農(nóng)田水循環(huán)（FWC）與土壤-作物-大氣連續(xù)體（SPAC）理論

    前者是農(nóng)田水的大循環(huán)（即降水、地表水、土壤水和地下水相互轉(zhuǎn)化），后者是農(nóng)田水的小循環(huán)。從農(nóng)田水到作物產(chǎn)量，即在降水、地下水、地表水、土壤水、植物水轉(zhuǎn)換和運(yùn)行中有三個(gè)環(huán)節(jié)：（1）由降水、地下水、地表水轉(zhuǎn)化為土壤水；（2）由土壤水轉(zhuǎn)化為生物水；（3）通過(guò)作物生理過(guò)程形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有水的損失。第一環(huán)節(jié)可靠水資源合理利用和節(jié)水工程與管理，以提高水的利用率。后兩個(gè)環(huán)節(jié)，土壤水部分蒸發(fā)進(jìn)入大氣，另一部分為根系吸收，其中僅1%成為生物水，其它為蒸騰所消耗，蒸騰直接與作物生產(chǎn)聯(lián)系，宜用節(jié)水農(nóng)業(yè)措施，以提高作物對(duì)水的利用效率。

    灌溉在農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮主導(dǎo)作用

    事實(shí)證明，我國(guó)不僅是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是一個(gè)灌溉用水大國(guó)。灌溉面積約占全國(guó)的1/2，卻提供了全國(guó)65%的糧食、60%的經(jīng)濟(jì)作物和80%的蔬菜?？梢姽喔仍谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的作用。我國(guó)灌溉面積從1980-1997年間，年平均增長(zhǎng)率3.8%，同期糧食生產(chǎn)年均增長(zhǎng)率為3.5%，基本同步增長(zhǎng)。當(dāng)灌溉面積出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，糧食生產(chǎn)也出現(xiàn)徘徊狀態(tài)。一般高產(chǎn)優(yōu)良品種只有在具有灌徘條件良好的農(nóng)田才能發(fā)揮期望的增產(chǎn)作用，即在灌溉農(nóng)田的糧食產(chǎn)量要比非灌溉農(nóng)田的產(chǎn)量提高1-3倍，且越干旱的地區(qū)，增產(chǎn)幅度越大[8]。

 
    農(nóng)業(yè)用水形勢(shì)不容樂(lè)觀，未來(lái)將面臨不可避免的危機(jī)
 
    我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量已由1949年的約1000億m3，增加到1993年的3850億m3，但農(nóng)用水比例已由1949年的97%下降到1993年的73%，但一些發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)用水比例僅為50%左右，如北美和美洲中部農(nóng)業(yè)用水占49%，一些歐洲國(guó)家農(nóng)業(yè)用水僅占38%；我國(guó)每公頃水澆地的平均用水量基本維持在7500-8250 m3。

    高效用水的精細(xì)灌溉技術(shù)

    3S（RS、GIS、GPS）與信息高速公路相結(jié)合，使得農(nóng)田抗旱和灌溉精細(xì)化成為可能。如作物估產(chǎn)、土壤含水率分布監(jiān)測(cè)等。目前應(yīng)重點(diǎn)開展各種精細(xì)地面灌溉技術(shù)要素優(yōu)化組合軟件開發(fā)，環(huán)境脅迫下遙感機(jī)理和遙感標(biāo)志研究，遙感和GIS的集成對(duì)作物脅迫作用的診斷理論等。

    農(nóng)業(yè)高效用水智能決策系統(tǒng)

    在發(fā)達(dá)國(guó)家，信息技術(shù)已成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最有效手段，世界各國(guó)學(xué)者相繼開發(fā)了有關(guān)節(jié)水灌溉方面的專家系統(tǒng)，如滴灌系統(tǒng)中過(guò)濾設(shè)備選擇專家系統(tǒng)，灌溉水質(zhì)與作物產(chǎn)量間關(guān)系的決策支持系統(tǒng)，滲灌技術(shù)要素與氮素間關(guān)系的決策系統(tǒng)等。國(guó)內(nèi)在農(nóng)業(yè)高效用水專家系統(tǒng)方面也進(jìn)行了一些嘗試，但針對(duì)灌溉中某一具體技術(shù)開發(fā)距較復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定差距。今后的發(fā)展是可將專家系統(tǒng)、模擬模型、資源數(shù)據(jù)庫(kù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成適合不同水資源狀況的水開發(fā)調(diào)配、農(nóng)田輸水和灌溉方式、農(nóng)田水分與養(yǎng)分管理的農(nóng)業(yè)高效用水決策支持系統(tǒng)。

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