基于农作物水足迹的济南市农业用水评价

水足迹是评价一个地区水资源利用模式以及消费模式的新方法。基于水足迹理论,计算了1997-2013年济南市农作物用水量、进出口虚拟水量、水足迹值,分析了济南市农业水资源状况与农业水资源安全状况。结果表明:济南市水足迹组成中绿水、蓝水、灰水足迹均呈现逐年增加趋势;农产品水足迹中小麦、玉米、蔬菜3类作物对济南市农业具有支撑作用;农业水安全方面,济南市多年平均水资源匮乏度为536%,水资源压力指数高达789%,农业人均水足迹为717.9 m~3。总而言之,济南市农业水资源压力巨大,水资源匮乏严重,需要提高当地水资源的可调蓄性,优化种植结构与虚拟水进口种类,强化节水工作。     

鄱阳湖流域水资源生态安全状况及承载力分析EI北大核心CSCD

为系统评估鄱阳湖流域水资源生态安全状况,基于水资源生态足迹模型计算了流域所在地市水资源生态足迹和水生态承载力,并通过水资源生态盈余和生态赤字、万元GDP水资源生态足迹及水资源生态经济协调指数评估了水资源生态压力状况。结果表明:研究区内农业用水是产生水资源生态足迹的主要类型,宜春市是产生水资源生态足迹最多的地区;各市均处于生态盈余状态,但多数地区水生态承载力有所降低;在产生水资源生态足迹的因素中,应重点关注农业用水和水污染因素;研究区万元GDP水资源生态足迹逐年降低,萍乡市和吉安市水资源的生态经济协调性下降。各市应以绿色发展为目标,注意水资源消耗强度,通过建立健全农业水价形成机制、持续加强水环境治理等措施,保障水资源的可持续利用。     

黄河流域水资源-能源-粮食纽带关系研究

黄河流域是中国重要的能源基地和粮食主产区,而水资源短缺使流域可持续发展面临严峻挑战。为评估流域能源、粮食生产耗水与区域水资源之间的平衡关系,基于2007—2017年黄河流域9省(区)能源耗水量和粮食耗水量,对耗水压力的时空格局演化特征进行综合研判。结果表明:在研究期内,黄河流域能源耗水量和粮食耗水量都呈现波动上升趋势;山东省多年平均能源耗水量和多年平均粮食耗水量最高;流域平均单位粮食产量蓝水足迹为0.37 m~3/kg,中下游区单位粮食产量蓝水足迹明显高于上游区的;基于虚拟水视角和实体水(蓝水足迹)视角所得到的粮食生产耗水量数据,构建了两种水压力指数评价方案,两种方案均显示出水压力指数呈逐年上升的趋势,但方案一显示各省(区)均处于低耗水压力区,方案二显示水压力指数具有明显的空间差异性。     

水足迹视角下西北旱区种植结构协同调整

以西北旱区为例，采用水足迹模型，分析主要农作物的耗水特点，并以水资源消耗量最小、生态安全和经济 效益最大化为目标，构建以耕地资源、水资源和食物安全为约束条件的多目标规划模型对种植结构进行优化。结 果表明：2000—2020 年西北旱区主要作物产量增长 2.41 倍，种植面积增长 1.24 倍，粮食作物和经济作物的种植比 例由 2:1 向 1:1 转变，种植结构由专一化向多样化发展；作物生产水足迹总量从 838.70 亿 m3增至 1109.05 亿 m3， 其中蓝水足迹占比高达 79.09?%，农业生产面临着巨大的水资源压力；调整作物种植结构，适当将蔬菜、薯类和豆 类的种植面积提高 140.593 万?hm2、1.863 万?hm2和 0.340 万?hm2，水资源消耗量可减少 107.25 亿 m3，生态效益可提高 27.47 亿元，经济效益可提高 470.74 亿元。研究结果对促进西北旱区农业结构优化调整和水资源可持续利用具 有重要的参考价值。     

黄河流域水资源压力变化及其驱动因素分析

为探究黄河流域水资源压力时空变化特征及其主导因素,对流域内生产、生活用水管理以及协同管理的政策制定提供支撑,基于2000—2019年时间序列数据,测算了黄河流域除四川省外的八省(区)水资源压力变化趋势,采用对数平均迪氏分解法(LMDI)对水资源压力变化的7个驱动因素进行了分解。结果表明:研究期内八省(区)整体水资源压力值在0.25上下波动,生产用水对水资源的压力明显大于生活用水的;产业用水效率提升和产业结构调整为水资源压力减小的主导因素,地区生产总值的增加是导致水资源压力增大的主要原因,人口数量增加、城镇化率提升和人均生活用水强度增加均对水资源压力具有正向驱动作用。     

水资源生态足迹时空变化特征及驱动因素分析

为了探明地区水资源状况，以西北地区陕西省为例，基于水资源生态足迹模型，对水资源压力状况、开发利用效率和生态经济协调性进行分析，并采用LMDI模型，分析水资源生态足迹变化的影响因素。结果表明：(1)研究区人均水资源生态足迹年际变化较小，呈小幅增长态势，农业用水账户对水资源生态足迹贡献最大。(2)水资源生态承载力与水资源生态盈亏密切相关，多数地区呈生态赤字状况，水资源生态经济协调指数显示地区生态安全性较低。(3)经济效应对水资源生态足迹的增长有促进作用；相反，技术效应可起到抑制作用。研究成果可为陕西省因地制宜制定区域水资源管理政策提供参考。     

中国四大城市群水资源生态足迹比较

城市群的可持续发展是国家经济社会发展和实现人与自然和谐共生的重要基础,而水资源成为制约城市群发展的关键因素。为推进城市群水资源科学利用,基于水资源生态足迹理论,利用中国四大城市群(京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群)2012～2021年水资源和社会经济发展相关数据,对比分析了地区水资源可持续利用状况。结果表明：(1)四大城市群10 a来人均水资源、人均生产用水生态足迹呈下降趋势,人均生活、人均生态用水生态足迹呈上升趋势。3种用水生态足迹中,人均生产用水生态足迹占比超过50%,人均生态用水生态足迹占比不足20%。(2)长三角城市群人均水资源及人均生产用水生态足迹最高,京津冀城市群最低;2015年后成渝城市群的人均水资源、人均生产用水及人均生活用水生态足迹均超过珠三角城市群。(3)京津冀城市群人均水资源承载力远远低于其他城市群,而人均水资源压力指数及人均生产、生活、生态用水压力指数远远高于其他城市群;2017年后成渝城市群的人均水资源承载力超过珠三角城市群。(4)研究年份内京津冀城市群均处于生态赤字状态;珠三角、成渝城市群水资源为生态盈余状态,长三角城市群总体为生态盈余状态。(5)随着水资...     

乌兹别克斯坦水资源变化及其对供给压力的影响

梳理文献资料,结合农业、遥感和气象水文产品数据,分析乌兹别克斯坦水资源变化及水资源供给压力。分析表明:自1980年以来,乌兹别克斯坦年平均取水量由59亿m~3增至102亿m~3,灌溉农业消耗了90%以上的水资源;尽管1992年以来耕地面积总体呈下降态势(200km~2/a),且高耗水作物种植比重下降(-3.24%),但受气候变暖的影响(0.31℃/(10a)),单位面积作物需水量持续增加(3.27mm/a),导致总的需水量仍呈增加态势(2.75亿m~3/a);与此同时,上游来水量减少以及上游国家用水的增加,将进一步加剧区域水资源短缺及供给压力。为应对水资源问题,乌兹别克斯坦需加强水管理,改进灌溉技术,提高用水效率,同时,需寻求完善跨境河流水资源分配与管理的途径。该研究有助于增进对乌兹别克斯坦水资源问题的认识,并为应对该问题提供科学依据,以及为"一带一路"合作发展提供支撑。     

云南省水资源生态足迹的时空演化特征分析

水资源生态足迹是当前水资源研究的热点。基于水资源生态足迹模型,对云南省2008—2018年的水资源时空演化进行分析,进而了解全省水资源的动态发展状况。结果表明:(1)2008—2018年全省水资源生态足迹整体呈现"W"型的波动轨迹,农业用水生态足迹数值在4类水资源生态足迹账户中最高,表明农业发展对水资源的耗损最大,水资源承载力、水资源生态盈余与生态压力指数均处在可持续发展状态,万元GDP水资源生态足迹逐年下降,用水效率不断提高;(2)2008、2013、2018年各市州的人均水资源生态足迹空间发展不均衡,人均水资源生态盈余基本均处于短缺状态,万元GDP水资源生态足迹业呈现降低趋势,表明各市州的产业结构不断升级,用水效率不断提升。     

山东省生产水足迹综合评价

山东省是经济和人口大省,同时也是水资源紧缺省份。水足迹是认识水资源的新视角,能够揭示对水资源的真实占用。基于水足迹视角构建生产水足迹测度模型和评价体系能对2010—2021年山东省水资源利用情况进行评价。结果表明：2010—2021年山东省生产水足迹波动上升,表现为西部和中南部高、东部和中北部低,蓝、绿、灰水足迹均呈增长趋势。在所有核算账户中,农业占比最大。从综合评价角度看,生产水足迹的经济效益逐渐增长,但单位生产水足迹的人口承载力较差,水资源压力指数较大。山东省总体表现为水资源不可持续,水资源压力较大,应及时采取调整产业结构、提高节水技术、增强污染防治等措施以缓解用水紧张的现状。     

基于LP-PSO的塔里木河流域农业种植结构优化研究

依据"适水发展"的水土资源配置原则,以最严格水资源管理制度的总水量作为控制线,考虑粮食安全,以经济产出效益最优为目标,基于线性规划和粒子群算法(Linear Programming and Particle Swarm Optimization,简称LP-PSO)构建种植结构优化模型,引入水土资源互动耦合指数对模型优化结果进行评价,并以塔里木河流域为例进行模型应用。研究结果表明:(1)基于LP-PSO算法的种植结构优化模型,搜索结果较优,可为相关部门指导种植业结构调整提供技术支撑和理论依据;(2)为进一步实现塔里木河流域种植结构优化,宜压减棉花、枣、小麦等作物种植比例,增加甜菜、大豆、苹果、稻谷等作物种植比例;(3)在没有额外水源及基于现有的"三条红线"用水总量控制约束下,流域到2020年可承载的最优灌溉面积约为240万hm~2,届时"退地"规模将超过110万hm~2,各方面压力较大,因此宜放宽对塔里木河流域2020年的最严格水资源管理制度控制指标考核,而以2030年作为种植业规模调整的最终目标,通过15年左右的时间逐步实现。     

塔里木河流域基于作物水分生产函数的农业水价需求效应分析

基于不同作物(棉花、玉米、小麦)的水分生产函数,构建塔里木河流域农业水价的需求效应模型和水价需求弹性系数模型,并依据塔里木河流域的农业水价资料分析了塔里木河流域农业水价调整对塔里木河流域灌水量的节水效应。研究结果表明,塔里木河流域水价大幅调整是提高农业水价田间作物节水效应的重要经济手段;作物价格也是影响农业水价田间作物节水效应的重要因子之一;通过农业水价调整促进节水技术应用是提高农业水价田间作物节水效应的关键。     

淮河流域主要农作物水足迹时空演变及影响因素分析

探讨淮河流域主要农作物水足迹,可以为地区农业用水结构及改善水资源短缺问题提供理论依据。以淮河流域5个省份主要农作物为研究对象,计算分析了2000-2017年小麦、稻谷、玉米、大豆、油料的蓝、绿、灰水足迹时空变化特征,并采用通径分析方法探究影响农作物生产水足迹的因素。结果表明：大豆的水足迹最大,水足迹大小与作物单位面积产量呈负相关;年际变化方面,小麦、稻谷、玉米、油料总水足迹整体呈减小趋势,大豆总水足迹表现出波动增加的趋势;空间分布方面,安徽、河南省的总水足迹居于前位,且水足迹的空间分布存在一定的聚集性,总体上中间高四周低;此外,对淮河流域农作物水足迹影响最大的因素是氮肥施用量、平均气温和年降雨量。     

宁夏固原市主要农作物生产水足迹分析

水足迹理论为解决水资源短缺问题提供了新的研究方向。基于水足迹理论,借助CROPWAT8. 0软件,利用《宁夏统计年鉴》和《宁夏水资源公报》等资料,计算分析了宁夏固原市2009-2017年主要作物的蓝水、绿水和灰水足迹。结果表明:蓝水足迹占比最高,绿水足迹次之,灰水足迹最少。表明固原市农作物生产用水以蓝水为主,绿水为辅,灰水足迹虽然占比较少但逐年递增。建议当地根据水资源具体情况,调整作物种植模式,提高绿水利用率,减少氮肥使用率,使有限的水资源获得更大的效益,从而满足粮食安全和水生态安全的需求。     

塔里木河流域水资源-经济社会-生态环境耦合系统和谐程度量化分析

为科学评价塔里木河流域水资源-经济社会-生态环境耦合系统和谐程度,明晰影响其和谐发展的主要因素,系统考虑水资源禀赋、地区发展水平、生态环境状况等多个方面,构建了水资源-经济社会-生态环境耦合系统和谐程度评价指标体系,运用组合权重SMI-P法定量测算了 2007-2016年塔里木河流域5地州各子系统及耦合系统的和谐程度....     

基于Nerlove方法的塔里木河流域农业水资源配置模型

收集2006-2017年塔里木河流域5地州的3种主要农作物价格和种植面积数据,运用Nerlove模型预测未来小麦、玉米和棉花的种植面积,并将预测值作为输入数据引入到水资源配置中,以区域农业用水经济收益最大为目标,考虑可用水量、最大最小灌溉用水需求等约束,构建农业水资源优化配置模型.结果表明:Nerlove模型可以很好地...     

2000—2015年三江平原粮食生产时空变化特征及驱动因素分析

粮食是人类赖以生存和发展的物质基础,揭示粮食主产区粮食生产时空变化特征及其影响因素,可为种植结构调整和优化提供决策基础。选取我国农业生产基地之一三江平原为研究对象,基于2000—2015年县域粮食种植面积及产量数据,采用动态分析、空间分析等方法,分析了主要粮食作物产量及结构的时空格局变化。采用因素分解、多元统计分析方法研究了种植面积、单产和结构调整对粮食产量增长的贡献及驱动种植结构调整的间接因素。结果表明:2000—2015年三江平原粮食作物种植面积和产量分别增加119.0%、232.5%,其中水稻种植面积和产量分别增加了196.2%、178.7%,玉米种植面积和产量分别增加了476.4%、546.0%,而大豆种植面积和产量分别减少了47.8%、35.9%;水稻、玉米、大豆占粮食作物种植面积的比例由2000年的25.1%、21.0%、40.5%演变为2015年的34.0%、55.3%、9.7%;种植面积增加和种植结构变化对粮食总产贡献率分别为65.2%和27.0%;单位面积农机动力、作物价格/替代作物价格比例、人均GDP等是影响粮食生产时空变化和种植结构变化主要因素。研究成果可为优化种植结构提供决策信息。     

基于SWAT模型分析嘉陵江流域蓝、绿水资源量的时空变化特征

嘉陵江流域是成渝双城经济圈发展的重要水源区,其水资源状况的变化对实现我国新发展格局有重要影响。基于SWAT模型对嘉陵江流域水文过程进行模拟,探究了1981-2020年及典型年嘉陵江流域的蓝、绿水时空分布特征,采用Mann-Kendall(M-K)分析年际间蓝、绿水资源量的变化趋势。结果表明：流域多年平均降水量为931 mm,为蓝、绿水资源量之和,蓝水资源量多年均值为386 mm,占降水量的41.5%;绿水资源量多年均值为545 mm,占降水量的58.5%,1981-2020年流域降水量和绿水资源量总体呈增加趋势,蓝水资源量呈减少趋势。特枯水年、平水年、特丰水年的蓝水资源量分别为165.61、456.71和643.70 mm,绿水系数在典型年变化差异较大。空间上,流域内蓝水资源量、绿水资源量与降水量的分布特征相似,呈现从上游到下游先减小后增大、西少东多的空间格局。     

京津冀地区主要农作物生产水足迹研究

利用京津冀地区(2个直辖市、11个地级市)气象及农业基础数据,采用彭曼公式与CROPWAT软件相结合的计算方法,分析了2014年京津冀地区主要农作物的生产水足迹。结果表明:小麦在整个生长期需水量主要以蓝水足迹为主,玉米在整个生长期主要以绿水足迹为主;2014年京津冀地区主要农作物总的生产水足迹为437.03×108m3,其中绿水足迹为137.71×108m3,蓝水足迹为176.03×108m3,灰水足迹为123.30×108m3;从京津冀地区主要农作物总的生产水足迹空间格局上来看,沧州、保定、邯郸和石家庄地区的主要农作物生产水足迹较大,是水资源调控的主要地区。     

京津冀农业虚拟水流动及对区域水资源压力影响研究

水资源安全问题一直是研究热点,基于生产-消费状况揭示区域虚拟水流动,对了解水资源利用状况和水资源可持续利用具有重要意义。基于虚拟水视角,以灌溉用水和绿水核算区域农业虚拟水生产,以居民膳食消费核算居民虚拟水消费,以两者的差值核算并分析了京津冀地区在生产-消费模式下农业虚拟水流动特征及对区域水资源压力的影响。结果表明:(1)2004-2015年间,河北、天津、北京年均作物生产虚拟水分别为353.1亿m3、22.9亿m3和16.0亿m3,年均畜牧产品生产虚拟水分别为445.3亿m3、47.6亿m3、36.7亿m3;河北、天津作物虚拟水呈现下降趋势但变化趋势不明显,北京作物生产虚拟水呈现出持续性的下降趋势;河北、天津畜牧产品虚拟水均呈现出先增加后减少最后趋于缓慢上升态势,北京畜牧产品虚拟水呈现持续下降趋势。(2)2004-2015年河北、天津和北京年均虚拟水消费分别为243.7亿m3、61.6亿m3和98.3亿m3,虚拟水消费均呈现出上升趋势。(3)河北省为虚拟水输出型,输出量呈明显的下降趋势,北京市和天津市为虚拟水输入型,输入量呈增加趋势。(4)2004-2015年年均水资源压力指数呈现河北天津北京,水资源匮乏度呈现为天津北京河北,水资源自给率呈现河北天津北京,北京和天津对外部虚拟水输入的依赖程度逐渐增加。京津冀水资源面临着严重的短缺问题,水资源超载严重。提高农业用水效率,优化种植结构,引导合理的膳食结构调整,从生产和消费两方面同时入手是解决京津冀水资源问题的关键措施。