甘肃农业大学农耕特色库

干旱地区间作种植高效节水灌溉基础问题研究_苏德荣: 作者： 苏德荣 日期：2016-12-05 来源：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 文献类型：学位论文; 描述：

甘肃省东南部农田土壤有机碳时空变化及DSSAT模型模拟研究: 作者： 李卓亭 日期：2014-10-01 来源：兰州大学 文献类型：学位论文 关键词：DSSAT 作物系统模型土壤有机碳临夏县空间分布格局西峰区徽县县域尺度榆中县农田; 描述：本研究工作包括两个部分的内容：对甘肃省东南部农田土壤有机碳分别进行基于地理信息系统(GIS)的时空变化特征和基于农业技术转化决策支持系统(DSSAT)模型的模拟研究。 1.甘肃省东南部农田土壤有机碳时空变化特征甘肃省位于中国西北部,气候较干,植被稀疏,土壤侵蚀严重,土壤肥力较低,属于生态脆弱区。本研究从甘肃省东南部选择了自然地理条件具有明显差异的四个县(区)(徽县、西峰区、临夏县和榆中县)作为代表；研究目的是在县域尺度上估算1980s--2000s期间,甘肃省东南部农田耕层(0-20cm)土壤有机碳(SOC)时空变化特征,并分析其影响因素(比如施肥、气候和土壤类型等)。地形上,徽县位于秦巴山区,西峰区、临夏县和榆中县均位于黄土高原。气候上,徽县属于亚热带湿润区,西峰区和临夏县均属于温带半湿润区,榆中县属于温带半干旱区。徽县的土壤主要发源于冲积物,西峰区、临夏县和榆中县的土壤主要发育于第四纪黄土沉积物。研究区的农作物主要是小麦(Triticum aestivum L.)和玉米(Zea mays L.)。徽县、西峰区、临夏县和榆中县采集并测定有机碳含量的农田耕层(0-20cm)土壤样本数,在1979-1987年(1980s),分别为561、685、188和602；在2006-2007年(2000s),分别为3812、4131、3950和3871。通过统计分析和比较两个时期的土壤有机碳得出如下结果： (1)在2000s,徽县、西峰区、临夏县和榆中县的农田耕层土壤有机碳含量C/(C+Co)的值在50-69%之间,表示甘肃省东南部农田SOC具有中等程度的空间相关性；说明甘肃省东南部农田SOC空间异质性是由结构性因素(如土壤类型、土壤母质、气候和地形地貌等)和随机性因素(如土地利用方式和施肥等)共同作用的。 (2)在1980s-2000s期间,总体上,甘肃省东南部平均农田SOC浓度和密度均显著地增加(p0.90和模拟效率(EF)>0.80；小麦产量的nRMSE=22-25%,d>0.85和EF>0.27。 (2)1979-2006年期间,N0,N90,SN90和MN90处理的模拟SOC均表现出显著增加趋势(P

陕西白水苹果园土壤元素分布与环境研究: 作者： 董红梅 日期：2014-09-01 来源：陕西师范大学 文献类型：学位论文 关键词：人为富集土壤剖面自然富集元素分布预测模型白水苹果园; 描述：土壤是人类赖以生存的重要自然资源,而土壤元素的丰缺情况直接影响着农产品的品质和产量。研究土壤元素的组成,不仅能认识土壤元素的垂直分布特征及成因,而且对揭示人类活动的污染强度和影响深度,对改善土壤质量实现农业可持续发展具有重要意义。黄土高原是中国乃至世界优质苹果生产基地之一,但多年种植造成果园土壤质量下降已严重威胁到苹果的生产。研究和评价苹果生产基地不同种植年限的土壤环境质量对发展优质高效农业和指导果业安全生产具有重要价值。本文以陕西白水县5年、10年、15年、20年、25年苹果树土壤为研究对象,以自然土壤(受人类影响较少的草地)和农田(玉米/小麦轮耕地)为对照,在分析土壤基本理化性质(质地、有机质、pH值、碳酸钙、颜色和磁化率)的基础上,重点研究了剖面中常量元素、重金属等微量元素的垂直分布、迁移富集特征,分析了其与土壤基本理化指标之间的关系,并建立土壤基本理化指标与元素含量之间的定量关系模型。采用单因子和综合指数法对土壤剖面的重金属含量进行了环境评价,利用磁化率和色度对土壤重金属含量进行了快速诊断与预测。获得了以下主要结果与认识： (1)土壤以粉砂为主,pH值为7.0-8.3,呈中-弱碱性。有机质含量是土壤表层高,且自然土壤高于苹果园、农田土壤。碳酸钙含量在剖面中呈中上部低、下部高。磁化率呈低-高-低的变化特点。土壤亮度在古土壤so层位明显低,红度值在S0层位较高。 (2) Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb、Hg、P、S的平均含量和变异系数在不同土壤剖面间差别较大。而其它微量元素如Cd、Mn、Mo、Co、Rb、V的平均含量差别不大,变异系数也较小。其中苹果园土壤中的P平均含量>农田土壤>自然土壤,说明P的富集为人为输入为主。常量元素的含量及变异系数在各土壤剖面间差别不大,但具有不同的分布模式,可能与剖面上部遭受了不同程度的侵蚀有关。 (3)绝大多数元素含量在剖面上呈现低-高-低的分布特点,与土壤剖面中的L0(耕作层)-So(古土壤)-L1(黄土层)层位基本对应。Cr、Ni、Cu、As、Zn、 Pb、Mn、Mo、Co、V在S0层位的含量最高,成为苹果园土壤中最明显的潜在污染源。Cd、Hg在土壤剖面分布的规律性不强。 (4)有些重金属元素如Cu、Zn、Ni等在土壤剖面中存在多层迁移与富集,不仅与剖面中存在着L0、S0、L1三个不同时期的成壤作用有关,而且与现代人类耕作活动有关。目前,白水苹果园土壤特别是种植年限较长的苹果园土壤表层中,已出现了Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、V、P、S等的人为富集,这与苹果种植过程中长期大量地施用化肥和农药有关。苹果园剖面中部(S0)存在Cr、As、Pb、V等元素的自然富集,是由于So中大量易迁移元素淋溶迁移及黏土矿物对重金属元素的吸附作用造成的。Cu、Zn、Ni在有些苹果园剖面的So层位也表现为富集。重金属的迁移深度一般在0.3～0.7m,最大迁移深度小于1.5m。据野外CaCO3白色薄膜分布深度和室内Ca富集系数分析发现白水土壤剖面CaCO3迁移深度也可达1.5m。根据CaCO3迁移的水分存在形式及其与重金属迁移的关系,提出了土壤重金属等微量元素迁移深度主要是受重力水动力控制的新认识。 (5)土壤黏粒与大多数微量元素具有明显正相关,而砂含量、碳酸盐含量与大多数微量元素呈负相关,表明黏粒、砂含量、碳酸盐含量都是影响土壤元素剖面分布的重要因素。而土壤有机质、pH值、粉砂与微量元素的相关性在不同剖面中存在明显差异。Pb、Cr、Zn、Ni、As与土壤磁化率、红度具有显著的正相关性,与亮度具有显著的负相关性,表明磁化率值、色度值在一定程度上可以反映土壤中这些元素的含量。以7个剖面的古土壤S0(B层)和L1(C层)的土壤基本理化指标为依据,建立了元素含量回归预测方程。经验证,Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn、 As、Ga等预测值与实测值相当接近。将回归预测方程应用于表层土壤L0(A层)元素含量预测,为识别表层土壤元素的自然污染与人为污染贡献的大小提供了新途径,并揭示出人为输入主要对Cu、As的富集作用较大。 (6)根据不同年限苹果园土壤表层中P、K、 Ca、Mg、S、Mn、Zn、Cu、Mo、 Pb、Cd、Hg等元素含量变化,建立了这些元素含量与种植年限之间的函数关系,表明这些元素含量随种植年限增加而呈现三次函数分布。 (7)白水苹果园土壤重金属富集现状的评价表明,苹果园土壤还没有达到重金属的最低污染等级。但是,在表层土壤中,重金属综合环境质量己处于污染的警界水平。在5年、15年、20年、25年苹果园剖面的So中,Cr、As的自然富集已处于污染警戒线。而Cr在25年苹果园耕作层中的污染指数大于0.7,是人为原因造成的。而Cd的污染指数最高(>0.7),与研究区Cd背景值高有关,为自然富集警戒元素。白水苹果园土壤P与重金属元素的相关性分析表明,施用磷肥对苹果园土壤中Pb、Cd含量的影响最大,其次是Zn、Cu、Cr、Ni,影响最小的是As、Hg元素。通过研究,建立了土壤磁化率、亮度、红度的重金属含量预测模型,能够预测土壤中Cr、Pb、Zn、Ni、As的含量,为简捷快速诊断果园土壤中重金属含量提供新方法。

西北旱区农业水土资源利用分区及其匹配特征研究: 作者： 耿庆玲 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：西北旱区干湿气候分区指标农业水土资源匹配; 描述：水土资源是农业生产的核心资源，也是粮食生产的战略资源,其态势关系到我国粮食生产的安全性和稳定性。近年来，我国由人口增长和经济发展带来的水土资源需求与其本身的稀缺性、有限性之间的矛盾越来越大，使得水土资源管理成为全世界关注的对象和焦点问题，尤其对于水土资源利用问题较为严重的干旱地区更是受到国内外学者的普遍重视。西北地区地域辽阔，光热土资源丰富，是中国重要的粮食生产后备基地。但该区地形复杂，地貌类型多样，沙漠、丘陵、平原、山地等多种类型并存，区域间自然地理分异明显，社会经济发展水平差异较大。在这种情况下，认识西北旱区的自然地理分异特征及农业水土资源利用现状，成为实现农业水土资源高效可持续利用的重要前提和基础，对于制定合理的水土资源管理措施和规划方案具有重要的指导意义。本研究以充分利用现有资料和技术为支撑条件，通过结合地理学、气候学、农学、生态学和统计学等相关理论和方法，并综合运用调查研究、定性分析与定量研究相结合以及理论分析与实践相结合等方法，分析西北旱区的干湿气候特征及农业水土资源的利用现状，在进行西北旱区地理范围重新界定的基础上，对西北旱区农业水土资源利用状况进行分区，识别不同区域农业水土资源利用的特征、方向，确立西北旱区农业水土资源利用的分区方案；同时，建立能够反映区域农业水土资源丰缺程度和匹配特征的计算评价方法，分析西北旱区农业水土资源的匹配状况，探讨实现不同分区农业水土资源有效匹配的途径和措施，从而为农业水土资源管理方案和高效利用模式的制定提供理论基础。主要的研究内容及结论如下：（1）对西北旱区的地理范围进行了重新界定。基于以往西北旱区地理范围研究中的缺陷问题，以近30年（1981-2010）气象观测资料为基础，通过选取降水量、蒸发量、相对湿度、降水变率等多个变量在内的干湿气候区划因子，运用因子聚类法从统计学角度对西北干湿气候特征进行研究。并基于对旱区概念及其基本类型的认识，对西北旱区地理范围进行了界定，同时将其与传统分类方法进行对比，分析二者之间的区别及其原因所在。结果显示：主要的地形地貌成为不同干湿气候类型区间的重要分界标志；因子聚类法能较好反映区域的干湿气候特征，有效识别地形地貌等在区域干湿气候区划中的作用。研究认为旱区是指以气候干旱为基本特征的资源型缺水地区，包括了干旱、半干旱和半湿润易旱区三种干湿气候类型。西北旱区的范围包括了新疆、青海、甘肃和宁夏四省的全部，陕西关中平原与陕北高原及内蒙古锡林郭勒盟以西地区，总面积为3.69106km2，占全国国土面积的38.4%。（2）建立了农业水土资源利用分区的指标框架结构。以农业水土资源利用分区的基本理论内涵为基础，考虑农业水土资源供、用、耗、需等特点，将供需理论与DPSIR（Driving Force-Pressure-State-Impact-Response）模型相结合，建立了以供给能力、需求水平、开发利用条件、利用现状和限制因子五种要素特征为基本层次的指标框架结构，并以内蒙古巴彦淖尔为例对该指标框架的合理性进行了验证和分析。结果表明：受黄河引水、取水条件和阴山山脉的影响，巴彦淖尔市农业水土资源利用由西向东、由南向北呈现明显的区域差异特征，区域农业水土资源利用方式、方向的差异与水资源的供给条件有密切联系。通过调查和分析，结合巴彦淖尔市的实际情况，表明所建立的分区指标体系是合理的，该指标框架能够指导农业水土资源利用分区指标体系的建立和分区特征的识别。（3）识别了西北旱区农业水土资源利用的分区特征。基于所建立的分区指标框架，考虑指标筛选的基本原则，以市级（区）为基本单元，确定各分区指标的数值。采用主成分分析与系统聚类相结合的方法，建立农业水土资源利用的分区方案，结合实地调查和综合研究，对分区结果进行分析和比较，研究各分区农业水土资源利用的特征及规律性。结果显示西北旱区农业水土资源利用主要表现为四种类型的分区特征：以农为主的灌溉农业区、农牧结合的旱作农业区、不具备农业发展优势的工矿区以及以林牧业为主农、林、牧兼营的高山、丘陵沟壑区。各分区指标与综合分区因子之间的相关性分析结果表明，耕地灌溉率和单位耕地面积化肥用量两个影响因子在区域农业水土资源开发利用中发挥着重要作用。其中在水资源供给条件相对优越的情况下，区域农业水土资源的利用向灌溉农业和林果业方向发展；在水资源短缺的情况下则形成了旱作农业的耕作方式，以及以工矿业代替农业主要地位的区域生产发展类型。单位耕地面积化肥用量在55kg/亩时，农业水土资源的综合产出水平最高。综合结果表明水肥管理是提高西北旱区农业水土资源综合产出水平的关键和重要途径。分区结果也显示，灌溉农业主要集中在水资源供给充足且土地肥沃的盆地、平原地区，而对于高山、丘陵、沟壑峡谷等地形导致的耕地资源匮乏区，则形成了以林果业为特色的农业生产类型；水资源缺乏情况下，宜农的地区形成了旱作生产的耕作方式，而土地贫瘠但矿产资源丰富的地区，在比较优势影响下，则形成了以工矿业为主的区域经济发展特征。表明农业水土资源利用类型、方向与土地资源的肥沃程度关系密切。表明区位优势、资源优势以及自然地域的分异在农业水土资源的开发利用中发挥着重要作用，引导着水土资源向不同的方向发展。（4）建立了农业水土资源匹配和资源短缺评价的方法，分析了西北旱区农业水土资源空间匹配的特征，探讨了实现不同分区农业水土资源有效匹配的措施和途径。从广义农业水资源角度出发，对西北旱区农业水土资源的空间匹配特征以及蓝、绿水资源与农业水土资源匹配指数的关系进行了分析，并结合资源当量系数，建立了衡量农业水土资源丰缺程度的评价方法。结果表明：西北旱区农业水土资源匹配指数较高的地区主要分布在气候极为干旱的灌溉农业区，而较低的地区主要分布在以雨养农业或牧草业为主的旱作区，且蓝、绿水之间比例越大的地区，农业水土资源匹配指数越高。其中蓝水资源量与农业水土资源匹配指数成正相关的线性关系；绿水资源在350mm左右时，农业水土资源匹配指数最低。以旱作农业为主的半干旱气候区，以及降水资源较为丰富的半湿润易旱区或高山融水资源相对充足地区均表现为耕地资源的严重短缺状态；而以极干旱和干旱气候类型为主的地区，不仅农业水土资源匹配指数较高，农业水土资源当量系数也基本在1.5以上，形成了严重的水资源短缺区。结果表明了西北旱区农业水土资源处于极不平衡的状态，水资源的形成区与消耗区在空间上存在严重的分离现象。以此为基础，结合农业水土资源利用的分区特征，探讨了实现不同类型区农业水土资源有效匹配的途径和措施。

陕西省潼关县农田土壤及农作物重金属污染现状研究: 作者： 王爽 日期：2014-05-01 来源：西北农林科技大学 文献类型：学位论文 关键词：农作物潼关污染评价重金属土壤; 描述：陕西省潼关县作为我国重要的黄金产地，矿业活动一直较为频繁。频繁的矿业活动既给当地带来了很大的经济效益，也对当地的环境造成了严重的重金属污染。本文对潼关县北部农业生产区内农田土壤和主要农作物受Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、As的污染现状和污染特点进行了调查研究与评价，并对常见的野生优势植物中Hg、Cd、Pb的重金属含量进行了测量，旨在查明潼关县农田土壤和农作物污染现状，并寻找可能的超富集植物，以期能为区域环境治理、农田土壤修复、保证农产品安全提供科学依据。研究所得到的结果如下：（1）研究区内堆放的矿渣中重金属含量较高，对比土壤环境质量三级标准，除了As并未超标以外，Hg、Cd、Pb、Cu、Zn都不同程度地超过了国家标准，这说明研究区内矿渣的随意堆放有极大的可能会对研究区内土壤、水资源和大气造成污染。（2）农田土壤样品Hg、Cd、Pb是主要的污染物，其中Hg的污染最为严重。综合污染指数分析表明，研究区受污农田土壤面积达83.6％，重污染面积达30.6%.从潜在生态危害系数来看，Hg的潜在生态危害最大，Cd的潜在生态危害次之，Pb只有轻微的生态危害。从潜在生态危害指数来看，有55.1%的土壤样品具有中等及更严重的生态危害，有44.9%的土壤样品具有轻微的生态危害.总的来说，研究区内农田土壤已经明显受到了重金属的污染， Hg是最主要污染物。（3）通过对农田土壤样品重金属空间分布分析可以得出，农田土壤样品中重金属含量总的分布趋势是由南部采矿区向北部农业生产区递减。并且Cd、Hg的含量空间分布特征、Cd、Hg的潜在危害系数空间分布特征、农田土壤重金属潜在危害指数空间分布特征以及污染源的分布特征之间都有明显相关性，而Pb仅在研究区南部小区域内含量较高。（4）农作物小麦和玉米都明显受到的Hg、Cd、Pb的污染，小麦中这三种元素的超标率分别为39.1%，39.1%和47.8%，玉米中这三种元素的超标率分别为44.4%，33.3%和33.3%. （5）油料作物油葵和油菜也明显受到了Hg、Cd、Pb的污染油葵样品中这三种元素的超标率分别为60.0%，20.0%，60.0%，油菜样品Hg、Pb的超标率分别为66.7%和100%，油菜样品中Cd未超标. （6）对于农作物可食部分重金属含量与土壤中重金属含量的相关性探讨结果发现，小麦和玉米籽实中Hg含量均与土壤中Hg含量表现出了显著的相关性，油葵籽实中Cd含量与土壤中Cd含量表现出了显著的相关性。（7）对于小麦和玉米籽实中重金属空间分布特征分析结果表明，小麦籽实中Hg和Pb含量较高的区域与土壤中Hg和Pb含量较高的区域有有一定的重合。（8）研究区内其它种植较为广泛的农作物的污染状况表明，叶菜类作物受到的污染较严重，调味料类作物样品次之，药用作物样品仅有Hg受到了污染，根茎类作物样品、果菜类作物样品、豆类作物样品、水果样品和油料作物样品基本未受污染。（9）对于研究区内优势野生植物内重金属含量的研究发现，小白酒草对Hg和Cd的富集系数较大，可能成为适宜的修复植物，但还需进一步的研究。

渭河平原县域农田土壤养分肥力空间特征研究: 作者： 李志鹏 日期：2014-05-01 来源：西北农林科技大学 文献类型：学位论文 关键词：土壤养分空间变异性地统计学养分肥力时空变化; 描述：渭河平原地势平坦，气候温和，土壤肥力水平主要受土壤养分含量的影响。本研究选取渭河平原腹地，素有“白菜心”之称的兴平市作为研究区，基于GIS技术支持平台，综合运用传统统计学、数理统计、地统计学等方法，结合“3414”田间肥效试验结果和1980s第二次土壤普查的珍贵历史数据集，研究兴平市农田土壤有机质、全氮、速效养分及有效态微量元素共计11种土壤养分指标，以及土壤碳氮比、速效氮磷比2类养分比值的空间分布特征、时空变化规律及速效养分的丰缺状况和大量元素的主要影响因素；并进一步，采用模糊数学法和专家经验法相结合构建农田土壤养分综合肥力指数，对兴平市农田土壤养分肥力进行综合评价。本研究可为兴平市农业生态环境建设、精准农业的发展，测土配方项目的推进提供科学依据和理论指导。本研究的主要结果：（1）目前，兴平市农田土壤养分含量表现为：13项农田土壤养分属性指标的变异系数介于23.56%~74.87%之间，均具有中等强度的变异性。大量元素有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾的平均含量分别是14.54g kg-1、1.04g kg-1、38.38mg kg-1、27.13mg kg-1和202.07mg kg-1，而微量元素铁、锰、铜、锌、硼和钼的平均值分别是6.60mg·kg-1、16.71mg·kg-1、1.72mg·kg-1、2.65mg·kg-1、0.78mg·kg-1和0.416mg·kg-1，碳氮比和氮磷比分别是9.77和1.99；在速效养分的丰缺格局方面，速效氮含量整体处于“偏低”的水平，难以满足作物的生长；而速效磷和速效钾的含量较为丰富，能基本满足农作物生长需要。（2）地统计学半方差结构分析中，兴平市11项农田土壤养分中除土壤微量元素中的有效态锰、铜、锌、硼和钼的最优半方差理论模型为球状模型外，余下6项土壤养分的最优理论模型均为指数模型。11项农田土壤养分的块金系数值介于0.486~0.970间，其中土壤有机质、速效养分（速效氮、磷和钾）以及有效态微量元素（有效态锰、铜、锌和钼）共计8项土壤养分指标具有弱的空间相关性，其空间变异性主要受耕作管理、种植制度、化肥施肥量等人为因素影响；土壤全氮、微量元素（有效态铁和有效态硼）表现出中等程度的空间相关性，其空间变异受地形地貌、土壤性质等自然（结构性）因素和耕作管理、灌溉等人为（随机性）因素共同作用。（3）兴平市农田土壤养分含量空间分布格局不尽相同：土壤速效钾和有效态微量元素（有效态铁、锰、铜、硼）空间呈自北向南逐渐递减趋势明显，北部的店张街道含量较高，而南部及东南部的渭河沿岸含量偏低；余下的土壤有机质、全氮等6项农田土壤养分在空间分布上呈现出中部较高、四周偏低、由中部向四周递减的变化趋势；碳氮比和氮磷比呈碎斑状分布，但总体来说，碳氮比从中部到南北两端递减，而氮磷比则是以1.5~2.5为基底，其他区间镶嵌其中。（4）与1980s相比，30年来兴平市农田土壤有机质平均含量上升了34.63%，增幅呈四周高中间低格局；土壤全氮平均含量提升了36.84%；土壤速效氮平均含量下降了27.45%，降幅呈西高东低、北高南低态势；土壤速效磷平均增加了107.10%，增幅呈北高南低格局；土壤速效钾平均含量整体增加了18.86%，空间上呈北增南减趋势；土壤速效氮、磷比值分布格局逆转，变化上南增北减，整体在下降；土壤碳氮比值整体略有下降。土壤有机质、全氮及土壤速效养分的时空变异规律具有一致性：即原低值区增速快而原高值区增速慢甚至出现养分含量的流失。（5）兴平市农田土壤养分综合肥力水平总体上呈现出由中部向四周降低，东南部最差的空间分布特征，土壤养分肥力水平多集中于二级水平，总体较优。兴平市南部田阜、阜寨等渭河沿岸的地区需积极培肥，尤其是土壤有机质和氮素；同时积极采取掺淤、增施绿肥等措施积极改善土壤质地及其结构，提高土壤保水持肥能力，调节土壤酸碱性。兴平市北部台塬区应结合作物产量及其具体的养分丰缺标准，精准施肥，增补氮肥，合理利用土壤资源。

石羊河流域农田土壤水分有效性评价及动态模拟: 作者： 王磊 日期：2014-05-01 来源：西北农林科技大学 文献类型：学位论文 关键词：土壤水分作物蒸发蒸腾量水分运动模拟有效性; 描述：农田土壤水分动态变化规律、有效性评价和土壤水分运动的模拟长久以来一直是干旱半干旱地区的研究热点问题，是灌溉预报和节水灌溉科学管理的理论依据。本论文对甘肃武威石羊河流域的春小麦、春玉米和裸地等不同作物类型农田土壤水分动态变化规律进行研究，评价了农田土壤水分的有效性,在此基础上，构建了农田分层土壤水分运动模型，并对模型进行了验证，获得以下主要结果：（1）石羊河流域裸地、春小麦地和春玉米地土壤水分受降水（灌溉）、蒸发蒸腾和土壤水分运移等影响变化幅度均较大，裸地和春小麦、春玉米两种作物类型的农田相比，其土壤水分变化的剧烈程度较小，深层（80-100cm）土壤水分基本保持稳定，而作物覆盖的农田深层(80-100cm)土壤含水率变化幅度较大，主要是受到作物根系吸水的影响；农田蒸发蒸腾量受土壤水分含量影响较大，土壤水分含量长时间处于较低水平会导致农田蒸发蒸腾量大幅度减少。（2）在当地灌溉制度条件下，春小麦作物根系层水分整个生育期内基本为“中等有效”，对春小麦生长有利；春玉米作物根系层内的水分在生育期内则由“易效”转为“难效”，而且随着土层的加深，土壤水有效性由“易效”转为“难效”的时间依次推后，即在春玉米生长期内，即在春玉米生长期内，随着作物根系的生长，深层土壤中储存的有效水量将逐渐被春玉米吸收利用。（3）提出了分层土壤含水率对作物蒸发蒸腾量影响的评估模型，对春小麦和春玉米不同土层的土壤含水率对作物蒸发蒸腾的影响程度进行了评价，春小麦表层和浅层土壤（0-30cm）的水分状况对作物生长影响最大；春玉米浅层和中层土壤（10cm-80cm）水分状况对其生长影响程度最大。（4）构建了春小麦抽穗-成熟期农田土壤水分分层运动模型，经验证，30-80cm土层土壤水分动态变化模拟精度较高，上层和深层土壤水分动态变化模拟精度较差。

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。

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。

甘肃河西地区节水农业发展研究: 作者： 王江海 日期：2014-04-01 来源：兰州大学 文献类型：学位论文 关键词：节水农业战略分析河西地区; 描述：水是人类赖以生存的基础,具有很强的公益性、战略性。甘肃河西地区素有“陇原粮仓”之称,但由于水资源短缺,加之长期无节制的掠夺式开发利用,导致水资源供需矛盾非常突出,水危机四伏,生态环境恶化,公地悲剧上演。在全面加快推进小康社会建设战略中,水资源是河西地区经济社会发展的最大瓶颈,倘若继续“压榨式”的开发利用水,只能是“饮鸩止渴”,经济社会发展成为“空中楼阁”。目前,国家实施最严格的水资源管理制度,水的总量控制已成为硬性约束；从外区域调水来补给用水又面临着资金、条件等限制,短期看在工程运行及用水方面都不经济。双重约束下,破解河西水瓶颈的根本出路在于节水。河西地区在发展节水农业方面已进行了多年实践,但农业用水仍占到全社会总用水量的90%以上,水的利用率只有52%。面对节水农业发展现状,本文希望探讨河西地区发展节水农业的战略问题,通过多措并举,推动节水农业转型升级,提高灌溉水利用率和水资源保障能力。论文通过文献检索、实地调查等形式,学习研究以色列等国外先进节水农业国家的经验和做法,将可持续发展理论、公地悲剧理论与节水农业理论结合,分析甘肃河西节水农业发展现状和存在的主要问题。应用战略管理理论,通过SWOT法,从外部、内部环境分析河西地区发展节水农业面临的机遇和挑战,挖掘自身的优势、改正不足,并进一步对河西地区节水农业发展进行战略定位。在此基础上,探讨通过工程措施、农业措施、管理措施、创新研发措施等“四位一体”途径推进河西地区高效节水农业建设,牵住“水鼻子”,调结构、提效益、促发展,保障河西地区粮食安全、生态安全、经济安全、社会安全,实现水资源可持续利用与经济社会可持续发展的双赢。

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