中国农业广义水资源利用系数及时空格局分析

为统一核算区域蓝水、绿水资源有效利用程度,构建了农业广义水资源利用系数(E_g)指标,核算中国31个省区粮食生产中的E_g,并基于空间自相关和通径分析方法对其时空格局及成因进行分析。中国1998—2010年E_g为0.588,大部分省区呈随时间增大趋势;E_g相似的省区在空间上显著地聚集,高值省区聚集于西部,低值省区集中于东南地区,且空间聚集现象呈减弱趋势;农业生产管理水平对E_g的影响大于气候要素,社会经济条件影响最小。结合广义水资源利用状况,西南省区可扩大粮食生产规模以发挥E_g较大优势,东北与华北粮食主产区应通过提高E_g以保障粮食安全和水资源可持续利用。研究可发展农业用水效率评价理论同时为国家粮食生产与水资源管理策略的制定提供参考。

中国灌溉水资源利用效率的空间差异分析

水资源高效利用是现代化灌区建设重要目标。从衡量灌溉水资源有效利用程度和真实粮食产出能力出发,计算了1998-2010年中国各省区的灌溉效率IE和水分生产率WP指标,并分析二者空间分布格局。结果显示:IE与WP的全国值分别约为0.452和1.108kg/m^3,区域间差异程度前者小于后者,且均有随时间增大趋势;二者均呈显著的空间聚集现象,指标值高的省区位于黄淮海平原及其周边省区,低值则分散于西北、西南、东南及东北地区在;IE与WP在描述灌溉水资源利用效率空间相对大小上相互不可替代,但可以融合得到同时涵盖二者功能的灌溉用水效率IWE指标。IWE可以衡量灌溉水资源综合利用效率并作为区域灌溉发展方向的依据。根据省区IWE与耕地灌溉率现状对不同地区灌溉、粮食生产及水资源管理政策进行了初步探讨。

广义水资源利用效率综合评价指数的时空分异特征

基于广义水资源利用过程,同时考虑区域灌溉效率、水分生产率、水资源来源及消耗途径构建广义水资源利用效率综合评价指数(C-指数)。基于中国主要灌区数据,在量化1998年-2010年各省区C-指数的基础上探索了其时空分异特征。结果显示:省区尺度C-指数总体呈增长态势,全国值由0.550增加到0.704,中国粮食生产用水结构趋于合理;空间自相关分析结果显示,代表年省区尺度C-指数在空间上呈现显著的聚集现象,全局莫兰I的检验值均超过了0.01的置信水平;C-指数较大省区集中于黄淮海平原和长江流域北部,低值省区则广泛分布于长江以南、东北及西北地区;各省区局部自相关属性稳定,HH和LL的省区在20个左右。从自然气候特点、农业生产条件等方面分析了C-指数的时空分异特征。研究成果为农业水资源利用评价方法和水资源管理宏观政策制定提供参考。