基于CROPWAT的宁夏虚拟水战略适宜性初步评价

虚拟水战略为解决水资源短缺问题提供新的想法与措施。借助CROPWAT8.0软件,利用CROP数据库、CLIMATE2.0数据库和《宁夏统计年鉴》等资料,对宁夏三大产业用水进行评价,分析了农业虚拟水战略的可行性;通过计算典型农作物虚拟水含量筛选虚拟水战略作物,设定六种不同方案进行适宜性情景模拟。结果表明,在保障粮食安全基础上,春小麦可作为农业虚拟水战略首选优势作物,减少或替代种植可一定程度上增加效益,减少用水量。

基于CROPWAT的昆明主要农作物虚拟水分析

人类对水资源的需求量随着人口数量的增长而增长,水资源保护与合理开发对国民经济的发展有着重要影响。云南省2001—2015年水资源总量由2 561.94亿m3降低到1 872.00亿m^3;其中昆明市2015年水资源总量为66.43亿m^3,农业用水只占总量的12%。为解决水资源短缺和区域水资源安全问题,从而引入虚拟水的研究。结合气象资料,利用CROPWAT软件对昆明主要农作物需水量和灌溉用水量进行计算分析,在满足保证率的情况下,确定不同作物的灌溉用水量。通过研究计算,甘蔗、水稻、马铃薯、花生等作物的多年平均需水量分别为1 174.50、701.75、488.10和434.00 mm,灌溉需水量为717.30、715.20、170.50、119.35 mm。该研究可根据昆明的水资源实际情况为农作物种植和制订相应的节水灌溉制度提供一些理论依据。

中国主要粮食作物的水足迹值:1978-2010

水足迹是度量水资源利用效率改进的工具,中国农业的水资源紧缺使计算从单一粮食作物到国家等不同层面的水足迹值的重要性凸显。文章基于彭曼公式对单种粮食作物绿水和蓝水水足迹值进行计算,介绍了省际范围、国内生产、国际贸易以及国内消费水足迹值的计算方法,测算了1978-2010年共33年内的稻谷、小麦、玉米、大豆和高粱等5种主要粮食作物的上述4种水足迹值。结果表明:33年间中国稻谷种植消费了48%的水足迹值,是水足迹消费量最大的粮食作物。相对于绿水更加稀缺的蓝水在此期间利用效率提高了40%,而中国国内生产粮食作物水足迹总量却不降反升,2010年比1978年增长了2.01%。中国是5种粮食作物的水足迹净进口国,并且对国外的水足迹依赖程度正在增大,进口粮食作物水足迹量在国内消费水足迹值中的占比从1978年的1.67%增加至2010年的9.06%。在进口的水足迹中,绿水足迹与蓝水足迹的比例为14.06,高于国内1.96的比例,表明其他国家将其相对丰富的雨水通过粮食贸易出口给中国,缓解了中国国内的水资源稀缺,提高了国际水资源的利用效率。最后,对比水足迹与土地、人口和经济发展关系发现,33年间种植单位面积的粮食作物例如稻谷所需要的水足迹量降低了37.58%,人均水足迹量降低了13.54%,单位水足迹的经济产出提高了9.89%,而之所以水足迹的综合利用效率的提高没有带来水足迹总量的减少,主要原因由于5种粮食作物产量在其间增加了98.89%,粮食种植数量增加了水足迹总量。

云南蒙自坝子主要作物需水量及灌溉需水量研究

根据蒙自坝子中部蒙自气象站1980～2010年逐月气象资料和相应的作物数据及CROPWAT软件,计算了蒙自坝子近31年来的作物需水量和灌溉用水量,通过排频,确定了不同作物在相应保证率下的灌溉用水量。研究结果表明,水稻、玉米、马铃薯、烤烟、花生等大春作物的多年平均作物需水量分别为696.2、427.7、517.8、414.0和469.0 mm,作物需水量离差系数较小,大春作物生育期有效降雨量较多,故灌溉需水量很少,但水稻因为泡田用水、秧田用水、生长期渗漏等,导致灌溉用水量很大,成为灌溉需水量最大的作物;小春作物蚕豆、小麦、油菜的多年平均作物需水量分别为394.8、412.5、476.2 mm,因为生育期内有效降雨量相对较少,小春作物灌溉需水量很大;甘蔗、蔬菜为全年种植(生长)作物,作物需水量分别为1 308.3和1 186.9 mm,灌溉需水量分别为675.2和523.5 mm,成为仅次于水稻的第2和第3位灌溉需水量最大的作物。该研究为蒙自坝子灌溉制度制定、作物种植结构调整提供了理论依据。

重庆市主要农作物虚拟水含量计算分析

利用FAO推荐的CROPWAT软件和CLIMWAT数据库,对2001～2010年重庆市部分农作物的单位虚拟水含量以及虚拟水总量进行计算,为重庆市农作物种植结构调整提供建议。对作物的单位虚拟水含量而言,花生最高,蔬菜最低。从虚拟水总量来看,水稻用水量最高,接近40亿m3,花生用水量最低。从时间尺度分析作物的单位虚拟水含量,蔬菜较为稳定,其它作物的变化趋势较为一致;花生的虚拟水总量一直维持在一个较低水平,蔬菜有所增加,而小麦则明显下降。从单位虚拟水含量角度看,在重庆市种植水稻、玉米和蔬菜是适宜的,而小麦则不适合。依据虚拟水总量的研究数据,建议重庆市提高经济作物种植面积,并加大农作物虚拟水贸易。