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第1章 黄土高原地区资源环境与农业生产状况1

1.1 黄土高原地区的地理位置与地貌特征1

1.2 黄土高原地区自然资源与环境特征2

1.2.1 耕地资源2

1.2.2 森林资源2

1.2.3 草场资源4

1.2.4 气候资源4

1.2.5 水资源4

1.2.6 矿产资源4

1.2.7 自然环境特征4

1.2.8 资源与环境研究概况5

1.3 黄土高原地区农业生产与种植制度概况5

1.3.1 黄土高原地区农业生产与种植制度总体概况5

1.3.2 黄土高原地区农业生产与种植制度分区概况6

1.4 黄土高原地区种植制度研究的意义16

第2章 西北黄土高原夏闲地资源状况18

2.1 黄土高原夏闲地问题18

2.2 黄土高原农田夏闲与多熟种植19

2.3 西北黄土高原夏闲期农业气候资源状况20

2.3.1 夏闲期日数20

2.3.2 夏闲期太阳总辐射能21

2.3.3 夏闲期积温22

2.3.4 夏闲期降水量23

2.3.5 夏闲期农田蒸散量24

2.3.6 开发夏闲地，高效利用夏闲期农业气候资源24

第3章 西北黄土高原实行多熟种植开发夏闲地的气候可能性分析25

3.1 多熟种植的热量状况分析25

3.1.1 作物生长所需热量参数25

3.1.2 多熟种植作物组合积温参数26

3.1.3 西北黄土高原多熟种植的热量可能范围31

3.2 多熟种植的水分状况分析32

3.2.1 各种作物需水量参数32

3.2.2 多熟作物组合需水量参数33

3.2.3 西北黄土高原多熟种植的水分可能范围35

3.3 多熟种植气候潜力估算37

3.3.1 水热复种指数潜力值估算37

3.3.2 夏闲地开发率估算38

3.4 西北黄土高原多熟作物组合作物历38

第4章 西北黄土高原夏闲地开发可行性决策咨询系统41

4.1 ESDSFL的知识模型41

4.1.1 多熟热量指数模型和多熟水分指数模型41

4.1.2 主要界限参数42

4.1.3 积温与降水量的保证率计算模型43

4.1.4 复种指数预测模型43

4.2 ESDSFL的推理机制44

4.3 ESDSFL的用户界面47

4.4 ESDSFL的安装、运行与功能48

4.5 ESDSFL的咨询实例48

第5章 黄土高原夏闲地开发的试验研究53

5.1 渭北高原区夏闲地开发利用试验53

5.1.1 渭北高原西部地区夏闲地开发试验53

5.1.2 渭北高原东部地区夏闲地开发试验55

5.2 陇东高原区夏闲地开发利用试验研究56

5.2.1 复种作物农田土壤水分时空分异特征56

5.2.2 复种模式的农田耗水特征57

5.2.3 复种轮作模式农田生产力及其水分利用效率57

5.3 山西旱地夏闲地开发利用试验研究58

5.3.1 夏闲期气候资源状况及土壤水分变化58

5.3.2 夏闲地复种试验研究结果59

5.4 宁南半干旱区灌溉农田夏闲地开发试验研究59

第6章 作物生长模拟研究方法61

6.1 作物生长模拟模型的开发与应用进展61

6.1.1 作物生长模拟模型的概念与特点61

6.1.2 作物生长模拟模型的类型与结构62

6.1.3 作物生长模拟模型的开发研究方法65

6.1.4 作物生长模拟模型开发研究的历史回顾66

6.1.5 作物生长模拟模型的应用进展68

6.1.6 作物模拟研究发展趋势71

6.2 作物生长模拟模型DSSAT3简介72

6.2.1 DSSAT3模型结构与功能简介72

6.2.2 DSSAT3模型的参数订正与模型验证73

6.3 作物生长模型EPIC和ALMANAC简介74

6.3.1 EPIC模型简介74

6.3.2 ALMANAC模型及其模拟结果验证75

6.4 CERES—小麦模型中的数学模拟方法78

6.4.1 无水肥亏缺时小麦生长发育过程的数学模拟78

6.4.2 土壤水分平衡的数学模拟83

6.4.3 氮素平衡的数学模拟87

第7章 黄土高原地区作物模型数据库组建93

7.1 DSSAT3模型气象数据库的组建93

7.1.1 黄土高原各省区各典型生态区气象台站的选择93

7.1.2 DSSAT3气象数据库的建立93

7.2 DSSAT3模型土壤数据库的组建97

7.2.1 黄土高原各省区农田土壤主要代表土种选择97

7.2.2 DSSAT3模型土壤数据库文件的输入变量及其取值的确定100

7.3 DSSAT3模型作物品种遗传特性参数库的组建102

7.3.1 CERES—小麦模型品种遗传特性参数的确定102

7.3.2 CERES—玉米模型品种遗传特性参数的确定107

7.3.3 CERES—谷子模型品种遗传特性参数的确定108

7.3.4 CERES—高粱模型品种遗传特性参数的确定110

7.3.5 CERES—水稻模型品种遗传特性参数确定111

7.3.6 CROPGRO—大豆模型品种遗传特性参数确定112

7.3.7 SUBSTOR—马铃薯模型品种遗传特性参数确定114

7.4 EPIC模型黄土高原数据库组建115

7.4.1 EPIC模型气象数据库组建115

7.4.2 EPIC模型土壤数据库组建116

7.4.3 EPIC模型作物数据库组建117

7.4.4 EPIC模型耕作与肥料数据库简介119

7.4.5 EPIC模型的径流曲线代码120

第8章 黄土高原地区主要作物生产潜力模拟研究121

8.1 作物生产潜力研究进展121

8.1.1 作物生产潜力的概念121

8.1.2 作物生产潜力的研究方法与研究进展122

8.1.3 对作物生产潜力研究方法的认识与评价122

8.2 黄土高原地区作物生产潜力模拟研究方法124

8.2.1 黄土高原不同生态类型区代表地点的选择124

8.2.2 黄土高原主要作物、品种、播期、密度选择124

8.2.3 黄土高原主要代表土种选择125

8.3 黄土高原主要作物光温与气候生产潜力模拟结果与分析125

8.3.1 黄土高原小麦生产潜力模拟结果与分析125

8.3.2 黄土高原玉米生产潜力模拟结果与分析128

8.3.3 黄土高原谷子生产潜力模拟结果与分析130

8.3.4 黄土高原大豆生产潜力模拟结果与分析132

8.3.5 黄土高原高粱生产潜力模拟结果与分析134

8.3.6 黄土高原马铃薯生产潜力模拟结果与分析134

8.3.7 黄土高原水稻生产潜力模拟结果与分析136

8.4 黄土高原地区气候资源高效利用的作物配置方案136

8.4.1 黄土高原地区总体作物配置方案136

8.4.2 黄土高原地区冬、春麦区作物配置方案137

第9章 黄土高原典型地区主要作物栽培方案优化模拟研究138

9.1 黄土高原冬小麦栽培方案优化模拟研究138

9.1.1 关中平原灌区冬小麦栽培方案优化模拟138

9.1.2 陇东高原区旱作冬小麦栽培方案优化模拟139

9.2 黄土高原春小麦栽培方案优化模拟研究140

9.2.1 银川平原灌区春小麦栽培方案优化模拟140

9.2.2 宁南山地区旱作春小麦栽培方案优化模拟研究141

9.3 黄土高原春玉米栽培方案优化模拟研究142

9.3.1 渭北高原区旱作春玉米栽培方案优化模拟142

9.3.2 银川平原区灌溉春玉米栽培方案优化模拟144

9.4 黄土高原夏玉米栽培方案优化模拟研究145

9.4.1 关中平原区夏玉米播期、施氮量、灌水量模拟试验研究145

9.4.2 关中平原区夏玉米播期、施氮量与密度模拟试验研究146

第10章 黄土高原种植模式与轮作方式优化模拟研究148

10.1 黄土高原典型地区种植模式产量效应模拟与优化选择研究148

10.1.1 关中平原区种植模式的产量模拟与优化选择148

10.1.2 渭北高原区旱作农田种植模式的产量模拟与优化选择150

10.1.3 银川平原区种植模式的产量模拟与优化选择152

10.2 黄土高原典型地区作物轮作方式的产量效应模拟与优化选择153

10.2.1 关中平原区多熟轮作方式模拟与评价154

10.2.2 渭北高原区轮作方式的模拟与评价155

10.2.3 银川平原区主要轮作方式模拟与优化选择157

第11章 黄土高原地区粮食生产潜力及其开发研究159

11.1 黄土高原地区粮食潜力与粮食生产发展战略159

11.1.1 黄土高原地区粮食作物生产潜力估算159

11.1.2 黄土高原地区粮食潜力开发前景分析161

11.1.3 黄土高原地区粮食生产发展战略163

11.2 陕北、渭北粮食开发的潜力与途径165

11.2.1 陕北、渭北粮食开发的意义165

11.2.2 陕北、渭北粮食开发的潜力分析166

11.2.3 陕北、渭北粮食潜力开发的途径和条件171

第12章 宁南旱地降水资源高效持续利用研究174

12.1 宁南半干旱偏旱区旱作春小麦田水分动态与平衡研究174

12.1.1 宁南旱地春小麦田水分动态与平衡研究方法174

12.1.2 宁南旱地春小麦生长期农田土壤水分时间变化动态174

12.1.3 宁南旱地春小麦生长期土壤剖面水分空间变化动态175

12.1.4 宁南旱地春小麦生长期农田水分平衡176

12.2 宁南半干旱偏旱区旱作糜子田水分动态与平衡研究178

12.2.1 试验材料与方法178

12.2.2 结果与分析178

12.2.3 小结182

12.3 宁南旱地作物降水生产潜力及其适度开发研究182

12.3.1 宁南旱作农田降水生产潜力研究方法182

12.3.2 宁南旱作农田降水生产潜力183

12.3.3 宁南旱作农田降水生产潜力适宜开发度184

12.4 宁南半干旱偏旱区旱作糜子田水分利用调控技术研究187

12.4.1 不同肥力处理对宁南旱地糜子田水分利用的调控187

12.4.2 化学抗旱制剂拌种处理对宁南旱地糜子田水分利用的调控189

12.4.3 抑蒸集水措施对宁南旱地糜子田水分利用的调控191

12.5 宁南半干旱区旱作农田沟垄径流集水蓄墒效果与增产效应研究193

12.5.1 宁南半干旱偏旱区旱作农田水分特征与农田沟垄集水的必要性193

12.5.2 旱作农田沟垄径流集水蓄墒试验设计194

12.5.3 旱作农田沟垄径流集水蓄墒试验结果与分析194

第13章 黄土高原旱地土壤干燥化与土壤水分动态研究199

13.1 黄土高原旱作农业发展与旱地土壤干燥化199

13.1.1 黄土高原旱作农业发展199

13.1.2 黄土高原旱地土壤干燥化现象200

13.1.3 黄土高原旱地土壤干层的基本特征200

13.1.4 黄土高原旱地土壤干燥化的危害201

13.1.5 黄土高原旱地土壤干燥化机理202

13.1.6 黄土高原旱地土壤水分承载力203

13.2 黄土旱塬冬小麦水分生产潜力与土壤水分动态的模拟研究204

13.2.1 模拟研究方法205

13.2.2 小麦水分生产潜力与土壤水动态模拟研究方法206

13.2.3 模拟结果与分析207

13.2.4 结论212

13.3 黄土旱塬高产玉米田土壤干燥化与产量波动趋势模拟研究213

13.3.1 模拟研究方法213

13.3.2 模拟结果与分析215

13.3.3 结论218