中国农业水资源承载力与耕地利用效益耦合协调分析

为了协调优化农业水土资源,促进农业可持续发展,本研究选取2005-2019年31省(区、市)面板数据,在构建农业水资源承载力和耕地利用效益评价体系基础上,运用熵权TOPSIS测算两系统的耦合协调度,分析其时序和空间特征,并探索影响两系统耦合协调关系的障碍度因素。研究结果表明:(1)中国农业水资源承载力与耕地利用效益指数均呈现上升趋势,但呈现不同程度的地区差异;(2)农业水资源承载力与耕地利用效益耦合协调水平持续增强,由中度耦合向高度耦合转变;不同地区耦合协调关系在空间上呈现显著的差异;(3)耕地利用社会效益和经济效益是影响中国农业水资源承载力与耕地利用效益耦合协调度的两大障碍因素。从微观指标来说,节水灌溉面积比例、农业供水模数和人均耕地面积主要影响两个系统的耦合协调度水平。

基于主成分分析的黑河中游农业水资源承载力评价研究

以黑河中游农业水资源承载力为对象,运用主成分分析法、熵权法对黑河中游农业水资源承载力从时间和空间两个角度进行评价分析。结果表明,(1)影响黑河中游农业水资源承载力的主要因素有耕地灌溉率、地表水与地下水资源量。(2)从时间上来看,2015年、2016年与2017年均处于中等承载力,2018年处于弱承载力,2019年处于高承载力。总体来看,2015—2019年黑河中游农业水资源承载力呈上升趋势。(3)从空间上来看,甘州区处于高承载力,民乐县和临泽县处于中等承载力,高台县和山丹县处于弱承载力且山丹县承载力最小。黑河中游各县(区)农业水资源承载力存在明显差异,要因地制宜,采取针对性措施,提高农业水资源承载力,促进农业生产的可持续发展。

灌区农业水资源承载力模型研究

在前人承载力研究的基础上提出了承载力的新见解,定义了承载力的四要素,并根据农业生产的实际情况提出了灌区农业水资源承载力的概念,建立了农业水资源承载力计算模型,该模型计算时考虑了农业水资源的两个特殊性,即各种作物的被承载能力及作物的需水和供水过程。最后将模型应用于河南省第三濮清南灌区,验证了模型的正确性。

基于模糊综合评判的吉林省松原市农业水资源承载能力分析

在分析松原市水资源特征及开发利用等对承载能力影响的主要因素的基础上,确定耕地灌溉率、水资源利用率、农业水资源利用率、灌溉用水指标、农业供水模数、农业需水模数、地表水开发程度、地下水开发程度8个因素作为松原市农业水资源承载能力综合评价的主要指标,采用模糊综合评判对松原市农业水资源承载能力进行评价,结果表明在研究阶段,松原市农业水资源处于饱和状态,并由饱和阶段向过饱和阶段过渡,到2015年,过渡到过饱和阶段,预示着农业水资源已经出现短缺;同时综合评分值从2010年的0.362下降到2015年的0.295,表明松原市农业水资源开发潜力很小,农业用水出现短缺,应采取控制措施。

海河流域农业水资源承载力评价研究

为充分了解水资源支撑当前农业发展规模所处的状态,以科学调整农业发展战略及相应政策,保障海河流域水安全及粮食安全,开展农业水资源承载力评价研究。在构建农业水资源承载力评价体系的基础上,通过熵权法确定权重,采用基于集对分析理论的五元联系数法对海河流域农业水资源承载力进行评价,并通过模糊综合分析法验证该结果。研究结果表明:两者计算结果基本相同,表明计算方法可行。研究结论为:山西、内蒙古、辽宁的承载潜力处于V3级临界状态,北京、天津、河北、河南、山东的农业水资源承载力处于V4级饱和状态,表明海河流域的农业水资源承载力的强弱与地下水失衡状况密切相关。通过承载能力"等级逆推",得出现状条件下流域内各行政区的地下水开采率及有效灌溉面积的适宜区间,即:未来海河流域地下水需减少开采1.782×10^10~2.031×10^10 m^3。

基于主成分分析的吉林西部地区农业水资源承载力评价

农业是吉林省西部地区经济发展的主要支柱之一。面临着吉林省西部地区农业发展的规划前景,正确评估农业水资源承载力已成为该区农业可持续发展所面临的重要因素。在收集相关资料及借鉴前人已有研究的基础上,运用主成分分析法,选取9个影响指标作为评价因素对吉林西部地区农业水资源承载力进行分析和评价。结果表明:1影响吉林西部农业水资源承载力的主成分包括:社会经济、水资源利用程度、耕地情况和人口数量;随着社会经济的发展,人口数量和耕地面积的增大,水资源的供需矛盾将越来越突出;2依据评价结果,将研究区划分为农业水资源承载力较好、一般和较差3个部分,农业水资源承载力较大的地区在研究区北部偏多,而农业水资源承载力较小的地区都在研究区南部,反映出研究区北部的水资源供需矛盾较研究区南部小;3前郭县和白城市区的农业水资源承载力较其他地区大,这与该两地区的水资源量较其他地区丰富有关,同时,前郭县和白城市的节水措施以及用水方式都比其他几个地区先进,其他农业水资源承载力较弱的地区可以借鉴这2个地区的用水方式,以期提高本地的农业水资源承载力。作为以农业为主要经济发展支柱的地区,为了加快当地的经济发展速度,应加强当地的水资源管理与利用,提高水资源利用率,如充分利用客水和雨洪资源等,同时,也要加强水资源用户的节水意识,并考虑适当采取一定的经济措施。

人民胜利渠灌区农业水资源承载力评价研究

为充分了解灌区农业水资源承载力状况,探究当前水资源支撑农业发展的潜力,保障灌区水安全及粮食安全,针对人民胜利渠开展了承载力评价研究。从社会需求、社会经济、水资源利用、水资源生态4个方面共选取8项评价指标构建灌区农业水资源承载力评价体系,并结合层次分析和模糊集对分析法进行评价。研究结果表明,评价结果与实际结果基本吻合,该评价指标体系具有一定的合理性和可靠性。分析表明,人民胜利渠的农业水资源承载力值于2012—2019年呈现出先增后减的趋势,灌区承载力状况逐渐好转,但仍处于临界承载状况,部分地区甚至处于严重超载状况。因此,建议相关部门继续提高对灌区水资源量和水生态保护的重视程度。

滇中受水区农业水资源承载力评价研究

为摸清滇中受水区农业水资源的开发利用程度,支撑滇中引水二期工程水资源优化配置,在分析滇中受水区农业用水特征及影响因素的基础上,构建了农业水资源承载力评价指标,利用模糊综合评价法对滇中引水工程受水区35个县(区、市)2012~2015年的农业水资源承载力进行了研究。研究结果表明:①受水区的整体农业水资源承载力偏低,农业水资源开发潜力较小,其中,10个县(区、市)的承载力处于过饱和状态,14个县(区、市)的承载力处于饱和状态,7个县(区、市)的承载力处于有一定承载力的状态。②整个受水区综合评分均未超过0.5,说明农业水资源开发利用潜力不大,应在尽快建设滇中引水二期工程的同时,大力推广节水技术与节水措施,实现由耗水型农业向节水型农业的转变,确保区域农业绿色可持续发展。

近50 a南方农业干旱演变及其影响

干旱是威胁农业生产的最主要农业气象灾害之一,随着气候变暖,近年来干旱对中国南方地区的影响也越来越大。为了清楚地了解气候变化背景下,南方农业干旱的演变规律及其对农业的影响,以江南、华南和西南地区为研究对象引入安全种植指数、农业水资源承载力饱和度等概念来探讨干旱对南方农业及其种植结构的影响。结果发现,研究区域正处在气温显著上升阶段,变暖明显,蒸散增加。尽管农业干旱频率减小,但其危害程度显著增大(尤其是西南地区),并具有明显的季节性,危害的主要作物为南方双季晚稻和西南冬小麦。从农业水资源的利用情况来看,西南地区水资源饱和程度高,用水压力较大,近年干旱高发均与水资源不足、分布不匀关系密切。综合考虑研究区域水资源、作物耗水、干旱风险以及种植习惯等因素,建议西南区在保持当前种植规模不变的前提下,适当减少水稻种植、增加玉米面积,或减少冬小麦种植;江南和华南区,保持早稻种植规模或适当扩大,缩减晚稻规模,可改种玉米、豆类或薯类等耗水少的作物。