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在此过程中，根系较短的草本类植物群落因长期水分不足而退化甚至消失，乔木类等根系较深的植被
生长也受到抑制，出现灌区杨树梢头枯萎的现象。此外，地表排水及地下水补给的减少导致绿洲湖泊
湿地水面萎缩、湿生植被退化，需通过人工生态补水以维持水量平衡。如宁夏 ２０２１年河湖人工生态补水
量 ２．２３亿 ｍ ３［２１］ ，是 ２００３年的 ８．２倍；内蒙古河套灌区乌梁素海 ２０２１年人工生态补水量 ５．９８亿 ｍ ３［２２］ ，
是 ２００８年的 １１．５倍。人工生态补水快速增加反映了绿洲自然补水的锐减，可见，绿洲农业节水面临
着生态系统的健康约束，需要在节水的同时维持健康合理的地下水生态水位阈值。

３ 基于水循环过程的农业节水潜力计算方法

３．１ 农业节水潜力概念及认识 农业灌溉节水量是指采取一种或多种节水措施后，与未采取节水措施
相比，所减少的灌溉 用 水量 与耗 水量。其 中，可 能 的 “最 大” 或 “潜 在” 节 水 量 即 为 农 业 节 水 潜
力 ［２３］ 。目前，针对农业节水潜力的概念认知主要分为两类：一是侧重以灌溉取水量变化来评估节水潜
力的大小，如狭义节水潜力和广义节水潜力 ［２４］ ，理论节水潜力和现实节水潜力 ［２５ － ２６］ ，田间节水潜力
与灌区节水潜力 ［２７］ ，工程型节水潜力、效率型节水潜力和结构型节水潜力 ［２８］ 等，这些概念及指标从
灌区、农田的用水效率与节水管理需求出发，以渠道或田间用水量变化作为评判农业节水量或潜力，
在国内应用较为广泛。需要指出的是，以取水指标作为依据的节水量计算方法适用于灌溉水再利用量
较为有限的系统或部分环节，对灌溉水回归再利用占比较大的区域或系统，则会低估其灌溉用水效
率，从而高估其节水潜力。二是侧重以水资源消耗量变化来评估节水潜力，其中真实节水概念（ Ｒｅａｌ
ＷａｔｅｒＳａｖｉｎｇｓ ，ＲＷＳ） ［２９ － ３０］ 影响最为深刻，强调使用或消耗的水量是否真实有效增加用水目标收益或
减少无效损失，避免形成 “纸面节水”；在此基础上，学者们以灌溉水分消耗量为指标，进一步延伸
提出了耗水节水潜力 ［３１］ 、毛节水潜力与净节水潜力 ［２３］ 、考虑回归水的理论节水潜力 ［３２］ 、区域农业资
源节水潜力 ［３３］ 、有益灌溉效率 ［３４］ 等概念及计算方法，开始从水的循环转化及收支平衡视角去评估灌
溉用水效率与节水量 ［３，３５ － ３６］ ，提出评估节水效果需要关注其与生态流量、土壤盐渍化、粮食产量和发
电量各要素之间的互馈关系 ［３７ － ３８］ ，不加限制的节水会降低干旱区流域生态系统的恢复能力 ［３９］ 。此外，
还有学者将灌溉耗水、水资源利用效率与作物产量 ［４０］ 、水分生产率 ［４１ － ４２］ 、水足迹 ［４３ － ４５］ 等指标结合，
提出相应的指标与计算方法，拓展了节水潜力的内涵及应用范围，为研究不同尺度的灌溉节水潜力、
用水效率及其转化过程提供了借鉴。本文在已有研究的基础上，提出从水循环视角去分析农业节水潜
力问题，认为除农田作物的蒸腾蒸发消耗量之外，还要充分考虑泡田、洗盐等重要农业生产过程和依
赖灌溉的生态系统所需蒸腾蒸发消耗水量，兼顾生态系统健康约束，以水分转化全过程解析取水、耗
水节水量及其尺度效应，科学评估农业节水潜力。
３．２ 不同环节的农业节水潜力 农业节水通过调控输水、耗用水和排水过程实现水资源的高效利用，
常见的渠道防渗工程、高效节灌、农艺、管理节水等措施主要集中分布在输水与耗用水两个关键过程，
下面结合灌溉水循环转化过程（图 ２）提出不同环节节水措施的农业节水量及其节水潜力计算方法。
（ １）输水环节的节水潜力。该环节的节水目标是减少渠道输送过程中的渗漏、蒸发损失水量，即
减少渠道渗漏量（Ｗｇ）、渠道水面蒸发量（Ｅ）和渠道两岸土壤蒸发量（Ｅ）；由于输水环节节水措施实
２
１
１
施后，渗漏补给地下水量大幅减少，地下水位下降，潜水蒸发量减少，自然植被及农田作物吸收利用
地下水量减少，因此输送环节的节水措施还具有间接的节水效应，即渠系之外由于渗漏补给减少而减
少的蒸发消耗水量，而这部分节水量通常是被忽略的。灌溉水分在输水环节的水量平衡：
Ｗ ＝ Ｅ＋ Ｅ＋ Ｗｇ＋ Ｗ （１）
０ １ ２ １ １
３
式中：Ｗ 、Ｗ 分别为渠道引水量、进入田间的引水量，ｍ ；Ｅ、Ｅ分别为输水渠道的水面蒸发量、
１
２
１
０
３
３
渠道周边土壤蒸发量，ｍ ；Ｗｇ为输水渠道渗漏补给地下水量，ｍ 。理论上讲，Ｗ 、Ｗ 的差值是输水
１ ０ １
环节应当节约的水量，也是输水环节上取水节水潜力的理论上限值。实际上，由于输水过程中各种损
失无法避免，其取水节水量等于取水口水量的减少量或各项过程损失量之和：
Δ Ｗ 渠取水 ＝ Ｗ － Ｗ′＝ Δ Ｅ＋ Δ Ｅ＋ Δ Ｗｇ＋ Δ Ｗ １ （２）
１
１
０
０
２
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