基于农业节水的干旱区绿洲可持续发展研究——以渭干河流域为例

建立节水型社会是中国的一项基本政策,也是解决渭干河流域水资源可持续利用问题的战略选择。渭干河流域是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的土渠输水、大水漫灌方式,水资源流失严重,灌溉定额偏高,渠系入渗量高达14.01亿m3,农业节水潜力很大。在现有水量不可能增加的情况下,调整农业内部种植结构,发展节水农业是解决区域水资源短缺的有力措施。通过对2015年和2020年工业、城市化和生态用水进行预测,确定农田灌溉可用水量。选取渭干河流域9种种植面积最大的农作物,参考作物蒸散量及作物系数,得出各类农作物的实际需水量,并与现有灌溉量比较,发现现有灌溉量远大于作物的实际需水量,通过节水灌溉和水渠改造,可节约用水10.59亿m3。而且研究区的粮食种植面积亦远大于需求,即使未来10年不再扩大粮食种植面积,也比需求面积多出近2万hm2,如根据实际需求去调整,可节约1.05亿m3的水量,能极大缓解水资源紧缺的局面,将灌溉量控制在可用水量范围内,为加快城市化和工业化进程,保护区域生态提供充足的水资源保证。     

粮食增产背景下松花江区水资源承载力分析

松花江区是中国粮食增产计划的重点地区,这势必对该区的水资源开发利用提出挑战。建立研究区水资源承载力的综合评价模型,选取社会经济指标、用水指标、水土资源对人口的承载指标、水资源供需指标和水环境等5类共10项指标组成评价指标体系,采用聚类分析、层次分析和模糊矩阵的方法进行计算。以2007年作为现状年,1999年为参照年份,得到各年份水资源承载力整体均处于安全状态的结论;结合研究区具体情况对水资源承载力的影响因素进行分析,预测粮食增产条件下研究区水资源承载力的变化趋势。     

黄河流域节水高效农业建设的紧迫性及途径探讨

黄河流域由于水资源短缺,供需矛盾日益尖锐。本文在分析黄河流域水资源开发利用现状与建设高效节水农业紧迫性的基础上,对黄河流域建设节水高效农业的潜力进行了评价,并根据黄河流域上、中、下游水资源特点和农业生产现状对其节水高效农业的建设途径进行了探讨。建设高效节水的现代灌溉农业和现代旱地农业是黄河流域农业用水战略的必然选择。研究结果和结论对该区域维持21世纪农业可持续发展具有重要意义。     

优化配水视角下的中国粮食生产格局变化(英文)

基于因素分解模型,追溯不同流域区粮食生产变化的贡献来源,探讨水资源约束下的粮食生产格局变化及其优化思路。研究发现,1995-2010年,北方贫水区粮食增产明显,以松辽河区和淮河区最为显著,前者主要通过扩大复种增产,后者则主要依靠单产促产。虽然北方普遍有扩玉米的粮食品种调整现象,但由于粮食增产对扩大灌溉、调增耕地复种指数的依赖,农业用水除滦海河区和黄河区稳中有降,其它北方产区仍居高不下。同期,雨水充沛的东南沿海地区,粮食减产明显,且减产主要来自水稻面积的强烈收缩,农业用水亦减量明显。最后基于优化配水的视角,探讨了粮食可持续增产策略。     

秦王川灌区发展节水农业初探

长期以来,我国农业生产中普遍存在水资源利用率低、浪费现象严重等问题.通过对秦王川灌区农业生产和水资源现状的分析,结合灌区实际情况,提出了秦王川灌区要从传统的粗放型灌溉农业转变为节水高效的现代灌溉农业应采取工程调蓄、田间灌溉技术、现代设施、农艺节水等措施.从而达到引大灌区水资源利用率和总体效益之间的优化配置,最终实现农业可持续发展,走资源节约型高效高产的农业用水之路.     

中国华北和西北地区水量短缺对农业的压力及对策

华北平原的耕地占全国的 31.19% ,人口占全国的 2 6 .0 1,但水资源只占全国的 6 .14 % ,水资源的供需矛盾很大。而西北地区的水资源分布不均 ,内陆河流域的引水率过高造成了河水断流、湖泊干涸和土地沙漠化。至 2 0 5 0年 ,全国工业和城镇用水将消耗 5 0 %的供水 ,农业用水将比现在减少 ,但黄河流域和西北农业需水量将比2 0 0 0年增加 73× 10 8m3 ,保障农业用水的难度将比现在更大。要避免中国干旱区农业用水的短缺 ,需采取从中国南部的长江流域调水到华北、提高水资源的利用效率、应用节水灌溉技术、调整种植结构和在城市循环用水、净化工业和生活废水等措施     

基于水供给服务空间流动模型的渭河流域水资源安全格局

基于VIC模型量化了渭河流域水资源供需平衡关系;构建了水供给服务流动模型,模拟了渭河流域2005年、2010年和2015年的水资源安全格局,利用地理探测器探寻了区域水资源安全的主要驱动力。结果表明：① 流域内水资源供需矛盾突出,平均每年有10.89 %的地区经上游水资源补给后达到用水安全,补给不充分和未受补给的区域增加,不利于流域可持续发展。② 2005年水资源安全指数（WSI）最高,2010年最低。区域WSI的变化是自然要素和人文要素综合作用的结果,其主导因素为农业耗水量和人口。③ 农业耗水和生活耗水对区域水安全的解释力最强,通过研究发现渭南市农业用水效率过低,西安咸阳市人均生活用水过高。应倡导节水型农业、控制城市用水定额、调整水费、增强居民节水意识以提高流域水资源安全。     

甘肃秦王川灌区农业节水途径探讨

 甘肃秦王川灌区水资源紧缺,兰州新区城镇化建设加速水资源消耗趋势,使灌区水资源供需矛盾日渐突出,农业节水势在必行。根据中国西北干旱地区农业节水取得的成效和灌区农业生产节水试验,提出适宜于秦王川灌区农业节水的5条具体途径:①发展以地面灌溉为主的先进灌溉技术;②渠道衬砌;③农业节水技术与地膜覆盖栽培技术相结合;④推行膜下滴灌技术;⑤倡导节水文化,共建节水型社会。通过这些农业节水技术的实施,使秦王川灌区从简单的农业灌溉,转变为农业、城乡生活、生态、工业等多元用水格局,促进灌区经济可持续发展。     

张家口市水资源安全风险空间分异研究

张家口市地处生态脆弱的农牧交错地带,地表水资源匮乏,地下水超采严重,可利用的地表水资源有限。同时,张家口市又处于京津冀协同发展中的水源涵养区,其水资源安全对于整个京津冀至关重要。根据水资源安全风险大小进行水资源分区管理和决策工作意义重大。本文在遵循科学性、可比性、可操作性和数据可获取性原则指导下,构建水资源安全风险评价指标体系,利用层次分析法求取指标权重,采用数理统计和3S技术空间分析获取张家口市基于水资源分区的以县域为单位的多源数据,进行数据归一化处理和加权水资源安全风险评价,结果表明:张家口市水资源安全风险在地貌单元与县域行政尺度上和在流域尺度上分异明显。坝上高风险区面积较大,但高风险极端值在坝下市辖区;流域尺度上水资源安全高风险区分布在内陆河流域和永定河流域,所辖的滦河流域、潮白河流域、大青河流域水资源安全风险值呈现由北向南降低的趋势。坝上偏西偏北区域,"孕灾环境脆弱性"对水资源安全风险的贡献率最大,坝下农区农业用水虽然会挤占其它产业发展和生态用水空间,在水资源禀赋不足的条件下,市辖区城市人口的集聚和工业经济的发展造成的水资源数量短缺和水环境污染所引发的水资源安全风险更大。张家口市水资源安全风险的空间分异研究,可为农牧交错带水资源安全风险分区管理和决策工作提供重要科学参考。     

张家口市水资源安全风险空间分异研究（英文）

张家口市地处生态脆弱的农牧交错地带,地表水资源匮乏,地下水超采严重,可利用的地表水资源有限。同时,张家口市又处于京津冀协同发展中的水源涵养区,其水资源安全对于整个京津冀至关重要。根据水资源安全风险大小进行水资源分区管理和决策工作意义重大。本文在遵循科学性、可比性、可操作性和数据可获取性原则指导下,构建水资源安全风险评价指标体系,利用层次分析法求取指标权重,采用数理统计和3S技术空间分析获取张家口市基于水资源分区的以县域为单位的多源数据,进行数据归一化处理和加权水资源安全风险评价,结果表明:张家口市水资源安全风险在地貌单元与县域行政尺度上和在流域尺度上分异明显。坝上高风险区面积较大,但高风险极端值在坝下市辖区;流域尺度上水资源安全高风险区分布在内陆河流域和永定河流域,所辖的滦河流域、潮白河流域、大青河流域水资源安全风险值呈现由北向南降低的趋势。坝上偏西偏北区域,"孕灾环境脆弱性"对水资源安全风险的贡献率最大,坝下农区农业用水虽然会挤占其它产业发展和生态用水空间,在水资源禀赋不足的条件下,市辖区城市人口的集聚和工业经济的发展造成的水资源数量短缺和水环境污染所引发的水资源安全风险更大。张家口市水资源安全风险的空间分异研究,可为农牧交错带水资源安全风险分区管理和决策工作提供重要科学参考。     

中国城镇建设用地投入的非协调性研究

我国是一个人多地少、土地资源极度稀缺紧张、且正处在加速城市化发展阶段的发展中国家,如何落实城镇建设用地投入与地区社会经济、居民生活以及资金短缺之间的协调发展是当前城镇化发展过程中一个亟需解决的问题。城镇建设用地不仅是城镇人口城镇化、产业就业城镇化(经济城镇化)、社会城镇化(基础服务设施城镇化)的外在表征,更是一个国家(地区)资源使用效率、经济发展模式(集约抑或粗放)、社会公平公正(城镇基本服务设施的均等化)主要参考指标。故此,为了考查我国城镇建设用地投入的协调性,该文借用非协调性指数模型、分别评价城镇建设用地投入与城镇人口、GDP、地方财政税收、产业就业非农化以及社会非农化之间的非协调程度,并对其产生的原因进行了剖析。结果表明:我国城镇建设用地投入总体而言是比较协调的,从各单个省份(自治区、直辖市)来看,城镇建设用地投入至于各变量指标而言大体可以分为超前、滞后和相对协调三种类型,其中上海由于行政区划的调整以及当前户籍管理体制的作用而表现出相当程度的超前发展(粗放式发展)。最后就如何推进我国城镇建设用地投入的协调发展提供建议。     

民勤绿洲生态重建目标下土地利用和农业结构调整的政策选择

水资源过度利用引起的土地退化日益威胁着绿洲地区的经济社会可持续发展.为恢复绿洲生态环境,压缩农业用水势在必行.然而压缩用水后如何保障农民收入成为实现可持续发展的关键问题之一.应用Bio-economic模型,定量模拟了压缩农业用水后农户对土地利用和农业结构调整、推广节水技术、增加非农就业机会等政策措施的行为响应.结果显示,压缩农业用水后农民收入将下降到压缩前的53%;调整农业结构、推广闸管灌等节水灌溉技术和增加非农就业机会,可以在不同程度上缓解压缩农业用水造成的农民收入损失.不同区域农户响应行为有所差异,应因地制宜地采取配套措施.劳动力相对紧张、人均收入较高的泉山区,可提供一次性补贴鼓励闸管灌的采用;人多地少、集约化程度较高的坝区,应在加强推广闸管灌技术的同时,增加非农就业机会;生态脆弱的湖区,政策重点应放在劳动力转移上.上述措施最终只能使农民收入恢复到压缩用水前的75%,因此应该考虑给农民提供生态补偿,并积极探索增加农民收入的新途径.     

河西走廊水资源利用现状与节水灌溉工程分析

用节水灌溉方式替代落后的大水漫灌方式是降低成本增加效益和解决当地水资源供需矛盾的关键所在。作者依据河西走廊2000年调查资料, 对灌区水资源利用现状进行了分析, 并结合2005年节水灌溉发展规划, 对项目实施后的水资源与农作物产量、经济和区域可持续发展进行了分析和研究。     

华北平原农业节水与水量调控

本文从系统观点出发,提出节水农业的系统框架,并针对华北平原农业用水情况,就各种节水措施的应用与潜力进行了分析。最后,结合节水管理,讨论了水量调控的若干原理问题。     

哈大齐工业走廊中心城市扩展过程对比研究

本研究基于1989年、2001年和2007年TM／ETM＋遥感影像,以RS和GIS技术为手段,从城市扩展强度、重心转移情况、紧凑度和分形维数等方面对哈大齐工业走廊中心城市即哈尔滨市、大庆市和齐齐哈尔市的城市扩展过程进行了对比分析。研究结果表明：①1989-2001年间,哈尔滨市、大庆市和齐齐哈尔市建设用地面积持续增加,扩展强度不断增强,2001-2007年间,哈尔滨市与齐齐哈尔市城市扩展强度有所增强,而大庆市则表现为下降的趋势;②1989-2007年间,哈尔滨市城市重心先向东南方向偏移,后向西北方向偏移,大庆市城市重心先向西北方向偏移,后向东北方向偏移,齐齐哈尔市城市重心则先向东南方向偏移,后向西南方向偏移;③哈尔滨市城市紧凑度表现为先减小后增大,分形维数先增大后减少,表明城市发展发生了转型,城市由原先复杂、不规则转向简单规则,大庆市城市紧凑度表现为不断增长,分形维数逐渐减少,表明城市规则简单,齐齐哈尔市城市紧凑度表现为先升后降,而分维数则先降后升,表明城市形态由简单到复杂,由规则到不规则：④政府政策是哈尔滨市城市扩展的最主要因素,资源分布则是大庆市城市扩展的最主要因素,而重工业分布则是齐齐哈尔市城市扩展的主导因素。     

千岛湖镇土地利用变化及其驱动力分析

利用GIS和Logistic回归分析方法,在分析千岛湖镇1993～2004年土地利用变化特征的基础上探讨其变化的驱动力,揭示了千岛湖镇土地利用的时空分异特征。结果表明:土地利用变化以城镇及工矿用地的输入和林地的输出为主要特点;耕地、林地、未利用地和其它未利用地的转出面积超过转入面积,而园地、其它农用地、交通用地、水利设施用地和城镇及工矿用地则相反;自然因素、城镇化、农业结构调整、比较经济利益、交通条件和政策因素是引起其土地利用变化的主要驱动力因子,距一级干道的距离是最重要的自然驱动因子。     

基于三角图法的榆林市农业生态系统脆弱性类型变化研究

农业生态系统是农业可持续发展的基础,在全球气候变化引发的生态系统脆弱化背景下,开展农业生态系统脆弱性研究对今后制定区域农业生态环境发展政策、实现农业生态系统可持续发展具有重要的现实意义。以陕西省榆林市12个县（区）为研究单元,从农业环境子系统、生产投入子系统和社会经济子系统中选取24项指标构建农业生态系统脆弱性评价体系,运用赋权法、熵值法、综合指数法等数学方法,结合ArcGIS10.2、Grapher12软件,对2004—2017年榆林市农业生态系统脆弱性类型的演变特征分3个阶段研究,并选取2004、2009、2013、2017年4个具有代表性阶段的起始点作为断面节点,运用三角图法分析榆林市12个县（区）农业生态系统脆弱性类型的演变状况。结果表明：2004—2017年榆林市形成了5型农业生态系统脆弱性：①农业环境-生产投入-社会经济子系统均衡脆弱型（EPS型）;②生产投入-社会经济子系统脆弱型（PS型）;③农业环境-生产投入-社会经济子系统均衡脆弱型向生产投入-社会经济子系统脆弱型,再到农业环境-生产投入-社会经济子系统均衡脆弱型转变（EPS型→PS型→EPS型）;④农业环境-生产投入-社会经济子系统均衡脆弱型向生产投入-社会经济子系统脆弱型转变（EPS型→PS型）;⑤生产投入-社会经济子系统脆弱型向农业环境-生产投入-社会经济子系统均衡脆弱型转变（PS型→EPS型）。各子系统脆弱性程度在各个发展阶段均呈现出南部区域高于北部区域、南6县高于北6县的分布格局,与该地区农业生态环境的实际发展情况基本一致,但区域农业生态系统脆弱性程度总体上表现出逐年降低的趋势,表明了随着社会经济的不断发展,对农业生产和农业科技水平投入的增加,区域内抵抗农业生态系统脆弱性的能力也得到提升。     

The Evaluation of Rural Territorial Functions: A Case Study of Henan,China

China’s new urbanization process requires coordinated development between cities and rural areas. Territorial functions of rural areas are defined as advantageous effects on nature and human society that, in particular, rural systems perform via their property and interactions with other systems at certain social development stages. This paper establishes an index system for evaluating rural territorial functions including agricultural function, social function, economic function and ecological function. By establishing a model based on a General Regression Neural Network (GRNN) with the county-level as the basic unit, we comprehensively evaluate the rural territorial functions of 109 counties and/or cities in Henan province, China in 2000, 2005 and 2010. Results show that compared with that in 2000, each function in 2010 improved, with the spatial heterogeneity of economic function the most evident, social service function comparatively balanced and spatial distribution of agricultural production function changing little. Cluster analysis was adopted to study the major functions of rural regions. Henan was divided into six major function zones to enhance administrative management and developmental policy. The six major function zones are Type I (core economic development zone), Type II (agricultural production safeguarding zone), Type III (function improving zone for rural areas), Type IV (model zone of livelihood and social services), Type V (economic restructuring and development zone), and Type VI (nature conservation areas). Different development goals and development strategies should be considered according to different major function areas to achieve the coordinated development of urban and rural areas in China.