滇中地区气候变化对粮食单产的影响分析

根据地面气象观测和农业生产统计数据,采用线性回归和Mann-Kendall检验分析了滇中地区年平均气温和年降水量的动态变化。采用生产函数和经济-气候模型拟合验证气候变化对粮食单产的影响。1990—2012年,滇中地区粮食单产平稳上升。年平均气温呈升高趋势,升高速率为0.451℃/10 a;年降水量呈减少趋势,减少速率为-110.84 mm/10 a。C-D生产函数拟合表明劳动力和有效灌溉面积对粮食单产的影响显著,但农机动力和化肥投入对其影响并不显著。气温和降水的弹性系数分别是0.013和5.125×10-5。当气温和降水的二次方变量引入经济-气候模型后,其拟合优度明显提高;且表明,在其他投入要素不变的情况下,过去23年及未来滇中地区的气温升高不利于提高粮食单产;相反,年降水量的减少却对粮食单产的提高没有负作用。     

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。     

华北地区粮食生产与水供应情势分析

华北地区是我国重要的粮食生产基地,其粮食产量在全国粮食总产中的比重由1949年的22%上升到1998年的29.6%。灌溉是保证该区粮食高产稳产的重要保证。华北地区目前用水处于严重紧张状态,1997年人均综合用水量为315m3,农业是用水大户,工农业用水比为1∶5,水资源供需的主要矛盾在农业。华北地区水资源利用率高达98.5%,整体供水潜力所剩无几;随着工业和城镇的发展,农业用水分额将继续减少;同时,受频繁的旱涝灾害、日益严重的水污染和大面积的地下水位下降的影响,农业供水保证率将进一步降低。分析指出,若无连续丰水年和外调水源的补给,要继续保证或发展本区的粮食生产规模,本区的农业用水情势有恶化之势,急需研究并制定出解决本区粮食生产和水资源供给不足矛盾的办法。     

基于静态多区域CGE模型的黄河流域灌溉水价研究

黄河流域属于水资源匮乏地区,据黄河水资源公报,2011 年农田灌溉用水量占流域总用水量的73.9%,故灌溉水价与流域农业、社会经济系统关系密切.鉴于此,论文基于多区域静态CGE模型,研究黄河流域不同省区在灌溉水量不同减少幅度情况下农业灌溉水价的变化,以及水价不同提高幅度下对社会经济系统和灌溉用水量的影响.结果表明:① 农业灌溉水价随着灌溉用水量的减少而增加;另一方面,5 种水量减少情况下模拟结果中各省区最终灌溉水价主要由水价变动构成,说明初始水价较低;② 在水价不同提高幅度下,实际GDP降低,居民的实际消费水平降低;③ 在水价提高15%的情况下,流域总灌溉用水量减少了9.087×10⁸ m³,占流域总灌溉用水量的1.5%;④ 系统敏感性分析(SSA)表明,模型模拟结果较稳健.     

国外水资源和水质污染状况

目前,地球水资源的利用情况可分为三大类:农业灌溉(占73％)、工业用水(占21％)和公共生活用水(占6％)。水资源的利用方式在各个国家有所不同。发达国家工业用水量占总用水量的40％以上,而在发展中国家绝大部分水是用于农业灌溉。在1980年,全球年用水量估计为2600～3000立方公里,1985年已达3500～4000立方公里,年平均增长率为6％。根据经济合作与发展组织的统计,很多发达国家的用水量和每户年用水量在1980年前都呈上升趋势(见表1,表2),而在近几年有所下降。     

基于LMDI模型的中国粮食产量变化及作物构成分解研究

理清1980-2010 年间中国粮食产量变化的作物贡献及其主要贡献因子,为今后农业政策的调整提供决策依据。论文采用对数平均迪氏分解模型(LMDI)开展1980-2010 年间中国粮食产量变化及作物构成分解研究。研究结果表明:①30 a 间中国粮食产量增加了2.26×10⁸ t,粮食播种面积效应和粮食单产效应分别为-0.21×10⁸和2.47×10⁸ t;粮食单产水平提升对粮食增加量的贡献值大,但这一贡献效应的增加量在减弱。②稻谷、小麦和玉米三种作物产量在全国粮食总产量中的比例波动性上升;稻谷单产、小麦单产、玉米单产,以及玉米播种面积的增产效应最为明显,是驱动全国粮食产量增加的主要因素。③地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率约占1/3,省域粮食生产“北进中移”的趋势明显;各省域粮食产量的贡献因素差异显著,大豆、薯类和其他作物对粮食总产量变化的贡献较小。建议实施差别化的粮食生产政策,在继续提高粮食单产的同时稳定粮食播种面积,确保国家粮食安全。     

农业生产效率对农业用水量的影响

2016年中国农业用水量占用水总量的60%以上,水资源成为国家农业安全的重要保障,而影响农业用水量的因素较多。论文首先采用非期望产出的Super-SBM模型测度1998—2015年中国30个省份（西藏、香港、澳门、台湾缺少资料,未计算）的农业生产效率,再利用非参数核密度估计演示主要年份农业生产效率和农业用水量的动态变化,然后借鉴Hansen的门槛模型检验农业生产效率对农业用水量的“门槛效应”。结果表明：1）我国农业生产效率呈倒“U”型走势,省际间差异性减弱;农业用水量先下降后上升,省际间差距存在扩大的趋势。2）提高农业生产效率是降低农业用水量的有效途径,农业生产效率对农业用水量存在显著的“门槛抑制效应”,抑制强度呈“N”型走势。3）扩大粮食作物种植比例、增加农村劳动力和提高农村居民收入均能有效抑制农业用水量增加,而水资源禀赋、水利投资和耕地灌溉面积与农业用水量呈正相关性,农民受教育水平回归结果不显著。     

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。     

黄淮海平原灌溉水量变化特征及其与气象干旱的关系

以黄淮海平原为研究区,以WaterGAP用水量模型的灌溉耗水量与取水量数据、scPDSI数据为基础,探讨了黄淮海平原灌溉用水量变化特征及其与气象干旱的关系。研究结果表明：黄淮海平原耗水量约占取水量的1/3,其中河北南部、河南和山东等地区用水量均高于其他地区,耕地集中分布区灌溉用水量明显高于其他地区,2003—2014年灌溉取水量呈增加趋势,约37 mm/月;黄淮海平原气象条件趋于干旱,其中2006—2014年干旱连续多发,scPDSI与灌溉取水量距平值大于0的单元数间具有显著的非线性相关关系（R²=0.60）,其中8-12月二者相关关系较为显著;气象干旱是黄淮海平原灌溉用水量增加的重要原因,在气象干旱和农业灌溉的共同影响下,研究区水储量亏损量持续增加。     

黄河三角洲水资源利用与经济增长的动态响应

选取黄河三角洲高效生态经济区1998-2013年经济增长和水资源利用数据,通过构建VAR模型检验了变量平稳性和协整性,分析了广义脉冲响应及预测方差分解,对经济区水资源利用与经济增长的均衡关系和动态性进行实证研究。结果表明:黄河三角洲高效生态经济区的经济增长与生活用水量间存有长期均衡关系,而总量用水、工业用水和农业用水与经济增长间无长期均衡关系,这与当前人们对物质生活水平的需求急剧增加的现状相符;水资源利用对经济增长的脉冲响应滞后时间较长,而经济增长对水资源利用的脉冲响应滞后时间相对较短,且皆具有非渐进性。除工业用水外,经济增长对水资源利用的单位冲击响应累计值均为负值;除生活用水外,水资源利用对经济增长的单位冲击响应累计值均为负值。说明经济区经济发展中生活用水量上升态势显著,水资源是制约其经济发展的主要因素之一,而其它用水量随着经济发展得到了较好的控制;经济区的经济增长对水资源利用的预测方差贡献度较大,但水资源利用对其经济增长的预测方差贡献度较低。建议加强对生活节水新技术的投入、建立起合理的水资源利用虚拟交易机制,开发水资源保护体系。     

基于SWAT-WEAP联合模型的西辽河支流水资源脆弱性研究

气候变化与人类活动对水循环及水资源安全的影响是近代水科学面临的主要科学问题。以西辽河支流老哈河流域为研究区,探索了一种水文模型耦合方法(SWAT-WEAP),以水短缺量为指标,同等考虑水资源供给端与需求端,对气候变化与不同人类利用情景下水资源系统脆弱性进行定量分析,结果表明:①暖干化气候情景比暖湿化气候情景明显加剧了老哈河流域水资源系统的脆弱性,降水减少10%导致的水短缺量比降水导致10%所缓解的短缺量要多31.17%;②气候变化对流域农业灌溉用水影响最大,对城乡生活用水和工业用水影响相对很小;③老哈河流域水资源系统脆弱性的主要驱动力之一源自农业不合理灌溉,发展畜牧业、 改变种植结构与高效节水灌溉是缓解水短缺、 降低水资源系统脆弱性最为有效的措施,也是应对气候变化最为有效的方式;④基于供水端的措施(如水库)在暖干化气候时由于水资源供给来源受限,其缓解作用有所减弱。     

新中国成立以来的新疆土地开发

新中国成立以来,新疆的土地开发经历了三个时期:①1950-1977年以开荒扩大耕地面积为主,耕地面积虽不断增加,但经历了"大跃进"和"十年动乱"干扰,农业生产水平低,粮食仅能实现低水平自给,个别年份还要调入;②1978-1995年耕地面积没有增加,以提高单产为主,粮食单产大幅提高,并逐步压缩粮食面积,增加棉花播种面积,不仅实现粮食自给,还建成全国棉花基地;③1995-2009年,实行提高单产与扩大耕地面积并举,粮棉产量进一步大幅提高,粮食单产高于全国平均水平,建成全国最大的产棉区,总产占全国近二分之一。60多年来新疆土地开发虽取得了巨大成绩,但对生态环境破坏严重,现有耕地已达到水资源承载能力,今后总体上不宜再开荒,而应通过土地整合,提高绿洲内净耕地利用系数,发展节水灌溉,不断提高土地生产力。     

上海市用水量与经济发展的关系研究

选取上海市1998～2006年的用水量、经济数据,通过人均GDP与人均用水量之间的关系,探索上海市用水量与经济发展是否存在环境库兹涅茨曲线关系,剖析上海市经济增长与用水量的演变规律,结果表明：上海市经济增长与用水量之间不符合一般的环境库兹涅茨曲线特征,重新建立了曲线模型,通过模型计量分析,人均总用水量,人均农业用水量,人均生活用水量与人均GDP曲线均为“U＋倒U”形,而人均工业用水量人均GDP曲线为“倒U＋U”形,为合理开发上海市水资源提供较为科学严谨的依据。     

县域粮食单产及其生产投入因素的空间异质性——以河南省为例

在当前耕地总量很难增加的总体形势下,粮食单产及其生产投入因素的关系研究对国家粮食安全具有重要意义。Moran’s I指数及散点图显示,粮食单产及其OLS(Ordinary Least Squares)估计的残差存在显著的空间自相关性,因而不满足经典线性回归分析的建模条件,而GWR(Geographically Weighted Regression)模型能够克服这一缺陷,并能进行参数的局部估计。河南省108个县的实践表明,GWR模型有效地降低了残差的空间自相关,各项检验指标均好于OLS估计。4个生产投入影响因素的空间分异规律存在显著差异。灌溉因素在OLS和GWR模型中均为正效应,单位播种面积机械动力、单位播种面积化肥施用量(折纯)、单位播种面积用电量3个变量的系数估计值在OLS模型中为负,而在GWR模型中则有正有负,说明存在空间异质性。黄河以北粮食高产区主要受机械动力、灌溉和用电量3个因素的正向影响,化肥投入的再增加反而引致单产降低。淮河沿岸和信阳的粮食高产区主要受化肥施用量和用电量的正向影响。为提高粮食单产,西部山地、丘陵县的粮食低产区应加强机械动力投入并提高用电效率,最西部的山地县还应适度增加化肥的用量。     

全球水资源状况

1.水质状况 1.1 地表水和地下水的质量通常认为地球上的水资源有97％是在海洋中,3％在陆地上。在陆地的水资源中有77％贮存于冰冠和冰川中,22％属于地下水,只有很少部份是在湖泊,河流和溪流中。绝大部分地下水都贮藏在地下800米以下,人类目前还无法开采和利用它们。目前,地球水资源的利用情况可分为三大类:农业灌溉(占73％)、工业用水(占21％)和公共生活用水(占6％)。但是水资源的利用方式在各个国家不同。发达国家工业用水量占总用水量的40％以上,而在发展中国家绝大部分水是用于农业灌溉。在1980年,全球年用水量估计为2600～3000立方公里,1985年已达到3500～4000立方公里,年平均增长率为6％。     

小议我国钢铁工业节水技术的发展趋向

<正> 1 国内外钢铁工业的用水水平钢铁工业用水量大,仅次于发电用水量,在各工业部门中占第二位。因此,研究其节水技术,对节省水资源具有重要意义。为衡量钢铁工业的用水情况,通常采用下列三个指标:(1)总用水量,指每生产1t钢各工艺环节所用水量的总和,以m~3/t钢计;(2)新水用量,指每生产1t钢使用的新取自外部水环境的水量,以m~3/t钢计;(3)重复利用率,系重复用水量与总用水量的比率;也即总用水量减去新水用量后与总用水     

采用因素分解模型研究京津冀地区用水变化的驱动效应

京津冀地区水资源供需矛盾突出,迫切需要分析其用水量变化与社会经济发展之间的内在联系. 在分析用水总量变化时空特征的基础上,采用因素分解模型研究了2003—2013年京津冀地区产业用水量变化的规模效应、结构效应和技术效应. 结果表明:京津冀地区产业用水量10年间下降了8.84%,是京津冀地区实现经济增长和水资源利用脱钩的主要影响因素;规模效应10年间累计增加了267.95×108 m3,是导致产业用水量增长的唯一驱动因素;结构效应和技术效应都倾向于减少产业用水量,分别累计减少124.17×108和164.11×108 m3;技术效应是北京产业用水量减少的主要原因,10年间累计减少了79.14%的产业用水量;而天津的结构效应要强于技术效应,10年间分别累计减少81.17%和73.71%的产业用水量;河北的结构效应和技术效应10年间分别累计减少51.37%和68.33%的产业用水量,相比京津仍有较大潜力. 研究显示,调整产业结构、推广节水技术是缓解京津冀水资源短缺压力的有效途径,未来河北在承接产业转移的同时,应紧密结合产业结构的优化和经济增长方式的转变.      

辽宁沿海经济带水资源边际效益测度及影响因素分析

水资源边际效益的研究对于辽宁沿海经济带可持续发展具有重要意义.基于边际效益的理论,将水资源作为生产要素,利用柯布-道格拉斯生产函数对辽宁沿海经济带2002—2011年的水资源利用边际效益进行了测算及时空差异分析,结果显示三次产业水资源利用边际效益逐年提高,农业、工业、第三产业用水边际效益多年平均值分别为4.11、82.30、154.93 元/m³,农业用水的边际效益明显低于工业和第三产业用水.在此基础上构建多元线性回归模型,探求水资源利用边际效益的关键性影响因素,得到农业用水边际效益影响因素:农业万元产值用水量、政府影响力、单位面积产量、化肥使用量,其中农业万元产值用水量对于农业用水边际效益的影响程度最强且为负向作用;工业用水边际效益影响因素:工业万元产值用水量、政府影响力、市场需求程度、工业废水排放达标量,且工业万元产值用水量对于工业用水边际效益的影响最大且为负向作用;第三产业用水边际效益影响因素:第三产业万元产值用水量、政府影响力、城市化水平、人均公园绿地面积,第三产业万元产值用水量和人均公园绿地面积对于第三产业用水边际效益影响程度较高,第三产业万元产值用水量为负向作用,人均公园绿地面积作用为正向作用.     

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%。     

基于EMD的我国粮食产量波动及其成因多尺度分析

论文利用经验模态分解(EMD)方法对1949年以来我国粮食产量波动及其成因进行了多时间尺度的分析。研究结果表明:我国粮食产量存在3年和9年左右的准周期波动,并以9年左右的波动为主。从粮食产量波动的趋势量分布来看,1949年以来我国粮食产量不断增长,但是20世纪90年代后粮食增长停滞;在对粮食作物播种面积单产和粮食播种面积两个影响因子进行EMD分解时发现,粮食作物播种面积单产是粮食产量3年左右波动的控制因子,而粮食播种面积却是粮食产量9年左右波动的主要控制因子。对两个尺度的周期性波动分析发现,我国粮食产量波动幅度近年来不断增加,这将给我国已经相当紧张的粮食供需关系带来巨大的隐患。由于3年和9年左右的两个准周期波动在2005～2006年期间都将处于波谷,论文预测2005或2006年的粮食将严重短缺,并且短期内我国粮食产量仍会下降,但是较长期内粮食产量将回升。