基于BP-DEMATEL模型的农产品虚拟水流动影响因素分析

虚拟水已经成为水资源和水安全研究领域的热点之一. 如何预测和调控虚拟水流动格局成为实施具有中国特色虚拟水战略的重要前提, 识别虚拟水流动格局的关键影响因素显得尤为重要. 通过估算2008-2010年区际间主要农产品虚拟水流量关系矩阵表明, 我国主要农产品的虚拟水流动趋势仍然是由贫水的北方流向富水的南方地区. 为定量研究虚拟水流动格局的影响因素, 采用影响因素识别领域常用的决策与试验评价实验室法(DEMATEL), 并引入可代替专家打分求得直接关联矩阵的BP神经网络法, 构建BP-DEMATEL模型, 从人口、 农业资源、 农业生态环境、 经济、 技术及交通和物流6个方面对我国主要农产品虚拟水流动格局的影响因素进行分析. 结果表明: 人口、 农业资源和技术是最主要影响因素; 化肥施用量为强驱动型因素, 第一产业增加值占地区生产总值的比重为强特征型因素. 为使虚拟水流动格局持续稳定, 提出优化调整人口结构、 强化惠农政策, 转变农业发展方式、 发展循环农业, 提高农业技术水平、 发展高效农业等对策和建议.     

甘肃省经济社会用水结构及调整需求分析研究

以《甘肃省地级行政区用水总量控制指标》以及近10年甘肃省发布的《甘肃省水资源公报》等相关成果数据为分析研究对象,运用统计分析、信息熵理论,分析研究了甘肃省近10年用水总量及其结构演变趋势,提出2015、2020、2030年用水结构调整需求。研究结论:近10 a,甘肃省用水总量比较稳定,在120~124亿m3之间小幅振荡波动;各部门用水中农业用水占用水总量比重较大,且变幅较小;工业、居民生活用水量有所减少;城镇公共、生态用水量有所增加。按照省政府下发的用水总量指标,在未来的水资源供给、管理等工作中,应着重做好增加生活、工业、生态供用水量,减少农业供用水量,从而达到省政府下发的用水总量指标目标,使我省用水分配结构趋于合理,用水效率得到提高。     

甘肃省水资源足迹与消费模式分析

阐述了水资源足迹的概念和计算方法,以甘肃省为例,运用产品虚拟水研究方法核算并分析了1989-2003年的水资源足迹及其变化。结果表明,1989年以来甘肃省全社会的水资源足迹总量基本稳定在220亿～240亿m3/a,总体上呈现微量的下降趋势,人口增加和消费水平提高并没有增加对水资源系统在数量上的压力。从消费模式分析看,随消费结构多样化的增加,人均虚拟水消费量呈现不断下降的趋势,因而,增加消费结构的多样性有利于减少对水资源系统的压力。讨论分析了水资源足迹核算的意义,指出了进一步研究需要注意的问题。     

红三角地区农产品虚拟水的计算分析

农业是世界上最大的水资源利用部门,各种农产品中“寄存”了大量的水资源,蕴涵在产品生产和各种服务中的水资源就是产品或服务中的虚拟水.以红三角地区为例,分析了郴州市、韶关市、赣州市主要农产品的演变特征,计算了主要农产品的虚拟水含量及消费情况,在此基础上探讨了红三角地区农产品的战略性调整和水资源有效配置的政策意义.计算表明,不同区域生产同类型农产品所耗费的水资源不同,加上消费数量的差异,使居民人均农产品虚拟水消费也存在明显差异.红三角地区水资源富足的地区可通过农产品贸易方式更好地发挥区域水资源优势,主动开发和生产高效益的水资源密集型农产品;对局地水资源缺乏的山区,需要通过农产品生产的战略性调整,通过购入水资源密集型农产品,大力发展高效益的特色农业,实现生态-经济-水的良性循环.     

1988—2015年新疆农业用水时空变化与政策驱动研究

农业用水是人类开发利用水资源以及影响生态系统的主要扰动因素,科学定量农业用水是合理配置与调控区域水资源的基础工作。传统的农业用水统计只是记录了可测量的用水量,而水足迹则完整刻画了人类活动对水资源系统的压力表现。从水足迹理论出发,采用Cropwat软件计算了新疆1988—2015年近20种农作物生产水足迹总量,并利用Mann-Kendall趋势和突变检验的方法,分析了28年间新疆农作物水足迹的时空变化,探讨了农作物水足迹驱动因素及机制。结果表明：新疆农作物水足迹在28年间总量增加了256%;水足迹序列在2005年前后增长出现了突变,后一阶段增长率是前一阶段的3倍以上;从农作物水足迹中蓝水足迹与绿水足迹的构成看,农作物绿水足迹呈持续增加趋势,但其在农作物水足迹总量中的比例略有下降。进一步分析表明,农业种植规模的快速扩张是新疆农作物水足迹大幅度增加的根本原因,而脱贫致富、扶贫攻坚等经济发展需求下的政策（战略）支持是农业种植规模（灌溉面积）持续快速增长的核心驱动力。通过探究农作物水足迹的变化及原因,揭示了新疆农业用水的时空变化,以及农作物水足迹与国家、地方政策和社会活动之间的关系,可为深入解析新疆农业增长与水资源开发利用及生态环境之间的时空演化关系和相关决策与政策制定提供参考。     

宁夏虚拟水贸易计算的投入产出方法

虚拟水是凝结在产品和服务过程中所需要的水资源数量。从水资源利用角度,实物贸易即虚拟水贸易。干旱缺水地区可以通过虚拟水贸易形式来缓解水资源短缺问题。运用投入产出方法,并以宁夏为例,计算了2002年宁夏虚拟水输出量和社会经济系统对水资源的消费利用状况,分析了宁夏采用虚拟水战略进行更大尺度的水资源配置所面临的问题、困难,突破了干旱地区解决水资源短缺问题仅局限于本流域实体水资源利用的思路,从系统的角度出发,为干旱区“节流”提供了新的对策建议。     

基于ImPACT等式的人类活动环境影响分析——以甘肃省虚拟水消费为例

应用ImPACT等式,分析了甘肃省1990—2003年虚拟水消费中人类活动对环境的影响.结果表明:相比1990—1995年,1996—2000年和2001—2003年甘肃省收入显著提高,而使用强度(单位GDP的农产品消费量)和效率(单位农产品消耗的虚拟水量)大幅度改善,对环境影响(虚拟水消费量)起到了调节作用.收入弹性分析表明,收入增加1%将引起人均农产品消费量增加0.13%,使用强度下降0.87%,而环境影响增加0.14%.2000年甘肃省城镇和农村虚拟水消费对比分析表明,农村的虚拟水强度(0.706 m³·元^-1)显著高于城镇(0.051 m³·元^-1),合理改善消费结构能降低虚拟水强度从而减轻对环境的影响.应用ImPACT等式设置环境目标并检验其可行性,结果表明:在1990—2003年的基础上,使用强度降低1.5倍,效率提高1倍,能够保障经济的增长,并在合理的时间范围内(28 a)实现虚拟水消费量减少到2003年的50%,是一种可行的选择方案.     

华北平原水资源紧缺情势与因源

基于水资源可持续利用理念,从水资源承载能力演化周期性、经济社会需用水规模难变性和未来水资源供需关系入手,介绍近60年以来华北平原水资源情势,特别是该平原水资源量、实际用水量和地下水开采量变化特征,并结合未来10到30年区域经济社会发展需用水量趋势,识别和诊断华北平原水资源紧缺因源。结果表明：由于降水量减少导致华北平原缺水（自然资源性缺水）占该平原总缺水量的15.1%~16.4%;因管理缺陷导致水资源浪费的缺水（管理性缺水）占22.1%~24.2%;人口数量和经济社会发展规模过大导致用水量超过区域水资源承载力的缺水（政策性缺水）占59.3%~62.5%。自然资源性、管理性以及政策性缺水的解决对策不同：自然资源性缺水是不依人的意志为转移的,惟有从外域适量调水才能解决;管理性缺水可通过社会文明进步和科技进步不断修正;政策性缺水宜因势利导进行经济社会布局和产业结构调整,特别是限制高耗低效用水产业。即使南水北调工程70.3×108m3/a水进入华北平原,该平原地下水超采情势也难以得到根本性扭转。有新增水源调入或华北平原严控生活和工业用水量,同时大幅压减农业用水量,因势利导优化和逐步调整经济社会布局和产业结构,特别是灌溉农业进行规模化减蒸、降耗、节水的改造,将是缓解华北平原地下水超采和水资源紧缺的根本所在。     

虚拟水战略新论

根据在我国干旱区的实践, 更新了对虚拟水战略的解释.首先, 辨析Allan虚拟水战略具有的局限性, 在此基础上采用扩展的分析框架, 重新定义了虚拟水战略: 贫水地区为了实现水安全, 提高生活质量, 充分利用各种社会资源, 打通优化配置水资源(实体水+虚拟水)渠道的一个过程; 然后, 阐述了实施虚拟水战略的关键是要找到发展二、 三产业的具体途径--即在更大的范围内形成正反馈环.最后, 结合生态经济的实践, 论证了甘肃河西干旱区张掖市当前采取的生态经济之路就是在实施虚拟水战略.     

塔里木河流域社会经济系统水循环分析

水循环包括自然水循环和社会经济系统水循环2个方面。虚拟水概念的提出为社会经济系统水循环的研究提供了新的方法和手段。以社会经济系统水循环的理论为基础,运用投入产出分析方法定量描述了塔里木河流域社会经济系统水循环路径,分析制约塔里木河流域可持续发展过程中水资源管理的关键问题。结果表明:(1)塔里木河流域虚拟水输出的主要部门是农业、石油天然气和食品工业。其中农业用水占用水总量的98%以上,其绝大部分转移到食品工业和纺织工业中,而食品工业又将从农业部门转移来的水部分输出外地。山东省是塔里木河流域最大的虚拟水输出地,水资源输出格局主要体现在东部沿海地区。(2)塔里木河流域虚拟水输入的主要部门是冶金工业。最后,针对塔里木河流域产业间和地区间社会经济系统水循环中产生的问题,提出塔里木河流域农业用水及工业用水的调控途径及策略。     

甘肃黄土高原旱作区土壤贮水量对春小麦水分生产力的影响

选择甘肃黄土高原旱作区5个春小麦测站2 m土层深度多年土壤贮水量与产量资料,从大气降水-土壤水-作物循环系统的理论出发,研究了土壤贮水量和农田耗水量对春小麦水分生产力的影响.结果表明:该区域是一个贮水和保水性能较好的天然土壤水库,干旱区、半干旱区、半湿润区2 m土层最大贮水量分别达470 mm、582 mm和617 m...     

甘肃干旱与半T旱地区水资源可T持续开发利用对比分析

甘肃半干旱区天然降水是主要的水资源，而干旱区的水资源来自于南部祁连山以及阿尔金山的山区降水和冰雪融水.甘肃半干旱区在小麦生长需水关键期的5～6月，降水量离差系数大，农业生产易遭旱灾.河西干旱区出山径流较稳定，为灌溉农业的稳定提供了基础.甘肃半干旱地区的水资源持续开发利用应主要拦蓄大气降水，配合开发地下水，并合理规划利用地表水，其中雨水集流工程和旱作节水农业技术的推广政策和措施是关键.干旱区的水资源持续开发利用主要应通过水价调整来引导建立节水型经济结构和推广节水技术，政策支持重点领域是水资源的合理配置并完善绿洲资源保护与水源涵养林保护的法规体系     

Water Cycle Analysis of Social and Economic System in Tarim River Basin

Water cycle includes natural water circulation and social economic system water cycle. The concept of virtual water provides a new method and means for studying social water circulation. This paper is based on the theory of water circulation in social and economic system, using input-output analysis method quantitatively describes the Tarim River basin of social water cycle paths and analysis of water resources management in Tarim River basin sustainable development process of the key issues. The results show that the main sectors of virtual water export in the Tarim River Basin are agriculture, petroleum, natural gas and food industry. Agricultural water accounts for more than 98% of total water consumption, most of which is transferred to the food and textile industries, and the food industry export water from the agricultural sector. Shandong Province is the largest virtual water transport area in the Tarim River Basin. The main sector of virtual water input in the Tarim River Basin is the metallurgical industry. Finally, in view of the problems arising from the inter-industrial and inter-regional social water circulation in the Tarim River basin, the paper puts forward the ways and strategies of regulating agricultural and industrial water use in the Tarim River Basin.     

水资源合理配置与生态环境保护方案 ——以疏勒河流域昌马、双塔、花海灌区为例

疏勒河流域是河西走廊开发利用程度最低的地区，也是甘肃省农业开发和移民的重点地区。随着移民范围和开发程度的迅速增大，水资源利用程度随之提高，水资源分布格局及地下水流场发生了重大改变，从而可能引发一系列生态环境问题。本文针对疏勒河流域移民及农业开发集中的昌马、双塔、花海灌区水资源配置问题，通过优化比较提出了最佳配置方案。     

水足迹与主成分分析法耦合的新疆水资源承载能力评价

通过耦合水足迹理论与主成分分析方法,构建基于水足迹的新疆地区水资源承载力评价指标体系,分析研究区2010～2015年间水资源承载能力变化情况.结果表明:2010～2015年间新疆地区的水资源承载力呈先增大后减小的现象,2014年水资源承载力最差,供水压力最大.其中,研究区的承载力主要受水资源和社会因素以及进出口贸易中虚...     

虚拟水理论方法与西北4省(区)虚拟水实证研究

虚拟水是水资源管理研究中的新概念,是指生产商品和服务所需要的水资源数量;虚拟水战略是指缺水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买水密集型产品(粮食)来获得本地水和粮食的安全。引入了虚拟水的概念,简要介绍了当前国际虚拟水研究进展和计算方法。同时结合西北地区的实际情况和资料的可获得性,计算了2000年新疆、青海、甘肃、陕西4省（区）居民消费的虚拟水数量和人均虚拟水消费情况,并分析了虚拟水战略对西北地区解决水资源短缺问题的政策涵义,最后分析了虚拟水战略的优劣,并提出了西北地区应用虚拟水战略的前景和有关措施.     

作物水生产力评估方法研究

农业用水作为消耗水资源最多的部分, 在全球和区域水资源消耗中占据很大比例. 农业水生产力的评价对于改进区域农业水资源利用方式, 促进农业经济发展具有重要意义, 尤其是在水资源匮乏地区. 首先阐述了作物水生产力的基本概念, 分析了影响作物水生产力的核心要素; 其次总结了作物水生产力的评价方法, 将其分为收获方法、 模型方法和集成遥感或GIS的模型方法, 并分析了这三类方法优缺点; 最后对作物水生产力研究发展趋势进行了展望, 认为将RS或GIS与模型结合用来估算作物水生产力的方法, 将是目前研究的发展方向.     

Study of water resources for crop utilization in China from the perspective of Virtual Water

Based on the Virtual Water Theory, the research analyzed the spatial and temporal distribution characteristics of major crops in China. Analysis results indicate that the unit virtual water content varies with the type of crop obviously as well as the distribution region. We also found irrational water utilization in some regions, which means that the renewable water sources could not meet the water demand for crop growth. With a view solving these problems found in the research, discussions on agricultural water-saving technology, comprehensive allocation of crops, selection of rational cropping pattern, full use of green water and trade of virtual water were carried out, which may result in some theoretical basis for the sustainable utilization of agricultural water resources in China.