基于二元水循環(huán)的黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能研究

陳 麗,郝晉珉,*,陳愛琪,李 牧,高 陽,管青春,王宏亮,3

1 中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院,北京 100193 2 國土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室,北京 100193 3 呼和浩特市國土資源局,呼和浩特 010010

基于二元水循環(huán)的黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能研究

陳 麗1,2,郝晉珉1,2,*,陳愛琪1,2,李 牧1,2,高 陽1,2,管青春1,2,王宏亮1,2,3

1 中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院,北京 100193 2 國土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室,北京 100193 3 呼和浩特市國土資源局,呼和浩特 010010

水源涵養(yǎng)功能是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要功能類型之一。黃淮海平原耕地數(shù)量巨大,耕地利用模式典型,研究其水源涵養(yǎng)功能,對于調(diào)控區(qū)域水資源,推動耕地可持續(xù)利用有重要作用。從耕地利用角度出發(fā),基于整個系統(tǒng)二元水循環(huán)過程,構建了黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能研究基本框架,并應用SCS-CN模型,結合研究區(qū)耕地覆蓋數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)對黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能進行了評價。研究結果表明：耕地利用過程中的耕地水源涵養(yǎng)功能認識,應從理想水源涵養(yǎng)能力、有效水源涵養(yǎng)能力和凈水源涵養(yǎng)能力3個層次展開；黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能效應在上述各層級上均表現(xiàn)出正向性,耕地水源涵養(yǎng)能力分別為1890.74、1127.76、464.62億m3；空間上,黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能具有明顯的空間分異性,北部和東南部地區(qū)耕地水源涵養(yǎng)能力較強,中部和西南部地區(qū)耕地水源涵養(yǎng)能力較弱。研究結果不僅為耕地生態(tài)功能理論研究提供新思考點,同時也為耕地水資源有效調(diào)控以及耕地生態(tài)補償制定提供參考和支撐。

水源涵養(yǎng)功能；二元水循環(huán)；耕地；黃淮海平原

Abstract： Water conservation as an important ecosystem function has caused a rising interests in the scientific community in recent years. Huang-Huai-Hai Plain has a substantial cultivated land area and typical cultivated land-use patterns. So, the research on water conservation function of cultivated land in this area is important for regulating the regional water resources and promoting the sustainable utilization of cultivated land. We constructed a basic research framework of the water conservation function of cultivated land in Huang-Huai-Hai Plain, which based on the dualistic water cycle process of cultivated land use systems. The water conservation function and spatial distribution of cultivated land in the Huang-Huai-Hai Plain was evaluated with cultivated land cover data, climate data, and soil data, by using the Soil Conservation Service Curve Number(SCS-CN) model. The results suggested that the water conservation function of cultivated land should be identified by the ideal water conservation ability, effective water conservation ability, and net water conservation ability, which were 1890.74×108, 1127.76×108, and 464.62×108m3, respectively, in Huang-Huai-Hai Plain in 2012. And the water retention function of cultivated land showed obvious spatial heterogeneity: It was strong in the northern and southeastern regions of the study area, but it was weak in the central and southwestern regions of the study area. This study provides a new perspective on research of the ecological function theory of cultivated land, and a reference and support for regulating water resources effectively and formulating ecological compensation of cultivated land.

KeyWords: water conservation function; dualistic water cycle; cultivated land; Huang-Huai-Hai Plain

水源涵養(yǎng)是生態(tài)系統(tǒng)重要生態(tài)服務類型之一[1-2]。隨著全球水資源短缺、水環(huán)境惡化以及水土流失問題加劇,生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能越來越引起公眾關注[3- 5]。耕地雖然是經(jīng)過人工馴化,與人類關系密切的半自然生態(tài)系統(tǒng),但它同森林、草地、濕地一樣具有截留蓄水的生態(tài)服務功能。量化耕地水源涵養(yǎng)功能,不僅可以一定程度上緩解水資源短缺,實現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水資源有效調(diào)控,還可以充分利用耕地生態(tài)系統(tǒng)的蓄水節(jié)流功能,促進耕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[5]。

目前,耕地或者農(nóng)田水源涵養(yǎng)功能相關研究[6- 8],多是在生態(tài)系統(tǒng)服務功能或服務價值評價研究中,將耕地水源涵養(yǎng)功能作為眾多服務功能中的一項展開,直接進行耕地水源涵養(yǎng)功能的研究比較少見。而在生態(tài)系統(tǒng)服務框架下的耕地水源涵養(yǎng)功能研究,大多僅限于套用公式進行簡單計算,對諸如不同尺度下耕地水源涵養(yǎng)功能內(nèi)涵是否一致？是否存在與耕地水文調(diào)節(jié)服務的概念混淆？耕地水源涵養(yǎng)功能計量評價方法是否合理有效性？等等問題缺乏深層次探討,致使評估結果的科學性和有效性受到質(zhì)疑[9]。

水源涵養(yǎng)是用來對陸地生態(tài)系統(tǒng)某些水文過程或功能進行綜合概括的一個概念,雖然不同學者對水源涵養(yǎng)功能內(nèi)涵提出了不同的看法,但都把攔蓄降水能力作為衡量水源涵養(yǎng)功能的量化指標[10-12]。本文借鑒呂一河[9]對生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)內(nèi)涵的界定,提出耕地利用視角下的耕地水源涵養(yǎng)功能內(nèi)涵,指耕地系統(tǒng)在一定的時空范圍和條件下,將降水保持在系統(tǒng)內(nèi)的過程和能力,其水源涵養(yǎng)能力大小用系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量進行衡量。耕地水源涵養(yǎng)量常用估算方法有土壤蓄水能力法、降水儲量法、綜合蓄水能力法和水量平衡法。各種方法各有優(yōu)缺點,總體來看,前3種方法的原理和計算均較簡單,可操作性強,在耕地水源涵養(yǎng)功能研究中使用頻率較高,但通過土壤蓄水能力法和綜合蓄水能力法估算出的結果,實為靜止狀態(tài)下耕地土壤的最大蓄水量和理論上的系統(tǒng)最大蓄水量,而降水儲量法比較適合小尺度水源涵養(yǎng)量估算,尺度過大會因估算參數(shù)(多年平均產(chǎn)流降雨量、與裸地比農(nóng)田減少徑流的效益系數(shù))的過度空間概化使結果不可信[13-14]。水量平衡法將陸地生態(tài)系統(tǒng)視為一個“黑箱”,忽視系統(tǒng)復雜中間過程,以系統(tǒng)水量輸入和輸出的差值進行水源涵養(yǎng)量估算,系統(tǒng)水循環(huán)過程以及水源涵養(yǎng)機理明確,雖然計算過程較為復雜,但估算結果為系統(tǒng)實際水源涵養(yǎng)量[14]。

本文通過簡單探討耕地水源涵養(yǎng)功能內(nèi)涵,對比分析各種評價方法的優(yōu)缺點,提出從耕地利用角度出發(fā),基于二元水循環(huán)理論進行區(qū)域尺度耕地水源涵養(yǎng)功能研究,以期為耕地生態(tài)功能理論研究、耕地水源有效調(diào)控以及耕地生態(tài)補償制定提供參考和支撐。

1 耕地水源涵養(yǎng)功能研究框架

1.1 耕地利用系統(tǒng)水循環(huán)

二元水循環(huán)是對“自然-人工”二元驅(qū)動力作用下水循環(huán)系統(tǒng)的抽象概括[15-16]。隨著人類對自然改造能力的不斷增強,人類活動已經(jīng)滲透并干擾到自然水循環(huán)的大氣、地表、土壤以及地下各個過程,使現(xiàn)代環(huán)境下的水循環(huán)呈現(xiàn)明顯的“自然-人工”二元特性[15,17]。黃淮海平原是我國典型的大規(guī)模灌溉型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū),在自然和人工二元驅(qū)動下,耕地形成了獨特的二元水循環(huán)系統(tǒng)。人工驅(qū)動力通過引、提水工程克服水的重力,干預系統(tǒng)自然水循環(huán),同時也形成二元驅(qū)動力下自然水循環(huán)和人工水循環(huán)雙路徑[18]。

黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)水循環(huán)過程如圖1所示,分為自然水循環(huán)路徑和人工水循環(huán)路徑。自然水循環(huán)路徑中,大氣降水進入系統(tǒng)一部分被農(nóng)作物冠層截留,繼而蒸發(fā)；一部分通過莖流或形成穿透降雨進入土壤,滲入土壤中的水分,在滿足土壤持水量需要后,將形成壤中流或地下水徑流流出系統(tǒng),而被土壤保持的那部分水分隨時間尺度的展開,也將消耗與土壤蒸發(fā)或植被蒸騰；還有一部分超過截留、下滲的降雨則形成地面徑流流出系統(tǒng)。黃淮海平原灌溉方式主要包括引水灌溉和提水灌溉,其人工水循環(huán)路徑中參與系統(tǒng)水循環(huán)的灌溉水,一部分來自系統(tǒng)外,一部分來自系統(tǒng)內(nèi),而整個系統(tǒng)人工水循環(huán)過程除了不存在冠層截留、冠層蒸發(fā)外,其他均與自然水循環(huán)路徑相同。理論上,黃淮海平原耕地水循環(huán)具有二元性、可以明確區(qū)分出兩條水循環(huán)路徑,但實際水資源利用中,水分進入系統(tǒng)后的入滲、植被吸收利用、蒸散等過程往往存在時間滯后性,耕地系統(tǒng)的人工水循環(huán)與自然水循環(huán)二者總是相互交織存在。

圖1 黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)二元水循環(huán)過程Fig.1 Dualistic water cycle process of cultivated land use system in Huang-Huai-Hai Plain

根據(jù)水量平衡原理及系統(tǒng)二元水循環(huán)過程,黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)水量平衡公式如下。需要說明的是,提水灌溉所用地下水來自系統(tǒng)內(nèi),同時這部分灌溉水也參與人工水循環(huán)路徑,在單獨人工水循環(huán)路徑分析中有必要將其作為輸入進行考慮,因此在不影響耕地水源涵養(yǎng)量計算和分析的情況下,本著簡化表述、突出路徑的原則,將這部分灌溉水在公式(1)—(10)中視作是系統(tǒng)外引水。

P+I=ET+R+ΔW

(1)

ET=Ec+Es+T

(2)

R=Ra+Rb+Rc

(3)

式中,P為大氣降水量(mm)；I為灌溉水量(mm)；ET為蒸散發(fā)量(mm)；R為徑流量(mm)；ΔW為系統(tǒng)貯水變化量(含土壤和地下水兩方面)(mm)；Ec、Es、T分別為冠層蒸發(fā)、棵間土壤蒸發(fā)和植被蒸騰(mm)；Ra、Rb、Rc分別為地面徑流、壤中流及地下徑流量(mm)。

按照自然水循環(huán)和人工水循環(huán)兩個路徑進行系統(tǒng)水量平衡拆分,則自然水循環(huán)支路下的系統(tǒng)水量平衡為：

P=ETn+Rn+ΔWn

(4)

ETn=Enc+Ens+Tn

(5)

Rn=Rna+Rnb+Rnc

(6)

即

P=Enc+Ens+Tn+Rna+Rnb+Rnc+ΔWn

(7)

式中,P為大氣降水量(mm)；ETn為降水引起的蒸散發(fā)量(mm)；Rn為降水引起的徑流量(mm)；ΔWn為降水帶來的系統(tǒng)貯水變化量(mm)；Enc、Ens、Tn分別為降水引起的截留冠層蒸發(fā)、棵間土壤蒸發(fā)和植被蒸騰(mm)；Rna、Rnb、Rnc分別為降水引起的地面徑流、壤中流及地下徑流量(mm)。

由于黃淮海平原農(nóng)業(yè)灌溉模式主要是漫灌,噴灌和滴灌范圍較小,因此可以忽略冠層截留水蒸發(fā),則人工水循環(huán)支路下的系統(tǒng)水量平衡為：

I=ETm+Rm+ΔWm

(8)

ETm=Ems+Tm

(9)

Rm=Rma+Rmb+Rmc

(10)

式中,I為灌溉水量(mm)；ETm為灌溉引起的蒸散發(fā)量(mm)；Rm為灌溉引起的徑流量(mm)；ΔWm為灌溉帶來的系統(tǒng)貯水變化量(mm)；Ems、Tm分別為灌溉引起的棵間土壤蒸發(fā)和植被蒸騰(mm)；Rma、Rmb、Rmc分別為灌溉引起的地面徑流、壤中流及地下徑流量(mm)。

1.2 基于系統(tǒng)水循環(huán)的耕地水源涵養(yǎng)功能闡述

黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能反映的是耕地在利用過程中對降水的保持能力。不同時空尺度和降水條件下耕地水源涵養(yǎng)過程不同,因而其水源涵養(yǎng)功能表現(xiàn)也存在差異?？臻g尺度上,耕地水源涵養(yǎng)功能與水文通量(如降水、蒸散發(fā)、徑流等)和水文要素(如地形地貌、土壤類型、植被類型、植被條件、不同層次前期儲水特征)關系密切,具有典型的時空異質(zhì)性[10,12]。因此,試驗區(qū)尺度上進行的相關研究往往只代表局地,所獲取的相關參數(shù)難以直接用于大尺度。時間尺度上,在單次降水事件中,由于時間短,蒸散發(fā)較小,耕地水源涵養(yǎng)量根據(jù)是否產(chǎn)生徑流可分為兩種情況,若某次降水事件中產(chǎn)生徑流,耕地水源涵養(yǎng)量等于降水量減去徑流量,若某次降水事件中未產(chǎn)生徑流,則耕地水源涵養(yǎng)量等于降水量；月、季或者年等長時間尺度上,由于耕地蒸散發(fā)會耗去大量截留水分,耕地水源涵養(yǎng)量等于降雨量減去徑流量和蒸散發(fā)量。但是從耕地利用的角度看,作物蒸騰耗散的截留降水,并非耕地涵養(yǎng)水量的無效耗費,展現(xiàn)了耕地水源涵養(yǎng)能力,起到節(jié)約水資源的作用,也應計入耕地的水源涵養(yǎng)量中。

本文研究1年和區(qū)域尺度耕地水源涵養(yǎng)功能效應,根據(jù)上述分析,耕地水源涵養(yǎng)功能可以劃分為3個層次,即理想水源涵養(yǎng)能力、有效水源涵養(yǎng)能力和凈水源涵養(yǎng)能力。理想水源涵養(yǎng)能力從單次降水事件角度出發(fā)衡量耕地的水源涵養(yǎng)功能,即耕地的水源涵養(yǎng)量等于各降水事件水源涵養(yǎng)量直接相加之和。理想水源涵養(yǎng)能力代表了不考慮蒸散發(fā)狀況下的區(qū)域最大水源涵養(yǎng)能力。有效水源涵養(yǎng)能力則是從耕地利用的角度出發(fā),來認識耕地的水源涵養(yǎng)功能,用于作物蒸騰的那部分截留降水后期雖然被耗散,但是該部分截留水得到了有效利用,也應看作耕地的水源涵養(yǎng)能力。耕地有效水源涵養(yǎng)能力是在理想水源涵養(yǎng)能力的基礎上進一步考慮了降雨截留后的冠層和土壤蒸發(fā)損失。凈水源涵養(yǎng)能力反應的是耕地對降水的現(xiàn)實涵養(yǎng)能力,以降水減去徑流和蒸散發(fā)后的凈降水貯存量衡量。分層來看耕地利用過程中的水源涵養(yǎng)能力不但有助于我們認識耕地利用系統(tǒng)凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)徑流等功能,對于解決水資源短缺、水環(huán)境惡化和水土流失問題也有積極作用。而認清研究區(qū)域的有效水源涵養(yǎng)能力和凈水源涵養(yǎng)能力對于提升耕地生態(tài)效益、調(diào)控水資源和耕地生態(tài)補償更有實際意義。

2 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

圖2 黃淮海平原區(qū)位概況圖 Fig.2 Sketch map of location and districts of Huang-Huai-Hai Plain

黃淮海平原是由黃河、淮河、海河等河流沖積形成的平原,在行政區(qū)劃上主要涉及北京、天津、山東、河北、河南、安徽、江蘇5省2市。黃淮海平原屬暖溫帶季風大陸性氣候區(qū),多年平均降水量在500—900 mm,且降雨主要集中在夏秋兩季,年日照時數(shù)2300—2800 h,無霜期180—220 d,光、熱、水資源總體配置較好[19]。本研究中的黃淮海平原是在區(qū)域地貌特征的基礎上,根據(jù)2012年底行政區(qū)劃,以市級行政區(qū)為基本研究單元匯總得到,共含40個地市(圖2)。

2.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究所需數(shù)據(jù)主要包括土地利用覆蓋數(shù)據(jù)、土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)、日降水數(shù)據(jù)、蒸散發(fā)數(shù)據(jù)、農(nóng)田灌溉用水數(shù)據(jù)以及行政區(qū)劃數(shù)據(jù)等。其中,土地利用覆蓋數(shù)據(jù)(1∶10萬)和土壤質(zhì)地空間分布數(shù)據(jù)均來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn),土地利用覆蓋數(shù)據(jù)以2010年Landsat TM/ETM遙感影像為主要數(shù)據(jù)源,通過人工目視解譯生成,土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)根據(jù)1∶100萬土壤類型圖和第二次土壤普查數(shù)據(jù)編制而成；日降水數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng)(http://cdc.nmic.cn/home.do)的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集(2011—2012年),從全國824個觀測站點中選取黃淮海平原及其周邊70個站點(圖2),利用反距離加權法對2011年最后5d以及2012年全年日降水數(shù)據(jù)進行空間插值,生成共計370幅日降水柵格數(shù)據(jù)；蒸散發(fā)數(shù)據(jù)來自美國蒙大拿大學森林學院工作組(http://www.ntsg.umt.edu/project/mod16)生產(chǎn)的MOD16全球蒸散產(chǎn)品數(shù)據(jù)集(2012年),根據(jù)MOD16產(chǎn)品數(shù)據(jù)軌道號的排列規(guī)律及本文研究區(qū)域所在地理位置,選擇衛(wèi)星軌道號為h26v04、h26v05、h27v04、h27v05和h28v05的MOD16A2 2012年月數(shù)據(jù)進行下載；農(nóng)田灌溉水量來自河北、山東、河南、江蘇、安徽省以及部分地市的水資源公報,對于無法直接獲得農(nóng)田灌溉水量數(shù)據(jù)地市,根據(jù)省級平均農(nóng)田灌溉水量與農(nóng)業(yè)灌溉水量關系,做農(nóng)業(yè)灌溉水量向農(nóng)田灌溉水量的轉(zhuǎn)換；行政區(qū)劃數(shù)據(jù)來自2012年全國土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)成果庫。由于數(shù)據(jù)來源不同,需要對其進行拼接、投影、格式轉(zhuǎn)換、裁剪等,處理后數(shù)據(jù)坐標系為D_WGS_1984,空間分辨率為30”(約1km)。

3 研究方法

3.1 SCS-CN地表徑流模型

SCS-CN模型是美國農(nóng)業(yè)部水土保持局(現(xiàn)更名為自然資源保護局,NRCS))根據(jù)美國不同地區(qū)降雨-徑流資料,開發(fā)的一個估算無資料農(nóng)業(yè)小流域徑流量的經(jīng)驗模型[20]。SCS-CN模型具有結構簡單易于理解、模型參數(shù)少、數(shù)據(jù)易于獲取、能夠反映出土壤類型、土地利用、地面條件和前期土壤條件等流域特性等特點。該模型一經(jīng)美國官方發(fā)布,隨即在世界各國的流域產(chǎn)流估算[21- 23]、流域洪峰預測[24]、流域侵蝕產(chǎn)沙模擬[25-26]、農(nóng)田水資源管理[27]、城市暴雨管理[28]等領域得到廣泛應用。

3.1.1 模型原理

SCS-CN模型的建立基于水量平衡原理以及比例相等假設和產(chǎn)流前初損量與產(chǎn)流開始后最大潛在滯留量關系假設。SCS-CN模型應用的關鍵是確定徑流曲線CN值,整個計算流程如圖3所示。CN取值范圍為[0,100],CN的確定需要考慮土地利用狀況、水文土壤組(Hydrologic Soil Group,HSG)、前期濕潤條件(Antecedent Moisture Condition,AMC)。

圖3 SCS-CN模型計算直接徑流流程圖[29]Fig.3 Flow chart of direct runoff calculation with SCS-CN model

3.1.2 模型參數(shù)確定

(1)水文土壤組的確定：本文根據(jù)美國《National Engineering Handbook Hydrology Chapters》第七章水文土壤組分類標準[30],對中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心提供的土壤質(zhì)地數(shù)據(jù),按照砂粒和粘粒百分比含量,進行了研究區(qū)水文土壤組類型A(透水)、B(較透水)、C(較不透水)、D(接近不透水)劃分。黃淮海平原耕地土壤主要為透水性較差的C類型,占比達到89.52%。

(2)土地利用狀況：本文研究對象僅為平原耕地,因此在綜合考慮區(qū)域作物種植制度基礎上,將土地利用覆被類型概化為：旱地-小麥/玉米和水田-小麥/水稻。土地管理措施主要為壟作和秸稈還田,水文狀況良好。此外,由于本研究區(qū)范圍較大,南北方向上農(nóng)作物的生育期不完全同步,夏玉米從南向北存在一定程度的滯后,為簡化計算,本文將1—5月及10—12月作為冬小麥生長季,6—9月作為夏玉米生長季。

(3)前期濕潤條件：美國SCS引入了前期降水指數(shù)API(Antecedent Precipitation Index)來衡量前期土壤濕度對徑流的影響。以前5天降雨量作為API,將AMC劃分為干旱(AMC1)、正常(AMC2)和濕潤(AMC3)3級。本文在確定研究區(qū)土壤前期濕潤條件時,仍采用此量化方法,且1月、2月、11月、12月為越冬季,3—10月為生長季。

表1AMC2條件下研究區(qū)不同土壤-覆被組合CN2值

Table1CN2valuesofdifferentsoil-coverinthestudyareaunderAMC2condition

植被類型Vegetationtypes水文土壤組HydrologicsoilgroupABCD旱地-小麥Dryland-Wheat63758387旱地-玉米Dryland-Corn67788589水田-小麥Paddyfield-Wheat63758387水田-水稻Paddyfield-Rice98989898

A(透水)、B(較透水)、C(較不透水)、D(接近不透水)

(4)CN值的確定：在綜合考慮研究區(qū)域的水文土壤組、土地利用狀況后,確定AMC2條件下的CN2值如表1所示。其中稻谷季水田無論前期土壤濕潤程度如何,CN值皆取98。AMC1和AMC3條件下不同土壤-覆被組合CN1和CN3值,可以通過與CN2間的關系進行轉(zhuǎn)化。

3.2 耕地水源涵養(yǎng)功能

根據(jù)1.2節(jié)對耕地各層次水源涵養(yǎng)功能的闡述,確定不同層次耕地水源涵養(yǎng)功能計算公式如下：

Wn1=P-Rn

(11)

Wn2=P-Rn-Enc-Ens

(12)

Wn3=P-Rn-ETn

(13)

式中,Wn1、Wn2、Wn3分別為耕地理想水源涵養(yǎng)量、耕地有效水源涵養(yǎng)量和耕地凈水源涵養(yǎng)量(mm)；P、Rn、Enc、Ens、ETn含義同上。

3.3 幾個重要蒸散發(fā)數(shù)據(jù)處理

本文使用的MOD16 ET數(shù)據(jù)計算時分別考慮了冠層截留水分蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)和植物蒸騰,其中冠層截留水分蒸發(fā)和土壤蒸發(fā)是系統(tǒng)在人工水補給情況下的總蒸發(fā)。而耕地有效水涵養(yǎng)量和凈水涵養(yǎng)量計算時,需要獲得冠層截留水蒸發(fā)、降水引起的棵間土壤蒸發(fā)和降水總蒸散發(fā),這就需要對系統(tǒng)總ET進行分解。(1)農(nóng)田實際灌溉水蒸散：隨著全國高效節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展,黃淮海平原大水漫灌的傳統(tǒng)灌溉方式已經(jīng)基本不存在。因此,在假設本區(qū)域?qū)嶋H進入農(nóng)田灌溉水不產(chǎn)生徑流和地下水補給的條件下,這部分灌溉水將全部用于構成植株體、蒸散發(fā)消耗以及維持一定的田間持水量。由于組成農(nóng)作物植株體的水分只占其總需水量很微小一部分,一般不超過1%,而這1%中來自灌溉水的部分會更小,同時維持田間持水量的這部分灌溉水,從年尺度上看,后期還會被利用、消耗并被雨水補充,實際進入農(nóng)田灌溉水基本可視作全部用于蒸散發(fā)?；诖?本文根據(jù)植被研究區(qū)2012年40地市農(nóng)田灌溉用水量及5省2市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù),得出實際進入農(nóng)田灌溉用水量,并以此為作為灌溉水蒸散發(fā)量得出不同地市平均ETn與ET的一個比例系數(shù)η,則ETn=ηET。(2)作物蒸騰與棵間土壤蒸發(fā)：作物蒸發(fā)蒸騰是農(nóng)田水分消耗的最主要形式,無論是傳統(tǒng)的蒸滲儀法、波文比法、渦度相關儀法、還是現(xiàn)代遙感估算法[31]多是進行土壤蒸發(fā)和植被蒸騰的集總估算,將二者分開估算的研究較少。但根據(jù)王健[32]、趙麗雯[33]、陳博[34]等研究可以看出作物蒸騰與蒸散之間存在一定的比例關系。本文假設降水產(chǎn)生的作物蒸騰與棵間土壤蒸發(fā)之間的比例關系與總蒸騰和總棵間土壤蒸發(fā)之間的比例關系一致,則Tn=μ(ETn-ENc)。μ的取值采用位于研究區(qū)域內(nèi)及周邊地區(qū)的王健[32]和陳博[34]關于夏玉米和冬小麥全生育期蒸騰占比的平均值。(3)冠層截留水蒸發(fā)：植被冠層截留受植被類型、植被特征、氣候條件等多因素影響。本文冠層截留水蒸發(fā)量估算Enc=φ×P,φ為小麥、玉米全生育期的降水截留率,分別取值1.48%、10.4%[35-36]。

4 結果與分析

4.1 耕地利用系統(tǒng)主要水循環(huán)要素分析

2012年黃淮海平原平均年降雨、產(chǎn)流和蒸散量分別為652.8、124.7、475.2mm(表2)。在區(qū)域整體平均水平上看,黃淮海平原年均降雨量大于年均產(chǎn)流和蒸散量,能夠滿足本區(qū)農(nóng)作物生長對水分需求,無需從系統(tǒng)外引入灌溉水進行補充。水量平衡條件下,2012年黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)仍有水分盈余,但具體到不同農(nóng)作物生長季,則表現(xiàn)出截然相反的結果。冬小麥季,黃淮海平原平均降雨、產(chǎn)流和蒸散量分別為164、2.2、203.7mm,降雨量小于產(chǎn)流和蒸散量,降水無法滿足本區(qū)農(nóng)作物生長對水分的需求,需要人工灌溉水補充系統(tǒng)才能達到水量平衡；夏玉米季,黃淮海平原平均降雨、產(chǎn)流和蒸散量分別為486.9、121、269.5mm,降雨量大于產(chǎn)流和蒸散量之和,水量平衡條件下,系統(tǒng)仍有水分盈余。

表2 2012年黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)水循環(huán)要素情況

由圖4可以看出,2012年黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)主要水循環(huán)要素——降雨、產(chǎn)流及蒸散均表現(xiàn)出明顯的空間分異性。黃淮海平原降雨量不足400mm的低值區(qū)域主要位于河南省平原區(qū)的西北部,以及河北、河南、山東3省的交界處,年降雨量超過1000mm的高值區(qū)域主要位于黃淮海平原的東北和東南部。黃淮海平原大部分地區(qū)年產(chǎn)流量不足100mm,產(chǎn)流形成的主要時節(jié)為夏玉米生長季。由于產(chǎn)流的形成與降雨關系密切,因此黃淮海平原產(chǎn)流量的空間分布表現(xiàn)出與降雨量基本相同的趨勢。2012年黃淮海平原大部分地區(qū)年總蒸散量在300—700mm之間,總蒸散的低值區(qū)域主要位于河北省東部與天津交界處,高值區(qū)主要位于平原南部的蘇北地區(qū)和皖北中部地區(qū)。

圖4 2012年黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)主要水循環(huán)要素空間分異Fig.4 Spatial distribution of water cycle factors of cultivated land use system in Huang-Huai-Hai Plain in 2012

4.2 耕地利用系統(tǒng)水量平衡

2012年,通過降水和農(nóng)田實際灌溉參與整個系統(tǒng)水循環(huán)的水量為2612.32億m3,其中95.8%來自系統(tǒng)外,農(nóng)田灌溉使用地下水量110.1億m3；系統(tǒng)總蒸散發(fā)量為1701.25億m3,其中來自降水、系統(tǒng)外灌溉補充和地下水灌溉補充蒸散發(fā)量分別占83.83%、9.7%、6.47%；系統(tǒng)徑流總流出水量約446.45億m3。將耕地利用系統(tǒng)看作一個黑箱,從系統(tǒng)外總輸入水量2502.2億m3,系統(tǒng)總輸出水量2147.7億m3。

自然水循環(huán)路徑：2012年,通過降水進入黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)的水量為2337.19億m3,其中74.8%集中在夏玉米季,約1748.09億m3；降水進入系統(tǒng)后隨即以徑流形式流出系統(tǒng)水量為446.45億m3,占降水量的19.1%；降水用于蒸散發(fā)消耗量約1426.12億m3,其中,冠層截留蒸發(fā)降水191.46億m3,棵間土壤蒸發(fā)降水571.52億m3,植被蒸騰消耗降水663.13億m3。

人工水循環(huán)路徑：2012年,黃淮海平原進入農(nóng)田實際灌溉水量為275.13億m3,其中60%來自河湖水,為系統(tǒng)外人工灌溉補充,其余均為系統(tǒng)內(nèi)地下水。系統(tǒng)引水和提水灌溉蒸散發(fā)量分別為165.03、110.1億m3。

4.3 耕地水源涵養(yǎng)功能分析

2012年黃淮海平原耕地理想水源涵養(yǎng)能力為1890.74億m3,占年總降水量的80.9%,通過農(nóng)作物截留和土壤持水,黃淮海平原的耕地利用系統(tǒng)保持了約4/5降水量。理想水源涵養(yǎng)能力僅反應了黃淮海平原耕地的最大水源涵養(yǎng)能力,耕地在實際利用過程中,上述涵養(yǎng)量中的農(nóng)作物冠層截留水分,以及土壤中保存或滲漏補給地下水的部分水分,會通過蒸發(fā)和蒸騰作用耗散掉,其中冠層截留蒸發(fā)和土壤蒸發(fā)為無效蒸發(fā),農(nóng)作物蒸騰耗散的水分雖然最終離開了土壤載體,但是卻得到了有效利用,減少了人工水分的補給,也應看做耕地利用系統(tǒng)的實際水源涵養(yǎng)量。因此,黃淮海平原耕地有效水源涵養(yǎng)能力為1127.76億m3。2012年黃淮海平原耕地凈水源涵養(yǎng)能力僅為464.62億m3,占理想水源涵養(yǎng)量的24.57%,耕地最大水源涵養(yǎng)能力中僅有約1/4的水分最終儲存于土壤或補充地下水。

4.4 耕地水源涵養(yǎng)功能空間分異

由圖5可以看出,2012年黃淮海平原大部分地區(qū)理想水源涵養(yǎng)能力在300—700mm,理想水源涵養(yǎng)能力不足300mm地區(qū)主要分布在河南省平原區(qū)的中部,以及山東和江蘇兩省交界處,理想水源涵養(yǎng)能力超過700mm地區(qū)主要分布在黃淮海平原東北部和東南部；2012年黃淮海平原有效水源涵養(yǎng)能力主要在200—400mm之間,平原北部和南部有效水源涵養(yǎng)能力相對較強,平原中部河北、山東、河南3省交界處以及河南省平原區(qū)西部有效水源涵養(yǎng)能力較弱,由于數(shù)據(jù)分解原因,在河南省平原區(qū)中部以及山東省平原區(qū)南部出現(xiàn)少量有效水源涵養(yǎng)能力小于0的區(qū)域,這與實際結果可能不符,但也可以說明2012年這些地區(qū)耕地有效水源涵養(yǎng)量很?。?012年黃淮海平原凈水源涵養(yǎng)能力主要在100—300mm之間,平原東北部和東南部凈水源涵養(yǎng)能力較大,超過300mm。同時,隨著蒸散因素考慮的增多以及受數(shù)據(jù)分解影響,黃淮海平原凈水源涵養(yǎng)能力表現(xiàn)為負的區(qū)域范圍逐漸擴大,主要分布在平原南部。毋庸置疑這些地區(qū)耕地具有水源涵養(yǎng)功能,準確地說是理想水源涵養(yǎng)能力,但由于耕地利用強度較大,耕地涵養(yǎng)水量不能滿足區(qū)域農(nóng)作物生產(chǎn)對水分的需求,耕地在發(fā)揮水源涵養(yǎng)功能同時更多的是表現(xiàn)為發(fā)揮涵養(yǎng)生態(tài)的功效。

通過圖4和圖5比較可以看出,一般降水豐富地區(qū),耕地理想水源涵養(yǎng)能力和有效水源涵養(yǎng)能力較大,二者與地區(qū)降水趨勢基本保持一致。但理想水源涵養(yǎng)能力較大的地區(qū),其凈水源涵養(yǎng)能力未必呈現(xiàn)相同趨勢,比如平原北部京津冀地區(qū)與南部的皖北地區(qū),理想水源涵養(yǎng)能力基本都在500mm以上,但由于平原南部蒸散發(fā)大于北部,導致皖北地區(qū)出現(xiàn)大量凈水源涵養(yǎng)量負值區(qū),其凈水源涵養(yǎng)能力明顯不及北部京津冀地區(qū)?？梢?耕地水源涵養(yǎng)能力與區(qū)域的降水、徑流和蒸散發(fā)情況直接相關,是作物、土壤以及農(nóng)田管理措施共同作用產(chǎn)生的結果。

圖5 2012年黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能空間分異Fig.5 Spatial differentiation of the water conversion function of Cultivated land in Huang-Huai-Hai Plain in 2012

5 結論與討論

(1)耕地是人工控制下的開放式自然生態(tài)系統(tǒng),在自然和人工驅(qū)動力共同作用下,黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)具有典型的二元水循環(huán)特性。本文從耕地利用系統(tǒng)的角度出發(fā),基于整個系統(tǒng)水循環(huán)過程,以1年作為區(qū)域尺度耕地水源涵養(yǎng)功能研究的周期,通過分析黃淮海平原耕地水循環(huán)過程,提出耕地水源涵養(yǎng)功能具有層次性,可以劃分為理想水源涵養(yǎng)能力、有效水源涵養(yǎng)能力和凈水源涵養(yǎng)能力。其中,理想水源涵養(yǎng)能力是耕地的最大水源涵養(yǎng)量,屬于傳統(tǒng)意義上的理解,效水源涵養(yǎng)能力和凈水源涵養(yǎng)能力才是對耕地水資源調(diào)控、耕地保護生態(tài)補償有現(xiàn)實意義的功能。

(2)在自然和人工二元驅(qū)動下,黃淮海平原耕地利用系統(tǒng)水循環(huán)形成自然水循環(huán)和人工水循環(huán)兩條路徑。自然水循環(huán)路徑中,通過降水進入系統(tǒng)水量為2337.19億m3,降水蒸散發(fā)量為1426.12億m3,降水產(chǎn)生徑流446.45億m3；人工水循環(huán)路徑中,農(nóng)田實際灌溉用水量為275.13億m3,系統(tǒng)引水和提水灌溉蒸散發(fā)量分別為165.03、110.1億m3。雖然農(nóng)田人工灌溉水補充對區(qū)域糧食生產(chǎn),尤其是小麥生產(chǎn)有重要作用,但系統(tǒng)總水分盈余主要來自降水。

(3)通過分析計算,黃淮海平原耕地理想水源涵養(yǎng)能力、有效水源涵養(yǎng)能力和凈水源涵養(yǎng)能力分別為1890.74、1127.76億m3和464.62億m3。作為一個整體,無論從哪個層面看,黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能效應均表現(xiàn)為正向性。但具體到區(qū)域內(nèi)部,黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能則表現(xiàn)出明顯空間分異性。北部和東南部地區(qū)耕地水源涵養(yǎng)能力較強,中部和西南部地區(qū)耕地水源涵養(yǎng)能力較弱。隨著耕地水源涵養(yǎng)功能層次性的不斷遞進,研究區(qū)域內(nèi)逐步出現(xiàn)不斷擴大化的水源涵養(yǎng)量負值區(qū),這些地區(qū)耕地在實際利用過程中,發(fā)揮水源涵養(yǎng)功能同時更多的是表現(xiàn)為發(fā)揮涵養(yǎng)生態(tài)的功效。耕地水源涵養(yǎng)能力是作物、土壤以及農(nóng)田管理措施共同作用產(chǎn)生的結果,與區(qū)域的降水、徑流和蒸散發(fā)等情況直接相關。耕地理想水源涵養(yǎng)能力較大地區(qū),其有效水源涵養(yǎng)能力也較大,但其凈水源涵養(yǎng)能力未必保持與二者同等趨勢。

(4)基于水量平衡法的耕地水源涵養(yǎng)功能研究,不同于常見的森林[37-38]或者山區(qū)流域尺度[29]的生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能研究,耕地利用系統(tǒng)具有典型的二元水循環(huán)特性,自然降水和人工灌溉水交互貫穿于整個系統(tǒng)的水循環(huán)過程。如何將兩條水循環(huán)路徑區(qū)分開進行計算,目前沒有準確、適用的方法。本文對人工水循環(huán)過程做了一些基本假設和簡化,并嘗試通過部分水循環(huán)要素分解,進行耕地水源涵養(yǎng)能力估算,其計算結果與實際情況之間還存在一定差異。如何準確提高區(qū)域尺度耕地水源涵養(yǎng)功能研究的準確性,還需要進行更加深入的探討和研究。

[1] Costanza R, D′Arge R, d e Groot R,Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S,O′Neill R V, Paruelo J,Raskin R G, Sutton P,VanDen Belt M. The value of the world′s ecosystem services and natural capital.Nature, 1997, 387(6630): 253- 260.

[2] 賴敏, 吳紹洪, 戴爾阜, 尹云鶴,趙東升. 三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務間接使用價值評估. 自然資源學報, 2013, 28(1): 38- 50.

[3] Miura S, Amacher M, Hofer T,San-Miguel-Ayanz J, Ernawati, Thackway R. Protective functions and ecosystem services of global forests in the past quarter-century. Forest Ecology and Management, 2015, 352: 35- 46.

[4] Zhang B, Li WH, Xie GD, Xiao Y. Water conservation of forest ecosystem in Beijing and its value. Ecological Economics, 2010, 69(7): 1416- 1426.

[5] 李晶, 張微微. 關中——天水經(jīng)濟區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源價值量時空變化. 華南農(nóng)業(yè)大學學報, 2014, 35(3): 52- 57.

[6] 何文清, 陳源泉, 高旺盛, 尹存寶. 農(nóng)牧交錯帶風蝕沙化區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經(jīng)濟價值評估. 生態(tài)學雜志, 2004, 23(3): 49- 53.

[7] 孫新章, 周海林, 謝高地. 中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務功能及其經(jīng)濟價值. 中國人口·資源與環(huán)境, 2007, 17(4): 55- 60.

[8] 肖玉, 謝高地, 安凱, 劉春蘭, 陳操操. 華北平原小麥-玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務評價. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2011, 19(2): 429- 435.

[9] 呂一河, 胡健, 孫飛翔, 張立偉. 水源涵養(yǎng)與水文調(diào)節(jié): 和而不同的陸地生態(tài)系統(tǒng)水文服務. 生態(tài)學報, 2015, 35(15): 5191- 5196.

[10] 李士美, 謝高地, 張彩霞, 蓋力強. 森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務流量過程研究. 自然資源學報, 2010, 25(4): 585- 593.

[11] 王曉學, 沈會濤, 李敘勇, 景峰. 森林水源涵養(yǎng)功能的多尺度內(nèi)涵、過程及計量方法. 生態(tài)學報, 2013, 33(4): 1019- 1030.

[12] 白楊, 歐陽志云, 鄭華, 徐衛(wèi)華, 江波, 方瑜. 海河流域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境損益分析. 應用生態(tài)學報, 2010, 21(11): 2938- 2945.

[13] 張彪, 李文華, 謝高地, 肖玉. 森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能及其計量方法. 生態(tài)學雜志, 2009, 28(3): 529- 534.

[14] 張燦強, 李文華, 張彪, 楊艷剛, 董敦義, 潘春霞. 基于土壤動態(tài)蓄水的森林水源涵養(yǎng)能力計量及其空間差異. 自然資源學報, 2012, 27(4): 697- 704.

[15] 王浩, 王建華, 秦大庸, 賈仰文. 基于二元水循環(huán)模式的水資源評價理論方法. 水利學報. 2006, 37(12): 1496- 1502.

[16] 趙利. 環(huán)境流二元特性及其表征研究[D]. 北京: 中國水利水電科學研究院, 2015.

[17] 秦大庸, 陸垂裕, 劉家宏, 王浩,王建華,李海紅,褚俊英,陳根發(fā). 流域“自然-社會”二元水循環(huán)理論框架. 科學通報, 2014, 59(4/5): 419- 427.

[18] 邵薇薇, 李海紅, 韓松俊, 黃昊, 呂華芳. 海河流域農(nóng)田水循環(huán)模式與水平衡要素. 水利水電科技進展, 2013, (5): 15- 20.

[19] 楊瑞珍, 肖碧林, 陳印軍, 盧布. 黃淮海平原農(nóng)業(yè)氣候資源高效利用背景及主要農(nóng)作技術. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2010, 24(9): 88- 93.

[20] Soil Conservation Service.National EngineeringHandbook, Supplement A, Section4, Chapter 10.Washington, D. C.:United State Department of Agriculture (USDA), 1985.

[21] 史培軍, 袁藝, 陳晉. 深圳市土地利用變化對流域徑流的影響. 生態(tài)學報, 2001, 21(7): 1041- 1049.

[22] Shadeed S, Almasri M. Application of GIS-based SCS-CN method in West Bank catchments, Palestine. Water Science and Engineering, 2010, 3(1): 1- 13.

[23] Ajmal M, Moon G W, Ahn J H, Kim T W. Investigation of SCS-CN and its inspired modified models for runoff estimation in South Korean watersheds. Journal ofHydro-environment Research, 2015, 9(4): 592- 603.

[24] Kousari M R, Malekinezhad H, Ahani H, Zarch M A A. Sensitivity analysis and impact quantification of the main factors affecting peak discharge in the SCS curve number method: An analysis of Iranian watersheds. Quaternary International, 2010, 226(1/2): 66- 74.

[25] Mishra S K, Tyagi J V, Singh V P, Singh R. SCS-CN-based modeling of sediment yield. Journal of Hydrology, 2006, 324: 301- 322.

[26] 呂明權, 吳勝軍, 溫兆飛, 陳吉龍, 姜毅, 甘捷. 基于SCS-CN與MUSLE模型的三峽庫區(qū)小流域侵蝕產(chǎn)沙模擬. 長江流域資源與環(huán)境, 2015, 24(5): 860- 867.

[27] Jung J W, Yoon K S, Choi D H, Lim S S, Choi W J,Choi S M, Lim B J. Water management practices and SCS curve numbers of paddy fields equipped with surface drainage pipes. Agricultural Water Management, 2012, 110: 78- 83.

[28] Sample D J, Heaney J P, Wright L T, Koustas R. Geographic information systems, decision support systems, and urban stormwater management. Journal of Water Resources Planning and Management, 2014, 127(3): 155- 161.

[29] 李潤奎, 朱阿興, 陳臘嬌, 劉軍志, 宋現(xiàn)鋒, 林耀明. SCS-CN模型中土壤參數(shù)的作用機制研究. 自然資源學報, 2013, 28(10): 1778- 1787.

[30 ] United States Department of Agriculture, Natural Resources ConservationService, Natural Employee Development Center.Hydrology Training Series Module 205 SCS Runoff Equation[2016-05- 30].http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detailfull/national/home/?cid=stelprdb1044570.

[31] 武夏寧, 胡鐵松, 王修貴, 江燕, 李修樹. 區(qū)域蒸散發(fā)估算測定方法綜述. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2006, 22(10): 257- 262.

[32] 王健, 蔡煥杰, 康燕霞, 陳鳳. 夏玉米棵間土面蒸發(fā)與蒸發(fā)蒸騰比例研究. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2007, 23(4): 17- 22.

[33] 趙麗雯, 吉喜斌. 基于FAO- 56雙作物系數(shù)法估算農(nóng)田作物蒸騰和土壤蒸發(fā)研究——以西北干旱區(qū)黑河流域中游綠洲農(nóng)田為例. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2010, 43(19): 4016- 4026.

[34] 陳博, 歐陽竹, 程維新, 劉麗平. 近50a華北平原冬小麥-夏玉米耗水規(guī)律研究. 自然資源學報, 2012, 27(7): 1186- 1199.

[35] 馬波, 馬璠, 李占斌, 吳發(fā)啟. 模擬降雨條件下作物植株對降雨再分配過程的影響. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2014, 30(16): 136- 146.

[36] 劉戰(zhàn)東, 劉祖貴, 張寄陽, 寧東峰, 南紀琴, 秦安振, 牛犇, 張宵, 肖俊夫. 夏玉米降雨冠層截留過程及其模擬. 灌溉排水學報, 2015, 34(7): 13- 17.

[37] 傅斌, 徐佩, 王玉寬, 彭怡, 任靜. 都江堰市水源涵養(yǎng)功能空間格局. 生態(tài)學報, 2013, 33(3): 789- 797.

[38] 張宏鋒, 袁素芬. 東江流域森林水源涵養(yǎng)功能空間格局評價. 生態(tài)學報, 2016, 36(24)：8120-8127.

[39] 朱泰峰. 華北山區(qū)土地利用/覆被變化及其水資源效應——以北京市門頭溝區(qū)為例[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學, 2014.

StudyonthewaterconservationfunctionofcultivatedlandbasedondualisticwatercycleinHuang-Huai-HaiPlain

CHEN Li1,2, HAO Jinmin1,2,*, CHEN Aiqi1,2, LI Mu1,2, GAO Yang1,2, GUAN Qingchun1,2, WANG Hongliang1,2,3

1CollegeofResourcesEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,China2KeyLaboratoryforAgriculturalLandQualityMonitoringandControl,TheMinistryofLandandResources,Beijing100193,China3HohhotBureauofLandandResources,Hohhot010010,China

國家科技支撐計劃項目(2015BAD06B01)

2016- 06- 01; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡出版日期

日期:2017- 04- 24

10.5846/stxb201606011059

*通訊作者Corresponding author.E-mail: jmhao@cau.edu.cn

陳麗,郝晉珉,陳愛琪,李牧,高陽,管青春,王宏亮.基于二元水循環(huán)的黃淮海平原耕地水源涵養(yǎng)功能研究.生態(tài)學報,2017,37(17):5871- 5881.

Chen L, Hao J M, Chen A Q, Li M, Gao Y, Guan Q C, Wang H L.Study on the water conservation function of cultivated land based on dualistic water cycle in Huang-Huai-Hai Plain.Acta Ecologica Sinica,2017,37(17):5871- 5881.