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《中国农业大学》 2003年
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华北地区结构型节水种植业模式及途径研究——以北京市顺义区为例

宫飞  
【摘要】: 本研究针对华北平原区农业发展面临的水资源紧缺对区域农业持续发展构成严重威胁的现状,以北京市顺义区作为研究案例,提出并应用结构型思路与方法,通过历史动态分析与截面研究相结合,农户调查和田间试验相结合,利用农学、经济学、生态学等研究方法,对区域种植制度及其水分利用的发展变化情况进行剖析,对农田作物及作物组合的水分利用效率及效益进行了评价。在此基础上,结合对该区域种植业发展前景的预测分析,提出区域结构型节水种植制度优化调整策略。研究得出: (1)提出了结构型节水的基本思路,结构型节水是以区域有限水资源的持续、高效利用为基本目的,以结构调整、优化为主要手段,以节水工程技术、节水农业技术及节水管理技术为支撑,综合考虑区域水资源的供需平衡,以期最大限度地实现区域生态、经济、社会三方面效益的协调统一。 (2)通过对北京市顺义区种植业用水结构特征分析表明:近20年来,顺义区的种植业结构趋向单一化,以冬小麦—夏玉米一年两熟制种植模式及蔬菜为主体。其中,冬小麦播种面积占夏收作物的全部,夏玉米播种面积占所有秋收作物的80%以上,蔬菜作物播种面积则在近年大幅度上扬。麦、玉、蔬三类作物消耗农田灌溉量占全部灌溉的90%以上,最高时达96.5%。高耗水作物单一种植和用水结构导致了对区域水资源的大量消耗,造成区域地下水位以年均0.7m的速度迅速下降,水资源紧缺形势日益严峻。 (3)对顺义区农作物的水分生态适应性进行的总体分析与评价表明:水稻、蔬菜、冬小麦的水分生态适应性较差,其中以冬小麦最为突出,需水与降水的耦合度仅为0.37。受区域气候资源决定,顺义区主要农作物的水分生态适应性均存在需水关键期与降水盛期不符的问题。比较而言,棉花、春玉米、青饲玉米、大豆、苜蓿的总体水分生态适应性都达到了较高水平。但在作物生育前期,水供需矛盾较为突出,因此,从生产角度考虑,适度灌溉是必要的。 (4)对不同灌溉水平下农作物的水分利用效率及作物组合的节水潜力进行了研究。结果表明:适度灌溉是必要的,但过多的灌溉量不会对作物产量的形成产生重大影响,而水分利用效率亦不会有大幅度的差异,而过多的水资源投入会降低收益。从对不同作物组合模式及替代模式的水分利用状况和节水潜力的分析得出,相对于“冬小麦—夏玉米”而言,应用优化的黑麦—早稻模式可以在单位面积农田产值基本不变的基础上,节约灌溉水量1500m~3·hm~(-2)~2000m~3·hm~(-2),黑麦—棉花模式可以在大幅度提高产值的基础上,节约灌溉水量2500m~3·hm~(-2)~3500m~3·hm~(-2)。 (5)应用RCSADSS模型对北京市顺义区结构型节水种植业发展方向分析表明:如继续沿袭目前本区域的种植结构及灌溉水平,区域的种植结构是不可持续的。而通过对区域种植结构的优化调整得出,在消耗不超过区域可提供的农田灌溉水资源量的基础上,可解决本区域对耕地、投入、粮食、油料、蔬菜、饲料等各方面约束,并取得预期的经济效益。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S318

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