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内蒙古河套灌区地处黄河中上游,是全国特大型灌区之一,农业灌溉用水量占90%以上。该地区农田灌溉方式长期以地面灌为主,水分利用效率低下,且地下水位埋深较浅,土壤次生盐渍化日趋严重。因此,充分研究该地区农田土壤水盐运移分布特征及其时空变化规律,探究更加节水高效的灌溉方式,提出相应灌溉管理调控对策,对内蒙古河套灌区农田可持续发展具有重要意义。为进一步发展节水高效的灌溉方式,实现农业节水和盐渍化的有效治理,本文选取了河套灌区典型盐渍化农田布设田间定位试验,设置畦灌（BI）、沟灌（FI）和滴灌（DI）3个灌溉方式,其中畦灌为对照处理,依照当地黄河引水日期和传统灌溉习惯执行（仅设置一个灌溉水平）;在沟灌和滴灌处理中分别设置高（H）、中（M）和低（L）3个灌水水平。本研究基于多年的土壤水热盐监测、作物生长和产量等试验数据,利用先进的统计分析方法和作物模型模拟相结合的研究方法,综合分析了不同灌溉方式下土壤水盐的时空分布、春玉米生长和对应的经济效益;利用土壤水分溶质运移过程模型HYDRUS-2D对不同情景下土壤水盐运移过程进行了模拟和预测,利用玉米生长模型DSSAT-CERES-Maize探究了气候变化背景下春玉米生长动态变化;基于实测数据和模型模拟,进一步提出了适合当地的节水策略与灌溉制度。本文主要研究内容和结论如下:（1）不同覆膜灌溉方式下土壤水盐年际分布变化。通过对不同处理下0～120 cm土壤剖面含水量、垂向电导率、土壤储水量和储盐量动态变化的比较分析,结果发现,和畦灌相比,垄膜沟灌在灌水量减少的情况下,土壤含水量并没有显著降低,起到了一定的保水效果。垄膜沟灌在抑制盐分方面也起到了较好的效果。覆盖处理的土壤盐分在膜间表层聚集,垄膜沟灌覆盖处理保水抑蒸效果明显,起到了较好的压盐效果。（2）不同覆膜灌溉方式下土壤水盐运移规律。通过比较滴灌与沟灌条件下土壤水盐运移实测值和模拟值,发现表层土壤的水分和盐分波动较大,在覆膜区域波动相对较小,深层土壤波动明显减小,主要原因是表层土壤受土壤蒸发和大气温度波动等外界环境的影响较大。与沟灌相比,滴灌在根区保水压盐表现更好。HYDRUS-2D模型对滴灌与沟灌的土壤水、盐运移过程的模拟较为准确,弥补了田间试验对于特定时空范围内观测上的不足。（3）不同覆盖灌溉方式对作物生长与产量的影响。畦灌处理下有10%左右的灌水通过深层渗漏损失掉;滴灌低水条件下约有10～29 mm地下水通过毛管上升补给根区供春玉米吸收;相对于传统畦灌处理,沟灌高水处理可以增加玉米籽粒产量和净收益。与传统畦灌处理相比,沟灌中水处理可以在保持产量和净收益持平的情况下,可节约31%的灌溉水;滴灌条件下的高水和中水处理不仅可以显著提高春玉米籽粒产量和净收益,而且可分别节约19%和57%的灌溉水,均拥有较高的水分利用效率（WUE）。当引水资源仍然相对充足时,可以选择沟灌360至450 mm,可以获得与畦灌相当,甚至略高的产量和经济效益。在灌溉水资源相对亏缺,且经济条件和农民接受程度较高的地区,建议选择更加节水的滴灌灌溉方式。利用土壤基质势下限为-30 k Pa的中水处理,在增加籽粒产量和净收益的同时,可大幅节约灌溉用水。（4）不同降水年型下玉米生长动态与模拟。初步调参后的的DSSAT-CERES-Maize模型中各土层土壤水分动态模拟值和HYDRUS-2D模拟的土壤水分误差较大。通过试错法修正DSSAT-CERES-Maize土壤模块的根系生长参数SRGF、土壤排水性能参数SLDR和径流潜力参数SLRO,发现土壤水分的模拟值和观测值之间的相对均方根误差RMSE减小,2017和2018年玉米产量的模拟值和观测值之间的误差缩小,模型模拟精度明显提高。基于修正后的DSSAT-CERES-Maize模型优化河套地区不同降水年型春玉米灌溉措施、综合产量和WUE,对丰水年、平水年和干旱年三种年型研究发现,当作物可获得土壤含水率低于10%时进行灌溉,可使得河套地区春玉米获得最优的WUE(12.3～27 kg hm-2m-1)和灌水量（286～311 mm）。因此,该研究基于修正后的DSSAT-CERES-Maize模型,可量化河套地区不同年型下垄膜覆盖玉米的最优灌水量。（5）不同灌溉方式对气候变化的适应策略。本研究基于河套历史气象数据（1961-2018）生成了29种气候变化情景的气象数据,驱动DSSAT-CERES-Maize模拟29种气候变化情景下ARR1-ARR9灌溉措施下春玉米产量、WUE和灌水量,为优化气候变化下河套地区春玉米水分管理措施提供了参考依据。研究表明,在温度升高0.5、1.0、1.5和2.0℃的情景下,9种灌溉措施下平均产量均呈下降趋势,分别下降211、942、943和1262 kg hm-2,这表明玉米产量变化随温度的升高而增大,增温对该地玉米产量形成存在负效应。温度每增加0.5℃,9种灌溉措施下的WUE平均下降0.2 kg hm-2mm-1,降雨每增加5%,ARR1-ARR9灌溉措施下的WUE平均约增加0.42 kg hm-2mm-1。温度和降雨同时变化均使得不同灌溉措施下WUE值最小,其中+2.0℃&25%相比+1.5℃&25%情景下各灌溉措施下的WUE并没无明显下降,这表明温度和降雨同时变化对WUE形成交互影响。综上,本研究基于3年田间定位试验并结合模型工具,基本明确了不同覆膜灌溉方式下土壤水盐运移规律,分析预测了不同情景下的玉米生长与产量及经济效益,从而提出了河套灌区不同灌溉方式的适宜灌溉水平。该研究成果可为河套灌区优化农业水土资源管理、制定节水灌溉制度提供较好的数据支持和理论依据。