变化环境下农业需水及水文循环过程响应模拟研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李晓婕 |
| 答辩日期 | 2022-10 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 张永强 |
| 关键词 | 农业用水 灌溉需水 蓝水资源 变化环境 归因分析 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 水资源短缺正日益威胁着高度缺水农业区的粮食安全和可持续发展。作为农业大国，我国水土资源时空分布不均衡问题较严重，农业用水总量不足，随着种植面积的扩张，灌溉开采量不断加大，农业用水供需矛盾愈发尖锐。了解当前及合理预测未来变化环境下我国农业生产和农业需水的关系并进行农业用水供需平衡分析，揭示影响农业供需水的主导因素及其贡献，可以为农田灌溉管理及区域水资源规划提供有利的科学依据。本文以中国三大主粮作物(玉米、小麦和水稻)为研究目标，利用碳水耦合模型、水文模型和遥感数据，结合地面观测和统计数据，深入探讨了中国南北方农业生产和农业用水的不平衡性给农业用水危机带来的影响及其潜在解决方案，揭示了不同农业区农业用水亏缺(AWD)的空间异质性和季节差异及其主导因素的贡献率，厘清了气候变化和土地利用变化对流域可供水资源—蓝水资源量的影响及主导土地利用变化类型。主要得到以下结论： （1）2003-2018年中国北方农业产量和农业耗水量显著增加(p<0.05)，其增长速率分别是中国南方的2.6和6.2倍，这主要归因于北方种植面积的快速扩张。与之相比，南方降雨量的增加减少了农业灌溉需水量。中国北方日益增长的灌溉需求使得陆地水储量减少，而南方大部分陆地水储量呈增加趋势。南水北调工程向北方调水缓解了部分地区的农业用水危机，但仍然无法彻底解决有限的农业可供水量和日益增长的灌溉需求之间的矛盾。灌溉需水量可能在未来短时期内超过农业可供水量。维持现有农业可供水量水平及减缓耕地扩张是有效的解决农业用水供需矛盾的有效解决方案。 （2）2003-2016年中国北方农业用水亏缺最严重的地区是黄淮海平原和黄土高原南部，以及北方干旱半干旱地区，其中春季和夏季是农业用水亏缺最严重季节。除东北平原AWD有所减少外，中国北方地区的AWD显著增加(0.19 mm month-1 year-1)。AWD在黄淮海平原南部和黄土高原夏季增速最快(>4 mm month-1 year-1)，而在东北平原东部夏季减少最快(<-3 mm month-1 year-1)。种植结构是整个中国北方AWD变化的主导因素，平均相对贡献率为36%，其中最高值出现在春季和冬季，分别为53%和78%。东北平原、黄淮平原、黄土高原和北方干旱半干旱地区AWD变化的主导因素分别是可用水资源量、降雨、种植结构和种植结构。根据地理和季节特征调整种植结构以减少农业用水量是缓解中国北方农业用水危机的有效方式。 （3）1980-2000年气候和土地利用变化使黄河流域蓝水资源减少，而2000-2015年使其增加。气候变化是整个黄河流域蓝水资源变化的主导因素，而在子流域尺度上土地利用变化是影响蓝水资源的主要因素。在植被或植被恢复区，蓝水资源更易受到气候变化的影响，而在城镇用地，蓝水资源主要受到土地利用变化的影响。2000年之后与2000年之前相比，草地对蓝水资源变化的贡献有所减少，而森林和城镇用地对蓝水资源变化的贡献有所增加。在为黄河流域中下游地区典型子流域进行未来土地利用规划时需要注意平衡生态和社会经济用水的需求，以达到水资源的可持续发展。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 133 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194330]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李晓婕. 变化环境下农业需水及水文循环过程响应模拟研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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