论新疆农业节水潜力与措施

本文依据新疆水资源的实际情况,论述了在新疆农业生产中节约用水的必要性与可能性,并提出了农业节约用水的具体措施与方法。     

井灌区节水灌溉效率与潜力分析——以内蒙古通辽市为例

在对内蒙古通辽市井灌区水资源利用现状和农业灌区用水现状进行实际调查与分析的基础上,按不同灌溉方式、土壤类型、分布位置和灌溉管理水平选择典型样点灌区,分别用田间实测法和水量平衡法科学地测算不同灌溉方式下的样点灌区、灌区和地区的灌溉水利用效率,并分析评估样点灌区、灌区和地区三个尺度的节水效果与潜力。测算得出通辽市所辖的奈曼旗、科尔沁左翼中旗、科尔沁区、开鲁县、库伦旗、科尔沁左翼后旗、扎鲁特旗和霍林郭勒市灌溉水利用系数分别为0.799、0.832、0.813、0.803、0.823、0.806、0.802和0.810。。现状年通辽市地下水灌溉总面积为64万hm~2,其中节水灌溉面积为30万hm~2,还有34万hm~2农田使用传统的灌溉形式。假定未来34万hm~2待改造农田全部发展为低压管灌时,通辽市64万hm~2灌溉面积可节约水量3 860万m~3;全部发展为喷灌时,可节约水量8 298万m~3;全部发展为膜下滴灌时,可节约水量10 904万m~3。各灌区灌溉水利用效率的高低主要取决于不同灌溉方式的面积占总灌溉面积的比例,采用高效节水灌溉可整体提升灌区灌溉效率。     

基于不确定性的旱作作物种植结构优化

针对灌区规划问题,将模糊概念引入多目标线性优化模型。以甘肃民勤县为例,针对小麦、玉米、棉花、黑红瓜子、食葵、西甜瓜、白瓜子、辣椒几种作物,采用模糊多目标线性优化模型,从经济效益以及需水量两个角度对作物种植结构进行优化。结果显示,在语气算子不同的情况下优化结果也不同,如果要增加该地区的经济收益,就要将粮食作物的比重减少,而增加经济作物的种植比重。若要使需水量减少,则要增加棉花等需水量较小的作物的种植比重。并由此看出模糊优化方法在处理相关问题时的优越性。     

节水灌溉技术下农业种植结构优化模型研究

以往种植结构优化研究通常以经济效益最大为主要适用条件,对生态效益的侧重度较低,不适用于生态环境脆弱的西北地区。基于节水灌溉技术下构建农业种植结构优化模型,以新疆石河子灌区为研究区,以不同灌溉技术比例下经济效益最高为目标,在农业种植总面积、农业种植用水量等常规约束条件中增加了综合生态环境状况指数的计算,并以此评价优化结果的生态效益,建立线性规划模型。结果表明,与现状年相比较,随着膜下滴灌技术应用比例的下降,灌区主要农作物种植总面积有所减少,最低减至2.83×10⁴ hm²;当膜下滴灌技术应用面积占总播种面积的比例为0.84和0.82时,经济效益分别增长了0.05%和降低了0.5%,保证了经济的相对稳定,此时综合生态环境状况指数也较高,分别为22.58和22.94,有利于绿洲灌区生态环境保护与改善;此2种膜下滴灌技术应用比例0.84和0.82条件下,灌区主要作物种植结构优化分别为：膜下滴灌面积小麦1 100.0 hm²、玉米2 373.3 hm²、棉花17 286.7 hm²和桃子728.0 hm²,其他灌溉技术小麦206.7 hm²、玉米453.3 hm²、棉花3 293.3 hm²和桃子140.0 hm²;膜下滴灌面积小麦1 073.3 hm²、玉米2 320.0 hm²、棉花16 713.3 hm²和桃子710.7 hm²,其他灌溉技术小麦233.3 hm²、玉米506.7 hm²、棉花3 666.7 hm²和桃子153.3 hm²。     

绿洲农业节水系统的多目标规划模型——以哈密市为例

新疆农业的发展，水起着决定性作用。水土不平衡，水资源的数量与待开发土地之间的尖锐矛盾，使这一地区的绿洲呈串珠状分布，农业在绿洲中求生存，有水则有绿洲，无水则绿洲衰退或消失。近年来干旱区生产中存在的许多经济环境问题，其根本原因就在于水资源紧缺。合理用水，发挥水资源的最大综合效益，建立节水型社会生产体系势在必行。新疆节水的重点在农业，无论现在和将来，农业都是用水大户。通过农业节水，一方面提高土地开发的深度和广度，另一方面促进以农产品为原料的工业和其它较少从属于土地行业的发展，从而为全社会服务。而农业节水的途径就在于大力推广节水型灌溉技术和用水结构的良化。其中采用先进的灌溉技术，减少灌溉定额又是农业节水的根本途径。基于以上思想，本文试图以典型的干旱缺水区、农业上几乎全靠灌溉的哈密市（不包括兵团哈管局）作为研究对象，从水资源系统、灌溉措施和耗水结构即源、流、汇三大内容去着手研究哈密市的水资源利用问题，通过水资源系统的自我完善，先进灌溉技术的运用和农业结构的调整等多个目标的协调来达到合理用水、节约用水的目的。     

基于VB的旱作作物种植结构决策支持系统开发

以Jensen水分生产函数为基础,运用多目标规划的方法,建立了旱作条件下小麦、玉米、大豆、马铃薯、高粱等作物种植结构优化系统,并编制了可视化应用程序。输入多年降雨资料、日照时数、每日最高最低温度、每日风速等基本气象资料以及相关的土壤、作物参数,就可优化出研究地区主要作物种植比例和结构,操作简单,具有实用性。以山西晋中地区为例进行应用,系统根据多年的降雨资料预测出不同水文年型下每种作物的单产,在此基础上对种植结构进行了优化,并与实际结果比较证明其可靠性,从而对作物种植结构进行优化和指导,使粮食产量、经济效益、水分利用达到协调统一。     

渭干河——库车河三角洲绿洲的水资源问题与农业节水潜力分析

建立节水型社会是我国的一项基本政策,也是解决渭干河—库车河三角洲绿洲水资源问题可持续利用的战略选择。渭干河—库车河三角洲绿洲水资源开发利用中存在的问题:主要由于社会、经济的发展及不合理的用水导致水资源短缺、水资源过度开发,水资源利用效率低、生态环境恶化等。渭干河—库车河三角洲绿洲是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的宽河大渠输水、田间大水漫灌方式,灌溉定额普遍偏高,农业节水潜力很大。本文重点定量分析了该绿洲农业用水效益、农业节水潜力,建议农业节水的途径及节水灌溉技术应从骨干工程改造节水、中低产田改造节水、降低地下水位节水、改造作物灌溉制度节水、加强管理节水等几个方面进行。最后提出渭干河—库车河三角洲绿洲水资源可持续利用的对策措施。     

渭北旱塬节水型种植业结构优化研究——以长武县为例

以陕西长武县为例,对典型旱作农区种植业结构的现状进行了分析,基于模糊优选理论,以经济、社会、生态三者综合效益最大为目标,构建节水型种植结构多目标模糊优化模型,提出长武县2010、2015、2020年的节水型种植结构优化调整方案.依据方案,2010、2015、20 20年粮食作物种植面积比2007年分别下降11%、19%、24%;经济作物种植面积提高7%、12%、 17%;饲草作物提高8%;降水资源的利用效率从2007年的6.86 kg/(mm*hm2) 上升到2020年的14.08 kg/(mm*hm2).     

塔里木河上游阿克苏地区水资源与绿洲农业种植结构调整优化研究——以拜城县为例

水是干旱区绿洲农业发展的生命线,发展节水型农业成为目前干旱区农业发展的当务之急。位于塔里木河上游的阿克苏地区,是新疆重要的绿洲农业区和主要的粮食、棉花和瓜果基地。对目前的农业种植结构进行调整优化,达到节水和增效的目的,具有重要的现实意义。本文以拜城县为例,通过构建线性规划数学模型,在水资源约束下,进行了作物种植结构的调整和优化,调整后的种植结构能使有限的水资源发挥最大的经济效益,基本符合新疆绿洲区农业种植结构调整的需要,为制定科学合理的农作物种植结构发展方案提供依据。     

农户土地意识分化对耕地保护行为的影响研究——以甘肃省凉州区为例

为研究农户土地意识对耕地保护的影响,文中从农户土地意识的五个维度出发,开发农户土地意识的测度量表,并构建其与耕地保护行为的假设模型,运用结构方程模型进行验证。研究结果表明:土地依赖意识、土地保障意识、土地致富意识、土地包袱意识、土地产权意识对耕地质量保护、耕地数量保护、耕地外部性保护影响的路径系数分别为0.85、0.77、0.81、-0.37、0.53、-0.55、0.72、0.82、0.63、-0.63、-0.71、-0.69、-0.65、-0.68、-0.73,说明持有土地依赖意识和土地致富意识的农户的行为更有利于保护耕地。因此,应协调好农户的土地意识和耕地保护行为,为合理利用耕地提供参考依据。     

基于AquaCrop模型的塔额盆地夏玉米节水潜力分析

以AquaCrop模型为基础,结合2021—2022年塔额盆地夏玉米实测数据,对模型部分保守参数和产量模块的标准水分生产力（WP^*）和参考收获指数（HI₀）进行校准与验证,通过设置起始灌水时间、灌溉定额和灌水周期三因素交叉试验,对夏玉米进行产量模拟,分析其产量与作物水分利用效率受灌溉定额和起始灌水时间的影响程度,在产量和作物水分利用效率均为较高值的前提下选择最优灌溉方案。以实际夏玉米播种面积为参考值,模拟并预测2022年及未来4年在不同灌溉方案下的夏玉米产量和节水总量,并依此分析塔额盆地夏玉米节水潜力。结果表明：（1）对AquaCrop模型作物生长模块主要参数、土壤水分胁迫参数和产量模块参数WP^*和HI₀进行参数率定,最终产量模块参数选择WP^*=35 g·m^-2、HI₀=43%,2021年和2022年产量模拟相对误差值分别为1.26%和1.07%。（2）结合模型模拟得出最优灌溉方案如下：起始灌水时间5月20日,灌溉定额470 mm,灌水周期7 d,灌水11次,作物水分利用效率2.005 kg·m^-3,产量9.423 t·hm^-2。（3）以2022年为现状水平年,最优灌溉方案下,现状水平年和未来水平年（2022—2025年）可分别实现节水量2.1338×10⁵、2.1826×10⁵、2.1992×10⁵ m³和2.2306×10⁵ m³。     

基于AMOS模型的农户土地价值观对耕地保护行为的影响研究——以凉州区为例

基于AMOS模型及因子分析法,通过构建土地价值观维度,以凉州区为例定量分析了差异化的土地价值观对耕地保护的影响程度.研究结果表明:1)农户土地价值观由土地为本观、土地保障观、土地致富观、土地包袱观和土地权利观五个维度构成具有理论意义.2)农户耕地质量保护程度较弱,但耕地数量保护程度较好,对耕地外部性保护程度较差;从总体来看,农户耕地保护程度较弱.3)持土地包袱观与土地权利观的农户对耕地质量保护、耕地数量保护、耕地外部性保护均产生了负向影响,而持土地为本观、土地保障观、土地致富观的农户对耕地质量保护、耕地数量保护、耕地外部性保护均产生了正向影响.     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究——以新疆建设兵团第十二师中型灌区为例

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象,采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数,在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上,用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法,对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明:两年测算数据表明,4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上,且最大值达到0.668,分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%;主成分分析得出,渠道衬砌率(0.944)、滴灌灌溉面积比(0.746)、作物需水量(0.635)、实际灌溉面积(0.734)等都具有超过60%的正贡献率,而葡萄种植比(-0.586)和灌区毛灌溉用水量(-0.645)等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出,作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著(P<0.05),其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著(P<0.01),相关系数分别为0.875、0.742,同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验P...     

城市产业结构调整与空间结构优化的研究——以兰州市为例

随着我国城市产业结构调整的加快,产业结构调整对城市外部空间形态演化和内部空间结构的重组产生影响作用越来越大。本文以兰州为例,研究其建国以来产业结构调整过程与特征的分析,揭示了产业结构调整引起了兰州市空间结构的优化。     

农户采纳节水灌溉的经济及技术评价研究——以通辽市玉米生产为例

技术的经济效益及技术效果对技术推广具有重要意义.文中基于通辽市农户玉米生产田块尺度的调查数据,从节水灌溉技术的成本收益、技术使用的产量效果两方面对节水灌溉技术进行经济及技术评价,目的是分析不同推广条件的影响,考量技术使用效果.研究结果表明:项目区农户、经营规模30-50亩、高中及以上学历、一兼农户等条件下,推广节水灌溉技术具有更高的比较优势.该区域玉米生长期最佳用水量处于200m3/亩到300m3/亩区间.玉米节水灌溉的增产效果在10kg/亩左右,成本收益效果在130元/亩左右.因此,节水灌溉能够显著节约农户生产成本,实现粮食增产,适宜在有条件地区推广使用.     

北方旱作区节水农业综合效益评价研究——以山西寿阳为例

从旱作节水农业综合效益的基本内涵分析入手,初步构建了旱作节水农业综合效益评价体系,并利用层次分析法对山西寿阳旱作节水农业综合效益进行了评价。     

农业节水灌溉工程边界失谐的治理研究——基于PPP模式下柔性退出壁垒

运用委托代理理论,分析了公私合作PPP模式下,农业节水灌溉工程的设施边界和服务边界的失谐原因.提出了治理边界失谐的“退出壁垒”规制路径,并以PPP契约为载体,考虑契约的不完备性,从私人投资激励和农民利益保护两个方面,分析了退出壁垒的机制效率问题.建立和求解了柔性退出壁垒治理模型,并运用数值仿真分析.研究结果表明:最优退出规制水平受到合作双方的项目相对评价水平、成本优劣势、项目非公共化程度的影响.     

节水型社会建设背景下区域节水措施及其节水效果分析——以甘肃省河西地区为例

节水型社会(WSS)是水资源集约高效利用、经济社会快速发展、人与自然和谐相处的社会。文中在分析节水型社会建设背景及国内外相关研究的基础上,以甘肃省河西地区为例,深入分析了节水型社会建设的框架内容、节水措施及节水效果。研究表明:1)河西地区节水型社会建设以农业节水为重点,涵盖了生产用水和生活用水的众多部门和领域。通过多种节水措施的实施,近10余年来河西地区用水总量已趋于稳定,用水弹性系数明显下降,基本实现了用水零增长条件下经济社会的持续稳定发展;2)通过产业结构调整和农业种植结构调整,河西地区农业用水明显下降,保证了城镇生活和生态环境用水需求的增长,用水结构明显优化;3)河西地区通过渠道衬砌、低压管道输水和改进田间灌溉技术,有效降低了农田灌溉用水的损失,提高了农业用水效率;4)近10余年来,河西地区单位产值用水量持续降低,用水效率和效益逐年提高,表明结构调整和技术要素是提高水资源利用效率和效益的关键因素。伴随产业结构的不断优化和节水技术的推广应用,经济发展过度依赖于用水增长的状况将得到较大改善。     

基于生态安全条件的沙区土地结构优化与高效利用——以科尔沁沙地为例

我国沙区治理的根本在于农业资源,尤其是土地如何合理、高效的利用,其中土地利用结构优化具有重要意义."大面积搞生态,小面积搞生产"是优化的基本原则,根据 "优化生态-生产范式",建立了科尔沁沙地奈曼旗八仙筒镇的"坨甸"土地利用模式.借助遥感和GIS技术对位于科尔沁沙地的八仙筒镇土地利用进行生态安全评估和优化.评估表明,优化结果可以达到生态-生产效益并重的目标.