基于虚拟水的广西农业产业结构优化

虚拟水战略是农业产业结构优化的有效途径之一。通过测算分析广西主要农作物的虚拟水含量,对其农业产业结构进行优化。结果表明:广西主要农作物的虚拟水含量差异非常大,油菜籽的虚拟水含量高达8.733 m3/kg,是蔬菜的54倍。2000-2014年,农作物虚拟水含量的变化趋势也不尽相同,稻谷、甘蔗、木薯和蔬菜较为平稳,小麦、油菜和烤烟处于波动状态,豆类、薯类和玉米总体呈下降趋势。经规划后,各主要农作物的种植面积都有不同程度的调整。与现有种植模式相比,经济效益模式的农作物产值增加了5.43%、但水资源总体消耗量依旧很大,生态效益模式的农业产值基本持平,但其虚拟水总量却减少5.47%。在此基础上,提出了广西农业产业结构的优化对策。     

虚拟水价值视角下新疆主要农作物种植偏好及布局研究

选取新疆主要农作物小麦、玉米、棉花、水稻、甜菜、薯类为研究对象,在采用Penman-Monteith公式计算新疆14地州及64个主产县6种主要农作物单位虚拟水产量的基础上,明晰了主要农作物的单位虚拟水价值。并借助IBMSPSS软件进行对应分析,从虚拟水价值的视角研究了新疆主要农作物种植偏好与布局。结果表明:①6种主要农作物中虚拟水价值最高的是薯类(8.34元/m^3),最低的是棉花(1.51元/m^3);②从虚拟水价值视角看,农作物的种植偏好与种植规模存在显著差异。县际层面上,按照农作物虚拟水价值由高到低排序,前三位的县与自治区“十三五”规划(种植业)的契合度较高;③调整种植业结构后农作物的虚拟水总产值可增加601.25亿元,可实现“十三五”规划(种植业)中“调棉减水”的目标。研究认为:不同农作物单位虚拟水价值在农作物种类与地区上存在显著差异,优化水资源配置可以带来种植业生产总值的增加,新疆应在调整外显性种植结构的同时注重内涵式品质的提升,生产特色高质产品。     

中部四省虚拟水贸易的初步研究

虚拟水贸易是实现缺水地区可持续发展的重要战略选择，也是实现区域水资源优化配置，提高用水效率的有效工具。介绍了虚拟水含量的计算方法，并以河南、江西、湖南、湖北为例计算了四省的虚拟水贸易量，结果表明，河南省粮食产品的虚拟水含量较其他三省少，四省都是虚拟水净输出地区，虚拟水净输出量为151．37～476．47亿m^3。     

基于产业结构优化的鄂尔多斯市虚拟水计算分析

以鄂尔多斯市产业结构优化数据为基础,对该地区农作物、动物产品、工业生产、生活消费和生态环境虚拟水分别进行了计算分析。结果表明,鄂尔多斯市2020年农作物消耗的虚拟水量最大,占消费虚拟水总量的65.35%,其次是工业产品,占消费虚拟水总量的20.96%;而农作物产品消费虚拟水消费总量最高的是玉米,占农作物消费虚拟水总量的41.31%,其次是薯类,占农作物消费虚拟水总量的21.88%,但单位产品消费虚拟水最多的是麻类,最少的是甜菜;运用虚拟水理论分析各行业的水资源消费情况,可以此优化区域产业布局,提高水资源利用效率,缓解该区域的水资源紧缺压力,实现水资源的优化配置。     

基于虚拟水视角的四川省农业水资源压力时空演化

【目的】探明四川省作物虚拟水流动对农业水资源压力产生的间接影响及其时空演化格局。【方法】以四川省内种植的16种作物为研究对象,基于AquaCrop模型模拟2000—2018年四川省各市（州）作物生产水足迹,基于每年作物产品供需平衡和最优运输成本法量化省际间作物贸易格局,分析各市（州）主要作物虚拟水流动平衡格局,解析作物虚拟水流动对四川省农业水资源压力的影响。【结果】2000—2018年,四川省多年平均作物生产水足迹为284亿m3/a,各市（州）作物生产总水足迹呈波动上升趋势,其中乐山市作物生产总水足迹变化幅度最大。四川省为作物虚拟水净输入地区,虚拟水净输入量整体呈上升趋势,西部作物虚拟水净输入量高于东部。作物虚拟水流动缓解了各市（州）农业水资源压力,因虚拟水输出导致水资源压力小幅度增加的地区由2000年的4个市（德阳市、资阳市、遂宁市和绵阳市）减少至2018年的1个市（资阳市）。【结论】根据各市（州）水资源分布现状与作物耗水规律进行种植结构调整、田间管理优化和虚拟水贸易调控,综合考虑实体水配置和虚拟水贸易可有效缓解四川省农业水资源压力。     

基于田间实际耗水的作物生产水足迹

为了衡量田间尺度粮食生产对资源的真实利用,基于水足迹及作物耗水理论,提出基于作物实际耗水的农作物生产水足迹计算方法,并以陕西关中的小麦、玉米为研究对象,对1998,2005及2010年的生产水足迹进行了计算.结果显示：同一年份同一作物不同地区间耗水量具有较大差异,同时,关中地区3个代表年份平均小麦、玉米耗水量分别比需水量小16.2%和12.4%;小麦、玉米生产水足迹有减小趋势,代表年平均值分别为0.96,0.77 m^3/kg;各地区小麦虚拟水中蓝水比例在10%-40%,玉米则在20%-50%范围内变化,且年际、地区间的蓝水占有比例均无明显变化趋势;3个代表年小麦、玉米的总水足迹之和分别为70.1,59.8及60.7亿m3,均大于当地的水资源总量,其中蓝水所占比例均值为29.1%.基于作物实际耗水的作物生产水足迹的计算对基于水足迹和虚拟水贸易的科学研究及政策制定均有重要意义.     

虚拟水引出缓解水资源短缺问题的

虚拟水是水资源管理领域提出的新概念,水足迹是继生态足迹以后的又一衡量资源占有量的新方法,这两个概念深刻的揭示了生产产品和居民生活消费所需要的水资源量。根据虚拟水与水足迹的计算方法对2000年江西省主要农产品虚拟水含量和城乡居民生活消费虚拟水含量进行计算,然后与陕西、甘肃两省城乡居民生活消费虚拟水含量进行比较分析,得出了调整区域生产与消费结构,增加虚拟水贸易,是缓解我国缺水地区水资源短缺与社会、经济发展矛盾的新途径的结论。     

黄河流域小麦生产水足迹量化与评价

为准确评价区域不同时空尺度作物生产耗水量及耗水效率的动态变化及其分布规律,以黄河流域典型年为例,基于作物水分生产力模型Aqua Crop,考虑不同供水和灌溉方式,在5'空间尺度对流域内小麦生产水足迹进行了量化与评价。结果表明:流域小麦水足迹总量和单位生产水足迹年均值分别为2.19×10~(10)m~3和1.22 m~3/kg,蓝水足迹占65%,单位生产水足迹呈现上游向下游递减的趋势。传统地面灌农田小麦生产蓝、绿水足迹量分别为流域总量的92%和50%。流域灌溉条件下小麦生产水足迹(1.40 m~3/kg)高于雨养条件(1.12 m~3/kg);灌溉方式对小麦生产水足迹影响显著,其中微灌仅为1.67 m~3/kg,喷灌条件下高达2.07 m~3/kg。供水与灌溉方式对区域农作物生产水足迹的影响不可忽略,考虑不同供水与灌溉方式的作物生产水足迹量化与评价将成为农业水资源高效利用的重要基础。研究结果可为不同时空尺度农作物水足迹核算和区域农业节水策略制定提供参考。     

土壤空间变异对水氮淋失和产量影响的模拟研究

基于CERES-Maize模型,研究了土壤空间变异和水文年型对半干旱地区土壤水氮淋失和玉米产量的影响.结果表明,土壤空间变异对作物产量和土壤水氮淋失的影响程度与降雨密切相关.丰水年水氮淋失量显著高于平水年和枯水年.降雨对作物产量和农田尺度水氮淋失的空间变异有明显影响,并能在一定程度上减弱土壤空间变异对产量和农田尺度水氮淋失的影响.随着土壤空间变异程度的增大,产量降低,产量的空间变异程度增加.水分渗漏和氮淋失量随土壤空间变异的增加呈增加趋势.当土壤黏粒和粉粒含量变异系数CV≥0.2时,在水氮管理中考虑土壤空间变异有利于提高作物产量,减轻水氮淋失.     

中国农作物水足迹时空分布与影响因素分析

为全面评价中国农作物对水资源真实消耗,计算并分析了31个省区1996—2015年农作物水足迹,并借助通径分析方法分别对影响农作物生产水足迹(单位耕地面积水足迹)时间变化和空间分布的影响因素进行了揭示。结果显示:全国年均农作物水足迹为1 421.07 Gm3,蓝水、绿水和灰水足迹分别占10.05%、66.79%及23.16%;粮食和水果类作物水足迹占总量的85%以上,二者很大程度上决定着中国农作物水足迹的变化。中国农作物生产水足迹为1 156.90 mm,时间上呈先下降后缓慢上升态势,空间上为从东南向西北逐渐递减的格局。人口密度、人均纯收入和化肥施用量是农作物生产水足迹时间变化的主要驱动因子,而降雨量、人均GDP及人均纯收入对其空间分布有重要影响。经济发展是降低农作物水足迹的原动力,可以促进化肥施用量降低、灌溉用水效率提高以及增强绿水资源调控能力。     

基于水循环及水资源转化率的农业用水策略

结合我国实际分析农业水循环结构以及农业水资源转化效率，通过农业水循环来提高我国农业用水效率，提出一些建议，以促进我国农业的健康发展。      

多级粗滤料滤床一慢滤综合净水工艺研究

为了寻找一种工艺简单、设备耐用、操作管理方便的净水工艺，对多级粗滤料滤床-慢滤综合净水工艺进行了试验研究。根据所设计的试验流程，对两种水质的原水进行试验。苯酚采用4-氨基安替比林直接光度法测定，氨氮采用氨测定的蒸馏滴定法中的预处理方法，溶解氧采用碘量法测定，浊度用光电浊度仪测定。最终得出了多级患联粗滤成熟期有机物去除率与时间关系、氨氮的浓度变化曲线，并对试验结果进行了分析讨论。     

微咸水间歇供水方式土壤水盐分布分析

为了研究间歇供水微咸水不同入渗方式对土壤水盐分布的影响,开展了一维积水间歇入渗试验,研究了微咸水矿化度分别为1.75、3和5g/L,及不同周期数和循环率入渗条件下的入渗特性,并对比了不同矿化度、不同周期数与不同循环率对间歇入渗后土壤水盐分布的影响。结果表明,微咸水间歇入渗与一般的间歇入渗规律相同,但在试验取用范围内高矿化度、小周期数和高循环率可以有效促进水分入渗,矿化度提高土壤中盐分含量也随之增加,盐分含量随着间歇入渗周期数的增大而增大。     

多级粗滤料滤床─慢滤综合净水工艺研究

为了寻找一种工艺简单、设备耐用、操作管理方便的净水工艺 ,对多级粗滤料滤床慢滤综合净水工艺进行了试验研究。根据所设计的试验流程 ,对两种水质的原水进行试验。苯酚采用 4-氨基安替比林直接光度法测定 ,氨氮采用氨测定的蒸馏滴定法中的预处理方法 ,溶解氧采用碘量法测定 ,浊度用光电浊度仪测定。最终得出了多级串联粗滤成熟期有机物去除率与时间关系、氨氮的浓度变化曲线 ,并对试验结果进行了分析讨论。     

优化调度水资源促进节约用水

优化调度水资源,是实现水资源合理利用,节约用水,扩大灌溉面积,为农业高产和持续发展创造条件的重要举措。以位山灌区为例,介绍了引黄灌区搞好水量调配,促进节约用水的实践经验。     

基于灰水足迹的流域水环境评价

为实现更加科学的评价流域水环境,基于水足迹理论,提出了更为全面的流域灰水足迹核算评价方法,解决了以往流域灰水足迹评价中污染核算不全面、参数选取原则不统一的问题。以大连市复州河流域为例,从工业、居民生活、畜禽养殖业和种植业四个污染源分析了2018年流域灰水足迹量值与空间特征,同时进行流域水环境评价。结果显示:2018年复州河流域灰水足迹为29.23亿m³,其中工业灰水足迹为0.27亿m³,居民生活污染灰水足迹为6.31亿m³,畜禽养殖业灰水足迹为13.03亿m³,种植业灰水足迹为9.62亿m³,总体上呈现沿河流自上游向下游逐渐递增,在入海口处有所降低的趋势。2018年复州河流域水污染程度为846.35%,表明流域内地表水纳污能力已全部耗尽,无法吸收净化流域内每年产生的污染物数量。研究结果较好的评价了流域水环境现状,可为复州河流域水环境治理与其他流域水环境评价提供参考。     

水资源合理利用与节水灌溉

本文提出水资源的概念，指出水资源量不仅取决于水量，还取决于水资源的可利用程度，水资源合理利用主要考虑水资源利用前后水的可利用程度是否充分发挥效用，而不是单纯考虑水资源利用前后水的总量的变化。节水灌溉对水资源的合理利用已经和将发挥重大作用。     

咸水灌溉下土壤水盐变化的试验研究

2002年在内蒙古河套灌区红卫节水示范园进行了咸水灌溉试验,分析试验结果得出:咸水灌溉下的土壤经过秋浇后含盐量可以降到咸水灌溉前水平。以荷兰Wageningen农业大学等单位开发的土壤水分大气作物系统模拟软件SWAP为工具,应用示范园的土壤、水、盐分试验资料对模型的参数进行了率定和验证,模型模拟结果和田间试验结果符合较好。     

淡水与微咸水入渗特性对比分析

为了研究淡水与微咸水连续和间歇入渗特性的差异,采用矿化度1.33g/L的淡水与矿化度3g/L的微咸水,在黏质土壤条件下进行了一维积水连续入渗及间歇入渗试验。研究结果表明,采用微咸水入渗可以改变土壤的结构特性,从而增大土壤的入渗能力;利用一维代数入渗模型对试验资料进行处理,结果表明模型可以比较精确地描述微咸水入渗过程;入渗水为淡水时,间歇入渗减渗,而入渗水为微咸水时,间歇入渗增渗;间歇入渗的循环率不同,其减渗效果及增渗效果都略有差异。     

基于水市场的水权水资源税博弈分析

我国水资源紧缺日益严重,这就要求我们对有限的水资源量进行合理配置。以博弈论为基本理论框架,建立序贯博弈模型,在水市场存在的条件下对初始水权和水资源税进行博弈分析,运用倒推法求解子博弈精炼纳什均衡,从而得出如何分配初始水权分配和水资源税征收数额,实现对流域水资源的优化配置。同时对建模思路和解决方法进行阐述,并给出算例予以解释。