农业灌溉用水经济价值及其影响因素——基于剩余价值法和陕西关中地区农户调研数据

灌溉水经济价值是农业用水定价的重要基础。根据陕西关中地区农户调研数据,采用剩余价值法计算得到小麦、玉米和苹果灌溉水经济价值均值分别为0.66元/m~3、0.84元/m~3、3.17元/m~3。以该结果作为水价调整上限与现状水价比较,小麦和玉米的水价上调空间介于0.24～0.71元/m~3,苹果的水价调整空间介于2.72～3.04元/m~3之间。使用分位数模型对影响因素的研究发现:(1)仅在灌溉水经济价值较低时,农户和家庭特征以及土地分散程度有显著影响;(2)在灌溉水经济价值较高时,增强农户节水意识以及加入用水者协会将能有效提升灌溉用水经济价值;(3)粮食转为经济作物、进行农业水价综合改革在所有分位点上均呈显著正向影响。本文可为研究区域农业用水分类定价及改善用水效率提供参考。     

基于水资源耦合价值的绿色水价模型及其应用——以下辽河平原为例

为了准确体现水资源价值的差异性、动态性及其整体性,提出基于绿色核算的水资源耦合价值评价指标体系及绿色水价模型。以下辽河平原为例,引入可变模糊综合评价法,结合熵值法和层次分析法对水资源耦合价值进行评价,计算该区水资源天然价值系数、附加价值系数、经济价值系数、社会（公益）价值系数、生态价值系数及环境价值系数,据此得出绿色水价标准：城乡居民生活用水为3.54 元/m³,农村居民生活用水（暂行）为132 元/（a·人）,农工商服务业用水为6.14 元/m³,农田灌溉用水（暂行）为0.79 元/m³,行政事业用水为4.72 元/m³,园林绿化用水为7.34 元/m³,特种行业用水为12.33 元/m³。各行政分区水资源耦合价值及各单项价值的评价结果基本符合该区客观实际,绿色水价模型体现了区域水资源禀赋,反映了经济社会发展及生态环境等对水资源的需求。     

沙区沙化土地封禁保护补偿标准的估算——最小数据方法在甘肃省民勤县的运用

论文以甘肃省民勤县沙化土地封禁保护实践工作为研究背景,运用最小数据方法,估算了激励沙区农户将沙化耕地自愿转化为封禁土地的生态补偿（封禁补偿）标准。以水资源服务表征土地管理方式转变之后的生态系统服务产出,由调查获得的农户机会成本推导出了水资源服务供给曲线,并计算出了封禁补偿标准与土地转化比例、水资源服务供给量之间的定量关系。研究结果表明：1）实施封禁补偿,可激励农户改变沙化耕地利用方式,减少农业用水需求量,增加生态用水供给量,对民勤和石羊河流域生态保护意义重大;2）民勤县规划封禁保护区总面积为1.55万hm²,期望水资源服务产出为1.02亿m³,需要按照19 770元·hm^-2的标准补偿才能激励农户实现这一政策目标;3）以新一轮退耕还林补偿标准3 600元·hm^-2为参照线,只能促使3.51%的沙化耕地转化为封禁土地,在设计封禁补偿机制时,需要提高封禁补偿标准。     

水足迹视角下黄土高原经济林果扩张的水安全风险分析——以苹果种植为例

以苹果为主的黄土高原经济林果种植规模持续扩张,耗水量不断增多,潜在的水安全风险增大。量化苹果生产水足迹,讨论苹果生产扩张带来的水安全风险,对科学指导未来黄土高原苹果健康发展具有重要意义。本文基于ArcGIS和CROPWAT软件,选取2000—2019年黄土高原44个市（州）,探究了苹果水足迹的时空分布规律及水安全风险。结果表明：2000—2019年,黄土高原苹果种植面积增长了1.3倍,产量增长了3.1倍,呈“北移西扩”的发展趋势;苹果绿水足迹占比的空间分布与降雨量基本一致,从东南向西北递减,蓝水足迹空间分布正好相反;苹果水足迹总量从74.42亿m³增长到108.04亿m³,占农业耗水量的比例由42.78%提升至65.63%,灰水足迹占比高达13.88%,黄土高原苹果生产面临严峻的水安全风险。因此,应适度控制黄土高原苹果种植规模的进一步扩张。本文可为评价黄土高原苹果种植规模扩张背后的水安全风险提供依据。     

灌溉水压力、供给弹性与粮食生产结构——基于变系数Nerlove模型

灌溉水稀缺性会限制粮食生产,也会同时诱致农业技术进步提高粮食供给弹性。基于2002-2017年27个省份面板数据,采用变系数Nerlove模型,通过探究灌溉水压力、价格变动及其交互作用对不同粮食作物产量的影响,分析灌溉水压力对粮食生产结构的综合作用。结果表明:（1）灌溉水压力对粮食生产结构的直接作用是提高玉米产量比例,降低其他粮食作物产量比例,降幅从大到小依次为水稻、薯类、豆类和小麦。（2）灌溉水压力对粮食生产结构的间接作用是使小麦、豆类和薯类的供给弹性更小,使水稻和玉米的供给弹性更大,有利于水稻和玉米产量占比的增加。（3）2002-2017年灌溉水压力不断增加,对粮食生产结构的综合作用是促进了玉米产量比例大幅增加、豆类和薯类产量比例显著下降;地区上,北方粮食主产区玉米和水稻产量比例显著增加,使水资源相对稀缺的北方地区粮食生产更耗水,该结论与“灌溉效率悖论”一致。     

1985—2015年陕西黄土台塬表层土壤有机碳空间分布

中尺度范围土壤有机碳的长期动态变化状态对大气温室气体的浓度、当地环境的生态效应至关重要。论文研究了陕西黄土台塬近30 a表层（0~20 cm）土壤有机碳密度的空间分布特征,并探讨了气候、地形、土壤类型、土地利用与土壤有机碳密度和储量的关系。结果表明：1）近30 a黄土台塬土壤有机碳密度和储量呈增加趋势,且增加幅度愈来愈明显,其中,1985—2000年有机碳密度和储量的增量分别为0.20 kg/m²和1.46×10⁶ t,2000—2015年分别为0.75 kg/m²和10.87×10⁶ t。2）1985—2015年有机碳密度随气温和降水量的增加而增加,随高程和坡度的增加呈现先增加后减少的趋势,在高程679~779 m、坡度10°~20°范围达到最大值。3）大多数土壤类型有机碳密度和储量随时间延长呈增长趋势,其中,黑垆土有机碳密度增加最大（1.59 kg/m²）,黄绵土储量增量最多（5.64×10⁶ t）;不同土地利用类型有机碳密度和储量随时间延长也呈增加趋势,林草地有机碳密度增加量明显大于耕地。4）研究区表层土壤有机碳密度与气温、土壤类型、土地利用类型在P<0.001水平上相关性显著,与降水在P<0.05水平上显著相关。     

基于地块尺度的黑河中游地区农业结构变化及其驱动因素分析——以张掖市为例

黑河中游是我国西北干旱区重要的粮食基地,研究其农业结构变化及其驱动因素对农户种植决策及推动当地农业发展具有一定参考意义。论文以位于黑河中游地区的张掖市为例,基于统计年鉴和农户问卷调查数据,从地块尺度分析了研究区2001—2014年期间农业结构变化,并在定性分析的基础上,从地块与农户两个层面,运用二元Logistic模型及投入-产出法定量分析农业结构变化驱动因素。结果表明：1）研究区作物种植类型趋于多样化。2001年,研究区主要种植作物为小麦、玉米、大麦及“小麦和玉米套作”,其种植地块数占所调查总地块数的81%,2014年种植作物种类增多,且蔬菜、马铃薯、油菜等经济作物种植数量较2001年有所上升。2）由种植小麦为主（占总地块数的31%）转变为种植制种玉米为主（占总地块数的38.7%）;套作转单作。2001年,共有58个套作种植地块,占调查总地块数的22%,其中“小麦和玉米套作”最多,有47个地块;而在2014年,作物套作地块数锐减为2个,“小麦和玉米套作”全部转换为其他单作,其中51%转为制种玉米;水稻种植消失,主要转为普通玉米。3）地块层面上,种植地区的海拔、灌溉定额、河源来水量对农业结构变化影响非常显著（显著水平达到1%）,地下水对农业结构变化影响较为显著（显著水平达到5%）。4）农户层面上,农户作为理性经济人,“收益”是影响其种植行为的最关键因素,其次是政策因素（在5%的水平上显著）,务农劳动力与劳均耕地面积也有一定的驱动作用。     

质疑：“红旗河”调水功能的可行性

据报道,“红旗河”方案确定的基本目标是由雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河调水600亿m³至新疆等干旱区,发展2亿亩农田（1亩=1/15 hm²）,建15万~20万km²绿带,以此彻底改善西北干旱区的生态与环境。“红旗河”通过上述河流的各调水点以上的年均径流量总和为1 444亿m³,占被调水河流总径流量的35%;“红旗河”计划年调水量约占可调水量1 444亿m³的42%。如果不考虑国际河流、调水口以下的水电站及工程的正常运行等因素,单纯就水资源而论,600亿m³总调水量是可行的。“红旗河”是跨流域调水的宏大设想,已经引起国内外的广泛关注,但这个宏大的设想也面临地质、技术、经济、社会、生态等领域的多重严峻挑战,存在极大的不确定性。特别是600亿m³的水能解决什么问题?在实施工程之前应该充分论证,采取有效措施防范和减轻这些风险带来的危害。从自然地理、资源环境和区域发展角度看,以下问题值得商榷：从主要受水区域新疆看,依据现有农田的净灌溉定额（大约600 m³/亩）,即使完全不考虑渠道（干渠及农田灌溉支渠）中途渗漏与水面蒸发,理论上最多发展1亿亩农田。同样,根据新疆为了维持塔里木河下游大海子水库以下的511 km²湿地所调用的水量估算,15万km²生态绿带建设每年至少需水1 100多亿 m³。600亿m³引水量既无法实现建造2亿亩农田的需要,也无法满足15万km²生态绿带的需要,二者同时实现更无可能。何况这600亿m³的水要经过6 000多km的长途跋涉,渗漏和蒸发非常大,最终能有多少水达到受水区?该项目计划建设期10 a、投资4万亿元,每亩农田（以2亿亩计算）2万元,每m³水费近66元。工程建成运行时,谁来为昂贵的水费买单?调水可能引起的环境影响和生态后果具有极大的不确定性,需要给予高度关注。如调入区是内流区,降水量小,蒸发量大,地形封闭,缺乏排水出路,环境条件特殊。大量引水,在灌溉不当的情况下,极易导致土壤次生盐渍化。跨流域调水工程不仅仅是一个复杂的水利工程,还是一个十分复杂的生态系统工程,更是一个十分复杂的社会经济工程。环境效应、生态后果和社会经济影响涉及复杂的地球物理、化学和生物过程,也涉及复杂的人地关系和谐平衡过程。“红旗河”同时涉及国际河流,潜在的地缘政治关系需要引起重视。在现有认识水平下,需要对这些问题进行深入系统研究,分析各系统之间的相互关系及影响规律,提出理性的评价系统和论证方案。此外,在“红旗河”的舆论造势中,还存在几个有悖科学认知的观点,如“改变中国气候格局”、“森林致水作用”、打破千百年来的“胡焕庸线”等。文章均进行了分析和澄清。     

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.     

基于概率模型的农地转用外部性测算——以天津市静海区为例

准确地量化农地转用外部性能够为促进外部性内化、建设用地聚集的政策提供参考。论文对农地转用外部性界定和识别进行了理论分析,利用农地转用概率模型估算天津市静海区2006—2014年农地转用的外部性,分析地块特征对农地转用概率的影响,讨论了外部性与建设用地聚集的关系。针对静海区2006—2014年数据的分析结果表明,每有1 hm²农地转用为商住用地,周边0~200、200~400、800~1 600 m范围农地受外部性影响分别为0.91×10⁴、0.91×10⁴、0.33×10⁴ 元/hm²,每有1 hm²农地转用为住宅用地,周边800~1 600 m范围内农地受外部性影响为0.18×10⁴ 元/hm²。农地转用正外部性偏小,聚集效应不足,可能是建设用地分散的重要原因,论文还对外部性测算方法以及地块特征的农地转用影响进行了讨论。     

土地用途管制下基本农田发展权受限的区域差异及经济补偿——以湖北省武汉、荆门、黄冈等地区为实证

以湖北省武汉、荆门、黄冈等地区为实证,分析重点开发区、农产品主产区及生态功能区农民收入及土地利用行为受土地用途管制的影响,测算基本农田发展受限下农民的福利损失及空间异质性。结果表明:① 农民收入及土地利用行为具有显著的空间差异,农产品主产区农业收入较重点开发区农业收入高30 929.29 元/(户·a),生态功能区农民倾向于种植经济作物,江汉平原农产品主产区农民更愿意种植粮食作物,农地经营意愿也最强烈,而重点开发区及生态功能区农民转入农地、扩大农业经营规模的意愿较弱;② 土地用途管制对农业收入较高、农地投入较大、农地经营意愿较低、单纯种植粮食作物和兼营粮食作物与经济作物农民的影响较大;③ 土地用途管制强度及其给农民福利带来的损失具有显著空间差异,重点开发区的管制程度最强,生态功能区的管制程度最弱,其中重点开发区农民的福利损失最大[23 839.34 元/(hm²·a)],其次为生态功能区[22 266.71 元/(hm²·a)],农产品主产区最低[14 445.58 元/(hm²·a)]。     

北京湿地生态系统重要服务功能及其价值评估

论文基于北京市湿地资源调查数据,重点评估了湿地调蓄洪水、供给水源、净化水质、蒸发降温和维护生境等重要生态服务功能及其价值。结果表明,2014年北京市湿地面积5.14×10⁴ hm²,其中46%为自然湿地,并集中分布在密云、房山和门头沟等远郊区。北京市湿地生态系统年均调蓄洪水20.75×10⁸ m³、供给水源9.44×10⁸ m³、净化水体污染物（COD）4.22×10⁴ t、蒸发吸热3.03×10¹² kJ,并维护着较高质量生境0.96×10⁴ hm²,其经济价值分别为158.95×10⁸、11.89×10⁸、1.69×10⁸、4.21×10⁸和10.84×10⁸元。虽然这些重要生态系统服务的78%来自于北京市远郊区的湖库与河流湿地,但是主城区湿地同样提供着重要的生态服务功能,且受益人群数量较高,因而更需重点保护。     

基于土壤渗透系数的吉林省湿地补给地下水功能分析

论文借助经验渗透系数法和价值评估方法,通过对吉林省湿地补给地下水服务价值的科学评估,得出吉林省湿地渗漏补给地下水量和价值量,其中每年补给地下水量约99.71亿m³。不同湿地类每年渗漏补给地下水量大小排序是沼泽湿地（46.40亿m³）>湖泊湿地（26.64亿m³）>人工湿地（21.48亿m³）>河流湿地（5.19亿m³）。而不同湿地类中,以内陆盐沼每年渗漏补给地下水量最大,达到每年18.60亿m³,其次是季节性咸水沼泽,每年为14.93亿m³,而水产养殖场最小,每年仅为0.05亿m³。对于吉林省具有不同渗透系数的湿地,其每年渗漏补给地下水量也不同。总体合计吉林省湿地补给地下水价值为401.83亿元。不同湿地类补给地下水价值排序是沼泽湿地（186.99亿元）>湖泊湿地（107.36亿元）>人工湿地（86.56亿元）>河流湿地（20.92亿元）,而不同湿地型补给地下水价值最大为内陆盐沼湿地（74.96亿元）,最小为水产养殖场（0.20亿元）。吉林省湿地补给地下水价值在空间分布上主要集中于3个区域,即以白城市和松原市为核心区域的“沼泽湿地-湖泊湿地-河流湿地”为主的补给地下水区域,以四平市、长春市和辽源市为核心区域的人工湿地补给地下水区域和以吉林市为核心区域的“沼泽湿地-河流湿地”为主的补给地下水区域。论文研究结果能够为吉林省湿地保护、湿地恢复、合理利用以及湿地科学管理提供依据。     

部门水足迹及其经济效益的时空匹配特征研究

利用水足迹账户法,核算了2005—2015年张家口市市辖区、坝上和坝下三个区域的农业、工业、建筑业、服务业和生活等部门的水足迹,在此基础上分析不同产业部门水足迹经济效益的时空特征。研究结果表明：（1）马铃薯种植成为张家口市农业水足迹快速上升的最主要驱动因子。马铃薯对农产品水足迹的贡献率由10%上升至50%,成为优势农作物,但是主要集中在坝上地区。（2）工业水足迹下降了64%,市辖区下降最快;建筑业水足迹只有工业水足迹的1%~4%;服务业水足迹由571万m³上升至1436万m³,市辖区上升最快。（3）为实现节水目标,张家口市应继续调整种植业结构、最大限度利用降水,进一步减少灌溉用水;工业领域建立与水有关的投入产出表,并对工业内部产业结构和区域产业布局进行节水规划。     

民勤绿洲种植业结构调整及其对农作物需水量的影响

论文引入虚拟水理论,构建种植业结构调整需水模型,分析近33 a民勤绿洲种植业结构调整对农作物需水量的影响。结果表明：1）民勤绿洲粮食作物、经济作物与其他作物面积比重之比由1978年的84∶12∶4调整为2010年的25∶72∶3。粮食作物播种面积比重的下降主要是由小麦播种面积比重的快速减少所致。2）民勤绿洲农作物需水总量由1978年的2.15×10⁸ m³增加到2010年的2.49×10⁸ m³,粮食作物和经济作物需水总量之比由1978年的88∶12变化为2010年的31∶69。3）民勤绿洲种植业结构调整的生态节水效应在不同时段存在差异,1979—1998年,种植业结构调整对于农作物需水而言,未起到节水作用;1999—2008年,种植业结构调整的节水效果明显;2009—2010年,种植业结构的进一步调整导致需水量的快速增加,未起到节水作用。单位面积需水量较高的蔬菜、小麦、玉米等5种农作物面积比重之和的大小对节水效果起到决定性作用。     

水资源利用对敦煌市生态环境演变的影响分析

基于遥感数据的解译分析,从1987年到2007年敦煌市自然植被面积下降543.69 km²,自然生态系统面积缩小17.62%,土地荒漠化趋势明显。根据实际测定的样方生物量与对应的土地利用类型面积拟合曲线,估算这一时期自然植被的生物量从102.42×10⁴ t下降到72.33×10⁴ t。敦煌市自然植被和人类活动的用水量此消彼长,总用水规模在6.3×10⁸ m³左右。自然植被用水量从1987年的3.072 7×10⁸ m³减少到2007年的2.17×10⁸ m³,净减少达30%。人类活动用水量从1987年的3.315 7×10⁸ m³增加到2007年的4.093×10⁸ m³。疏勒河干流及其支流党河都因为人类活动用水大量增加,挤占了自然植被的用水。特别是农业灌溉占用了绝大部分水资源,成为敦煌生态环境退化的主要原因。恢复和保护敦煌的生态问题,不仅需要调控党河流域的人类活动,也要调控疏勒河干流地区的人类活动。     

时空与效率视角下汾河流域农业灰水足迹分析

基于《山西省统计年鉴》的相关数据,运用灰水足迹理论对2010年前后（2000~2016年）汾河流域农业灰水足迹及效率进行定性、定量分析.结果表明：汾河流域农业灰水足迹总体呈先上升后下降再缓慢上升的趋势,最高值出现在2004年,为1.30×10¹⁰m³,最小值出现在2012年,为9.20×10⁹m³;农业灰水足迹中以畜牧业灰水足迹为主,但比例在降低;2010年后,汾河流域年均农业灰水足迹同比降低15%,说明汾河水污染得到了明显的改善,但仍应制定相关政策减少污染物的排放;种植业灰水足迹同比增加8%,说明化肥施用量在增加,应支持使用有机肥,减少化肥的使用;文水县农业灰水足迹变化最大,其中畜牧业灰水足迹则同比增加52%,应重点对文水县畜禽粪便进行治理或资源化利用;农业灰水足迹效率呈现先平稳后下降然后极速上升再下降的趋势,2012年最高,为1.32元/m³.较2010年前,2010年后流域年均灰水足迹效率明显提高,农业落后区减少了6个.     

基于水经济价值的长江口环境流量探讨

适宜的环境流量对于维持河口生态系统稳定以及保障区域社会经济用水需求有着重要意义。论文以探讨水资源优化配置条件下长江口适宜环境流量为目的,基于水经济价值分析构建了长江中下游水资源优化配置模型,分析了区域缺水量以及环境流量约束的影子成本随长江口环境流量约束的变化。结果表明：当环境流量约束超过临界值后,区域缺水量不断增加,且环境流量约束产生非零影子成本;通过区域供水目标和环境流量约束的影子成本图确定长江口适宜环境流量的上限和下限,得到20%、50%、75%及95%水资源保证率下,长江口适宜环境流量分别为27.10×10⁹~29.65×10⁹、25.50×10⁹~27.12×10⁹、23.08×10⁹~24.62×10⁹及17.72×10⁹~19.65×10⁹ m³/月;该环境流量标准可以满足一定目标下长江口的生态需求。