干旱内陆河流域农业需水预测研究
作者: 刘坤  日期:2005-05-01 来源 :石河子大学 文献类型 :学位论文 关键词:玛纳斯河流域 水分生产函数 农业需水预测 动态规划 
描述:本论文是国家科技攻关项目玛纳斯河流域水资源安全与可持续利用模式研究的一部分。玛纳斯河流域属于典型的干旱内陆河流域,其特定的地理位置和气候条件,形成了独特的荒漠绿洲农业,绿洲被沙漠戈壁包围,干旱缺水、决定了其农业生态极为脆弱。因此水已经成为干旱内陆河流域经济发展的瓶颈问题,而农业用水在干旱内陆河流域占到90%以上,因此对未来农业需水进行预测,具有一定的现实意义。 本文拟合了玛纳斯河流域典型作物(棉花)的全生育期水分生产函数及阶段作物水分生产函数。阶段作物水分生产函数模型很多,而Jensen模型更适合于干旱、半干旱地区,因此采用Jensen模型来进行拟合,求得了棉花各生育阶段的水分敏感指数,结果表明:棉花在花铃后期的水分敏感指数最大,在苗期最小,符合生产实践中灌“关键水”及“蹲苗”的原理,为棉花科学合理配水提供了依据。推求了棉花的经济灌溉定额,为棉花灌溉制度的制定提供了科学的依据。在此基础上,采用二维动态规划原理,制定出棉花优化灌溉制度,在来水量不足的条件下,合理分配灌溉水资源,提高水分利用效率。 以玛纳斯河流域为例,建立了考虑人口、人均生活水平,种植结构、节水技术等多因子需水量预测模型,对水平年2010年,2020年,2030年的种植业、林果业、草场和渔牧业需水进行了预测。还对流域灌区节水措施进行了讨论。 通过对干旱内陆河流域典型灌区的分析研究,结合农业用水现状与发展趋势,预测农业需水的发展态势,建立了干旱内陆河流域农业需水预测模型,实现科学用水,将大大降低灌区中长期灌水的盲目性,从而提高了干旱内陆河流域水资源综合利用水平,使有限的水资源在社会经济发展和生态环境的良性循环中发挥其最大的生态、经济、社会效益。
甘肃省黄河沿岸地区水资源承载能力分析
作者: 刘建兰  日期:2010-05-01 来源 :兰州大学 文献类型 :学位论文 关键词:甘肃省 沿黄地区 水资源 承载能力 系统动力学 
描述:水资源是人类生存和社会发展最重要的基础资源,随着世界各国经济和人口的增长,水资源的需求量不断增加,水资源短缺已经成为全球性问题。水资源承载能力对于实现区域“水资源一生态环境一社会经济”复合系统的协调发展具有重要意义,是区域社会经济发展的基础和前提,已成为当前水科学研究领域中的重点和热点问题之一。 研究区位于黄河上游,以兰州为中心、黄河为轴线,地处甘肃腹地,是甘肃河东、河西两大块的连接地带,属于半干旱向干旱过渡的地带。这里也是我国西北地区的地理要冲,自古以来就是沟通西域与内地的咽喉所在,为著名的古丝绸之路的必经之地。这里集中了全省主要的现代工业力量和科技教育资源,已成为甘肃乃至西北地区经济增长的核心区域,具有极其重要的战略地位。新中国成立60年以来,以农田灌溉为主的农业开发有力地推动了这一地区工业化、城镇化过程,如今已实现了初步工业化。作为黄河上游地区的人口和产业密集区,其可持续发展对甘肃、西北地区乃至黄河流域都会产生深远的影响。 本文以此地区的各县级单元为对象进行水资源承载能力的研究,根据对未来各年份水资源承载能力预测结果提出相应的区域发展对策,对社会经济发展具有重要意义。本文采用《甘肃省主体功能区规划——水资源可利用量研究专题》中的水资源数据,水资源评价资料所用数据为1956-2006年的平均值,大约为75%的保证率;社会经济数据来自《甘肃农村年鉴》(1993-2007年)。分析时段:以2006年为初始年份,预测年份为2015、2020和2030年。 首先,本文在文献资料搜集、分析的基础上,从理论上对水资源承载能力进行综述及探讨;并结合甘肃省沿黄地区的自然地理、社会经济以及水资源概况,通过构建水资源承载能力的系统动力学模型,对水资源承载能力的动态变化进行了分析。结果表明:农田灌溉面积、灌溉定额、节水技术、非农产业规模以及生态用水几个变量对水资源承载力的影响较大,为主要因素。 其次,结合水资源承载能力指标预测的需要,建立了甘肃省沿黄地区社会、经济及生态环境发展等相应指标的预测模块;基于甘肃省沿黄地区水资源承载能力现状,对水资源承载能力的影响因素进行分析,并选取几个主要影响因素进行多情景假设,分析各种情景条件下整个区域的水资源承载能力。结果表明:四种典型的情景方案各有利弊,协调发展型的情景方案是可行的选择,在此情景下,区域在2018年出现水资源短缺。 最后,在水资源可流转和不可流转的两种假设前提下,对比分析了甘肃省沿黄地区水资源承载能力的变化趋势以及承载状况。结果表明:在水资源的配置不受空间约束的情况下,区域2020年虽可实现全面小康的目标,但内部的差异巨大,依然存在温饱、宽裕、初步小康和全面小康4种生活水平。即总体平均掩盖了区域内部差异,总体计算所得的水资源承载能力大于分县相加所得的数据,难以真实反映因各县水资源的不均匀分布而带来的社会经济差异。 本文以甘肃省黄河沿岸地区的水资源承载能力为研究对象,用系统动力学模型进行模拟计算,所得出的结论对该区域未来的发展有一定的参考意义。
清代甘肃黄土高原的土地利用
作者: 刘维  日期:2009-05-01 来源 :陕西师范大学 文献类型 :学位论文 关键词:清代 农业技术 土地制度 甘肃黄土高原 土地资源 
描述:本文从历史地理学的角度,探讨自然环境影响下的土地资源与土地利用和土地制度的关系。通过对甘肃黄土高原清代土地数量、质量和类型、土地制度以及农业技术选择的认识,分析说明了土地制度、土地利用方式以及农业技术的选择,在一定程度上要受自然条件和土地资源的制约,从而揭示出自然环境影响下的人地关系。全文共分为四个部分。 第一部分说明了甘肃黄土高原土地利用的基础。首先,从自然地理范围和行政区划两方面,对本文的研究区域作一界定,并对该区清代行政建置的变化作了说明;其次,从地貌、土质、气候等方面,阐述了本区土地利用的自然地理条件,并简要分析了这种条件对土地利用的影响。 第二部分论述甘肃黄土高原土地资源的数量和类型。本文采用以纳税亩为单位的土地统计数字,来反映耕地数量变化的趋势,通过列表统计,可以得知,本区清代的土地数量具有阶段性特征:清初,土地数量较少,时至乾嘉时期,这一数字达到高峰值,再到同治年间,土地出现骤减的现象,后来在经济恢复政策的引导下,光绪时期又有所回升。然后,对人口与土地结构进行了分析,得出结论:嘉庆末年该区的人口和耕地数都发展到一个新的高峰,人稠地狭的矛盾极为突出;光绪时期的土地数和人口数均有所下降,但人均耕地数较高,表现出地旷人稀的特征。之后,分阶段讨论了致使土地数量增加的主导因素——垦荒政策。此外,本节内容还涉及了土地类型的问题,分别从土地所有权和征税标准两种分类依据,进行了阐述。 第三部分对本区土地制度的特点予以分析。土地制度包括的内容很多,本文主要选取了土地所有权制、永佃制以及耕作制度三个方面。土地占有关系的调整,使自耕农小土地所有制得以发展,从而刺激了土地买卖关系的发展,但受其土地资源特性的限制,本区土地买卖的发展相对迟缓,土地交易形式也较为传统。清初的垦荒政策,刺激了永佃制的发展,使得永佃权在本区得以承认,对佃农的生活产生了重要影响,但这在清代的甘肃黄土高原地区并非普遍现象,而且当地农民获得永佃权的方式以垦荒为主,较为单一。有关耕作制度的特点,本文是从作物构成和复种制度两个方面说明的,由于水热条件的限制,本区农作物以传统的粮食作物为主,而且农作物的生长期往往较长,因此在正常年份,大都是一年一熟。 第四部分论述了本区清代土地利用方式的选择和水利灌溉事业的发展。清代中期,该地出现了人稠地狭的矛盾,再加上土地质量较差的现实,要解决口粮不足的问题,唯有依靠农业技术的改进,从而提高土地利用率,进而实现粮食增产的目标。由于该区雨泽稀少、土质易旱,所以出现了撞田法、砂田法的土地利用方式,以此来补给口粮,但是这两种方法都有弊端,因此要深入解决人地矛盾,还须依靠水利技术的提高,于是引灌渠道得以兴修,水车也进一步得到了推广,这大大改善了本区的农田灌溉条件,提高了土地利用率,也使得水浇地的面积得以扩大。
黄土高原农户高效节水灌溉技术选择行为研究
作者: 刘黎黎  日期:2014-05-01 来源 :中国农业科学院 文献类型 :学位论文 关键词:农户 选择行为 Logit二元选择模型 投入产出比 高效节水灌溉技术 
描述:全球水资源短缺且分布极不平衡的问题受到各界越来越多的关注,在这种情况下,各国纷纷积极探索和实践节约水资源的有效技术手段。我国水资源总量不丰富,且分布不均,人均占有量低的现状也成为经济社会发展的重要限制因素。我国水资源利用以农业为主,农业节水空间广大。在水资源日益匮乏的当今,农业节水灌溉技术作为有效的节水方式越来越受到关注和推广。黄土高原水资源短缺与浪费并存,水资源短缺的矛盾日益突出。研究黄土高原农户高效节水灌溉的选择行为是有效推广农业节水灌溉技术的必经之路,是解决黄土高原水资源问题的基础,是保障全国食物安全的关键,是促进传统农业向现代农业转化的需要。 本文以陕西省靖边县农户采纳高效节水灌溉技术行为为例,通过对农户的实地调研,探讨农户采纳高效节水灌溉技术措施的行为特点,分析农户高效节水灌溉技术选择行为及其影响因素,并在此基础上对高效节水灌溉技术的效益进行评价,结合当地农村和农民的实际情况,提出切实有效的政策建议,加快农业科技成果的转化进程。 本研究所使用的数据来自于本人于2012年10月至2013年6月到7月间的两次实地调研,调研内容包括:陕西省靖边县4个乡镇8个村130户农户2012年的有关农户节水灌溉采用情况,以及2个乡镇7个村61户农户2011年采用节水灌溉的成本效益情况。根据调研结果,对调研地区——陕西省靖边县自然、社会等基本情况及节水灌溉发展现状进行分析;通过户主特征、耕地细碎化程度、农作物经济特征、水资源短缺程度、地形、制度6个方面,分析农户采纳高效节水灌溉技术措施的影响因素;运用Logit二元选择模型对农户高效节水灌溉技术选择行为进行计量分析;并基于农户、政府、社会三个角度,对推广和采用高效节水灌溉技术的效益进行评价,在此基础上为激励农户采纳高效节水灌溉技术措施提供政策建议。 本研究结果表明:靖边县高效节水灌溉技术发展相对落后;农户希望政府加大对高效节水灌溉技术的投资力度;劳动力占比、亩产值、地形、水资源因素对农户选择高效节水灌溉行为影响显著;兼业程度、块均耕地面积、受教育程度对农户选择高效节水灌溉行为有较大影响。 根据上述结论,本文提出以下政策建议:推动高效节水灌溉项目区建设,优化农业产业布局;制定高效节水灌溉技术采纳的扶持政策,鼓励农民参与投资;加快城镇化建设步伐,实现农业生产现代化与投资;加快土地流转,促进规模经营。
河西内陆河灌区覆盖免耕储水灌溉节水技术初步研究
作者: 姚宝林  日期:2005-06-12 来源 :甘肃农业大学 文献类型 :学位论文 关键词:土壤水分 覆盖免耕 产量效应 储水灌溉 土壤温度 灌溉效率 
描述:我省河西内陆河流域,是我国主要的粮食生产基地,也是我省经济相对发达的区域。但在经济快速发展的同时,也出现了各种各样的社会生态环境问题:如土地荒漠化加重;盐碱化面积增大;水资源利用程度过高等。目前经济的发展还主要是以消耗资源为主的粗放式济济增长模式。为了走可持续的社会发展模式,解决水资源与社会经济发展之间的矛盾,缓解水资源压力,推广农民群众可以容易接受,投资低的节水方式,因而采用目前国际上已研究多年的秸秆覆盖还田技术。研究覆盖免耕春小麦地夏季和冬季休闲期的节水效应,并对春小麦生育期的地温、灌溉效率、土壤容重、作物生长发育和产量构成的影响及社会经济效益也进行了研究,为覆盖免耕技术在我省河西内陆河流域的推广应用提供理论依据和技术支持。1 覆盖免耕的节水效应。在夏季休闲期,覆盖免耕具有保蓄降雨和减少土壤蒸发的作用:比常规耕作和秸秆还田耕作分别多贮水30.62mm 和23.91mm,且主要集中在土壤O~50cm 中。在冬季休闲期,土壤耗水量依不同的储水定额和耕作方式表现出不同的效果:在相同的储水定额下,覆盖免耕的土壤含水率与其它两种耕作方式的土壤含水率之间有显著差异,在相同的耕作方式下,不同储水定额与土壤含水率之间没有差异,耕作方式和储水定额的交互作用对土壤含水率影响不显著。初步研究表明在覆盖免耕情况下,可将常规耕作下大定额的储水灌溉减小到975~1350m3/hm2 或更小。在春小麦生育期,覆盖免耕具有改变土壤耗水在时间和空间上的分布:播种至出苗覆盖免耕土壤日均耗水量依不同的含水率而变化,在春小麦生育前期和后期,覆盖免耕具有减小土壤耗水量的作用,而在生育中期,由于覆盖的保墒作用, 土壤能够提供充足的水分来满足作物的生长,因而增加了土壤的耗水量。就整个生育期看, 覆盖免耕并没有减少土壤水分的消耗。 2 覆盖免耕的调温效应。秸秆覆盖在低温时有增温作用,高温时有降温作用,具有明显的调节土壤温度效应。日调节温度主要表现在气温相对较低的早上8:00 覆盖免耕表层的积温值(≥0℃)均大于其它两种耕作方式,较常规耕作高14.0℃,较秸秆还田高18.8℃,5~25cm之间出现不规则变化。在下午14:00 时,不同处理各层次地温呈上高下低的线性趋势,表层均为最大值,覆盖免耕各土层升温比其它两种都慢,表现为积温变化小而平缓,覆盖免耕表层积温比常规耕作和秸秆还田小522.7 和477.2℃。在傍晚19:00 时,覆盖免耕的积温表层为最高,然后逐层减少,说明此时覆盖免耕表层土壤温度继续升高,覆盖免耕表层温度比常规耕作和秸秆还田由下午相差522.7 和477.2℃减少到108.6 和80.4~C。就一天土壤温度的变化看,覆盖免耕在早上具有增温效应,中午具有降温作用,晚上则具有推迟和减缓土壤温度降低的作用。覆盖免耕依据气温的不同,表现出不同的调温效应,在气温高时,具有降低地温升高的作用;而在气温低时,具有减缓地温降低的作用。覆盖免耕产生的“增温效应”和“降温效应”在土壤表层表现突出,且在地表下5cm 处出现土壤温度急剧变化的现象,可能与土壤答重发生变化有关。这种高温时具有降温,低温时具有保温的双重效应有利于寻求适宜作物生长发育的水热组合。 3 覆盖免耕由于秸秆的阻拦作用,灌溉效率和灌溉质量都受到一定的影响。在不同的灌水时间和单宽流量下,三种耕作方式的灌溉效率不同。覆盖免耕具有增大土壤容重和提高土壤热传导率的作用。 4 覆盖免耕的产量效应。在春小麦生育期各处理灌水量相同的情况下,耕作方式和储水定额
黄土沟壑区不同下垫面条件对农田降雨入渗及产流关系影响的研究
作者: 宋孝玉  日期:2001-06-01 来源 :西北农林科技大学 文献类型 :学位论文 关键词:降雨入渗产流 黄土沟壑区 不同下垫面 数值模拟 农田 
描述:水土资源短缺和生态环境恶化已成为全世界普遍关注的严重问题,这使人们认识到节约用水和保护环境的重要性。为确保粮食安全和生态环境良性发展,必须加强农田水土资源的管理和生态系统重建的研究,处理好水资源利用和生态重建之间的关系,大力推广节水灌溉技术和雨水资源利用技术,以水资源作为主要约束条件,调整农业产业结构布局 ,由传统的丰水高产型灌溉转向节水增产型灌溉,以提高农业用水的生产效率,实施水资源可持续利用和生态环境良性发展战略。 土壤侵蚀和干旱缺水同时存在于黄土高原地区,年平均降水量多在400mm~600mm之间,自然降水少、地下水埋藏极深,大量坡地无法耕种而形成荒坡,一遇暴雨则形成严重的水土流失,对当地生产和生态环境造成严重的影响,极大地增加了下游河道治理与水资源利用的难度。因此,研究黄土沟壑区不同下垫面农田降雨入渗、产流的转化机理和影响因素,并对其水量转化过程进行定量模拟,这为摸清该地区降雨入渗、产流规律,进而探求人工调控的方式和机制、增加入渗和土壤蓄水、减少径流和土壤侵蚀,为有针对性地防止水土流失,充分合理地利用当地雨水资源发展农业生产,改善生态环境提供科学依据。基于上述研究背景,本文针对黄土区的特点,采用目前国际上最先进的土壤水分测定仪—时域发射仪(TDR)进行野外观测,通过大量的田间试验和室内实验,对不同下垫面条件农田降雨入渗、产流规律进行了较为深入的探讨,建立了定量描述坡地降雨—入渗—产流关系的数学模型,得到以下主要结论: 1.本论文野外试验是在中国科学院长武农业生态试验站进行,室内实验是在西北农林科技大学干旱半干旱研究中心进行。在对试验区的土壤机械组成,土壤水分常数和土壤水分运动参数进行室内测定的基础上,对试区1996、1997两年不同下垫面条件8个径流小区,(面积有5m(20m和5m(50m两种,坡度有00、30'、10、30等,作物有小麦、玉米、糜子及裸地等,各小区土壤容重均为1.3g/cm3)降雨前及降雨过程中的土壤水分动态、降雨后土壤水分再分布、蒸发条件下土壤水分动态,采用先进的土壤水分测定仪—时域反射仪(TDR)进行较为系统的田间观测(田间土壤水分观测,沿坡自上而下,每隔5米分层埋一组波导线,测深为10~70cm);同时对降雨过程中不同径流小区的产流、产沙量进行野外观测(产流、产沙量观测在各径流小区的集水池内进行,降雨后根据产流情况,不定时用直尺测量集水池中水深,并在测每一水深的同时,搅浑池中水,用量筒取几个样,以测量相应产流量下的产沙量),为系统进行不同下垫面农田水量转化规律研究收集了较为重要的基础资料。 2.对1996、1997两年野外实测农田降雨、入渗、产流资料进行整理分析,从产流条件、不产流条件对不同下垫面农田降雨入渗及产流规律进行研究,并对久旱无雨的蒸发条件下的田间土壤水分变化动态进行了系统的分析研究。 3.通过对试验区不同下垫面条件农田产流产沙规律及其影响因素分析研究,指出:降雨强度是影响产流、产沙量的最主要因素,降雨强度对于产流量和产沙量的影响占绝对优势;在降雨强度作为主要影响因素的前提下,降雨历时也影响着产流、产沙量,历时越长,产流量、产沙量越多;在各次降雨产流、产沙中,覆盖条件越好,产流量越少,产沙量也越少;在覆盖条件相同时,同一降雨,坡度越大,产流量越大,而产沙量规律并不明显。影响产流、产沙的条件还有前期土壤含水量和坡长等,但在试验区,对产流、产沙总量影响并不很大,前期土壤含水量对产流起迄时间影响较大,一般为土壤含水量越高,则产流、产沙越早,而产流总量和产沙总量并无明显变化规律。 4.系统地分析了农田坡地水量转化过程和机理,建立了二维的坡地土壤水分运动基本方程,并分别给出了考虑与不考虑地下水影响、地表蒸发、积水入渗、非积水入渗等情况下的定解条件;建立了以土壤水动力学和运动波理论为基础,充分反映水量转化机理的坡地水量转化数值模型。 5.编制了计算软件,经对模拟值与实测值进行比较表明模型有较高的精度,模型可以模拟降雨过程中坡面不同位置的实际入渗过程、产流过程、坡面水深、流速变化过程、各深度处的土壤水分动态变化过程等。模型考虑了植被覆盖的影响,提出了综合反映下垫面因素的有效糙率的确定方法。模型求解过程中采用CSMP(Continuous System Modeling Program)软件编制程序,能自动调整步长并能自动识别运算顺序。
明清时期三陇地区的农田水利研究
作者: 康小兰  日期:2009-05-10 来源 :西北师范大学 文献类型 :学位论文 关键词:三陇地区 农田水利 明清时期 
描述:我国的西北地区自古就是一个干旱、半干旱区,缺水是这一地区农业面临的最大困难。近年来,西部大开发已经轰轰烈烈地开展了,然而缺水的问题仍然没有从根本上得到解决。中国历史源远流长,在古代,西北地区的先民们是通过什么方法解决缺水问题的,或许我们可以从他们的实践中寻求到一些对我们有益的思路,本文选择了明清时期三陇地区的农田水利开发作为研究对象,试图从中寻求到对今日西部大开发有益的帮助。 文章主要包括绪论、正文、结论三个部分。 绪论部分交代了选择研究对象的目的与意义,历史上西北地区的总体水利开发概述及明清时期三陇地区的农田水利开发研究的综述。 正文共分三部分:第一部分从开发动力及开发方式入手,概括了明清时期三陇地区的水利开发状况。第二部分分析了明清时期三陇地区水利开发管理制度及其特点。第三部分总结了明清时期三陇地区的水利开发的成就。 结论部分在正文的基础上提出了应对三陇地区缺水问题的三个建议。
宁夏引黄灌区微咸水灌溉技术试验研究
作者: 康金虎  日期:2005-04-01 来源 :宁夏大学 文献类型 :学位论文 关键词:正交试验 TDR 引黄灌区 微咸水 灌溉技术 数值模拟 
描述:本文在对国内外微咸水灌溉技术研究现状和发展趋势全面了解的基础上,针对宁夏引黄灌区安全利用微咸水灌溉所急待解决的有关技术问题,以宁夏引黄灌区惠农节水灌溉示范区为试验基地,对不同矿化度微咸水灌溉制度、微咸水灌溉下的水盐运移规律和微咸水灌溉下的地下水、潜层水的变化规律等进行了研究,为在引黄灌区微咸水的充分利用及水环境的良性循环提供了技术指导和理论依据,其主要研究成果如下: 1 对国内外微咸水利用研究现状和发展趋势进行了综述,指出微咸水灌溉利用的研究方向。 2 根据TDR(时域反射仪)测定土壤水分和土壤电导率的基本原理,利用德国产TRIME—FM型TDR土壤水分测定仪,以宁夏引黄灌区典型土壤为对象,在国内首次测定土壤水分的同时标定出测定土壤含盐量的经验公式:Y=1.20587+3.001637 X_1-0.0188487 X_2,为充分利用该类仪器和减少试验工作量做出了成绩。 3 采用正交试验方法,经过两年的田间试验系统分析了微咸水灌溉对作物玉米生理指标和产量的影响,得出在作物保持较高产量和土壤不受盐害威胁条件下安全利用微咸水灌溉的方法与措施。 4 运用多目标决策模型,通过试验结果确定了不同因素的权重,对微咸水灌溉制度进行多目标决策分析,所得结论与田间试验结果一致,从理论上验证了所选灌溉制度的正确性。 5 通过室内试验,采用土壤水-盐运移模型对微咸水垂直入渗运移规律进行数值模拟,其结果可用于土壤水-盐运移模拟。 本文的研究结果对提高宁夏引黄灌区水资源的利用效率,缓解引黄灌区水资源的供需矛盾,避免引用微咸水灌溉而导致的土壤盐碱化问题,保护我区的水环境有重大的生产和理论意义。
北宋农田水利法规研究
作者: 张博  日期:2010-05-01 来源 :郑州大学 文献类型 :学位论文 关键词:法规 农田水利 北宋 
描述:北宋在中国古代社会的发展中起着非常重要的作用。农业是立国之本,强国之基,这在北宋也不例外。北宋政府十分重视农田水利法规建设,颁布和修订了诸多相关法律条文,其规模和程度都大大超过前代,且对后世影响很深。文章以北宋农田水利法规为切入点,通过回顾北宋农田水利法规制定的历史背景,初步研究其内容及相关文献,并且介绍其执行机构和机构的运行机制,最后对北宋农田水利法规的实施效果进行评析。 从古代水利法发展史来看,北宋的农田水利法规在中国古代水利法规发展史上具有非常重要的地位.而这种现象并不是偶然的,一方面,这与北宋以前我国农田水利事业和农田水利法规的发展有密切关系;另一方面,农田水利法规的出现,与北宋社会政治经济等方面的状况及宋统治者的高度重视有密切联系,它是北宋社会特定历史背景下的产物。 北宋的农田水利法规,可以说是水利法规发展中的一座里程碑,涉及内容也比较多。在研究其内容时,我们选取了北宋有代表性的水利法规及相关文献,诸如:《疏决利害八条》、《农田利害条约》、《千仓渠水利奏立科条碑记》《上吕中丞书》、《答手诏条陈十事》、《水利书》和《吴中水利书》,进行逐一论述,以期管窥整个北宋时期农田水利法规的内容。 北宋统治者不仅重视水利立法工作,而且重视水利法规的执行机构及职官设置,形成了完备的农田水利法规执行机构和职责明确、奖惩分明的监督运行机制。水利执法监督主要从四个方面入手:颁布法令和派人巡视;堤防管理和岁修制度;经常的疏浚和分水措施;明确治水的责任和奖惩制度。从中央到地方,从官员到百姓,形成了严密的治水体系。 北宋农田水利法规的颁布及其实施,推动了农田水利事业的发展,促进了农业生产的发展,取得了较好的经济效益和社会效益,但同时应该看到农田水利法的局限性。
黄土高原农田土壤有机碳空间变异性
作者: 张志霞  日期:2014-05-01 来源 :中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 文献类型 :学位论文 关键词:不确定性 尺度效应 农田有机碳 黄土高原 空间变异 
描述:伴随着生态环境问题的不断出现,各类碳问题逐渐成为科学家们探讨的热点。作为陆地生态系统最大的碳库,土壤碳库储量的估算存在较大的不确定性,有机碳空间变异是其不确定的重要原因之一。受人为活动的强烈影响,农田土壤有机碳具有较大的空间变异。在黄土高原地区,由于地形起伏大、地貌类型多样,进一步增加了农田土壤有机碳的变异性和碳储量估算的不确定性。目前对黄土高原区农田土壤有机碳空间变异的研究大多集中在坡面和小流域尺度,在黄土高原区域尺度的研究工作相对缺乏。本文以黄土高原丘陵区、高塬区、平原区为研究区域,从不同地貌类型区域尺度、同种地貌类型对应的县域尺度、地貌单元尺度和乡镇尺度,采用传统统计学与地统计学结合的方法,通过对不同尺度下土壤有机碳空间变异、影响因素、合理样本数、布点方法的差异性研究,确定黄土高原典型地貌区及典型县有机碳含量空间变异性、影响因素及尺度效应。研究结果对准确估算区域农田土壤有机碳储量,建立合理的土壤采样布点方案具有重要的理论和现实意义。主要得出以下结论: (1)黄土高原不同地貌类型区及对应的县域尺度下,土壤有机碳空间变异性具有尺度效应,丘陵区的有机碳含量与变异系数尺度效应较为明显。区域尺度上平原区有机碳含量最高,其次为高塬区与丘陵区,有机碳含量变异规律与之相反。县域尺度上有机碳含量大小顺序为平原区>丘陵区>高塬区,变异规律为平原区>高塬区>丘陵区。因此,丘陵区县域尺度上庄浪县有机碳含量代表性较差,其他两区县域有机碳含量代表性较好。整体上看,研究区土壤有机碳空间相关性距离都表现出与面积的正相关关系。丘陵区在区域尺度上和县域尺度上土壤有机碳都表现出强烈的空间相关性,在平原地区随着面积的增大有机碳含量随机性增强,而在高塬区两 种尺度下有机碳含量都呈现出随机效应。 (2)黄土高原不同空间尺度下土壤有机碳变异的主要影响因子及其影响程度有明显差异,但在相同地貌类型区,平原区除外,区域尺度影响因子较为复杂,且涵盖了县域尺度上主要的影响因子。在区域尺度上,土壤有机碳空间变异的主要影响因子及其贡献率表现为丘陵区:土壤侵蚀程度29.7%、海拔29.6%、土壤类型26.3%;平原区为种植制度57.4%、土壤类型15.3%、土壤质地12.3%;高塬区为土壤质地66.6%、田面坡度16.7%、坡向16.7%。在县域尺度上,有机碳空间变异表现为丘陵区海拔86.5%、土壤类型13.5%;平原区为种植制度51.2%、海拔29.9%;高塬区显著性影响因子不明确。 (3)丘陵区庄浪县海拔与土壤类型是导致土壤有机碳发生空间变异的主要因素,其地貌单元尺度和乡镇尺度下土壤有机碳空间变异具有明显差异,不同空间尺度下(县域-地貌单元-乡镇)土壤有机碳变异的影响因子存在差异,随着空间尺度的缩小,海拔和土壤类型对有机碳空间变异的影响减弱。海拔每升高200m有机碳含量差异显著,黑垆土、黄绵土与红粘土三种土类对有机碳含量有显著影响。在完整地貌单元尺度上,有机碳含量表现出高山区>低山丘陵区>丘陵沟壑区,变异系数表现为丘陵沟壑区>低山丘陵区>高山区;乡镇尺度上,有机碳含量表现为低山丘陵区>丘陵沟壑区>高山区,变异系数表现为高山区>丘陵沟壑区>低山丘陵区。丘陵沟壑区地貌单元尺度和乡镇尺度土壤有机碳空间变异影响因子无尺度效应;在低山丘陵区,地貌单元上农田土壤有机碳空间变异的主控因子是海拔与土壤类型,而在乡镇尺度上则转化为田面坡度;在高山区,地貌单元上主控因子是土壤类型,而乡镇尺度上主要影响因素为土壤侵蚀程度。 (4)经典统计学与地统计学两种统计方法所确定的样本量相差较大,联合单元布点较随机均匀布点需求的样本量要小。黄土丘陵区庄浪县不同样本量下的各组样点都具有充分的代表性。联合单元布点比随机均匀布点不确定性稍大。庄浪县有机碳含量采用传统统计学随机布点确定的合理样本数为64个,联合单元布点下的合理样本为61个,差别较小。而采用地统计学在随机布点下所确定的样本量为903个以上,联合单元布点下为454个以上,差别较大。因此,利用经典统计学对区域进行大致趋势及特征的研究时,联合单元布点与随机均匀布点均可运用;但若采用克里格法来获取县域水平土壤有机碳空间分布状况时,联合单元布点能大量地减少采样量与投入及分析成本。
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