能量平衡闭合率是客观评价生态系统物质和能量交换的关键指标,但能量不闭合现象普遍存在,不闭合率达10%～30%。本文结合国内外研究,从仪器测量误差、观测源区尺度不匹配、复杂下垫面的涡旋和平流影响、相关能量项的忽略以及降雨过程影响等角度系统论述了造成能量平衡不闭合现象的原因,尤其涡度相关法在降雨时测量通量的可靠性值得讨论。明确指出今后研究的突破点及发展方向:从热储能项的计算适用性、考虑根层土壤热储量和冠层热储量作为附加热源以及多站点观测方法等方面进一步提升能量平衡闭合率。

【目的】构建南方丰水山区水资源脆弱性评价模型及厘清其演变规律。【方法】以湘西州水资源系统为研究案例，基于VSD框架构建3个维度（暴露度、敏感性和适应能力）15个指标的评价指标体系，采用投影寻踪法和综合云模型构建评价模型，开展2011—2018年湘西州水资源脆弱性评价。【结果】2011—2018年，湘西州水资源脆弱性指标根据发展趋势可分为4种类型，其中长期较好类指标包括农业用水量、工业用水量、居民用水量、水功能区水质达标率；稳步提升类指标包括生态环境用水量、森林覆盖率、大中型水库蓄水量、污水回收处理率、堤防长度；逐步下降或未有提升类指标包括接待旅游总收入、有效灌溉面积；波动较大类指标包括产水系数、人均水资源量、年降水量、地下供水量。湘西州水资源脆弱性综合评价整体呈中度脆弱向弱脆弱发展的趋势。【结论】湘西州水资源系统提升与该州注重水生态文明、河长制建设有关，但是，仍须科学合理发展生态旅游和水利基础设施建设。此外，本文构建模型适用于南方丰水山区水资源脆弱性评价。

盐碱地是我国重要的后备耕地资源，主要分布于北方干旱半干旱地区，淡水资源短缺限制了盐碱地的开发利用。我国地下咸水、微咸水资源丰富，但利用率较低，研究咸水/微咸水资源的安全、高效利用的原理和技术对盐碱地农业开发利用意义重大。本文总结了盐碱地农田咸水/微咸水直接灌溉、咸-淡水交替灌溉等农田咸水/微咸水开发利用方式，分析了不同利用方式对土壤和作物生长的影响，归纳了当前常见的咸水处理技术以及覆盖、土壤培肥等配套农艺措施对咸水/微咸水安全利用的作用效果。总结了不同咸水/微咸水灌溉及配套措施对土壤盐分、有机质、养分、团聚体、微生物群落特征、作物养分吸收及产量的影响。从因地制宜进行咸水/微咸水资源开发利用、水资源受限条件下根域耐盐适生、智慧化灌溉技术研发等方面提出了未来研究展望，以期为咸水、微咸水安全高效利用提供借鉴。

【目的】探究河套灌区乌拉特灌域土壤盐分遥感反演的最优方法。【方法】针对单一数据源、单一指数、单一算法对土壤盐分反演精度不高的问题，分别以光谱指数、极化组合指数为建模因子，利用偏最小二乘回归（PLSR）、自适应增强回归（AdaBoost）、随机森林回归（RF）3种算法构建土壤盐分反演模型，筛选出最优的土壤盐分反演模型，并监测了2019—2021年10月乌拉特灌域土壤盐分的时空分布。【结果】对于PLSR和AdaBoost模型，光谱指数的预测效果优于极化组合指数，对于RF模型，极化组合指数的预测效果优于光谱指数。PLSR模型在反演10 cm深度处的土壤盐分时，光谱指数的反演效果最优，决定系数为0.70;AdaBoost模型在反演2cm深度处的土壤盐分时，光谱指数反演效果最优，决定系数为0.74;RF模型在反演2cm深度处的土壤盐分时，极化组合指数的反演效果最优，决定系数为0.64。乌拉特灌域土壤盐渍化程度较重的区域主要位于灌域东南部，而西北部和中部盐渍化程度较轻。【结论】应用AdaBoost算法并结合改进的光谱指数有望提升河套灌区乌拉特灌域表层土壤盐分的反演精度。

基于文献综述的方法,阐述了不同研究者所得出的玉米-大豆间作系统下的经济效应和环境效应方面的研究结果,总结玉米-大豆间作系统优势。玉米-大豆间作在提高土地利用效率、提高作物产量、增加种植收入、增加农田生态系统稳定性、减少病害等方面具有优势。作为农业发展的重要方向,在未来发展中加大玉米-大豆间作在不同行距、不同株距的影响研究,要紧紧围绕粮食安全、资源节约、生态保护、提高效益的综合目标,促进玉米与大豆间作健康可持续发展。

【目的】优化现有水稻灌溉制度，节约灌溉用水量，减少稻田氮磷流失量以降低面源污染风险。【方法】构建了基于AquaCrop模型和NSGA-Ⅱ算法的水稻灌溉制度模拟优化模型，利用水稻田间试验数据，开展以产量最大、氮磷流失量最小、灌水次数最少的3种目标组合（产量-氮磷流失量（Y-TNP）、产量-灌水次数（Y-N）、产量-氮磷流失量-灌水次数（Y-TNP-N））下的灌溉制度优化模型研究，提出适应不同生育期降水年型的稳产-控污-提效灌溉制度。【结果】(1)与常规灌溉相比，Y-TNP灌溉制度优化水稻产量下降2.14%，氮磷流失量减少23.09%;Y-N灌溉制度优化水稻产量下降1.76%，灌水次数减少53%;Y-TNP-N灌溉制度优化水稻产量下降2.64%，氮磷流失量减少22.83%，灌水次数减少2次。(2)不同典型年以Y-TNP-N为目标优化的稳产-控污-提效灌溉制度水稻产量介于7.74～7.78 t/hm~2，同时大幅度减少灌水量进而降低氮磷流失量。【结论】AquaCrop模型可模拟试验区水稻的生长发育过程，本文构建的模拟-优化耦合模型可用于优化不同生育期降水年型下稳产-控污-提效的灌溉制度。

【目的】分析乌鲁木齐河流域基于Landsat数据的植被覆盖度时空分布特征及驱动因素，为乌鲁木齐河流域生态环境保护、社会生产等方面提供参考。【方法】以乌鲁木齐河流域为研究区，选取2000—2020年中2000、2005、2010、2015年和2020年5个时期Landsat TM/OLI遥感影像为数据源，用像元二分法、植被覆盖度转移矩阵，选取2000—2020年乌鲁木齐河流域植被覆盖度（FVC）的时空变化数据，定量分析了土地利用变化和地形分异特征对其影响程度，并基于地理探测器模型对流域高程、气温和降水等8种影响因子对流域FVC空间分异驱动力进行探测。【结果】乌鲁木齐河流域2000—2020年植被覆盖度总体上呈先减少后增长趋势，主要以高、低植被覆盖度为主，呈现上游极高，中、下游低的格局。研究区内不同土地利用类型的FVC表现为林地>耕地>草地>建设用地>未利用地。植被覆盖度变化受地形因子的影响明显，随高程升高而有所波动，高程在500 m以下和在2 000～2 500 m的植被覆盖度较大；FVC与坡度负相关，坡度越高植被覆盖度越低，并且随坡度增大而急剧减少。因子探测结果表明，解释力由大到小依次为土地利用>气温>高程>地表温度>降水>土壤湿度>坡度>坡向，土地利用的q值最大，对FVC具有较强影响力；交互探测结果表明，双因子交互对FVC的影响大于单因子，其中，高程和土地利用，土地利用和地表温度、气温对FVC的解释力最大。【结论】乌鲁木齐河流域2000—2020年来的FVC值在0.35～0.46之间波动变化，表现出显著的空间差异性，整体上呈上游极高，中、下游低的格局，人为因素（土地利用）比自然因素（高程、气温等）更能解释FVC的变化。

【目的】秸秆、有机肥、生物炭等众多有机物料被广泛应用于农业实际生产之中，改良土壤结构是其主要效用之一。在此基础上，定量评价改良效果成为当前国内外的研究热点。【方法】本文针对不同有机物料对土壤结构的改良效应及其定量化评价方法进行了归纳和评述。【结果】在低温干旱地带，有机肥和聚丙烯酰胺对土壤结构的改良效果较好；在气候多变以及高温潮湿地区，秸秆的改良效果更优；生物炭适用于改良粗质土壤结构；木本泥炭适用于改良细质土壤结构；为多尺度、定量化地评价有机改良剂对土壤结构特性的影响，土壤原状结构的无损获取技术以及相对应的数字图像处理方法成了当下和未来的主要研究手段。【结论】在今后的研究中应当根据土壤的理化性质合理选择改良物料，通过多学科交叉对各尺度的土壤物理结构进行优化，对未来研究土壤结构的新方法等作了展望。

【目的】探明生物炭和氮肥互作对盐渍化土壤氨挥发的影响。【方法】基于室内土壤培养试验，研究了仅施用生物炭、仅施用氮肥、同时施用生物炭和氮肥对不同盐渍化程度土壤的氨挥发速率与矿质态氮量的影响。【结果】添加生物炭可提升非盐渍化和中度渍化土壤pH值，但对重度盐渍化土壤pH值的影响不显著。施氮条件下，添加生物炭对非盐渍化土壤和中度盐渍化土壤的氨挥发速率产生了明显的抑制作用，氨挥发总量分别相比仅施氮处理降低了18.06%和50.88%，氨挥发速率分别降低了14.57%和43.68%。【结论】添加生物炭可显著降低非盐渍化土壤与中度盐渍化土壤的氨挥发损失。

【目的】调查影响土壤介电常数的主控因子，归纳分析土壤介电常数模型的研究现状。【方法】从土壤介电理论出发，系统梳理土壤介电常数的主要影响因素，对现有土壤介电常数模型进行分类总结，并对比分析各模型的优势、局限和应用现状及其发展趋势。【结果】国内外不同土壤类型的介电常数主控影响因素各异，且对测试频率的依赖性较大，但能有效反映土壤的水分状态；土壤介电常数模型分为4类：理论模型、半经验理论模型、经验模型和边界模型。【结论】目前针对区域性特殊土类的介电特性及模型构建研究较少；考虑土壤三相组比、矿物成分和微观结构对介电常数的贡献度将有助于提升模型精度，进而拓展基于介电常数测试的土壤理化性质评价分析方面的应用研究。

【目的】变化环境下我国水资源供需矛盾加剧,农业是我国主要用水部门,农业水资源优化配置是缓解缺水、提高水资源利用效率的有效途径。【方法】基于农业水资源的概念和优化配置内容,对作物灌溉制度优化、灌区种植结构与空间布局优化、灌区多水源联合调控、区域农业水资源承载力评价与优化配置、水-粮食-能源协同优化以及优化配置方法等方面的研究进展进行了系统综述。【结论】指出了农业水资源优化配置研究存在的问题与挑战,提出进一步对考虑气候变化、虚拟水贸易和水碳足迹的种植结构优化、基于二元水循环转化模拟的灌区多水源优化调控、水-粮食-能源-生态协同优化以及灌区适宜生态结构与耕地规模的研究。

【目的】探究灌区节水水平评价方法,查找山东省不同灌区类型节水短板。【方法】围绕管理节水、工程节水、农业节水3个方面构建灌区节水评价指标体系,采用层次分析法和熵权法确定组合权重,基于组合权重和TOPSIS法分别对山东省14处代表灌区节水水平进行综合评价与排序。【结果】采用主、客观赋权的组合权重为管理节水0.370 1,工程节水0.489 8,农艺节水0.140 1;采用组合权重和TOPSIS法的评价排序基本一致,节水水平均表现为引黄灌区>引河灌区>水库灌区。【结论】灌区灌溉效益能否充分发挥是影响不同类型灌区的核心问题,其中工程节水仍是当前灌区节水水平的主要影响因素;山东省灌区在节水考核制度建设落实、执行水价合理性、灌区测墒灌溉普及率方面普遍存在节水短板;基于组合权重等比例换算为百分制应用于灌区节水自评价是可行的。

【目的】探究内蒙古地区1982—2020年干旱时空演变特征及驱动因素。【方法】基于1982—2020年内蒙古植被健康指数（VHI），从时间、空间及时空耦合角度分析该区域干旱时空特征，采用交叉小波方法分析厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、北极涛动（AO）、太阳黑子对干旱的驱动作用。【结果】(1)内蒙古地区干旱总体呈增加趋势，夏季干旱化趋势最明显。内蒙古干旱呈现出一定的交替性特征，第一主周期、第二主周期分别为8、12 a。(2)内蒙古中部偏北地区的旱情较为明显。(3)干旱明显加重地区主要位于内蒙古中部及东北部少许地区，南部呈干旱减轻趋势。(4)1982—2020年，内蒙古西部、中部、东部地区分别发生了23、20、17场干旱事件。最严重的干旱事件发生于1988年12月—1990年3月。(5)大气环流因子及太阳黑子与内蒙古干旱间均存在相关关系，ENSO对干旱的影响最大，太阳黑子对干旱的影响最小。【结论】1982—2020年，内蒙古干旱表现出加重趋势，具有周期性特征，且ENSO对干旱的影响最大。

【目的】探明不同水氮耦合模式下氮素吸收利用与迁移转化规律。【方法】在2 a冬小麦和夏玉米大田水氮耦合试验的基础上，分别设置P模式：施肥5 kg下的不同灌水量（P1=10 m~3、P2=20 m~3、P3=40 m~3),N模式：灌水30 m~3下的不同施肥（N1=5 kg、N2=10 kg、N3=15 kg），以及各模式下的干（AM1）、中（AM2）和湿（AM3）土壤初始含水率状态，应用Hydrus-1D模拟分析其对氮素吸收利用与迁移转化过程的影响。【结果】(1)灌后1～4 d，土壤含水率剧烈增加，表层淋失通量大于转化通量，氮循环以淋失的外循环为主。灌水4 d后，上部含水率逐渐稳定，氮循环由外循环淋失为主变为以内循环转化为主。而深层（70～500 cm）因为转化速率小，含水率高，一直以氮淋失的外循环为主。(2)在P模式下，灌水量和初始含水率增加都会引起作物氮素吸收量的下降；浅层（100 cm）累积NH_4~+-N和NO_3~--N淋失、矿化、硝化和反硝化通量均随灌水量增加逐渐增大，转化通量变化范围分别为1～2.5、1～4、0～0.6 mg/cm~2；深层转化通量较小且稳定。(3)在N模式下，作物吸收通量随施肥量的增加而增大；100 cm以上土层的累积水分渗漏量变化小，但无机氮累积渗漏量随施肥量增加而显著增大，100 cm以下的累积水分和无机氮渗漏量变化小；矿化、硝化和反硝化通量在表层随施肥量增加而逐渐增大，变化范围分别为1～2.5、1.5～16、0.3～1.2 mg/cm~2，而100 cm以下各通量变化小且稳定。【结论】适宜的水氮耦合模式可提高作物对氮素吸收利用，综合考虑氮素内外循环过程，在AM_(1-2)时525～900 m~3/hm~2灌水量和225 kg/hm~2施肥量为最佳水氮模式。

【目的】研究抚仙湖沿湖湿地建设（计入湿地综合糙率）对湖泊水流流场的影响，为水质模拟研究提供基础。【方法】在生态水槽试验中，分别研究了3种不同高度水草在3种流量下的水力特性，得到植物水流综合糙率与植物高度的关系。以此为基础，建立了计入湿地综合糙率的抚仙湖二维水动力模型，模拟计算了抚仙湖水体（方案1）、拓展水域后水体（方案2）及在拓展水域内建设湿地后总水体（方案3）的水流流场，分析了拓展水域及建设湿地对抚仙湖流场的影响。【结果】拓展水域对抚仙湖的整体流场影响较小，然而拓展水域改变了局部边界条件，使局部区域的流速增加，如北岸区域平均流速增大52.65%，原抚仙湖水体的平均流速仅增加2.10%。湿地建设对流场的影响主要体现在湿地区域，而对抚仙湖的整体流场影响较小，如南岸湿地区域平均流速比方案2减小了68.20%，原水体的平均流速仅减小了4.11%。【结论】计入湿地综合糙率的沿湖湿地建设对抚仙湖原水体流场影响较小，可为下一步水质模拟研究提供理论基础。

【目的】研究淮北地区1961—2022年气象干旱时空特征。【方法】采用淮北地区21个站点1961—2022年实测气象资料，计算月、季、年尺度各站点及区域平均标准化降水蒸散指数（SPEI），分析该区干旱发生频次、干旱趋势及干旱发生强度时空变化特征。【结果】(1)1961—2022年淮北地区月、季、年尺度SPEI呈下降趋势。(2)月尺度干旱场次及干旱平均持续时间呈逐年上升趋势，淮北站年均干旱场次最多（0.73次/年），泗县站干旱平均持续时间最长（4.61月/次），淮北站月尺度干旱风险最高。(3)春季、秋季呈不显著干旱化趋势，夏季、冬季呈不显著湿润化趋势；冬季干旱频率和干旱发生强度最高，分别为34.43%、21.86%；夏季局域性及其以上干旱频率最高；冬季全域性及其以上干旱频率最高；中东部及西南部春季干旱频率较高，东南部夏季干旱频率较低，东部和北部秋季干旱频率较高，西部和东北部、东南部边缘地区冬季干旱频率较高。(4)年尺度淮北地区呈不显著干旱化趋势（-0.01/10 a），干旱站次比逐年增加（1.4%/10 a）；北部干旱化倾向较高，西部及东南部干旱发生强度较高，东北部及西南部干旱频率较高。【结论】淮北地区整体呈干旱化趋势，区域间干旱频率、干旱发生强度差异明显。

【目的】估算温室无风环境下的水面蒸发量（E_p）。【方法】基于温室内2020年与2022年3—7月的实测水面蒸发量（E_p）与气象数据，采用主成分分析法对E_p的影响因素进行分析，利用提取出的主成分与E_p构建多元回归模型，并对估算结果进行验证。【结果】试验期间E_p随试验时间的延长呈上升趋势，2020年3月与2022年3月的E_p日平均值分别为1.84 mm与1.94 mm,6月分别增加至3.77 mm与5.15 mm；辐射、湿度对温室无风环境下水面蒸发量的影响占主要地位，其中光合有效辐射与水面蒸发量的相关性最高，相关系数为0.852(P<0.01)，其次为太阳辐射与湿度，相关系数分别为0.811与-0.770(P<0.01)。第一主成分的太阳辐射、光合有效辐射以及湿度对水面蒸发量影响较大，特征值为4.44，其中太阳辐射对水面蒸发量影响最明显，得分系数最高，为0.328；湿度与光合有效辐射次之，得分系数分别为0.311与-0.321。基于主成分分析结果建立了水面蒸发量估算模型，水面蒸发量估算值与实测值显著正相关（P<0.01），方程相关系数R2为0.908,MBE为0.10,RMSE为0.48 mm/d，一致性指数较高（d=0.94）。【结论】在温室无风环境下太阳辐射、光合有效辐射与湿度对水面蒸发量影响较高。

【目的】探讨基于不同平台获取的遥感数据对河流水质反演的适用性。【方法】以邯郸市滏阳河为研究对象，分别采用Sentinel-2卫星影像、无人机（UAV）搭载多光谱传感器和ASD地物光谱仪3类遥感平台获取了不同季节的光谱数据，引入随机森林（RF）算法对不同水质参数建立反演模型，并评价模型的预测效果。【结果】(1)基于不同平台数据源的RF模型预测效果具有明显的季节特征，整体表现为，夏季优于春季，冬季最差，其中，3类平台遥感数据均可对夏季的各水质参数进行反演，春季可以完全由UAV遥感技术完成；(2)反映水体浑浊程度的Turb和SS，在不同季节均可由基于无人机多光谱数据的RF模型反演预测，尤其是冬季，利用Sentinel-2卫星和无人机（UAV）搭载多光谱传感器这2类面源监测遥感平台优势明显；(3)基于高光谱数据的RF模型对TN的检测效果最佳，春季的预测R~2超过0.9，且泛化能力很好；(4)不同季节的高光谱反射率曲线显示，因季节因素造成污染程度不同，反射率分布曲线存在差异，夏季不同区位反射率差距明显，相同波长，不同样本的反射率高值与低值变化幅度大，且吸收、反射变化明显，春季和冬季的反射率曲线形态类似，但春季各波长反射率变化较冬季明显。【结论】利用不同平台的遥感技术可以为河道水体水质监测提供丰富数据，为实现河道水质信息实时监测提供新的技术手段。

针对库区早期单一测绘产品,已无法满足水库精细化管理这一问题,本文提出利用无人机倾斜摄影、无人船多波束测量技术分别获取库岸、水下海量数据,经过空三解算、匀光匀色、各项改正等一系列处理后,构建库岸、水下三维模型的方法,并通过图新地球软件一体化展示,供用户使用。以陈蔡水库为例,阐述了库岸、水域数据采集与处理的方法与特点,以及三维建模的流程。所构建的模型直观形象、系统全面地反映库区地物、地貌信息,既能应用于库区淹没范围计算、库容复核、库底坡度计算、泥沙淤积分析、绘制库区地形图等,也为后期库区运维管理系统、数字孪生库区建设提供了足够精准的时空数据。

【目的】探究河套灌区典型区域在干排作用下的排盐量及耕地盐分向荒地运移所需的容泄区。【方法】于2017—2018年开展田间定位监测试验,建立二维饱和-非饱和土壤水盐迁移模型,利用HYDRUS-2D模型研究向日葵农田灌溉制度下的土壤盐分向荒地的迁移量及迁移范围。【结果】耕地与所需承载盐分的容泄区面积之比介于1.48～1.53,耕地全年向荒地的排盐量1.98～2.06 t。【结论】耕地盐分向荒地运移所需的容泄区范围取决于耕地面积及其占整个区域面积的比例,研究结果可为调节区域水盐平衡和盐荒地土壤改良提供科学依据。

【目的】探究北京市昌平区不同层位地下水埋深时空动态特征及其对降水的响应。【方法】基于2021—2022年北京市昌平区98处地下水自动监测井(浅层井75处、深层井16处、基岩井7处)的实测地下水埋深数据及降水观测数据,结合克里金插值法和Cross-correlation方法,分析了昌平区不同层位地下水埋深的空间分布、时间动态变化及其对降水的响应。【结果】昌平区地下水埋深的空间分布整体为东南部较高,西北部较低。浅层地下水埋深在2个观测年度均存在1处降落漏斗,深层地下水在2021年存在1处降落漏斗,但于2022年消失,基岩地下水埋深无降落漏斗。深层地下水埋深分布的空间变异性明显高于浅层和基岩层;浅层地下水和深层地下水在各月呈同步增长或下降趋势,埋深最大值分别出现在2021年6月和2022年5月,最小值出现在2021年12月和2022年12月。基岩地下水埋深的月变化规律与浅层及深层相比具有明显差异,月尺度上不同层位地下水埋深整体表现为基岩层>深层>浅层。【结论】2021年的地下水埋深整体高于2022年,这与降水量的年际变化有关;不同层位地下水对月降水量的响应不同,其中基岩地下水埋深对降水的响应存在明显的时滞性,滞后时间为6个月;而浅层和深层地下水无明显时滞性。

【目的】探索园林废弃物的不同组分、覆盖厚度对土壤水分物理性质的影响。【方法】对园林废弃物按照草屑、树叶、枝叶混合物、树枝4类不同覆盖材料进行分类，经预处理后按3、6 cm和9 cm的覆盖厚度设置覆盖组分及厚度的二因素园林废弃物覆盖栽培试验。经过21个月的培养后，测定土壤体积质量、孔隙度、通气度、持水量、排水能力，对各指标进行单项分析并运用因子分析法进行综合评价。【结果】园林废弃物用于地表覆盖可有效改善土壤水分物理特性，改善效果因覆盖材料类型和覆盖厚度而异。与裸土对照相比，覆盖条件下的土壤体积质量显著降低了5.6%～13.6%，土壤孔隙度显著增加了25.2%～82.9%，土壤最大持水量显著增加了31.9%～108.2%，毛管持水量显著增加了36.7%～114.2%，田间持水率显著增加了64.1%～149.8%，土壤排水能力显著增加了38.2%～67.1%。通过综合评价筛选出6种适宜改善土壤水分物理性质的不同园林废弃物组分与覆盖厚度组合模式，分别为9cm树叶、9 cm草屑、9 cm枝叶、6 cm草屑、6 cm树叶及9 cm树枝。【结论】园林废弃物覆盖可有效降低土壤体积质量、改善土壤孔隙度和排水特性，从而提升土壤水源涵养能力，但在实际应用中需注意选择适宜的覆盖材料类型和覆盖厚度。

沼液作为肥料施用是沼液资源化利用的重要方式,是构建高效沼液循环利用模式的关键。因此,研究沼液施用对土壤质量的影响可为沼液资源化安全利用提供科学依据。本文选取土壤体积质量、土壤养分、土壤酸碱度、土壤酶活性、土壤微生物和土壤重金属6个代表性指标,综述了沼液施用对土壤质量的影响。合理施用沼液有利于降低土壤体积质量,增强土壤养分累积,改善土壤酸碱度及提高土壤酶活性。长期沼液施用可能会导致土壤微生物类型由“细菌型”转向“真菌型”,并带来重金属污染风险。当前的研究难点主要在于沼液的异质性及土壤评价方法不统一,探究沼液最佳施用量、明确土壤沼液最大承载量、沼液影响土壤质量的机理机制、建立统一的土壤质量评价方法是未来的研究重点。

【目的】探究施加生物质炭对滨海盐碱土壤水力学特性的影响机制。【方法】通过室内模拟入渗实验,研究不同生物质炭施加量(质量分数分别为0%、0.3%、0.5%、0.8%、1.0%、3.0%、5.0%、8.0%)对典型滨海盐碱土壤水分导水入渗及持水性能的影响。【结果】供试土壤水分入渗速率和饱和导水率随生物质炭施加量增加呈先增大后减小趋势,生物质炭施加量<1.0%有助于供试土壤水分入渗,生物质炭施加量>1.0%则制约供试土壤导水性。1.0%生物质炭施加量是影响土壤水分入渗和土壤导水性的重要转折点。施加生物质炭能够显著提升滨海盐碱土壤的持水能力,且随着生物质炭施加量的增加而增加,但过量施加生物质炭降低了土壤渗透性,不利于提高滨海土壤的导水性。【结论】0.8%～1.0%的生物质炭施加量对滨海盐碱地改良成效较好。

【目的】利用智能优化算法求解Jensen模型参数。【方法】将分布估计引入金枪鱼群优化算法（TSO）中，形成基于分布估计的金枪鱼群优化算法（ITSO）。将改进的基于分布估计的金枪鱼群优化算法（ITSO）与其他算法在CEC2017测试集上进行性能验证，并利用山西潇河灌溉试验站非充分灌溉试验结果对该算法与其他方法求解的精准性进行对比。【结果】(1)在CEC2017测试集上，对比ITSO、TSO、GWO、WOA、SSA和BOA共6种算法的寻优性能表明，ITSO算法寻优能力最强。(2)在山西潇河灌溉试验站非充分灌溉试验结果上分别将ITSO与SPSS软件中非线性回归分析、TSO计算得出的结果进行对比，平均相对误差分别为7.79%、8.13%和7.79%。TSO算法经过50次迭代后找到最优解，而ITSO算法仅需35次迭代后找到最优解【。结论】基于分布估计的金枪鱼群优化算法(ITSO)求解Jensen模型参数，拟合精度高且寻优速度快。

【目的】基于单作物系数法估算温室秋季生菜蒸散量。【方法】通过2021—2022年温室秋季生菜试验，根据各生育期影响因素修正FAO-56推荐作物系数值，即生育前期根据ET_0值和灌溉频率修正，生育中期和生育后期根据气象因素和株高修正，并采用单作物系数法对温室生菜蒸散量进行估算，以称重式蒸渗仪实测蒸散量ET_(cm)为标准值对蒸散量估算值ETcs进行验证。【结果】不同试验年度逐日ET0均呈逐渐降低变化趋势，介于1.18～2.44 mm/d。温室生菜作物系数修正值（K_(c adj)）和实测值（K_(c loc)）均在生育前期最高，2 a均值分别为0.74±0.13和0.76±0.13；进入快速发育期后二者均呈降低趋势，并在生育中后期逐渐稳定在0.5～0.6。各生育阶段的K_(c adj)较FAO推荐值（K_(c FAO)）更接近实测值（K_(c loc)）,K_(cadj)和K_(cloc)相对误差介于-6.7%～5.4%。应用修正单作物系数法估算温室秋季生菜ET_(cs)与实测ET_(cm)的日均值分别为1.310 mm/d和1.283 mm/d，决定系数（R~2）、平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、一致性指数（d）分别为0.975、0.176mm/d、0.222mm/d、0.955。【结论】修正单作物系数法能够较为准确的估算温室秋季生菜蒸散量。

【目的】综述宁夏典型片区盐碱地成因和治理措施，归纳形成宁夏盐碱地分区高效治理模式。【方法】选取红寺堡区、平罗县、惠农区、兴庆区和贺兰县为典型片区，从土壤质地、地下水位、气候条件、灌排条件、地形地貌和土地利用方式等方面梳理盐碱地成因，总结灌排管理、物理调控、化学调理和生物改良等治理措施及评价应用效果，提炼分区高效治理模式。【结果】宁夏盐碱地共同成因包括干旱少雨、蒸发强烈、人类活动影响和灌排不协调等；分区成因主要为红寺堡区弱透水层及洼地盐分淋洗效率低，平罗县西大滩白僵土碱化度高和渠口乡作物插花种植，惠农区地下水受黄河水顶托常年居高不下，兴庆区风沙土土质易加速土壤蒸发返盐以及贺兰县成土母质含盐量高和低洼地区排水不畅等；基础治理措施为建立良好的灌排体系，针对性的分区典型治理措施包括红寺堡区应通过物理调控打破弱透水层形成连贯排水通道，平罗县西大滩应着重改善白僵土土壤结构，平罗县渠口乡应推进土地利用类型合理化，惠农区应以优化供水格局、促进排水和降低地下水位为主要措施，兴庆区则应通过合理灌溉实现抑盐作用和培肥提升地力，而贺兰县则应以改良土壤特性、排水和研究种养循环模式为主。【结论】各分区需在建立良好的灌排条件的基础上，兼顾其他治理措施，实现高效协同治理，同时加强水盐监测、多措并举实现宁夏盐碱地分区综合治理。

【目的】探究作物指标与作物系数、土壤蒸发之间的关系，为提高拉萨河谷喷灌蒸散发计算精度，制定适时适量的双季饲草灌溉制度提供理论支撑。【方法】通过微型蒸渗仪实测蒸散量与PM法计算参考作物的比值实测作物系数对PM法修正的单作物系数进行评价，分析误差水平及原因；基于自制株间土壤蒸发仪，获得株间土壤蒸发（E）与蒸散量（ET）的分摊比例（E/ET），建立实测K_c及E/ET与LAI、SPAD之间的关系。【结果】采用FAO-56推荐单作物系数修正法，对拉萨河谷小黑麦、燕麦单作物系数进行修正，小黑麦和燕麦初始生长期、生长中期和生长后期的作物系数分别为0.45和0.94,1.22和1.16,0.49和0.31。小黑麦全生育期土壤蒸发占蒸散量的44.8%，苗期-越冬期、越冬-返青期、返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为93.4%、94.8%、61.8%、22.2%和13.8%；燕麦苗期-分蘖期、分蘖-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为98.9%、79.1%、31.7%和16.8%。土壤蒸发在双季饲草种植过程中占蒸散量比例超过44%，减少土壤蒸发以提高水分利用效率的潜力较大。【结论】双季饲草实测作物系数、土壤蒸发占蒸散量比例与叶面积指数、叶绿素显著相关且呈线性或非线性函数关系。在单作物系数法基础上增加作物指标可以修正双季饲草蒸散的计算精度，通过构建数学模型使作物指标能直接模拟该地区作物土壤蒸发、间接模拟蒸散发全过程。

【目的】明确土壤水分对水稻耗水特性、水分利用效率以及叶片水分生理状况的影响，为水稻水资源高效利用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验的方法，以“扬两优6”为材料，通过设置不同土壤含水率，以占田间持水率比例进行划分：90%以上（W1，对照）、75%～90%(W2)、60%～75%(W3)和45%～60%(W4)，探究土壤水分对水稻耗水量、耗水强度、生物量、产量、水分利用效率以及叶片生理状况的影响。【结果】降低土壤水分能够减少水稻水资源的消耗，与W1处理相比，W2、W3处理和W4处理的全生育期耗水量分别减少32.4%、58.7%和69.9%，全生育期的耗水强度分别降低32.4%、61.5%和73.5%。W2处理的水稻水分利用效率显著高于其他土壤水分处理；与W1处理相比，尽管W2处理的籽粒产量和生物量分别降低13.2%和12.4%，但水分利用效率提高24.5%，而W3处理和W4处理的水分利用效率分别降低36.0%和74.7%。【结论】从水分高效利用和保障水稻正常生长发育的角度综合考虑，土壤含水率为田间持水率的75%～90%时，可在保证较高的水稻产量前提下，提高水分利用效率，减少水资源的消耗，具有较好的推广应用前景。

【目的】为农业水价综合改革工作提供借鉴和参考。【方法】分析贵州灌区深化农业水价综合改革路径,以湄江水库灌区深化农业水价综合改革项目为例,从水价形成、精准补贴和节水奖励、工程运行管护机制和用水管理机制等方面,分析深化农业水价综合改革的经验做法。【结果】湄江水库灌区通过深化农业水价综合改革,灌溉面积、灌区骨干渠系水利用系数、灌溉水利用系数、节水方面等得到改善;农业年增粮食产量578.85万kg、年水利增收效益为848.53万元。【结论】湄江水库灌区通过深化农业水价综合改革,在改善农业生产条件、农产品提质增效等方面,经济、社会和生态效益明显,对在支撑保障国家粮食安全、实施乡村振兴战略方面具有重要意义。

【目的】探究粒子群算法和天牛群算法在求解灌区渠系配水模型时的性能差异及优化后配水方案的共有特性。【方法】以大功灌区总干、分干两级渠系为研究对象，依据灌区不同的用水情形将其划分为18个配水对象，以灌溉用水总量、渠系渗漏水量及总干渠流量波动大小为优化目标，以下级渠道输水流量和输水启、闭时间点为决策变量，构建多目标两级渠系配水模型，分别使用粒子群算法和天牛群算法对模型进行求解，基于求解结果结合熵权-TOPSIS法对2种算法的性能进行综合评价。【结果】熵权-TOPSIS法的评价结果表明，粒子群算法的整体性能优于天牛群算法，但后者的计算速度高于前者。此外，同一用水情形下2种算法求解的配水方案相近，且优化后的下级渠道配水流量与配水时长存在共性规律。【结论】“左右须”寻优机制的引入使天牛群算法的计算速度相比粒子群算法最高可提升56%，但由于“左右须间距”初始参数的设置问题，随着计算维度的增加，粒子群算法的整体性能优于天牛群算法。研究结果可为灌区渠系配水管理提供科学依据。

【目的】合理确定风沙土地区玉米滴灌氮肥追施次数。【方法】采用田间试验的方法，将生育期的追施氮肥以水肥一体化的形式分次追施，研究不同追氮次数，1次（F1）、2次（F2）、4次（F3）、7次（F4）和11次（F5）5种追氮次数对玉米生长和产量的影响。【结果】拔节期集中追施或抽穗期前分多次追施有利于玉米株高、茎粗和叶片生长，获得较大的LAI和叶片SPAD值。分多次追肥玉米考种指标，如穗长、穗粗、行粒数、百粒质量等均优于集中施肥，从而有利于产量形成。产量不仅与追氮次数有关，还与氮肥在各生育阶段的配比有关，当抽穗期及灌浆期追肥比例相对较小时，尽管全生育期追氮次数较多，但行粒数和百粒质量等指标偏小，导致产量和肥效偏低；在满足关键期需肥时，追肥分次越多，越有利于产量形成，生育期内追肥11次获得最高产量、IWUE、WUE和氮效率分别为7.36 t/hm~2、3.27 kg/m~3、1.25 kg/m~3和24.52 kg/kg。【结论】少量多次的追肥方式是促进玉米植株生长和提高产量的有效途径，在辽西北风沙土地区玉米滴灌追氮次数以11次为宜。

【目的】探究建立滴灌燕麦的高效种植方法，明确其对燕麦根系和叶片部分衰老特性的影响。【方法】于2019—2020年设置主区行距配置等行距20 cm种植（A）、缩行15 cm带状种植（B）、缩行10 cm带状种植（C）3个水平和副区保水剂0(N)和22.5 kg/hm~2(Y)2个水平的裂区试验，分析行距和保水剂对燕麦根系、旗叶衰老特征的影响。【结果】(1)行距、保水剂均能极显著（p<0.01）或显著（p<0.05）影响燕麦根系活力、根系和旗叶SOD、MDA量和可溶性蛋白量；二者交互作用对各指标的影响在不同生育时期间表现不一致，其中开花期和灌浆期极显著（p<0.01）或显著（p<0.05）影响了根系活力、根系SOD量、旗叶SOD、旗叶MDA量和旗叶可溶性蛋白量，显著（p<0.05）影响了根系可溶性蛋白量，对根系MDA量无显著影响。(2)不论是否施用保水剂，3种种植行距根系活力、根系和旗叶SOD活性、可溶性蛋白量均表现为处理B>处理A>处理C；根系和旗叶MDA量则表现为处理C>处理A>处理B。在施用保水剂（Y）的条件下，与处理A相比，2019年和2020年不同生育时期处理B显著提高根系活力5.56%～15.27%、根系和旗叶SOD活性4.78%～5.89%和3.98%～10.62%、根系和旗叶可溶性蛋白量15.20%～23.74%和5.89%～15.04%、显著降低根系和旗叶MDA量11.79%～13.86%和6.01%～14.08%；处理C则在除根系可溶性蛋白量外其余指标表现显著降低，根系和旗叶MDA量显著提高。在不施用保水剂（N）条件下，3种种植方式的显著性差异在不同年限和不同生育时期表现不一致。(3)同种种植行距下，与不施用保水剂（N）相比，仅有处理B中施用保水剂（Y）能够在2019—2020年不同生育时期均显著提高根系活力7.52%～15.75%、根系和旗叶SOD活性3.21%～6.47%和7.25%～10.47%、根系和旗叶可溶性蛋白量18.01%～22.47%和4.87%～9.10%，显著降低根系和旗叶MDA量8.79%～13.96%和7.35%～11.67%，处理A和处理C在不同年限、不同生育时期各指标显著性差异不一致。(4)滴灌燕麦栽培中根系和旗叶衰老特征指标与燕麦生物产量和籽粒产量之间均存在显著（p<0.05）的正相关或者负相关。【结论】本研究筛选出滴灌燕麦栽培中，采用围绕滴灌带缩小行距到15 cm带状种植，配合施用22.5 kg/hm~2保水剂的种植方式能够调节燕麦根系和叶片衰老特征，延缓衰老，对促进滴灌燕麦生物产量和籽粒产量的形成具有促进作用。

【目的】探究不同灌水定额对春玉米全生育期耗水特征及产量的影响，优化克拉玛依地区春玉米节水灌溉制度，以提高当地水分利用效率。【方法】于2021年5—9月在克拉玛依农业综合开发区开展春玉米田间试验，设置6个灌水处理W1(225m~3/hm~2)、W2(300m~3/hm~2)、W3(375m~3/hm~2)、W4(450m~3/hm~2)、W5(525m~3/hm~2)、W6(600m~3/hm~2)，探究不同灌水定额对春玉米耗水特征及产量的影响。【结果】(1)各生育期不同灌水处理0～100cm土层土壤含水率随土层深度增加呈“增-减-增”的变化趋势。W5处理在喇叭口期、抽雄散粉期、乳熟期、完熟期较W1、W2、W3、W4、W6处理0～100cm土层土壤贮水量平均增加了2.35%～9.11%、0.21%～4.37%、0.39%～1.79%、0.60%～4.48%。(2)完熟期W5处理百粒质量显著高于W1处理和W2处理，但与W3、W4、W6处理无显著性差异。W5处理穗粒数较其他处理显著提高10.49%～36.01%，穗长较其他处理显著提高8.31%～27.12%。(3)综合评判模型计算得出W5处理（525 m~3/hm~2）综合评价指数最高。【结论】因此，全生育期灌水10次，灌水定额为525 m~3/hm~2是克拉玛依地区最优灌水处理。

【目的】探究沼液灌施对黄淮海平原土壤团聚体结构的影响。【方法】以黄淮海平原潮土为研究对象，根据等氮量原则，采用干湿筛法对连续4 a进行沼液灌施（BS）、化肥施用（CF）、沼液与化肥灌施（BS+CF）以及空白对照（CK）共4种处理的农田表层土壤（0～20 cm）进行团聚体筛分并计算稳定性指标。【结果】沼液灌施影响黄淮海平原表层土壤各粒径团聚体组成。相较于CK，不同化肥与沼液灌施处理>0.25 mm力稳性土壤团聚体（MR_(0.25)）质量组成比例提高了2.14%～3.71%;>0.25 mm水稳性土壤团聚体（WR_(0.25)）组成比例显著增加了56.44%～164.20%。同时，各处理对偏倚系数（C_s）和峰凸系数（C_E）产生显著影响。化肥与沼液灌施处理能够减缓崩解作用，增强团聚体稳定性，并使不同粒径团聚体分布更加均匀。此外，沼液灌施显著降低了土壤团聚体破坏率（PAD），显著增加了水稳性土壤团聚体稳定性。沼液和化肥配施团聚体破坏率最低，水稳性团聚体平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）值最大，分形维数（D）值最小。【结论】在黄淮海平原可以通过化肥与沼液配施改善潮土土壤结构，提高团聚体稳定性。

【目的】探明湖南省坡耕地区所在区域综合质量的时空分异格局及变化成因。【方法】利用层次分析法和隶属度函数模型、综合指数模型以及局部自相关模型，以凤凰县第二次全国土地调查和第三次全国国土调查的耕地数据为底图，对凤凰县2010年及2020年的耕地质量进行定量化评价，分析其时空分异的特征及其影响因素。【结果】(1)凤凰县耕地质量在2010—2020年整体呈上升趋势，全县耕地以中等质量耕地为主。(2)凤凰县2期耕地质量等级的区间分布情况和空间分布情况具有一定的相似性，区间分布变化主要由耕地的农田管理、养分状况的相关指标变化引起，而空间分布的变化的原因主要是高标准农田、坡耕地治理等工程建设。(3)凤凰县耕地质量存在空间自相关性，区域间的生产要素流动性增强，区际耕地质量差异缩小是导致高-高型和低-低型分布形态发生变化的原因。(4)考虑坡耕地区安全生产、平稳经济及保护生态等目标，将凤凰县划分为优先保护区、适宜改良区、质量挖潜区以及综合整治区4个管理分区。【结论】凤凰县2020年耕地综合质量较2010年提高约0.08个等级，在坡耕地区因地制宜地实施坡耕地治理等工程措施对于耕地质量有一定的正向影响，未来可结合质量管理分区结果对坡耕地的质量维护和提升进行现实指导。

【目的】有效提高灌区水资源利用率。【方法】以实现灌区系统整体效益最大化为目的，满足冬小麦和夏玉米2种作物需水为前提，构建了区间两阶段模糊随机规划模型（TS-FSPM），对泾惠渠灌区地下水和地表水的联合利用进行优化配置。【结果】(1)在25%、50%、75%水平年，冬小麦地表水最优配置水量分别为1.82×10~8～2.02×10~8 m~3、1.90×10~8～2.10×10~8 m~3、1.90×10~8～2.10×10~8 m~3，地下水最优配置水量均为0.65×10~8 m~3；夏玉米地表水最优配置水量均为0.21×10~8 m~3，地下水最优配置水量分别为0.01×10~8～0.04×10~8 m~3、0.03×10~8～0.1×10~8 m~3、0.03×10~8～0.1×10~8 m~3。与最优配置水量相比，在25%、50%、75%水平年，地表水应分别增引0.60×10~8～0.80×10~8m~3、0.75×10~8～0.95×10~8m~3、1.01×10~8～1.21×10~8m~3，地下水抽取量则分别增加0.17×10~8～0.24×10~8m~3、减少0.03×10~8～0.1×10~8m~3、减少0.20×10~8～0.23×10~8 m~3。(2)在最优配置水量下，灌区整体最大收益为1 725.01×106～2 417.73×106元，比现状提高约14%。【结论】本文建立区间两阶段模糊随机规划模型适用于灌区水资源优化配置研究，为保障水资源高效利用和水生态安全，泾惠渠灌区应增加地表引水，减少地下水开采。

【目的】探究河西走廊冷凉灌区膜下滴灌条件下娃娃菜适宜的水肥耦合模式。【方法】以当地秋茬主栽品种金皇后为供试材料，设置3个灌溉水平和3个施肥水平，共计9个处理，测定不同处理下的娃娃菜叶球纵径和横径、产量及品质指标。通过主成分分析筛选关键指标，基于隶属函数和标准差系数权重法来评价灌水量和施肥量对娃娃菜各项指标的耦合效应。【结果】灌水量、施肥量及水肥交互效应均在不同程度上影响娃娃菜的产量和品质，水肥交互效应的影响高于灌水量和施肥量。水肥耦合模式下，H2F2处理（中水中肥）可显著提高娃娃菜单株净质量、净菜率、产量、可溶性固形物量和Vc量，增加叶球紧实度，降低硝酸盐量。基于主成分分析将生长性状、产量、品质等12个指标转换为3个独立的综合指标，其累积贡献率高达91.87%。H2F2处理下的基于隶属函数与标准差系数权重法取得的水肥耦合效应综合得分最高。【结论】河西走廊冷凉灌区娃娃菜适宜的水肥耦合模式为灌水下限为田间持水率的70%、施肥量N为330 kg/hm2,P2O5为195 kg/hm2,K2O为450 kg/hm2。

【目的】探究旋流式固液两相流泵内流动特征。【方法】基于CFD-DEM(Computational Fluid Dynamics-Discrete ElementMethod)耦合模型，选用油菜籽颗粒，在不同流量工况和颗粒体积分数下对旋流泵固液两相流场进行数值模拟和试验研究，研究旋流式固液两相流泵的内部流动规律及颗粒分布特征。【结果】小流量工况下循环流漩涡特征较明显，进口旋转回流长度较长，对进口来流扰动较大，随着流量增大，循环流影响范围减小；泵内颗粒受到贯通流和循环流的共同作用。管壁中心颗粒受贯通流的影响较大，颗粒穿过无叶腔直接进入叶轮，而靠近管壁的颗粒受循环流的影响较大；叶轮内沿着轴向3个截面处颗粒分布有着较为明显的差异，从叶轮前端面到后盖板，颗粒数量逐渐增多；蜗室内存在一对旋转方向相反的漩涡，在第Ⅴ断面之后前侧涡束逐渐消散，后侧涡束一直旋转至第Ⅷ断面处；在贯通流和循环流的作用下，油菜籽颗粒被旋转回流沿着管壁面带入到进口区域。【结论】循环流的存在导致旋流泵效率较低，但在输送颗粒时循环流起到较大的作用，使得泵输送性能较强；模型泵数值模拟与试验结果基本一致，验证了模拟的可靠性。

【目的】研究五道沟地区1971—2020年0～320 cm土层月平均地温变化及其对气温的响应。【方法】利用五道沟水文实验站1971—2020年月平均气温和月0～320 cm(0、10、40、80、160、320 cm)土层地温资料，采用线性倾向估计、M-K检验以及Morlet小波分析等方法，分析了该地区1971—2020年0～320 cm土层温度月尺度变化规律及其对气温的响应。【结果】(1)五道沟实验站1971—2020年各土层地温趋势变化，除6—9月，其余月份均呈增加的趋势，最大增幅在3月，最小增幅在10月；0～160 cm土层地温总体呈上升的趋势，0 cm增幅最大，160 cm增幅最小，320 cm总体呈下降趋势。(2)利用小波分析可知各层年均地温具有明显的3～6、8～12 a和15～25 a周期变化，其中以3～6 a和8～12 a尺度为主周期。(3)M-K突变检验表明，0、10、80、160 cm和320 cm各层年均地温均发生突变，突变的年份分别在2013、2016、2019、2017年和1972年，其中0、10 cm和80 cm土层突变后地温显著性上升。(4)不同深度的月平均地温对气温变化的响应存在明显的差异，0～80 cm地温对气温变化较为敏感；160 cm地温对气温变化敏感性较弱；320cm地温基本不受气温变化影响。0～160cm各层年平均地温间的相关性较好；320cm地温与其余层地温相关性较差。【结论】各层月平均地温总体呈上升的趋势，不同月份地温具有不同的变化趋势；各层年平均地温序列具有明显的突变以及周期变化特征；随着土层深度的增加各层月平均地温与气温的相关性逐渐减小。