不同农业技术扩散环境区农户技术采用行为分析——以西北干旱半干旱地区节水灌溉技术为例

为了探究在不同的农业技术扩散环境地区农户技术采用行为对农业技术扩散环境的影响,通过对西北干旱半干旱地区377个农户的调查数据分析,建立了影响农户参与节水灌溉技术因素的logistic模型。结果表明,在农技高水平区,国家扶持政策是激励农户采用节水灌溉的主要因素;在农技中等水平地区,农户采用行为易受培训次数以及农区自然条件影响;而在农技低水平地区,主要是农户的信息便捷度、自然条件以及农户的风险意识影响着节水灌溉技术的采用。应通过加大支持力度,强化农民教育与培训,改善区域信息环境等措施使农业技术扩散环境从低水平区向高水平区过渡。     

基于随机前沿的灌溉用水效率及影响因素研究——以陕西关中地区小麦为例

农业部门是我国用水大户,随着水资源短缺问题的日益严峻,提高农业灌溉用水效率是实现农业可持续发展的重要途径。本文基于陕西关中地区小麦种植户实地调研数据,选取C-D生产函数构建随机前沿模型(SFA)测算小麦种植中的生产技术效率与灌溉用水效率,在此基础上选取农户个人特征、家庭特征、灌溉特征和耕地特征相关变量,采用Tobit模型进行影响因素分析,以识别限制和促进灌溉效率的关键因素。研究结果显示,关中地区小麦生产技术效率较高,为0.7~1.0,均值为0.87。灌溉用水效率远低于生产技术效率,为0~0.5,均值仅为0.31,存在较大的提升空间。对影响因素的研究发现,农户教育水平、家庭经济水平、灌渠完好程度、用水紧缺程度和节水灌溉技术等对灌溉用水效率等有显著的正向影响,农户非农就业、家庭非农收入比例为负向影响,农户年龄、灌溉水价、经营规模和耕地块数与灌溉用水效率没有明显相关性。说明关中地区灌溉用水具有节水空间,可通过维修灌渠、改进节水灌溉技术、适当提高水价等,逐步提高灌溉用水效率。     

太行山前平原区农户采用小麦玉米农艺节水技术意愿影响因素的实证分析

农户是农业节水的主体,考察太行山前平原区农户采用小麦玉米农艺节水技术意愿的影响因素,对推广农艺节水技术具有重要意义。本文依据对太行山前平原区的农户调查资料,运用二项Logit模型,对农户采用小麦玉米农艺节水技术意愿的影响因素进行了实证研究。结果表明,种植业收入占家庭总收入比重、水价、信息传播渠道的培训会对农户采用小麦玉米农艺节水技术的意愿有显著正向影响,水资源短缺程度对农户采用小麦玉米农艺节水技术的意愿有显著负向影响。太行山前平原区小麦玉米农艺节水技术应该重点向种植业收入占家庭总收入比重高、劳动力占家庭总人口比重较高、家庭年均总收入较高、土地经营规模较大、女性户主、户主文化程度较高的农户示范、推广;研究区农民节水意识淡薄,急需通过各种途径强化对农民的节水宣传;应加强引导示范户发挥示范、带动作用;继续对农户采用节水技术进行扶持,加大扶持力度;并应采用培训会等多种渠道传播农艺节水信息。     

转换灌溉方式对农户种植决策和经济的影响——以河北省张北县为例

国内外研究表明节水灌溉技术具有田块尺度上的节水效益和对作物的增产效果。但从社会-经济-生态复合系统的角度,灌溉方式的转变是否会改变农户的种植决策和农业生产行为仍有待深入研究。本文以河北省张北县为例,通过实地调研建立了柯布-道格拉斯生产函数等模型,研究了转换灌溉方式对农户种植决策和福利的影响。结果发现,高效率的灌溉方式可以使旱作作物、低耗水作物和普通耗水作物的水分生产力提高25.0%~347.7%;但同时也促使了研究区域88.9%的农户种植用水强度更大、收益更高的经济作物,以期获得投资的回报;灌溉方式改变会影响农业生产的投入和产出,高效率的灌溉方式会增加灌溉设施建设成本（6.6%~16.2%）,增加农药投入（2~4倍）、减少劳动力投入（20.6%~59.3%）。研究结果证明转换灌溉方式后,农户作为农业生产的基本单元,在追求利润最大化的动机驱动下,会改变其种植决策和农业生产行为,从而改变农户的经济效益。本文的研究结果可为进一步深入分析节水灌溉对区域农业生产的用水影响提供科学依据。     

菜农农药施用行为影响因素分析——基于对厦门蔬菜种植农户调查

为深入探究蔬菜种植农户在蔬菜生产过程中农药施用行为选择逻辑,本文以福建省厦门市蔬菜种植农户的实地调研数据为例,利用二元Logistic回归模型进行实证分析,研究了蔬菜种植菜农农药施用行为选择逻辑及其影响因素。结果表明,菜农年龄、家庭劳动力人数、农业收入、种植面积、务农年限、对农药施用安全间隔期的认知、对优质品牌农产品知识的认知、参加农业技术培训次数、农药残留检测等因素在不同程度上对蔬菜种植农户农药施用行为有影响。建议规范施用农药的激励机制,确实落实农产品生产的主体责任;鼓励开展农业技术推广、政策宣传、技术培训、服务指导等工作;加大优质蔬菜产品生产的扶持力度,创新蔬菜农药残留例行抽样检测模式,促进菜农农药规范施药行为。     

渠井结合灌区农户灌溉用水模型的构建与应用

在水文模型中耦合准确模拟农户灌溉用水行为的模块可以构建更符合实际的灌区水循环模型,可以定量计算农户灌溉用水对渠井结合灌区水循环的影响。以典型渠井结合灌区——陕西省宝鸡峡灌区为研究区,采用问卷调查与访谈的方式收集了大量的农业生产和农户灌溉用水数据,在深入分析灌溉用水影响因素互馈关系和渠井结合灌区水循环特征的基础上,采用Python语言构建了渠井结合灌区农户灌溉用水模型（HCLU模型）,该模型由水文、作物、农户生计和灌溉行为4个模块组成,可以概化灌溉用水的各个环节并实现农户灌溉行为与水文物理过程之间的紧密耦合,定量计算灌溉水源、灌溉定额、灌水时间和灌溉方式等对灌区水循环的影响,模拟作物产量与灌溉量的关系,为灌区水资源可持续管理和农业种植结构的调整提供强有力的技术支撑。     

农户生态环境认知与保护行为的差异分析——以农药化肥使用为例

农户不合理使用农药化肥严重威胁着我国农业生态环境的健康发展,探究农户生态环境认知与保护行为之间的内部关系,对于制定相应的调控措施具有积极的参考价值。利用江西省2 028份农户调查数据,运用增强回归树(BRT)模型分析农户生态环境认知和保护行为的差异性。结果表明:总体上,农户生态环境认知水平较高,但保护行为程度较差,表明农户生态环境认知并不必然导致保护行为,二者之间不存在很强的因果关系;究其原因是农户生态环境认知与其保护行为的影响因素和影响程度不同。影响认知的主要因素依次为实际耕种面积、年龄和外出务工比重,影响行为的则依次为年龄、实际耕种面积和文化程度。年龄、家庭年收入和外出务工比重三个指标对农户生态环境的认知和保护行为的影响方向和程度的差异性在一定程度上解释了认知和行为的不一致性。     

农村居民点整理不同阶段农户参与行为影响因素分析

为探讨农村居民点整理中农户参与行为机制及其影响因素,该文基于江苏省5县531个农户的调研数据,实证分析了不同农村居民点整理阶段农户参与行为特征及其影响因素的差异。结果表明:1)不同农村居民点整理阶段,显著影响农户参与行为的因素存在较大差异。2)所有因素中,农户整理内容认知对农户整体参与行为、决策制定参与行为影响分别在5%及1%的水平上显著;农户参与能力认知对农户决策制定参与行为、施工建设参与行为的影响分别在1%及10%的水平上显著;来自外部环境中的政府支持度对农户整体参与行为的影响在5%的水平上显著,对农户施工建设参与行为以及后期管护参与行为的影响则均在1%的水平上显著。3)农户受教育年数以及家庭年收入均未对任何类型的农户参与行为产生显著影响。建议未来应制定差别化政策激励农户全过程参与,并着重于信息公开制度的完善、农户参与能力的提升、参与程序的制定以及参与外部制度环境的建设。     

农户稀缺感知、超采认知对地下水灌溉用水效率的影响——基于河北地下水超采区457个农户调研数据

华北地区由地下水超采造成的环境问题日益严重,农业作为主要用水部门,亟须提高灌溉用水效率,减少水资源浪费。本文基于2019年对河北地区457户使用地下水进行灌溉的农户调查数据,采用随机前沿模型对灌溉用水效率进行测算,进一步在参照相关研究基础上重新构建农户水资源稀缺性感知和地下水超采认知测度的指标体系,在控制个人和家庭特征、生产特征基础上,实证分析农户稀缺感知和超采认知对灌溉用水效率的影响。研究结果显示:农户平均灌溉用水效率值为0.59,主要分布区间为0.40～0.80,具有较大提升空间;稀缺感知中水量感知、水位感知和稀缺预期对农户用水效率具有显著正向影响,超采认知中地下水超采危害认知和压采环保认知对用水效率提升具有促进作用;务农年限和受教育程度同用水效率正相关,相较于自有土地,流转土地具有更高的用水效率,耕地细碎化和灌溉设施距离过远则显著降低用水效率。因此,大力提升农户相关认知水平、推进土地流转和完善设施建设等措施将有助于提高河北地区灌溉用水效率。     

耕地土壤质量保护中农户认知行为影响因素研究——基于结构方程模型的估计

探讨耕地土壤质量保护中农户认知行为的影响因素,可以在深化已经研究基础上,为政府制定引导农户合理利用和保护耕地土壤质量的政策提供依据。本研究采用结构方程模型,利用辽宁省沈阳市沈北新区233户农户调查数据进行实证分析。研究结果表明:(1)社会经济因素特征、农户自身条件特征和耕地自然条件特征这3类外源潜变量对农户耕地质量土壤质量保护认知均有显著的正向影响,农户自身条件特征是影响耕地土壤质量保护中农户认知行为的主要因素,其特征每提高一个单位,农户耕地土壤质量保护认知程度会提高0.877个单位;(2)可观测变量对3类外源潜变量的解释能力均较强,且显著水平、影响程度和作用方向存在明显的差异,其中农产品价格、户主受教育程度和典型地块面积分别对这3类外源潜变量的解释能力相对较好。基于以上的研究结果,本研究认为提高农业生产的比较效益、稳定的农村土地经营权和将土地向以农业收入为主的农户流转实现规模经营,并针对这种类型的农户进行农业生产和耕地土壤质量保护方面的技术服务和培训,是未来政策制定和实施的重要方向。     

基于Copula函数的区域需水量随机模拟

受社会经济发展、气候等因素的影响,区域需水量不可避免存在一定的随机性。鉴于Copula函数可以用来描述事件序列的自相关结构,该文建立了基于Copula函数的区域需水量随机模拟模型。该模型能够考虑各月需水量间的相关性,克服了分离处理各月需水量而导致模拟精度不高的缺点。将模型应用于汉江中下游地区的需水模拟,并与现有的基于Cholesky因子分解模拟模型进行比较,研究了该模型的适用性。结果表明,该模型所模拟需水序列的均值、均方差等统计参数的相对均方误差均较小,同时能够保持各月需水量之间的相关关系,为区域的需水模拟提供了新思路。     

区域需水量多维随机模拟方法

需水模拟是水资源规划与管理的重要基础。采用Cholesky因子分解与Box-Cox数据变换及Monte-Carlo随机模拟等技术相结合的方法,建立了考虑月需水量相关性的区域需水量长系列多维随机模拟模型,并将模型应用于汉江中下游地区,结果表明,模拟需水序列的均值、方差等统计参数相对误差小,同时能表达各月需水量之间的相关关系。所建立的模型为需水模拟提供了新思路,具有一定的适用性。     

作物需水量模拟计算结果有效性检验

作物需水量是确定节水高效灌溉制度、制定灌溉排水规划和水资源合理配置必不可少的重要参数。当前模拟计算作物需水量的主要方法有FAO-56双作物系数法、双涌源能量守恒模型、根系层水量平衡模型和SWAP模型,而各种方法均有利弊和使用条件。不论采用哪种方法模拟计算作物需水量,其结果必须进行有效性检验,否则不能用于上述工程项目。该文用FAO-56双作物系数法基于灌溉试验数据模拟计算了人工牧草——老芒麦、冰草的需水量,并对模拟计算的需水量采用拟合相关图法、回归分析法和残差估计误差指示法进行了有效性检验。拟合相关图法属定性检验,给出了统计相关趋势;回归分析法和残差估计误差指示法为定量检验,给出了模拟计算值与实测值间的拟合优度和残差估计误差的范围。这种定性定量相结合的方法有效地检验了需水量模拟值与其实测值间的一致性,其结果可用于工程项目中。     

中国北方地区植被覆盖度的遥感解译及水土保持作用系数推算研究

采用遥感信息解译了中国北方地区植被覆盖度 ;通过植被覆盖度推算出水土保持作用系数 ;保土作用系数与降水蒸发差呈负相关 ,与植物初级生产力呈正相关 ,其相关性很高 ,可信度均超过 0 .0 1水平。在北方地区保土作用系数有可能成为评价区域生态功能的综合指标。     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉用水效率评价方法

灌区灌溉用水效率评价,对推行最严格的水资源管理制度具有重要意义。该文在构建评价指标体系的基础上,尝试将Copula函数应用于灌溉用水效率评价。针对多元变量导致Copula函数参数求解困难的问题,采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)提取主成分因子,形成新的指标体系,从而建立PCA-Copula评价方法,对灌溉用水效率进行综合评价。对7个灌区灌溉用水效率为例进行评价,从灌区地形地貌、规模大小、供水类型、降雨多少、作物结构以及灌溉成本几方面分析评价值的影响因素。根据各灌区灌溉水有效利用系数的高低,经过Spearman等级相关系数检验,表明PCA-Copula评价方法的评价结果与熵值法以及突变理论评价方法的结果排序相差不超过2个名次的比例为100%,评价结果具有一致性,能够客观反映灌区灌溉用水效率的高低。同时,PCA-Copula评价方法的评价值在0~1之间分布均匀,最大差值为0.622,明显高于另外2种方法,且相邻排序的综合评价值梯度明显,有利于更直观地区别灌区灌溉用水效率的高低。     

干旱区引水灌区灌溉退水计算方法

准确计算干旱地区灌区退(回归)水,对水资源高效利用具有重要意义。针对中国西北干旱地区大量引水灌区的特点,该研究结合退水单位线和"水桶模型"(根系层的水均衡模型)建立了灌溉退水计算模型,并将该模型应用于甘肃省景电灌区(黄河流域部分)的退水计算,结果表明:灌区退水量计算值与监测值拟合良好,模型率定期和验证期决定系数分别为0.82和0.71,模型可靠。2000年至2019年深层渗漏量和退水量的分析结果表明:年深层渗漏量与净灌溉和有效降雨的总量呈显著正相关,相关系数r=0.718(P0.01);月深层渗漏量受灌区作物生长期的影响显著,69.6%的深层渗漏在冬灌(10-11月)期间产生;年深层渗漏系数与年深层渗漏量呈显著正相关(r=0.944,P0.01);月深层渗漏系数在作物主要生长期(4-9月)小于0.4,非生长期(11月至次年2月)大于0.8;年退水量与年深层渗漏量呈显著正相关(r=0.716,P0.01);月退水量与月深层渗漏量相关性较差,原因是灌溉退水存在明显的滞后性;研究区退水单位线表明灌溉退水滞后峰值在2个月左右,但深层渗漏对退水的影响可达24个月左右。退水单位线的参数具有明确的物理意义且易于确定,针对灌溉退水具有明显滞后性的干旱地区,该方法能够有效计算灌区灌溉退水量,可为灌区水资源管理和决策提供科学支撑。     

基于多源遥感数据的综合干旱监测模型构建

在全球气候变化越来越复杂的大背景下,准确监测华北粮食主产区的旱情对区域农业生产有重要的指导意义。以往的遥感干旱监测方法多侧重于监测土壤或植被等单一干旱响应因子,反映综合信息的能力较差,为此该研究使用中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)、热带降水测量计划(tropical rainfall measuring mission,TRMM)卫星等多源遥感数据,在综合考虑干旱发生发展过程中的土壤水分胁迫、植被生长状态和气象降水盈亏等因素的基础上,利用空间数据挖掘技术,构建综合干旱监测模型,并以山东省为例进行了试验验证。结果表明,模型监测出山东省近年来所经历的重大干旱过程与实际旱情一致,模型输出的旱情指标-综合干旱指数(synthesized drought index,SDI)与小麦的标准化作物单产变量的相关系数均大于0.7(P0.05);在小麦和玉米的生长期,综合干旱指数与作物受灾面积的相关系数在-0.67～-0.85之间,与标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)的相关系数在0.44～0.67之间,且通过了P0.01的极显著检验(3月份除外)。研究结果为综合评估区域干旱提供了一种新的方法。     

辽河三角洲湿地生态环境需水量变化研究

基于遥感和生态学的方法．对1988～2001年辽河三角洲湿地类型及面积变化所引起的最小、最适和最大生态环境需水量变化和各类湿地的单位面积生态环境需水量进行了分析。结果表明，1988～2001年辽河三角洲湿地变化引起的生态环境需水总量的变化不到3％，但面积变化对各类湿地生态环境需水量的影响却相当明显；各类湿地单位面积生态环境需水量的总排序为河流-沟渠〉湖泊-坑塘-水库=养殖用地〉水田〉苇田〉潮上带高滩。研究成果可为辽河三角洲水资源规划中湿地生态保护、区域农业结构调整所引起的生态环境需水量计算提供科学依据，也可为其他地区湿地生态环境需水量计算提供借鉴。     

基于空间数据库和GIS的SPAC系统水分运动模型

农田SPAC系统水分空间变异通常较大,一维模型无法反应区域农田水分的运动和空间分布.该研究以空间数据库和组件式GIS为基础,结合适于北方平原农田水文过程的机理公式,开发出可以在ArcMAP(ESRITM)中加载的区域SPAC系统水分运动模拟工具,该工具结合GIS空间分析功能、空间数据库管理和水文过程数值模拟于一体,可以模拟计算SPAC系统水分的时空分布和运动,并提供二维或三维的输出结果.模型由多个数据处理和过程计算子模块组成,可模拟SPAC系统内土壤水分动态和蒸散量.验证表明,区域土壤水分模拟绝对误差在0.05(即体积含水量相差5%)以下的栅格点数达到总计算区域栅格数的95.61%;蒸散量验证显示,玉米生长季平均绝对误差为0.15 mm,平均相对误差为3.1%;小麦生长季平均绝对误差为0.13 mm,平均相对误差为5%.     

未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响

“四水四定”背景下，科学量化变化环境下城镇或小流域未来水源涵养量是水资源管理、水利规划和水生态保护等工作的重要基础。水源涵养量尺度转化是目前生态水文学研究的难点之一，较高精细尺度研究是尺度转化的重要切入点。以秦岭北麓灞河流域为研究区，应用SWAT模型、CA-Markov模型、ArcGIS、RClimDex等分析工具，评估NEX-GDDP-CMIP6高分辨率数据集对灞河流域月流量模拟能力，选取最优气候模式，模拟未来土地利用变化，分析灞河流域未来30年水源涵养量演变趋势，旨在为秦岭生态保护、水资源管理、土地利用保护等提供基础数据。结果表明：(1)NEX-GDDP-CMIP6高分辨率数据集ACCESS-CM2、ACCESS-ESM1-5、CanESM5等9个气候模式对月平均流量均值模拟效果较好，对极端流量模拟效果较差，NESM3气候模式相比其他8个气候模式有较好的流量模拟效果。(2)NESM3气候模式低估极端降水情况，高估持续干燥天数，月尺度降水数据模拟能力高于年尺度和日尺度。(3)通过Kappa系数检验CA-Markov模型在灞河流域土地利用变化方面具有较好的适用性。(4)在土地利用和气候...