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内蒙古河套灌区是我国重要的商品粮基地,灌区农业灌溉用水量占灌区总用水量的90%以上,是典型的没有灌溉就没有农业的地区。近年来,引黄水量的减少加之作物对灌溉水的依赖,在内蒙古河套灌区探讨主要作物的畦灌灌溉制度、喷灌模式、咸淡水轮（混）灌模式及其合理的种植结构,将对灌区如何利用有限的水资源保证粮油生产的稳定至关重要。此外,在灌区采用暗管排水替代传统明沟排水能够进一步调节土壤的水、气、热状况,对于增加灌区耕地数量和保障农业生产有着现实意义。本研究首先在灌区尺度上构建分布式SWAP-WOFOST模型,并对其进行参数灵敏度分析、率定和验证;之后针对春小麦、春玉米和向日葵这三种主要作物在畦灌的推荐灌溉制度、喷灌模式、咸淡水轮（混）灌模式和推荐的田间排水暗管规格下水分生产力（Water Productivity,WP）的空间分布分别进行模拟分析;最后,应用“Z-score”标准化方法,以提高WP为目标对以上各模拟情景下三种主要作物的种植结构进行区划。全文主要研究内容及结论如下:（1）模型率定验证结果表明:率定阶段,在五个试验站模型对土壤体积含水量、土壤含盐量、作物叶面积指数和产量的模拟效果均相对较为理想。验证阶段,模型对作物产量、农田蒸散量、地下水埋深和排水量的模拟在区域尺度上基本合理。总体而言,所构建的分布式SWAP-WOFOST模型在区域尺度上具有较高的模拟精度,能够模拟本研究区的土壤水盐运移和作物生长。（2）河套灌区基于畦灌的推荐灌溉制度,若灌区所有耕地分别单一种植每种作物,相比采用现状灌溉制度的基本情景,春小麦、春玉米和向日葵生育期内多年平均灌溉量分别减少约38.2%、5.3%和21.9%;多年平均产量分别变化约11.2%、-0.9%和5.3%;多年平均WP分别变化约2.3%、-0.4%和3.8%。若采用区划后的作物种植结构,春小麦、春玉米和向日葵的多年平均产量与基本情景中作物产量的平均水平相比,分别增加约17.3%、1.2%和10.5%;多年平均WP分别增加约9.5%、3.7%和16.5%。相比基本情景,采用基于畦灌的推荐灌溉制度下区划后的种植结构,河套灌区每年可节省田间引黄灌溉量约4.89亿m3,灌区每年所需引黄灌溉量约为39.39亿m3,较现状引黄灌溉量减少约21%。（3）河套灌区基于模拟所得到的喷灌模式,若灌区所有耕地分别单一种植这三种作物的某一作物时,相比采用现状灌溉制度的基本情景,春小麦、春玉米和向日葵生育期内多年平均灌溉量分别减少约45.8%、0.8%和41.8%;多年平均产量分别变化约8.3%、2.7%和-0.7%;多年平均WP分别变化约0.9%、-1.5%和1.9%。相比畦灌的推荐灌溉情景,春小麦、春玉米和向日葵生育期内多年平均灌溉量分别变化约-11.6%、6.1%和-26.2%;多年平均产量分别变化约-3.1%、3.7%和-5.0%;多年平均WP分别变化约-1.4%、-1.1%和-1.2%。若采用区划后的作物种植结构,春小麦、春玉米和向日葵的多年平均产量与基本情景中作物产量的平均水平相比,分别增加约16.9%、8.0%和11.4%,与畦灌的推荐灌溉情景中作物产量的平均水平相比,分别增加约2.1%、10.0%和3.6%;多年平均WP与基本情景中作物WP的平均水平相比,分别增加约7.9%、5.0%和14.1%,与畦灌的推荐灌溉情景中作物WP的平均水平相比,分别增加约4.7%、5.8%和3.7%。采用基于这种喷灌模式下区划后的种植结构,相比基本情景河套灌区每年可节省田间引黄灌溉量约4.09亿m3,相比畦灌的推荐灌溉情景灌区每年可节省田间引黄灌溉量约0.20亿m3。灌区每年所需引黄灌溉量约为42.15亿m3,较现状引黄灌溉量减少约16%。（4）基于内蒙古河套灌区浅层地下水可开采资源量所构建的咸淡水轮（混）灌模式,若灌区所有耕地分别单一种植这三种作物,相比采用现状灌溉制度的基本情景,灌区春小麦产量降低约12.4%,WP降低约12.3%,而春玉米和向日葵的多年平均产量和WP均保持基本稳定,其中产量仅有约1.2%和16%的降幅,WP也仅分别降低约0.6%和0.9%。若采用区划后的作物种植结构,相比基本情景中作物产量和WP的平均水平,灌区春小麦、春玉米和向日葵多年平均产量分别变化约-0.2%、5.3%和8.2%,多年平均WP分别变化约-5.5%、2.6%和7.6%。同时,模拟时段内连续采用该咸淡水轮（混）灌模式能够保证灌区土壤盐渍化程度不加重,并且多年平均所需浅层地下水量约为3.97亿m3,在灌区浅层地下水可开采资源量的范围内,因此,不会导致灌区浅层地下水资源的持续减少。采用该咸淡水轮（混）灌模式下的作物种植结构,灌区每年所需引黄灌溉量约为40.82亿m3,较现状引黄灌溉量减少约18%。（5）在河套灌区现状灌溉制度下采用所得到的推荐的田间排水暗管规格,若灌区所有耕地分别单一种植这三种作物,相比采用现状灌溉制度的基本情景,春小麦、春玉米和向日葵多年平均产量分别提高约15.1%、1.7%和7.8%;多年平均WP分别提高约6.5%、1.1%和5.1%。若采用区划后的作物种植结构,相比基本情景中作物产量和WP的平均水平,春小麦、春玉米和向日葵的多年平均产量分别增大约18.6%、7.1%和10.6%;多年平均WP分别增大约13.2%、4.9%和9.7%。基于大量的模拟研究所获得的畦灌的推荐灌溉制度、喷灌模式、咸淡水轮（混）灌模式和推荐的田间排水暗管规格及以上各模拟情景相应的作物种植结构,为内蒙古河套灌区在作物生产稳定的同时节省引黄灌溉量提供了一定的参考。