权衡生产和耗水的区域小麦种植格局优化

【目的】优化种植广泛、灌溉密集的小麦种植面积,发挥节水灌溉优势,缓解华北地区的水资源短缺压力。【方法】引入小麦蒸散量耗水和产量等指标,建立华北区域尺度上的县域小麦种植面积目标规划模型,探讨生产和耗水权衡视角下的区域小麦生产布局优化方案。【结果】2001—2009年,华北地区小麦生育期ET(Evapotranspiration)呈上升趋势,2010—2018年呈显著下降趋势(p<0.05)。不同水文年型的小麦ET差异显著,总体表现出“枯水年最高、平水年次之、丰水年最低”的特征。省级水平上,当总产量权重为1时,现有灌溉水平下的小麦总产量可提高1.2%~2.3%,当ET权重为1时,小麦蒸散量耗水可减少0.4%~0.8%;市级水平上的相应结果分别为0.7%~1.6%和0.3%~0.5%。此外,同一灌溉水平下,在总产量权重降低、ET权重增加的过程中,能保持较高小麦种植规模的区域呈现规律性转移(在河北是由南向北转移),体现了不同县域在小麦生产或耗水管理方面的优势。【结论】无论是当前灌溉水平还是在一定的灌溉约束下,通过优化华北地区的县域小麦种植规模,都可以获取更多的产量或实现更少的蒸散量耗水,本研究可为该地区区域小麦种植格局优化和水资源管理提供一定的参考。