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黄土高原旱作地区径流农业的研究

樊廷录  
【摘要】: 旱地农业在我国和世界农业生产中占据十分重要的地位,随着人口增长和社会经济发展,对日益紧缺水资源的需求量越来越大,成为制约可持续发展的主要因素。因此,以自然降水为唯一供给源的早地农业生产受到普遍重视。 黄土高原地处我国地貌结构的第二阶地,农业历史源源流长,是我国农业发祥地,丘陵沟壑和高原沟壑的地貌特征,使有限的降水连同土壤养分化为径流非目标性输出,付诸东流,成为“地瘠民贫”之区,加之历经长期的过度土地利用、战乱和灾变的摧残,呈现的植被破坏、水土流失、土地破碎与环境劣化,生产力低下,成为国家财政重点支持的贫困地区。鉴于“三水”循环严重障碍及干旱缺水的加剧趋势,人们把解决缺水问题的希望寄托于源头水—降水资源的开发利用,实施径流集蓄技术无疑是解决问题的一系列措施中十分重要的一环。 针对黄土高原早作地区水土资源存在状况,在国家旱地农业攻关任务的基础上,一反只注重农田降水利用率提高的旱作农业技术,充分利用非耕地的有利地形地貌,实施径流向农田富集,拓宽了高原旱作地区农业和农村经济发展的途径。 全文共分八章。第一章是引言,在全面论述日益严峻的水资源短缺态势和干旱加剧趋势的基础上,概述了国内外径流资源利用的研究进展,指出了径流集蓄利用需解决的问题,界定了径流农业的有关概念,提出了研究思路。第二章通过分析黄土高原地貌特征、地面坡度和降水资源转化关系,研究了高原早作地区径流集蓄利用基础,初步提出了径流集蓄适宜类型区。第三章提出了旱作地区降水资源化潜力的有关概念及计算公式,并以黄土高原陇中和陇东为代表区域,计算与评价了降水可供富集的径流水的潜力。第四章总结和研究了径流集蓄的产流及贮聚等主要工程技术。第五章在总结和研究有限补灌理论的基础上,对不同作物补灌技术的水分效益进行了深入探讨,提出了径流水高效利用方案。第六章提出了农田降水就地富集叠加的微集水区概念,并在对作物水分供需关系分析的基础上,系统研究了农田微集水的水分生产潜力 11 西北农林科技大学博士论文:共土高原旱作地区径流农业的研究 增进机理和技术应用的水分效益。第七章从5个方面论述了径流农业技术是降水高效 利用、农民增收、生态环境改善等的主导技术,它己成为黄土高原可持续发展的重要 选择。第八章概括总结了主要研究结论,并就有关问题进行了讨论。 研究取得的主要成果与结论如卜: (l)在分析总结国内外径流利用技术的基础上,界定了径流农业的有关概念。 认为旱作地区径流农业是以降水资源化为核心,实施非耕地径流向耕地富集和耕地降 水就地富集,增加作物水分满足率和土地生产力的农业综合技术体系,包括地表径流 调控和土壤入渗调控制两个方面。 (2)通过对黄土高原径流集蓄利用的气候学基础、地貌学基础和土地利用基础 的分析,确定以降水量、地貌、地表物质组成和垦殖指数为指标,初步地把黄土高原 旱作地区径流集蓄划分为适宜区、次适宜区和不适宜区三个类型区,认为年降水量 400——550。m的半干旱区到半湿润偏旱区是径流集蓄利用的适宜区,在适宜区内,较 高雨量区是技术效能高效区,较低雨量区是技术的强需求区。 ()提出并界定了降水资源化的理论潜力mt厂 可实现集蓄量(Ra)、现实集蓄 量(R)三个概念及相应的计算公式,认为可用降水资源化的理论潜力开发度(Ra/Rt)。 现实集蓄量开发度(Rr/Rt)、可实现集蓄量开发度(R。/Ra)三个指标对降水资源的 开发利用情况进行评价,并以黄土高原陇东和陇中为代表区域,估算和评价了降水可 供富集的径流水的潜力。结果表明,目前以非耕地为主的径流集蓄中,农村屠民点是 径流场建设的重点区域,径流集蓄量受降水量和径流面积比的双重影响,但降水量是 主导因素。3「耕地径流向耕地富集量的理论潜力开发度可达到13-23%,现阶段可实 现集蓄量开发度为37-47%,尚有60%左右的富集量有待开发,而现实集蓄量开发度只 有 5-10%。 (4)在己有工作基础上,总结提出了道路、混泥土、庭院、片石、原土夯实、 荒坡、塑料和化学材料等径流场类型及其处理方法,深入研究了日光温室棚面集水模 式,棚面集水效率达到84.4%,为解诀高原设施园艺缺水问题提供了技术支撑。 (5)综合己有的、零散的节水补灌理论,系统研究了有限补灌技术在不同作物 上利用的水分效益,认为径流水高效利用理论的核心是在作物需水临界期有限补灌水 分的效益倍增。眼下区域粮食基本平衡,增加农民收入是当务之急,有限的径流水应 以发展经济价值较高的果品和设施蔬菜为宜,水的经济效益相对较高。 (6)针对旱作农田大量水分无效耗损、导致水分利用率不高的实际,率先提出 了农田降水就地富集叠加微集水的概念及技术思路,系统研究了全生育期起垄覆膜和 摘 要 … 休闲期起垄覆膜微集水技术的水分生产潜力增进机理和水分效益。结果表明,依


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