以实际夏玉米播种面积为参考值,模拟并预测2022年及未来4年在不同灌溉方案下的夏玉米产量和节水总量,并依此分析塔额盆地夏玉米节水潜力。结果表明：（1）对AquaCrop模型作物生长模块主要参数、土壤水分胁迫参数和产量模块参数WP^*和HI₀进行参数率定,最终产量模块参数选择WP^*=35 g·m^-2、HI₀=43%,2021年和2022年产量模拟相对误差值分别为1.26%和1.07%。（2）结合模型模拟得出最优灌溉方案如下：起始灌水时间5月20日,灌溉定额470 mm,灌水周期7 d,灌水11次,作物水分利用效率2.005 kg·m^-3,产量9.423 t·hm^-2。（3）以2022年为现状水平年,最优灌溉方案下,现状水平年和未来水平年（2022—2025年）可分别实现节水量2.1338×10⁵、2.1826×10⁵、2.1992×10⁵ m³和2.2306×10⁵ m³。     

西北干旱内陆区石羊河流域用水结构演变及其驱动力分析

基于1991~2004年的甘肃省水资源公报中的用水数据,采用信息熵描述用水结构的演变,运用因子分析法研究用水结构演变的驱动力。结果表明,石羊河流域的用水结构特点是以农业用水为主,工业、生活及生态用水比例小;1991年以来总用水量变化不明显,农业用水比例降低,工业、生活用水比例相应增加;用水结构信息熵结果表明:金昌市的用水结构信息熵显著增加,而武威市和全流域的未来趋势不明显;因子分析结果显示以农业发展为主的社会经济因子是石羊河流域用水结构演变的主要驱动力。因此,石羊河流域应继续加大用水结构调整力度,通过关井压田和节水技术的推广降低农业用水比例,发展高效节水农业。     

灌水量及可降解膜覆盖对滴灌玉米土壤呼吸及产量的影响

以小区试验，设置3个灌水水平(W1：4 625 m³·hm^-2，W2：5 625 m³hm^-2，W3：6 625 m³·hm^-2)，2种可降解膜（M1：诱导期60 d，M2：诱导期：80 d）和普通塑料地膜（M3），研究不同处理对滴灌玉米土壤呼吸速率及其影响因子、产量等指标的影响。结果表明：各处理土壤呼吸速率日变化呈单峰型曲线，在14∶00出现最高值；土壤呼吸速率自苗期至成熟期呈先升高后降低的变化趋势，抽雄期W2M3取得最大值7.89 μmol·m^-2·s^-1。土壤呼吸速率与土壤温度、气温均呈显著正相关关系，与土壤含水率无相关关系。土壤温度敏感系数（Q₁₀）变化范围1.584～2.034，玉米生育期内土壤呼吸总量变化范围是17.75～23.44 t·hm^-2，籽粒产量变化范围是11.60～12.81 t·hm^-2。W2M3的Q₁₀为2.034、土壤呼吸总量为23.44 t·hm^-2、产量为12.81 t·hm^-2、收益为6 815元·hm^-2，均达到最大值；但其iWUE为2.28 kg·m^-3、经济-环境效益为1.83 kg·kg^-1，均未达到最大值。iWUE在W1M2取得最大值为2.51 kg·m^-3，W2M2经济-环境效益最优为1.42 kg·kg^-1。通过综合分析土壤呼吸总量、籽粒产量、经济—环境效益值、收益、iWUE的关系模型，认为最优灌水量为5 625 m³·hm^-2，诱导期为80 d。     

基于LMDI-SD耦合模型的关中地区水资源承载力动态预测与调控

为实现区域水资源承载力的动态预测与定量调控,构建LMDI-SD耦合模型。模型采用对数平均迪式指数（LMDI）分解法,识别用水量变化关键驱动因子;构建系统动力学（SD）模型,预测水资源承载力;以用水量变化关键驱动因子为调控指标,对经济社会用水进行全面调控;结合正交试验法,筛选最优调控方案。应用于2022—2035年关中地区水资源承载力的动态预测与调控,结果表明：（1）强度效应是关中地区农业用水量减少、生活和生态用水量增加的关键驱动因子,规模效应是工业用水量增加的关键驱动因子;（2）现状发展模式下,由于用水总量增加幅度（37.13%）远大于可供水量增加幅度（12.25%）,关中地区水资源承载压力逐年变大,从2026年开始将处于超载状态;（3）引汉济渭工程能从“供给侧”有效缓解关中地区水资源供需矛盾,但相对于快速增长的需求,部分城市水资源仍供不应求,还需从“需求侧”加以调控;（4）最优调控方案下,关中地区水资源可调控至临界承载状态,且相较于生活、生态及农业用水水平,工业发展规模调控范围更大,应重点优先调控。模型对可持续发展框架下,区域水资源规划与管理具有较好的实际应用价值。     

基于RVA的渭河中下游生态环境需水及其满足度研究

维持河流生态环境系统健康的关键在于满足河流生态环境需水。变动范围法（RVA）被广泛应用于河流水文情势的变化研究。提出了基于RVA阈值的生态环境需水计算方法。将该方法应用到渭河中下游林家村、咸阳和华县三个断面,得出三个断面的生态环境需水分别为5.295亿m³、11.274亿m³和23.908亿m³。与三个断面以往的研究结果相比,该方法具有一定的适用性。通过分析三个断面不同时期的生态需水满足度,得出三个断面的生态需水满足度最小值出现时间集中于汛期的5月、6月、8月和9月。因而在进行水资源配置时,应注意汛期的生态环境需水调度。     

覆膜方式与灌水量对滴灌甜菜叶丛生长及光合特性的影响

为探究覆膜方式与灌水量对叶丛生长期甜菜生长发育的影响,在新疆农业科学院安宁渠试验基地,以甜菜品种‘Beta379’为试验材料,采取裂区设计,主区为3种覆膜方式,分别为不覆膜（N）、覆单膜（T）、覆双膜（D）;副区为3种不同灌水量,分别为5 700 m³·hm^-2（W1）、4 200 m³·hm^-2（W2）、2 700 m³·hm^-2（W3）,测定叶丛期甜菜功能叶（倒四叶）叶面积、根围、丛高、叶片数等生长指标以及生物量积累与分配、光合特性。结果表明,不同覆膜方式以及不同灌水量均显著影响甜菜生长发育、光合特性以及干物质积累,其中双膜覆盖下4 500 m³·hm^-2处理与双膜5 700 m³·hm^-2、单膜5 700 m³·hm^-2均不存在显著差异,但较其他处理在叶面积、根围、丛高以及单根质量方面平均高出12.65%、12.96%、3.93%以及9.93%,同时提高甜菜光合作用从而显著增加了甜菜干物质积累量,其中茎叶干物质积累量平均增加15.84%、块根干物质积累量显著增加14.72%,为甜菜高产奠定了良好的基础。     

盐池县扬黄灌区玉米滴灌制度的制定

为了提高宁夏扬黄灌区水资源利用效率,促进玉米滴灌技术推广应用,在位于西北黄土高原的宁夏盐池县扬黄灌区开展了玉米滴灌制度研究。试验设计了单因素施肥水平2 131～3 847 m³·hm^-2共9个梯度灌水总额,灌水次数10~11次,单次灌水定额150～450 m³·hm^-2。通过对玉米生育期灌水量、土壤含水量、产量等指标的监测,分析了玉米生育期土壤含水量变化规律、各生育阶段耗水量强度、不同灌水定额下土壤水蓄存情况、年灌水量与产量的关系。结果显示：灌水前后0~40 cm土壤含水量有显著差异,40~100 cm差异不显著;单次灌水定额为225~375 m³·hm^-2时灌溉水在土壤中得到有效蓄存,而单次灌水定额为450 m³·hm^-2时,灌溉水有深层渗漏和侧渗现象。灌水量与玉米籽粒、青贮产量均呈正相关,R²分别为0.75和0.82,,在总灌水量为3 402、3 628 m³·hm^-2和3 847 m³·hm^-2时,产量分别为14 062、11 717、12 889 kg·hm^-2,籽粒和青贮产量均随灌水量增加而减少,灌溉水生产效率分别为2.46、2.01、2.14 kg·m^-3;灌浆期、抽雄期、拔节期是玉米生长的关键需水期,灌水定额为300~375 m³·hm^-2;盐池县扬黄灌区适宜滴灌次数10～11次,灌水总额3 405～3 660 m³·hm^-2。     

脱硫石膏配施不同量有机物料对盐碱土壤改良效果及作物产量的影响

以新疆玛纳斯河流域石河子绿洲盐碱地为研究对象，研究滴灌条件下脱硫石膏与不同量有机物料配施对盐碱土壤改良效果及作物产量的影响。采用微区试验方法，以单施脱硫石膏为对照（CK 1 000 kg·666.7m^-2），设计了3种施用量有机物料配施处理：A(1 000 kg·666.7m^-2+25 kg·666.7m^-2)、B(1 000 kg·666.7m^-2+50 kg·666.7m^-2)、C(1 000 kg·666.7m^-2+100 kg·666.7m^-2)。结果表明：脱硫石膏与有机物料配施均显著降低耕层土壤pH值和电导率，增加土壤孔隙度；3个处理0~10 cm和10~20 cm土层土壤中大团聚体分别较对照增加了9.96%、20.23%、33.50%和7.37%、20.54%、24.90%；耕层土壤中Na⁺的含量显著降低，Mg²⁺的含量显著增加；棉花籽棉产量分别较对照增加了5.77%、12.45%、17.96%。从农业生产的产投比考虑，综合土壤改良效果，脱硫石膏1 000 kg·666.7m^-2+有机物料50 kg·666.7m^-2配施模式效果较好。     

新疆玛纳斯河流域用水结构演变及其驱动力分析

采用2000—2013年相关统计资料,结合信息熵理论分析玛纳斯河流域用水结构演变特征。将用水系统划分为农业、工业、生活三大类,根据子系统的用水特点,借助灰色关联分析方法量化工业、农业和生活用水变化各因子的关联度,找出主要驱动力因子。结果表明:受单一用水系统的影响,用水结构信息熵增长速度较慢,用水均衡度较低,用水倾斜现象明显。结合关联度发现,气候变暖、ET0的增长以及土地盐碱化是流域农业用水居高不下的内在驱动因子,灌溉面积、棉花播种面积、工业产值、重工业比重的增加以及城市化建设水平是用水增加的主要外在驱动因子,节水灌溉技术的推广、节灌面积的增加以及工业用水效率的提升是缓解流域水资源供需矛盾的润滑剂。     

鄂尔多斯市工业用水变化趋势和需水量预测研究

随着工业的快速发展,工业需水量与日俱增,工业需水量的预测已成为城市供水和水资源规划极其重要的部分.以鄂尔多斯市为研究对象,对工业用水变化规律和影响因素进行了分析,确定其未来的需水定额.采用定额法和增长比率法对鄂尔多斯市2010、2015和2020年工业需水量进行了预测研究,结果比较符合鄂尔多斯市的发展实际,对水资源决策...     

梭梭生长对水分胁迫的响应规律研究

本研究旨在了解水分胁迫条件下准噶尔盆地梭梭的生长耗水规律,确定准噶尔盆地梭梭生态用水量.试验采用桶栽方法研究了梭梭在不同水分胁迫下的耗水规律、生长特性以及耗水和生长之间的关系.结果表明,水分胁迫程度越大,梭梭适应水分亏缺环境的过程越长.梭梭生长期最低耗水量为50 mm;当耗水量超过150mm时,其植株生长速度减慢;水分...     

紫花苜蓿耗水规律及其用水效率研究

归纳分析国内外不同地域、不同生产方式紫花苜蓿全生长季动态耗水试验研究结果,可以推断:需水量为450~1 100 mm,极端最高可达1 900 mm;耗水量为300~1 450 mm,极端最高可达2 245 mm;需水强度和耗水强度分别为3~7和2~7 mm/d,短期极端最高需水强度为14 mm/d;种植当年,生物产量和经济产量(含水量14%)的水分利用效率分别为8~12,9~14 kg/(mm.hm2),种植2 a及以上的分别为12~25和14~29 kg/(mm.hm2)。     

吴起县2015年水资源承载力评价

通过对吴起县生态和社会经济的全面调查,基于水量平衡理论,预测了吴起县2015年各行业的用水量,并运用水资源平衡指数对该县未来的水资源承载力进行了评价.结果表明:以目前的产业结构及发展趋势,到2015年时,吴起县农业用水量为0.295 4×108 m3,畜牧用水量为0.001 2×108 m3,林草地用水量为1.106 3×108 m3,工业用水量为0.073 8×108 m3,生活用水量为0.019 6×108 m3,总需水量为1.496 3×108 m3,占实际可利用水资源总量(1.901 4×108 m3)的78.7%,年内基本能满足水资源消耗的要求;以维持植被年内生长,避免土壤干层为目标的林地最小生态需水量为2.861 2×108 m3,水资源平衡指数为-1.5,水资源今后将难以承载生态和经济的发展规模.林业、农业及工业生产用水占用水总量的98.62%,说明在目前广泛进行黄土高原地区植被恢复,同时大力促进西北地区经济发展的情况下,县域范围今后水资源亏缺的主要压力来自于生态和经济建设耗水.因此,这一地区的水资源承载力研究,应以解决水资源在修复生态和促进经济发展之间相互挤占的矛盾为目的,合理配置,实现生态与经济综合效益最大化.     

陕西省近10年来水资源足迹动态变化研究

水足迹是指在一定的物质生活水平下,维持一定人群消费所需要的总的水资源数量[3]。文中以陕西省为例,运用产品虚拟水研究方法测算并分析了陕西省1998-2007年的水足迹及其动态变化,结果表明:自1998年来陕西省水足迹总量稳定在239-267亿m3,人均水足迹保持在660-730m3,两者总体呈上升趋势,10年间陕西省水资源集约利用度提升迅速,水资源压力指数由于受到降雨量等因素的影响,波动较大,总体有所升高。将陕西省水足迹与同期全国其他城市以及国外一些国家进行了对比,并提出了降低水足迹以缓解陕西地区水资源压力的几条途径。     

塔里木河干流区的水量消耗和潜力分析计算

本文分析了塔里木河干流区的生态环境及耗水状况,提出了节水措施及塔里木河流域合理用水,改善生态环境的途径。     

塔里木盆地南缘诸河水资源利用的生态意义

水资源利用的本质是人类对天然河流、湖泊等进行开发利用的活动 ,它一开始就定位于对流域内河流、湖泊水量在时间和空间上的重新分配。由于这种活动 ,流域内的水系统及其相适应的生态系统 ,自 2 0世纪 5 0年代以后发生了巨大变化 ,并引起了不可忽视的生态和社会问题。以塔里木盆地南缘诸河流域为例 ,从生态学角度分析了流域的水资源利用对生态系统的影响 ,尝试性地提出干旱区流域生态需水量在水资源利用中的定位和基本生态水量的确定方式 ,并对新疆目前开展的一些生态建设项目提出了自己的认识。     

新疆渭干河-库车河三角洲绿洲生态需水研究

绿洲是干旱区独特的景观类型,是人类活动的主体区域,绿洲的开发规模取决于水资源的利用程度和管理水平。在干旱区生态用水的概念与分类基础上,依据部分试验资料及理论公式推导确定各类生态用水定额,并以各生态用水类型面积为依据,对渭干河-库车河三角洲绿洲生态用水进行了初步估算。结果表明:渭干河-库车河三角洲绿洲生态用水总量达24.158×108m3,其中天然系统用水量为21.991×108m3,占91.03%;人工系统用水量为2.167×108m3,占8.97%。在天然系统用水中低地草甸最大,达11.417×108m3,占47.25%;在人工系统用水中,园林生态用水最大,达1.005×108m3,占4.16%。由于天然植被的生态用水主要来源于地下水,故扣除平原地下水补给量19.603×108m3,实际生态用水量为4.555×108m3。     

不同种源沙柳(Salix psammophila)苗木蒸腾耗水特性的研究

于2004年生长季节利用BP3400精密天平等仪器,在人工模拟干旱的条件下,对5个种源沙柳苗木的连日耗水量和耗水速率日变化规律进行观测。结果表明:5个种源沙柳的连日耗水量呈现一致的波动递减趋势;耗水速率日变化均呈明显的"单峰型"曲线,峰值出现在12:00-14:00,随干旱胁迫的加剧,民勤和榆林种源提前到10:00-14:00。白天平均耗水速率和最大耗水速率均是适宜水分>中度干旱>严重干旱。民勤种源在整个干旱胁迫过程中总耗水量最小为1876.9g,其次是达拉特种源(1972.8g)和盐池种源(2001.8g),耗水量最大是乌审旗(2200.6g)和榆林种源(2112.9g)。沙柳各种源最大耗水速率与白天平均耗水速率的比值非常接近,平均为1.56,根据这一比例关系,在对沙柳的最大耗水速率进行测定后,可以推算出其白天的平均耗水速率,并进一步推算白天(或整天)的耗水量。     

不同水分生境对梭梭耗水量的影响

本文根据梭梭在干燥沙丘和灌溉沙地的生长节律、水分生理特性和蒸发、蒸腾的实验资料,分析了不同水分生境对梭梭耗水量的影响。结果表明,不同的土壤水分条件,梭梭柴和白梭梭在耗水量和耗水特性等方面有明显的差异。