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图 ２ 绿洲农业灌溉水分利用与消耗路径示意

２．３ 农业节水尺度效应的水分转化机理 农业节水存在显著的尺度效应 ［３ － ４］ ，流域尺度的节水量不是
田间尺度节水量的简单累加，且随着空间尺度的增大，节水潜力通常会减小 ［５ － ６］ ，而灌溉回归水的重

复利用是产生农业节水及用水效率尺度效应的原因 ［７ － ９］ 。从干旱灌溉绿洲水循环过程看，灌溉水分在
地表水、地下水系统中的循环转化及重复利用是导致农业节水尺度效应的根源 ［１０ － １１］ 。下面分别从为植
株、田间、灌溉单元和绿洲 ４个尺度解析其水循环转化过程及变化机理：①在作物植株尺度，聚焦于
作物通过根系吸收利用和蒸腾消耗灌溉水，其节水潜力在于通过改良品种、调整种植结构等措施所减
少的作物蒸腾量。②在田间尺度，聚焦于农田田块上的灌溉水分去向，即蒸发蒸腾消耗、入渗补给地
下和地表排水，其中蒸发蒸腾与地表排水均离开本田块进入其他空间，不再被本田块循环利用，而入
渗补给地下的水分则可以部分或全部存蓄在本田块地下含水层，当地下水位埋深在作物可利用的深度
范围内时，该部分已入渗的水量就能够在后续时段被重新吸收利用，即灌溉水在田块尺度的回归再利
用。③在灌溉单元尺度，空间范围涵盖灌溉渠系、田块和排水沟道，灌溉水分仍然是蒸发蒸腾消耗、
入渗补给地下和灌溉单元排水三个去向，但具体构成明显不同，其中蒸发蒸腾来自田块、灌溉渠系和
排水沟道三部分，入渗补给地下主要包括灌溉渠系和田块两部分，灌溉单元排水则包括通过排水沟道
和地下水系统流出灌溉单元的水量。上述各项中，渠道入渗和田块入渗的灌溉水量通过地下水系统的
循环能够被农田作物重新利用，排水部分在串联结构田块的灌溉单元或具备再利用调控设施的灌溉单
元也能够被重复利用 ［１２］ 。④在绿洲尺度，其空间范围进一步拓展至农田系统之外的林地、草地、河湖
湿地等其他土地类型（如图 ２所示）。对地下水系统相对封闭的绿洲，其灌溉水分的耗散则主要通过蒸
发蒸腾消耗、地表排水两个路径。其中，蒸发蒸腾消耗除了灌溉单元农田系统外，还包括林地、草
地、河湖湿地、未利用地及居工地自然消耗的灌溉水量，这部分消耗水量是通过灌溉水分的循环转化
在绿洲内部系统进行再利用 ［１３ － １４］ ，是维持绿洲生态健康的重要水源，也是灌溉生态效益的核心体现。
２．４ 不同节水措施对绿洲水循环过程的影响机制 农业节水措施主要通过输水、田间耗用水和排水环
节影响灌溉绿洲水循环过程，但不同环节的节水措施所产生的水量损失及用水效率存在显著差异，对
制定科学合理的投资策略及节水措施至关重要 ［１５］ 。表 １分类梳理了目前主要农业节水措施及其作用机
理，例如在输水环节最常见的渠道衬砌措施，通过降低渠道输水过程中的垂向与侧向渗漏，提高水流

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