華北平原主要糧食作物蒸散量和水足跡估算研究.pdf

1、華北平原是我國的糧食主產區(qū)之一，面積大約為1.4×105km2，糧食產量約占全國的20％。當地降水不能滿足作物生長需要，灌溉成為高產穩(wěn)產的重要手段，該區(qū)農業(yè)用水占總用水的70％左右，且75％都來自地下水。由于地下水的不斷超采，地下水資源日益枯竭，引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題并嚴重威脅當地農業(yè)和經濟的可持續(xù)發(fā)展。因此開展華北平原主要糧食作物蒸散量的估算、探索蒸散耗水的不同來源對緩解區(qū)域水資源短缺以及水資源的可持續(xù)利用具有重要的科學意義與實踐

2、價值。
　　本文基于作物系數法并結合植被遙感信息(NDVI)建立了一種可以反映作物空間分布和土壤供水差異的作物蒸散量模型。利用該模型得到2000-2013年華北平原冬小麥和夏玉米的蒸散量，模擬結果與遙感蒸散產品(2000-2009年)以及欒城站基于渦度相關儀測定的蒸散量（2008-2013年）有較高吻合度。在此基礎上分析華北平原冬小麥、夏玉米蒸散量和水分盈虧的時空變化。研究結果表明:①華北平原冬小麥蒸散量呈南高北低的格局。山東省、

3、河南省的黃河灌區(qū)以及太行山山前平原的冬小麥蒸散量大于400mm，夏玉米蒸散量大于300mm;中部平原區(qū)冬小麥蒸散量小于350mm，河北平原北部部分區(qū)域夏玉米蒸散量大于250mm;濱海一帶冬小麥蒸散量小于200mm，夏玉米小于150mm;②冬小麥水分虧缺量與其蒸散量格局一致。太行山山前平原、河南省和山東省的引黃灌區(qū)，水分虧缺量大于250mm;河北平原北部和中部低平原區(qū)小于100mm;夏玉米生育期水分盈余量在100～300mm之間變動;③近

4、14年河北平原北部冬小麥播種面積明顯下降，區(qū)域水分虧缺量減少，地下水位下降趨勢明顯緩解。
　　為了明確華北平原作物蒸散耗水的不同來源，本文還分析了華北平原冬小麥和夏玉米水足跡的時空變化。研究結果表明:①華北平原冬小麥生育期藍水足跡大于綠水足跡，各區(qū)域藍水足跡占水足跡的比例在57.4％～61.3％之間變化;②華北平原夏玉米生育期藍水足跡小于綠水足跡，各區(qū)域藍水足跡占水足跡的比例在17.8％～26.1％之間變化。另外基于水足跡對太行山

5、山前平原和滄州地區(qū)兩個典型區(qū)域進行了水資源可持續(xù)利用分析。發(fā)現太行山山前平原2000-2010年總共生產糧食11.7千萬噸，地下水凈消耗量為26.3km3，地下水位下降了9.4m。為了緩解該區(qū)水資源緊缺并保障糧食高產，太行山山前平原應考慮①發(fā)展節(jié)水灌溉農業(yè)，提高灌溉效率，從而減少藍水足跡;②適當調整種植結構，減少高耗水作物種植，減少藍水資源消耗。而滄州地區(qū)多年平均地表水資源集蓄潛力可達5.7億m3，可替代24.6％的冬小麥生育期的藍水足