農田水循環（FWC）與土(tu)壤-作(zuo)物-大(da)氣連續體(ti)（SPAC）理(li)論

    前者是農(nong)田(tian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的大循環（即(ji)降水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、地(di)(di)表(biao)(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、土壤水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和地(di)(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)相互轉(zhuan)(zhuan)化(hua)），后者是農(nong)田(tian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的小循環。從農(nong)田(tian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)到作(zuo)(zuo)物(wu)產(chan)量(liang)，即(ji)在降水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、地(di)(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、地(di)(di)表(biao)(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、土壤水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、植物(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)轉(zhuan)(zhuan)換和運行(xing)中有(you)三個(ge)(ge)環節(jie)：（1）由降水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、地(di)(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、地(di)(di)表(biao)(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為(wei)(wei)(wei)土壤水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)；（2）由土壤水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)；（3）通過(guo)(guo)作(zuo)(zuo)物(wu)生(sheng)理過(guo)(guo)程形成經濟(ji)產(chan)量(liang)。每個(ge)(ge)環節(jie)都會有(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的損失。第一(yi)環節(jie)可靠水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源合理利用和節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)工程與管理，以提高水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的利用率(lv)。后兩(liang)個(ge)(ge)環節(jie)，土壤水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)部分(fen)蒸發進入大氣，另一(yi)部分(fen)為(wei)(wei)(wei)根系吸(xi)收(shou)，其中僅(jin)1%成為(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，其它為(wei)(wei)(wei)蒸騰所消耗，蒸騰直接(jie)與作(zuo)(zuo)物(wu)生(sheng)產(chan)聯系，宜(yi)用節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)農(nong)業(ye)措(cuo)施，以提高作(zuo)(zuo)物(wu)對水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的利用效率(lv)。

    灌溉在農業發展中(zhong)發揮主導作用

    事實(shi)證明，我國(guo)(guo)不僅是一(yi)個農業(ye)(ye)大(da)(da)國(guo)(guo)，也(ye)(ye)是一(yi)個灌(guan)溉(gai)用水大(da)(da)國(guo)(guo)。灌(guan)溉(gai)面(mian)(mian)積(ji)約占(zhan)全國(guo)(guo)的(de)1/2，卻提供了(le)全國(guo)(guo)65%的(de)糧食(shi)、60%的(de)經濟作物和80%的(de)蔬(shu)菜。可(ke)見(jian)灌(guan)溉(gai)在(zai)農業(ye)(ye)生(sheng)產(chan)(chan)中具(ju)有舉足輕重的(de)作用。我國(guo)(guo)灌(guan)溉(gai)面(mian)(mian)積(ji)從1980-1997年間(jian)，年平均(jun)增長(chang)率(lv)3.8%，同期(qi)糧食(shi)生(sheng)產(chan)(chan)年均(jun)增長(chang)率(lv)為3.5%，基本(ben)同步增長(chang)。當灌(guan)溉(gai)面(mian)(mian)積(ji)出現(xian)波動(dong)時，糧食(shi)生(sheng)產(chan)(chan)也(ye)(ye)出現(xian)徘徊狀態。一(yi)般高(gao)產(chan)(chan)優(you)良品(pin)種只有在(zai)具(ju)有灌(guan)徘條件良好的(de)農田(tian)才能發揮(hui)期(qi)望的(de)增產(chan)(chan)作用，即在(zai)灌(guan)溉(gai)農田(tian)的(de)糧食(shi)產(chan)(chan)量要(yao)比非灌(guan)溉(gai)農田(tian)的(de)產(chan)(chan)量提高(gao)1-3倍(bei)，且(qie)越(yue)干(gan)旱(han)的(de)地區，增產(chan)(chan)幅度越(yue)大(da)(da)[8]。

 
    農業用水形勢不容樂觀，未來將面臨不可避免的危機
 
    我(wo)(wo)國農(nong)(nong)(nong)業用(yong)(yong)水量已由1949年的(de)約1000億m3，增加到1993年的(de)3850億m3，但農(nong)(nong)(nong)用(yong)(yong)水比(bi)例(li)已由1949年的(de)97%下降到1993年的(de)73%，但一(yi)些(xie)發達國家農(nong)(nong)(nong)業用(yong)(yong)水比(bi)例(li)僅為50%左(zuo)右，如(ru)北美和美洲中部農(nong)(nong)(nong)業用(yong)(yong)水占49%，一(yi)些(xie)歐洲國家農(nong)(nong)(nong)業用(yong)(yong)水僅占38%；我(wo)(wo)國每公頃水澆地的(de)平均用(yong)(yong)水量基本維持在7500-8250 m3。

    高效用水的精細(xi)灌溉技術

    3S（RS、GIS、GPS）與信息高速公路相結合，使得農田抗旱和灌溉精細化成為可能。如作物估產、土壤含水率分布監測等。目前應重點開展各種精細地面灌溉技術要素優化組合軟件開發，環境脅迫下遙感機理和遙感標志研究，遙感和GIS的集成對作物脅迫作用的診斷理論等。

    農業高效用水智能決策系統

    在(zai)發(fa)(fa)達國(guo)家(jia)(jia)，信息(xi)技術(shu)已成為(wei)提高(gao)農(nong)業(ye)(ye)(ye)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)最有(you)效(xiao)手段(duan)，世界(jie)各國(guo)學者相繼開發(fa)(fa)了(le)有(you)關節水(shui)(shui)灌溉(gai)(gai)(gai)方(fang)(fang)面的(de)專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，如滴灌系(xi)(xi)(xi)統(tong)中(zhong)過(guo)濾設(she)備選擇專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，灌溉(gai)(gai)(gai)水(shui)(shui)質與(yu)作(zuo)物產(chan)(chan)量間關系(xi)(xi)(xi)的(de)決策支持(chi)(chi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，滲灌技術(shu)要素(su)與(yu)氮素(su)間關系(xi)(xi)(xi)的(de)決策系(xi)(xi)(xi)統(tong)等。國(guo)內在(zai)農(nong)業(ye)(ye)(ye)高(gao)效(xiao)用水(shui)(shui)專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)系(xi)(xi)(xi)統(tong)方(fang)(fang)面也進行了(le)一(yi)些嘗試，但針對灌溉(gai)(gai)(gai)中(zhong)某一(yi)具體(ti)技術(shu)開發(fa)(fa)距(ju)較復雜的(de)農(nong)業(ye)(ye)(ye)生(sheng)產(chan)(chan)有(you)一(yi)定差距(ju)。今(jin)后的(de)發(fa)(fa)展是可將專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)系(xi)(xi)(xi)統(tong)、模(mo)擬模(mo)型(xing)、資源數據(ju)庫、控制技術(shu)、計算機(ji)(ji)網絡(luo)等技術(shu)有(you)機(ji)(ji)結合(he)起來，形成適合(he)不同水(shui)(shui)資源狀況的(de)水(shui)(shui)開發(fa)(fa)調配、農(nong)田(tian)(tian)輸水(shui)(shui)和灌溉(gai)(gai)(gai)方(fang)(fang)式、農(nong)田(tian)(tian)水(shui)(shui)分(fen)與(yu)養(yang)分(fen)管(guan)理的(de)農(nong)業(ye)(ye)(ye)高(gao)效(xiao)用水(shui)(shui)決策支持(chi)(chi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章