易涝易渍农田水文学研究趋势分析.doc

'易涝易渍农田水文学研究趋势分析　　摘要：易涝易渍农田是我国南方平原地区重要的农业土地资源，通过改造具有较大的生产潜力，影响这类农田生产水平的关键因素是农田水分季节性过多。对易涝易渍农田水文学问题研究进行了总结分析，明确了在今后的研究中需要注意的问题和有待完善的地方。　　关键词：易涝易渍农田；水文过程；作物　　中图分类号：S271文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11420－4174-04　　　　ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｒｅｎｄｉｎＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＦａｒｍｌａｎｄＶｕｌｎｅｒａｂｌｅｔｏＷａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ　　　　ＬＩＬｉｎｇ－ｚｈｉ，ＺＨＵＪｉａｎ－ｑｉａｎｇ　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｒｍｌａｎｄｖｕｌｎｅｒａｂｌｅｔｏｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｐｌａｉｎｓｗｈｉｃｈｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｈｒｏｕｇｈｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｆａｒｍｌａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｅｖｅｌｉｓｔｏｏｍｕｃｈｓｏｉｌｗａｔｅｒｓｅａｓｏｎａｌｌｙ．Theｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆａｒｍｌａｎｄｖｕｌｎｅｒａｂｌｅｔｏｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇwasanalyzedandsummarizedａｎｄｅｘｐｌｉｃｉｔｌｙａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄｉｓｓｕｅｓｔｈａｔｎｅｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｎｅｅｄｔｏｂｅｐｅｒｆｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈwereexplicited．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆａｒｍｌａｎｄｖｕｌｎｅｒａｂｌｅｔｏｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ；ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ；ｃｒｏｐ　　　　１易涝易渍农田的概念 　　通常将农田淹水超过作物耐淹水深和耐淹历时，进而影响作物正常生长时的农田水分状况称作“涝”；把因地下水位过高引起作物根系层土壤水分含量过高、造成根系层土壤肥力因素失调，导致作物不能正常生长的水分状况称为“渍”；称常年或经常性有浅薄水层滞留，在一年中的大部分时间内其水层小于水产养殖需要的最小深度的土地为涝地，在农业生产上将涝地多作为种稻和发展水生经济植物用地，或经过一定工程整理后辟为水产养殖用地；渍地指常年地下水位偏高、雨季又容易受涝的土地，对种植作物特别是旱地作物有较大影响，农业利用上以种植水稻居多，经过初步工程治理后也可实行水旱轮作，在我国南方平原地区习惯上称这类农田为渍害田。在农田水利和农业灾害学上，可以将地下水位埋深小于５０～６０ｃｍ，土壤经常或间歇性覆水，对作物的正常生长形成障碍并导致严重损失的农业用地统称为易涝易渍农田［１］。这类土地大多分布在大江大河的中下游地区，丘岗地带则有零星片状分布。在南方平原地区，易涝易渍农田一般占耕地面积２５％～３０％，特殊地段占到６０％左右。如果从水分对土壤剖面特性的影响加以区分，可将易涝易渍农田分为季节性涝渍农田和典型渍害田。季节性涝渍农田指：季节性受涝渍影响仅造成作物产量有一定损失，而未明显影响土壤剖面层次发生质变的易涝易渍耕地；典型渍害田是指受涝渍危害比较严重，使土壤剖面发生了质变，对作物生长发育以及最终产量均构成不良影响的易涝易渍耕地。 　　２关于易涝易渍农田水文过程的研究　　农田水文过程与农业生产有密切的关系，是农业水文学研究的核心内容，长期以来备受重视。在浅层地下水存在条件下，地下水、土壤水、植物水、大气水是一个连续的水分过程［２］，它们在一起构成了一个完整的农田水分系统。现代农业水文学多以连续、系统、动态的观点和定量分析的方法为基础研究农田水分循环，即把土壤－植物－大气作为一个物理上的连续体，把大气水、地表水、土壤水、植物水、地下水当作一个相互联系的整体，研究农田“五水”转化的过程和规律，揭示农田水分循环的各个方面，探求以土壤水和作物关系为中心的农田土壤水分调控机理［３］。　　农田水文过程是生态水文过程的一种。所谓生态水文过程是指水文过程与生物动力过程之间的功能关系，是揭示生态格局和生态过程变化的生态水文机理的关键［４］。生态水文物理过程主要是指植被覆盖和土地利用对降雨、径流、蒸发等水文要素影响，生态水文化学过程是指水质性研究，而水文生态效应主要指水分行为对植被生长和分布的影响。从揭示生态水文过程模型的层次看，大多数模型还处在对水文模型和生态学模型的借鉴和综合运用上，尚未从生态水文过程的角度建立机理性模型［５］。目前，可用于农田生态水文过程研究的模型主要有［６］：① 经验模型，基于大量数据的统计方法，如Ｒｕｔｔｅｒ模型、Ｃａｓｈ模型、Ｄａｌｔｏｎ模型、ＤＣＡ模型、Ｐｈｉｌｉｐ模型等；②机理模型，基于过程考虑的模型，如Ｐｅｎｍａｎ－mｏｎｔｅｉｔｈ模型、分布式水文模型、新安江模型、ＳＶＡＴ模型、ＳＰＡＣ模型等，可用于模拟土壤－植物－大气间物质能量传输过程、植被的水文生态效应分析方面；③随机模型，基于统计理论的统计方法，如ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ、马尔科夫模型等，主要用于水文与生态过程的随机性模拟、参数与要素模拟。　　长期以来，人们对流域水文过程不乏研究，２０世纪９０年代以来，逐渐认识到河道植物群落的重要作用，分别研究了植物在不同水文扰动下的反应［７，８］，重点集中在河道植物对水文过程的影响［９］及其生态系统服务功能［１０］等方面，而对农田水文过程的系统研究则相对匮乏。我国南方平原地区是涝渍危害严重的地区，长期以来围绕农业涝渍灾害防治开展了大量研究工作，但是，对易涝易渍农田水文过程尚缺乏比较系统地研究，需要根据种植制度和作物生长动态，研究作物随着季节以及倒茬轮替在形态和生理生态方面对农田水文过程的影响。　　３易涝易渍农田土壤水、地下水动态及其关系 　　在地下水浅埋区，土壤水与地下水相互转化频繁，其水量交换是双向的、动态的［１１］，研究作物生长条件下土壤水与地下水转化规律对于制定合理的灌溉制度，提高水分利用效率有重要意义。杨建锋等［１２］通过对夏玉米和冬小麦生长季节期间土壤水动态观测试验，探讨了地下水浅埋条件下土壤水动态的变化规律，指出浅埋地下水对土壤水动态具有很大影响，农田土壤水分变化主要发生在根区深度０～５０ｃｍ的土壤。朱建强［１３］通过对湖北四湖流域农田水分观测资料分析发现，当地下水位在地表以下１００ｃｍ内波动时，地下水位变化对土壤水分的影响很明显，地下水埋深超过１００ｃｍ时则对土壤水分的影响微乎其微；还根据湖北平原湖区农田地下水观测资料，指出该地区农田地下水动态具有以下特征：年季性、波动性、对降水的敏感性、微地形差异性以及对周边水体的联动性。赵学堂［１４］利用１９８７～１９９４年定位观察资料，分析了旱地两作农田２ ｍ土层水分的累集动态，阐述了土壤水分的宏观趋势，说明了在一个生长季中土壤水分累集、消耗是受季内气候整体影响的时间函数序列；刘东等［１５］采用时间序列分析方法建立了三江平原８５３农场地下水埋深动态预测模型，通过对地下水埋深进行模拟和预测，揭示了该区地下水动态变化规律；申双和等［１６］根据土壤水分运动方程建立了旱地农田土壤水分动态数值模拟模式，该模式利用作物发育期和一些参数估算作物根系深度和相对根密度垂直分布动态变化，避免过去必须对根系进行测定的困难，增强了模式的应用性能。朱安宁等［１７］基于时间序列法在豫北平原潮土土壤水分、地下水位观测资料的基础上，分析了降雨动态、地下水位动态的相关关系，揭示了该地区土壤水、地下水位对降雨的响应及其动态变化规律。李亚峰等［１８］利用８ｍ定埋深地中蒸渗仪观测资料，根据蓄满产流理论，采用分层计算还原的方法研究了降水入渗补给量随地下水埋深的变化规律，揭示了最佳埋深和稳定点的形成机理，指出在试验条件下最佳埋深出现在３ｍ左右，降水入渗补给量随地下水埋深的增大而减小，６ｍ以后趋于稳定。'