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。     

大兴安岭东南麓旱作丘陵区农业生产结构调整与优化

运用线性规划方法分析扎兰屯市、阿荣旗、莫旗的农业生产结构,构建充分体现资源优势,以牛羊为主的农牧结合型调整优化模型.实施该模型,可使农牧业结构进一步优化,上述3市旗种植业总产值分别达到调整前的2.15倍、2.08倍、1.52倍;畜牧业总产值分别达到调整前的1.99倍、1.83倍、1.29倍,经济效益、生态效益和社会效益显著提高.     

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。     

泾惠渠灌区地下水位动态与灌溉农业的关系

基于大量实测资料,运用相关关系分析近50年来灌区地下水位动态和农业种植结构变化的关系等,研究地下水位对灌溉农业和气候条件变化的响应。研究表明:泾惠渠灌区实际灌溉面积从1958—1982年约8.2万hm2减少到1983—2000年约4.87万hm2,同时粮食作物种植比例逐渐从70%上升到95%,近20年来,蔬菜种植面积不断增加,当前已经达到作物种植面积的25%左右;1983年之前,随作物种植面积的增加地下水位变化不大,1983年之后灌区蔬菜播种面积剧增,蔬菜种植面积每增加1万hm2,地下水位降幅为3.5 m;同时地下水位下降还受蒸发强度、工业用水等因素的影响。     

新阶段宁夏农业结构调整探析

新形势下宁夏农业结构已不适应当前社会经济发展的需要。结合宁夏独特的气候、资源条件,分析了目前农业发展中存在的问题,提出了新阶段宁夏农业结构调整的思路,探讨了农业结构调整中应给予的政策保障。     

郑州地区旱地种植的线性规划及其应用研究

通过对郑州旱区４个乡１００个农户２０００亩地进行生产调查，数据利用电子计算机计算，得出该区线性规划种植模型，根据模型优化结果调整粮经作物比例，耗水与耐旱作物种植比例，进行品种优化及田间组合优化等，结果使资源使用充分，粮食产量增加，效益提高，总收入比优化前增加１３１．６万元。     

宁夏自流灌区农作物氮磷低污染种植结构优化

针对宁夏引黄灌区农业生产中大量施用化肥对环境及农业退水污染严重等问题,在前期试验基础上,运用线性规划方法,以降低土壤氮磷流失量,兼顾产量效益条件下对宁夏自流灌区现有种植业结构进行了优化研究。结果表明:宁夏灌区主要种植模式的经济效益单作水稻及冬小麦-水稻较对照春小麦/玉米分别高36.8%和28.2%;氮流失量冬(春)小麦-青贮、冬(春)小麦-蔬菜、单作玉米、油葵较对照小麦/玉米分别低56.8%、50%、36.4%和36.4%;磷流失量冬(春)小麦-青贮、蔬菜、冬(春)小麦-油葵分别比对照低50%、42%和35.7%。优化的种植业结构播种面积为春小麦/玉米3.8万hm~2、蔬菜5.5万hm~2、玉米13.5万hm~2、水稻6.7万hm~2、冬小麦-青贮1.09万hm~2,油葵4万hm~2。在其播种面积条件下,结合灌区现有的种植条件与技术,进行作物间合理组配,可以在保证经济效益条件下同时较大幅度降低土壤氮磷流失量。     

乌鲁木齐区域农业结构调整方略

在分析乌鲁木齐区域农业发展现状、条件、市场的基础上,指出区域农业结构存在的一系列问题,并根据市场原则、生态原则、因地制宜原则,提出区域农业结构调整的方向及相应对策:以市场为导向,引进和培育优良品种,优化农业生产结构;强化副食品基地建设,实现专业化生产;加强副食品精深加工,搞好特色副食品系列开发;加强农民生产经营组织建设,构建加工企业带动型农业发展模式;深化农村流通体制改革,强化宏观调控机制;增加科技投入,提高农业科技创新能力;加强农业基础设施建设,发展节水型农业;加强环境保护,维护生态平衡。     

灌区农业节水与土地可持续利用研究

通过对灌区农业节水现状及存在问题的分析,总结了主要的农业节水措施及在生产实践中的作用。比较了美国、日本在农业节水和灌区土地利用方面的经验并讨论了其对我国的启示。从土壤质地、土壤生态、农田水循环、土壤环境、灌溉面积、土地经营规模等方面就灌区农业节水对土地利用的作用机理进行了较深入的剖析。提出了应充分重视土地的可持续利用和灌区的可持续发展,深化灌区管理制度改革,明晰农业水权,科学制定农业水资源规划以及加强灌区技术进步等政策建设。     

阿克苏河灌区种植结构动态变化与驱动力分析

在对研究区进行系统全面调查的基础上,划分了7类一级景观要素和19类二级景观要素,基于Landsat卫星遥感影像获得了1998年、2002年、2006年、2010年和2014年共5期解译结果,选取了8个景观指数,分别在阿克苏河灌区土地利用现状特征分析、种植结构动态变化分析和驱动力分析三个方面开展研究。研究结果表明:(1)2014年,灌区耕地面积58.59万hm2,占灌区土地总面积的26.51%,主要作物品种为棉花、水稻、小麦、玉米和马铃薯;园地面积30.07万hm2,占灌区总面积的13.60%,主要经济林品种为核桃、枣、苹果和葡萄。(2)1998—2014年间,林地、其它土地和水域的面积变化相对不大,园地、住宅用地、草地和耕地的面积变化则较大。其中,水稻和马铃薯耕种面积有所减少,分别减少了25.5%和1.7%,枣、苹果、核桃、小麦、玉米和棉花耕种面积则有所增加,分别增加了382.3%,150.4%,110.3%,232.8%,139.7%和29.0%。(3)受到近年来高强度、大范围的垦荒和集约化产业发展的影响,各类种植作物和植被的斑块面积逐渐减小,离散化程度提高,景观破碎化程度加剧。(4)导致阿克苏河灌区种植结构动态变化的主要驱动力因子是经济和产业发展、人口变化等社会经济因素,自然驱动力则发挥较为稳定的累积效应。     

黑河流域大满灌区节水型种植业现状调查分析与对策

采用问卷调查、半结构访谈、现场勘察等参与式调查方法,对黑河流域大满灌区种植业结构及相关问题进行了调查;利用问题矩阵、问题树及SWOT等参与式分析工具,对调查结果进行了分析;藉此发现目前灌区种植业中存在的问题,为未来种植业调整寻找决策依据。调查发现,灌区种植业主要存在土地结构不合理、经济作物销路差、资金投入供需差距大、新品种新技术难以推广应用、政府引导支持力度小、农户节水意识与生态意识淡薄等6个关键问题。针对以上问题,提出了加快土地流转、以销定产、保证资金信贷政策、加大科技投入、加强农业总体调控、改善农业灌溉设施等6项对策。     

天水市气候资源特点及种植业结构调整研究——以麦积区为例

从天水市麦积区土地资源现有利用状况出发,系统分析该地气候资源对农业生产影响的利弊程度及现有农业种植结构对气候资源的有效利用程度,并依照有利于农村经济可持续发展、生态环境良性循环等原则,运用线性规划模型对该地的农业种植结构进行了分析规划。实施规划,当地的夏、秋粮及经济作物的种植比例会更趋合理,种植作物总产值有望比原来增加了14.4%。     

甘肃省农业种植结构影响因素及调整原则探讨

从气候因素、农业生产技术水平、经济效益和政策等方面对近几十年来甘肃省农作物的种植结构变化情况及其过程进行了回顾分析,认为今后该省农业种植结构调整要掌握统筹兼顾合理安排,科学规划分类指导,以市场为导向以效益为目的,立足资源特点实施区域发展战略等4个方面的原则。     

基于河道生态基流保障的灌区农业补偿机制研究 ——以渭河干流宝鸡段为例

针对非汛期河道生态基流保障引起的农业灌溉用水短缺问题,定量计算其对灌区农业造成的直接经济损失和间接社会影响,并从补偿主客体、补偿额度与补偿标准、补偿方式等方面进行探讨,从而构建相应的生态补偿机制。以保障渭河干流宝鸡段河道生态基流进行实例研究,结果表明：基于生态基流保障的灌区农业损失（农业生产损失、社会保障影响和社会稳定影响）可以作为不同生态基流调控值下的生态补偿额度;渭河干流宝鸡段河道生态基流保障补偿的主体为陕西省政府、宝鸡市和咸阳市政府,客体为灌区受损农户;基于灌区农业总损失的补偿标准在3.93～9.94元·m^-3之间;提出资金补偿、政策补偿和项目补偿三种补偿方式,具体实践中可以通过建立农业生态补偿资金、给予农业优惠政策、加大农田水利设施建设等方式来实施,以促进灌区农业的可持续发展。     

塔里木河流域沙尘暴变化的多尺度特征研究

采用1961-2007年塔里木河流域37个气象站点的沙尘暴日数资料,在分析其空间变化格局的基础上,采用Morlet小波函数,分析了流域近47a来年、春和夏季沙尘暴变化的多时间尺度的复杂结构,确定了其年、春和夏季变化的周期和突变点。结果表明:流域沙尘暴的空间分布既受天气系统的制约,又受地形等环境因素的影响,有明显的地区性差异;47a塔里木河流域年沙尘暴在约2-6a、6-16和16a以上周期尺度上变化类型为多-少、多-少-多和多-少;春季沙尘暴在约2-8a、约8-15a和15a以上周期尺度上表现为多-少-多-少、多-少-多变化和多或少的变化。夏季沙尘暴在约2-6a、6-15a和15a以上周期尺度上表现为少-多-少、多-少-多和多-少的变化,各周期尺度上沙尘暴多在1980和1990年代较少;塔里木河流域年、春和夏季沙尘暴的年际周期变化明显,均存在约2-3 a左右的显著周期,春夏季沙尘暴与年沙尘暴变化小波方差较大且相近,说明春夏季沙尘暴较大程度地影响着年沙尘暴。     

锡林河流域气候变化特征诊断分析

以锡林河流域为研究对象,利用研究区内锡林浩特站及周边阿巴嘎旗站和林西站3个国家气象站1960-2010年的逐日气象数据,通过对气温、降雨进行滑动分析、线性倾向分析、R/S分析、Mann-Kendall、Pettitt突变分析、Morlet小波变换周期分析,探讨了近51年来锡林河流域气温、降雨的年、季趋势变化、突变情形、周期变化和未来变化趋势。结果表明,锡林河流域年平均气温呈上升趋势,且上升趋势显著,四季变化中,冬季气温升高对全年增温贡献较大。年平均气温以1987年为突变年,突变前后上升了1.36℃。在20-32a的时间尺度上出现了冷-暖交替的准两次震荡。年平均降雨呈下降趋势,下降趋势不显著,夏季降雨的减小对全年降雨贡献极大。冬季降雨在1987发生了突变,突变前后降雨增加了1.64mm,在20-32a时间尺度上出现了湿-干交替的准两次震荡。整个流域环境呈现出"冷湿-暖干-冷湿-暖干"的变化规律。     

Implications of future climate change on crop and irrigation water requirements in a semi-arid river basin using CMIP6 GCMs

Agriculture faces risks due to increasing stress from climate change, particularly in semi-arid regions. Lack of understanding of crop water requirement (CWR) and irrigation water requirement (IWR) in a changing climate may result in crop failure and socioeconomic problems that can become detrimental to agriculture-based economies in emerging nations worldwide. Previous research in CWR and IWR has largely focused on large river basins and scenarios from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 3 (CMIP3) and Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) to account for the impacts of climate change on crops. Smaller basins, however, are more susceptible to regional climate change, with more significant impacts on crops. This study estimates CWRs and IWRs for five crops (sugarcane, wheat, cotton, sorghum, and soybean) in the Pravara River Basin (area of 6537 km²) of India using outputs from the most recent Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) General Circulation Models (GCMs) under Shared Socio-economic Pathway (SSP)245 and SSP585 scenarios. An increase in mean annual rainfall is projected under both scenarios in the 2050s and 2080s using ten selected CMIP6 GCMs. CWRs for all crops may decline in almost all of the CMIP6 GCMs in the 2050s and 2080s (with the exceptions of ACCESS-CM-2 and ACCESS-ESM-1.5) under SSP245 and SSP585 scenarios. The availability of increasing soil moisture in the root zone due to increasing rainfall and a decrease in the projected maximum temperature may be responsible for this decline in CWR. Similarly, except for soybean and cotton, the projected IWRs for all other three crops under SSP245 and SSP585 scenarios show a decrease or a small increase in the 2050s and 2080s in most CMIP6 GCMs. These findings are important for agricultural researchers and water resource managers to implement long-term crop planning techniques and to reduce the negative impacts of climate change and associated rainfall variability to avert crop failure and agricultural losses.     

阴山北麓旱作区主要作物热能值及结构调整研究

阴山北麓农牧交错地带,气候干旱冷凉,种植结构单一,生产能力低而不稳。农业生产不仅要考虑作物综合生产能力,同时要考虑其水分消耗数量。作物的热能产值反映了其综合生产能力。文中采用能值研究方法,通过田间试验、实验室分析测试对该地区三年主要作物的热能产值、耗水量及其生物产量和经济效益进行了系统研究,结果表明,当地主要作物的热能值大小依次为:向日葵>玉米>马铃薯>草玉米>草谷子>草莜麦>油菜>莜麦>小麦>胡麻>箭筈碗豆>山黧豆。考虑到热能值、生物产量、经济效益和水分生产能力,该地区种植结构调整首先应考虑马铃薯的种植,其次是向日葵,然后是饲草和杂粮。优化作物布局,可以获得作物综合生产能力和环境资源保护的双赢,能够促进资源合理利用与农牧业的可持续发展。