河南省农业水土资源时空分异与匹配格局

水土资源是人类生产、生活的核心资源,其空间分布对区域粮食生产和耕地可持续利用有重要影响。河南省是我国重要的粮食主产区,为了解河南省水土资源的空间分布与匹配状况,在构建农业水土资源匹配模型的基础上,对河南省18个地市1999—2013年水土资源时空匹配程度进行了分析评价。结果表明:(1)研究期内,河南省耕地面积增加了19%,净增131.3万hm~2,农业用水比重降低了13%、净减少23.8亿m~3;河南省耕地资源优势明显,而水资源匮乏;水土资源数量不匹配。(2)河南省水资源主要分布在河南省北部和南部,耕地资源主要分布在河南省东部和南部,水土资源空间不匹配。(3)河南省水土资源匹配系数为0.21万m~3/hm~2,仅为全国平均水平(0.56万m~3/hm~2)的38%;研究期内河南省水土资源匹配系数降低了25%。(4)河南省水土资源匹配空间差异显著,呈现出"北部最优、南部东部优于中部和西部"的格局。全省76%耕地水土资源匹配程度为"较差"(0.33R≤0.50)或"极差"(0.09R≤0.15),仅有6%的耕地水土资源匹配程度"较优"(0.33R≤0.50)。水资源是河南省农业的主要限制因子,全面加强水利基础设施建设、加强节水农业技术综合运用、优化农业水土资源配置是提高河南省水土资源匹配程度,保障粮食生产的重要途径。     

河套灌区农业水土资源时空匹配格局研究

为了客观地评价内蒙古河套灌区农业水土资源时空匹配情况,在分析灌区水土资源利用现状和空间分布格局的基础上,以灌溉用水量作为水资源量的表征参数,构建了农业水土资源匹配测算模型,评价了河套灌区及5个县域的农业水土资源匹配程度,并对其匹配程度进行了划分。结果表明:河套灌区农业水土资源匹配一般,耕地资源优势明显,水资源问题突出;10a来农业水土资源匹配程度逐渐降低,匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"自西向东依次变差"的特点。针对河套灌区农业水土资源匹配程度差、区域差异明显的情况,应加强该区水利工程建设和加快水务管理体制改革,同时兼顾农业水土资源优化配置,提高河套灌区农业水土资源匹配程度。     

江苏典型灌区农业水土资源匹配现状及其承载力特征

[目的]客观分析灌区农业水土资源匹配状况和承载力水平,进而促进灌区农业高质量发展和保障国家粮食安全。[方法]以江苏典型灌区为研究对象,通过计算基尼系数与农业水土资源匹配系数进行水土资源匹配现状分析,通过构建涵盖水土资源、经济、生态和社会子系统的灌区农业水土资源承载力评价体系,运用熵权法TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)、障碍度和耦合协调度模型,对典型灌区农业水土资源承载力系统健康度、影响因子和耦合协调度开展了研究。[结果](1)典型灌区基尼系数G=0.26,优于同期全国水土资源匹配水平,各灌区水土资源匹配系数为2 800～11 500 m³/hm²,水土资源匹配水平差异显著;(2)各灌区水土资源承载力系统处在中低等水平,现状条件下开发潜力有限,社会子系统为影响承载力系统健康度的关键因素;(3)各灌区水土资源承载力系统处在基本协调发展状态,耦合协调度与承载力系统健康度呈正相关关系,系统耦合协调性很大程度地限制了农业水土资源承载力的发展。[结...     

陕西关中地区农业水土资源时空匹配格局研究

为了分析关中地区农业水土资源的时空匹配情况,应用农业水土资源匹配系数,评价了关中地区及所辖5个地级市的农业水土资源匹配程度。结果表明:关中地区水资源短缺、人水矛盾和人地矛盾突出;农业水土资源匹配格局的时间变化不明显,而空间匹配存在明显的差异,宝鸡市和西安市的匹配程度优于其他市区,咸阳市的匹配程度最差。因此,应该通过跨流域调水工程、提高有效灌溉面积、改进农业结构等措施,提高关中地区农业水土资源的匹配程度。     

基于熵权TOPSIS的湖北省农业水土资源承载力时空动态研究

在综合分析湖北省农业水土资源空间分布特征及其匹配格局的基础上,采用DPSIR概念模型建立农业水土资源承载力评价指标体系,利用熵权TOPSIS方法对湖北省17个地区农业水土资源承载力进行定量研究。结果显示:不同地区农业水土资源承载力水平存在较大差异,其中神农架林区和恩施自治州水土资源承载力基本为盈余状态;荆门、仙桃、潜江、天门、武汉、荆州6市水土资源承载力以安全承载为主;随州、襄阳、孝感、宜昌、黄冈5市水土资源承载力以临界超载为主;十堰、鄂州、咸宁、黄石4市水土资源承载力一直呈超载状态。2000—2015年,只有荆州市水土资源承载力等级呈现显著提升。针对不同地区农业水土资源承载力现状提出了应对措施。研究可为合理配置水土资源、促进水土资源可持续利用和社会经济可持续发展提供科学依据。     

基于宏微观尺度的三江平原区域农业水土资源承载力

针对现有的农业水土资源承载力评价中将农业水、土资源视为独立系统分别进行研究容易导致系统超负荷运行的问题,该文将农业水、土资源作为一个整体系统,提出了从微观和宏观尺度进行农业水土资源承载力评价的新思路。在构建微观和宏观农业水土资源承载力评价指标体系的基础上,建立了农业水土资源承载力微观和宏观计算模型,其中微观模型用于求解农业水土资源支撑的最大粮食产量和最大人口数量,宏观模型用于评价区域农业水土资源承载力的相对等级,并将宏微观模型应用于三江平原农垦建三江分局的农业水土资源承载力分析中。结果表明该模型求得的建三江地区宏观和微观农业水土资源承载力大小和制约因素,很好地反映出建三江分局农业水土资源承载力的实际水平,表明该模型切实可行,并为区域农业水土资源系统整体效能的充分利用提供了依据。     

基于RAGA一PPPCA模型的区域农业水土资源承载力综合评价

在全面分析影响农业水土资源复杂系统承载力变化诸多因素的基础上,初步提出了农业水土资源承载力的概念,选取27个与农业水土资源密切相关的承载力评价指标,为了解决评价指标过多引起的评价过程复杂性问题,将主成分分析法有效解决指标间多重相关性的特性和投影寻踪模型高效降维技术有效结合在一起,提出了投影寻踪主成分分析模型。将该模型应用于三江平原农垦建三江分局农业水土资源承载力综合评价中,取得了满意的结果,同时为农业水土资源承载力评价研究提供新的研究思路和研究方法。     

黑龙江省农业水土资源匹配格局与区域调控

[目的]揭示黑龙江省市域尺度农业水土资源匹配协调水平及区域差异性,为区域农业水土资源优化配置及农业生产格局提升提供科学指导.[方法]基于2009-2019年黑龙江省13个地市农业水土资源数据,采用基尼系数及农业水土资源匹配系数法,分析农业水土资源空间分布特征及其匹配时空演变格局.依据农业水土资源匹配系数多年平均值划分水...     

基于熵权TOPSIS的河南省农业水土资源承载力时空分异与关联分析

目前全球粮食生产面临巨大的挑战,作为我国重要的粮食输出大省,河南省的农业水土资源承载能力直接关系到我国的粮食安全。为客观反映河南农业水土资源承载力状况,通过构建熵权TOPSIS模型,对近10年河南省农业水土资源承载能力的时空动态变化做了定量研究,并对其影响因素进行了关联分析。结果表明:(1)2006—2018年,河南省农业水土资源承载力指数平均值0.266,承载力水平总体上升但波动较大,承载力指数最高值与最低值相差近1.26倍,除2018年外,绝大多数年份处于稳定水平; 濮阳、焦作、鹤壁农业水土资源承载力年均增长速率较快,均超过9%; 信阳和驻马店下降较多,年均分别下降8.49%和2.77%;(2)河南省农业水土资源承载力在空间上的分布规律为:豫北>豫南>豫东>豫西,其中郑州、新乡、信阳、商丘、许昌5市较高,开封、平顶山、漯河、鹤壁4市较低,研究时段内豫南农业水土资源承载力逐渐下降、豫北和豫东逐渐增高;(3)农作物受灾面积比例、本年度农林水利工程投资比例、废水处理率、农业水土资源匹配系数以及森林覆盖率是影响河南省农业水土资源承载力的主要因素。可见,为提升农业水土资源承载力,河南省应加强高标准基本农田建设,提高耕地的防灾抗灾能力,同时加大生态环境保护投入力度。     

中国广义农业水土资源匹配及利用状况动态评价

作为农业发展的核心要素,水土资源匹配态势与利用程度决定着中国农业可持续发展及食物安全。为优化中国农业水土资源配置,该研究基于2000—2020年全国31个省市的统计数据,采用基尼系数评价中国农业水土匹配状况,提出广义农业水土匹配系数揭示各省农业水土资源匹配状况及配比程度,联合匹配特征与水土利用状况确定各省农业水土资源利用类型区。结果表明：1）研究期内,中国灌溉水与耕地分布差距较大（基尼系数均值0.424）,匹配情况变差;广义农业水资源与耕地资源分布相对合理（基尼系数均值为0.360）,无显著变化趋势。地理区及省际间农业水土匹配程度存在较大差异。华北、西北和东北地区匹配状况为“土多水少”,华东、华中和西南地区匹配状况为“水多土少”,广东（广义农业水土匹配系数均值为2.06）和云南（广义农业水土匹配系数均值为1.02）匹配程度分别为各省市最低和最高,匹配状况均为“水多土少”;2）农业水土资源利用程度空间异质性明显,垦殖率东南高西北低,农业水资源利用程度北高南低;3）吉林、新疆、江苏水土资源配置情况变差（转为低匹配高开发区）,北京水土资源配置情况有所好转（转为高匹配低开发区）。研究结果能够为国家农业水土资源优化配置相关决策提供支撑,对实现国家食物安全及农业可持续发展具有重要意义。     

陕西省榆林市水资源承载力与协调发展

[目的]分析陕西省榆林市水资源承载力状况,为该区水资源开发利用和协调发展提供科学参考。[方法]构建水—经济—社会—生态评价体系,利用AHP、熵权法并结合TOPSIS方法评价榆林市水资源承载力,引入耦合协调度和障碍度模型分析区域协调发展水平和承载力主要障碍因素,结合发展规划进行承载力演化分析和预测。[结果]榆林市各区县水资源承载力整体处于中等偏弱水平,榆阳区、神木市、定边县等存在发展不协调问题,人口密度大、农业用水量高是榆阳区承载力主要障碍因素,生态环境用水需求是神木市主要障碍因素,水资源本底弱、可利用量低和水土流失问题是东部区县承载力的主要障碍因素。2020年区域水资源承载力较2016年整体提升,未来经济社会发展和引水工程实施下,榆阳区、神木市、府谷县和横山县水资源承载力提升,其他区县受经济社会发展等因素影响水资源承载力进一步弱化。[结论]榆林市水资源承载力和地区协调发展存在局部脆弱和失衡问题,应进一步调整用水结构、优化水资源配置,统筹规划水—粮食安全—生态保护。     

忻州市相对资源承载力的时空动态变化

采用改进后的相对资源承载力模型测算了1995—2013年忻州市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,并探讨了全市14个县市相对资源承载力的演变规律及空间差异。模型改进工作主要体现在增加了水资源与能源承载力,并运用优势资源牵引效应及劣势资源束缚效应,克服了原模型中权重的主观任意取值。结果显示:（1）以山西省为参照区,土地资源和水资源是忻州市可持续发展的优势资源,而经济资源与能源为劣势资源;1995—2013年忻州市的人口承载状态总体呈从富余到超载,再到富余,以2001—2003年为界限;经济承载状态处于非常富余状态。（2）2004—2012年14个县市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力空间差异显著;农业发展、煤炭产业与区位条件成为影响相对资源人口承载力和经济承载力的驱动力。     

基于CRITIC-GR-TOPSIS法的烟台市水资源承载力综合评价

[目的] 对山东省烟台市水资源承载具体状况进行定量与定性分析,提出相应提高水资源承载力的对策和建议,为实现烟台市水资源可持续发展提供科学参考。[方法] 建立涵盖水资源、社会、经济和水环境4个准则层的评价指标体系,运用CRITIC-GR-TOPSIS法,对2003—2018年烟台市水资源承载力进行综合评价,以相对贴近度C_j作为综合评价值,C_j越大表明水资源承载力越高,并采用障碍度模型量化各指标对水资源承载力的影响程度。[结果] 2003—2018年烟台市水资源承载力整体呈现上升趋势,从2003年的0.449 7上升至2018年的0.578 3。通过障碍度模型计算发现,社会和水环境子系统内各指标对于水资源承载力的影响不断加大,而经济子系统相关指标对烟台市水资源承载力的影响不断减弱,水资源子系统内各指标则在此期间保持稳定且较高的影响水平。[结论] 2003—2018年烟台市水资源承载力有所上升,但其上升幅度并不明显,未来仍有广阔的提升空间。     

农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果

为研究农田水利工程治理盐渍化的效果,以天津市为例,结合ArcGIS9.3与试验分析方法,分析说明农田水利建设对土壤盐渍化改良的作用。结果表明,1982-2008年,盐渍土面积由49.40×104hm2,降低到32.42×104hm2,18.76%的盐渍土完全脱盐化,其他土壤盐化程度也大大降低;2006-2010年,来自于盐渍土的新增耕地面积减少了2.54×104hm2,但有1.11×104hm2的沟渠转换成耕地;0~60 cm内的滨海盐渍土剖面中,排水体系完善的耕地,69.81%以上在轻度盐化以下,而排水体系较差的荒地,40%以上为盐土,仅14.85%在轻度盐化以下。1982-2005年,易形成盐渍化的土壤面积由65.55×104hm2,减少到49.60×104hm2,减少区域与盐渍化降低区的分布区域一致。因此,农田水利建设是通过改良盐渍土的形成环境,从而达到治理盐渍化的效果。对于沟渠分布过密的脱盐化地区,可将部分废弃沟渠纳入宜耕后备资源中,通过土地整治促进农田集中连片,进而推进高标准农田建设。     

基于遥感的2000－2009年三江平原北部耕地变化特征分析

该文以三江平原北部为研究区,基于遥感数据分析2000-2009年该区域耕地变化特征,旨在为土地整治、农田水利工程建设等耕地资源开发利用提供依据。结果显示:耕地面积由214.31增加至285.10万hm2,垦殖率升至67.3%,新增耕地主要为旱地;共有73.64万hm2土地被垦殖为耕地,主要来源为沼泽地、林地和草地,而同期退耕面积仅为2.84万hm2;58.67万hm2旱地转换为水田,9.06万hm2水田转换为旱地;水田呈现出集中分布的格局,占耕地总面积的比重升至30.10%;位于研究区东部北部的县市耕地增加较多,而位于西部南部的县市耕地增加的较少;今后该区域在农业发展特别是农田水利建设过程中,应加强水土资源优化配置研究,并主要通过土地整治来增加有效耕地面积。     

城市水资源承载力多目标模型及其在济南市的应用

 城市水资源承载力能够较好地反映城市水资源开发利用与人口、经济社会发展的适应状况。通过建立水资源承载力WRCC多目标模型,对现状年2005年、水平年2010年和水平年2020年共计6个计算方案的济南市水资源承载力的计算,得出济南市现有水资源可利用量在不同方案下能够支撑的最大人口和经济社会发展规模。结果表明:保泉与否牵扯到大量优质地下水能否开发利用,对济南市城市水资源承载力的影响很大;黄河水、长江水等客水资源以及今后城市中水等非常规水资源的利用对城市水资源承载力也可起到很大作用。济南市今后的发展既需要保泉,又需要充分利用黄河水和长江水,积极利用中水等非常规水资源,并需要充分考虑以水资源承载力为基础统一规划城市发展规模。     

农业生产与水资源承载力评价

本文通过对水资源承载力的判断,特别考虑到农业污染对水资源可持续利用的影响,综合分析了我国不同区域种植业及畜牧业生产对水资源的压力,为合理估计农业增长潜力及选择农业结构调整路径提供重要参考。通过构建过剩氮和灰水指标,量化了农业污染对水资源的影响。构建水盈余指标,反映在考虑环境协调的情况下水资源继续支撑农业生产的潜力。以2003—2012年全国各省为样本,构造面板数据模型,分析播种面积和牲畜饲养量变化对水盈余的影响,进而推断水资源可承载的最大播种面积和最大载畜量。分析结果显示,当前我国农业污染造成的灰水发生量巨大,农业水足迹大大超过统计的农业用水量。在主产省,农作物播种面积每增长1%,水盈余量将下降148.55亿m~3,牲畜饲养量每增长1%,水盈余量下降78.42亿m~3。以2012年水资源条件与农业生产状况为测算基础,全国水资源可承载的最大播种面积为1.69亿hm~2或最大载畜量35.70亿头生猪。河北、山西、江苏、河南、山东和宁夏6省的生产规模已经超过水资源承载力的上限,长江流域中上游地区及华南地区可以承载更多的种植业和畜牧业生产。各地区应根据比较优势,合理选择种植业和畜牧业的配比。