发展旱作节水农业 确保农业可持续发展

农业灌溉用水约占我国总用水量的70%,而农业用水的90%是灌溉用水。而全国灌溉用水有效利用系数仅为0.3～0.4左右,与发达国家的0.7～0.8相比,相差甚远。资料显示,按正常需要和不超采地下水,我国年缺水总量约为300亿～400亿m^3．每年农田受旱面积700万～2000万hm^2,因缺水少生产粮食350亿～400亿kg。     

制约我国农业高效用水发展的主导因素分析

在分析我国节水农业发展现状的基础上,提出了制约我国农业高效用水发展的4个主导因素,节水虽得到高度重视,但行业之间协调不力,缺乏整体思路;节水虽有一定科学积累,但未形成整体优势,甚至有些方面科研滞后于生产,亟待提升;管理水平落后,缺乏用水标准;政策法规不健全,投资体系不完善,节水实施不力。最后,对如何实现农业高效用水提出了若干对策与建议。     

新疆全面推行高效节水农业 提高水资源利用率

<正>为改变用水结构不合理、水资源利用率低的现状,新疆维吾尔自治区决定在更大范围内推行高效节水农业,对新建的高新节水灌溉项目予以补贴。     

塔里木河流域内气候要素变化的非均衡性及其成因分析

将塔里木河流域灌区分成阿克苏地区、塔里木河下游地区和南疆西部自然区3个区域,分别代表水源丰富区、严重缺水生态脆弱区及自然生态区.选取流域内44个气象站1961-2011年生长季节(3-10月)气温、降水量、相对湿度、大风日数、定时平均最大风速、≥0.1mm的降水日数等资料,用线性趋势分析及Mann-Kendall法对各区气候要素变化特征进行对比分析.结果表明:(1)3个区域气温、降水量及相对湿度具有一致的线性增加趋势,但其增加速率存在显著差异(P＜0.05).阿克苏地区(丰水区)气温升高速率小、降水量和相对湿度增加速率大,塔里木河下游地区(缺水区)气温升高速率大、降水量和相对湿度增加速率小.降水量增加主要发生在20世纪80年代,比70年代增加了22.29％ ～41.00％,相对湿度在90年代呈现较高增加势头,比80年代增加4.10％ ～6.27％.(2)M-K突变检测表明,塔里木河流域相对湿度于1973年发生了突变,降水量发生的突变年份各区域差异较大,阿克苏地区在1975年,塔里木河下游在1979年,南疆西部在1989年.(3)3个区域气温、降水量及相对湿度一致的线性增长趋势,主要是受大气候背景的影响.线性增长速率的差异,主要与局地人类活动即灌溉用水不均衡有关.研究结果可为进一步认清灌区气候变化,合理开发利用塔里木河水资源提供科学依据.     

基于循环修正的灌溉用水效率综合评价方法

灌溉用水效率是最严格水资源管理制度建设中用水效率控制红线的重要组成部分,也是衡量灌区节水改造进展与效果的重要指标。针对灌溉用水效率评价中存在的单一方法评价结果不一致的难点问题,该文以12个灌区用水水平与用水效率实地调查分析为基础,首先采用突变理论评价方法、熵值法和层次分析法进行灌溉用水效率评价,再以Spearman等级相关系数作为检验标准,利用平均值法、Board法、Copeland法、模糊Borda法4种组合评价方法对单一评价结果进行组合,反复迭代,得到各灌区农业用水效率综合评价排序。最后,根据影响灌区排序的主要指标将灌区分为3类,指出了影响各灌区灌溉用水效率的主要因素及其改进措施,对灌区节水改造与农业用水效率管理具有参考意义。     

基于水足迹的中国农业用水效果评价

为兼顾灌溉用水效率和总量控制评估区域农业用水效率,结合水足迹与灌溉发展状况构建了农业用水效果评价指标（agricultural water use effect,AWE）,AWE越小农业用水效果越好。在核算2000-2014年间31个省区农作物水足迹的基础上,分析了中国AWE的时空格局及其与灌溉用水效率指标之间的关系。结果显示：中国年均农作物水足迹为1.097 2×1012 m3,蓝水、绿水足迹分别占13.1%和86.7%,且均随时间增加;单位耕地面积农作物水足迹及绿水比例均呈现由东南向西北递减,研究时段内灌溉效率稳步提升,而由于灌溉用水规模的扩大和蓝水足迹比例的增长,AWE由2003年的0.113增长到2014年的0.137,中国农业用水效果呈恶化趋势;AWE空间差异大,且在不同年份均表现为黄淮海平原和西部省区较大而东南沿海较小;经济发达地区农业用水效果有明显改善趋势,而粮食增产任务加大的黑龙江省AWE的增速最大;AWE与传统灌溉用水效率评价指标无空间一致性,灌溉效率和水分生产率高的北方农业主产区应注重农业生产用水效果的评估与提升。农业用水效果评价可为区域灌溉用水效率提升与总量控制的科学研究与决策实践依据。     

中国用水结构发展态势与节水对策分析

在分析中国用水结构与发展态势的基础上,进一步剖析了中国用水现状与节水工作中存在的主要问题,据此提出了在中国必须实施综合节水的战略构思,并就如何实施综合节水提出了若干对策与建议。得出如下主要结论:①近期我国年供水量将基本维持在5 600亿m³,不会有过大的增长;我国农业年用水量将基本控制在4 000亿m³左右,但必须满足16亿人口的食物安全需要。②农业、工业、生活用水比重在近期内将基本维持在7∶2∶1的水平,其发展态势为农业用水的比重逐渐降低,而工业、生活用水比重逐渐增加,2030年农业用水比重有可能降低到60%。③农业、工业、生活节水并重,实施综合节水战略;农业节水属战略性节水,国家应给予一定扶持,不必过分追求经济效益,但需建立符合国情的节水农业技术体系和配套的政策体系;工业节水、生活节水属效益节水,应以降低万元产值用水量,提高水的重复利用率为目标,依靠现代科学技术,水价政策调控与法律法规手段强制实施,并努力赶超国际先进水平。④科技节水、产业节水、政策节水实质性溶合,以科技节水为引导和支撑,以产业节水为主要内容,以政策节水作为保障条件,建立节水型社会。     

不同灌水水平下CROPGRO棉花模型敏感性和不确定性分析

基于过程的作物模型使用大量的品种和土壤参数来模拟作物生长和土壤水分变化。对于新的作物品种或新的环境,这些参数往往需要重新率定,然而许多参数难以通过实测获得。敏感性分析(sensitivity analysis,SA)可以量化模型输入参数对模型输出的影响,通过筛选出敏感性较大的参数进行率定,而把敏感性较小的参数设为固定值,可以极大简化参数率定过程,提高工作效率和模型模拟精度。为了给DSSAT-CROPGRO-Cotton模型应用于新疆地区进行棉花灌溉制度优化提供本地化的模型参数,对该模型进行了敏感性分析和不确定性分析。该文依据新疆石河子的棉花大田试验资料,应用Morris法和扩展傅里叶幅度敏感性检验(extend Fourier amplitude sensitivity test,EFAST)法对DSSAT-CROPGRO-Cotton模型3个灌水处理(60%ETC、80%ETC和100%ETC,ETC为作物蒸发蒸腾量crop evapotranspiration)下6个输出结果(初花天数、成熟天数、籽棉产量、地上干物质量、最大叶面积指数和蒸发蒸腾量)对于品种和土壤参数进行敏感性分析,并比较了2种方法的相关关系,最后对EFAST法的输出结果进行不确定性分析。相关分析结果显示,对于地上干物质量和最大叶面积指数,Morris法和EFAST法相关性介于0.87~0.93,对于模型结果成熟天数、籽棉产量和蒸发蒸腾量,2种方法相关性介于0.66~0.81。敏感性分析和不确定性分析结果显示,模型模拟灌水处理对初花天数无明显差异,且模拟初花天数和最大叶面积指数存在参数敏感性过于单一现象。模型参数敏感性随土层而不同:对于成熟天数,40~80 cm土壤参数的敏感性更强;对于地上干物质量和蒸发蒸腾量,80~120 cm土壤参数的敏感性更强,这可能是由于该地区气候干旱,下层土壤水分充足程度直接影响作物受到水分胁迫的程度,进而影响作物生长发育和蒸发蒸腾量。模型输出结果最大叶面积指数和蒸发蒸腾量存在一定程度的高估。该研究可提高CROPGRO-Cotton模型在新疆地区的模拟效率和模拟精度。     

“汕优63”不同产量水平下增产因素分析

试验研究了“汕优63”不同产量水平下(7.1～15.5t/hm~2)产量与其构成因子的相关性增产因子结果表明,产量主要由单位面积颖花数和实粒数决定,产量<12t/hm~2时产量随总穗粒数增加而提高,而>12t/hm~2时产量则随穗数增加而提高。单位面积颖花数<5.5万个/m~2时颖花数随总穗颖花数提高而提高,而>5.5万个/m~2时颖花数则随穗数增加而增加。穗粒重与穗粒数呈正相关,穗粒数每增加1粒则穗粒重提高0.0241g。     

基于层次分析-熵权法的内蒙古农牧交错带农业用水水平综合评价

在我国北方干旱半干旱地区,农业灌溉是水资源消耗的主要途径,农业水资源利用效率的高低,直接决定着区域可利用水资源量。为探究我国北方农牧交错带农业用水水平,以内蒙古农牧交错带农业灌溉用水为研究对象,在综合分析用水现状的基础上,通过层次分析—熵权法和模糊综合评价相结合的方法,选取体现农牧交错带农业用水特征的代表性指标,构建农牧交错的农业用水水平综合评价体系,对2020年内蒙古农牧交错带农业用水进行综合评价。结果表明：内蒙古农牧交错带各旗县间农业灌溉用水量相差较大,整体呈现东高西低趋势,灌溉水量为582.41～4 905.86 m³/hm²,灌溉水利用效率为51%～84%;各旗县农业用水综合评价得分为2.26～3.67,农业用水水平整体处于中等偏上,29个旗县中较高水平占比44.80%,中等水平占比55.20%;与作物水分利用效率(WUE)对比,构建的综合评价体系可以更真实地反映出农牧交错带农业用水实际情况,对于农牧交错带中农业用水水平处于中等偏下水平的旗县地区,需加大力度发展农业节水措施,提升农业水资源利用效率。     

宁夏引黄灌区井渠双灌节水效果研究

定量研究了宁夏引黄灌区地表水与地下水联合利用的节水效果。引黄灌区的大引大排是造成渠系输水损失、农田地下水位高和潜水蒸发严重的主要原因，在整个黄河流域用水十分紧张的现状下，以引黄灌区地下水可开采量为基础，根据现有的机井条件并有计划的布设发展一批机井，考虑开采一定数量的地下水用于农业灌溉，在灌区逐步实现基于井渠双灌的水资源高效利用。研究结果表明，随地下水利用量的增大，可有效的降低灌区地下水位0.5～1.0 m、使引黄灌区的总耗水量从39.64×10⁸ m³降低到29.95×10⁸ m³、渠首引用水量从81.71×10⁸ m³降低到64.79×10⁸ m³。     

塔里木河中游径流变化分析

在多年水文数据的基础上,分析了塔里木河中游1957~2002年间径流年际变化及1992~2002年径流月际变化的特点、趋势及其原因和影响。得出1957~2002年间塔里木河中游径流不稳定、不平衡,并且径流呈逐渐减小的趋势,其主要原因是源流区和上游区大量引水所致;塔里木河径流月际变化呈明显的西北型河流的特点,在7~9月为洪水期,水量可占全年水量的79.31%,4~6月份由于农业用水,导致径流量下降。塔里木河径流的这些特点给水资源管理加大了难度。     

塔河下游典型绿洲灌区不同土地利用类型土壤的盐渍化特征

[目的]探明干旱区绿洲不同土地利用方式下土壤的盐渍化特征,为区域土地资源可持续有效利用提供支撑。[方法]运用GPS定位技术对塔河下游灌溉用水、地下水以及4种典型土地利用方式下的土壤分不同季节进行调查与采样,并结合室内测定结果,对灌区内的盐分、盐分离子变化特征及其成因进行分析。[结果]研究区土壤呈碱性,盐分类型主要为硫酸盐—氯化物型,盐分含量在2.44～118.05g/kg之间,pH值范围在8.05～8.34之间,不同土地利用类型下土壤盐分含量和pH值在各季节的整体变化均表现为：盐荒地>盐碱草地>耕地和林地。从不同土层深度来看,耕地的盐分在6月和10月呈表聚型,在3月和12月无明显规律,盐荒地和盐碱草地在不同季节下不同土层深度的盐分变化均呈明显的表聚型,林地在各季节下无明显规律。研究区受水库地理位置影响地下水水位较浅(1.4～3.51 m),地下水矿化度较高(1.56～21.30 g/L),灌溉用水、地下水中的盐分离子均以Na⁺和Cl^-为主。[结论]研究区不同土地利用类型下的土壤盐渍化特征主要是受地表覆盖度、作物种植类型、灌溉事件等...     

塔里木河水质现状综合评价

塔里木河水质污染对中、下游地区的生态系统的稳定性及社会的持续发展带来了不利的影响。利用阿克苏河的龙口、西大桥断面以及塔里木河干流上游的阿拉尔、十四团断面2001-2005年实测数据，在统计软件STATISTICA的支持下，利用主成分分析方法和水质指数法进行了塔里木河水质评价研究。结果表明，龙口和西大桥断面的水质属于一级（清洁）水，而阿拉尔和十四团断面的水质属于4级（中等污染）及5级（重污染）水。塔里木河的主要污染物为氯化物、总硬度、矿化度、硫酸盐、亚硝酸盐等。     

塔里木河流域2003年虚拟水计算初探

简要介绍了虚拟水含量的计算方法。根据2003年塔里木河流域的资料,计算了主要农产品单位质量的虚拟水含量、城乡居民消费的虚拟水含量和生产产品的虚拟水含量。(1)与西北其它地区相比较,塔里木河流域生产单位质量的农产品虚拟水含量相对较低。(2)从塔里木河流域虚拟水消费总量看,城镇居民与农村居民的消费相差不大,分别为3.71×109m3和3.30×109m3。而其中一些消费产品,如粮食、猪肉、家禽、鲜蛋、糕点和鱼虾等的消费在城镇居民与农村居民间仍然存在着一定的差异。(3)全社会消费的虚拟水数量和实际生产产品中的虚拟水含量分别为7.01×109m3和2.20×1010m3。可以看出在塔里木河流域实际生产产品的虚拟水含量远远大于各项消费的总虚拟水含量。     

黄河上游灌区稻田氨挥发损失研究

采用密闭气室间歇式抽气法研究了黄河上游灌区不同施肥处理下稻田氨挥发损失特征。结果表明,在水稻全生育期不同施肥处理下稻田氨挥发量为N 27.6～94.1 kg/hm2,肥料氮损失率为16.4%～22.2%;不同施肥阶段氨挥发损失持续时间为10 d左右,氨挥发最大峰值均发生在施肥后2～3d;分蘖肥后氨挥发损失量最大,损失量占全生育期损失总量的27.1%～37.0%。温度、光照、pH值是黄河上游灌区氨挥发的主要影响因素,稻田田面水铵浓度与氨挥发呈显著线性正相关。稻田氨挥发损失量随氮肥施用量的增加而增加,与习惯施肥（N300）相比,减氮20%（N240）及有机肥和化肥配合施用（N240-1/2OM）均能有效减少稻田氨挥发损失,且这两个处理的水稻产量最高,是生态效益和经济效益双赢的最佳模式。     

塔里木河中游地区水资源状况分析

在多年水文和气象数据的基础上，分析了作为塔里木河中游地区主要水资源的径流与降水量的多年变化的特点、趋势及其原因和影响。认为多年来该地区水资源呈逐渐减少趋势，并且年内水资源分配极不平衡，多集中于夏季。这些情况给该地区的生态环境带来威胁，给水资源管理带来很大困难。     

水情波动下2006-2011年塔里木河下游植被变化研究

由于开都-孔雀河来水量的减少,塔里木河下游生态输水量自2006年开始锐减,之后连续枯水3a,直至2010年来自上游的输水水头才重新到达塔河下游台特玛湖处。采用2006-2011年Landsat TM卫星遥感影像数据,对塔里木河下游区域进行了植被分类和覆盖度信息提取;在连续植被变化监测数据的基础上,研究了水情波动影响下的塔里木河下游地区植被时空变化格局,探讨了形成植被变化时空差异的主要原因。结果表明,2006-2011年植被覆盖面积总体上呈现先下降再升高的现象,其中灌木林地变化最为显著;2011年研究区植被覆盖度总体高于2006年,大部分区域的植被覆盖度呈缓慢增加趋势,覆盖度显著增加区域面积占2011年植被覆盖面积6.3%;生态输水量的变化是影响塔里木河下游植被生长与恢复的主导因素,大范围的植被恢复的主要原因在于地下水位的显著抬升,而地下水位的升降主要依赖于生态输水量的变化。     

塔里木河流域地表水和地下水的转化关系

[目的]探究塔里木河流域地表水和地下水的转化关系,为该流域水资源形成机制研究和促进水资源合理开发利用提供科学依据.[方法]以氧同位素(δ18O)作为示踪剂,采用稳定同位素技术和水化学原理分析了塔里木河流域地表水与地下水转化关系.2018年沿塔里木河上、中、下游采集了90组地表水样和地下水样,并测量相应的氘氧稳定同位素和...     

塔里木河流域水文过程的特点初探

根据1957-2003年塔里木河流域气温、源干流水文资料，对塔里木河流域基本水文过程，山区降水和温度变化、源流区来水情况以及干流区各段水资源消耗进行分析，试图对近50年来塔里木河流域水文过程的特点进行初步分析和讨论。结果显示：塔里木河流域特殊的自然条件造成流域径流的形成区与水资源开发利用区，水资源荒漠平原消耗区相分离，而由于全球气候的变化。山区温度升高和降水增加，源流区径流量大幅增加，其中对干流影响最大的阿克苏河近10年进入特丰来水时期；但是，塔里木河干流来水量并未增加反而呈现微递减的走势，随着干流上游段耗水量的不断增加，塔里木河中下游生态环境明显退化。