干旱作为影响社会经济发展的自然灾害之一，探究中国干旱时空变化特征，对干旱预防和策略制定具有重要意义。以1979-2020年中国7个区域的标准降水蒸散指数（SPEI）网格数据作为基础，应用干旱频率和强度指标，结合改进的Mann-Kendall检验（MMK）方法和滑动时间窗口法，分析不同时间尺度（1个月、3个月、6个月、12个月）下的中国干旱时空特征。结果表明：在空间上，青藏高原、内蒙草原地区、西北荒漠地区、东北湿润半湿润温带地区的干旱程度更为突出；干旱频率随SPEI时间尺度增大而减小，随干旱等级（SPEI-3、SPEI-6以及SPEI-12尺度）的增加而减少；中国空间趋势变化为西北荒漠地区、青藏高原、内蒙草原地区、华中华南湿润亚热带地区北部、华北湿润半湿润暖温带地区南部、东北湿润半湿润温带地区具有显著干旱化趋势，青藏高原和东北湿润半湿润温带地区均具有明显的干湿差异。在时间上，西北荒漠地区的SPEI-1～SPEI-12尺度、青藏高原的SPEI-1～SPEI-12尺度、内蒙草原地区的SPEI-1～SPEI-12尺度、东北湿润半湿润温带地区的SPEI-6和SPEI-12尺度、华中华南湿润亚热带地区SPEI-1、SPEI-3和SPEI-12尺度的干旱较为突出。研究结果可为中国干旱预防和影响评估提供一定参考依据。

滴灌是一种用水效率高的节水灌溉技术，具有少量多次、节水增产的特点。它能有效减少土壤蒸发和深层渗漏，提高灌溉水利用效率，同时其自动化程度高，可减少劳动力和运行管理成本。滴灌已成为国内外缺水地区的重要灌溉技术之一。目前，我国农业现代化发展过程中广泛使用滴灌技术，但也存在一些问题。从多个层面对滴灌技术的发展现状、适应作物类型、滴灌节水技术应用的研究热点、滴灌节水节肥机理以及存在的问题进行了梳理和分析，并提出了滴灌技术未来发展的建议，旨在为智慧滴灌技术的应用与研究提供借鉴和参考，为有效缓解我国农业用水紧缺，实现农田科学用水，提高作物的水分利用效率和农业生产的可持续性提供理论依据。

针对宁夏引黄灌区传统稻田蒸发量大，盐渍化耕地占地面积广、改良问题难，土地生产力下降等问题。采用水稻滴灌旱作方式，以富源4号（96D10）作为研究对象，通过设置不同土壤水分水平（W1：高100%、W2：中80%及W3：低60%田间持水率）及盐分水平（S1：轻1.2 g/kg、S2：中3.1 g/kg及S3：重5.3 g/kg），探究不同水盐胁迫对水稻产量构成及稻谷品质的影响规律。结果表明，水盐胁迫对水稻产量及品质具有较为显著的影响，其中产量构成因素中，千粒重W3S3较W1S1下降15.89%（2021年）和15.58%（2022年），饱籽率W3S3较W1S1显著下降3.45%（2021年）和4.05%（2022年），单位产量W3S3较W1S1显著下降56.48%（2021年）和63.09%（2022年）；品质方面整精米率W3S3较W1S1显著下降12.65%（2021）和13.56%（2022），垩白米率W3S3较W1S1显著上升164.71%（2021）和122.73%（2022），直链淀粉含量W3S3较W1S1显著下降5.97%（2021）和8.99%（2022），蛋白质含量W3S3较W1S1显著上升53.51%（2021）和61.82%（2022）。综合考虑，在节水目标下，采用滴灌旱作方式种植水稻，保持80%田间持水率加轻、中度盐碱化（≤4.0 g/kg）的土壤环境，可以保持较为接近充分灌溉条件下的产量构成水平和较好的稻谷品质水平。该结论可为宁夏引黄灌区盐碱地可持续利用及水稻的节水灌溉适应性研究提供理论依据。

采用中国新疆地区1961-2020年的逐月标准化降水蒸散发指数（SPEI）表征该地区气象干旱。通过Sen's斜率估计法、MK检验法、Hurst指数和R/S分析法、连续小波变换和旋转经验正交函数法(REOF)，研究新疆地区气象干旱的时空变化特征。结果表明：在空间上，新疆大部分地区在春、夏、秋三季，处于干旱状态；冬季，新疆南部地区旱情加剧，北部地区旱情有所缓和。在时间上，季节尺度的SPEI变化具有明显的波动性，呈现干湿交替变化趋势。不同季节的SPEI震荡周期集中在1961-2011年间，但周期长度不一致。采用REOF将新疆地区的干湿状况分为4个亚区，空间分布上具有一定差异。耦合Sen's斜率估计法和Hurst指数表明春、秋两季，新疆大部份地区干旱加剧，冬季旱情缓和。

干旱是世界农业发展中主要的障碍因子之一，严重威胁着国家粮食安全和生态可持续发展，生物炭是一种富含碳的生物质再生产物，作为一种高效的土壤改良剂，不仅能改善土壤理化结构，提高土壤持水能力，同时缓解干旱胁迫对作物的负面效应。综述了生物炭缓解作物干旱胁迫效应的研究成果，包括促进作物生长发育、增强作物抵御干旱能力、改善土壤理化特性和微生物学特性等，重点阐述生物炭特性与缓解干旱胁迫效应之间的联系和关键机制。最后初步阐述国内外研究存在的差异和需要加强的方面，并展望了生物炭在缓解干旱胁迫方面的应用潜力，旨在为生物炭的进一步推广应用提供理论依据和参考。

针对南方地区水资源时空分布不均、水旱灾害频发且极端气候加剧、农业用水效率不高且面源污染严重等水安全问题，探讨稻田、排水沟、塘堰组成的灌溉排水系统（简称田-沟-塘系统）的调蓄纳洪、协同减污效应，以期为灌区雨洪调蓄和节水减排提供理论参考。从灌区雨洪调蓄实际出发，对当前田-沟-塘系统的国内外研究工作和发展进行总结，对田-沟-塘系统承纳洪水、输水蓄水、优化调水、协同防控氮磷流失等基础理论和关键技术等问题进行阐述，提出了田-沟-塘系统的“虚拟水库”模式及其纳洪效应的模型模拟方法。目前关于田-沟-塘系统调水控水的研究还普遍停留在净化水质单方面效用上，水量调蓄方面则多以研究稻田、排水沟、塘堰单个体的水平衡过程为主，缺少田-沟-塘系统联合调度的系统研究，如何提高灌区粮食生产过程中雨洪调蓄利用仍缺乏系统思维和技术手段。未来的研究要进一步拓展和丰富田-沟-塘系统雨水调蓄利用和协同减污功能，揭示稻田作为“隐形蓄水池”的蓄水潜力以及田-沟-塘系统的调洪削峰减污能力。

温室能够有效改善茄科作物（包括番茄、辣椒、茄子等）生长过程，温室环境控制策略对作物实现高效高产至关重要。为了充分利用国内外的研究成果、促进我国温室环境控制策略的研究应用，分别从常规比例微积分（Proportional Integral Derivative，PID）控制、模糊控制、人工智能控制、温室小气候模型和作物生长模型等5个方面，综述了温室环境控制策略的研究进展。针对目前我国该领域存在的问题，提出了今后应将智能温室控制与作物生长模型耦合，构建智慧型作物生长模型；针对不同区域作物的生长预测，与遥感技术进行结合，增强模型的普适性，形成具有中国特色的温室环境控制策略。

提高有效降雨利用率，是节约灌溉用水的重要途径之一。为进一步提高稻田降雨利用率，基于水量平衡原理和作物水分生产函数，结合强化学习方法，构建考虑未来降雨的智能灌溉决策模型。收集了大理站点2012-2020年的实测气象数据和天气预报数据，对智能灌溉决策模型进行训练，将模型应用于云南省洱海灌区。结果表明：洱海地区天气预报存在一定的空报率和漏报率，TS评分较高，降雨预报质量较高。与常规灌溉决策相比，采用强化学习方法的智能灌溉决策，平均每年可以减少灌溉次数0.2次，节约灌水量6.5 mm，节水率为6.0%，提高降雨利用率3.0%，减少排水量6.2 mm，且未造成产量损失。因此，采用智能灌溉决策能在考虑未来天气情况下有效提高降雨利用率，节约灌溉用水，且不造成减产。

随着全球变暖的不断加剧，许多地区极端干旱事件频繁发生。为探究广西极端干旱事件发生频率及风险情况，基于1950-2022年逐日降水和气温数据计算的SPEI指数识别干旱事件并依据囊括社会经济数据和农业数据的灾害风险评估理论，使用层次分析法确定指标权重，构建广西干旱灾害风险评估模型，并绘制广西干旱灾害风险区划图。结果表明：干旱灾害危险性指数较高的地区主要分布在百色、玉林、北海等地；环境脆弱性指数以明显的北高南低特征分布，百色、河池、桂林等地脆弱性指数较高，并有向南递减趋势；承灾体易损性指数整体偏低，南宁、桂林及玉林小部分地区最高；防灾减灾能力指数呈西北高东南低的特征分布，高指数地区主要分布在南宁，玉林柳州等地也有零星分布；广西干旱灾害风险总体呈现西高东低、北高南低的特征分布，高风险地区主要在百色、桂林和南宁等地，较高风险地区主要在河池西部、玉林、钦州、来宾、崇左北部和柳州北部，较低风险地区主要分布在崇左南部到北海，贺州到梧州一带。得出了比较精确的广西干旱灾害空间分布情况，可为广西抗旱减灾提供切实依据。

宁夏地处干旱半干旱地区，地表蒸散发较为强烈，目前对于区域尺度蒸散发的反演是一大难点，常见的蒸散发产品分辨率较低。基于SEBAL模型对宁夏地区地表蒸散发进行了反演，并采用现有数据集对其估算精度进行了验证，结果发现，利用P-M模型和气象站水面蒸发数据验证，相关系数R ²的平均值都保持在0.80和0.79以上，利用MOD16蒸散量产品验证，得到R ²的平均值保持在0.90以上，均方根误差的平均值为1.03，偏差的平均值为1.76；宁夏地表蒸散量时空变化特征，在空间上，基本呈现为北部平原向南部山区增加趋势特征，在时间上，2001-2021年蒸散量整体呈上升趋势；分析不同土地利用类型地表蒸散量的分布规律，不同土地利用类型地表蒸散量的能力大小依次为：林地>耕地>水域>草地>城市建设用地>裸地，蒸散量均值依次为10.18、8.18、8.12、7.83、7.70、7.48 mm/d。研究结果表明，基于SEBAL模型反演得到的地表蒸散量有较高的精确度，同时该结果具有较高的分辨率以及在干旱半干旱地区有更广的适用性。

探究流域土地利用类型与水文过程的相互作用关系可为变化环境下流域水土资源管理和旱涝灾害预防提供科学依据。基于浏阳河流域1990-2019年土地利用、降雨以及蒸发数据，采用动态度、新型土地利用变化模型、交叉小波分析等方法，分析了流域土地利用的变化特征及其与关键水文要素的相互关系。结果表明：森林面积占流域总面积的69.12%～76.64%，且呈现减少的趋势，而城镇用地则逐年扩张，土地利用的转移主要发生于森林、耕地和城镇用地之间；新型土地利用变化模型可有效挖掘浏阳河流域土地利用类型转化过程中抑制性和倾向性等深层次特征规律，其中，森林向耕地的转化呈现绝对倾向性的转化特征；年降雨量与流域主要土地利用类型无明显线性关系，而蒸发与森林、耕地和城镇用地均存在较显著线性相关关系，年降雨量、年蒸发量与主要土地利用类型之间的灰关联度指标在0.498 2~0.809 7范围内变动，非线性相关关系均较为显著；耕地面积的变化会显著促进年降雨量和年蒸发量的变化，而森林面积则受到流域关键水文要素的显著影响。浏阳河流域土地利用类型发生了变化，且土地利用类型与关键水文要素之间相互作用，相互影响，优化流域土地利用模式，可为缓解流域气象水文灾害开辟新途径。

多情景模拟土地利用演变为大汶河流域土地管理和推动区域高质量发展提供参考。基于大汶河流域1990、2000、2010和2020年土地利用数据，借助动态度和土地利用转移矩阵分析研究区近30年来的土地利用时空演变特征和相关驱动机制，从地理环境、社会经济和交通路网三方面选取12个驱动因子，设置生态保护、耕地优先和经济发展3种情景，利用PLUS模型模拟研究区2030年土地利用空间分布及对比分析各情景模拟差异。结果表明：①近30年来，耕地面积减少明显，达630 km2；建筑用地面积持续增长且增幅较大，占比从8.8%增至16.7%。②2020年土地利用模拟结果Kappa系数为0.89，总精度为93.15%，均高于标准，PLUS模型满足大汶河流域土地利用模拟要求。③综合3种情景模拟结果发现，耕地优先情景下，耕地面积总量得到有效保护，相对限制建筑用地面积的增长，同时生态环境和经济建设都得到较好保障。因此耕地优先情景更符合大汶河流域可持续发展的要求。

针对云南省干旱多发、旱灾严重的特点，选取1981年1月-2020年6月长时间序列的历史时期典型水文干旱年及干旱事件，探索GRACE卫星反演数据在监测云南地区干旱方面的适用性，旨在提出解决无资料或少资料地区干旱监测困难的新方法。研究基于GRACE重力卫星数据反演得到云南省滇中、滇东北、滇东南、滇西南、滇西北5个分区月均储水量变化量，计算各分区的旱涝指标－相对储水量指数，利用相对储水量指数对云南省各分区干旱情况进行分析，并从月时间尺度上对比了相对储水量指数和标准降水蒸散指数SPEI3的干旱分析结论。研究结果表明：基于GRACE重力卫星数据反演构建的相对储水量指数在典型水文干旱年内的监测结果与实际干旱情况基本一致，其在滇中地区的适用性最佳，对于春季干旱的监测精度优于其他季节，反演数据能够一定程度上反映云南省不同地区、不同季节干旱程度；利用SPEI3对云南全省以及不同分区的旱情进行监测，结果与统计年鉴记载干旱事件较为吻合，其在滇东南地区的监测精度优于其他分区，在夏、冬两季精度优于春季；GRACE和SPEI3都较好地捕捉到了历史时期的典型干旱年及干旱事件，在选取的24场典型干旱事件中各分区的最高吻合率均达到了15/24；总体上两种指数在各分区漏报率均维持在较低水平，最高不超过1/3，其中SPEI3相较于GRACE更不易出现漏报的情况，其最低漏报率仅为1/8，两种指数在全省及各分区的旱情监测方面均表现出较好的适用性。

为探究适宜于我国北方干旱半干旱农业区玉米正常出苗、籽粒高产优质、土壤积盐有限的灌溉水盐分浓度，在内蒙古河套灌区开展了为期2年的膜下滴灌玉米大田试验。设置5个灌溉水盐度水平（1、2、3、4、5 g/L），在土壤基质势下限-20 kPa和灌水定额22.5 mm/次条件下，玉米耗水量、植株干物质量和籽粒产量均与灌溉水盐度呈显著二次函数关系（R ²＞0.84），当灌溉水盐度为2 g/L时植株干物质量和籽粒产量达到极大值，当灌溉水盐度超过3 g/L时，含盐水灌溉对玉米出苗、植株干物质积累和籽粒产量均产生不利影响。灌溉水盐度在1～5 g/L范围内每增加1 g/L，膜下滴灌玉米对应水分利用效率下降0.29 kg/m³；籽粒蛋白质含量随灌溉水盐度增加而增加，籽粒淀粉含量随灌溉水盐度增加而降低。此外，当灌溉水盐度高于3 g/L时，膜下滴灌对应土壤盐分等值线垂直半径和水平半径均随灌溉水盐度的增加而减小。基于玉米生育期内籽粒高产优质、减少土壤积盐的目标，在试验设计条件下，推荐河套灌区膜下滴灌玉米的灌溉水盐度上限为3 g/L。

分析漓江流域1980-2019年的多时空尺度干旱特征变化，为漓江流域气象预警以及科学减灾等提供理论依据。基于漓江流域6个气象站点1980-2019年逐月降水与气温资料，计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数，并结合Mann-Kendall检验法、Pettitt突变检验进一步研究干旱突变、干旱频率以及干旱的持续时间。结果表明：漓江流域干旱事件以轻旱和中旱为主，空间上灵川的干旱频率较高，时间上2015年是漓江流域干旱情况的一个突变点。不同时间尺度上，春秋两季逐渐干旱化，而夏季则相对湿润，冬季无明显变化趋势；月与年尺度的SPEI值变化较为平稳。剖析成因，春秋两季的降雨量逐年减少而均温逐年提升造成流域内趋于干旱化，但结合夏季气象资料，年尺度上的降雨与均温均是增长趋势，导致流域内总体上并无干旱趋势且以微弱的速率湿润化。

农田生态系统碳通量变化主要由作物光合作用和农田的呼吸作用引起。在陆地生态系统中，准确评估玉米农田生态系统的呼吸作用产生的碳排放量对全球碳通量的研究意义重大。使用甘肃省会宁县大山川村（属陇中半干旱区）玉米农田生态系统在2020年11月至2021年10月的涡度和土壤水分及温度监测数据，分析了玉米农田生态系统呼吸速率（R_eco ）的日平均变化和呼吸敏感性指数（Q ₁₀）在生长季内的月平均变化，探讨R_eco 对温度的响应，并用不同模型进行拟合评估。陇中半干旱区玉米农田生态系统呼吸速率在年内呈单峰变化，日均最大呼吸速率11.49 μmol/（m²·s），相比呼吸速率对空气温度（T_a ）与不同深度土壤温度（T_s ）的响应，深度20 cm处的土壤温度（T_{s 20}）对该地区Reco全年拟合效果最佳。Q ₁₀指数在生长季内表现出单峰型变化，最大值出现在8月（5.52 μmol/（m²·s）。通过各个模型拟合得出陇中地区玉米农田生态系统年呼吸碳排放量介于863.71~990.18 g C/m²，选择拟合效果最好的模型（Q ₁₀模型），在考虑参数时变性对Q ₁₀模型优化后，Q ₁₀模型拟合精度得到大幅度提升，年碳排放量估计值由868.57 g C/m²提高至1 094.48 g C/m²，更加接近观测值（1 110.28 g C/m²）。Reco在土壤水分低于0.16 m³/m³时（出现在12-2月）受到抑制。

为了解决在夏玉米植株高度较高( > 1.5 m)情况下，无人机遥感土壤水分反演过程中冠层与地表之间多次散射对微波后向散射的衰减问题，寻找合适的反演方法。通过融合运用无人机多光谱和热红外数据、Sentinel-1A SAR卫星数据，结合田间实测数据，对植被覆盖下的土壤水分反演与精度验证进行研究；采用温度植被干旱指数（TVDI）、水云模型（WCM）以及引入MIMICS模型参数的改进水云模型（Improved WCM）3种方法进行土壤水分反演。其中，TVDI方法拔节期反演精度R ²为0.50(10 cm)和0.42(20 cm)，乳熟期反演精度R ²为0.49(10 cm)和0.46(20 cm)；WCM方法拔节期反演精度R ²为0.53(10 cm)和0.44(20 cm)，乳熟期反演精度R ²为0.18(10 cm)和0.02(20 cm)；Improved WCM方法拔节期反演精度为0.76(10 cm)和0.69(20 cm)，乳熟期反演精度为0.78 (10 cm)和0.74(20 cm)。采用引入MIMICS模型参数的改进水云模型方法得到的夏玉米2个生育期的反演效果，明显优于水云模型方法和温度植被干旱指数方法；3种方法的2个生育期反演精度均为10 cm高于20 cm。因此，引入MIMICS模型参数的改进水云模型方法更适合于玉米植株较高情况下的10 cm土壤含水量反演。

开展植被类型对土壤入渗特性及田面水流糙率影响的研究，可以为田间灌水技术参数的优化分析提供理论依据。以山西省夹马口引黄灌区试验站畦田灌水试验为依据，基于Kostiakov-Lewis三参数入渗模型，在运用水量平衡方程和曼宁公式的基础上，用单点求参法（用畦田内畦首、中、尾三点的入渗参数分别作为入渗参数值，仅对糙率值作优化求解）、均值求参法（用畦首、中、尾三点入渗参数的均值作为入渗参数值，仅对糙率值作优化求解）、组合求参法（用畦首、中、尾三点入渗参数中的最大值作为上限，最小值作为下限，对入渗参数和糙率值同时优化求解）对入渗参数及糙率进行直接求解，并利用基于零惯量模型的地面畦灌水流模拟软件WinSRFR4.1对求解参数进行了分析验证。结果表明：①用组合求参法拟合出的土壤入渗参数与地面水流糙率，决定系数R ²均在0.97以上，拟合精度较高。②玉米地土壤90 min累计入渗量Z ₉₀为91.7 mm，糙率值为0.030；苹果树地Z ₉₀为88.9 mm，糙率值为0.079；桃树地Z ₉₀为115.9 mm，糙率值为0.138。在该试验区，一年生植物的Z ₉₀明显大于多年生植物，植被类型对土壤入渗特性影响显著；鉴于组合求参法最大程度地弱化了土壤入渗参数的空间变异性，且拟合精度高于单点求参法和均值求参法，认为组合求参法最优，验证结果也进一步证明了该结论。

为探索适用于花生叶面积指数快速精准测量方法，基于田间调查实测数据，分别采用网格法、比叶重法、系数法、AutoCAD法以及扫描法等5种方法计算了花生不同生育时期的叶面积指数，并以基于扫描法的估算结果为对照，评价了基于其他4种监测方法估算结果的精度，并优化了系数法和比叶重法调查花生叶面积的关键技术指标。结果表明，比叶重法精度较高、监测速度较快、可操作性强，利用比叶重法监测花生叶面积指数，苗期、花针期、结荚期和饱果期叶片取样数分别为24、30、24和30片，相对误差分别为4.13%、4.07%、0.02%和0.13%，标准均方根误差为7.494%，适宜的干重比系数分别为150.00、143.26、187.58和157.20 cm²/g。比叶重法是适宜于花生叶面积快速精准测量的方法。

蒸散发是干旱区农业绿洲水分消耗的主要途径，准确估算哈巴河流域实际蒸散发量，分析其时空变化规律，挖掘土地利用变化对实际蒸散发的影响，对流域水资源科学管理和高效利用具有重要意义。基于2000-2020年的MOD16遥感数据集，估算哈巴河流域实际蒸散发量，利用Theil-Sen趋势度及Mann-Kendall检验法，分析流域内实际蒸散发时空分布变化规律，通过土地利用动态度法探究流域内土地利用变化程度，结合实际蒸散发量揭示流域内不同土地利用类型下ET的差异性变化特征，并对流域内耗水特征进行评价。结果表明：①时间尺度上，ET年际波动较大，总体呈增加趋势，年增长率为1.417 7 mm/a；年内变化呈先增后减的变化趋势，季节差异明显。②空间尺度上，ET呈现出显著的空间差异性，呈现北部山区高，南部平原区低，流域中上游高，下游低的分布格局。③不同土地利用类型的平均ET大小表现为林地>耕地>草地>未利用地。④研究区多年平均耗水总量为24.53 亿m³。在大尺度地区，MODIS遥感数据适用性较高。林地、耕地等植被覆盖度较高的区域蒸散发明显高于荒漠区等植被覆盖度低的区域，受人类活动的影响，土地利用类型的变化导致其蒸散发及耗水量也随之改变，耗水量与植被覆盖度密切相关。

系统梳理了灌溉条件下土壤重金属研究的热点问题和特征以及探索了该领域发展趋势以期为后续的研究提供参考。利用COOC13.4和VOSviewer等科学知识图谱工具，以中国知网（CNKI）数据库和Web of Science核心合集数据库（WOS）为数据检索源，对灌溉条件下土壤重金属领域的相关文献进行可视化分析。①英文文献数量比中文明显要多并且二者都呈逐年增加的趋势。我国在该领域研究中占据主导地位（发文量占比最多，达20.15%）。②中文核心期刊主要有《农业环境科学学报》等，英文核心期刊主要有《Environmental Science and Pollution Research》等。③国内本领域研究有明显的团队，团队之间联系较为松散。国外各机构作者国家之间合作频繁。④中文文献中Cd污染、非常规水灌溉、污灌区土壤、源解析、土壤修复依然是大家关注的热点问题。国外开始向更微观层级研究，而中国更倾向于生态环境友好型、废弃物利用和综合种养模式发展。目前环境污染和水资源缺乏的形势依旧严峻，灌溉条件下土壤重金属的研究仍然是当今国内外的研究热点并且未来还会向微观层面、纳米层级等方向将生态友好、废弃物利用和综合种养模式相结合深入发展研究。

为探明不同水肥处理对水稻磷素吸收利用、产量和根干重的影响，于2020年5-9月在湖北省漳河灌区开展水稻测坑种植试验，以水稻品种“Y两优957”为试验材料，设置淹水灌溉（W1）和间歇灌溉（W2）2种灌溉模式，常规肥（N1）和缓释肥（N2）2种施肥类型。采集泡田前和黄熟期收割后土样进行土壤全磷（TP）分析，于黄熟期测产，取植株样进行干物质称重，并化验地上部分植株各器官含磷量。结果表明，W2N2处理下水稻产量、磷素收获指数（PHI）、磷肥偏生产力（PFPP）和植株根干重均达最高，分别为8 566.10 kg/hm²、58.25%、214.35 kg/kg、255.47 g/m²；W2模式下水稻产量显著高于W1（P<0.05），分别高出10.85%（N1）和11.03%（N2）；不同水肥处理下水稻各器官含磷量占比均为：穗＞叶、茎，磷素会逐渐在穗部积累；施肥类型相同时，W2模式下植株茎、叶含磷量占比均高于W1，而穗含磷量占比均低于W1；灌溉模式相同时，N2条件下植株籽粒含磷量占比较N1高出4.50%（W1）和1.54%（W2）；黄熟期收割后土壤TP含量均高于泡田前，收割后N2条件下稻田土壤TP含量较N1高出3.70%（W1）和6.25%（W2），收割后W2模式下稻田TP含量较W1高出13.33%（N1）和15.63%（N2）。间歇灌溉配施缓释肥可以有效促进水稻磷素吸收，进而实现增产。

针对新疆南疆地区气候干旱，棉花出苗影响因素复杂的现状，为探索在“干播湿出”条件下棉花出苗期适宜的处理方式，在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展大田试验。试验共设计5个试验处理，即单膜覆盖(CT)、双膜覆盖(ST)、施用改良剂(GT)、滴灌冬灌(DT)以及对照组冬灌漫灌(CK)，试验通过“水肥一体技术”，随出苗水滴施改良剂，播种时机械覆双膜，研究不同处理对土壤温度、含水率、含盐量以及出苗率和产量的影响。棉花出苗期0~20 cm土层的含水率变化表明，土壤含水率由高到低排序为ST>GT>DT>CK>CT；对0~100 cm土壤含水率分析，在0~30 cm土层含水率由高到低排序为ST>GT>DT>CK>CT，各处理方式在30 cm以下土层土壤含水率差别不大。在5 cm土层，双膜覆盖处理的升温效果最好，保温效果最好，有效积温最高；在15 cm土层，双膜覆盖处理的土壤温度变化幅度最小，保温效果最好。分析0~40 cm土层土壤含盐量发现，施用改良剂处理能有效改变0~10 cm和20~30 cm土层土壤盐分，但在10~20 cm和30~40 cm土层范围内盐分较对照处理并无显著差异。双膜覆盖能有效改变0~10 cm土层范围内土壤盐分，但在10~40 cm土层范围内盐分较对照处理没有显著差异。在干播湿出不同技术处理中，双膜覆盖处理可以有效提高棉花苗期土壤含水率与温度，提升棉花出苗率，有效改善水土环境，拥有更适合棉花出苗和生长的土壤环境。

毛乌素沙地地区作为我国生态治理成功有效的典型区域，相较于其他主要沙漠、沙地而言，具有资源丰富、水热配合好等优点，同时也是受到人类活动及气候变化威胁较大的生态脆弱区，如何保障生态安全的同时协调社会经济高质量发展，成为了当地所需解决的首要难题。以内蒙古鄂尔多斯毛乌素沙地地区为研究对象，构建基于生态安全的综合水资源承载力评价体系，运用投影寻踪法计算综合水资源承载力评价值，引入障碍度模型遴选地区承载力优势指标与劣势指标，采用耦合协调度模型测算资源-生态-社会系统耦合发展现状。结果表明：2000年至今毛乌素沙地地区的水资源承载力总体时间上呈现曲折上升趋势，但仍有提升空间，在空间上形成了“南北高，中心低”的空间分布特点，期间地下水供水能力、灌溉水利用系数和三产用水定额等是水资源承载力系统的主要“优势指标”，而人口、灌溉面积以及城镇化率则是阻碍水资源承载力提升的关键“劣势指标”，地区内各旗县耦合协调度从“十五”规划至今一直在中等水平范围内浮动。

为探究暗沟排盐技术对西辽河平原苏打盐碱荒地改良效果的影响，在科左中旗胜利乡盐碱荒地，通过设置暗沟并应用不同的改良措施，暗沟间距分别设置5 m（L1）、10 m（L2）和15 m（L3），以及无暗沟（CK）处理，在此基础上施入脱硫石膏30 t/hm²，腐殖酸4.5 t/hm²（F1）和9 t/hm²（F2），共8个处理，对暗沟排盐工程结合化学改良措施对苏打盐碱荒地土壤的脱盐效果进行研究。研究结果表明，暗沟排盐技术对降低苏打盐碱荒地的土壤盐分有显著效果，0~40 cm深度土壤全盐量平均降低1.74 g/kg，暗沟间距越小，脱盐效果越显著。此外，施入腐殖酸对降低土壤盐碱度也有显著影响，平均降低了5.7%，其中间距5 m，施用量4.5 t/hm²处理的降低幅度最大，达到了8.2%。从试验结果来看，暗沟间距10 m和施用4.5 t/hm²腐殖酸的组合是最佳的改良效果。研究结果可为西辽河平原盐碱荒地的合理开发利用提供了理论依据。

明确运城市主要粮食作物冬小麦和夏玉米灌溉需水量的时空变化规律，为未来该市灌溉用水的科学配置提供基本参数。基于运城市域内13个气象站点的长期观测资料，利用Penman-Monteith公式确定参考作物蒸散量，结合有效降雨量和作物系数等参数，计算分析了运城市近50 a冬小麦与夏玉米的灌溉需水量及其时空变化特征。结果表明：在研究时段内，冬小麦和夏玉米年灌溉需水量整体均呈现波动式降低的变化趋势，整体降低幅度分别为-0.7和-2.1 mm/(10 a)。冬小麦在4月和5月的灌溉需水量较多，分别为80.5 mm和108.4 mm；夏玉米则为8月份的灌溉需水量最大，约为85.3 mm。冬小麦和夏玉米全生育期的平均灌溉需水量都呈现从东向西逐渐递增的趋势，冬小麦灌溉需水量的变化范围处于283.6~336.8 mm，夏玉米则为165.4~253.9 mm。相关分析结果表明，水汽压差与太阳辐射对运城市冬小麦和夏玉米灌溉需水量的影响较大。运城市冬小麦与夏玉米灌溉需水量在时间上呈波动降低趋势，在空间上则由东向西逐步递增；气温与降水的变化趋势显示运城市的气候正在朝暖湿化方向发展，未来灌溉方案的制定与优化应当予以充分考虑。

为了探究生物炭包膜尿素的缓释性能及对土壤固氮的影响，以300、500和700 ℃下制备的杨木生物炭为包膜材料制备了3种生物炭包膜尿素，采用间歇土柱淋溶试验对氮素的释放特征进行分析。结果表明，杨木生物炭对铵态氮和硝态氮具有较好的吸附性能，低温下制备的生物炭对铵态氮吸附效果更好；与尿素相比，施用生物炭包膜尿素土壤的总氮淋溶量减少了9.73%~14.67%，铵态氮淋溶量减少了25.28%~30.36%，硝态氮淋溶量减少了10.34%~18.38%；在同等施氮水平下，生物炭包膜尿素相较于尿素可以显著增加土壤铵态氮和硝态氮的含量。其中，土壤中铵态氮含量增加了66.4%~200.1%，土壤硝态氮的含量增加了477.9%~537.6%。因此，生物炭用作肥料的包膜材料具有广阔的应用前景。

基于2002-2021年我国13个粮食主产区的省级面板数据，运用区位基尼系数和Super-SBM模型对粮食主产区粮食生产集聚度和粮食生产用水绿色效率分别进行测度，在此基础上通过面板模型探究粮食生产集聚对粮食生产用水绿色效率的影响，并利用中介效应模型对路径机制进行检验。结果表明：研究期内我国粮食主产区粮食生产集聚度整体呈上升趋势，粮食生产用水绿色效率呈现“北高南低”的空间分布状态且整体无明显改善。粮食生产集聚度与粮食生产用水绿色效率呈“倒U形”关系，规模化经营和种植结构调整在“倒U形”关系中发挥中介效应且规模化经营的中介效应更大，科技创新的中介效应不显著。因此政府应因地制宜制定合理的粮食生产集聚政策，引导农户、组织及企业适度规模经营，提高种植结构的合理性，建立粮食生产集聚与技术创新的高效联动机制，促进粮食生产用水绿色效率的提升。

作物需水量的时空分布是科学地制定不同地区灌溉用水定额的依据。黑龙江省作为中国重要的商品粮基地，多年来其灌溉水利用效率排名均处在全国中等偏后水平，因此，合理计算和分析作物需水量对提高灌溉水利用效率和粮食产量具有重大意义。基于黑龙江省28个站点1961-2020年气象资料数据，采用FAO推荐的Penman-Monteith公式，从玉米年需水量、各生育期需水量以及不同年代各生育期需水量3个视角，分析各需水量的统计特征参数，利用Mann-Kendall检验、滑动t检验和气候倾向率识别其趋势、突变等特征，并用ArcGIS绘制空间分布图，深入研究玉米各生育期需水量的时空变化特征。结果表明：近60 a黑龙江省玉米年需水量均值为477.47 mm，气候倾向率为-23.11~5.62 mm/(10 a)，年需水量整体呈下降趋势，其序列在2008年发生突变；近60 a玉米各生育期需水量均值分别为13.96、77.72、74.64、44.60、204.46和62.38 mm，其序列突变发生点不同；玉米各生育期需水量最大值主要出现在20世纪70年代，需水量最小值出现在21世纪初和21世纪10年代；各生育期需水量上升趋势最大主要出现在20世纪70年代和20世纪90年代，而下降趋势最大的主要出现在21世纪初。玉米不同视角下的需水量自西向东总体表现为先减少后增大的趋势，其中抽雄-乳熟期是玉米需水的关键时期。

为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量（Reference crop evapotranspiration，ET ₀）的精度，以中国粮食主产区为研究对象，将其划分为温带湿润半湿润地区（THSZ）、温带干旱半干旱地区（TASZ）、暖温带半湿润地区（WTSZ）和亚热带湿润地区（SHZ），基于32个气象站点1994-2020年长序列实测逐日气象数据，将猎豹算法（CO）、沙猫算法（SCSO）、野狗算法（DOA）优化的时间卷积神经网络模型（TCN）和3种基于日照时数、3种基于温度的经验模型估算的辐射（R_s ）值与PM模型进行融合，得到改进PM模型。以均方根误差（RMSE）、决定系数（R ²）、平均绝对误差（MAE）和效率系数（E_NS ）为精度评价体系，找出了粮食主产区不同分区的ET ₀最优估算模型，结果表明：基于日照时数模型的计算精度要优于温度模型，其中CO-TCN模型在全区内均表现出了较高的精度，在不同分区的RMSE、MAE、R ²和E_NS 中位数取值分别为0.099~0.171 mm/d、0.057~0.111mm/d、0.984~0.998、0.983~0.997，由此可将CO-TCN模型估算的辐射值与PM模型融合，作为标准值用于估算粮食主产区ET ₀。

为进一步揭示淮北平原砂姜黑土和黄潮土裸地冻融期、非冻融期日潜水蒸发变化规律及其与年时段计算结果的差异性，根据五道沟实验站2006~2022年62套原状土（0~5 m）蒸渗仪观测资料，采用非线性最小二乘法，分别提出了两种土质3个时段日潜水蒸发量计算修正公式，并得到潜水蒸发极限埋深阈值h_m 和参数n的取值。结果表明：①两种土质经过修正后的阿维里扬诺夫计算公式计算日潜水蒸发量，较直接用水面蒸发（E ₆₀₁）计算精度提高0.9%~10.2%，其中砂姜黑土计算精度提高0.9%~10.2%。黄潮土计算精度提高3.6%~5.0%；②将潜水蒸发量的计算分成冻融期和非冻融期两个时段来考虑，比直接采用单一年时段潜水蒸发量计算公式，模拟精度有所提高，且两种土质计算精度表现出差异性，砂姜黑土冻融期提升6.6%，非冻融期提升2.8%；黄潮土冻融期提升1.3%，非冻融期提升2.6%；③砂姜黑土和黄潮土冻融期阈值h_m 分别为0.96、1.18，参数 n分别为2.082、2.830；非冻融期阈值h_m 分别为1.39、1.69，参数 n分别为2.236、0.719。采用年时段计算的阈值h_m 分别为1.23、1.66，参数 n分别为2.758、0.740，实际应用时分别取冻融期及非冻融期的值较为合理。

为了明确紫花苜蓿品质形成差异的水分生理特征，探索因地制宜、节水高效的灌溉模式，以河西地区为例，以不灌水（CK）为对照，对比分析了常规畦灌（M）、交替灌溉（T）和隔沟灌溉（G）等3种不同灌溉方式分别在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水不同灌溉量下对“三得利”紫花苜蓿产量和品质的影响。结果表明：①不同灌水方式下株高与灌水次数呈正相关，分支数与灌水量呈负相关；交替灌溉在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水条件下株高三茬平均值最高为91.92 cm。②各灌水模式下，紫花苜蓿净光合速率、蒸腾速率随灌水量的增大表现出增高的趋势，其中交替灌溉的净光合速率随灌水量的增大提高了15.64%，且均高于常规畦灌和隔沟灌溉在同等灌水量下净光合速率。③不同处理紫花苜蓿的产量随灌水量的增加而增加，漫灌处理紫花苜蓿的三茬总产量显著高于交替灌溉与隔沟灌溉在相同灌水量下苜蓿产量，在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水条件下三茬总产最高达49 447.6 kg/hm²。④不同灌水方式紫花苜蓿粗蛋白含量和中性洗涤纤维含量显著高于无灌水（CK）处理，且随着灌水量的增加有不同程度的提高。河西地区地处干旱和半干旱区，以节水灌溉的角度出发，可以选择交替灌溉灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水的灌溉模式能够在保证高产的同时，达到节水的目的。

探究灌溉对我国北方地区花生产量和水分利用效率（WUE）的影响及不同灌溉模式下花生产量和WUE变化的差异，可为北方地区花生高效灌溉提供理论依据和数据支撑。通过收集北方地区近40年的花生田间灌溉试验数据，依据灌溉方式、灌溉定额、灌溉次数和灌溉阶段进行分组，以不灌溉作对照，利用Meta-analysis定量分析灌溉对花生产量和WUE的综合效应及其影响因素。结果表明：在北方地区，相比不灌溉，花生灌溉后产量和WUE可分别提高16.86%和2.62%（P<0.05），其中，在华北地区灌溉对花生产量和WUE的提升幅度高于东北地区。当采取畦灌、灌溉定额>90 mm、灌水次数≥4次或全生育期灌溉的措施时，花生的增产率更高，分别为20.42%、29.87%、25.89%和29.84%（P<0.05）。选择滴灌、灌溉定额<30 mm、灌水1次或花针期灌溉时，花生WUE提升更显著，分别为2.76%、8.39%、5.27%和7.96%（P<0.05）。随机森林结果显示：在北方地区，灌溉定额是影响灌溉对花生产量和WUE效应的最重要因素，其次为灌溉阶段。因此，建议北方花生种植区灌溉定额不超过150 mm，其中，东北地区适宜灌溉定额为30~60 mm，华北地区适宜灌溉定额为90~150 mm。采取滴灌方式进行灌溉、全生育期灌水2～3次或以花针期和结荚期灌溉为主，苗期为辅，更利于花生增产和WUE提升的协同，进而实现我国北方地区花生的高效灌溉。

为探究农技培训、技术获取、同伴效应和农户节水灌溉技术采纳的影响关系和机制路径，使用课题组在水资源匮乏代表区——内蒙古地区2022年的505份微观农户数据，基于中介效应模型、调节效应模型、有调节的中介效应模型开展研究。研究发现：①调研农户采用节水灌溉行为较多，但农户实际节水灌溉的耕地面积占家庭总耕地面积的比例较低；②参加农技培训、降低技术获取难度、高同伴效应均能促进农户采纳节水灌溉技术和增加采纳面积；③农户可以通过参加农业技术培训，降低节水灌溉技术的获取难度，进而促进对节水灌溉技术的采纳行为，另外同伴效应还对技术获取具有替代作用，同时高同伴效应还会提高农业技术培训对农户节水灌溉采纳的影响，但不会促进农户的采纳面积增加。基于以上分析，建议多渠道、多形式、多方位创新政府培训方式，吸引更多农户参与；降低农户获取节水灌溉技术的经济成本和技术成本；发挥同伴效应的积极作用，引领更多农户参与使用节水灌溉技术。

通过模拟盐碱农田灌溉洗盐过程，研究不同灌溉水量对土壤盐碱的改良效果和氮磷养分迁移规律的影响。试验采用室内土柱模拟的方法，设置200 mm（S1）、300 mm（S2）、400 mm（S3）3种不同灌水量，模拟了盐碱农田种植过程中的一次性大定额灌溉洗盐，并分析不同灌水量情况下土壤盐分和养分的迁移规律。试验结果显示：不同灌水量处理进行灌水淋溶后，土壤中的盐分、全氮、有效磷、硝态氮及铵态氮含量均明显降低，且在灌溉后这种降低的分布规律相似。3种灌水处理中，盐分和氮磷养分的溶脱率整体表现为S3>S2>S1。底层土壤中的S1和S2处理都会导致氮磷养分截留积累，而随着灌水量的增加氮磷养分截留积累的土层深度也会逐渐加深，但在高灌水量的S3处理中，整个土层中均发生了氮磷养分淋溶现象。在3种灌水量处理中的土壤淋溶液中，其氮磷浓度在整个淋溶周期中的变化规律表现为先增加后减小；在整个淋溶过程中，S3处理的淋溶液中全氮含量和全磷含量明显高于S2、S1灌水处理（p<0.05）。相关性分析显示，土壤盐分的迁移量与氮磷养分的迁移量呈显著正相关关系（p<0.05），不同氮磷养分之间的迁移量也均呈现出显著性关系（p<0.05）。灌溉对土壤表层的盐分和养分的影响最大，在3种灌水量处理中，300 mm灌水量可以有效降低土壤表层盐分，且减少氮磷流失的风险，为试验中盐碱农田灌溉较为适宜的水量。

为解决黄河水中粒径小于0.10 mm细小泥沙颗粒引发的滴灌灌水器堵塞问题。通过文献调研，回顾了高含沙水滴灌条件下灌水器物理堵塞机制相关研究进展，并提出了进一步研究方向。细小泥沙颗粒含量较高的浑水滴灌时，滴头堵塞主要是含沙量、泥沙粒径与颗粒级配耦合作用的结果。滴灌系统工作条件如工作压力的动态变化有助于移除流道内黏、粉等细颗粒堵塞物质，促进较大泥沙颗粒排出流道；灌溉水温越高，滴头抗物理堵塞性能越强；对浑水加气和磁化处理可改变毛管内水流水力特性及悬浮泥沙运动规律，增强水流拖拽力，减小管道内泥沙淤积量。此外，施肥增强了水体中泥沙颗粒间的絮凝作用，对浑水水肥一体化滴灌滴头堵塞具有明显加速作用。浑水含沙量、粒径和颗粒级配是引发滴头物理堵塞的重要因素，确定易引发滴头堵塞的敏感含沙量、颗粒粒径段，选用适宜肥料种类和施肥浓度阈值，优化滴灌系统工作条件参数是改变毛管内泥沙颗粒运移和沉积规律、延缓滴头堵塞进程、提高水肥一体化滴灌水肥利用效率的有力措施；采用统一的灌水试验方法，充分利用现代测试手段，结合生产实际有针对性地改进工程技术处理措施是解决滴头堵塞问题的必要途径。

针对农业用水效率及其影响因素时空分异的问题，测度农业水资源效率并对其影响因素时空分异特征进行深入解析。将多种数学地理模型相结合，利用非期望产出超效率SBM模型测度各省份农业用水效率，以Tobit模型作为探究农业用水效率主要影响因素的方法，基于所测算结果运用时空地理加权回归模型(GTWR)分析各因素对农业用水效率的影响程度和时空差异性。结果显示：我国农业用水效率提升明显但总体效率仍保持较低水平，农业用水效率省际和区域差异显著；年降水量、农业用水占比、节水灌溉面积占比、人均农产值和农产品进出口额是农业用水效率的主要影响因素，农业用水占比和人均农产值是最主要的负向和正向因素；各地的自然条件和农业生产环境导致农业用水效率影响因素差异显著，东北地区对外贸易繁荣，能有效促进农业用水效率提升；黄河流域传统的漫灌、串灌方式用水浪费严重；长江流域下游发达地区较高的农业生产水平带动中上游地区发展；南部沿海地区和西南地区丰富的降水缓解了缺水压力，节水动力不足；西北地区地理位置和经济条件等的劣势导致用水效率低下。各地区应因地制宜采取针对性措施，从多维度推动农业用水效率的提升与持续优化。

为研究DNDC（Denitrification-Decomposition）模型的演进路径和应用现状，利用CiteSpace软件分析了Web of Science核心合集数据库中1996-2022年间关于“DNDC模型”的研究文献，从发文量分布、关键词、研究热点演进、科研力量等方面进行阐释，并绘制相关图谱。结果表明：DNDC模型研究与应用呈现热度稳步上升、研究主题波浪式减少等趋势；关键词共现分析找出了management、rainfall events、soil organic carbon、denitrification、greenhouse gas、process oriented model等核心关键词，关键词聚类分析识别出Crop model、Soil organic carbon、Denitrification、Life cycle assessment、Ipcc、Agricultural soils、Carbon dynamic、Blue carbon、Greenhouse gases emission、Nitrous oxide等11个聚类；研究力量以中国、美国、加拿大为主，分别占总发文量的41.68%、41.20%和16.16%，中国科研力量在国际合作中的影响力仍有提升空间。当前DNDC模型研究聚焦于作物产量预测、节水农业、土壤碳固存、氮浸出和温室气体等方面。未来DNDC模型可以向提升参数输入精度、减少区域尺度模拟的不确定性、扩大模型适用区域等方面改进。

为探究干旱胁迫条件下淮北平原夏玉米生长期水分利用特征，分析农田降水-土壤水-作物水之间的转化规律。通过野外实验和室内分析，测定分析不同生长期内降水、土壤水、植物水、地下水的稳定氢氧同位素值。采用稳定氢氧同位素技术分析了各水体的同位素分布特征，利用直接对比法和多元线性混合模型法分析夏玉米对土壤水分的主要吸水深度及贡献率，进而研究其水分来源。结果表明，五道沟实验站夏季大气降水线方程为 \mathrm{\delta } \mathrm{D} \text{?} = \text{?} \mathrm{7.26} \text{?} \times \text{?} {\mathrm{\delta }}^{\mathrm{18}} \mathrm{O} \text{?} + \text{?} \mathrm{3.11} ( R^{\mathrm{2}} \text{?} = \text{?} \mathrm{0.98} )，其斜率和截距均小于全球大气降水线方程，表明降水在降落过程存在蒸发富集过程。土壤水氢氧同位素在垂直方向剖面呈现明显的梯度分布。干旱胁迫条件下，夏玉米拔节-抽雄期主要吸收0~20、20~40、40~60 cm处的土壤水，贡献率分别为21.8±13.6%、25.5±20%和25.1±18.2%；抽雄-灌浆期主要吸收0~20 cm处的土壤水，贡献率为68.6±3.6%；灌浆-成熟期主要吸收0~20 cm处的土壤水，贡献率为72.0±0.9%。夏玉米根系优先利用浅层土壤水，土壤水主要来自大气降水。地下水埋深较浅地区，干旱条件下夏玉米在整个生长期内根系吸水深度较浅，由此考虑生长期改变灌溉方式来提高灌溉水利用率。

为研究库尔勒香梨园土壤pH、盐分、速效养分以及微量元素空间分布特征，掌握香梨园综合肥力水平，以库尔勒市香梨种植区为研究区，选取具有代表性的50个库尔勒香梨园进行样点布设与土样采集。运用经典统计学和地统计学方法研究香梨园表层（0~40 cm）土壤养分指标和微量元素指标的空间变异性，探究香梨园土壤肥力状况。经典统计分析表明：pH的变异系数为0.02属于弱变异，电导率的变异系数为1.03表现为强变异，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锰、有效铜、有效锌和有效铁的变异系数分别为0.37、0.53、0.99、0.59、0.45、0.25、0.24和0.48，为中等变异程度，研究区土壤综合肥力指数IFI值在0.37~0.80之间，平均值为0.58；地统计分析表明：土壤有机质、碱解氮和速效钾的块金系数大于75%，空间自相关性较弱；pH、电导率、速效磷、有效锰、有效铜、有效锌和有效铁的块金系数在25%~75%之间，这些指标具有中等强度的空间自相关性；库尔勒香梨园Ⅰ（优）、Ⅱ（良好）、Ⅲ（中等）、Ⅳ（较差）和Ⅴ（差）类土壤占比分别为2.72%、10.54%、61.80%、24.87%、和2.77%，土壤综合肥力在空间上呈现斑块状，肥力较好的Ⅰ级在北部零星分布、Ⅱ级斑块状分布在北部及西部，Ⅲ级主要分布在北部以及南部，肥力较差的Ⅳ、Ⅴ级主要集中在中部。总体上，库尔勒市香梨园土壤肥力为中等水平，土壤属性空间异质性比较强，其中有效锰、有效铁是制约土壤肥力的主要限制因子，果园有必要进行差异化管理，并应重视补充锰、铁微量元素肥，此外中部地区还要着重补充氮肥、磷肥和有机肥。