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丘陵山地区耕地水约束状态研究 　　摘要：建立一种土壤水循环机理与地形特征结合的层次评价模型，以长江一级支流――黎香溪流域为研究区，以土壤的蓄水量、土壤地形湿度、蒸散发量和灌溉用水条件作为评价因子，采用层次分析法对流域耕地水约束状态进行综合分析，将水约束状态分为轻度、一般、较重、重度、极重5个等级。通过对300个样本的抽样调查，分析结果总体正确率为78%。灌溉条件的影响力随着约束等级的降低而增加，正确率随着约束等级的降低而降低，从极重到轻度正确率分别为85.00%、81.67%、78.33%、75.00%和68.33%。流域内耕地受用水较重及以上程度约束占总面积的55%。模型对流域内部耕地用水状态的相对差异模拟精度较高，灌溉水平的差异是误差的主要来源。 　　关键词：耕地；水约束；层次分析法；数字高程模型；黎香溪流域 　　中图分类号：S273.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）09-2206-05 　　水是农业生产的决定性因素。耕地作为农业生产的载体，其用水不足致使中国农业受干旱灾害影响严重。尤其是在西南地区，干旱灾害发生频率高，造成的农业损失率高于全国水平，是该地区主导的自然灾害。雨养农业为主导的格局和全球气候变化、极端天气出现频率增加、降雨总量大但季节和年际分布不均等因素是导致该区域耕地用水资源不足的必然趋势。探求丘陵山地区耕地水约束状态对农业生产布局具有重要的现实意义， 　　早期关于耕地用水条件的研究多应用时间序列分析法。根据历史气象、旱情、农业生产等资料，从区域大尺度来分析农业受干旱影响情况的空间分布、时间频率、发展趋势，但该方法受气象站点和统计资料限制较大。随着遥感影像的时空分辨率和光谱分辨率的提高，近年来利用光谱信息获取土壤墒情的研究进展较快，与统计方法形成互补关系，但仍难从成因上解决耕地水约束问题。中小尺度的研究通过田间试验，反演土壤的结构、特性等不同环境下土壤水循环机理，并根据经验参数建立了水文分析物理模型，但对农业灌溉的分析显得不足。相较于平原地区或缓丘区域，山地丘陵区依托临近水源，采用长藤结瓜的灌溉方式，因此地形对灌溉水的调蓄、人力灌溉成本的影响更为重要。 　　本研究综合考虑自然和人文因素建立山地丘陵区耕地用水约束状态评价方法，把地形作为研究核心，分析小流域内耕地用水状态在复杂地形影响下其约束条件――土壤蓄水能力、地形湿度指数、蒸散发的相对差异。此外，根据当下该流域主要的灌溉方式，将灌溉成本纳入约束条件的分析中，通过层次分析法对耕地水各约束状态进行综合分析，从而获取研究区耕地用水约束条件的空间分布情况，最后，通过对农业产能问卷调查评价方法的可行性。 　　1 研究区概况与方法 　　1.1 研究区概况 　　黎香溪是长江的一级支流，位于三峡库区涪陵段南岸。毗邻乌江。横跨重庆市涪陵和南川二区（图1）。该流域地处川东平行岭谷地带，地形复杂，主要由丘陵、山地组成，其中丘陵13.4%，低山山地85.5%。中高山1，1%（图2）。流域面积850.67km2。地势南高北低。相对高差1179m。河流切割深。河网发达，干流全长79.13km。流域内表面积大于10000m2的水体115个，总面积13.25km2。流域位于亚热带湿润季风气候区，多年平均降雨量1027mm。降水季节分布不均。超过80%的降水集中在6-9月，近10年该期间的暴雨比例约为56%，降雨一径流转化的系数高。6-9月多年平均气温28℃，极端最高气温43℃：多年平均蒸发量550mm。最大高达879.03mm。流域内土壤以水稻土和紫色土为主，在西部和东南部海拔较高的山地区域有少量黄土和石灰（岩）土。黎香溪流域降水充沛、河湖众多，但降水季节分布不均且径流转化率高、夏季蒸散发旺盛、土壤保水能力弱，耕地用水收支不平衡现象严重；近10年遭受重大旱灾2次，伏早发生频率达70%；耕地保有量为445.64km2，占流域总面积的47.84%，仅2006年川渝大早期间就遭受了1.86亿元的农业经济损失。试验以黎香溪流域作为研究区，具有典型性和代表性。 　　1.2 研究方法 　　受山地丘陵地形的影响，绿水和蓝水的空间分布差异明显，土壤蓄水是与降雨量和径流之间相互转化的关键环节。分布式水文模型在模拟土壤对降水的滞蓄能力上有很好的精度，其中SCS-CN模型运用最为广泛。模型中。径流曲线数（CN）是综合反映前期土壤湿润程度（Antecedentmoisturecondition，AMC）、坡度、土壤类型和土地覆被等特性的核心参数。对CN值进行坡度校正后，SCS-CN模型在黄土高原地区、丘陵山地区等区域的模拟均具有较高精度。根据美国农业部提供的CN值查询表和国内外研究成果得到对应的CN值表，并用Huang等的坡度校正公式对CN值进行校正，然后