论文部分内容阅读
干旱是造成我国农业减产的主要自然灾害之一,为保障我国粮食安全,农业干旱应对的相关研究十分必要且紧迫。随着农业用水比例的下降,如何使有限的农业水资源(可用于农业灌溉的水资源,以下简称农业水资源)发挥最大产量效益尤为重要。本文以安徽淮北平原为研究区,以砂浆黑土上夏玉米和冬小麦作物系统为研究对象,开展面向区域作物产量损失最小化的农业水资源配置研究:以土壤水利用难易程度为依据,构建了以土壤相对有效水含量为主要指标的农田干旱评价指标体系,提高了农业干旱评价的准确性和科学性;以原型观测试验与作物模型模拟相结合的方法,构建干旱对产量损失影响的评估平台,提高了农业干旱对产量影响评估的便捷性和准确性;提出了不同干旱情景下的作物分段水分生产函数;构建地表水地下水联合配置模型,分析分段水分生产函数在农业水资源配置中的优越性;提出了安徽淮北平原主要作物不同生育期农业水资源配置方案,定量评价其应对农业干旱的能力。通过研究取得以下主要进展:(1)作物因旱产量损失评估方法及历史因旱产量损失评价。原型观测试验与数值模拟相结合的作物因旱损失评价方法,在不同干旱情景下均能较好地模拟作物产量损失,在安徽淮北平原具有良好的适用性。1961-2015年,平原夏玉米多年平均因旱产量损失为500-1750kg/ha,冬小麦多年平均因旱损失为1300-1950 kg/ha。(2)不同干旱情景下作物分段水分生产函数及其在农业水资源配置中的优势。设置15种干旱情景,分别推求夏玉米的冬小麦不同干旱情景下的分段水分生产函数。与Jensen模型相比,分段水分生产函数在收敛特性、计算速度、模拟精度方面都表现较好。(3)作物不同生育期农业水资源配置方案及其应对农业干旱效果评价。利用配置模型和分段水分生产函数,得到1961-2015年夏玉米和冬小麦不同生育阶段的农业水资源配置方案。优化配置后,历史多年平均夏玉米因旱产量损失可减少766千吨,因旱损失率可降低15%;冬小麦历史多年平均因旱产量损失可减少1034千吨,因旱损失率可降低10.1%。