水位、水量、产量联控的华北平原地下水超采区节水灌溉多目标优化 被引量：2

1

作者 井淼 张江江 +4 位作者 刘瑾 杨思敏 谢一凡 孙梦雅 鲁春辉 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期184-192,共9页

为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东... 为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东部的沧州市作为研究区,通过收集实地资料,进行了地下水数值模型校正、作物需水模型构建以及NSGA-Ⅱ多目标优化模型配置,获得了限水灌溉条件下灌溉方案的帕累托非劣解集,并优选了代表性的地下水压采和水源置换方案。结果表明:若将灌溉用水中地下水的比例压减42.13%,并将15.28%的地下水置换为替代水源,可实现深层地下水位回升2.36 m,灌溉水量减少26.86%,冬小麦产量下降3.94%;若禁止开采地下水用于灌溉,且将现状开采量的37%置换为替代水源,有望实现深层地下水位回升8.95 m,灌溉水量减少62.87%,冬小麦减产12.70%,且产量仍在约束范围内。 展开更多

关键词 限水灌溉 地下水超采 地下水位 地下水数值模型 多目标优化 粮食产量 华北平原

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华北山前平原区厚包气带次降水入渗补给定量估算

2

作者 刘美英 高雅 +4 位作者 张俊芝 沈彦俊 吴林 李明良 闵雷雷 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期446-455,共10页

降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估... 降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估的科学性和准确性。本文以华北山前平原地下水深埋区为例,利用中国科学院栾城农业生态系统试验站和河北冉庄水资源实验站实测的土壤含水量、土壤水势、地下水补给量和降水量等长序列资料校准Hydrus-1D模型,模拟日降水入渗补给过程,构建具有物理意义的次降水入渗补给事件划分标准,深入研究华北山前平原地下水深埋条件下次降水入渗补给机理,定量估算次降水入渗补给量,建立次降水入渗补给量和次降水量间的定量关系。研究结果表明:次降水入渗补给量具有较大的变异性,次降水入渗补给量与次降水量或次总有效水量(次降水量+前期200 cm土壤储水量)呈显著相关关系(P<0.01),决定系数(R^(2))达0.801~0.962;但次降水入渗补给系数与次降水量无显著相关关系,这是由于次降水入渗补给系数不能反映降水前期土壤水分条件对补给的影响。因此,在地下水深埋区,不建议利用次降水入渗补给系数来估算次降水入渗补给量。本研究结果对区域地下水资源评价具有重要理论意义。 展开更多

关键词 华北平原 灌溉农田 次降水入渗补给 HYDRUS-1D模型

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灌溉变化对华北平原地下水可持续利用的影响 被引量：4

3

作者 秦欢欢 黄丽想 王健泉 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第4期37-45,共9页

针对华北平原地下水可持续利用问题,利用校准好的分布式水文MIKE SHE模型,考虑灌溉变化对地下水利用的影响,设定3种情景(现状保持型情景MS1、灌溉水量改变情景MS2和灌溉频率改变情景MS3)对华北平原未来20 a地下水利用进行预测。结果表明... 针对华北平原地下水可持续利用问题,利用校准好的分布式水文MIKE SHE模型,考虑灌溉变化对地下水利用的影响,设定3种情景(现状保持型情景MS1、灌溉水量改变情景MS2和灌溉频率改变情景MS3)对华北平原未来20 a地下水利用进行预测。结果表明:(1)3种情景下华北平原未来20 a地下水水位均呈下降趋势,MS1、MS2和MS3下地下水水位年均降幅分别为0.335~1.648、0.298~1.588和0.303~1.607 m/a,东部沿海和京津地区出现了较严重的地下水降落漏斗问题,灌溉变化对地下水降落漏斗缓解效果并不显著。(2)灌溉变化在一定程度上能促进华北平原地下水水位和含水层储量恢复,且减少灌溉频率的作用大于降低灌溉水量的作用;相对于MS1,MS2和MS3可使含水层储量在20 a后分别恢复0.06 m和0.12 m。(3)采用灌溉变化无法彻底解决华北平原地下水水位和含水层持续消耗问题,须与其它措施结合,才能从长远角度保证华北平原地下水可持续利用。研究成果可为水资源规划与管理提供科学的依据和建议。 展开更多

关键词 地下水 可持续利用 灌溉变化 MIKE SHE模型 华北平原

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环丙沙星在地下水灌区土壤的吸附解吸特征

4

作者 黄爽兵 谢遵滨 +1 位作者 轩晨飞 钱永 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期91-98,共8页

为了更全面认识环丙沙星(CIP)在不同背景土壤中的迁移特性,在华北平原地下水灌溉农田区选择有机质组成特征和理化性质显著的两处土壤样品,从动力学和热力学两方面研究CIP在土壤中的吸附-解吸机制。结果显示,动力学实验数据更符合准二级... 为了更全面认识环丙沙星(CIP)在不同背景土壤中的迁移特性,在华北平原地下水灌溉农田区选择有机质组成特征和理化性质显著的两处土壤样品,从动力学和热力学两方面研究CIP在土壤中的吸附-解吸机制。结果显示,动力学实验数据更符合准二级动力学方程,等温模式呈非线性特征、Langmuir模型拟合效果最优。吸附动力学常数(K_(2),8 772.64 vs 2 846.37 g/(mg·h))、吸附平衡速率常数(Kl,0.113 vs 0.094 L/mol)及最大吸附量(Q_(m),5 033 vs 3 167 mg/kg)参数均呈现出献县样品大于正定样品,指示献县土壤更快的吸附速率和更大的吸附容量。相应地,解吸实验得到的解吸率(5.98%vs 8.07%)、最大解吸量(6 592 vs 7 564 mg/kg)及由热力学计算所得吸附自由能ΔG(-25.08 vs-23.00 kJ/mol)大小均一致反映出献县土壤相较正定土壤对CIP的吸附性能更强。综合实验研究结果和光谱特征、理化参数特征分析得出,献县土壤的高分子、高芳香性和多官能团的腐殖质成分以及更高黏粒含量是其吸附性能整体表现更强的重要因素,腐殖质分子的疏水作用和静电作用等物理吸附机制可能对献县土壤吸附CIP起到更加积极的作用。 展开更多

关键词 农田土壤 地下水灌溉 环丙沙星 吸附解吸 华北平原

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华北平原灌溉用水强度与地下水承载力适应性状况 被引量：81

5

作者 张光辉 费宇红 +2 位作者 刘春华 严明疆 王金哲 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-10,共10页

针对华北平原农灌区地下水严重超采问题,基于近30a以来降水、水资源和农林灌溉状况的变化过程和现状,应用地学模数理念、均衡理论和MapGIS技术,建立了适应性状况评价指标体系与方法,以0.49km2精度识别了华北平原农林灌溉用水强度与当地... 针对华北平原农灌区地下水严重超采问题,基于近30a以来降水、水资源和农林灌溉状况的变化过程和现状,应用地学模数理念、均衡理论和MapGIS技术,建立了适应性状况评价指标体系与方法,以0.49km2精度识别了华北平原农林灌溉用水强度与当地地下水可采资源量之间适应性状况。研究结果表明,华北平原中部的大部分地区农林灌溉用水强度处于"严重不适应"状态,河北平原大部分地下水超采区农林灌溉用水强处于"极严重不适应"状态,其中小麦等夏粮作物灌溉用水强度占50%以上,蔬菜作物和耗水型果林灌溉用水强度所占比率呈显著增加趋势,应避免非理性持续大幅增加。 展开更多

关键词 灌溉 农业 作物 华北平原 地下水 承载力

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灌溉降低华北冬小麦干旱减产的风险评估研究 被引量：40

6

作者 薛昌颖 霍治国 +4 位作者 李世奎 卢志光 毛飞 庄立伟 王素艳 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期131-136,共6页

从冬小麦生育期水分供需平衡的关系出发,建立了其缺水率模式。采用风险分析技术与方法,基于华北平原河北省及京津地区代表站点近40a(1961～2000年)冬小麦供需水的有关资料,估算了冬小麦全生育期在不同灌溉条件下,不同干旱年型不同缺水... 从冬小麦生育期水分供需平衡的关系出发,建立了其缺水率模式。采用风险分析技术与方法,基于华北平原河北省及京津地区代表站点近40a(1961～2000年)冬小麦供需水的有关资料,估算了冬小麦全生育期在不同灌溉条件下,不同干旱年型不同缺水率出现的概率,分析了灌溉可降低的冬小麦干旱减产的风险水平。结果表明:这些地区生育期内的自然降水和底墒水只能满足冬小麦全生育期需水的1/3～2/3。如果没有灌溉,冬小麦全生育期缺水率20％以上出现的概率大都在80％以上,缺水率30％～40％的重旱年出现的概率高达30％;随着灌水次数的增加,相应干旱减产的风险水平随之降低。如果在缺水的关键期适当补充3次水,总量在2025m^3/hm^2左右,则缺水率≥10％的风险概率可降到10％以下,而大部分地区基本上可满足水分的需求;为节约用水和提高水分利用效率,除严重干旱年外,大部分地区一般只需灌3次水便可满足冬小麦稳产、高产的水分需求。 展开更多

关键词 冬小麦 华北平原 干旱 缺水率 灌溉 风险概率

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华北平原区域水资源特征与作物布局结构适应性研究 被引量：36

7

作者 张光辉 刘中培 +3 位作者 费宇红 连英立 严明疆 王金哲 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期17-22,共6页

据野外调查、遥感和综合研究表明,近50年来华北平原粮食产量持续增加导致农业区地下水开采量不断增大,同时灌溉节水水平的不断提高有效地缓解了农业开采量增加的速率。在1977年之前,每增产10000t小麦和玉米,多年平均实际开采量增加0.14&... 据野外调查、遥感和综合研究表明,近50年来华北平原粮食产量持续增加导致农业区地下水开采量不断增大,同时灌溉节水水平的不断提高有效地缓解了农业开采量增加的速率。在1977年之前,每增产10000t小麦和玉米,多年平均实际开采量增加0.14×108m3;在1978年以来,每增产10000t小麦和玉米,多年平均实际开采量增加0.04×108m3。以2001～2005年平均耗用地下水的开采强度(0.53m3/kg)计算,粮食增产促使地下水开采量平均每五年递增2.45×108m3/a,实际平均每五年少增加9.45×108m3/a。降水量减小,补给量变少,开采量增大;降水量增大,补给量较多,开采量减小。在连续枯(丰)水年份,当年降水量减少(增加)10%时,地下水系统水量减少7.98%(增加7.67%)。因此,需要大力发展抗旱节水作物及高产节水技术,合理调控农业种植结构,对于缓解研究区地下水不断恶化态势具有实质性促进作用。 展开更多

关键词 华北平原 地下水超采 灌溉耗水 互动机制 涵养与调整

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华北平原高产粮区不同水氮管理下农田氮素的淋失特征 被引量：15

8

作者 陈淑峰 吴文良 +2 位作者 胡克林 杜贞栋 褚兆辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期65-73,共9页

为了降低集约化种植制度下华北平原农田硝酸盐的淋失,该研究选择华北平原高产粮区,开展了为期2 a(2006-2008年)的田间试验,试验设计了2个灌溉处理(常规灌溉处理和基于土壤水分实时监控的优化灌溉处理)和2个施氮处理(传统施氮处理和优化... 为了降低集约化种植制度下华北平原农田硝酸盐的淋失,该研究选择华北平原高产粮区,开展了为期2 a(2006-2008年)的田间试验,试验设计了2个灌溉处理(常规灌溉处理和基于土壤水分实时监控的优化灌溉处理)和2个施氮处理(传统施氮处理和优化施氮处理),利用张力计结合土壤溶液提取器对土体2 m处的水分和硝酸盐通量进行了监测和计算。研究结果显示,在相同施氮条件下,优化灌溉能够有效降低农田水分的渗漏量,渗漏量仅为传统灌溉渗漏量的50%左右。优化施氮能够有效降低2.1 m土体硝态氮含量,在相同灌溉条件下2.1 m土体硝态氮的残留量都在传统施氮的60%以下,而灌溉方式对硝态氮累积的影响不大。优化水氮管理相比传统水氮管理氮素的淋失量下降了60%,淋失率也下降了50%左右,粮食产量略有提高。 展开更多

关键词 氮肥 灌溉 优化 硝酸盐淋失 华北平原

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华北地区冬小麦灌溉制度及其环境效应研究进展 被引量：15

9

作者 刘涛 周广胜 +1 位作者 谭凯炎 周莉 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第19期5979-5986,共8页

充分利用有限的灌溉水资源确保冬小麦安全生产是华北地区冬小麦稳产高产面临的严峻挑战,解决这一问题的关键在于如何基于环境效应科学地进行灌溉管理。综述了国内外有关冬小麦的灌溉管理制度,即充分灌溉与非充分灌溉管理制度以及冬小麦... 充分利用有限的灌溉水资源确保冬小麦安全生产是华北地区冬小麦稳产高产面临的严峻挑战,解决这一问题的关键在于如何基于环境效应科学地进行灌溉管理。综述了国内外有关冬小麦的灌溉管理制度,即充分灌溉与非充分灌溉管理制度以及冬小麦关键灌溉期的环境效应,在此基础上提出了华北地区冬小麦科学灌溉拟重点关注的研究任务:(1)冬小麦生长发育需水时间与需水量的控制机制研究;(2)冬小麦干旱发生发展过程与致灾临界气象条件研究;(3)气候变化背景下极端干旱事件的冬小麦脆弱性诊断与适应性管理,以为华北地区冬小麦安全生产措施制定提供依据。 展开更多

关键词 冬小麦 华北 灌溉 环境效应

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华北滹滏平原地下水位下降与灌溉农业关系 被引量：31

10

作者 张光辉 费宇红 +3 位作者 刘春华 冯慧敏 严明疆 王金哲 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期228-234,共7页

针对华北粮蔬主产区滹滏平原浅层地下水位不断下降成因问题,基于大量实测资料和相关分析方法与MapGIS技术,通过对近50年来区内地下水位、粮蔬播种强度、有效灌溉面积变化特征和降水量、气温变化下地下水位下降对粮蔬播种强度响应机制研... 针对华北粮蔬主产区滹滏平原浅层地下水位不断下降成因问题,基于大量实测资料和相关分析方法与MapGIS技术,通过对近50年来区内地下水位、粮蔬播种强度、有效灌溉面积变化特征和降水量、气温变化下地下水位下降对粮蔬播种强度响应机制研究,结果表明:1980年前粮蔬播种强度每增加0.01或夏粮和蔬菜播种面积每增加1万hm2,研究区地下水位下降幅度为0.36 m或0.43 m;1980年以来随粮蔬播种强度增大,地下水位下降幅度明显增大,粮蔬播种强度每增加0.01或夏粮和蔬菜播种面积每增加1万hm2,地下水位降幅分别达0.69 m和1.15 m。不仅与因播种强度增大导致农业开采量增加有关,而且还与1980年以来降水量不断减少密切相关。降水量减少100 mm,区内农业开采量增加35.7 mm。 展开更多

关键词 地下水 水位下降 粮食和蔬菜作物 农业灌溉 降水影响 华北滹滏平原

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华北平原滴灌条件下土壤水势对萝卜生长的影响 被引量：18

11

作者 万书勤 康跃虎 刘士平 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2005年第1期16-27,共12页

通过控制滴灌滴头下20cm深处土壤水势下限(-15kPa,N1;-25kPa,N2;-35kPa,N3;-45kPa,N4;-55kPa,N5),研究了不同处理土壤水势随时间和空间的变化规律,以及不同土壤水势处理对萝卜叶面积指数、叶绿素含量、周径膨大、干重积累等生长参数的影... 通过控制滴灌滴头下20cm深处土壤水势下限(-15kPa,N1;-25kPa,N2;-35kPa,N3;-45kPa,N4;-55kPa,N5),研究了不同处理土壤水势随时间和空间的变化规律,以及不同土壤水势处理对萝卜叶面积指数、叶绿素含量、周径膨大、干重积累等生长参数的影响,并对各处理间产量、水分利用效率进行了比较,发现在华北平原下半年降雨较多的情况下种植秋萝卜:(1)不同土壤水势处理对萝卜的生长发育没有明显影响;(2)不同处理水分利用效率不同:N5>N4>N3>N2>N1;(3)滴灌条件下,不同土壤水势处理萝卜的平均重量和产量都高于地面灌溉。 展开更多

关键词 土壤水势 滴灌 秋萝卜 水分利用效率 生长 干重 地面灌溉 条件 产量 影响

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不同灌溉施肥措施对夏玉米-冬小麦农田N2O排放和产量的影响 被引量：19

12

作者 李昊儒 郝卫平 +1 位作者 梅旭荣 郭瑞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第16期103-112,共10页

为明确不同灌溉施肥措施下夏玉米-冬小麦轮作农田N_2O的排放特征,寻求既能减少N_2O排放又保证粮食产量的灌溉施肥方法,以华北地区夏玉米-冬小麦轮作农田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤N_2O排放特征进行了周年(2015年6月15日-... 为明确不同灌溉施肥措施下夏玉米-冬小麦轮作农田N_2O的排放特征,寻求既能减少N_2O排放又保证粮食产量的灌溉施肥方法,以华北地区夏玉米-冬小麦轮作农田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤N_2O排放特征进行了周年(2015年6月15日-2016年6月12日)观测,探讨了常规施氮量(夏玉米:205.5 kg/hm2;冬小麦:250 kg/hm2)下传统灌溉施肥(FP100%)、滴灌+传统施肥(DN100%)、滴灌水肥一体化(FN100%)以及滴灌水肥一体化下不同施氮量(减氮60%(FN40%)、减氮30%(FN70%)、常规氮量(FN100%)和增氮30%(FN130%))下农田N_2O排放特征及土壤温湿度对农田N_2O排放的影响,另设滴灌+不施氮肥(CK)为对照。结果表明:在夏玉米-冬小麦轮作体系中小麦季农田土壤N_2O排放通量高于玉米季,夏玉米季土壤N_2O阶段排放峰值出现在拔节期和抽雄期;而冬小麦季土壤N_2O阶段排放峰值出现在冬前苗期和拔节期。与FP100%处理相比,FN40%处理在夏玉米和冬小麦季的N_2O平均排放通量分别降低了70.8%和66.7%,N_2O排放总量分别减少了58.7%和66.3%;整个轮作季周年产量没有显著减少,N_2O排放总量显著降低了62.9%(P<0.05)。FN40%处理夏玉米季和冬小麦N_2O排放系数分别为0.06和0.01,显著低于其他施肥处理(P<0.05)。土壤温湿度均影响农田N_2O排放,但不同处理在夏玉米和冬小麦生长季与土壤温度和土壤湿度的相关性并不相同。综合考虑N_2O排放量和作物产量,研究认为,在华北地区夏玉米-冬小麦轮作系统下,若采用滴灌,则根据作物需肥规律同时采用水肥一体化方式进行施肥才既有增产,又减少农田N_2O排放的效果,并且在滴灌水肥一体化技术下,减少60%施氮量在保障粮食产量的同时,可以有效地减少N_2O排放,是兼顾作物产量及大气环境的推荐管理措施。 展开更多

关键词 灌溉 氮肥 作物 华北平原 冬小麦-夏玉米轮作 水肥一体化 N2O排放

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水氮优化条件下在华北平原冬小麦/夏玉米轮作中化肥氮的去向 被引量：44

13

作者 潘家荣 巨晓棠 +3 位作者 刘学军 陈新平 张福锁 毛达如 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期334-340,307,共8页

针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发... 针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发现显著降低。微区结果表明,传统灌溉方式下,传统施氮处理的化肥氮利用率很低,冬小麦当季为22.7%,夏玉米当季25.7%,整个轮作周期为28.44%;氮损失率较高,冬小麦当季为52.9%,夏玉米当季35.7%,整个轮作周期为47.0%;而优化施氮可大幅度提高化肥氮利用率,降低损失,冬小麦当季、夏玉米当季和整个轮作周期的化肥氮利用率分别达到45.1%,42.9%和46.1%,损失率分别为33.3%,7.1%和34.5%。优化灌溉下的优化施氮与传统灌溉的优化施氮相比,虽然化肥氮利用率未有显著差异,但是却显著降低了损失,显著增加了化肥氮的土壤残留,建议在化肥氮优化中考虑水分管理。研究还表明,在华北平原冬小麦/夏玉米轮作区,反硝化损失是化肥氮损失的主要途径。 展开更多

关键词 水肥优化 化肥氮去向 15^N冬小麦/夏玉米轮作 华北平原

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不同灌溉处理下冬小麦水平衡与灌溉增产效率研究 被引量：25

14

作者 裴宏伟 孙宏勇 +1 位作者 沈彦俊 刘昌明 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1054-1059,共6页

水资源是华北平原冬小麦、夏玉米种植区最重要的生产制约因素,农业水资源高效利用具有重大的社会需要。通过设置冬小麦不同灌溉处理,分析了各处理的水分平衡、产量和灌溉增产效率。结果显示:1)不同灌溉处理具有不同的水分平衡过程,雨养... 水资源是华北平原冬小麦、夏玉米种植区最重要的生产制约因素,农业水资源高效利用具有重大的社会需要。通过设置冬小麦不同灌溉处理,分析了各处理的水分平衡、产量和灌溉增产效率。结果显示:1)不同灌溉处理具有不同的水分平衡过程,雨养农田、充分灌溉处理、返青水胁迫处理、拔节抽穗水胁迫处理和灌浆水胁迫处理的蒸散量分别为251±58 mm、482±48 mm、352±44 mm、388±22 mm和324±53 mm;2)灌溉量对于小麦产量的增加具有明显的正效应,拔节-抽穗水胁迫对作物产量有较大影响,灌浆水胁迫和返青水胁迫均没有对小麦产量造成明显影响;雨养农业的经济产量为2 950±635 kg.hm-2,充分灌溉下的经济产量约为5 994±994 kg.hm-2;冬小麦返青期、拔节抽穗期、灌浆期施加适度的水分胁迫,产量分别为5 163±885 kg.hm-2、5 047±1 180 kg.hm-2、5 249±975 kg.hm-2,与充分灌溉相比,没有明显的产量下降;3)小麦的灌溉增产效率存在明显的年际差异,在丰水年或特丰水年,灌溉增产效率为1.9 kg.m-3,在枯水年为0.4 kg.m-3,平水年为1.6 kg.m-3。 展开更多

关键词 华北平原 冬小麦 节水农业 灌溉制度 灌溉增产效率 水分-产量关系 水分平衡

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华北山前平原农田生态系统氮通量与调控 被引量：15

15

作者 胡春胜 董文旭 +3 位作者 张玉铭 程一松 李晓欣 杨莉琳 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期997-1003,共7页

针对华北太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田,研究农田常规施肥[400 kg(N).hm-2.a-1]条件下作物氮素吸收与损失通量过程,并根据各氮素输出通量特征开展管理调控。研究结果表明,全年小麦-玉米轮作农田系统氮输入总量为561-580 kg(N).hm-2... 针对华北太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田,研究农田常规施肥[400 kg(N).hm-2.a-1]条件下作物氮素吸收与损失通量过程,并根据各氮素输出通量特征开展管理调控。研究结果表明,全年小麦-玉米轮作农田系统氮输入总量为561-580 kg(N).hm-2,输出量468-494 kg(N).hm-2,两季作物总盈余86-93 kg(N).hm-2,其中有机氮为24-36 kg.hm-2。氨挥发和NO3--N淋溶损失是该区域农田氮素损失的主要途径,是氮肥利用率低的重要原因。平均每年因氨挥发而造成的肥料氮损失量为60 kg(N).hm-2,NO3--N淋溶损失量为47-84kg(N).hm-2,两者占施肥总量的30%。每年因硝化-反硝化过程造成的肥料损失很小,仅为5.0-8.7 kg(N).hm-2。通过施肥后适时灌水、合理调控灌水时间与用量,以及利用秸秆还田与肥料混合施用等管理措施可改善氮素的迁移和转化规律,有效减少氨挥发和NO3--N淋溶损失,并结合缓/控释肥与精准施肥技术,充分利用土壤本身矿质氮素,可有效提高养分利用效率和作物产量,改善农田生态环境与促进农业持续和谐发展。 展开更多

关键词 华北山前平原 农田生态系统 小麦-玉米轮作 氮通量 氮素损失 灌溉 施肥 氮肥利用效率

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华北冬小麦开花期补灌的增产效应及其影响因素 被引量：6

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作者 张经廷 吕丽华 +5 位作者 董志强 张丽华 姚艳荣 申海平 姚海坡 贾秀领 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1746-1755,共10页

为阐明华北地区冬小麦开花期补灌增产效应及其影响因素,制定稳产节灌制度,于2007—2016连续10年进行了大田定位试验,研究在冬小麦拔节期灌水基础上,播前底墒、长期不同施氮及生育期降水等对开花期补灌增产效应及水分利用的影响。裂区设... 为阐明华北地区冬小麦开花期补灌增产效应及其影响因素,制定稳产节灌制度,于2007—2016连续10年进行了大田定位试验,研究在冬小麦拔节期灌水基础上,播前底墒、长期不同施氮及生育期降水等对开花期补灌增产效应及水分利用的影响。裂区设计,灌水量为主区,设春灌1次水(拔节期75mm,W1)和2次水(拔节期和开花期各75mm,W2)2个处理;施氮量为副区,设6个水平,分别为0(N0)、60(N60)、120(N120)、180(N180)、240(N240)、300kghm^-2(N300)。冬小麦开花期补灌增产效应受播前底墒影响显著,播前2m土体贮水量越大开花期补灌增产率越小。施氮水平也显著影响开花期补灌增产效应,随着定位试验年限的增加,N0和N60处理土壤有机质和全氮含量逐年下降,从第6年开始开花期补灌的增产效应基本丧失。在足墒播种和正常供氮(施氮量不低于120kghm^-2)条件下,开花期补灌的增产效应还受冬小麦生育期有效降水量的影响,尤其是拔节-开花期的有效降水量。开花期补灌增产率随生育期以及开花后的有效降水量的增加而降低。拔节-开花期有效降水量大于25.3mm时,开花期补灌没有显著优化穗数、穗粒数、千粒重、生物量、收获指数等产量性状,最终增产不显著;此情景下,拔节期灌1次水(75mm左右),即可在维持较高产量的前提下,降低耗水、提高水分利用效率,实现稳产与节水协同。本研究表明,华北平原冬小麦在足墒播种、施氮量不低于120kghm^-2、拔节期灌水前提下,拔节-开花期有效降水量可作为开花期灌水与否的重要决策依据。 展开更多

关键词 冬小麦 灌溉策略 水氮耦合 华北平原 高产稳产

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华北山前平原典型井灌区地下水水位变化影响因素分析 被引量：27

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作者 张婧 马贵宏 +4 位作者 高雅 沈彦俊 刘晓英 邹妍 戴茂华 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期21-28,84,共9页

为定量评估华北山前平原多因子对地下水水位动态变化的影响,选取华北山前平原典型井灌区石家庄市栾城区为研究区,从水量平衡角度分析了影响该地区地下水水位动态变化的主要影响因子;利用主成分回归分析法排除主要影响因子间的相互作用,... 为定量评估华北山前平原多因子对地下水水位动态变化的影响,选取华北山前平原典型井灌区石家庄市栾城区为研究区,从水量平衡角度分析了影响该地区地下水水位动态变化的主要影响因子;利用主成分回归分析法排除主要影响因子间的相互作用,定量分析了各综合因子对地下水水位回升的贡献率;构建了栾城地下水水位主成分-时间序列模型预测多因子影响下的华北山前平原地下水水位变化。结果表明:1994—2015年栾城地下水水位主要受本地气候因子、本地人类活动和上游人类活动三方面影响因子的共同作用,各因子对当地地下水水位回升的贡献率分别为11.7%、-50.9%和-37.4%,对这三方面影响因子起主导作用的影响因素分别为栾城降水量、栾城小麦和玉米的种植面积以及上游石家庄市区人口;1994—2015年栾城自然气候变化有利于该地区地下水资源的恢复,但人类活动对地下水资源的影响仍占主导作用。 展开更多

关键词 地下水水位 华北山前平原 井灌区 气候变化 人类活动 主成分-时间序列模型 栾城

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华北平原农田生态系统服务评价及灌溉效益分析 被引量：14

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作者 周淑梅 武菁 王国贞 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期1360-1370,共11页

农田生态系统为人类提供农产品等服务的同时,对生态环境也产生负面影响。本文基于千年生态系统评估(MA)框架,以华北平原典型高产农田区域——河北省石家庄市栾城区为研究对象,应用能值理论分析农田生态系统投入,从供给、调节和支持3方... 农田生态系统为人类提供农产品等服务的同时,对生态环境也产生负面影响。本文基于千年生态系统评估(MA)框架,以华北平原典型高产农田区域——河北省石家庄市栾城区为研究对象,应用能值理论分析农田生态系统投入,从供给、调节和支持3方面分析农田生态系统正、负服务产出;应用分摊系数法求解农田灌溉净效益,计算能值指标并评价农田生态系统可持续发展状况。结果表明:研究期间栾城农田生态系统能值年均总投入(1.00×1012 sej·m^(-2))中,不可更新工业辅助能(6.81×1011 sej·m^(-2))与不可更新环境资源(灌溉用地下水,2.57×1011 sej·m^(-2))投入之和占总能值投入的90%以上,说明农田生态系统消耗了大量不可更新资源;农田提供的正服务(1.82×1012 sej·m^(-2))主要是农产品供给(1.07×1012 sej·m^(-2)),负服务(5.87×1011 sej·m^(-2))以温室气体排放(5.31×1011 sej·m^(-2))为主;考虑农田生态系统环境负效益,计算栾城农田灌溉效益分摊系数为0.32,灌溉净效益为3.94×1011 sej·m^(-2),灌溉效益偏低;栾城区能值可持续发展指标取值为0.10~0.18,属于典型的消费型农田生态系统,迫切需要探索出一条低能耗,高产出的真正意义上的高质量农田发展之路,实现农田生态系统健康可持续发展。 展开更多

关键词 农田生态系统 能值分析 分摊系数 灌溉效益 生态系统服务 华北平原

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华北平原秸秆覆盖滴灌冬小麦中后期耗水规律研究 被引量：3

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作者 王建东 赵月芬 +3 位作者 张彦群 龚时宏 隋娟 晏清洪 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期1-9,共9页

基于2013—2015年华北平原典型区连续两年田间试验,采用Penman-Monteith公式、FAO单作物系数法以及水量平衡法,研究分析了充分滴灌下秸秆覆盖与不覆盖对冬小麦棵间蒸发、耗水量、产量及水分利用效率的影响,研究结果表明:滴灌条件下秸秆... 基于2013—2015年华北平原典型区连续两年田间试验,采用Penman-Monteith公式、FAO单作物系数法以及水量平衡法,研究分析了充分滴灌下秸秆覆盖与不覆盖对冬小麦棵间蒸发、耗水量、产量及水分利用效率的影响,研究结果表明:滴灌条件下秸秆覆盖显著抑制了日棵间蒸发量及其日变化波动幅度(P<0.05),在冬小麦中后期相比不覆盖可减少棵间蒸发30%以上;基于田间冬小麦的气孔阻力系数实测值,采用P-M公式直接计算冬小麦日耗水量具有较高精度,其值与FAO单作物系数法计算值具有较高相关性(R^2>0.8);秸秆覆盖滴灌减少了7%~15%的灌溉定额,但与不覆盖滴灌相比,冬小麦日耗水量和生育期总耗水量不存在显著差异(P>0.05),冬小麦4—6月份期间平均日耗水量在4.0~4.5 mm·d^(-1)之间;充分滴灌下秸秆覆盖并没有显著提高作物的产量和水分利用效率(P>0.05)。 展开更多

关键词 秸秆覆盖 滴灌 冬小麦 耗水量 产量 水分利用效率 华北平原

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华北平原典型井灌区农田水循环过程研究回顾 被引量：15

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作者 沈彦俊 刘昌明 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1004-1010,共7页

本文回顾了中国科学院栾城农业生态系统试验站在农田水分循环和水量转化方面的研究工作和进展。目前,对于冬小麦-夏玉米农田的蒸散耗水量及其结构(植物蒸腾和土壤蒸发)有较详细的研究结果。全年总蒸散量多年平均870 mm,每年亏缺的350 m... 本文回顾了中国科学院栾城农业生态系统试验站在农田水分循环和水量转化方面的研究工作和进展。目前,对于冬小麦-夏玉米农田的蒸散耗水量及其结构(植物蒸腾和土壤蒸发)有较详细的研究结果。全年总蒸散量多年平均870 mm,每年亏缺的350 mm左右需要靠提取地下水保证;同位素分析结果显示土壤蒸发的深度在地表下20 cm处,而植物蒸腾耗水也主要是利用0-40 cm土层的土壤水分。对于土壤深层渗漏量和地下水接受垂直补给的问题,不同研究结果间仍然存在较大差异,尚需更精细的试验来确定。对于区域水量平衡和地下水资源可持续性的评价和管理,目前急需重点开展区域蒸散量的精确估算和模拟研究,以及不同土地利用和不同农业种植方式的水量平衡与水分转化过程研究。 展开更多

关键词 农田水循环 能量平衡 水量转换 蒸散结构 华北平原 井灌区

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