水安全與糧食安全

康紹忠

水資源的可持續(xù)利用與糧食安全保障是人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展的最基本支撐點(diǎn)。但水資源緊缺是一個(gè)世界性的問題，水資源高效利用與保護(hù)已成為當(dāng)前全球關(guān)注的熱點(diǎn)。為滿足人口持續(xù)增長(zhǎng)和生活水平改善的需要，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模和強(qiáng)度在過去幾十年中迅速擴(kuò)大，干旱缺水和水污染已成為世界農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全保障的重要制約因素。農(nóng)業(yè)是最主要的用水部門，消耗了全球總用水量的70%，因此，水資源高效利用的核心是農(nóng)業(yè)水資源高效利用。充分認(rèn)清目前及未來面臨的水資源安全和糧食安全形勢(shì)，找準(zhǔn)農(nóng)業(yè)水資源高效利用的核心問題，明晰糧食生產(chǎn)中不同尺度的水循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律與消耗機(jī)理，通過科技進(jìn)步與管理改革提高水的利用效率，改善水環(huán)境是解決當(dāng)前水危機(jī)并保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與糧食安全的根本途徑。

1 水安全與糧食安全的概念

1.1 糧食安全的概念

聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）對(duì)糧食安全的定義為“確保所有人在任何時(shí)候既買得到又買得起所需要的基本食品”，主要包括3個(gè)目標(biāo)：確保生產(chǎn)足夠數(shù)量糧食，最大限度地穩(wěn)定糧食供應(yīng)，確保所有需要糧食的人都能獲得糧食。日益嚴(yán)峻的資源與氣候危機(jī)、水土資源短缺、干旱洪澇等極端氣候帶來的糧食減產(chǎn)，正在影響全球的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。確保糧食安全，已成為人類面臨的重大挑戰(zhàn)。

1.2 水安全的概念

在一定流域或區(qū)域內(nèi)，以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以可持續(xù)發(fā)展為原則，水資源、洪水和水環(huán)境能夠持續(xù)支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)模、能夠維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展的狀態(tài)即為水安全，此定義最早出現(xiàn)在2000年斯德哥爾摩國際水會(huì)議上。

水安全狀況與經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人類生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展緊密相關(guān)。隨著全球資源危機(jī)的加劇，國家安全觀念發(fā)生重大變化，水安全已成為國家安全的一個(gè)重要內(nèi)容，與國防安全、經(jīng)濟(jì)安全、金融安全具有同等戰(zhàn)略地位。

全球范圍內(nèi)，用水量迅速增加、水污染持續(xù)加重以及部門間競(jìng)爭(zhēng)性開發(fā)所導(dǎo)致的不合理利用，使水資源進(jìn)一步短缺，水環(huán)境更加惡化，嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，威脅著人類的福祉。1993年1月18日，第47屆聯(lián)合國大會(huì)第193號(hào)決議，確定將每年的3月22日定為“世界水日”，以推動(dòng)對(duì)水資源進(jìn)行綜合性統(tǒng)籌規(guī)劃和管理，加強(qiáng)水資源保護(hù)，解決日益嚴(yán)峻的缺水問題。

1.3 水安全與糧食安全的關(guān)系

聯(lián)合國教科文組織《世界水資源開發(fā)報(bào)告》明確將農(nóng)業(yè)用水供需緊張列為全球水資源開發(fā)的9大問題之一。水與糧食安全已成為世界各國共同關(guān)注的重大議題，2012年世界水日的主題為水與糧食安全，F(xiàn)AO總干事José Grazianoda Silva指出“沒有水安全就無法實(shí)現(xiàn)糧食安全”。水安全是糧食安全的基礎(chǔ)，水資源短缺將直接導(dǎo)致糧食生產(chǎn)的波動(dòng)，從而在源頭上導(dǎo)致真正的糧食危機(jī)。

2 水安全與糧食安全的形勢(shì)

2.1 水安全形勢(shì)

2.1.1 全球水安全形勢(shì)

全球不斷減少的水資源會(huì)給國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定帶來嚴(yán)重隱患，對(duì)人類健康、能源儲(chǔ)備、糧食供應(yīng)有負(fù)面影響。全球淡水總量約3500萬km3，其中約70%儲(chǔ)存于各類冰川中，約30%為地下水，可供人類和生態(tài)系統(tǒng)使用的淡水總量約為20萬km3，不足淡水總量的1%。伴隨人類活動(dòng)的不斷增強(qiáng)，工業(yè)化、城市化過程導(dǎo)致嚴(yán)重的水資源污染，全球每天有200萬t的人類垃圾進(jìn)入水體，發(fā)展中國家近70%工業(yè)廢棄物未經(jīng)處理便直接進(jìn)入人類可用的水源，由于化肥的過度使用，河流中的氮含量增加了10%～20%。全球淡水資源中的生命地球指數(shù)大幅下降，1970—1999年下降了50%。全球有26億人（包括10億兒童）缺乏基本的清潔飲用水，每20 s就有1個(gè)兒童因缺乏安全飲用水而死亡。全球人口每年預(yù)計(jì)增加8千萬，每年增加的水資源需求量達(dá)640億m3，增加人口的大多數(shù)出生在水資源短缺國家或地區(qū)，2008—2100年60%的增加人口在非洲和南亞地區(qū)。

農(nóng)業(yè)是最主要的水資源消耗部門。農(nóng)業(yè)用水占全球總用水量的70%，在一些非洲和亞洲國家，農(nóng)業(yè)用水比例達(dá)85%～90%。過去100年全球用水量的增幅是同期人口增幅的2倍以上，預(yù)計(jì)到2025年，全球有1.8億人口將生活在嚴(yán)重缺水環(huán)境中，2/3的人口面臨水資源短缺，高度依賴灌溉農(nóng)業(yè)的地區(qū)更容易出現(xiàn)嚴(yán)重缺水，如非洲、南亞和我國的北方地區(qū)。

氣候變化無疑會(huì)對(duì)全球水循環(huán)和水資源分布產(chǎn)生影響，全球變暖會(huì)使干旱出現(xiàn)的頻率和強(qiáng)度增加，更多區(qū)域可能出現(xiàn)水資源短缺。在水資源短缺日趨嚴(yán)重的同時(shí)，相對(duì)20世紀(jì)末，全球洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)有明顯增加趨勢(shì)，受影響人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失也明顯增加。

2.1.2 我國水安全形勢(shì)

我國降水時(shí)空分布不均，旱澇災(zāi)害多發(fā)、并發(fā)問題突出。我國年均降水量649 mm，低于全球陸地平均降水量約20%，受季風(fēng)氣候及地勢(shì)的影響，降水量呈南多北少，東多西少的基本格局。全國多年平均水資源總量28405億m3，居世界第6位，其中河川徑流量27328億m3，地下水資源量8226億m3，二者重復(fù)量7149億m3。我國人均淡水資源量從1962年的4110 m3減少至2010年的2100 m3，不足世界人均水平的1/3，位居第109位。

我國水資源與其他社會(huì)資源的空間分布不匹配。伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生產(chǎn)生活污水排放量激增，2009年全國廢污水排放量747億m3，全國地表水水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率僅47.4%，562眼監(jiān)測(cè)井中，水質(zhì)為Ⅳ～Ⅴ類的監(jiān)測(cè)井占72.1%。淡水生態(tài)系統(tǒng)功能整體呈現(xiàn)“局部改善、整體退化”態(tài)勢(shì)，北方平原區(qū)地下水嚴(yán)重超采，形成160余個(gè)地下水超采區(qū)。

氣候變化對(duì)我國水資源影響明顯。與1956—2000年比較，2001—2009年全國降水減少2.8%，地表水資源和水資源總量分別減少5.2%和3.6%。且南北方均有所減少，其中海河流域減少最為顯著，降水減少9%，地表水減少49%，水資源總量減少31%。中國主要江河年徑流量減少，其中以海河、黃河、遼河流域減少最為顯著。青藏高原冰川面積縮小7.4%，多年凍土下界分布高度上升約71 m，季節(jié)性凍土厚度平均減小19 cm。氣候變化加劇了我國干旱發(fā)生的程度。1951—2007年，我國干旱發(fā)生頻率加快，受干旱影響的面積增大。

我國水資源利用效率仍較低。我國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)和水分生產(chǎn)率遠(yuǎn)低于世界先進(jìn)水平。目前我國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量是發(fā)達(dá)國家的10～20倍；我國水的重復(fù)利用率為40%左右，而發(fā)達(dá)國家為75%～85%。城市生活用水浪費(fèi)也十分嚴(yán)重，全國多數(shù)城市自來水管網(wǎng)損失率為15%～20%。

2.2 糧食安全形勢(shì)

2.2.1 全球糧食安全形勢(shì)

隨著人口增加，保障糧食安全已成為世界可持續(xù)發(fā)展的首要問題，2030年世界人口將達(dá)83億，糧食需求達(dá)30億t。灌溉是提升糧食產(chǎn)量的最主要條件之一，灌溉農(nóng)業(yè)利用全球20%的農(nóng)田生產(chǎn)了40%的糧食，而雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)用80%的農(nóng)田生產(chǎn)了60%的糧食，灌溉農(nóng)業(yè)的單產(chǎn)水平是雨養(yǎng)的2.5倍。雖然近50年以來，全球糧食生產(chǎn)在總量和單產(chǎn)水平上均有大幅提高，但由于人口和農(nóng)業(yè)水平的發(fā)展不平衡，糧食不足問題仍舊突出，據(jù)FAO發(fā)布的《2010年世界糧食不安全狀況》報(bào)告，全球糧食不安全人口目前仍占16%（即10億以上），有33個(gè)國家存在糧食供應(yīng)嚴(yán)重缺口、出現(xiàn)大范圍糧食獲取困難或者出現(xiàn)局部嚴(yán)重糧食不安全情況。糧食價(jià)格在2000—2006年相對(duì)穩(wěn)定，但表現(xiàn)出緩慢上升趨勢(shì)。從2007年到2008年初，主要糧食價(jià)格均大幅上漲。大米價(jià)格上漲53%，大豆上漲29%，小麥上漲40%。糧食價(jià)格的上漲是由于糧食出口國家惡劣氣候造成作物減產(chǎn)及作物用于生物能源的結(jié)果。糧價(jià)上漲對(duì)低收入國家的糧食安全水平帶來了明顯的負(fù)面影響。

氣候變化導(dǎo)致各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生頻率更加頻發(fā)、程度加重。2012年美國、俄羅斯的干旱導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，直接影響到全球的糧價(jià)上漲。模擬研究結(jié)果表明，當(dāng)氣溫再升高0.8℃時(shí)，玉米、小麥減產(chǎn)可達(dá)20%，且發(fā)展中國家受到的影響較發(fā)達(dá)國家嚴(yán)重。人口增加、水資源制約、氣候變化、糧食需求增加等因素是糧食危機(jī)的主要原因。盡管目前處于全球糧食安全水平較高的時(shí)期，但受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和糧食生產(chǎn)能力的制約，全球仍有10億人處于極度貧困，超過9億人營養(yǎng)不良。

2.2.2 我國糧食安全形勢(shì)

新中國成立以后特別是改革開放以來，我國糧食生產(chǎn)能力大幅提高，國家糧食保障水平取得了舉世矚目的成績(jī)，糧食總產(chǎn)由新中國成立初期的1億t提高到6億t，主要作物單產(chǎn)水平也得到大幅提高，水稻由2.97 t·hm2提高到6.42 t·hm2，小麥由1.02 t·hm2提高到4.61 t·hm2，玉米由1.51 t·hm2提高到5.17 t·hm2。糧食產(chǎn)量的提升主要得益于品種改良，化肥、農(nóng)藥投入以及灌溉條件的改善。氣候變化對(duì)我國糧食生產(chǎn)的影響較全球平均水平更為明顯，預(yù)計(jì)到2050年，我國糧食產(chǎn)量因氣候變化可能減產(chǎn)13%，其中水稻減產(chǎn)4%～14%，小麥減產(chǎn)2%～20%，玉米減產(chǎn)0～13%。為滿足不斷增長(zhǎng)的人口需求，我國糧食產(chǎn)量到21世紀(jì)30年代需增加至少30%，但資源短缺，尤其水資源短缺限制了我國糧食生產(chǎn)水平的進(jìn)一步提升；此外氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)的不利影響日益嚴(yán)峻，尤其是極端氣候出現(xiàn)頻率增加，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量的波動(dòng)，易出現(xiàn)糧食供應(yīng)不足。

糧食需求與農(nóng)業(yè)可供水量的矛盾是世界性的問題，水資源短缺已成為全球糧食安全的主要制約因素。為實(shí)現(xiàn)2030年的世界糧食需求目標(biāo)，按現(xiàn)有用水效率計(jì)算，農(nóng)業(yè)灌溉用水將增加36%（現(xiàn)有2810 km3），缺口達(dá)1012 km3。我國糧食增產(chǎn)需求與農(nóng)業(yè)可供水量短缺矛盾也非常突出，2030年我國人口將達(dá)到16億，糧食需求將達(dá)6.4億t，按現(xiàn)有農(nóng)業(yè)用水效率計(jì)算，尚缺水約800億m3。而2020年全國新增千億斤糧食規(guī)劃中，北方缺水區(qū)需貢獻(xiàn)新增糧食的65%。

3 糧食安全的水資源保障戰(zhàn)略

為糧食生產(chǎn)提供可持續(xù)的水資源保障是構(gòu)建糧食安全的基本條件。糧食安全的水資源保障主要包括：水資源的合理配置與高效供給，水資源的農(nóng)業(yè)高效利用，水污染防治和保護(hù)，應(yīng)對(duì)極端氣候?yàn)?zāi)害的水資源保障等方面。

在農(nóng)業(yè)用水必須保持零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)的條件下，2020年我國糧食需增產(chǎn)500億kg，因此大規(guī)模提高農(nóng)業(yè)用水效率是保障糧食安全的戰(zhàn)略需要。我國目前的農(nóng)業(yè)用水效率仍遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平，灌溉水有效利用系數(shù)約為0.5，1 m3灌溉水糧食產(chǎn)量1.1 kg，遠(yuǎn)低于先進(jìn)國家灌溉水有效利用系數(shù)0.7～0.8，1 m3灌溉水糧食產(chǎn)量2.5～3.0 kg；同時(shí)，我國農(nóng)業(yè)灌溉模式落后，節(jié)水灌溉面積占全部灌溉面積的比例僅為42%。據(jù)測(cè)算，我國灌溉用水有效利用系數(shù)若由0.5提高到0.7，約可節(jié)水600億～700億m3；灌溉水生產(chǎn)率由1.1 kg·m-3增加到1.5 kg·m-3，在生產(chǎn)相同的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)大約可減少農(nóng)作物耗水1000億m3。

農(nóng)業(yè)高效用水是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括作物高效用水調(diào)控、田間精量灌溉控制、灌區(qū)配水優(yōu)化以及配套農(nóng)藝保障措施等。水資源的農(nóng)業(yè)高效利用要從3方面挖掘潛力：一方面是通過選擇（選育）抗旱作物和節(jié)水品種，在作物個(gè)體和群體生理尺度上，提高籽粒產(chǎn)量，降低作物耗水量；二是改進(jìn)耕作模式和灌溉技術(shù)等農(nóng)藝措施，提升田間管理水平，在田塊尺度上實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)和耗水的多過程、多因素協(xié)調(diào)，同時(shí)提高糧食產(chǎn)量且降低田間灌溉水消耗量；三是提高區(qū)域水資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)能力，提升配水效率，在區(qū)域（流域、灌區(qū)）尺度上協(xié)調(diào)水資源統(tǒng)籌分配，提升區(qū)域水資源利用效率，減少區(qū)域水資源損失。

近年來，國內(nèi)外提出了許多新的灌溉概念和方法，如限水灌溉、非充分灌溉、調(diào)虧灌溉、分根區(qū)交替灌溉等，對(duì)由傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)型灌溉轉(zhuǎn)向節(jié)水優(yōu)產(chǎn)型灌溉，提高水的利用效率起到了積極作用。我國近期高效灌溉技術(shù)的試驗(yàn)研究和推廣發(fā)展較快。海河平原區(qū)開展的試驗(yàn)研究表明，在灌溉總量3600 m3·hm2的情況下，微噴技術(shù)灌溉的冬小麥產(chǎn)量明顯提高，其水分利用效率（WUE）為1.7 kg·m-3，而同樣條件下，傳統(tǒng)畦灌冬小麥的WUE為1.5 kg·m-3。東北地區(qū)玉米膜下滴灌產(chǎn)量達(dá)15000 kg·hm2，比常規(guī)栽培玉米平均增產(chǎn)6000～7500 kg·hm2，增收6000元·hm2。灌水量比噴灌節(jié)水50%，比地面直接漫灌節(jié)水86%。除節(jié)水效益外，膜下滴灌的經(jīng)濟(jì)效益也明顯提升。膜下滴灌的水源、設(shè)備、地膜及常規(guī)栽培管理等全部成本為8550元·hm2左右。按東北地區(qū)玉米產(chǎn)量15000 kg·hm2，單價(jià)1.2元·kg-1計(jì)算，收入18000元·hm2，純收入9450元·hm2；與常規(guī)玉米平均純收入3150元·hm2比，增加6000元·hm2以上。

渠系優(yōu)化輸配水是在流域和灌區(qū)尺度上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模節(jié)水灌溉的必然需要。高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)高效用水現(xiàn)代化管理中的應(yīng)用日益廣泛，數(shù)字渠系的發(fā)展將大大促進(jìn)精準(zhǔn)灌溉和水資源精準(zhǔn)調(diào)度的實(shí)踐。為實(shí)現(xiàn)渠系優(yōu)化配水的要求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的渠道水量、流量實(shí)時(shí)調(diào)控研究也在國內(nèi)外逐步興起。實(shí)現(xiàn)渠系現(xiàn)代化管理，首先要有工程控制設(shè)備的自動(dòng)化，其次有先進(jìn)的系統(tǒng)運(yùn)行軟件對(duì)系統(tǒng)控制問題進(jìn)行決策，從而建立渠系輸配水現(xiàn)代化管理決策支持。澳大利亞開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從水庫到田間的輸配水優(yōu)化，包括主干渠配水口和田間放水口在內(nèi)的所有閘門都安裝了傳感器，中心總節(jié)點(diǎn)通過各閘門節(jié)點(diǎn)收集各渠道水位信息和田間灌水口灌水需求信號(hào)，再通過通信網(wǎng)絡(luò)支配傳感器控制閘門的位置（即閘門打開的角度）和渠道實(shí)際水位，實(shí)現(xiàn)精確配水。

就我國節(jié)水農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀和未來需求來看，筆者認(rèn)為以下幾個(gè)方面是我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)：在保持產(chǎn)量前提下減小蒸散量（ET）或在相同ET下提高產(chǎn)量，構(gòu)建農(nóng)業(yè)節(jié)水補(bǔ)償機(jī)制，通過土地流轉(zhuǎn)與規(guī)模經(jīng)營提升節(jié)水效率，開發(fā)經(jīng)濟(jì)、可靠、耐用的先進(jìn)實(shí)用節(jié)水技術(shù)，建設(shè)與完善節(jié)水科技推廣與技術(shù)服務(wù)體系，加強(qiáng)變化環(huán)境下節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)研究工作，建設(shè)全國性農(nóng)業(yè)節(jié)水試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

4 糧食生產(chǎn)中水高效利用的科學(xué)問題

糧食生產(chǎn)中水高效利用是一個(gè)系統(tǒng)工程，圍繞與其密切相關(guān)的水資源高效利用，水資源高效配置與調(diào)控，農(nóng)業(yè)水資源消耗的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)以及應(yīng)對(duì)旱澇極端氣候等主要方面尚有一系列科學(xué)問題需要通過大量的深入研究予以闡明，主要包括：作物理想耗水與多過程調(diào)控機(jī)制，強(qiáng)人類活動(dòng)下灌區(qū)多尺度水循環(huán)與伴生過程，糧食生產(chǎn)—水資源—生態(tài)過程的互饋機(jī)制，農(nóng)業(yè)旱澇致災(zāi)機(jī)理與預(yù)警機(jī)制。

1）作物理想耗水與多過程協(xié)同調(diào)控機(jī)制。包括：作物理想耗水狀態(tài)識(shí)別，明確作物葉片、單株、群體尺度的理想耗水狀態(tài)，鑒別影響作物理想耗水狀態(tài)的生理與環(huán)境因子；作物理想耗水過程定量表征，解析作物理想耗水條件下水分生理及生化關(guān)鍵過程，定量描述作物理想耗水狀態(tài)；作物理想耗水多過程協(xié)同調(diào)控，農(nóng)田最佳需水過程曲線及實(shí)時(shí)多階段動(dòng)態(tài)調(diào)整，作物理想耗水多過程全要素協(xié)同調(diào)控。

2）強(qiáng)人類活動(dòng)下灌區(qū)多尺度水循環(huán)與伴生過程。包括：灌區(qū)多尺度水循環(huán)演變機(jī)理與模擬，強(qiáng)人類活動(dòng)下灌區(qū)多尺度水循環(huán)演變機(jī)理，灌區(qū)多尺度水循環(huán)耦合模擬；水土介質(zhì)物理—化學(xué)—生物過程作用機(jī)理，水土介質(zhì)多組分溶質(zhì)反應(yīng)性遷移機(jī)理，水土介質(zhì)物理—化學(xué)—生物過程耦合作用，水循環(huán)對(duì)水土介質(zhì)伴生過程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制與表征；灌區(qū)水循環(huán)與地表生態(tài)過程、能量循環(huán)的耦合作用，地表生態(tài)對(duì)強(qiáng)人類活動(dòng)下水循環(huán)的響應(yīng)機(jī)制。

3）糧食生產(chǎn)—水資源—生態(tài)過程的互饋機(jī)制。包括：糧食生產(chǎn)—水資源—生態(tài)系統(tǒng)作用機(jī)理與適應(yīng)機(jī)制，水資源與糧食生產(chǎn)時(shí)空耦合機(jī)制，生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)對(duì)水資源的響應(yīng)及適應(yīng)機(jī)制，糧食生產(chǎn)與地表生態(tài)的局地微氣候互饋機(jī)制；面向糧食生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的水資源多維臨界調(diào)控，基于生態(tài)足跡的水資源承載力，糧食生產(chǎn)—水資源—生態(tài)系統(tǒng)平衡機(jī)制，面向生態(tài)環(huán)境健康的水資源利用閾值。

4）農(nóng)業(yè)旱澇致災(zāi)機(jī)理與預(yù)警機(jī)制。包括：旱澇致災(zāi)過程驅(qū)動(dòng)機(jī)理，作物對(duì)極端干旱及澇漬響應(yīng)機(jī)理，農(nóng)業(yè)旱澇致災(zāi)的氣象—作物—土壤水分動(dòng)力學(xué)機(jī)制，旱澇突變事件對(duì)水環(huán)境及水生態(tài)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制；旱澇致災(zāi)預(yù)警機(jī)制，基于陸面生態(tài)—水文過程的區(qū)域旱澇預(yù)警，區(qū)域旱澇預(yù)警智能不確定集方法，旱澇致災(zāi)生態(tài)損益曲線。