水资源约束地区种植结构优化研究——以华北地区为例

水资源约束地区种植结构优化研究——以华北地区为例

作者：高明杰， 罗其友， GAO Ming-jie， LUO Qi-you

作者单位：中国农业科学院,农业资源与农业区划研究所,北京,100081

刊名：

自然资源学报

英文刊名：JOURNAL OF NATURAL RESOURCES

年，卷(期)：2008，23(2)

被引用次数：5次

1.由于特定区域内各种农作物之间的相对重要程度具有稳定性,所以本研究假设此综合效益对优的相对优属度固定不变

2.冯广志澄清与节水有关的几个概念 2004

3.李荣生论资源节约型农业结构[期刊论文]-资源科学 1999(02)

4.唐加福.汪定伟模糊优化理论与方法的研究综述[期刊论文]-控制理论与应用 2000(02)

5.陈守煜.马建琴.张振伟作物种植结构多目标模糊优化模型与方法[期刊论文]-大连理工大学学报 2003(01)

6.陈守煜.马建琴.邱林多维多目标模糊优选动态规划及其在农业灌溉中的应用[期刊论文]-水利学报 2002(04)

7.罗其友北方旱区农业资源可持续配置模型研究[期刊论文]-干旱地区农业研究 1999(01)

8.石玉林.卢良恕中国农业需水与节水高效农业建设 2001

1.期刊论文武雪萍.吴会军.庄严.蔡典雄.郑妍.姜志伟.李银坤.Wu Xueping.Wu Huijun.Zhuang Yan.Cai

Dianxiong.Zheng Yan.Jiang Zhiwei.Li Yinkun节水型种植结构优化灰色多目标规划模型和方法研究——以洛阳

市为例-中国农业资源与区划2008,29(6)

根据灰色多目标规划的方法和原理,以河南省洛阳市种植结构为研究对象,以提高水资源利用率、利用效率和节水增效为核心,选择粮食总产、经济效益、水分利用效益为3个目标函数,而将水分供需平衡、粮食需求、蔬菜需求、耕地资源、农业用水量等10个指标作为重要的约束条件,综合考虑经济效益、生态社会效益和节水效益,研究建立了1套节水型种植结构优化灰色多目标规划模型和方法,应用Lingo软件对模型运算求解,并优化筛选,得出了2010年洛阳市节水高效种植结构方案,提出了洛阳旱作区"稳定口粮作物、扩大经济作物、适当增加饲草作物"为特色的节水型种植结构.

2.学位论文武雪萍洛阳市节水型种植制度研究与综合评价2006

水资源紧缺已成为严重制约我国农业和农村经济可持续发展的瓶颈,同时也引发了严重的生态环境问题,我国农业和粮食生产靠大量消耗水资源、发展灌溉面积的外延型增长方式行不通了.建立以水分利用效率和效益为中心的主要区域节水高效种植制度,最大限度地提高水分利用率和水分利用效率是我国农业可持续发展的途径.

本研究针对洛阳市水资源缺乏、种植结构与水资源不匹配、农业产量不稳、水分利用效益低下的生产现状,通过收集大量农业统计资料和气象观测资料,以中国农科院农业资源与农业区划研究所长期定位试验基地为依托,以多年田间试验第一手资料为基础,采取大范围面上系统调查和典型地区田间定位试验相结合的方法,在全面研究该区不同降水年型降水量分布规律、旱地农田土壤含水量时空变化规律、主要作物需水量和耗水量特征、不同作物生育期需水与降水耦合效应,以及不同种植制度下农田水分平衡状况的基础上,研究建立了节水高效种植制度评价指标体系,系统评价了洛阳市不同种植模式下的农业综合效益,并应用灰色多目标规划模型,建立了洛阳市2010年节水高效型种植结构.旨在促进旱区降水资源的高效利用和农业可持续发展,促进社会效益、经济效益与生态效益协同增长.

研究所取得的主要结论有以下几点:

1、研究揭示了洛阳气候呈干旱化趋势.应用1951～2000年49年资料,统计分析了洛阳市不同年际及年内降雨量变化规律,10年平均降雨量以60年代最高,之后呈下降趋势,90年代(1991～2000年)年均降水量比60年代减少75.5mm.49年(1951～2000年)的年均降雨量为688.78 mm,其间欠水年共有14年,频率为28﹪;正常年出现23年,频率为46﹪,丰水年出现13年,频率为26﹪.

2、应用多年田间试验数据,分析阐明了洛阳市农田土壤水分时空变化规律.农田土壤水分含量具有明显的季节性和垂直性变化规律,一般上层土壤含水量变化幅度较下层大.

3、以洛阳市农业气候资源为基础,探明了不同作物生育期与降水时序的耦合效应规律.在洛阳旱作农区,不同作物生育期与降水分布的吻合性存在明显差别,总体而言,秋熟作物生长发育与降水分布基本保持同步,因而对旱区气候条件具有较好的适应性.夏熟作物特别是冬小麦,生育期需水与降水吻合度较差.

4、采用农田水分平衡数学模型对不同种植制度下农田水分平衡状况进行了全面系统分析.一年一作(冬小麦)种植制度下,不同年限冬小麦水分亏缺量在108.7-261.9mm,4年平均亏缺量为168.5mm,降水满足率为30.39﹪-57.30﹪,农田水分满足率为59.5﹪-73.3﹪,平均水分利用效率为15 kg/mm.hm<'2>.一年二作(冬小麦-夏玉米)种植制度下,整个生育期水分亏缺额为214.8 m,降水满足率为65.1﹪,农田水分满足率为72.4﹪,平均水分利用效率为

18.9kg/mm.hm<'2>.二年三熟制(冬小麦-夏玉米-春甘薯)下水分亏缺量为344.2mm,农田水分满足率为76﹪,平均水分利用效率为15.7kg/m.hm<'2>.结果表明,不同种植模式下作物都存在缺水,干旱缺水是制约该区旱地农业生产持续发展的主要因素,必须采取农田水分调控技术协调自然供水和作物需水之间的矛盾.

5、建立了1套可移植的旱作地区节水高效种植制度评价指标体系和评价方法.以综合考虑区域节水效益、经济、社会和生态效益为目标,以保障区域水安全和口粮安全、促进生态安全为出发点,以提高水资源利用率、利用效率和节水增效为核心,综合运用了Delphi法、专家评价法和层次分析法(AHP法),建立了节水高效种植制度评价指标体系.

6、通过对不同种植模式的综合效益评价,提出了洛阳地区应积极推行冬小麦复种低耗水、高产值的经济作物(如冬小麦-夏花生)的节水高效种植模式.采用节水种植制度综合评价模型对洛阳地区4种轮作模式的综合效益进行了评价,结果表明,在洛阳旱作区4种种植模式的综合效益以冬小麦-夏花生>冬小麦-夏玉米>冬小麦-夏玉米-春甘薯>冬小麦.