玛纳斯河流域种植业用水结构时空变化与种植结构关系研究

发布时间：2022-12-10 06:00

　　玛纳斯河流域位于天山北坡，是干旱内陆河流域的典型代表。论文以玛纳斯河流域为背景，针对流域作物种植结构不合理，水资源供需矛盾突出的问题，通过收集历史资料和实地考察，研究河道来水与灌溉用水的关系，分析种植业用水结构与种植结构的时空变化特点，根据流域上、中、下游地区的生产条件，以粮食安全、水资源安全和生态保护为约束，建立种植结构评价和优化模型，提出种植方案。主要结论如下： 1)利用Mann-Kendall法检验法分析河道径流变化特点，结果表明河道径流量在1996年发生了突变，并从20世纪90年代后呈增长趋势。多年平均灌溉用水量占河道来水量的59.63%，河道引水比例较高。近年来，流域绿洲面积总体呈扩张趋势，年均增加103.57km2，绿洲面积的增加加剧了水资源的矛盾。为保证生态用水，流域适宜耕地面积为32.44×104hm2，建议应退耕10.70×104hm2，约占现有耕地面积的24.80%。 2)分析1980-2009年期间种植业用水结构的时间变化特点表明，1980-1989年种植业用水结构比较均衡，1990-1999年用水比例出现差异，2000-2009年主要集中于经济作物，... 

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题的背景、目的及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 流域种植业存在的问题
        1.1.3 选题目的意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 种植结构
        1.2.2 种植结构研究内容
        1.2.3 研究理论基础
        1.2.4 种植结构研究方法
        1.2.5 国内种植结构调整研究
        1.2.6 国外种植业调整研究
    1.3 研究目标与内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 研究方法及技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 分析方法
        1.4.3 技术路线
    1.5 论文章节关系说明
第二章 河流水资源与灌溉用水的关系
    2.1 河流水文水资源特征
        2.1.1 径流量年际变化特点
        2.1.2 径流量年内变化
    2.2 河道来水与灌溉用水的总体关系
        2.2.1 灌溉用水总体特点
        2.2.2 不同水文年河道来水与用水的匹配关系
    2.3 灌溉水供给条件
    2.4 本章小结
第三章 流域需水量与适宜耕地面积分析
    3.1 玛纳斯河流域概况
    3.2 流域面积变化土地利用类型变化
        3.2.1 人工绿洲面积变化
        3.2.2 土地利用类型变化
    3.3 流域需水构成
        3.3.1 生产生活需水构成
        3.3.2 流域灌区生态需水构成
    3.4 流域需水计算原理
        3.4.1 生产生活需水计算
        3.4.2 生态需水计算
    3.5 流域需水计算
        3.5.1 生产生活需水
        3.5.2 生态环境需水计算
    3.6 适宜耕地面积分析
    3.7 本章小结
第四章 种植业用水结构与种植结构的关系
    4.1 用水结构时间变化特点
    4.2 种植结构时间变化特点
    4.3 用水结构与种植结构空间变化特点
        4.3.1 粮食作物
        4.3.2 经济作物
        4.3.3 其他作物
    4.4 流域典型区用水结构和种植结构
        4.4.1 种植比例变化
        4.4.2 典型区作物用水结构变化
    4.5 用水结构与水足迹的关系
        4.5.1 水足迹计算
        4.5.2 主要作物消耗水足迹
        4.5.3 水足迹出入量
    4.6 本章小结
第五章 气候变化对作物种植比例与需水量的影响
    5.1 气候变化指标的选择
    5.2 气候变化
        5.2.1 ET_0年际变化特点
        5.2.2 ET_0的年内变化
    5.3 ET_0对棉花单产的影响
        5.3.1 ET_0与棉花单产的关系
        5.3.2 ET0的变化对单产影响的原因
        5.3.3 气候生产潜力与棉花单产的关系
    5.4 ET_0对棉花种植比例和灌溉水量的影响
        5.4.1 对棉花种植比例的影响
        5.4.2 气候变化影响棉花种植的原因分析
        5.4.3 ET0对棉花灌溉的影响
    5.5 气象灾害对棉花种植的影响
        5.5.1 气象灾害变化的特点
        5.5.2 气象灾害变化对棉花种植的影响
    5.6 未来气候变化对灌溉需水影响
        5.6.1 气候变化情景假设
        5.6.2 原理说明
        5.6.3 各月气温的变化趋势
        5.6.4 气温增高对 ET0的影响
    5.7 本章小结
第六章 作物产量影响因素与灌溉水量关系分析
    6.1 作物单产变化
    6.2 影响棉花产量的主要气象因子
        6.2.1 主要气象因子
        6.2.2 气象因子和棉花单产的关系
        6.2.3 平均气温和棉花单产的关系
    6.3 生产投入因子分析
        6.3.1 主要因子分析
        6.3.2 各投入因子与棉花单产的关系
        6.3.3 生产投入因子拟合单产
    6.4 平均气温与投入因子对棉花单产的影响
        6.4.1 平均气温与投入因子的关系
        6.4.2 气象因子与生产投入因子的交互作用
    6.5 气象因子与生产投入因子对小麦和玉米的作用
    6.6 灌溉水量与作物生产能力
        6.6.1 灌溉水量与作物单产的关系
        6.6.2 不同地区作物生产能力
    6.7 本章小结
第七章 种植结构评价和种植结构优化
    7.1 种植结构评价模型
        7.1.1 建模思路
        7.1.2 建立种植结构评价模型
    7.2 种植结构协调性评价模型
        7.2.1 约束条件的设定
        7.2.2 模型假设
        7.2.3 MBP 约束
        7.2.4 种植规模计算
        7.2.5 种植结构协调性评价
    7.3 基于优化和规模相协调的种植结构模型
        7.3.1 目标函数
        7.3.2 约束的条件
        7.3.3 模型求解
    7.4 典型区种植结构评价和方案推荐
    7.5 推荐方案应用分析
    7.6 本章小结
第八章 种植业灌溉技术评价与用水管理对策
    8.1 种植业用水问题与节水限度
        8.1.1 耕地面积扩张与水资源的矛盾
        8.1.2 灌溉技术与节水问题
        8.1.3 种植结构调整的节水限度
    8.2 有限农业的发展思路
        8.2.1 有限农业的提出
        8.2.2 有限农业的基本内容
        8.2.3 有限农业灌溉用水的技术要求
    8.3 灌溉技术的选择与评价
        8.3.1 方法与评价指标
        8.3.2 效益评价
        8.3.3 技术应用效果
    8.4 内陆河流域灌溉用水的设计标准
        8.4.1 灌溉水的作用分析
        8.4.2 农业灌溉用水的设计标准
        8.4.3 农业生产对灌溉保证率的要求
        8.4.4 基于粮食安全的耕地面积
    8.5 玛纳斯河灌溉引水设计标准
        8.5.1 引水量对河道生态的影响
        8.5.2 引水量对两岸地下水补给的影响
        8.5.3 河流引水频率选择
        8.5.4 最严格水资源管理制度
    8.6 本章小结
第九章 结论与展望
    9.1 主要结论
    9.2 展望与建议
参考文献
附录
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]气候暖干化背景下松花江流域的种植结构调整[J]. 李琦珂.  干旱区资源与环境. 2014(06)
[2]玛纳斯河流域绿洲区气候变化特征分析与预测[J]. 高培,魏文寿,刘明哲.  干旱区资源与环境. 2011(06)
[3]气候变化对宁夏农业的影响综述[J]. 王连喜,李菁,李剑萍,李琪,吴荣军.  中国农业气象. 2011(02)
[4]区域气候变化对华东地区水稻产量的影响[J]. 孙卫国,程炳岩,杨沈斌,孙文婷.  中国农业气象. 2011(02)
[5]基于遥感和蚁群算法的多目标种植结构优化[J]. 张智韬,刘俊民,陈俊英,汪志农,李援农.  排灌机械工程学报. 2011(02)
[6]北疆棉区棉花生长期气候变化特征及其对棉花发育的影响[J]. 李迎春,谢国辉,王润元,王鹤龄.  干旱地区农业研究. 2011(02)
[7]气候变化对区域农业灌溉用水影响分析[J]. 王小军,贺瑞敏,尚熳廷.  中国农村水利水电. 2011(01)
[8]石河子地区近48年来气候变化对棉花产量影响分析[J]. 唐湘玲,刘姣娣,吕新.  中国农学通报. 2010(20)
[9]基于虚拟水战略的农业种植结构优化模型[J]. 梁美社,王正中.  农业工程学报. 2010(S1)
[10]近50a土地利用变化对干旱区典型流域景观格局的影响——以新疆玛纳斯河流域为例[J]. 冯异星,罗格平,周德成,韩其飞,鲁蕾,许文强,朱磊,尹昌应,戴丽,李艳忠.  生态学报. 2010(16)

博士论文
[1]华北地区结构型节水种植业模式及途径研究——以北京市顺义区为例[D]. 宫飞.中国农业大学 2003

硕士论文
[1]膜下滴灌棉花蒸散规律和计算作物蒸散量方法比较分析[D]. 曹兵.西北农林科技大学 2003



本文编号：3716203