华中地区稻田水分平衡和稻作灌溉生产效率

华中地区降水季节性强 ,水资源态势具有明显的盈亏期。双季稻作生产灌溉必不可少。近 10年定位测量表明 ,常年灌溉需水量 5 838m3 / hm2 ;年变异 C.V.=8.1%。晚稻灌溉量占全年的 71% ,7— 9月是灌溉需水高峰期 ,占全年灌溉量的 6 8%。本区双季稻作生产灌溉效率 (灌溉水量与产量之比 )为 :生物量 3.6 7kg/ m3 ,精谷量 1.48kg/ m3 ;生长灌溉效率为 :生物量 4.43kg/ m3 ,灌溉水量与生产效率间年变化呈反相关。不同灌溉处理试验表明 :华中双季稻生产的灌溉 ,以早稻保持水层淹灌 。

粮食安全:我国农业现代化的任务与标志

解决 10多亿人吃饭问题是我国农业第一主题 ,是农业现代化的首要任务 ,而粮食安全水平是我国农业现代化的重要标志 ,因此 ,在我国农业现代化进程中 ,必须强化商品粮基地建设 ;不断提高种粮科学技术的经济效益、粮食转化效益 ,保护和改善粮食生产者和主产区经济利益和经济状况 ;建立健全国家粮食安全保障体系 ,提高我国粮食安全水平。

红壤坡地农业景观（旱季）地表界面水分传输研究——Ⅰ．土壤-大气界面水分传输

定位观测研究红壤坡地土壤-大气界面水分传输结果证明,不同地表植被群落构建和不同农业利用景观土壤蒸发量有差异,但水汽传输通量的动态变化规律一致,土壤蒸发量日变化为典型单峰曲线.界面水分传输通量受诸多因素影响,当地表植被群落稳定、作物因素影响较小时,水汽通量除受气候条件影响外还明显受土壤含水量特别是表层土壤含水量的影响.界面水汽传输通量与净辐射能呈显著正相关,与环境温度有很好的相关性,温度越高其蒸发越强,与空气湿度呈极显著负相关.界面水汽传输通量主要受0～20cm表层土壤水分控制,二者间存在线性关系.土壤蒸发量占系统蒸散量的1/3,该部分非生产性水分消耗有控制降低的可能,可通过土壤培肥、灌溉控制、物理障碍等手段抑制土壤蒸发.

红壤坡地雨水地表径流及其侵蚀

模拟我国红壤坡地主要利用方式构建的垫面为主导因子,采用径流场实测方法,以4年(1998—2001年)实地观测试验结果为基本依据,探讨了不同雨水年份地表径流特征、径流量和系统侵蚀量;重点解析不同垫面对雨水地表径流及其过程系统侵蚀的影响。结果表明,降雨(时间分布及其强度)是影响地表径流特征的主导因素;年降雨量与地表径流量和系统侵蚀量呈正相关。不同垫面地表径流产量有显著性差异,产径流量的排列顺序为:农作区>茶园区>湿地松>甜柿园>柑橘园>退化区>恢复区。雨水径流过程的系统侵蚀有相似的表现。本文在假定雨水年份的基础上,应用不同雨水年份出现的概率指标,还推算出我国南方红壤坡地目前利用状况下雨水产地表径流过程的年均水土流失量及其养分(全C、N、P、K)损失量以及最大开发利用时可能带来的水土流失与养分损失。提出了“利用坡地集雨优势,构建与单元生态系统水循环平衡相适应的坡地农林复合生态系统,通过水平衡生态建设来维系生态系统的水分平衡”观点。

红壤丘岗缓坡地水资源状况与管理

红壤丘岗缓坡地是我国重要的后备耕地资源。就整个区域而言 ,降雨总量能基本满足坡地农业开发的需求。然而 ,由于红壤区降雨的时空分配不均 ,土壤结构性差、保水能力弱 ,季节性干旱缺水将阻碍坡地农业的开发利用。以蓄水引水工程建设为基础 ,生态节水技术与科学的农艺栽培措施相结合 ,改善土壤结构 ,增强土壤持蓄水能力 ,实施农林草复合经营 ,提高坡地径流水的积蓄循环再利用率 ,是降低红壤丘岗区季节性干旱危害 。

红壤坡地雨水产流及其土壤流失的垫面反应

通过4年(1998～2001年)径流场定位观测研究,探明了不同植被垫面雨水产流过程中系统水土流失有显著性差异。水流失量为农作区>常绿灌木区、针叶林区>常绿果园区>退化区、恢复区。坡地不同垫面间雨水地表径流的差异存在,为坡地雨水利用和利用坡地集雨支持农田灌溉提供了依据和可调控性。土壤流失量受人为干预、耕作强度的影响很大,坡地从自然保护到作物栽培,系统的土壤流失量提高20倍。茶果林地的土壤流失低于作物耕种的2～3倍,而高于自然利用和自然保护的6～12倍。养分流失在数量和质量上皆取决于垫面构成。提出了利用坡地集雨优势,构建与单元生态系统水循环平衡相适应的坡地农林复合生态系统,并通过水平衡生态建设来维系生态系统的水分平衡。

施肥对稻田甲烷排放的影响

采用自动连续测量系统，对不同施肥情况下稻田甲烷排放通量进行了监测。结果表明：施肥是影响稻田甲烷排放的重要因素。增施有机肥会导致甲烷排放量增加．应用化肥可降低甲烷排放，有机肥加倍处理，３２ｄ甲烷总排放量１６．４０ｇＣＨ＿４／ｍ￣２，是化肥加倍处理的１．５６倍；常规施肥处理介于两者之间。略高于常规加倍处理。肥料种类对甲烷排放量也有影响。全施有机肥高于有机肥加化肥（１：１）组，施沼渣肥组次之，全化肥组排放量最低，不到全有机肥处理排放量的１／５．有机肥又以施人畜粪的甲烷排放率最高，绿肥次之，沼渣肥和稻草的甲烷排放率最低。有机肥的多级利用是减少稻田甲烷排放的一条重要途径。

基于环境同位素的红壤坡地水分运移研究

应用土壤学、水文学研究手段,结合环境同位素示踪技术,从形态学、能量学两个角度,分析了红壤坡地油茶生态系统土壤水分的运移规律以及壤中流的发生机制。结果表明,降雨入渗过程初期0—40cm土层土壤水分受降雨入渗及蒸散发影响最大;40—90cm为过渡层次,水分呈上下交替运移。与浅根系荒草地相比,深根系的油茶林更利于壤中流的发生,同一土壤层次油茶林壤中流产流量较大,但峰值流量较低,产流过程开始早,结束晚;浅根系植被的荒草地降雨多以地表径流形式流失,难以入渗蓄水;同一植被状况,产流量、峰值流量、滞后和拖尾均为上层(0—40cm)小于下层(40—110cm)。稳定性氢氧同位素测定结果表明,壤中流的发生条件之一是存在相对的饱和层,且产流主要来自驱替而出的原有土壤水分。

环洞庭湖丘岗地区水资源平衡及其管理

对环洞庭湖丘岗生态系统水环境要素的定位观测和小流域水平衡监测研究表明 :环洞庭湖丘岗地区水资源总量丰沛 ,可利用的集雨水量为现今农业用地最大灌溉水需求量的 2 .4 1倍 ,可维持生态系统的水量平衡。但由于雨水的季节性配置差异 ,系统水分有季节性富余与亏缺 ,一般年份 3月中旬至 7月上旬水富余 3 11.3 mm ;8月上旬至 9月下旬水亏缺 13 4 .7mm。天然降水大约 76%产生派生资源参与系统水分循环 ,其余部分主要以径流形式溢泄入下游水域。这一过程使该地区每年流失或向洞庭湖水域输送水 1.3 1× 10 1 0 m3、泥沙 1.64× 10 4 m3、养分 ( N,P,K)0 .89× 10 4 t。该地区土类多属红壤 ,持水能力强 ,但有效含水量低 ,凸现出涝渍、湿害和干旱双重农业水问题。本地区水平衡管理应注重两个方面 ,一是加强集雨水利工程建设 ;二是合理构建坡地农林复合生态系统。

长江流域商品粮基地建设与粮食安全策略

通过对长江流域七省二市商品粮基地县的调查和典型（市）县的考查，阐述了商品粮基地建设对保障粮食生产，维持区域粮食自给和国家粮食总量平衡的巨大作用。依据区域资源及社会经济条件，提出基地建设应把重点放在改善经济环境上，分项建设，中央针对区域性问题立项投资，地方负责完善和巩固已有成果；粮食生产要强化基础设施建设，加大科技投入力度，健全保障体系和向产业化发展。

湘北红壤坡地土壤水分特征及其水分运移

湘北红壤坡地土壤持水力强,有效水含量低(10％左右),含水量呈季节性变化(年变化可分为饱和、亏缺和补充3个时期);土壤结构性差,养分贫乏,原始生产力低,易产生降雨土壤侵蚀。湘北红壤坡地雨水自然资源化程度为降雨量的(46±2)％,农业利用中必须强化雨水资源化过程。坡地典型农业利用系统(旱季)地表/大气界面的水分传输表现为:植被构成是影响传输通量的第一要素;气温和界面水势是影响土/气界面水分传输的主导环境气象因子;辐射和空气饱和水气压差是影响叶/气界面水分传输的主导环境气象因子;在一定的土壤含水量范围内,土/气界面水分传输通量受表层土壤含水量控制。土壤水分变化影响能量平衡,土壤蒸发量与土壤表层水分含量之间有线性正相关;土壤水分除通过影响能量分配来影响植物蒸腾外,土壤水分还能通过影响叶片气孔导度来影响植物蒸腾速率。

湘北红壤坡地雨水过程的水土流失及其影响

模拟主要利用方式构建的垫面为主导因子,采用径流场实测方法,通过4a(1998～2001年)实地观测试验,剖析不同下垫面对雨水地表径流及其过程的影响。研究表明:降雨(时间分布及其强度)是影响地表径流特征的主导因素;年降雨量与地表径流量和系统水土流失量呈正相关。不同垫面地表径流产量有显著性差异;雨水径流过程的土壤和养分流失有相似的表现。在假定雨水年份的基础上,应用不同雨水年份出现概率指标,推算出:湘北红壤坡地现今利用状况下,雨水产地表径流过程的年均水土流失量及其养分(有机质、N、P、K)损失量;和可最大开发利用时,可能带来的水土流失与养分损失。提出"利用坡地集雨利用优势,构建与单元生态系统水循环平衡相适应的坡地农林复合生态系统,通过水平衡生态建设来维系生态系统的水分平衡"观点。

从水量平衡看洞庭湖周边丘岗区农业生态建设

水平衡是生态系统生态建设的基本依据。通过对环洞庭湖丘岗地区坡地(垫面)、集雨区(微流域)两个层次上的定位观测,初步探明水平衡状况为:水资源呈季节性配置,有季节性富余(8～19旬311.3mm)与季节性亏缺(23～27旬134.7mm)。但雨水总量丰沛,可维持生态系统各个尺度上的水量平衡;可利用的集雨水量为最大灌溉水需求量的2.41倍。天降雨水大约只有76％产生派生资源参与系统水分循环,其余部分主要以径流形式溢泄入下游水域。这一过程使该地区每年流失或向洞庭湖水域输送水131×10~8m^3、泥沙16.4×10~4m^3、养分(N、P、K)0.89×10~4t。影响水平衡的主要因子是:集雨的有限性和局限性,与坡地生态系统的构建。因此,本地区水平衡生态建设要注重集雨水利建设,强化雨水人为资源化过程。坡地构建农林复合生态系统,合理地设计雨水自然资源化比重。

江南丘岗复合农业生态系统雨水资源化及其调控研究

通过对湘北红壤丘岗区复合农业生态系统水环境要素10年定位观测研究，探讨了我国江南丘岗复合农业生态系统雨水资源化需求分布与开发状况：该区域雨水资源丰富，可利用潜力大，但雨水有季节性富余和亏缺，尤其丘岗复合农业生态系统晚稻容易遭遇伏旱（缺水281．7mm）。丘岗坡地降雨径流的时间集中（4～7月）与高产径流量（平均18．3×10^4m^3／km^2．a）为区域集雨利用提供可靠来源。但由于该区域所属红壤土质，土壤持水能力强，有效含水量低，集水调蓄设施局限性，以及坡地的混乱开发而导致雨水资源浪费大、利用率低，加剧了农业用水矛盾。文章为区域雨水资源的调控提出了建设性的调控管理方略：一是通过调整坡地利用结构与布局，即人工林占30％，人工草地占15％，果药茶园占30％，耕地占20％；二是加强水体工程设施建设，增加现有水库容量，使区域雨水资源利用更为科学合理；三是推广高效灌溉和覆盖技术，提高水资源利用率。

环洞庭湖丘岗地区雨水资源和管理策略

环洞庭湖丘岗地区是我国南方丘陵农林复合生态系统的典型板块。雨水资源对生态系统水环境、水平衡具有不可替代性。生态系统水环境要素的定位观测和小流域水平衡监测研究表明:该地区雨水资源呈季节性配置,系统水平衡过程有明显盈(季节性水富余311.3mm)、亏(季节性水亏缺134.7mm)现象。本地区自然降雨大约有76%产生派生资源参与系统水分循环,其余部分主要以径流形式溢泄入下游水域;雨水侵蚀使该地区每年流失或向洞庭湖水域输送水1.31×1010m3、泥沙1.64×106m3、养分(N、P、K)0.89×104t。集雨利用是本地区农业雨水管理的基本形式,据研究估测,可利用的集雨水量为现今农业可用地灌溉水需求量的2.41倍;可集雨水量和农业集雨需求量的比值与系统尺度有关。影响生态系统水平衡和农业集雨利用有两大因子,即人工蓄调雨水的局限性和坡地生态系统构建。因此,雨水资源的生态管理重在坡地系统构建———地表植被植物群落的组配和土壤生产力持续性保护。

红壤坡地农业景观（旱季）地表界面水分传输研究——Ⅱ．叶面冠层-大气界面水分传输

定位观测红壤坡地典型作物系统叶面冠层-大气界面水分传输结果表明,叶面冠层-大气界面水汽传输通量大小取决于景观植物群落的构建,稳定群落叶面冠层-大气界面水汽传输通量有明显日变化规律,除受植物生理机制影响外,还明显受土壤水分和气象条件的影响.植株叶片蒸腾速率有明显日变化规律且呈单峰型曲线及多峰态势.净辐射、空气饱和水汽压差、气温、地表温度、风速对蒸腾的影响均达极显著水平(正相关),其中净辐射、气温为主要影响因子.叶片气孔导度可反映叶片蒸腾速率,叶片气孔阻力日变化规律是植物对气象条件的响应,且受土壤水分状况强烈影响.改善作物生长环境,调节气孔行为,进而协调作物蒸腾作用和光合作用耗水制约,可调控叶面冠层-大气界面水分传输,提高作物水分利用效率.

亚热带红壤性稻田的甲烷排放

亚热带红壤性稻田的甲烷排放量为５５．２３９／ｍ２·ａ．不同年度间有差异；在年度内（水稻生长季节）亦有差异．以８月排放最多，其余月份依其排放量的顺序是７月，６月，５月，９月，１０月．甲烷排放率的日变化有规律性，１６时前后出现最大值，６时左右出现最小值，呈单峰型，日变化幅度与天气有关，季节变化比较复杂，无规律性，在不同年度、不同稻季（早、晚季），其变化也不一致．稻田甲烷排放与水稻生产和生长密切相关，水稻的种植和生长是稻田甲烷排放的基础和根源．

不同土地利用模式下红壤坡地雨水产流与结构拟合

模拟主要利用方式构建的垫面为主导因子,采用径流场实测方法,通过4年(1998—2001年)实地观测试验,剖析不同下垫面对雨水地表径流的影响。研究表明:降雨和下垫面是影响地表径流特征的主导因素;年降雨量与地表径流量和系统水土流失量呈正相关。不同垫面地表径流产量有显著性差异;雨水径流过程的土壤和养分流失有相似的表现。在假定雨水年份的基础上,提出"利用坡地集雨优势,构建与单元生态系统水循环平衡相适应的坡地农林复合生态系统,通过水平衡生态建设来维系生态系统的水分平衡"观点。以集雨区水量平衡为基础,从分析坡地水文过程入手,以坡地不同生态系统雨水分配、降雨过程地表径流产量、径流过程的土壤及养分流失量为参数,以生产灌溉对集雨的要求、坡地不同生态系统对雨水侵蚀的承载力、坡地雨水运移过程对环境和区域洪涝灾害的影响为约束条件,拟合出红壤丘岗坡地农林复合生态系统构建适宜的土地利用结构:人工林占30%,人工草地占15%,果药茶园占30%,耕地占20%,自然保护区占5%。该用地比例(结构)既满足于地貌单元(集雨区)生态系统利用坡地集雨维持系统水循环平衡的要求,也满足于坡地农林复合生态系统的可持续性保护的要求。

长江中游丘岗农业水资源态势与管理方略

长江中游流域丘岗区水资源能维持生态系统的水量平衡，支持农业的持续发展，但降雨时空分配不均，阻碍农业持续发展。在丘岗农业持续发展的水管理方面应强化工程措施，提高调蓄雨水的能力；广泛实施土地覆被、覆盖、培肥等生态措施；

亚热带丘岗区稻田甲烷排放特征及减排技术的研究

本文通过对亚热带丘岗区稻田甲烷排放的实地测量和实验研究，描述了稻田甲烷的排放过程、排放量和排放特征；辩析了环境温度、施肥、水管理等因子对稻田甲烷排放的相关影响。提出了减少稻田甲烷排放的施肥方案和水管理措施。