为探究河套灌区不同前茬作物种植条件下的秋浇前土壤水盐状况的差异及“前茬作物-翌年计划作物”组合下的适宜秋浇制度，基于2023-2025年在内蒙古河套灌区开展的94个野外监测点获取的0~100 cm土壤水盐数据，采用SPSS 27统计分析了不同前茬作物种植条件下的秋浇前土壤水盐状况的差异，而后运用SHAW模型模拟了冻融期水盐运移过程，并对模型进行了率定和验证。在此基础上，设置了147种模拟情景，系统模拟了不同盐渍化程度（轻、中、重）、前茬作物（玉米、葵花、小麦）、秋浇时间（早、中、晚）及秋浇定额（0、50、100、150、200、250、300 mm）对春播前0~40 cm土壤水盐状况的影响。结果表明：前茬作物显著影响秋浇前的土壤水盐剖面，前茬玉米地含水率最高，前茬葵花地盐分表聚最强，前茬小麦地水盐整体偏低且分布均匀；前茬葵花地普遍需要更高的秋浇定额，相较于前茬玉米地和前茬小麦地，其为实现同等保墒目标所需的平均秋浇定额分别高出15~50、15~40 mm；“前茬作物—翌年计划作物”的匹配策略直接影响用水效率，前茬小麦地在所有盐渍化程度下，其实现3种翌年计划作物土壤目标水盐状况所需要的秋浇定额均处于较低水平，较前茬葵花地平均节水15%~35%。因此，前茬作物对于适宜秋浇定额的影响显著，根据前茬作物制定差异化秋浇制度对实现河套灌区农业水资源高效可持续利用至关重要。

为探究我国东北地区和华东地区不同灌溉方式及品种对水稻产量和水分利用效率(WUE)的影响，基于中国知网和Web of Science等数据库，检索2000年1月至2024年12月发表的相关文献，最终纳入103篇研究（东北地区54篇、华东地区49篇），采用Meta分析方法，以标准化均数差（SMD）作为效应量指标，对不同灌溉方式和品种类型的综合效应进行评估。结果表明：①以常规灌溉为对照，对比淹水灌溉、控制灌溉、间歇灌溉以及干湿交替灌溉，在东北和华东地区间歇灌溉综合效应均为最佳，其水稻产量的SMD分别为0.47和0.57，对应产量提升约7.9%和10.9%；WUE的SMD分别为2.17和1.44，对应提升幅度约为64.0%和49.2%；②品种类型对灌溉效应具有区域性调节作用。在东北地区，品种“龙粳26”和“龙稻22”等抗旱节水型品种与间歇灌溉适配性好，可协同提高水稻产量与WUE；在华东地区，“II优725”等高产需水型品种和“两优培九”等稳产适应型品种的产量优势明显，而部分抗旱节水型品种在WUE方面更具潜力；③灌溉-品种最佳适配模式由区域“气候-土壤-水资源”系统共同塑造。灌溉方式是影响水稻产量与WUE的主导因素，品种选择为关键调控环节，应因地制宜优化灌溉与品种配置以实现水稻高产高效与节水生产。

秋浇是以淋盐保墒为主要目的非生育期灌溉，其用水量约占河套灌区全年用水总量1/3，具有重大节水潜力。为推进灌区深度节水，通过开展田间试验、运用HYDRUS-1D双区模型模拟，探究了不同方式间歇秋浇与传统秋浇的淋盐保墒效果差异，并量化了间歇秋浇的节水潜力。结果表明：①间歇秋浇保墒效果略差于传统秋浇淋洗方式，春播前表土含水率为传统秋浇的93%~103%，基本满足保墒要求；但淋盐效果优于传统秋浇，表土脱盐率较传统秋浇提高4%~60%；当灌水间隔大于2 d时，返盐率降低57%~82%。②间歇秋浇灌水次数从4次减少为2次时，表土脱盐效果增强140%，含水率降低5%；灌水间隔从2 d增加到6 d时，表土脱盐效果增强92%，表土含水率降低4%，表明随着灌水次数的减少与灌水间隔的增加，间歇秋浇淋盐效果提高显著，但会对保墒效果带来一定不利影响。 ③对轻度盐渍化土壤而言，间歇秋浇与传统秋浇灌溉定额均为1 200 m³/hm²，节水效果不明显；对中度盐渍化土壤而言，间歇秋浇灌溉定额为1 800 m³/hm²，传统秋浇灌溉定额为2 100 m³/hm²，节水300 m³/hm²，节水14.3%；对重度盐渍化土壤而言，间歇秋浇灌溉定额为2 700 m³/hm²，传统秋浇灌溉定额为3 600 m³/hm²，节水900 m³/hm²，节水25%。在未来的生产实践中，可以中重度盐渍农田为重点开展间歇秋浇。

为探究沙棘最优灌溉制度，并明确WOFOST模型在黄土高原半干旱区沙棘生长与产量模拟中的适用性，以提升沙棘产量与水分利用效率。以陕西省神木市为研究区，基于2024年6组控制试验与12组模拟试验，结合WOFOST模型对沙棘生长过程进行参数校准与验证，系统分析不同灌溉梯度（低、中、高）在4个生育期（萌芽期、展叶期、果实膨大期、成熟期）对沙棘生长、产量及水分利用效率的影响。基于控制试验与模拟，发现果实膨大期为沙棘水分敏感期，中低水量灌溉梯度（FASW=0.5~0.7）在膨大期和成熟期表现最优，过量灌溉导致水分利用效率下降。模型对地上生物量、叶面积指数、土壤水分及果实生物量的模拟精度较高（R2＞0.85，NRMSE多低于20%），表明WOFOST模型适用于该区沙棘生长模拟。基于控制试验与模型模拟，提出适用于黄土高原半干旱区的沙棘优化灌溉制度。该制度以果实膨大期为水分调控关键期，在该时期实施4次适宜阈值（FASW≈0.5）的灌溉，并协同其余生育期的灌溉管理，在总灌溉量196.98 mm条件下，实现了产量与水分利用效率的同步提升。

为探究水稻幼苗光合作用对赤霉素浸种下进行补光的响应机制，采用150 mg/L赤霉素与蒸馏水对水稻种子进行浸种处理，在22∶00-24∶00内分别设置远红光、蓝光、远红光与蓝光处理，用Li-6400光合仪测定水稻幼苗叶片光合参数，利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型等4种光响应模型对水稻幼苗净光合速率进行拟合，根据拟合程度最高的模型，分析水稻幼苗净光合速率、蒸腾速率等光合参数。结果表明：4种光响应模型中，直角双曲线修正模型拟合效果最优，特征参数精确；150 mg/L赤霉素浸种、远红光与蓝光共同辐照处理对水稻幼苗最大净光合速率、表观量子效率与水分利用效率提升最大，其中水分利用效率提升幅度为1.10%~3.77%。同时降低光补偿点与暗呼吸速率，表明赤霉素浸种、远红光与蓝光共同辐照处理的水稻幼苗光合能力更强、呼吸消耗更低、弱光利用率更高。

针对传统明渠测流装置在结构复杂、水头损失大、抗干扰能力弱等方面的不足，提出并设计了一种新型称重式明渠测流装置，利用量纲分析建立了流量与重量之间的理论函数模型，并在D50型明渠中开展了不同渠道坡度（0.000 2～0.005 0）条件下的流量标定试验。结果表明，采用幂律形式构建的流量~重量关系式在各工况下均具有良好的拟合精度，相关系数 R^{\mathrm{2}}均超过0.95，验证了模型的稳定性与适用性。该装置结构简单、灵敏度高、对水流扰动不敏感，能够在不改变水力条件的前提下实现明渠瞬时流量的快速可靠测定，为灌区量水与水资源科学管理提供了一种可行的新技术途径。

为提升土壤墒情监测精度，选取杭州市5个典型土壤墒情自动监测点，分别采用分层率定法（逐土层独立率定）和全站率定法（多土层率定结果合并）对FDR型土壤水分传感器进行参数率定，并结合出厂率定参数，以烘干法实测值为基准对率定结果进行对比分析。结果表明：分层率定MAE为0.05%~0.89%，精度最优，且跨传感器验证误差不超±2%；全站率定MAE为0.36%~2.04%，可减少率定和部署工作量并满足常规监测需求；出厂率定MAE达1.91%~5.92%，监测精度相对较低。因此，实际应用中，有必要根据数据使用场景，对土壤水分传感器开展针对性率定工作。

筛选兼具降盐压碱、培肥地力和改善生态功能的盐碱地综合治理模式有助于提升耕地质量、增强农业生产稳定性，促进盐碱地资源高效可持续利用。探讨了不同改良措施对玉米拔节期土壤水盐、有机碳和养分提升及拔节期、抽雄期和收获期玉米生长发育的影响，为改良宁夏青铜峡灌区盐碱地提供重要依据。试验共设置8个处理，主要处理类型包括添加有机无机物料以及不同耕作措施（覆膜、深翻及玉米根系距离滴灌带间距）。结果表明，拔节期，除T8（玉米根系距滴灌带70 cm的处理）外，各处理显著提高了0~40 cm土层的土壤含水量，其中T4（覆膜）土壤含水量较对照T1（不施改良物料+不覆膜+不深翻）提高了44.51%~57.31%。各处理在0~40 cm土层内均表现出一定的降碱和脱盐效应，其中T3（磷石膏＋天然腐殖质＋硝基腐殖酸）和T4效果显著，pH值较对照降低0.11~0.32，全盐含量降低48.86%~63.65%；耕层培肥效应主要集中在T2（有机肥）和T3：前者更有利于土壤有机碳积累，后者在氮、磷、钾养分提升以及微生物量碳、微生物量氮增加方面更为突出，分别较对照提高70.68%和55.64%。作物生长方面，T2和T3的玉米出苗率较低，收获期T3的株高、径粗和叶绿素相对含量分别较对照提高了25.62%、4.19%和3.75%，产量较对照提高1.73倍；T4玉米出苗率最高，存活率达100%，且收获期其株高、径粗和叶绿素相对含量分别较对照提高了29.47%、2.22%和8.81%，产量较对照提高2.85倍；T8效果最差。综上所述，覆膜处理是青铜峡灌区盐碱地改良的最优措施，与对照相比，能使0~40 cm土层全盐含量降低49.77%~54.82%，pH值下降0.13~0.20，土壤含水量提升44.51%~57.31%；同时提高0~20 cm土层土壤有机碳及养分含量；作物生长方面，覆膜处理玉米出苗率达100%，产量较对照提高2.85倍。

为探究新疆焉耆盆地重度盐碱农田不同暗管布设参数与耕作深度对土壤水盐运移及脱盐效率的影响。通过设置不同暗管间距（20、30、40 m）、埋深（1.2、1.5 m）及耕作深度（0、0.3、0.7 m），在两年内开展3次灌溉淋洗试验。通过三因素方差分析，明确暗管布设参数和耕作措施对脱盐率的主效应及其交互效应。结果表明：①暗管排水流量随排水时间增加呈单峰特征，单位面积累计排水量和排灌比与暗管间距成反比，与暗管埋深和耕作深度呈正比；②灌溉淋洗后，试验组耕作层（0~60 cm）平均含水率提高35.88%，较明排对照CK下降10.33%，含盐量下降33.34%，较CK下降22.80%。土壤剖面水盐含量随暗管间距减小、埋深和耕作深度增加而降低；③暗管布设参数与耕作深度对脱盐率均有极显著影响（p 0.01），脱盐率随暗管间距减小、埋深和耕作深度增加而提高，且布设参数与耕作深度存在显著交互作用（p 0.01）；④基于熵权-TOPSIS的综合评价，2024WI-T4处理在3次试验中表现最佳。推荐研究区采用暗管间距20 m、埋深1.5 m并结合0.7 m的耕作模式，能高效协同提升排水效率与土壤脱盐效果。

河北省是第一批国家休耕试点省份，同时也是国家重要的粮食主产区。因此休耕政策更强调保障粮食安全和用水可持续发展的平衡。第一个试点周期已经结束，休耕政策在粮食安全的总目标下是否实现灌溉用水量有效降低。将河北省休耕试点作为一项外部政策冲击准自然实验，以2011-2019年85个县市为研究对象实证休耕试点政策效果，解析影响机制。结果显示：休耕政策使试点县市的灌溉用水量下降15.3%，粮食总产量未降反升0.9%，实现“节水不减产”双重目标。影响机制分析表明，种植结构调整对灌溉用水量削减的贡献率为7.43%，对灌溉强度降低的贡献率达52.74%；而技术进步对灌溉用水量削减的解释力度为28.98%，对灌溉强度降低的解释力度仅为2.1%。异质性分析表明，劳动力投入对节水效应发挥反向调节作用。分地区对比来看，衡水（系数-0.238 3）、廊坊（系数-0.204 1）、邢台（系数-0.252 6）三地节水效果均较为显著；其中廊坊表现尤为突出，在灌溉用水量节约和灌溉强度降低两方面均成效显著，对应的灌溉强度系数达-4.235 3。

水源涵养功能是维系流域生态安全与水资源可持续利用的关键生态服务。为揭示典型平原湖泊型流域的水源涵养演变规律与驱动机制，以白洋淀流域为研究对象，基于InVEST模型定量评估1990-2020年水源涵养功能的时空分布特征，并结合地理探测器模型识别其主要驱动因子及交互效应。研究结果表明：①1990-2020年白洋淀流域平均产水量从109.31 mm下降至69.12 mm，整体呈先降后升的波动趋势，空间上呈现“东南高-西北低”格局。②白洋淀流域平均水源涵养深度从4.94 mm下降至2.17 mm，整体呈现“先下降再上升”态势，高值区逐步扩展、低值区缩减。③土地利用变化是影响水源涵养空间分异的主导因子，其次为蒸散发与地形要素，降水与植被覆盖度作用较弱，多因子交互呈显著“非线性增强”特征。研究结果以期为平原湖泊型流域生态修复与水资源管理提供科学依据。

为探究CO₂浓度与温度同时升高（CT）条件下，不同灌溉管理对稻田土壤碳库稳定性的影响。研究借助开顶气室模拟未来气候气候情景，于水稻营养生长期和生殖生长期进行¹³CO₂脉冲标记，通过测定颗粒有机碳（Particulate organic carbon，POC）和矿物结合有机碳（Mineral-associated organic carbon，MAOC）的含量及¹³C在其中的掺入量，解析光合碳在POC与MAOC库中的分配特征。结果显示，尽管各处理间MAOC含量无显著差异，但CT处理提高了POC含量，为MAOC的持续形成提供了基础碳源。从¹³C标记的光合碳流向来看，其在MAOC中的占比随时间推移而增加，从短期的32.1%~48.4%到黄熟期的36.4%~60.2%。在黄熟期，CT处理显著提高了¹³C-POC和¹³C-MAOC的保留量。与FI相比，FI-CT处理的¹³C-POC和¹³C-MAOC分别提高了42.6%~111.1%和94.0%~103.7%；与CI相比，CI-CT处理则分别提高了36.5%~69.2%和71.3%~76.6%。更重要的是，节水灌溉促进了更多光合碳向稳定的MAOC库分配，且营养生长期同化的光合碳在土壤中的固存量高于生殖生长期。上述研究结果表明，在CO₂浓度和温度升高条件下，节水灌溉通过促进光合碳向MAOC转化，可能增强稻田生态系统的碳固存潜力。

农田温室气体排放是产生温室效应，导致全球变暖的一个重要因素。为探索东北寒区氮肥施用量对玉米田间温室气体排放的影响，并验证WHCNS模型在该地区的适用性，在黑龙江省绿色草原牧场玉米田间设置常规施肥、增氮20%和减氮20%三个施肥处理，并采用静态箱-气相色谱法监测玉米全生育期的CO₂和N₂O的排放通量。基于实测数据对WHCNS模型进行率定和验证，利用该模型模拟不同施肥处理下的温室气体排放规律。结果表明：①与常规处理相比，增氮20%处理使CO₂和N₂O的累积排放量分别增加了33.89%和40.75%；减氮20%处理则使CO₂和N₂O的累积排放量分别降低了21.20%和27.22%。②模型模拟结果显示，WHCNS模型能够有效模拟玉米温室气体排放状况，对CO₂的模拟决定系数（R ²）、均方根误差的范围分别为0.87~0.95和2.91~5.32 kg/(hm²·d)；对N₂O的模拟的R ²和RMSE的范围分别为0.72~0.83和1.14~1.59 g/(hm²·d)，对CO₂的模拟精度和稳定性要优于对N₂O的模拟。综上所述，减少20%氮肥施入量能够有效抑制玉米田间温室气体的排放，WHCNS模型能够用于模拟黑龙江省玉米田温室气体排放，为评估区域农业管理措施的环境效应提供了可靠工具。

为探究不同覆盖物对干旱区平原水库蒸发抑制和水质参数的影响，通过野外试验，选用EPS矩形浮板（FP）、黑色PE浮球（FB）、黑色浮盖（TFC）3种覆盖物，设置两种覆盖率（100%和75%），以无覆盖（CK）为对照，分析各覆盖物对蒸发池蒸发特性、近水面温度及水质参数的影响。结果表明，水面覆盖率与蒸发量、水质参数呈显著线性负相关（R2＞0.9、R2＞0.8），与抑蒸率呈非线性正相关（R2＞0.8），是调控抑蒸效果和水质参数的核心因子。在100%和75%覆盖率下，3种覆盖物平均抑蒸率分别为80.75%和59.75%（FP）、69.25%和46.5%（TFC）、62%和40.5%（FB）。覆盖物可通过吸收太阳辐射改变近水面温度分布，且增大覆盖率能减小水面上5 cm与水表面0 cm温差（T ₀减小0.20~0.44 ℃），同时增大水表面0 cm与水面下5 cm温差（T ₁增大0.20~0.31 ℃），进而削弱蒸发驱动力。通过对蒸发池水质指标分析发现，各覆盖物能显著减缓水体电导率、pH值及细菌总数的上升速率，延缓水质恶化，且覆盖期间水体溶解氧及饱和度均维持在15 mg/L、100%以上，满足水生生物生存及农田灌溉水质要求。研究可为干旱地区平原水库的蒸发防治和水资源高效利用提供科学参考。

为量化局地风场梯度对水面蒸发过程及浮球覆盖抑蒸效能的影响，并比较FAO-56 Penman–Monteith（ET?）与Penman（1948年）在不同风场下的拟合表现，在新疆吐鲁番地区搭建了涵盖“开阔-静风-强风”3个风速梯度的试验场（A、B、C组）。通过同步对比观测空白水面与浮球覆盖水面的蒸发量、水体温度及微气象要素，结合能量平衡原理开展系统分析，探究了风场对水面蒸发过程的内在调控机制。结果表明：①观测数据显示，强风区空白水面日蒸发量峰值超16 mm/d，显著高于静风区，且实测值显著高于净辐射理论计算值，证实了强风可通过加速水汽输送过程，显著提升蒸发强度。②浮球覆盖的蒸发抑制率随风速增大呈显著的非线性下降（由65%降至57%），分析得出：强风引发的动力扰动破坏了覆盖层下方的饱和水汽边界层，强化了水-气界面热交换及水体垂向混合作用，进而导致节水效能显著减弱。③模型对比结果表明，在考虑水体热通量后，Penman（1948年）对开阔区与静风区的拟合优于FAO-56 PM（ET?），但在强风区两种模型仍明显低估实测蒸发量，反映出风口强风条件下蒸发过程对湍流交换与外界热量补给更为敏感，表明模型在强风风口环境下的适用性仍需进一步校验。研究明确了局地风环境蒸发预测偏差及浮球物理覆盖节水效果空间异质性的关键控制因素，为非均质下垫面蒸发过程的精准模拟及抑制蒸发节水技术的应用提供了理论参考。

探究江淮丘陵区水稻对不同生育期干旱胁迫的响应机制，明确关键影响阶段，以期为区域节水抗旱生产提供依据。在2023-2024年设置分蘖期、拔节孕穗期与灌浆结实期的单一及复合干旱处理，测定各处理产量、水分生产率、干物质积累及需水特征。综合运用偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）解析干旱影响产量与水分利用的内在路径，并采用Mantel检验从整体格局上验证干旱处理与作物多维响应间的关联性。结果表明干旱胁迫显著抑制水稻需水，且存在前期干旱对后期需水有持续抑制影响。产量响应具有显著的时期特异性：分蘖期干旱主要影响穗数，但可激发穗粒数的补偿效应；拔节孕穗期干旱是最关键阶段，严重降低穗粒数与结实率；灌浆期干旱则直接导致结实率与千粒重锐减。PLS-SEM路径分析（GoF=0.630）表明，地上部干物质是干旱影响产量的核心枢纽，而水分生产率由产量正向驱动与需水量负向制约共同决定。Mantel检验进一步证实，干旱处理与作物产量、干物质及水分利用等性状的综合响应格局呈极显著相关（r=0.509，p0.001），支持干旱为全局性主导因子。研究揭示了水稻干旱响应的时期异质性，明确了拔节与灌浆期为核心调控窗口。多方法分析结论相互印证，为江淮丘陵区水稻抗旱栽培与水分高效管理提供了可靠的理论依据。