果园水分传输机制与耗水规律研究开题报告

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1、果园水分传输机制与耗水规律研究果园水分传输机制与耗水规律研究1研究目的与意义随着经济发展和人民生活水平的不断提高，对水果的需求量会愈来愈大，并且对水果的品质要求也越来越高。苹果、梨和桃等主要果树种植面积在我国发展较快，2002年全国果业学术研讨会的资料表明，中国目前的水果种植面积为840万公顷，约占我国农业耕地面积的6.8%，占世界果树总面积的21%左右；水果年总产量达5900多万吨，占世界果品总产量的13.4%，这两项指标都已跃居世界第一。目前在我国许多干旱缺水的贫困落后地区，水果生产已成为当地脱贫和经济发展的重要支柱产业。如2002年陕西省苹果的种植

2、面积约53.4万公顷，已占全省总耕地面积535万公顷的1/10，直接产值已超60亿元，苹果收入已占水果产区农民收入的1/3以上，其主产县苹果税收在财政中所占份额很大，有些县已达一半以上，已成为陕西省农村经济发展的龙头和突破口之一。虽然中国人均79平方米的果树面积，已接近83平方米的世界人均水平，但由于中国果树平均单产仅为世界平均值的66%，所以中国目前人均果品拥有量(47公斤)远低于世界人均75公斤的拥有量。这项指标表明中国果树增产的潜力仍有很大的发展空间。是什么原因造成单产远低于世界平均水平的呢？主要是由于管理措施不当和水旱灾害造成的。从我国优质苹果的

3、分布来看，品质较好的主要分布在年降水量在500mm以下的干旱半干旱地区，因此，灌溉是这些果区避免苹果生育期遭受水分胁迫对其正常生长行为的损害和保证水果大小均一、提高优质果品率的关键措施。面对该类区域水资源极缺、地形条件复杂、灌溉水价较高的实际，果园水分高效利用的研究将是未来节水农业研究的重要内容。另外中国即将加入世贸组织，为了使我国水果在国际上占据更为广阔的市场，就必须降低生产成本，提高产量和品质。水量不足是我国北方干旱、半干旱地区农业生态系统良性运转和农作物产量提高的主要限制因素。黄土高原是优质苹果生产基地，但干旱缺水问题非常突出，在该地区研究果树节水

4、灌溉机理和灌溉制度，对于科学利用当地通过人工措施集蓄的雨水（窑窖蓄水等）或通过高扬程提取的水，发展补充灌溉抗御干旱，实现以水促产和以水促优质，使当地农村脱贫致富和生态环境改善，更具有重要的意义。由于果树根系发达，产量高和生物量大，其强烈的蒸腾耗水作用比一般农作物都要高，农田大面积改种果树，势必加剧果树生长的水分供需矛盾；另外对果园的平整、深翻和精细护理，又将改变下垫面状况，影响降雨入渗—产流关系，有可能改变该地区的水分循环。探讨果树种植面积扩大和果树生产力水平提高条件下的果园水分运动，对指导该区合理利用水资源、加强水分管理和有限水资源条件下果树发展的合理

5、布局，以及最终确保果业健康持续发展有一定的实际意义。因此，干旱条件下果树水分传输机理及耗水规律的研究是一个具有重要的科学意义和重大应用前景的研究课题，它可以满足如下需求：(1)评价农村结构调整对区域水资源分配影响的需要16例如在黄土高原区扩大果树的栽种面积势必改变区域的灌溉用水量和蒸发蒸腾等区域水循环要素，如何定量评价黄土高原区扩大果树的栽种面积对黄河流域水资源分配的影响，必须从果园水分运动机制和定量描述运动过程入手，建立果园水分运动模式并计算水分收支情况，从而准确地回答该地区扩大果树的栽种面积后对该地区区域水资源分配的影响程度。(1)果园灌溉和生产管理

6、决策的需要果树要实现高产量、高品质、高利润的“三高”生产，需要在果树生长发育的各个阶段，根据植株水分生理需求，适时供应适量的水分，以促成水分在果园土壤-植物-大气系统中良性循环。果园水分运动机制及以此为基础建立的模型，是果园灌溉决策专家系统和果园生产管理专家系统的核心模块。因此，研究果园水分运动模型，并以此为依据优化调控果园水分循环，使果树达到“三高”生产，是非常必要的。(2)充实土壤-植物-大气水分传输模式（SPAC）的研究内容近年来，国内外研究人员对农田作物土—植系统和森林土—植系统水分传输理论已经做了大量而又系统的研究，而介于二者之间过渡的果园土—

7、植系统水分运动理论还缺乏系统深入的研究。因此，如果开展这方面系统的研究必将充实土壤—植物—大气水分传输过程的研究内容。(3)国际研究趋势表明土壤-植物-大气系统的物质（水、气和溶质）循环及能量转化过程的机制与模拟研究将是今后的热点研究领域随着高速、大容量计算机的出现，使过去纯粹的数值仿真模拟变为视觉可感官到的动感过程模拟。近几年来国外研究者（JeanDauzat,etal2001,CyrilSoler,etal2003）利用可视化语言、高级数据库技术和图像学中高级建模技术（L-系统、AMAP系统等）结合起来尝试性地虚拟了植物-大气系统中蒸腾、光合作用、太

8、阳辐射能量的截获与分配过程，结果与实际过程非常吻合。如果植物对生长环境变化响应的