我国粮食虚拟水流动对水资源和区域经济的影响

虚拟水流动是虚拟水形态的水资源在地理空间上的再分配,对区域经济和水资源具有重要影响。以省级行政区为单元,计算了2010年我国粮食生产、消费、调运及生产用水和虚拟水流动情况;选取节水量、水资源压力指数和人均国内生产总值3个指标,定量研究了我国区域间粮食虚拟水流动对区域经济和水资源的影响。结果表明:我国省级行政区之间粮食虚拟水流动量为1 138.1亿m3,其中蓝水为449.7亿m3,流动的主要规律是从水资源效率高的地区流向效率低的地区,从缺水地区流向丰水地区,从经济欠发达的地区流向经济相对发达的地区。相应地,在国家尺度上,省级行政区之间的粮食虚拟水流动节水578.9亿m3,其中蓝水为478.9亿m3;粮食虚拟水输出使输出省级行政区水资源压力指数由1.61(假设输出区粮食虚拟水输出为0)上升到2.04;人均GDP由43 428元(假设生产调出粮食的水量全部转变为工业用水)减少到31 776元。提高农业用水效率,实施虚拟水补偿,优化作物种植结构是解决我国区域虚拟水流动负面效应的关键措施。     

虚拟水战略在我国粮食贸易中的应用及贡献分析

虚拟水是指生产粮食和其他产品所需要的水资源数量,虚拟水概念的提出为解决我国农业用水短缺问题提供了新思路.采用全球平均值估算1998-2007年我国粮食对外贸易中稻谷和大米、玉米、小麦、大豆所包含的虚拟水童,结果显示,我国粮食贸易格局与虚拟水战略基本符合,10年间通过粮食贸易累计净进口虚拟水量为3 305.85亿m3,平均每年通过粮食贸易节省的虚拟水量占农业用水的9.13%,占总用水量的5.87%.这些虚拟水量对缓解农业用水紧张、弥补我国农业水资源不足具有一定贡献,同时指出实施虚拟水战略应在国家尺度上进行宏观调控.     

黑龙江省商品粮的虚拟水输出研究

黑龙江省是全国的农业大省,商品粮调出比例高达70%,商品粮输出导致大量的虚拟水流出。采用联合国粮农组织(FAO)推荐的计算模式,得到黑龙江省三种农作物的虚拟水总量及虚拟水输出量。研究表明:黑龙江省的商品粮虚拟水输出量较大,水稻的虚拟水输出量最高,并呈现持续增长趋势,玉米虚拟水输出量稳定增长,大豆虚拟水输出量有下降趋势。虚拟水流出对区域水资源和生态产生影响,为解决此问题应采取发展现代节水农业方式,提高粮食生产的综合用水效率,并研究实施商品粮虚拟水运移补偿政策。     

河套灌区粮食水足迹与虚拟水净输出时空演变

为了正确评价灌区内水资源使用对改善现有水资源管理的影响,文中引入水足迹与虚拟水概念,同时考虑降雨和灌溉用水,计算了1960—2008年内蒙古河套灌区粮食水足迹与虚拟水净输出量的时空变化,进一步评价了灌区水资源在区域内和区域间的分配.结果表明：1960—2008年河套灌区粮食水足迹由3.534×109m3减小为1.634×109m3,自2000年灌区粮食虚拟水净输出量呈下降态势,两者构成均以蓝水为主（90%）;空间分布上,河套灌区中部地区（杭后、临河和五原）的粮食水足迹和虚拟水净输出量较大,而其他地区（磴口和前旗）较小;1960—2008年,粮食生产用水在灌区用水总量中所占比例呈显著下降趋势,年均下降1.07%.粮食生产用水的大部分以虚拟形式输送到灌区外部,该比例近年有所降低,但2008年仍高达76.22%.未来河套灌区应注重绿水和蓝水资源利用效率的提高.该研究为灌区水资源管理宏观政策的制定和可持续发展的实现提供理论依据.     

灌溉虚拟水流动特征及其对气候变化的响应

由于我国水资源的时空分布和社会需求间存在巨大矛盾,地区间农业灌溉虚拟水流动能够有效缓解不同地区的水资源短缺的矛盾,促进水资源向更高效益的产业或地区流动。采用2007年30省(区、市)区域间6部门投入产出表和北京气候中心气候系统模式输出结果,开展了地区间农业灌溉虚拟水流动特征及其对气候变化响应的研究,通过对不同气候变化情景下各省市农产品流动蕴含的虚拟水流量的计算和虚拟水流动对各省市的重要性的评价,量化全国农业灌溉虚拟水输出格局相对水资源分布、虚拟水输入格局相对经济总量分布的不均衡程度。研究发现,采用农业灌溉虚拟水流动强度、输入份额和不均衡程度等评价指标能够对地区间虚拟水流动特征进行良好评价,高虚拟水流动强度省市在气候变化条件下的虚拟水流动强度变幅较其他地区大很多;未来大部分时期虚拟水输入对具有高输入份额省市的重要性还将进一步增加;中国虚拟水输出格局与水资源分布不匹配,气候变化有加重这一状况的趋势。     

东北地区农业水资源利用及发展对策

以黑龙江,吉林和辽宁3省为研究对象,分析了东北3省农业水资源利用现状、主要农作物的需水情况和灌溉农业的制约因素。提出了东北地区农业水资源的发展对策,重点在于转变用水方式、提高水资源利用率,将节水灌溉与水土保持相结合,发展综合节水技术,建设节水型现代化农业,最终实现水资源供需平衡与可持续利用,生态环境的良性循环,社会经济的可持续发展。      

区域农业水资源平衡分析与农业节水

农业用水量在我国用水总量中占60%以上,同时农业灌溉用水量占农业用水量的90%以上,我国的农业灌溉用水的有效利用系数仅为0.53,因此农用水平衡的分析将有效促进节约用水。以安徽省某项目区为例,对比了项目区农业规划前后的农业耗水量,结合产业结构调整和农业节水技术,计算并预测了不同水平年份下项目区的农业水资源的供给与需要状况。其次在探讨区域农业水资源供需矛盾的基础上,提出以建设农田水利工程,推行节水灌溉技术、合理提高水价等农业节水的解决对策。     

基于IO-SDA中国虚拟水贸易格局及驱动因素分析

虚拟水贸易作为解决缺水地区的水资源供需矛盾问题的战略受到越来越广泛的关注,量化地区虚拟水贸易格局,并分析该格局下区域虚拟水贸易量变动的驱动因素是研究虚拟水和水资源管理的新思路。首先运用投入产出模型计算出2002-2011年中国虚拟水进出口贸易量,分析中国当前虚拟水贸易格局,再运用结构分解法,分解出强度效应、结构效应和规模效应对虚拟水净进口贸易量变动的驱动力。研究结果表明:中国虚拟水贸易呈现净出口状态,其中制造业和农业的虚拟水进口和出口贸易量最大,占虚拟水进出口总量比例最高,是当前中国虚拟水贸易格局的决定产业。规模要素对中国虚拟水净进口贸易量变动逐渐由负向驱动变成正向驱动,强度要素和规模要素对虚拟水净进口贸易起正向作用。了解中国虚拟水贸易格局,探索虚拟水政策化是实现水资源优化配置的重要途径之一,能为中国缓解用水矛盾,解决水资源短缺危机提供一个新视角。     

基于PSR和RS的黑龙江省农业节水区划空间格局研究

农业节水区划能够促进区域水资源高效利用,是缓解农业用水短缺的有效方法之一。黑龙江省是重要的粮食产区,农业比重大、农业用水量多,水资源短缺风险会严重影响到粮食安全。根据黑龙江省的自然地理、气候水文、社会经济以及农业结构等方面,利用PSR模型构建农业节水区划指标体系,基于粗糙集理论(RS)结合ArcGIS空间可视功能将黑龙江省划分为4个农业节水分区,并对其空间格局进行研究。结果表明,哈尔滨市、齐齐哈尔市、佳木斯市和绥化市应优先发展节水农业;鸡西、双鸭山和黑河地区可适度发展节水农业;牡丹江市、大庆市和鹤岗市可鼓励开展节水农业;七台河市、伊春市和大兴安岭地区现阶段不适宜开展节水农业。通过对黑龙江省农业节水区划特征分析,并结合不同区域的自然资源和社会经济状况得出相应对策以及建议,以期促进农业长期稳定发展。     

北京市农业用水问题及对策研究

北京市为资源型重度缺水地区,水资源的需求量随着经济发展和人口的增长而骤增,供需矛盾日益加剧.农业用水是用水大户,接近全市用水的40%.水资源紧缺导致北京农业水资源严重不足,而农业用水浪费现象还普遍存在,节水农业是解决北京水资源问题的重要途径之一.概述了北京地区的农业水资源的现状,阐述了北京农业用水特点,分析了农业用水中存在的主要问题,从优化种植结构、雨洪利用、农艺节水、工程节水以及管理节水等方面提出了农业节水的对策措施和建议.     

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。     

区域间用水结构演变及影响因子

我国区域间水资源量差异较大,而水资源的有效利用是我国经济社会发展的重要战略问题。为准确预测用水结构,基于2004—2018年数据,采用信息熵及主成分分析方法,分别从我国东北部、东部、中部和西部4大经济区中选取吉林、浙江、山东、湖南、四川和新疆6个省（自治区）的用水结构作为研究对象,分析其用水结构的演变过程及影响因子。结果表明:山东的用水结构均衡度呈递增趋势,其用水结构愈来愈趋于合理,而新疆的用水结构均衡度持续偏低,其他4省均无明显变化;用水结构的主要影响因子是经济社会发展、人口增长、节水技术、水资源禀赋及生态环境维护。最后,从产业结构、农业节水、生活用水、环境维护用水多元化等方面为优化用水结构提出建议。      

Improving agricultural water use efficiency in arid and semiarid areas of China

Water shortage in China, particularly in the north and northwest of China, is very serious. The region accounts for half of the total area of China, but has less than 20% of total national available water resources. While the water shortage in this region is severe, irrigation water use efficiency is only about 40%, with a typical agricultural water use efficiency of about 0.46 kg m⁻³. Excessive irrigation in Ningxia and Inner Mongolia has had a significant influence on downstream water users along the Yellow River. It is widely believed that an increase in the agricultural water use efficiency is the key to mitigating water shortage and reducing environmental problems. This paper reviews water-saving agricultural systems and approaches to improve agricultural water use efficiency in the arid and semiarid areas of China. The paper will cover biological mechanisms of water-saving agriculture and water-saving irrigation technologies, including low pressure irrigation, furrow irrigation, plastic mulches, drip irrigation under plastic, rainfall harvesting and terracing. In addition, the paper addresses the compensatory effect of limited irrigation and fertilizer supplementation on water use efficiency and highlights the need to breed new varieties for high water use efficiency. Considerable potential for further improvement in agricultural water use efficiency in the region depends on effective conservation of moisture and efficient use of the limited water.     

浅析我国农业节水灌溉技术研究及进展

中国是世界上人均水资源占有量最贫乏的13个国家之一,水是农业的命脉,水资源的严重不足,使我国农业发展面临非常大的挑战。发展节水灌溉技术是我国未来农业发展的一项重大战略决策,也是坚持绿色发展理念的必然选择。为了解我国农业节水灌溉技术现状和研究进展,本文通过综合分析国内外节水灌溉技术现状,梳理我国目前主要的节水灌溉工程技术,总结我国在农业节水灌溉技术现阶段面临的主要问题和未来发展趋势。     

灌溉农田高效用水研究进展与发展趋势

为提高水资源的利用率,发展高效用水农业首先要发展节水灌溉,在农业水利灌溉领域,通过分析国际先进的节水模式及水资源高效利用技术,评价我国灌溉农业高效用水工程进展。针对我国人口与水、土地等资源的矛盾问题,论述我国水资源现状和农业用水状况以及我国节水灌溉进展,指出我国农业节水灌溉现状和推广中存在问题。提出了加提高节水意识,健全节水法规,发挥政府职能,提高资金投入,不断加强节水灌溉技术创新以及落实管护责任等改进建议,激发节水灌溉工程长效运行等方式以推进我国灌溉农田高效用水发展进程。     

浅埋区地下水--土壤水资源动态过程及其调控

分析了冬小麦生长期地下水-地下水资源量动态过程和地下水、土壤水分变化特征.结果表明,在地下水浅埋区地下水对土壤水的补给为农田蒸散的重要的水分来源,现行的灌溉制度不考虑这一作用,过多的灌溉量不仅会消弱地下术对土壤水的补给,而且多余的土壤水分还会下渗补给地下水,造成水资源的无效损失和动力能源的损耗.为了提高作物水分利用效率,提出了相应的地下水-土壤水资源调控措施.     

负压给水技术研究初探

我国水资源短缺,发展节水高效农业已成为现代农业可持续发展的必经之路.负压给水技术是一种新型的灌水技术,与传统灌溉方式相比,它具备节水、节能、精准、高效等多项优势.分析了负压给水技术的优点和技术难点,介绍了负压给水的研究进展.     

节水型冬季储水灌溉技术及其应用前景

储水灌溉在北方灌区被普遍应用,目的是将秋冬季多余的水分储存于土壤,供作物来年生育期利用。但储水灌溉灌水定额普遍偏高,水分利用率低,因此在北方缺水地区,研究提高储水灌溉的水分利用率,是节水灌溉制度研究的重要内容。对储水灌溉的水分利用效率进行了研究,探讨了在河西内陆区实行节水型冬季储水灌溉的可行性,分析了节水潜力。