海河流域平原区冬小麦－夏玉米种植制度下区域尺度作物水分生产函数及节水灌溉制度的模拟研究

项目名称： 海河流域平原区冬小麦－夏玉米种植制度下区域尺度作物水分生产函数及节水灌溉制度的模拟研究

项目编号： No.51279203

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 水利工程

项目作者： 任理

作者单位： 中国农业大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 如何将作物水分生产函数在点尺度上的试验研究思路通过嵌入了作物生长模拟的分布式水文模型在地理信息系统平台上延拓至区域尺度，是将作物水分生产函数应用于节水灌溉的宏观决策与管理中的重要研究方向。本研究以水资源情势与粮食生产需求矛盾突出的海河平原为研究区域，以分布式水文模型－土壤水评价工具为研究手段，结合遥感技术，在模型参数详细率定和验证的基础上，获得水文响应单元的作物产量和实际蒸散量，并借助地理信息系统获得子流域尺度和水资源三级区尺度的作物水分生产函数的敏感指数，在此基础上开展节水灌溉条件下区域尺度粮食产量和灌溉量的模拟研究，并探讨优化的节水灌溉制度在未来气候变化下的适应性。本申请的选题是当前节水农业发展中的重要的应用基础研究问题，研究思路巧妙地融合了作物水分生产函数经验性模型的简洁实用性和具有模拟作物生长过程的水文模型的机理性，该研究对定量化地构建区域尺度节水灌溉制度具有重要的理论和实际意义。

中文关键词： 冬小麦-夏玉米种植制度；尺度问题；作物水分生产函数；节水灌溉；分布式水文模型

英文摘要： It is significant to extend the concept of the crop water production function at the field scale to the regional scale using the geographic information system (GIS) and the crop module of the distributed hydrological model, which is also an important research direction in the decision-making and management for water-saving irrigation with crop water production function. There is an obvious contradiction between water resources and food demand in the Haihe plain. In this study, a distributed hydrological model was constructed using Soil and Water Assessment Tool (SWAT) combined with remote sensing (RS) technology. Based on the detailed model calibration and validation, the crop yield and actual evapotranspiration (ETa) were obtained on the hydrological response unit (HRU) scale, and it was available to get the water sensitive index of the crop water production function using GIS at the subbasin and hydrological region scales, respectively. We further simulated the crop yield and irrigation amount on the regional scale and discussed the optimal irrigation scheduling suitable for the future climate change. The topic of this study is important in the application of basic research for the development of the current water-saving agriculture. The study idea combined the advantages of the simple practicality of the empi

英文关键词： winter wheat-summer maize cropping system；scale issue；crop water production function；water saving irrigation；distributed hydrological model