研究旨在探讨断陷盆地石漠化生态修复区土壤养分地上和地下流失的机理。以期为断陷石漠化区土壤养分流失及农业面源污染防治提供有效参考。以断陷盆地的石漠化区为研究对象，采用不同土石比，模拟重度、中度和轻度3种石漠化的试验样地，同时设置不同的降雨强度（25、50、75和100 mm/h），探析断陷盆地石漠化生态修复初期土壤、地表径流和垂直径流中养分的流失情况。①不同石漠化生境土壤养分流失特征差异显著。修复初期，轻、中、重度生境区土壤有机质较供试土壤分别下降32.88%、31.81%和11.60%，全磷、全氮同步减少，轻度生境全钾增加17.51%，表明植被恢复对钾固定效果显著。②地表径流是氮磷流失主途径。雨强由25 mm/h增至100 mm/h时，轻、中度生境硝态氮和氨氮流失浓度由0.42~0.43 mg/L升至0.52 mg/L；重度生境总磷浓度由0.16 mg/L增至0.23 mg/L，但可溶磷与正磷呈波动变化，反映磷素迁移受颗粒吸附-溶解平衡调控。③垂直径流中养分流失受雨强与石漠化程度共同影响。雨强达50 mm/h时，轻度生境硝氮浓度达1.61 mg/L；雨强增至75~100 mm/h，氮磷流失浓度规律性上升，重度生境总磷浓度增幅达70%。垂直径流对总流失量贡献占比20%~35%。④地表径流驱动养分流失量为地下径流的3~4倍，但高雨强（>75 mm/h）下地下流失占比显著增加。建议通过构建藤-草-灌复合植被（覆盖率>60%）与深根植物固土（占比>40%），协同减少地表冲刷与地下渗漏，可实现养分流失量降低50%~70%。研究表明，断陷盆地石漠化修复区的土壤养分流失主要是由地表径流引起的，但地下径流也不容忽视。为了有效防治土壤养分流失，可以采取多种措施，如构建藤-草-灌的植物群落，以提高覆盖率，减少地表径流；利用植被根系固定土壤，阻止养分从地下孔隙渗漏，以达到降低土壤养分流失的目的。

为探究江西省的土壤侵蚀状况，以江西省为研究区域，结合地理探测器和RUSLE模型，系统分析了土壤侵蚀的主要驱动因素及其作用机制。选取2000、2005、2010、2015和2020年5个时间节点的土壤侵蚀数据，探讨各驱动因子对土壤侵蚀的影响程度及其相互关系，并开展土壤侵蚀敏感性分析。结果表明，江西省的土壤侵蚀表现出显著的空间异质性，整体侵蚀程度呈现下降趋势，中度及以上侵蚀等级的区域面积呈现显著缩减趋势。在单因子分析中，植被覆盖度和坡度是主要的影响因子，土壤侵蚀的解释度较高。在交互因子分析中，所有因子之间的交互关系均表现为双因子增强或非线性增强。江西省的土壤侵蚀敏感性总体以低敏感为主，呈现北部和西北部地区敏感性较低、东部和东南部地区敏感性较高的空间分布格局。

探究未来不同情景土地利用变化下土壤侵蚀和土壤保持能力分布空间状况，为流域尺度可持续规划和决策提供支持。利用FLUS（Future Land Use Simulation model）模型预测2035年耕地保护情景、生态保护情景、自然发展情景下的石羊河流域土地利用空间格局变化，采用InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs）模型模拟土壤侵蚀和土壤保持能力，定量评价石羊河流域土地资源时空变化特征，通过地理探测器剖析土壤保持能力的主要驱动因子。2020年石羊河流域土壤保持量为3.37亿t，三种情景下的土壤保持量与2020年相比，表现出良好上升态势。从县级行政区尺度来看，肃南裕固族自治县、天祝藏族自治县、山丹县为土壤保持功能极重要区。从植被类型来看，土壤保持能力最大的是灌木,土壤保持能力为448.43 t/(hm²?a)，草地是石羊河流域保持土壤总量最高的土地利用类型。石羊河流域土壤保持能力变化受到自然因素与社会经济因素的综合影响，其中坡度、降水量、高程是驱动研究区域土壤保持能力时空演变的主导因素，坡度和土地利用类型交互作用最强。

为明确调亏灌溉下配施生物炭对N₂O排放的影响及生物炭的经济可行性，以夏玉米为研究对象，设置调亏灌溉和施炭量两个因素，其中调亏灌溉设置全生育期充分灌溉（F）、拔节期调亏灌溉（D1）和灌浆期调亏灌溉（D2）两个水平，施炭量设置0 t/hm²（B0）、低炭15 t/hm²（B15）、高炭30 t/hm²（B30）3个水平。结果表明：拔节期、灌浆期调亏灌溉的N₂O平均排放通量较全生育期充分灌溉分别减少了2.81%~42.74%、11.78%~15.08%；拔节期调亏对产量的生成有负面影响，施加生物炭能够补偿作物产量但达不到增产目的，灌浆期调亏不仅不会造成减产还能提升水分利用效率，且施加生物炭会提高产量和水分利用效率，产量随施炭量的增加而增加；从生物炭的成本与收益来看，施加生物炭不具有经济可行性。研究表明，灌浆期以50%~60%田间持水量调亏补灌，配施30 t/hm²生物炭可以提高夏玉米农田水分利用效率和产量，并减少N₂O排放，短期施加生物炭不具有经济效益，但其长期作用下的经济效益有待进一步研究。

探究不同种类粪肥部分替代对设施菜地土壤性质、蔬菜产量及氮素利用的影响，为实现设施菜地的可持续发展提供理论依据。设置田间小区试验，以总施氮量150 kg/hm²为基准，设置不施氮肥（CK）、100%化肥氮（CF）、猪粪替代30%氮素（P）、鸡粪替代30%氮素（C）以及羊粪替代30%氮素（S）处理，以上海青作为供试蔬菜，分析了蔬菜生育周期内土壤性质动态变化、种植结束时氮素在植株和不同深度土壤中的分布、产量以及氮素利用等指标。结果表明，粪肥部分替代化肥能够中和碱性土壤pH、提高土壤保水性、提升土壤肥力。其中猪粪替代处理显著提高了土壤硝态氮与全氮含量且肥效持久，在耕层土壤中较CF分别提升了280.63%和26.18%。与CF相比，猪粪、鸡粪和羊粪替代处理均对蔬菜有显著增产效果，增产幅度分别为47.13%、38.22%、21.66%。此外，粪肥替代处理下NUE、NAUE和NPFP 3种氮素利用率指标相较CF均显著提高，且猪粪替代处理最高，较CF分别增加了366.85%、192.37%和47.25%。综合考虑土壤环境、蔬菜产量及氮素利用等指标，认为30%猪粪替代处理具有更大的增产优势与减施化肥潜力，是设施菜地种植体系中较优的施肥方式。

为研究沼液用于追肥对玉米产量品质及土壤特性的影响，于河北省保定市望都县开展夏玉米田间试验。试验共设6个处理，分别为清水组（CK）、常规施肥（CF）、25%沼液（T1）、50%沼液（T2）、75%沼液（T3）、100%沼液（T4）。试验结果表明：与常规施肥（CF）处理相比，沼液用作追肥可以增加土壤中养分含量，缓解土壤碱性，提高土壤保肥能力，且变化幅度与沼液浓度成正比。T4处理相比CF处理pH值降低了0.25，总氮提高了27.1%，碱解氮提高了132.2%，有机质含量增加了33.3%；且短期内合理施用沼液不会造成重金属污染。施用沼液增加了土壤中速效养分的含量，可以促进玉米植株叶绿素的合成，进而促进玉米的生长，提高玉米产量并提升玉米籽粒品质。该研究试验条件下，玉米的产量品质随追肥沼液浓度的增加呈现先提高再降低的趋势，T3处理（75%沼液，折合单次追肥沼液施用量45 m³/hm²，分别在拔节期和抽雄期进行追肥）的玉米长势最好，百粒重相比常规施肥（CF）处理提高了9.0%，产量增加了8.5%；T3处理的玉米籽粒品质也是最好的，淀粉含量较CF处理提高了12.1%，粗蛋白含量提高了8.2%。

为探究混凝土衬砌渠道糙率系数精确选取方法，以寒区某中型灌区混凝土全断面衬砌渠道为研究对象，进行原型观测试验，同时积累衬砌渠道糙率系数值原型观测经验与成果。通过对3条梯形试验渠段进行渠道流量、水深等数据分析，采用非线性曲面拟合建立流量~温度~糙率系数值的关系曲面。使用FLUENT对试验渠段进行600余组数值模拟，验证拟合关系公式。试验结果表明，数值模拟得出糙率系数平均值为0.015 29，平均相对误差为2.52%，拟合得到的混凝土梯形渠道糙率值选取规律R ²均在0.99以上，相关性较高；经拟合公式计算糙率系数值是0.015 80，平均相对误差为2.80%。拟合公式可用于工程设计糙率系数值的初选，结合数值模拟可以为渠道初期糙率系数合理选取提供参考，指导工程设计。

当前农田灌溉分流以简单的单一阈值干旱判断配合机械开关人工或者定时控制为主，无法按照土壤干旱特征分类后再进行灌溉控制。为此，提出基于DCNN-SVM的农田灌溉分流机械智能控制方法。采用水分传感器实时采集农田灌溉区域的土壤水分数据，构建DCNN-SVM模型，利用DCNN提取土壤水分数据特征并输入到SVM中对土壤水分状态分类。根据SVM分类器的输出结果，确定相应的灌溉控制策略。将控制策略转化为具体的控制信号，输入到分流机械阀门控制器中，自动调节阀门开度，实现灌溉水量的精准控制。实验表明：该方法能够准确地采集并分析农田灌溉区域的土壤水分数据，成功识别出土壤水分的不同类别，可精准控制农田灌溉分流机械阀门的开度，误差不超过5%，分流控制后的灌溉量为52~70 L，灌溉量更低，可以达到节水的效果。

气候—生态—水文综合分区是自然地理学与资源环境科学交叉领域的重要研究方向，有助于揭示不同区域在气候变化、生态演替和水文过程中的相互作用。单一因素的分区方法无法有效反映各个要素之间的协同效应及其对环境系统的综合影响。因此，基于1960-2020年降水与气温、土地利用、植被类型、NDVI、土壤类型和DEM等指标，采用K?ppen气候分类和K-means聚类分析，将气候、生态、水文等多种要素有机结合，构建了黄河流域气候—生态—水文综合分区评价指标体系。结果表明：基于K?ppen气候分类标准，黄河流域可划分为源区极地带、中部干带、中部冷温带以及东部冷温带4个一级气候区。综合土地利用、植被类型、NDVI、土壤类型、DEM等指标，采用K-means聚类，黄河流域可分为7个生态二级分区。基于DEM和水系，采用流域分割法，可得到72个水文一级区。将黄河流域气候分区、生态分区和水文分区进行叠加，最终得到18个气候—生态—水文综合分区。黄河流域气候—生态—水文综合分区不仅揭示了自然环境的本底规律，还为生态环境保护提供了科学方案。

根据吉林省28个气象站1970-2019年逐日气象数据，利用Penman-Monteith法计算潜在蒸散，探讨吉林省“蒸发悖论”时空特征，并利用去趋势法量化分析成因。结果显示：①年平均状态下，水汽压差和气温的正贡献大于风速和日照时数负贡献，抑制吉林省“蒸发悖论”的发生。空间上，悖论现象呈西多东少特征，风速的负贡献驱动悖论发生，水汽压差正贡献抑制悖论出现。②四季间，夏季存在明显“蒸发悖论”，其他季节悖论并不明显。空间上，春季“蒸发悖论”呈东、西部多，中部少特征，其他季节“蒸发悖论”主要出现在西部地区。③风速负贡献是春、秋、冬3个季节“蒸发悖论”现象发生的主要驱动因素，夏季悖论现象主要由日照时数负贡献驱动。研究结果将有助于加深对气候变化背景下研究区水循环过程的理解，并为合理开发水资源提供科学参考。

基于遥感数据结合随机森林法实现对孔雀河流域中库尔勒市冬灌面积的提取，并对冬灌面积进行分析，为南疆现代化水资源合理配置管理提供理论依据。利用Landsat-8 影像数据，采用监督分类的方法分出耕地。在提取出耕地范围的基础上，基于实地采样获得的样本点，通过目视解译法获取历史样本点，采用MNDWI、LSWI、EVI、GCVI、WGI、NDBI等指数作为分类参数，应用随机森林算法对2013年、2015年、2018年、2022年耕地灌溉区域进行了识别与提取，结果表明，库尔勒市灌区2013年、2015年、2018年、2022年耕地冬灌面积分別为50 320、47 247、29 560、29 340 hm²，冬灌面积在空间尺度上的分布范围及时间尺度上均呈现整体下降趋势，水资源管理制度和农户对冬灌行为认知观念改变是影响冬灌面积下降的主要因素。

研究旨在通过田间试验，探讨不同播期下玉米土壤水分的动态变化，为洱海流域的农业水资源管理提供科学依据。试验于2022年在云南大理洱海西侧农田区域进行，设置了两个播期处理：T1（7月12日）和T2（7月25日），比较了早播和晚播玉米在不同生育阶段的土壤水分含量、玉米实际需水量及生长指标变化。土壤水分含量通过TRIME-TDR测定，玉米实际需水量基于Penman-Monteith公式计算。早播分层土壤含水率较高于晚播，且早播玉米各土层内的含水率变化相差较大，晚播分层含水率差距较小；早播玉米总实际需水量高于晚播玉米（早播为383.55 mm，晚播为334.61 mm），晚播玉米生育期内的降水量与作物需水不匹配，影响作物水分供应；播期推迟温度下降，进而影响籽粒灌浆，导致晚播玉米穗重和茎干重均低于早播；同时，晚播玉米易发生早衰；晚播玉米通过降低生理活动来提高叶片水分利用效率，而早播玉米则主要依赖较高的生理活性来促进生长。研究发现，作物的生长与气候条件的适配性密切相关，早播玉米能够更好地适配洱海流域的气温变化与降水分布特征，能够有效提高玉米的生长表现和抗干旱能力，为洱海流域的农业水资源配置与管理提供了具体的建议和依据。

为了探明深层微润灌对果树根系分布及根系吸水的影响，以微润灌水器的埋深和长度为控制因子，其中灌水器埋深（D）设置为10 cm和20 cm两个水平，灌水器长度（L）设置为30、40、50 cm三个水平，地面灌溉为对照，共7个处理，探讨了不同处理对土壤水分分布及根系分布的影响，并构建根系吸水模型，分析不同处理对根系吸水的影响，同时采用相关性分析法分析了土壤水分与根长密度及根系吸水速率的相关性。结果表明，深层微润灌下土壤水分以微润灌水器为中心向四周扩散，形成近似于椭圆形的高水区域；而地面灌溉土壤水分随深度的增加呈现逐渐减小的趋势。深层微润灌与地面灌溉下根长密度及根系吸水速率在垂直方向上均随深度的增加呈现先升高后降低的趋势，但深层微润灌在20~80 cm 的中深层土壤中根长密度随水平距离的增加呈现先升高后降低的趋势，其最大值出现在60 cm处。其中D20L40和D20L50灌水处理在20~80 cm中深层的土壤含水量高于地面灌溉14.13%、14.64%；根长密度高值区覆盖面积超过地面灌溉80.07%、86.92%；且根系吸水速率高于地面灌溉13.91%、23.90%。相关性分析结果表明，D20L50处理下土壤水分、根长密度及根系吸水速率之间存在着极强的相关关系，其Pearson相关系数最大。D20L50处理下的土壤水分分布与果树根系分布情况匹配度最高， D20L50处理为最优灌水处理。

为探讨不同沼液替代氮肥配施比例对设施番茄根系特征、土壤pH值、土壤养分和土壤酶活性的影响。以设施番茄为研究对象，基于氮施用总用量不变，按氮含量折算沼液替代氮肥用量，设置单施沼液（CF1）、单施氮肥（CF2）和不同沼液替代氮肥配施比例处理（T1：75%、T2：50%、T3：35%、T4：25%、T5：15%），共7个处理。探求番茄根系特征、根系活力、土壤pH值、土壤养分和土壤酶活性的响应规律。结果表明：沼液替代氮肥各处理更能平衡养分释放，T3和T4处理在番茄开花结果期和果实成熟期分别获得了最高的根系活力和番茄根系特征指标；沼液替代氮肥处理均降低土壤pH值；沼液替代氮肥处理对土壤全氮累积效应明显，CF1处理全氮含量在0~60 cm土层均高于其他处理，10~20 cm处出现最大值1.949 g/kg；沼液替代氮肥处理对土壤有机质含量的影响集中在0~20 cm土层，各处理有机质含量呈T3>T4>T5>T2>T1；T3处理对0~30 cm土层碱解氮含量提升效果最优；S-UE（脲酶）、S-NR（硝酸还原酶）和S-AG（α-葡萄糖苷酶）活性均随土层深度增加而减小，T3处理可以获得最高的S-UE活性，T4处理可以获得最好的S-NR和S-AG活性。25%~35%沼液替代氮肥比例可以更好地平衡土壤养分释放，稳定土壤pH值，提高土壤有机质、全氮和碱解氮含量，促进土壤酶活性，有助于设施番茄提质增效目标的实现。

探索建立粮食产销区省际横向生态补偿机制对于平衡主产区和主销区的利益差异、保障国家粮食安全具有重要作用。本文在利用最低运输成本法和CROPWAT模型计算省际虚拟水流动量的基础上，采用能值法量化中国31个省（未研究台湾省和香港、澳门特别行政区）水资源的经济价值，继而测算虚拟水输出区机会成本，结合粮食虚拟水流动情况，明确补偿主客体，引入支付意愿系数计算省际粮食虚拟水流动视角下的生态补偿标准。结果表明：①2021年安徽省、内蒙古自治区、黑龙江省、吉林省、河南省、江西省、海南省、新疆维吾尔自治区和宁夏回族自治区为虚拟水生态补偿净补偿区，其余22个省份（未研究台湾省和香港、澳门特别行政区）为生态补偿净支出区。②粮食主产区中，黑龙江省应得到的生态补偿净额最高，为368.29亿元，内蒙古自治区应得到的补偿净额最低，为92.66亿元；粮食主销区中，广东省应支付的生态补偿净额最高，为203.22亿元，天津市应支付的生态补偿净额最少，为9.87亿元；粮食产销平衡区中，西藏自治区应支付的生态补偿净额最低，为0.3亿元。③粮食虚拟水的补偿标准主要集中于0.2元/m³~1.5元/m³的区间内。

农业是用水大户，但用水效率偏低，分析区域农业用水效率及其影响因素有助于采取合理的措施来提高用水效率。采用SE-SBM模型和Malmquist指数，对2011-2022年云南省农业用水效率及其构成进行了测算，并利用面板Tobit模型分析了影响农业用水效率的关键因素。结果表明，云南省农业用水效率整体呈波动下降趋势，区域差异较大。技术进步是推动农业用水效率提升的主要动力，而纯技术效率和规模效率的下降则制约了效率的进一步提升。用水结构和经济发展水平对效率具有显著的负向作用，而水资源丰沛程度、城镇化水平和科技水平对农业用水效率的作用不显著。为提高农业用水效率，建议加强节水技术研发与推广、优化农业种植结构、优化水资源配置以及完善农业用水管理制度。

20世纪以来，层次分析法在综合评价、风险分析等决策分析类问题中得到广泛应用；但是指标重要性赋值规则没有得到系统梳理，相关文献的赋值细节与一致性检验过程缺乏，让读者难以判断其赋值合理性。分析了AHP的指标重要性赋值方法及其研究进展，归纳了指标重要性赋值规则，阐述了“加法规则”和“乘法规则”的优缺点和适用场合；指出了当前国内水利类期刊文献在应用AHP时存在的问题，并建议推广应用“加法规则”，合理使用“乘法规则”，从而提高指标重要性赋值的科学性和合理性。