粮食主产区水土资源匹配、承载力及影响因素分析

为客观分析粮食主产区农业水土资源的匹配状况,并正确认识其承载力水平及主要影响因素,根据水资源、耕地资源等数据,计算了农业水土资源匹配系数。同时,从农业水土资源、社会、经济和生态4个系统出发,构建了粮食主产区农业水土资源承载力评价指标体系,综合采用组合赋权的TOPSIS模型和障碍度模型,对2011～2018年粮食主产区的农业水土资源承载力变化特征及其影响因素开展了定量研究。结果表明:(1)粮食主产区2011～2018年的农业水土资源匹配系数为0.609 7万～0.887 8万m~3/hm~2,匹配程度整体有待提高;并且呈现出"中部最低、北部略低、南部最高"的空间匹配格局。(2)粮食主产区农业水土资源承载力整体以0.005/10 a的速率呈现微弱降低趋势,空间上呈现"中部最低、南部中等、北部最高"的分布特征。(3) 4个系统对粮食主产区农业水土资源承载力的影响强度相当,系统中的农业水土资源匹配系数、人均耕地面积、人均粮食产量、生态环境用水率和人均水资源量是影响农业水土资源承载力最强的障碍因子。     

河南省水土资源匹配特征及均衡性分析

河南省作为传统的农业大省,是我国粮食主产区之一,其水资源情势复杂,开展水土资源匹配研究对保障河南省农业粮食生产具有积极的作用。基于区域水资源与耕地资源的匹配组合,计算了2000—2014年全省及地市尺度的水土匹配系数,绘制了水土资源的洛伦茨曲线,并据此计算其基尼系数,以综合反映河南省水土资源匹配的不均衡程度。然后,使用农业用水比例、水土匹配系数和基尼系数对比分析了河南省水土资源及其匹配状况在时间与空间分布的变化规律,研究发现河南省水资源在数量上相对短缺,部分地市水土匹配均衡状况不够理想,但总体比较均衡。最后,对河南省水土资源匹配格局的进一步优化提出建议。     

水足迹视角下辽宁省春玉米生育期水土资源匹配特征研究

随着气候变化及种植结构调整,农业水土资源配置状况发生改变,研究农业水土资源匹配特征对农业可持续发展具有重要意义。基于作物生产水足迹视角,采用广义农业水土资源匹配系数的计算方法,对 1985—2018年辽宁省春玉米生育期的水土资源匹配特征进行分析。结果表明：1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配系数变化波动明显,总体以 14 m³/（hm²·a）增长,多年平均农业水土资源匹配系数值为 5733 m³/hm²。同时,1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配状况呈现向好趋势,东部农业水土资源匹配良好的地区增多,西北部农业水土资源匹配较差的范围缩小。未来辽宁省玉米种植结构调整,应立足各地区农业水土资源匹配特征,构建水土资源空间均衡的农业生产体系。     

唐山市定额用水、分质供水势在必行

1唐山市水资源现状 河北省唐山市位居冀东,现有耕地面积58.2万hm2,有效灌溉面积46.73万hm2.全市地下水资源量为17亿m3,地表水资源量为16.92亿m3,扣除重复计算量,实际淡水资源总量为26.26亿m3,全市人均水资源量295m3,单位面积占有水量2850m3/hm 2,仅相当于全国平均水平的1/9和1/10.近几年来由于环境的不断恶化,海河滦河区域趋于干旱.     

本溪地区水资源空间均衡系数计算方法及其应用分析

基于水资源负载、水土资源匹配以及取水效益构建水资源空间均衡系数,本章以本溪地区为例,对2018年的水资源空间均衡进行定量测算.测算结果表明:本溪地区水资源总体处于一般均衡,空间均衡系数为0.54,其中桓仁县空间均衡系数为0.36,为相对均衡,市区空间均衡系数为0.65,为一般失衡.研究成果对于本溪地区水资源开发和利用规...     

粮食增产期黑龙江省农业水土资源 时空匹配格局研究

黑龙江省粮食总产量十二连增的同时,也给农业水土资源带来了诸多问题。为了客观地评价黑龙江省农业水土资源时空匹配情况,根据黑龙江省粮食增产期(2003-2015年)的水土资源利用状况,采用基尼系数和农业水土资源匹配系数分析了黑龙江省农业水土资源时空匹配变化情况。结果表明:(1)粮食增产期黑龙江省农业水土资源空间匹配差异较大,基尼系数在0.4475~0.4907之间,属于匹配较差范围;农业水土资源匹配系数均低于全国水平,且在时间上表现为匹配程度持续降低的态势。(2)空间差异上,黑龙江省中西部干旱区水土资源匹配程度较低,不宜继续开垦;三江平原地区粮食种植面积大,建议发展节水灌溉;北部和东南部地区水资源相对丰富,宜涵养水源,以实现可持续发展。     

水资源空间均衡系数计算方法及其应用

为分析水资源在空间分布、开发利用及经济效益方面的均衡状态,采用基尼系数与协调发展度的方法,基于水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益计算水资源空间均衡系数,并对水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益的均衡性进行计算分析,确定了合理的权重。以全国31个省级行政区为计算单元计算了2017年全国水资源空间均衡系数,结果表明,各省级行政区水资源压力极不均衡,水土资源匹配差异较大,用水效益与经济社会发展有一定的关系,沿海经济比较发达的地区用水效益明显高于中西部地区;全国水资源在时空分布、开发利用以及对经济社会发展的支撑作用中表现为不均衡状态。     

喀左县农业综合开发节水增粮项目分析

喀左县水资源可利用量10860万 m3,其中：地表水资源可利用量4413万 m3,地下水资源可利用量6448万 m3。项目区作物种植以玉米为主,作物播种面积为4.6万/hm2,其中玉米3.33万/hm2,经济作物0.33万/hm2,大豆、杂粮、蔬菜0.93万/hm2,果树0.43万/hm2。各类工程设计灌溉面积2.47万/hm2,其中节水灌溉面积达1.07万/hm2。文章通过介绍项目需建设内容和项目区作物种植情况、土地利用现状、水利工程现状、灌溉发展情况、供水情况、用水情况,分析了发展高效节水灌溉的必要性与可行性以及项目建成后的效益目标。     

黄河三角洲引黄灌区发展改良盐碱地建议

黄河三角洲面积约5 400 km²，其中96%的面积在东营市境内。目前区内拥有盐碱化等未利用土地近53万hm²，仅东营市22万hm²耕地中盐碱耕地面积就达到13万hm²，盐碱地的农业开发潜力巨大。研究黄河三角洲如何充分利用雨水资源、科学利用黄河水资源，推进引黄灌区发展改良盐碱地，不仅可以大幅度提高粮食和农产品产能，而且能够有效改善生态环境质量，有利于推动黄河流域生态保护和高质量发展。     

基于单位象元尺度的黑龙港流域农用地下水资源供需分析

水资源匮乏和土地资源相对贫瘠是黑龙港流域最为严重的资源环境问题,基于对研究区遥感图像进行监督分类后得到的农业种植结构的分析,并运用作物缺水量和地下水资源供需短缺量、供需比的计算模型,开展了单位象元尺度的农业水资源供需平衡研究。结果表明,研究区冬小麦、水果和蔬菜分布较多的区域缺水最为严重,缺水量2 400m3/hm2以上的达到1.45万km2,占总面积的42.2%。据此,提出了区域水土资源优化配置方案,即在水资源短缺、土壤盐渍化或沙化地区,以种植耐干旱和耐盐咸的作物为主;在水资源丰沛、土壤有机质含量高和保蓄能力强的地区,以种植对水土资源要求高的作物为主。     

宁夏扬黄限额灌区降水资源高效利用技术研究

在宁夏中部干旱带年平均降雨量350 mm的限额灌溉区,以滴灌玉米种植为对象,集成覆膜微集雨、土壤保水、抑制蒸腾等技术,开展降水资源就地高效利用试验研究,通过对试验区玉米在不同模式下产量及水分生产效率的对比分析,从而提出深翻20～40 cm+半覆膜膜侧种植+保水剂(秦威加力7.5 kg/hm2)+喷施抗蒸腾剂(万代红1.05 L/hm2)为宁夏中部干旱带限额灌溉区适宜的玉米降水资源高效利用模式,产量达到13 785 kg/hm2,水分利用效率达到4.22 kg/m3。     

湖南省水库与干旱情势空间匹配关系研究

根据湖南省地质、地形等条件,以县域为单元将湖南省划分为9个区域,对省内14 000多座各类型水库开展空间统计,分析了水库空间分布规律,并采用SPI-3指数法计算得到4-9月重旱及以上干旱频率的空间分布,对比研究了水库分布与干旱的空间匹配关系。结果表明：湖南省水库分布具有明显的空间分异特征,丘陵区水库数量密度一般要大于山地区,但受大型水库不足的影响,库容密度一般要小于山地区。洞庭湖平原腹地水库密度极低,而外围岗地区则拥有全省最大的水库分布密度。不同分区水库供水能力与人口、耕地的匹配关系也有很大差异。湘东南罗霄-南岭山地区单位面积兴利库容和人均兴利库容最大分别可达54 397.32 m³/hm²和3 286.53 m³,而在湘中南岩溶丘陵区、洞庭湖区等地区则分别不大于3 450 m³/hm²和210 m³。湖南省水库的空间分异特征主要受地质、地形等地理条件控制,山地区水库规模大、数量少,而丘陵区水库小、数量多。总体上看,湖南省水库供水能力与干旱的空间分布存在明显的失衡错位,如衡邵盆地不仅年均降雨量少、重旱频率高,而且水库供水能力也处于全省较低水平,再加上岩溶区“保水难”的特性,该区成为省内干旱情势最为严重的地区。     

阿姆河流域耕地变化及水土匹配特征分析

基于中亚阿姆河流域4个分区1990—2015年间土地利用变化和水资源等数据,运用耕地变化速率、洛伦兹曲线和基尼系数法以及水土资源匹配系数对阿姆河流域耕地变化和水土匹配状况进行了综合分析。结果表明:1990—2015年阿姆河流域耕地以146.74 km²/a的速度在扩张,且各时期、各分区扩张的速度不同;在不考虑咸海来水不断减少、生态持续恶化的前提下,绿洲区匹配状况属比较公平和相对合理状况;阿姆河流域水土资源空间分布存在明显的错位现象;全流域生态用水被农业用水严重挤占,阿姆河流域灌溉面积、灌溉用水量成为影响咸海水量及面积变化的重要因素,是一种不可持续的用水方式。     

昆明市水资源短缺空间格局综合分析

水资源短缺是影响昆明市区域经济高速、稳定发展的核心问题之一。依据2001—2012年《昆明市水资源公报》数据,采用基尼系数、人均水资源量、水资源开发利用率、水资源负载指数等方法分别对昆明市的水资源变化趋势、时空分布特征、匹配性、短缺格局进行分析。研究结果表明:昆明市人均水资源量不及云南省及全国平均水平,且内部差异明显,多年平均人均水资源量极值比高达10.78,最少的地区为主城四区(299 m³/人);水资源量与GDP、人口匹配性较差,与耕地匹配性相对较好;昆明市水资源主要呈现出“南缺北丰”格局,且缺水地区数量不断增多,多数地区缺水等级逐渐加重。雨洪利用、多方面节水、跨区域调水、产业结构调整等是缓解昆明市水资源短缺的有效措施。     

引汉济渭受水区用水结构及水资源空间匹配分析

以引汉济渭调水工程受水区——陕西省关中地区为研究区域,引入洛伦兹曲线、基尼系数,对调水前后关中地区的用水结构及水资源的空间匹配情况展开研究。研究结果表明:(1)调水后,水资源量与各要素的基尼系数均有所下降,说明调水工程可以改善水资源与各要素之间的空间匹配程度,促进水资源与人口等要素间的协调发展;(2)工业用水、生活用水以及生态用水的基尼系数均有所下降,农业用水的基尼系数有所上升。由研究结果可以看出,调水工程可以改善工业、生活、生态用水空间分布的均衡性,而使农业用水空间分布更为集中,有利于促进关中地区整体生态文明的建设,推动关中地区的可持续发展,使得农业用水集约化,对优化关中地区的产业格局可以起到一定的促进作用。     

黄河流域粮食生产水足迹及虚拟水流动影响评价EI北大核心CSCD

为分析黄河流域粮食生产用水的可持续性,引入水足迹和虚拟水相关理论方法,对研究区主要粮食生产水足迹及粮食贸易伴生的虚拟水流动格局进行了量化解析,并对未来粮食生产水足迹进行了预估。结果表明:2011—2016年,全流域粮食生产总水足迹和单位水足迹分别由460亿m^(3)和1.20 m^(3)/kg降为402 m^(3)和0.93 m^(3)/kg,均呈下降趋势;从粮食贸易伴生的虚拟水流动特点来看,流域全口径粮食虚拟水从2011年的110.7亿m^(3)减小到2016年的50.3亿m^(3),呈输入态势;除稻谷之外的粮食虚拟水由82.6亿m^(3)增加到193.4亿m^(3),呈输出态势;在流域不同气候情景下,2035年粮食生产总水足迹为481.9亿~518.7亿m^(3),其中绿水足迹增幅达20%,而蓝水足迹增长不显著;未来流域内粮食输出量的增加会进一步加剧本地农业生产的用水矛盾,但粮食灌溉总用水量的增速可能放缓。     

Matching of agricultural water and soil resources in Jianghuai Hilly Area based on set pair analysisEI北大核心CSCD

将水土资源自然本底量与农业用水用地量相结合,采用集对分析重建农业水土资源匹配指标,并构建七元半偏减法集对势,对江淮丘陵区2005—2019年农业水土资源匹配进行分析。结果表明:2005—2019年江淮丘陵区广义农业水土资源配比度基本呈现下降态势,但高于水土资源自然配比度;单位耕地用水量有减少趋势,但超出区域本底自然供水量,处于相对缺水状态;狭义农业水土资源配比度与水土资源自然配比度呈现交叉波动,并存在一定程度反相关,降水量的增加会相对减少农业灌溉用水量;2005—2010年和2011—2019年两时段江淮丘陵区广义农业水土资源均处于高度不匹配状态,合肥、滁州不匹配程度最高,安庆最低;两时段农业水土资源匹配集对势均为反势,匹配状态较差,但后期均有所提升,有向好发展趋势,安庆和六安变化程度最为明显;江淮丘陵区降水量年际变化较大,水资源总量变幅明显高于农业用水用地量波动,导致农业用水用地量与水资源总量变化不同步,这是水土资源匹配波动的主要原因。     

宁东能源化工基地水资源优化配置研究

宁东能源化工基地水资源极为贫乏,合理配置基地内的水资源对能源基地的发展极其重要。论文采用线性规划模型对宁东能源化工基地的联合供水方案进行了优化研究,提出了地表水和地下水联合供水方案,确定了供水方案中地下水的实际配额和供水路线,得到下述结论:陶乐傍河水源地可向平罗精细化工基地供水0.065×10~8m~3/a;骆驼井应急水源地向横城和鸳鸯湖工矿区供水0.019×10~8m~3/a;吴忠平原2号和3号备选水源地向灵武工矿区供水0.089×10~8m~3/a和0.067×10~8m~3/a;大泉地区的1号水源地向南部的马家滩和积家井工矿区供水0.054×10~8m~3/a。按地下水总供水量0.294×10~8m~3/a和最佳供水路线联合配置地下水,地表水配额只需供水3.136×10~8m~3/a,既能满足宁东能源化工基地2020年规划对水资源需求,又可实现社会经济和环境效益的最大化。