探究区域作物生育期实际蒸散发及其空间分布特征，为区域节水潜力评价提供依据。研究结合多源数据（种植结构、遥感数据和气象数据等）和遥感陆面蒸散反演方法，得到作物实际蒸散发（ET），并根据作物不同生长阶段的变化特点结合气象资料估算遥感数据缺失时期的ET。①基于遥感数据和SEBAL模型能够准确反演流域空间尺度的日蒸散发量，其生育初期和中期平均误差分别为11.49%和6.22%。5-7月，日蒸散发逐渐增大，且在7月达到峰值，8-10月日蒸散发逐渐降低，9-10月降低趋势较大；②不同作物之间，生育期ET差异明显，甜菜>土豆>玉米>小麦，分别为619.72 mm、558.67 mm 、492.51 mm、456.58 mm。作物生育期ET变化范围分别在476.02~795.73 mm、405.41~684.84 mm、345.11~683.35 mm和313.34~604.62 mm之间；③同种作物因灌溉制度不同，其作物生育期ET在空间上表现出差异性。受流域南北降雨不均影响，4种主要作物生育期ET呈现明显的由南向北递减趋势。北部湖泊附近的小麦，因土壤含水量较高，其生育期ET高于周边其他区域。针对内蒙古察汗淖尔流域内作物生育期ET空间分布差异明显，部分区域地下水超采严重等特点，调整流域内种植结构及灌溉制度尤为重要。

潜在蒸散量（ET ₀）与气象因素间关系复杂，研究ET ₀时空变化规律及驱动因子分析，对探明气候变化对水文循环的影响具有重要意义。基于黄河流域甘肃段15个气象站点1984-2019年逐日气象资料，分析ET ₀时空变化规律，定性与定量相结合的方法，揭示ET ₀与气象因素间的内在关系及驱动因子分析。结果表明：黄河流域甘肃段ET ₀呈现显著上升趋势，线性倾向变化率2.439 mm/a，突变发生在1995年，空间呈现由西南向东北递增的趋势，甘南山地小，陇中、陇东平原大，波动范围726.6～1 003.6 mm。聚类与灰色关联度分析相结合确定5个气象因素（T _max、RH、u、P、n）进行重点分析，通径分析结果表明T _max是影响ET ₀变化最主要因素，P作用最小。各气象因子敏感性程度分布存在差异，ET ₀对RH变化最敏感，其次为T _max、n，对u变化敏感性最差。相对湿度、日照时数多年减少和温度升高、风速增大等综合作用，促使流域ET ₀呈现增大趋势，总贡献值18.83%，且温度升高是主要原因。

为了研究观测井与向导点布置范围以及水文地质参数初值对反演结果的影响，利用二维承压含水层理想模型，分别建立观测井、向导点不同分布范围（占研究区面积16%、36%、64%、81%和100%）以及不同渗透系数场初值的地下水反演模型，讨论其反演规律。其中，初始渗透系数场与实际渗透系数场之间的均方根误差记作R1，表示先验信息精度；初始渗透系数场经过PEST程序反演后的结果称为渗透系数估计场，与实际渗透系数场之间的均方根误差记作R2，表示参数估计精度，R2值越小反演精度越高。结果表明：随观测井、向导点分布范围增加，相应模型的R2值先减小后逐渐保持稳定；同时随向导点分布范围的增加，调用Modflow程序与优化迭代的次数减少；R1值增加，不同渗透系数初值模型的R2值、Modflow程序调用次数与优化迭代也会增加。由此看出，观测井与向导点分布范围越大，初始渗透系数场越接近真实值，反演结果越理想。研究成果为观测井与向导点的科学布置以及初始渗透系数场的取值提供了理论依据，有助于向导点法的推广。

2016-2019年小麦季，在河北农业大学辛集实验站，以石麦15为供试品种，设4个处理：旋耕+春季2次灌水（RT2）；深松+春季1次灌水（ST1）；深松+春季2次灌水（ST2）；旋耕+春季1次灌水（RT1），测定小麦开花与结实特性、灌浆和农田投入产出情况。结果表明：耕作与灌水次数对有效穗数无显著影响。1次和2次灌水条件下，深松处理均可显著降低不孕小穗数和不孕小穗比例，ST2和ST1处理穗粒数比RT2和RT1处理2个生长季分别高3.2%和5.7%。1水条件下，深松比旋耕处理有效灌浆期显著延长；2水条件下，降水较多的2018年表现为深松处理比旋耕处理提升灌浆速率；同次数灌水的深松条件下2个处理千粒重和旋耕处理相比，深松处理2个灌水次数的处理千粒重也均显著高于同样灌水次数旋耕条件下处理，2个生长季平均高4.8%。采用深松施肥旋耕一体化作业可有效降低农田耕作施肥投入，对提高收获指数和产投比也有积极意义，ST2比RT2分别提升4.8%和28.1个百分点，ST1比RT1分别提升和11.3%和46.0个百分点。

黄河流域作为我国粮食与能源的主要产出地区，水资源的缺乏对其可持续发展构成了巨大威胁。为探究黄河流域水资源与绿色发展的关系，通过测算2011-2016年黄河流域粮食与能源水足迹，揭示虚拟水流动对水资源压力影响，并根据“五大发展理念”构建绿色发展指数，最后通过Tapio脱钩模型探究水资源压力与绿色发展的关系。结果表明：①黄河流域粮食和能源水足迹的空间差异性较大，山东和四川粮食和能源水足迹最高；②黄河流域多数省份存在缺水压力，宁夏达到极端缺水程度；③全流域绿色发展指数基本呈现逐年上升的趋势，且与水足迹压力指数的脱钩状态随时间变化有所改善。研究结果对黄河流域生态保护和高质量发展具有一定的理论意义。

为了深入了解茶花茎流特征这一重要生理指标，对滇山茶茎流及同期气象因子进行了1年的连续观测，利用相关分析法和错位对比法研究滇山茶茎流与气象因子的关系和茎流对气象因子的滞后情况。结果表明：茶花在夜间存在茎流现象，在11∶00-17∶30期间存在“午休”现象，夏季茶花茎流约6∶15启动，8∶00达到第1个峰值，春秋次之，冬季最晚。滇山茶茎流通量曲线在晴天呈现双峰型，茎流与温度和相对湿度相关性最好，雨天茎流通量曲线呈现多峰型，茎流与温湿度相关性较好，晴天和雨天茎流与气象因子存在时滞现象；得出结论：日出时间的季节性差异，可能导致夏季茎流启动最早，冬季最晚；滇山茶茎流形态曲线在晴天和雨天存在差异，这种差异可能是由于晴天和雨天的太阳辐射、相对湿度和空气温度的差异所导致；不同强度的太阳辐射对滇山茶的茎流具有不同的影响，晴天和雨天下空气温度、相对湿度与茎流表现出较好的相关性；茶花茎流与太阳辐射存在明显的时滞现象，结合其他气象因子对茎流的影响，建立了茎流的多元回归模型。

为研究红壤区域蓄水渗灌关键参数变化对水氮分布的影响，试验设灌水量和灌水器埋深两个因素，每个因素设3个水平，共9个处理。分析影响各因素对土壤入渗率、湿润体内含水率和硝态氮分布影响。结果表明：入渗达到稳定之前灌水量对入渗率的影大于灌水器埋深，垂向湿润锋运移距离随着灌水器埋深增加而减小，随着灌水量的增加而增加；并随着灌水器埋深加大，湿润体范围向右下方移动。土壤含水率随土壤深度增大再逐渐变小，随着灌水量的增加，土壤湿润范围增加；灌水量增加，促进硝态氮的入渗；土壤硝态氮的分布规律为由灌水器周边至湿润体边缘呈现“低-高-低”的分布态势。对土壤水氮的分布显著影响为：灌水量>灌水器埋深。增加一定的灌水量可以促进蓄水渗灌红壤水氮入渗，而增加灌水器埋深则使得湿润体范围向灌水器右下方移动；在红壤地区脐橙等经济作物灌溉中推荐采用高灌水量与深埋灌水器的方式。

节水灌溉技术推广是提高农业用水效率的关键，以环渤海五省设施蔬菜种植户为研究对象，从网络嵌入的角度分析农户心理预期对节水灌溉技术采用行为的影响，把握网络嵌入对技术采用的影响路径。利用2019年对环渤海五省546个农户的实地调研数据，将农户心理预期划分为预期收益和预期成本两个方面，选取感知有用性和感知易用性作为主要的衡量指标，选取周围农户技术采用情况、网络中心性、网络规模作为网络嵌入的衡量指标，构造probit模型进行回归分析，并采用逐步回归法分析心理预期的中介效应。研究结果表明：网络嵌入和心理预期均显著正向影响技术采用行为，且心理预期在网络嵌入和技术采用之间存在部分中介效应；对高低收入组进行分类讨论验证了结论的稳健性，此外，家庭劳动力数量显著负向影响低收入组技术采用行为，人力资本和政策补贴在高收入组中显著影响节水灌溉技术采用。网络嵌入和心理预期是影响农户节水技术采用的重要因素，网络嵌入的影响既有直接效应又有间接效应。政策启示在于从网络嵌入的角度解决技术推广的难题，推广节水技术应强化示范户的选择，鼓励农户拓宽社会关系网络，促进农户之间信息交流，并通过加强技术培训提高农户对节水灌溉技术的感知易用性。

滴灌施肥条件下PAM的不同施用方式对土壤水肥分布具有较大影响，并可直接影响土壤水肥使用效率。通过室内滴灌入渗模拟试验，研究了滴灌施肥条件下对照、混施、表施3种不同施用方式对土壤湿润锋运移距离、土壤湿润体形状和体积、土壤湿润体水分以及养分分布等特性的影响。结果表明：①相较于对照和混施，表施能有效降低土壤表面蒸发，增加水平方向土壤入渗能力。②相较于对照，混施能够有效增加土壤导水能力和保水性，减少土壤深层渗漏。③120 min入渗结束时，湿润体形状类似扁平椭球状，且表施的土壤湿润体体积最大，约为对照或混施的2倍，这表明表施PAM能有效地防止水分蒸发，增大土壤湿润体体积。④硝态氮在土壤湿润体的中部偏上的位置发生累积，累积情况为表施＞混施＞对照。速效钾和速效磷在累积区内的累积情况为表施＞混施＞对照。这说明表施条件下速效钾、速效磷的累积范围更大，应更有利于作物的吸收。

为揭示喷灌不同水肥处理对中低产田紫花苜蓿光合特性、叶绿素荧光参数及生物量的影响，在丰乐河灌区试验推广基地开展紫花苜宿喷灌不同水肥处理田间试验，结果表明：灌水和施氮水平对植物光合作用有显著影响，随着灌水量的减少，影响紫花苜蓿的光合特性的因素由气孔限制逐渐转变为非气孔限制；叶绿素也随灌水量的减少而减少，中肥处理叶绿素含量高于高肥处理和低肥处理，中肥中水1处理的苜蓿叶绿素含量最高；随着灌水量的减少，Fv/Fm、ETR、Fv、Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ均降低，产量也降低，综合分析，中氮中水1处理效果最佳，因此建议该地区紫花苜蓿可参照中氮中水1处理灌水施肥模式，灌溉定额为416.8 mm，施氮量为206.6 kg/hm²。

农业水价政策是激励农户节约用水的一项重要的政策工具，不仅农业水价会影响农户的灌溉用水行为，农业水价激励结构也可能对农户的灌溉用水行为产生影响。基于广东省流溪河流域种植户的调查数据，采用二元Logistic模型，探究农业水价激励结构对农户灌溉用水行为选择的影响。研究结果显示：现有的农业水价激励结构对农户灌溉用水行为选择有显著的正向影响；随着水价激励强度的增加，大规模农户倾向于选择节水的灌溉技术，小规模农户倾向于选择种植收益更高的经济作物；农业水价激励结构对小规模专业种植户灌溉用水行为选择的影响方向更多的是通过调整种植结构来提高经营收入从而弥补灌溉水费的支出，对其节水行为的影响有限。因此，农业水价激励结构需要进一步的完善，提高其激励强度，以激励更多的农户采用节水的灌溉技术节约用水。

通过室内培养实验，研究了含水率对水稻土中污染重金属Cr形态的影响，以期为通过水分调节降低土壤中重金属生物活性提供理论依据。采用欧共体参比司提出的BCR连续提取法，测定不同水分管理条件下水稻田土壤中重金属Cr的含量。结果表明，可交换态Cr含量随培养时间的增加而呈下降趋势，在培养前30 d内较快增加，而后趋于平衡；可还原态Cr含量随培养时间的增加而呈上升趋势，在培养前30 d内涨幅较大，而后趋于平衡；可氧化态Cr含量随时间的增加呈先增加后缓慢降低的趋势；在短期培养中残渣态重金属Cr含量相差不大，土壤培养30 d后，残渣态Cr含量随培养时间的增加而呈上升趋势；当外源重金属Cr进入土壤后，在60%田间持水量条件下比在其他水分条件下可交换态Cr含量下降的更快，其交换态占比较小，降低其生物利用度。农业灌溉中增加土壤田间持水量可有效促进可交换态重金属Cr向可还原态和可氧化态转化，显著降低重金属的生物活性，减少土壤重金属的毒害作用。

为确定黄淮海平原地区秸秆还田下玉米生长所需的最佳水肥量，通过布设秸秆还田下的大田水肥试验，探究了灌水量和施肥量对不同生育期玉米的气孔形态特征及其空间分布格局的影响。研究结果显示：①拔节期和灌浆期玉米远轴面的气孔密度均明显高于近轴面的气孔密度，表明玉米叶片的远轴面与近轴面对灌水量和施肥量的响应并不一致。②玉米拔节期气孔宽度、气孔面积和气孔形状指数均明显大于灌浆期，表明气孔形态特征在玉米不同生育期对水肥的响应存在明显差异，且玉米拔节期气孔对水肥的响应比灌浆期更敏感。③在玉米拔节期，灌水量750 m³/hm²和施肥量750 kg/hm²（W₇₅₀F₇₅₀）处理下玉米叶片的气孔分布最为规则，而灌浆期玉米气孔在灌水量750 m³/hm²和施肥量600 kg/hm²（W₇₅₀F₆₀₀）时呈现最规则的分布格局。结果表明，秸秆还田条件下，最优灌水量（750 m³/hm²）和施肥量（600 kg/hm²）处理的玉米气孔形态特征及其空间分布格局最有利于提高其气体交换效率，从而增加黄淮海平原玉米叶片的净光合速率和粮食产量。

为揭示不同退耕林植被水分利用效率差异及其关键影响因素，以黄土丘陵区恢复20年的山杏、沙棘、刺槐、油松、杨树、刺槐山桃混交林为研究对象，采用气体交换法测定了不同退耕林植被瞬时水分利用效率，并测定了其相关影响因素指标。结果表明：不同退耕林之间水分利用效率均存在显著差异，最高为油松，达到了6.39 μmolCO₂/mmolH₂O，其次为混交林的刺槐为5.89 μmolCO₂/mmolH₂O，最低为山杏，两者分别比山杏高出1.83倍和1.61倍；并且刺槐混交林与刺槐纯林的水分利用效率相比提高了38.0%。相关分析结果表明，水分利用效率与植被因子的气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、叶片含水率呈显著负相关；与土壤因子中的有机碳、全氮、可溶性有机碳、饱和导水率极显著正相关，与土壤pH显著正相关。逐步回归分析可以得出，植物因素对水分利用效率的影响强于土壤因素，其中植物叶片气孔导度、叶绿素SPAD值和土壤全氮含量、饱和导水率是对水分利用效率影响较强的植被与土壤因素。综上所述，本研究中油松林地的水分利用效率最高，山杏最低，并且气孔导度、叶绿素含量、土壤全氮含量和饱和导水率是影响水分利用效率的主要因素，这为认知退耕还林植被水资源利用能力以及其影响机制提供了科学依据。

为了快速准确地诊断枸杞水分需求，利用地物光谱仪实测枸杞关键生育期不同灌溉水平的叶片反射高光谱数据，应用光谱一阶微分方程，获取枸杞微分光谱680~760 nm波段的红边参数，分析红边位置 {\lambda }_{re}、红边面积 S_{dre}、红边振幅 D_{\lambda re}、红边偏度 D_{\lambda re}和红边峰度 K_{\lambda re}在不同处理下的变化，探讨了不同生育期内土壤水分与红边参数的相关性。结果表明，同一生育期内红边位置不会随着灌溉水平变化而发生偏移，各处理同一生育期内红边位置基本相同；土壤水分在枸杞休眠期和开花期与红边偏度相关性最好，在新梢开花期与红边峰度的相关性最好，展叶期与红边面积的相关性最好，选择各生育期与土壤水分相关性最好的红边参数建立水分估算反演模型，反演方程分别为休眠期：Y=151.581 X-261.325 X ²-3.169；开花期：Y=e^{(1.748-0.016/ X )}；新梢开花期：Y=e^{(-28.786-44.35/ X )}；展叶期：Y=82.116 X-116.648 X ²+13.037。