为探明北疆地区膜下滴灌棉花生育期合理的水氮施量，通过田间小区，设计灌水量和施氮量2个因素（灌水量设4个水平，即W1：5250 m3?hm-2、W2：4500 m3?hm-2、W3：3750 m3?hm-2和W4：3000 m3?hm-2；施氮量设3个水平，即N1：300 kg?hm-2、N2：262.5 kg?hm-2和N3：225 kg?hm-2）试验，研究膜下滴灌棉花生育期不同水氮施量对棉花株高、茎粗、LAI、地上部干物质积累以及产量的影响效应。结果表明：灌水量对棉花生长具有显著的影响，棉花株高、茎粗、LAI和地上部干物质量均随着灌水量的增加而增加，且灌水量对棉花LAI和地上部干物质量的影响效应大于施氮量。当灌水量为3750 m3?hm-2，施氮量为262.5 kg?hm-2时，棉花单株铃数、单铃质量以及产量达到最高，综合分析，该灌水量和施氮量为北疆地区膜下滴灌棉花生育期的最优水氮施量。

为探究低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘果实生长、产量和水分利用效率的影响，以8年生“不知火”柑橘为试材，2017-2018年在柑橘抽梢开花期（Ⅰ）、幼果期（Ⅱ）、果实膨大期（Ⅲ）和果实成熟期（Ⅳ）各设置4个亏水处理，即轻度亏水（LD）、中度亏水（MD1）、偏重度亏水（MD2）和重度亏水（SD）处理，并设置1个对照处理（CK，充分灌水）。结果表明：Ⅰ-MD2、Ⅰ-MD1和Ⅰ-LD处理较CK处理产量分别增加3.0%、5.1%和3.1%，水分利用效率提高4.4%、5.5%和2.8%；Ⅱ-LD处理较CK处理产量提高0.9%，水分利用效率提高2.8%，Ⅱ-MD1处理较CK处理产量降低0.7%，水分利用效率提高3.5%；Ⅲ-LD处理在产量较CK处理降低3.8%的前提下，水分利用效率提高5.0%；Ⅳ-MD2、Ⅳ-MD1和Ⅳ-LD处理产量较CK处理无明显差异，但水分利用效率分别提高9.2%、6.3%和4.1%。因此Ⅰ期MD1处理，Ⅱ、Ⅲ期LD处理以及Ⅳ期MD2处理为低压滴灌柑橘的最优灌溉模式。

为了解决园林绿地喷灌中喷头参数选择不当导致灌溉不均匀的问题，对比研究了Rain Bird-3500、Hunter-PGP、Toro-mini-8、K Rain-PRO四种典型园林地埋式旋转喷头的水力性能和经济性参数，确定了四种喷头的适宜运行工作参数。结果表明，四种地埋式喷头的流量、运转速度、组合平均喷灌强度和喷灌均匀系数的变化趋势基本一致；喷头的流量随着工作压力的增大而增大；随着喷头组合间距的增大，平均喷灌强度、喷灌均匀系数和喷头投资总体有下降的趋势；当喷头间距一定时，工作压力越大，喷灌均匀系数逐渐增加。综合喷灌质量、节能性和经济性三方面考虑，Rain Bird-3500和K Rain-PRO建议工作压力设置为0.20MPa，组合间距为14m×14m为宜；Hunter-PGP的工作压力建议采用0.25MPa，组合间距采用14m×14m；建议Toro-mini-8的工作压力设置为0.15MPa，组合间距设置为12m×12m。

为研究秸秆还田处理对土壤理化参数和冬小麦的影响，通过大田试验对黄淮海平原区的冬小麦进行秸秆覆盖处理，探讨秸秆还田对土壤理化参数及冬小麦形态特征和光合性能的影响机理。结果显示，秸秆还田导致土壤含水量显著增加，但土壤N和P含量显著降低，而对土壤K含量没有产生显著影响；秸秆还田显著增加冬小麦的叶面积，且使气孔的空间分布更加规则，从而有效提高叶片的净光合速率，最终增加冬小麦的穗粒数和千粒重。

为探究微润灌溉下施氮水平对植物生长的影响，在大棚内用规格一致的土箱种植辣椒，该试验设置1.5m、2m两个压力水头，3个施氮水平（0mg/l、500mg/l、1000mg/l尿素），即有1.5m压力水头下施氮水平500mg/l（A处理）、1.5m压力水头下施氮水平1000mg/l（B处理）、1.5m压力水头下施氮水平0mg/l（C处理）、2m压力水头下施氮水平500mg/l（D处理）、2m压力水头下施氮水平1000mg/l（E处理）、2m压力水头下施氮水平0mg/l（F处理）6个不同处理，每个处理重复试验3次，分析辣椒辣椒植株的生长状况以及产量。研究表明：2m压力水头下大棚辣椒植株的生长状况均优于1.5m压力水头，相同压力水头下500mg/l施肥处理下的辣椒植株生长发育状况最好。

运用水热耦合模型（SHAW）对秸秆覆盖厚度为5、10、15、20和30 cm下的季节性冻土中的水热迁移进行了模拟。结果表明：模型对土壤水分模拟效果较好，模拟期土壤水分模拟的标准误差RMSE为0.003～0.08 m3/m3。由于表层土壤易受外界气象条件变化的影响，模型对土壤温度模拟结果误差相对较大，但误差处于合理范围内。使用率定好的SHAW模型对秸秆覆盖厚度大于30 cm下的土壤水热运移进行了模拟预测，模拟结果表明当秸秆覆盖厚度≥45 cm时，秸秆覆盖下的土壤水热运移基本不受外界影响。

为了揭示根区导灌条件下土壤水分分布特性，根据根区导灌土壤水分运动特点，建立了根区导灌条件下土壤水分运动数学模型，并在室内进行了根区导灌土壤水分运动模型试验，对模型进行验证，结果表明模型计算的土壤水分分布与试验土壤水分分布一致，模型的平均绝对误差MAE、平均相对误差MRE和均方根误差RMSE分别为0.01cm3/cm3、4.96%和0.013 cm3/cm3，说明模型具有较高的模拟精度，可用于根区导灌土壤水分分布模拟。并采用验证后的数学模型模拟了不同导灌器长度和直径对根区导灌土壤水分分布特性的影响，结果表明导灌器长度越长，土壤水分在垂直方向分布越深，在水平径向分布越近，导灌器直径越大，土壤水分在垂直方向分布越浅，在水平径向分布越远。研究成果可为合理确定根区导灌灌水技术参数提供依据。

全球气候不断变暖已是不争的事实，而农田土壤所排放的温室气体为其做出了很大贡献，同时土壤盐渍化亦成为制约目前农田发展的重要颈瓶，为农田土壤盐渍化并同步缓解农田温室气体排放和发展可持续低碳农业，推进废弃物资源综合利用。本文选用秸秆生物炭、石膏、石膏+有机肥作为土壤改良剂，采用静态暗箱-气相色谱法对盐渍化农田土壤温室气体（CO2、CH4、N2O）进行原位采集，分析不同处理对土壤温室气体排放的影响，为抑制和降低农业领域温室气体的排放提供理论依据。本研究共设4个试验处理，即生物炭（DC）、石膏（DS）、石膏+有机肥（DSF）和空白（CK），每个处理设3个重复，同时辅以相同的灌溉与施肥措施。结果表明：各处理的CO2平均排放通量差异性显著（p<0.05），石膏对抑制CH4和N2O排放通量的效果最好。DC、DSF、CK处理温室气体排放强度（GHGI）差异性不显著，但与DS差异性显著。与对照相比，DSF、DC、DS温室气体排放强度（GHGI）均表现为降低趋势，分别降低了5.57%、16.77%、34.93%。施加生物炭和石膏对降低盐渍化土壤pH和EC有明显效果。盐渍化农田施加生物炭和石膏加有机肥可显著提高有机质、碱解氮、速效磷含量改善土壤理化性。综合分析各处理对温室气体指标的影响，石膏对抑制温室气体排放的效果最佳，生物炭效果次之。而对土壤改良效果生物炭较优。

为了探究作物产量与水盐胁迫之间的关系，在石羊河流域开展制种玉米咸水非充分灌溉试验，引入作物水盐生产函数，利用田间实测资料推求作物水盐生产函数的参数，并对作物水盐生产函数的参数进行了率定和验证。研究表明，在参数率定与验证过程中，制种玉米各生育阶段的蒸散量和产量的实测值与模拟值吻合较好，各试验处理蒸散量的RMSE均在10 mm以下，蒸散量的MRE均在25%以内，产量的RMSE均在800 kg?hm-2以下，产量的MRE均在15%以内，均在允许误差范围之内；率定与验证得到的作物水盐生产函数的参数分别为b=6.72、ky1=0.43、ky2=0.82、ky3=1.41、ky4=0.65、ky5=0.24。产量影响因子参数ky较好的反应了不同生育阶段水盐胁迫对制种玉米产量影响的敏感性。率定参数后的作物水盐生产函数能够较好地模拟研究区水盐胁迫条件下制种玉米的蒸散量和产量。研究结果可为研究区制种玉米咸水非充分灌溉制度的制定提供依据。

为合理制定玉米地埋滴灌灌溉制度，通过田间试验研究不同滴灌带埋深，不同滴头流量对玉米生长的影响，得出以下结论：在苗期-拔节D1（25cm）埋深处理株高高于D2（35cm）15%~30%，到了抽雄期以后D1略大于D2但各处理间无显著差异（p<0.05）；玉米株高Q2（1.38L/h）>Q1（1.05L/h）>Q3（1.90L/h），Q2流量下的湿润体最适合玉米生长发育；D2（35cm）埋深处理叶面积指数普遍低于D1（25cm）埋深4%~15%，滴灌带埋设较深时对叶片发育的影响作用大于滴头流量。D1处理生育期耗水量较D2处理高21.9mm，Q2处理生育期耗水量最小为366.19mm，滴头流量对玉米耗水影响较小。D1Q2处理产量最高，水分利用效率最大。通辽玉米地埋滴灌建议滴头流量1.38L/h，埋设深度为25cm，推荐灌溉制度为全生育期灌水7次，灌溉定额175mm

为了研究在不同时期减少灌水量对番茄根系活力和水分利用率的影响，本试验以“番茄1702”为试材，设置了四个处理：分别为全生育期充分灌水至田持的90%（W1）、苗期减少50%灌水量（W2）、苗期开花期连续减少50% 灌水量（W3）和全生育期减少50% 灌水量（W4），分别测定了番茄全生育期不同深度的土壤含水率、根系活力以及产量。结果表明：处理W2在全生育期含水率占田持的63%-81%，水分供应充足，可满足番茄的需水要求；随着生育期的推进，处理W2能延缓番茄根系的衰老，尤其对下层根系影响较显著，且复水时间越长这种作用越明显；处理W2较W1产量差异不显著，而水分利用率最大，在没有显著减产的同时较处理W1节约了灌水量18%。在不同时期减少灌水量对番茄的土壤含水率、根系活力以及产量均有显著影响，在苗期减少50%灌水量开花坐果期开始复水(W2),可为我国半干旱地区温室番茄种植提供参考。

基于水足迹理论分析了山西省及其各行政区2007-2016 年的水资源利用状况，结合GIS空间分析探讨了其水资源配置和利用的时空变化特征，并结合协调发展脱钩评价模型对山西省水资源利用与经济增长协调发展进行评价。结果表明：（1）近十年来山西省水足迹总体呈现上升趋势，各行政区之间差异显著，其中运城市水足迹值最高，阳泉市最低。全省多年人均水足迹平均值为731.22 m3/人。（2）水足迹结构在研究时限内基本稳定，农业水足迹占比一直保持在90%左右，工业用水小幅下降，生活、生态用水小幅上升。（3）山西省水资源自给率水平非常高，平均值为98.97%。除太原市外，其他地区水资源自给率均保持在97%以上。（4）山西省水足迹经济效益由2007年的28.13 元/m3上升到2016年的43.23 元/m3，各行政区10年间水足迹经济效益均有不同程度的提高。（5）10年间山西省各行政区的水资源压力指数均大于1，整体水资源压力指数由2007年的1.96上升到2016年的2.24，说明山西省水资源利用长期处于不安全状态，且地区差异明显。（6）山西省经济增长与水资源利用之间除2013年、2014年外均表现为协调关系。

为了深度了解河南省中原城市群水资源承载力水平，改进了现有评价指标分级不够具体和赋权结果不够合理的不足，构建了合适的水资源承载力评价指标体系，采用层次分析法和熵权法相结合的综合赋权法对评价指标赋权，构建模糊综合评价模型，综合评价分析2015年河南省中原城市群水资源承载力水平。结果显示：2015年河南省中原城市群水资源承载力状况总体较好，10个地市都处于可承载状态。从各子系统来看，水资源子系统总体状况最差，各项评价指标评分普遍较低，社会子系统、经济子系统和生态子系统总体状况较好，其中经济子系统对河南省中原城市群水资源承载力的贡献度最高。未来河南省中原城市群应合理控制人口，深化产业结构调整，合理规划水资源开发及利用。

为了探讨陕北黄土丘陵区旱作玉米、谷子和马铃薯在各生育期需水与降水耦合程度，基于绥德县2000~2014年逐日气象资料，分析了3种作物在生育期（5~9月）的需水特征、气候干旱状况和作物需水与降水耦合情况。结果表明：玉米、谷子和马铃薯在全生育期需水量大于同期降雨量，谷子全生育期需水量分别显著低于玉米和马铃薯168.75和142.44 mm（p<0.05），3种作物需水量在6月份最大，分别占各自全生育期需水量的30.12%、40.13%和27.46%，干旱在6月份发生频率最大，可达28.57%；3种作物需水与降水的耦合度和月份呈现良好的3次多项式关系（R2>0.80），在6月份最小（0.14~0.16），谷子需水与降水的耦合度在7、8和9月份显著高于玉米和马铃薯（p﹤0.05）；干旱现象在未来5和9月会持续，在6~8月会出现减弱趋势，3种作物需水与降水耦合度在未来5~6月和7~8月趋势分别为持续前期不变和增加。建议加大高附加值的绿色有机谷子种植面积，缩减玉米和马铃薯种植面积，对作物生育期采用集雨补灌和沟垄覆盖种植相结合的技术，以充分利用降水资源。

针对传统水资源承载力评价只根据评价指标数据进行评价的特点，首先构建评价指标体系，然后将通过标准差贡献率法和群决策相对熵集结模型求得的客观权重和主观权重结合起来求组合权重，根据三支决策思想引入预评分，将改进TOPSIS算法的评分和预评分结合起来求解最终评分，并根据三支决策的评级制思想，将水资源承载力分为优、良、差三级，不仅和实际情况更加接近，而且通过直观的展现评价结果便于人们更好的了解水资源承载力的好坏。

为探究和协调不同区域作物生产和水分消耗之间的关系，运用水足迹理论和方法，选取影响玉米生产水足迹的17个因素进行显著性分析，并基于主成分分析利用K-means聚类、分层聚类法、模糊C均值聚类3种方法对辽宁省玉米生产水足迹进行空间聚类。结果表明：在与玉米生产水足迹呈正相关关系的因素中，单位面积施肥量达到显著水平，蓝水足迹占总水足迹的比值达到极显著水平；在呈负相关关系的因素中，降水量、平原区占总面积的比值达到显著水平，纬度和玉米单产达到极显著水平。根据聚类结果将辽宁省分为Ⅰ绿水满足—综合发展区（鞍山、抚顺、本溪、丹东）、Ⅱ高生产水足迹—保护发展区（大连、营口、葫芦岛）、Ⅲ低生产水足迹—重点发展区（沈阳、铁岭、盘锦）、Ⅳ蓝水依赖—优化发展区（阜新、锦州、朝阳）和Ⅴ较高生产水足迹—适度发展区（辽阳），各区应结合各自的特点，采用不同的用水策略和玉米生产模式。本研究为辽宁省玉米生产空间布局和农业水资源科学管理提供参考。

为了提高Prietley-Taylor（P-T）模型在江西省的适用性和精度，提高区域作物需水量估算精度和水资源优化配置水平，本文使用了江西省26个气象站1961-2010年逐日气象数据，以FAO Penman-Monteith（P-M）模型为标准，使用对P-T模型参数进行了全年率定(PT1)和分季率定(PT2)，并对P-T模型模拟结果进行了评价和精度分析，并使用周边省份17个站点气象数据建立模型，对模型参数进行了空间插值。结果显示：多年率定参数α介于1.05～1.18之间，且参数呈现北部平原最高，西部山区较低的趋势。分季率定模式下，春季和夏季参数值较小，冬季最大，并呈现一定程度的高估。P-T模型两种率定方法在年尺度和月尺度上均呈现出了较好适用性，但t检验结果显示，分季率定模式数据一致性更高。PT2对P-T模型随季节变化的响应能力得到了增强，精度和适应性得到了提高，可用于在气象资料缺乏条件下江西省ET0的简化计算。

目前水权分配研究大多针对流域和省（市）层面而县域及其以下层面考虑较少，本文以广西宾阳县为实际算例，利用宾阳县2015年的各项统计数据，采用模糊优选模型和改进突变模型对宾阳县各乡镇进行了详细的水权分配计算。同时，为评价水权分配的合理性，将模糊优选模型和改进突变模型的分配结果与宾阳县各乡镇2016年的实际用水进行了比较分析。结果表明，两种模型的分配结果基本符合实际用水情况，在县域一级的初始水权分配工作中，均能得出较好的分配结果，且改进突变模型的分配结果整体上优于模糊优选模型。

为量化雾灌对茶园茶树的作用效果，提供合理的灌溉建议，本文设计了一套基于LORA通信的茶园雾灌监测系统。该系统通过环境采集终端节点采集茶园的土壤、大气温湿度信息，利用LORA通信网络将信息汇集于茶园通信控制节点；通信控制节点一方面将信息进行暂存，进行本地的信息备份，另一方面将数据进行封装处理，利用4G网络将数据发送至云服务器端；最终，面向不同用户提供不同的人机交互方式。野外实地测试中，系统持续监测20天茶园雾灌作用效果，试验证明雾灌操作主要影响大气温湿度，可用于创造适宜茶树生长的大气环境；而对土壤温湿度的影响则较小，但在水土保持方面有着较好的表现。

为了使评价结果兼顾主观因素和客观因素的赋权，同时兼顾指标的横向影响程度和纵向影响程度，构建基于改进CRITIC-G1法的混合交叉赋权与TOPSIS模型的节水灌溉项目评价模型。文章采用改进CRITIC法确定各评价指标的改进CRITIC信息量，利用指标包含的信息量修正G1法中专家的主观重要程度比值，进而得到改进CRITIC-G1法的混合交叉权重，利用改进的TOPSIS法计算评价方案与最优方案间的接近程度并进行排序，结果表明，该组合模型评价结果差异度较小，更有效可行。通过实例对模型加以应用，发现利用改进的CRITIC信息量修正G1主观赋权法中的重要程度能使权重在反映决策者主观判断的同时也能较好的反映数据的客观信息，使综合评价结果更科学合理。

农田蒸散量（ET）是土壤—作物—大气连续体水分运移的关键参数，与作物生理活动和产量有着极为密切的关系，准确实时估算田间作物蒸散量对研究作物生长发育至关重要。本文基于无人机热红外传感器反演夏玉米的冠层温度，基于反演的冠层温度构建夏玉米蒸散模型（ETd,t）并验证了模型反演作物蒸散量的精度，分析了ETd,t相关影响因子。结果表明：以热红外冠层温度作物蒸散模型计算的ETd,t最低值出现在幼苗期为3.42mm/d，最高值出现在灌浆期为10.94mm/d，并与涡度相关实测值ETd,e、FAO Penman-Monteith模型计算值ETd,f进行验证，在P<0.01水平上呈显著线性关系（R2=0.739 、0.742，RMSE=0.676mm/d、0.109mm/d），ETd,t估算精度达到80%以上。ETd,t的计算受日净辐射、风速、气温、降雨等气象因子影响，不同气象条件的ETd,t不同。叶面积指数（LAI）为夏玉米农田最主要的生物因子，LAI与ETd,t呈线性正相关关系（R2=0.700），空气动力学阻抗（ra）是最主要的环境驱动因子，ra与ETd,t呈线性负相关关系（R2= 0.696）。随着植被覆盖度（NDVI）的变化，ETd,t 呈现相同变化趋势（R2= 0.656）。因此，基于无人机热红外反演的冠层温度计算的（ETd,t）能较好的反映田间夏玉米蒸散变化过程，从而为利用无人机热红外遥感估算作物蒸散量提供了科学依据。