黑龙港低平原区抗旱抗涝灾害研究

河北省东南部黑龙港低平原区,水资源不足是这一地区农业生产的主要限制因素.但是由于降水分布极度不均,涝灾也时常发生.针对这一气候特点,在摸清四水转化规律和作物耗水规律的基础上,建立了一套与农田耗水相适应的、跨时空调节的农田抗(旱、涝)灾应变体系,为缓解水资源的不足开创了一条新路.     

灌区蓝绿水资源与作物生产水足迹多时空分布量化分析

作物生产水足迹度量作物生产过程对不同类型水资源的消耗,为实现农业水资源管理与评价提供了更全面的新视角。该研究通过耦合土壤水分动态平衡模块,考虑输配水损失,构建灌区蓝、绿水资源与作物生产水足迹多时间尺度分布式量化模型;以宝鸡峡灌区为例,定量评价不同典型年灌区蓝绿水资源与作物生产水足迹多时间尺度演变规律。结果表明:宝鸡峡灌区蓝绿水资源总量在2008-2017年呈上升趋势。各作物对绿水资源利用效率均持续上升,而小麦蓝水资源利用效率呈下降趋势;玉米、小麦生产总水足迹整体呈上升趋势,多年平均值分别为573和779 m3/t;作物生产绿水足迹在拔节-灌浆期占比较高,成熟期占比较低;作物生产水足迹在日尺度波动幅度最大;平水年、丰水年灌区用水存在不合理现象,枯水年作物生产单产水平最高,总水足迹最低,水资源利用效率最高。该研究所构建模型可移植适用于无排水渠系灌区水文模拟,准确量化灌区农业生产耗水,解析日-月尺度作物生产水足迹演变特征,有助于明确灌区作物耗水规律,进而高效利用绿水资源,合理配置蓝水资源,提高作物产量,实现高效生产。     

渭河流域地表水资源未来变化趋势分析

全球气候的暖干变化,将会加剧水资源供需矛盾。在分析渭河流域降水及径流量时空分布基础上,根据渭河产流和水平衡原理,依据假定的未来不同气候变化情景,采用模型模拟方法,分析了渭河流域地表水资源量对气候变化的响应趋势。提出了该地区水资源合理利用方案。     

河西走廊水资源变化与生态环境时空关联分析

[目的]对河西走廊地区2003—2015年水资源和生态环境的时空变化规律以及时空关联关系进行分析,为该区水资源合理开发利用及实现生产、生活和生态可持续发展提供科学依据。[方法]利用GRACE重力卫星数据、TRMM降水数据与MODIS的植被指数数据,通过线性回归与相关性分析等方法,分别对河西走廊整体、3个流域分区和像元尺度的水资源变化与生态环境时空变化规律及其相互作用机制进行分析。[结果]年尺度上河西走廊及3个流域分区的水储量均呈现下降趋势,黑河流域与石羊河流域下降速度最大。研究区历年降水趋势稳定无明显变化,植被呈正增长趋势。月尺度上水储量变化与降水量和植被指数呈正相关,年尺度上水储量变化量与降水量不存在相关关系,与植被指数年均值存在高度负相关,并表现出明显的空间异质性和尺度效应。[结论]研究区人工植被尤其是耕地的快速、持续上升,加大了水资源的消耗,造成水储量逐年下降。     

1981－2020年黄土旱塬区冬小麦田耗水组分特征及其影响

深入理解农田耗水组分特征对提高干旱地区作物产量和水资源利用效率具有重要意义。该研究利用1981－2020年西峰国家农业气象试验站冬小麦定位观测资料,分析黄土旱塬区冬小麦田耗水组分特征及年代际变化规律,并探究其对叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）、干物质积累分配和转运、产量及水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）的影响。结果表明：近40年研究区冬小麦田全生育期耗水量平均为315 mm,生育期降水和休闲期土壤贮水消耗占比分别为69.4% 和30.6%,不同年代、不同生育阶段耗水组分存在差异,起身-开花期是休闲期土壤贮水消耗的主要时期;随着年代际推移,LAI、干物质量、产量及WUE均呈现增加趋势,其中LAI增加主要受年际降水的调控作用,且与耗水组分中生育期内降水增加密切相关,而近10年（2011－2020年）受生育期降水增加及抗旱高产品种影响,冬小麦干物质量、产量及WUE显著增加（P<0.05）。研究成果可为黄土高原旱作农业水资源高效利用提供参考。     

灌区分布式多水源时空优化配置

为充分考虑灌区多水源供需水时空分布不均问题,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为例,通过遥感技术反演土壤含水率并计算不同生育期的土壤水分修正系数,进而计算各子单元的作物需水量;分别以水库配水缺水量最小、灌区效益最大作为配置目标建立灌区分布式多水源优化配置模型,计算并分析9种水文情景下（蓄水高值-降水丰值、蓄水高值-降水平值、蓄水高值-降水枯值、蓄水中值-降水丰值、蓄水中值-降水平值、蓄水中值-降水枯值、蓄水低值-降水丰值、蓄水低值-降水平值、蓄水低值-降水枯值）配水量的时空分布规律。结果表明：通过遥感反演并模拟得出的灌区土壤含水率空间分布符合灌区实际土壤情况;漳滏河灌区4～8月的累计需水量最大,占全年总需水量的76.8%;不同情景下,民有分区的配水量均高于滏阳河分区,且空间分布变化规律明显;为保证灌区的经济效益,应优先选择水价较低、单位面积配水量较高的引黄水作为主要外调水源。研究结果可为灌区水资源时空配置及水资源高效管理提供新思路。     

黄土区旱地春小麦农田水分生态特征与改善途径

本文应用固原与黄土高原多年多点旱作春麦农田水分资料,对旱地春麦的农田水份平衡、作物耗水规律、土壤耗水分布与利用程度、作物产量与土壤有效贮水和生育期降水的定量关系、提高土壤水分利用率的途径与效益等进行了比较系统的研究。结果:（1）旱作春麦总耗水量平均为300mm左右,丰水年近于400mm,旱年260mm左右;（2）总耗水中,土壤供水占35%,生育期降水占65%;（3）土壤耗水大部分来源于1m土层,占85%,1～2m土层仅占15%;（4）1m土层有效贮水最大利用程度已达86%以上,所剩水量已为难利用水,无多大潜力可挖;1～2m土层有效水最大利用程度仅50%左右,尚有60mm以上水分未得到充分利用,（6）生育期降水对产量的贡献大于土壤贮水,其回归系数分别为0.233和0.213kg/mm,单位水量（mm）的产量效应生育期降水比土壤贮水高9.4%;（6）作物耗水强度前期为每天1.0mm,中期为3.0mm,后期为2.0mm,全生育期平均为1.9mm,其耗水进程呈Logistic规律;（7）春麦产量与总耗水量之关系,在耗水量450mm以内呈幂函数关系,其方程为Y=aET^b。     

西藏地区干旱指标的时空演变

为明确西藏自治区干旱情况的时空变化特征,了解该地区气候变化规律,为该地区水资源的优化配置特别是农业水资源的高效利用提供依据。以西藏自治区为研究对象,根据37个气象站点从1981—2012年的逐日气象观测资料,对西藏32 a的UNEP干旱指数、降水、降水集中指数PCI进行了时空变化规律研究。结果表明:干旱程度随时间推移递减,UNEP干旱指数从西到东逐渐增大,整个区域从西到东依次由特干旱气候区向湿润半湿润及湿润气候区过渡。降水量从西部地区到东南部地区逐渐增大,年均降水量从68.8 mm增大到700 mm。西藏地区年内降水量的季度集中性从东南到西北地区越来越高。研究为西藏自治区大范围的水资源管理和农业灌溉提供实践依据。     

耗水概念和供水概念的开发利用率方法辨析

通过耗水概念和供水概念的开发利用率分析,明晰了用以反映流域水资源开发利用水平和水资源利用潜力的开发利用率概念内涵,通过实例比较认为耗水概念的开发利用率能够更明晰更确切地帮助水资源管理者作出流域是否具备水资源开发潜力的判断。同时利用耗水概念开发利用率方法分析了辽宁省主要河流水资源开发利用程度,反映出了辽宁省水资源开发利用面临的压力。     

加强闽北山区森林植被水源涵养与调节作用的探讨

闽北山区雨量充沛,但时空分布不均,加上地形地貌等因素,极不利于降水的涵养与充分利用,正确认识山区森林植被与水土保持的关系,加强森林资源保护,提高其涵养与调节降水资源的功能,减少水旱灾害,促进人水和谐是十分必要的。     

黄土丘陵区土壤水资源评价指标与分析

在总结土壤水研究现状和对土壤水的资源特性认识的基础上，重新定义了土壤水资源，土壤水资源是指植物根系可吸收利用的范围，其补给主要来源于大气降水，即能被植物（包括农作物）及土壤微生物所利用并可以恢复和更新的土壤水的数量；并阐述了土壤水资源的特征，它具有对降水依赖性与相关性，不易保存性或易耗散性，不可开采性与就地利用性，有效性和无效性，可调控性的特征；提出了土壤水资源的评价指标，包括土壤水资源最大存储量、可利用量、无效水资源量和实际存储量；根据评价指标初步计算了黄土丘陵区典型地区的土壤水资源。     

虚拟水理论及其在粮食安全中的应用

中国的水资源短缺直接影响到粮食生产,进而影响粮食安全。运用虚拟水理论,通过虚拟水战略,使缺水的国家和地区以贸易的方式获得本地区所需要的水资源,促进商品生产和服务,进而稳定本地区经济可持续发展。该文着重介绍了农作物和畜牧产品的虚拟水计算方法,并结合中部四省区在农业生产中的实例,指出虚拟水战略作为解决水资源短缺的一种备选方案,通过虚拟水贸易使虚拟水在全球范围进行配置。作为一种调节手段,可增加水资源紧缺地区的水资源供应,从而维护区域或国家的水资源安全和粮食安全。对实现水资源的优化配置和粮食安全生产有着重要的理论和现实意义。     

阶段性缺水对冬小麦耗水特性和叶面积指数的影响

为了缓解华北平原淡水资源的不足,合理调配水资源,在中国科学院南皮生态农业试验站进行了淡水阶段性缺水灌溉试验研究,结果表明,当某生育阶段灌水被取消时,不但使作物在本生育阶段受水分胁迫,而且在后续生育阶段也受到一定程度的水分胁迫。相比阶段性缺水来说,旱作对叶面积指数和产量的影响程度最大。与充分灌溉的叶面积指数相比,缺水阶段的减小并不是最大的,缺水阶段之后的叶面积指数减少更大,从节水和对作物生长的影响2个方面综合考虑,缺灌浆水对叶面积指数和产量的影响程度最小。在淡水资源缺乏的区域采用阶段性缺水灌溉是节约水资源的重要途径。     

浅谈全球水资源态势和中国水资源环境问题

随着人口的不断增加,人类不但消耗大量水资源,而且还严重破坏资源环境,使全球及我国水资源量日益减少。在分析全球水资源态势的基础上,以可持续发展理论为指导,分析我国水资源现状,造成我国水资源短缺的主要原因是水资源环境破坏严重,指出我国实现水资源可持续利用的对策首先应大力植树种草和修复水资源环境,从而从根本上解决水资源短缺的问题。     

黄土高原水土保持在黄河流域水资源开发利用中的地位和作用

黄河流域水资源十分短缺,已成为制约流域经济发展的主要因素。近年来黄河下游日趋严重的断流现象,引起了中央领导、国家主管部门和有关学术界的高度重视。解决黄河流域水资源短缺问题,合理开发利用水资源,必须上、中、下游兼顾,近、中、远期结合,开源与节流并重,实行降水资源与河川径流开发利用并举。在黄河流域水资源开发利用中,黄土高原水土保持具有不可忽视的积极作用和十分重要的战略地位     

再生水灌溉草坪对土壤质量影响的试验研究

采用随机区组设计,研究了再生水(Reclaimed Water)灌溉黑麦草(Lolium perenne L.)、早熟禾(Poapratensis)、高羊茅(Festuca arundinacea)、结缕草(Zoysia japonica)、野牛草(Buchloe dactyloides)、麦冬(Radix liriopes)6种草坪草对土壤质量的影响,结果表明:(1)再生水灌溉能增加土壤养分,但根据养分在土壤中迁移的难易程度及不同草坪的根系分布特征,再生水灌溉输入的养分在土壤剖面分布不同;(2)再生水灌溉后的土壤虽然碱化度处在5%～10%弱碱化范围,但与自来水灌溉相比,其在土壤剖面中的分布有扩大的趋势;(3)在6种供试草坪草中,再生水灌溉后黑麦草和结缕草土壤质量最好,可见黑麦草和结缕草比较适宜进行再生水灌溉。     

动态水资源开发研究

全生态农业理论认为 ,可开发水资源存在于水循环的全过程之中。动态水资源观念是从水循环运动过程的全角度看待水资源的。要从根本上解决我国北方地区缺水问题 ,须开发蒸发阶段的水资源 ,而恢复生态系统结构功能即是控制降水蒸发的重要手段。我国西北地区水资源缺乏 ,采用全生态农业技术开发动态水资源 ,将会加快这一地区的建设进程     

基于农业种植结构的黑龙港地区水资源供需平衡分析

黑龙港地区是华北平原水资源最为缺乏的地区,同时又是重要的农业生产基地。该区地表水资源短缺且污染严重,农作物需水主要依赖降雨和开采地下水资源。分析了该区现行农业种植结构和水资源时空分布格局,研究了不同农作物对水资源的时空需求,并基于农业种植结构开展了区域水资源供需平衡状态评价。评价结果表明,研究区普遍存在水资源供需不平衡的问题,尤以黑龙港北半部地区最为突出,种植结构与水资源空间分布格局匹配程度很差,作物需水量大,水资源供给不足。针对这一突出问题,应调整农业种植结构,研发多源水资源综合开发技术,建立分时空供水机制。     

银川城市再生水资源利用方式探讨

再生水是一种稳定可靠的、可再生利用的水资源,它是解决城市缺水的一条重要途径。就银川市城市水资源利用问题进行分析,论证了再生水利用的可行性,并且提出合理利用再生水资源,能有效地解决城市水资源短缺的措施。     

宁夏小流域治理中的水资源调控理论与实践

宁夏干旱少雨,天然降水是可利用的重要水资源。介绍了宁夏小流域治理中利用水资源的理论与实践,即在小流域综合治理中坚持就地拦蓄、流而不失"两个基本论点",贯彻化整为零、化零为整的"两个基本战术",应用工程、植物、耕作"三类治理措施"建立坡面接纳、坡面拦蓄、沟道拦蓄工程的"三道基本防线",实现水资源在空间和时间上的"两个调节"和产流与用水、产流量与拦蓄量"两个平衡",解决好水土流失与干旱、降雨强度大与土壤入渗能力有限、降雨时间与作物需水不同步、分散产流与集中用水的"四个矛盾"。