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黑河是我国第二大内陆河，其中游绿洲农业比较典型，该绿洲农业主要集中在张掖地区，张掖是我国重要的粮食生产基地和商品粮基地。干旱区绿洲农业的发展主要依赖于灌溉，黑河中游的农业用水过度挤占下游生态用水，使中游农业发展和下游生态保护的矛盾突出。而黑河中游张掖地区农业用水中种植业灌溉用水占比达90％，鉴于不同作物生长需水特性不同，农业结构调整可能有利于农业节水，提高区域农业用水效率。 本研究利用遥感数据、统计年鉴数据和农户调查数据，探讨张掖地区2001～2012年农业结构的变化特征;根据实地调查数据，对CROPWAT模型的参数进行了调整，在此基础上，运用CROPWAT模型分别模拟了主要作物生长期内的需水量及需水时序，并基于作物灌溉需水量和作物实际灌溉用水量分别计算并比较不同作物的用水效率，进而研究农业结构变化对区域用水效率的影响。研究可为研究区农业结构调整与灌溉时序的管理提供一定参考，主要结论如下: (1)当前，玉米是张掖地区最主要的作物，包括制种玉米和普通玉米;2001～2012年，张掖地区农业结构由种植小麦为主转变为种植制种玉米为主，且制种玉米和普通玉米种植相互转变，种植比例呈此消彼长的特征。 (2)农作物种植转变的驱动力分析表明，研究区作物种植结构的转变主要是受农作物经济收益和政府引导的驱动，而水资源短缺对作物种植转变的影响较小。 (3)参数调整后的CROPWAT模型能较好地模拟研究区作物蒸散量与灌溉需水量，蒸散量模拟结果与实测数据高度相关，拟合方程判定系数达0.73。根据模拟结果，6种主要作物生长期蒸散量和灌溉需水量的大小规律相似，依次为:普通玉米＞制种玉米＞油菜＞小麦＞大麦＞马铃薯。 (4)研究发现制种玉米和普通玉米在需水时序方面存在较大差异，7月中旬前，制种玉米蒸散量、灌溉需水量分别比普通玉米高14.3％和20.1％;7月中旬至收获，制种玉米蒸散量和灌溉需水量则均比普通玉米低12％左右。 (5)分别基于作物灌溉需水量和实际灌溉用水量，对6种主要作物用水效率进行了计算，结果都显示:马铃薯用水效率最大，制种玉米次之，小麦和大麦用水效率则较低。 (6)控制气候条件和作物产值不变，基于CROPWAT模型模拟区域灌溉需水量，核算区域用水效率，发现:2001年到2012年，农业结构转变使区域农业用水效率提高了约30.6％。 基于以上研究结果，对研究区农业结构调整及灌溉管理提出以下建议:在农业结构调整方面，从节水角度出发，可适当扩大马铃薯种植。在灌溉管理方面，研究区现行灌溉制度与作物需水时序存在较大出入，建议根据各农作物灌溉需水规律调整灌溉制度;针对种植面积最大且实行相同灌溉制度的制种玉米和普通玉米，应按时序区分灌溉，7月中旬前，制种玉米的灌溉用水量应高于普通玉米，7月中旬开始则反之。