農(nóng)田水利工程專業(yè)國家自然科學(xué)基金-資料下載頁
2025-06-27 02:20本頁面
【正文】 實(shí)驗(yàn)，但仍需收集大量的資料來完成其研究工作；其余的24個(gè)項(xiàng)目均需依靠各類實(shí)驗(yàn)來支撐其研究?jī)?nèi)容，占總數(shù)的92%，其中布置田間實(shí)驗(yàn)的有18項(xiàng)，占70%；從事室內(nèi)（包括溫室）實(shí)驗(yàn)工作的17項(xiàng)，占65%；同時(shí)開展田間、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的11項(xiàng)，占42%。由此可見，農(nóng)水專業(yè)的各類研究目前仍然需依賴于物理實(shí)驗(yàn)，無法像數(shù)學(xué)、天文、物理等學(xué)科的某些方向一樣，可以從事純理論的研究。這一方面是因?yàn)樵搶W(xué)科領(lǐng)域的研究對(duì)象非常復(fù)雜，另一方面也說明人們對(duì)該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的諸多規(guī)律、機(jī)理還缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。（2）數(shù)學(xué)方法 易于探討機(jī)理和描述動(dòng)態(tài)變化過程的各類數(shù)學(xué)方法或數(shù)值模擬手段已被廣泛接受和應(yīng)用。已資助的項(xiàng)目中，約69%的項(xiàng)目（18項(xiàng)）都計(jì)劃采用不同的數(shù)值方法來模擬水分、鹽分或養(yǎng)分的運(yùn)動(dòng)過程或分布；另8個(gè)項(xiàng)目未涉及數(shù)值模擬，主要通過各種實(shí)驗(yàn)方法獲得不同變量間的關(guān)系（包括簡(jiǎn)單的回歸統(tǒng)計(jì)），以分析某些機(jī)理或變化規(guī)律。 就選用的數(shù)值模擬方法而言，傳統(tǒng)的有限單元法和有限差分法依然占據(jù)著主導(dǎo)地位，其它有特色的方法包括： 運(yùn)用分形幾何理論，描述滴灌灌水器流道的流態(tài)特征和隨測(cè)量尺度變化的參數(shù)的隨機(jī)變異程度； 在部分機(jī)理尚不清楚且影響關(guān)系較為復(fù)雜的情況下，引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析水分、養(yǎng)分對(duì)作物生長(zhǎng)的影響； 引入隨機(jī)微分方程描述多孔介質(zhì)的空間變異性和地下水運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)變化過程； 應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究土壤的空間變異性，或與過程模型相結(jié)合研究土壤水鹽的時(shí)空變異性，為尺度轉(zhuǎn)換提供理論依據(jù)。 總而言之，數(shù)學(xué)方法已成為農(nóng)田水利定量研究中一種不可缺少的手段，傳統(tǒng)的定性分析方法已很難勝任目前的各種研究工作。（3）物理、化學(xué)、生物和其它方法 農(nóng)田水利的研究對(duì)象應(yīng)涉及眾多的物理、化學(xué)和生物過程。坦率地講，農(nóng)田水利與物理學(xué)的結(jié)合還是相當(dāng)密切的，許多物理學(xué)的方法或原理都已被引入農(nóng)田水利的研究之中，如水力學(xué)、土力學(xué)、熱傳導(dǎo)、質(zhì)量守恒、能量守恒等，這在所資助的許多項(xiàng)目中都有具體的體現(xiàn)，這里不再一一細(xì)說。但物理學(xué)中是否還有已成熟的理論可用于農(nóng)田水利的研究，仍值得我們?nèi)ニ伎己吞剿鳌?至于農(nóng)田水利與化學(xué)和生物學(xué)的有機(jī)結(jié)合，目前尚處于起步階段。從所資助的項(xiàng)目來看，涉及化學(xué)過程的項(xiàng)目有5項(xiàng)，主要是關(guān)于氮、磷、污染物的運(yùn)移和轉(zhuǎn)化，PAM和抗旱劑在土壤中的行為等；涉及生物過程的項(xiàng)目5項(xiàng)，主要探討的是土壤水分、養(yǎng)分狀況與作物的某些生理、生化特征之間的關(guān)系。事實(shí)上，農(nóng)田土壤中存在著大量的化學(xué)、生物學(xué)過程，如化肥、農(nóng)藥和灌溉污水中的各種元素在土壤中的遷移與轉(zhuǎn)化，土壤生物、微生物對(duì)水分、養(yǎng)分運(yùn)移的影響，植物根系的構(gòu)型與功能及其對(duì)光合產(chǎn)物形成的影響，水肥調(diào)控與作物耐旱生理特性的關(guān)系等等。如何與化學(xué)、生物學(xué)和農(nóng)學(xué)專家聯(lián)姻，找準(zhǔn)農(nóng)田水利與化學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)學(xué)的結(jié)合點(diǎn)，取得具有創(chuàng)新性的研究成果，還有待于大家的共同努力。 此外，為了探索土壤的空間變異性、解決尺度效應(yīng)或尺度提升的問題，少數(shù)項(xiàng)目已在嘗試引入遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字高程模型（DEM）以及水文模型等方法，從而完成由點(diǎn)及面的跨越。當(dāng)然，這些工作也僅僅只是起步，在今后若干年內(nèi)，都將會(huì)是農(nóng)田水利專業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。【作者簡(jiǎn)歷】左 強(qiáng)，男，1965年8月出生，博士,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土壤和水科學(xué)系教授，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院農(nóng)業(yè)水管理研究所所長(zhǎng)，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程材料學(xué)水利學(xué)科流動(dòng)項(xiàng)目主任。中國土壤學(xué)會(huì)會(huì)員。近年來，公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，曾獲農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（排名第四）、北京水利學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)(第一作者)、北京市科協(xié)優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)（第一作者）。研究方向?yàn)檗r(nóng)田水利、土壤物理。【通訊地址】 北京市海淀區(qū)雙清路83號(hào)，國家自然基金委員會(huì)工程材料學(xué)部。郵編100085。電話：62327137（辦） Email：qiangzuo@
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