摘要: 位于黑河中游的张掖绿洲人口和GDP均占到全流域的80％以上，是重要的粮食生产区和种子繁育基地，有“金张掖”的美称。张掖绿洲农业的生产基本依赖灌溉水资源，灌溉水资源消费量占黑河流域农业总消费量的96％，进而导致黑河下游生态用水不足，造成生态环... 展开 位于黑河中游的张掖绿洲人口和GDP均占到全流域的80％以上，是重要的粮食生产区和种子繁育基地，有“金张掖”的美称。张掖绿洲农业的生产基本依赖灌溉水资源，灌溉水资源消费量占黑河流域农业总消费量的96％，进而导致黑河下游生态用水不足，造成生态环境恶化，黑河中游农业用水和下游生态需水之间矛盾突出。本研究探究了黑河中游绿洲不同农作物的用水效率，并结合农业结构情景模拟，为黑河中游绿洲农业结构调整和农业节水提供一定的参考。 本研究主要研究内容包括:(1)黑河中游绿洲土地利用/覆被变化。利用遥感数据，分析黑河中游绿洲土地利用/覆被的时空变化特征。(2)黑河中游绿洲农业种植结构变化与模拟。结合遥感数据和统计数据，分析黑河中游绿洲农作物种植结构现状和时空变化特征。并利用CLUE-S模型探究黑河未来不同情景下的农业结构。(3)黑河中游绿洲农作物用水效率时空变化。利用联合国粮农组织开发的CROPWAT模型和ArcGIS，探究不同农作物用水效率特征，并结合黑河中游绿洲农业种植结构模拟情况，分析不同情景下的黑河中游绿洲农作物用水效率时空分布。主要结论如下: (1)2011年至2015年黑河中游绿洲面积增长了2.44％，呈现弱增长态势。 (2)当前黑河中游绿洲主要农作物为大麦、小麦、玉米和油菜，其中甘州区、临泽县以及高台县和山丹县以及民乐县的农业结构具有明显差异。近20年来，黑河中游绿洲农作物种植结构变化主要特征为小麦转变为制种玉米。其中甘州区、临泽县和高台县农业种植结构变化趋势相同:制种玉米种植比例上升，小麦种植比例下降，而普通玉米种植比例变化不大;民乐县和山丹县农业种植结构变化趋势相同:小麦种植比例相对稳定，大麦种植比例下降，薯类种植比例上升。 (3)对CLUE-S模型模拟结果检验发现，Kappa系数为0.72，实地验证准确率61.21％，说明模拟结果和真实结果比较，具有较高的一致性，可以应用在不同情景下的农业结构模拟。 (4)基于参数校验后的CROPWAT模型，对黑河中游绿洲农作物蒸散量与灌溉需水量进行模拟显示:玉米生长期灌溉需水量最高，其次为大麦和小麦，第四为油菜，最后为马铃薯。因玉米和马铃薯单位质量所含能量较高，其用水效率最高，其次为小麦和大麦，油菜用水效率最低。黑河中游绿洲农作物用水效率总体上呈现西北高、东南低的空间分布特征。 (5)结合农业种植结构情景模拟和农作物用水效率核算，政府规划情景下农作物单位面积用水效率最高，其次为自然增长情景，生态保护情景农作物单位面积用水效率最低。主要原因是政府规划情景下农作物用水效率较高的作物（玉米和马铃薯）种植比例较高。 基于研究结果，本研究对黑河中游绿洲的农业结构调整和农业节水提出如下几点思考: (1)CLUE-S模型情景模拟结果显示，黑河中游绿洲未来大麦和小麦种植面积将进一步缩小，但玉米种植面积扩大。因玉米生长期灌溉需水量较高，玉米种植面积不宜过分扩大，需要根据总供水量和生态需水量进行总体调节和布局。 (2)马铃薯需水量较低，而用水效率较高，从提高用水效率和节水的角度出发，可以适当扩大马铃薯的种植面积。 (3)三种情景模拟结果均显示，黑河中游绿洲平原区高用水效率区作物种植的占比将增长，而山区低用水效率区占比减少。为了进一步提高区域用水效率，山区（民乐县和山丹县）可以考虑扩大马铃薯种植。 收起