科尔沁沙地水资源投入对粮食生产的影响定量研究 ——以奈曼旗为例

借鉴Cobb-Douglas全要素生产函数,以粮食总产量为因变量,以包括年降水量等气候要素、 耕地面积等经济要素和化肥施用量等技术要素在内的10项投入为自变量,构建1987年至2008年期间奈曼旗农业生产投入产出模型。结果表明:①影响奈曼旗粮食总产量的关键因素为农业劳动力(t=9.44,P/=0.00)、 年降水量(t=8.33,P=0.00)和灌溉用水量(t=6.89,P=0.00)。 除农业劳动力外,其他两项因子均与水资源有关;年降水量和灌溉用水量的弹性系数均大于1,说明粮食总产量的增长倍数高于水资源投入的增长倍数,水资源的继续投入将导致粮食产出快速增长。②根据模型,农业劳动力、 灌溉用水量、 年降水量的回归系数分别为5.13、 1.55和1.46,显示当地劳动力投入及水资源投入均存在不足,单独增加某个投入要素即会导致粮食产出以更快速度增长;随着奈曼旗农业劳动力不断减少,且年降水量波动性增强且呈下降趋势,粗放式的灌溉明显加强。根据模型,其他投入要素不变、农业劳动力减少1%时,灌溉用水量增加3.31%;其他投入要素不变、 年降水量减少1%时,灌溉用水量增加0.94%。③降水的波动会导致粮食单产量的波动,而灌溉用水量在很大程度上影响了粮食单产量水平(R²=0.543);降水量的减少导致农民通过扩大播种面积来获得增产,因此降水量的年际变化和播种面积的年际变化之间呈现明显的反向变动关系。总体来讲,奈曼旗农业生产对灌溉用水的依赖程度不断加大。随着灌溉用水的持续投入,其增产作用将逐渐降低,并且对当地脆弱生态系统带来进一步的压力。     

北京市近30年用水结构演变及驱动力

近30 a以来,北京市平均年降水量和水资源总量较多年平均值分别减少了6.89%和31.37%,而总用水量在这期间达到了历史上的最高峰。对用水结构的准确分析和科学预测是制定水资源利用发展规划的基本前提和基础,也是进行产业结构调整和优化的主要依据,因此对于社会经济和资源环境的协调发展具有重要意义。在分析改革开放30 a来北京市总用水量、农业、工业、生活和环境用水量及用水结构演变规律的基础上,进一步揭示了总用水量和用水结构演变的驱动因子,最后对未来一段时期内总用水量和用水结构的演变趋势及其对未来水资源供需形势的影响作了预测和探讨,受工农业用水减少,以及生活和生态用水增加的影响,未来一定时期内总用水量将在现有约35×10⁸ m³/a的基础上继续缓慢平稳下降;南水北调水进京后在未来一定时期内将明显减轻北京市的供水压力。该研究成果将为协调社会经济发展与水资源的关系、制定合理的水资源战略规划和社会可持续发展提供科学依据。     

黄河上中游水资源与粮食安全耦合关系特征分析——以陕甘宁青为例

探明陕甘宁青地区水资源与粮食安全的耦合特征,不仅有助于促进区域水资源及粮食生产的可持续发展,且对于经济社会发展具有重要意义。本文应用水资源负载指数及水足迹方法,通过分析区域水资源自然属性以及配置、粮食消费对水资源的需求等维度,系统分析了该区域水资源与粮食安全的耦合特征。结果表明：（1）2000—2016年,区域水资源总量呈不显著的增加趋势,水资源负载指数由3.9增加到13.1,相应的负载等级由Ⅲ级上升到Ⅰ级,说明不具备进一步开发的潜力;（2）农业生产的水资源被挤占,农业用水比例由78.6%（2004年）减小到76.1%（2016年）,而区域粮食安全对水资源的需求数量在提高;（3）区域居民膳食结构由口粮性向动物性产品转变,进一步加剧了区域粮食和水资源的负担;区域粮食消费水足迹由2000年的79.7 Gm³增长到2016年100.1 Gm³。依据研究结果从区域种植结构优化潜力、节水灌溉技术和虚拟水贸易的层面提出提高区域蓝水、绿水利用效率,减少灰水数量的措施以便更好地缓解区域水资源压力,促进粮食生产和水资源利用的可持续发展。     

虚拟水在解决农业生产和粮食安全问题中的作用研究

随着人口增长和经济发展,水资源问题日益突出,农业用水和粮食安全问题已经成为全球关注的重要问题.本文简要回顾了虚拟水的内涵及其国内外研究现状,分析了我国的农业用水和粮食安全问题,根据粮食进口变动趋势和国内外粮食生产条件估算出2010年和2020年我国进口的虚拟水量分别为88×10⁹m³和95×10⁹m3³,并提出了通过进口虚拟水解决我国农业和粮食问题,从而实现我国水资源的可持续利用.     

基于CGE模型的供水投资对经济影响研究——以黑龙江省为例

为缓解水资源供需矛盾,我国政府投入大量资金兴修水利。如何评价供水投资效果及其对国民经济产生的影响,以便于确定合理的投资定位与投资决策,已成为目前亟待解决的热点问题之一。构建黑龙江省静态CGE模型,根据黑龙江省近几年供水投资实际增长规模设计三种投资方案,定量估算一定的供水投资政策对黑龙江省经济总量、其他部门投资、不同部门的总产出和供用水量的潜在影响,结果表明:①供水部门投资能拉动国民经济发展,当投资增长规模约为40%~50%时,GDP增长速率最大;②供水部门投资增长会拉动高用水工业和农业部门投资上涨,导致一般用水工业、建筑业、一般用水服务业和高用水服务业投资下降;③各部门总产出增长率大小依次为高用水工业、高用水服务业、一般用水服务业、农业和建筑业,各部门用水量增长最快的是高用水工业,其次为高用水服务业、一般用水服务业和建筑业;④黑龙江省供水部门投资增长规模大于43%时,供水部门总产出方能满足用水需求,有利于保证城镇供水安全。综合GDP增长速率考虑,黑龙江省适宜的供水投资增长规模应为43%~50%。     

中国灌区粮食生产水足迹及用水评价

以1998、2005 及2009 年459 个灌区资料为基础,从区域尺度计算粮食生产水足迹,建立粮食生产用水水平综合评价指标I对灌区粮食生产与水资源利用之间的关系进行评价。结果显示:粮食生产水足迹及其组成的区域间差异均较大,大值省区主要分布于东北、华南,小值省区以黄淮海平原为核心集中分布;全国粮食生产水足迹多年均值为1.336 m³/kg,蓝、绿水比例分别为63.7%和35.8%,有35.1%的水足迹损失于粮食生产过程。空间自相关分析表明,粮食生产用水水平综合评价指标I相似的省区在空间上显著地聚集,局部自相关属性为HH和LL的省区超过了20 个,不同年份总体和局部的空间分异特征随时间变化均不明显;省区间粮食生产综合用水水平差异大,I值介于0.079~0.889 之间,变异系数为0.59,黄河中下游省区用水水平较高而东北及西北大部分省区则相反。结合人均粮食占有量与I值在全国的地位,对各省区粮食生产与农业用水发展方向进行了讨论。     

试论黑龙江省农业水资源的可持续利用

文章针对黑龙江省农业水资源现状,提出了依靠国家政策,加快建设水源工程,提高农业供水能力;调整用水布局和结构,科学合理利用水资源;防治水污染,使黑龙江农业水资源能够达到可持续利用的目的.     

保护治理政策影响下抚仙湖流域水资源供需变化研究

基于抚仙湖保护治理政策实施对现状用水需求的影响分析,在未来社会经济指标预测的基础上,采用用水定额法预测抚仙湖流域中、远期用水需求;综合考虑未来抚仙湖保护治理政策导向,充分考量外流域调水、非常规水源等工程在缓解区域缺水情势中的作用,设置四种供水情景分别对中、远期水资源供需平衡进行分析,提出未来抚仙湖流域供水模式转变及水资源配置格局优化的建议。研究表明,2018年保护治理政策的实施对流域现状用水需求影响较大,需水量整体降低24%;未来在无外流域调水的情况下,维持原有供水模式,到2025、2035年缺水率分别达到26%、30%;未来可通过增加外流域调水和非常规水资源的利用量达到水资源供需平衡。     

华北地区城市居民用水需求影响因素分析

为了考察城市居民用水需求的决定因素,论文以华北地区城市居民用水需求为例,考虑了包括价格、收入和水资源短缺在内的各种影响因素。研究发现,水价是影响城市居民用水需求的重要因素,同时发现城市居民用水需求和收入之间可能存在U型曲线,水资源短缺程度会显著影响城市居民年人均用水需求。     

影子价格法在水资源价值理论测算中的应用

黄河是我国西北、华北地区的重要水源,对这些地区经济的发展起着巨大的作用。论文采用影子价格法,结合黄河的实际情况,将黄河分为4个河段,建立和求解流域水资源优化配置线性规划模型,得到各河段各用水部门的水资源影子价格,即为水资源的理论价值。     

农业水资源配置效果的计算分析

水资源在农业上的有效利用,不论区域水源条件的优劣,均有极其重要的意义:在水源不足的地区,应以有限的供水求得最大的经济效益;在水源丰富的地区,需按作物产量与水量的最优关系配水,以最少的供水工程投资取得最大产量。不同作物的需水数量与时间是各不相同的,对于地区农作物布局来说,水资源的分配方案是水资源管理中的一个基本问题。本文考虑了产量形成受到多种因素的影响,在综合作物生产主要因素的基     

中国水资源短缺地域差异研究

论文以人均水资源量、单位面积水资源量、人均供水量和单位GDP占有水资源量为指标,采用综合评价方法对全国各省、自治区、直辖市(除台湾外)进行缺水程度及缺水类型的划分。根据缺水综合指数划分为丰富区、脆弱区、缺水区和严重缺水区;根据人均水资源量、单位面积水资源量、人均供水量与全国均值的差值划分为资源型、工程型和过载型。     

地下水漏斗区农户冬小麦休耕意愿的影响因素及其生态补偿标准研究——以河北衡水为例

近年来,国家大力提倡耕地休养生息,推行土地休耕制度,以提高地力,保障农业可持续发展。由于水资源短缺已经成为制约我国华北地区经济社会发展的重要因素。华北地下水漏斗区作为土地休耕的三个试点之一,主要目标是退耕高耗水的冬小麦,实现“一季休耕、一季雨养”,以减少地下水用量,修复地下水环境。农户作为农村最主要的生产与经营主体,如何给予农户合理的补偿,使其有效地实施冬小麦休耕政策成为缓解华北地区水资源短缺的关键因素。论文运用问卷调查法、机会成本法与Logistic模型对意愿与补偿标准进行分析,探讨了河北衡水地下水漏斗区农户冬小麦休耕意愿的主要影响因素及其生态补偿标准的合理性,以便为我国科学合理地制定地下水漏斗区耕地轮作休耕政策提供理论依据。研究结果表明：1）农户的文化程度、家庭农业劳动力总数、抚养比、农户对地下水漏斗区冬小麦休耕态度、农户对政府实行政策的信任度与农户休耕意愿呈显著的正向影响;2）务农工日、耕地质量、人均耕地面积与农户休耕意愿呈显著的负向影响;3）只考虑冬小麦对地下水影响,不考虑农产品市场价格变化的影响,建议河北衡水地区休耕农户补偿标准为518元/亩（7 770元/hm²）。最后论文提出了因地制宜地制定地下水漏斗区冬小麦休耕的补偿政策,发展绿色产业,转移剩余劳动力,并做好休耕政策宣传力度等政策建议。     

集约化农区土地利用变化对水资源的影响——以河北省曲周县为例

根据曲周县统计资料和水利观测资料,分析了近30年来土地投入变化及其对粮食作物单产变化的贡献率,并对区域水资源平衡变化的情况进行了计算和分析。研究结果表明,作为集约化农区的曲周,30年来土地利用集约化程度不断提高,表现为土地的复种指数、化肥投入和灌溉率不断提高;播种作物面积单产的生产函数模拟表明,灌溉保障率的提高对作物播种面积单产的贡献率最大,达到了0.546;作物播种面积单产提高对水资源的高度依赖性,导致了对水资源的过度开采,使区域水资源失衡。这种趋势持续下去,将对区域的资源持续利用产生不利影响。要促进集约化农区水土资源的可持续利用,只有降低复种指数,减少耗水作物,特别是小麦的播种面积。     

水土资源匹配视角下中国省域农产品供需平衡分析及其政策启示

粮食安全关系到中国稳定与发展和国际贸易秩序。以省级行政区为基本单位,基于2016—2018年各省份常住人口、农产品消费量、农业数据及相关参数,采用生态足迹和水足迹评价方法,在只考虑食用和再生产消费且不考虑地区耕地质量差异的条件下,核算各省份农产品自给的水土资源需求,评价中国省域水土资源承载力状态。结果显示：（1）中国现有耕地资源总量可满足自身耕地总需求（前者是后者1.81倍）,但省际差异大,东部沿海省市耕地不足。（2）农业可用水资源总量亦可满足农业可持续生产需求,但区域严重不平衡,华北平原与宁夏水资源赤字严重,而青藏高原地区、长江以南省份农业可用水资源丰富。（3）水土资源空间不匹配制约了中国农业的粮食生产潜力,不考虑环境净化用水,水土资源匹配状态可满足全国粮食自给需求;但考虑环境净化用水,中国粮食难以实现自给,承载力赤字达33715.50万人。以资源环境可持续为导向,未来中国应从农业生产布局优化、农业结构调整、农业科技、产业与人口转移、农产品进口和农业国际合作等方面着手,解决中国农产品需求问题。     

近20年中国粮食生产变化特征及其对区域粮食供需格局的影响

中国是一个农业大国,用占世界不到9%的耕地养活了占世界近20%的人口。国家及区域尺度粮食安全问题一直备受关注。以省为研究单元,借助GIS空间分析与统计工具,分析了1999—2018年中国粮食生产变化的总体特征、地域格局演变特征及这些变化对区域粮食供需格局的影响。研究结果表明：全国粮食总产量呈现显著增加的趋势,增长率为0.11亿t/年。北方粮食总产量呈显著增长趋势,而南方粮食总产量基本维持稳定。玉米产量的增加对这些变化起到了主导作用。在省域尺度上,近20年五种主要粮食作物（稻谷、小麦、玉米、豆类和薯类）产量时空变化具有较大差异。粮食产量的变化对区域粮食供需格局产生了较大影响。特别是东南沿海地区的广东、浙江、福建三省,从稻谷和小麦两大口粮供过于求型变为了供给不足型省份。但在全国尺度上,人均粮食占有量在Y 1999—2003时段（1999—2003年五年平均情况）和Y 2014—2018时段（2014—2018年五年平均情况）分别为368.0 kg/人和461.5 kg/人;人均两大口粮占有量在Y 1999—2003时段和Y 2014—2018时段分别为220.3 kg/人和247.6 kg/人。播种面积的变化是全国及区域尺度上粮食作物产量变化的直接原因。但其根本原因则更多归因于土地利用价值驱动的属性、功能及质量的变化。此外,根据导致耕地减少的四种主要类型——“非农化”“非粮化”“荒废化”和“生态化”,探讨了其形成原因并提出相应的提高区域粮食生产的对策建议,以期对区域粮食种植格局调整及实现两大口粮需求省份向自给型省份转型提供参考。     

我国土地资源利用的几个战略问题

我国人均资源占有量远低于世界水平,资源供应日益紧缺,并将成为经济发展的一个重要的约束条件。从土地资源的潜力来看,我国土地理论的最高人口承载量可能是15—16亿人,并在相当长的时期内将处于临界状态。关键在于控制人口的增长和在农业方面采取超常规的增产措施,特别是大幅度增加农业投入。我国土地生产潜力东部大于西部,粮食生产的重点应放在中部地带。20亿亩耕地是我国国土资源的精华所在,种植业的主攻方向应放在中产田,并大力加强我国九片商品粮基地的建设。林业建设的战略重点应尽快转向山区。牧业应发展饲料生产,开辟新的饲料基地。从总体看,应强调发展资源节约型的农业,以内涵挖潜为主,向生产的深度和广度进军。     

气候变化与持续农业浅析

从持续农业的内涵出发,讨论了气候变化与持续农业的关系。并从农作物生产力和产量、种植制度、区域农业生产及生产费用等几方面分析了气候变化对中国持续农业的影响。指出温室效应引起的气候变化可能使我国农业生产的不稳定性加剧,自然资源短缺,农业成本增加,对农业生产有一定的不利影响,不应盲目乐观。     

试论立体农业

立体农业比平面农业大大扩展了土地、光能、水源、热量等自然资源的利用层次,它是传统农业技术与现代技术相结合的产物。当前,在我国人口与资源矛盾的困扰下,开发立体农业可以合理配置自然资源和人类生产技能,巧妙地利用空间和时间,较大幅度提高单位面积的物质产量,缓解人地矛盾和食物供需矛盾,还可以大量吸收农村富裕的劳力资源,增加劳动积累。立体农业不仅是现阶段我国农业技术改造的有益尝试,而且是中国式的现代集约农业的途径之一。本文正是根据这一独特作用,系统地论述了立体农业的概念、特点、研究内容及增产原理,并重点分析了几大类应用模式和存在问题,提出了进一步发展的宏观对策。     

耕地结构变化下水土资源匹配时空特征效应分析——以黑龙江省为例

基于耕地利用水资源的供需视角,在综合考虑耕地利用类型、作物种植结构、作物生长期等条件的基础上,结合黑龙江省的国家气象站数据,对耕地利用需水量与有效供水量从微观尺度上进行分析,并以此对1990—2018年内不同生长期耕地利用水土资源匹配的时空动态进行分析。结果表明：1990—2018年间黑龙江省耕地结构不断变化,旱改水现象在2010— 2018年间最为普遍;作物生育前期与中期需水量较多,后期需水量较少,需水量逐年上涨,与水田占比变化保持较为一致,并且空间上需水量高值地区偏移规律与同时段内的旱地水田化现象保持高度一致;1990—2018年间,作物各生育期水土资源匹配程度均先降后升,大部分的水土资源匹配高值地区分布在有效降水量的高值地区与旱地地区的交接地带,可见天然降水仍是满足耕地作物用水的主要来源;近年来三江平原南部地区水土资源匹配程度严重下降,粮食单产下滑,建议该部分地区减少旱改水工程量,同时,松嫩平原西部地区水土资源匹配水平与粮食单产逐年上升,可适当进行旱改水工程。