基于水足迹的宁夏中部干旱带农业结构优化

摘要

我国许多城市，特别是北方地区水资源短缺问题尤为严重。就宁夏而言，水资源供需矛盾尤为突出，水资源时间、空间上分布不均衡，供用水结构不合理，利用效率低，加上近年来连续干旱，缺水现象严重，水资源匮乏已严重制约该地区社会经济可持续发展。因此如何进行合理的水资源开发与利用，进行高效的水资源配置，使有限的水资源发挥更大经济效益，对解决宁夏地区干旱少雨具有重要现实意义。
　　本研究以宁夏中部干旱带（盐池县、同心县、红寺堡区、海原县区）为研究对象，在宁夏中部干旱带（四县区）农作物生产结构变化，农业产值结构及水资源利用情况分析的基础上，基于水足迹的理论，建立宁夏中部干旱带（四县区）水足迹账户，对该区的整体水资源可持续性进行了综合评价并对宁夏中部干旱带（四县区）扬黄灌区现有农作物结构做出了调整和优化。主要研究结果如下:
　　(1)目前，宁夏中部干旱带（四县区）优势特色作物面积较小，如青饲料、药材、瓜果等作物面积较小仅占总播种面积的15.88％，以粮为主的作物结构特征明显。
　　(2)各作物类型平均水足迹由大到小的排列顺序:薯类＞玉米＞青饲料＞小麦＞油料作物＞豆类＞瓜果类＞蔬菜;蓝绿灰水足迹构成所占比例各不相同，年平均总绿水足迹占总水足迹比例不超过24％;豆类、油料作物及青饲料年平均总蓝水足迹占50％以上，而小麦、玉米、蔬菜、瓜果类作物由于化肥大量使用，提高了其灰水足迹（所占水足迹比例都在40％以上）并且导致水足迹整体提高，加重了水资源的匮乏程度。
　　(3)区域内总水足迹不断上升，种植业和畜牧业平均每年用水量分别占总水足迹的74％和24％，种植业和牧业仍然是该区域的主导产业，耗水大户，节水潜力较大;工业、生活、生态环境用水量不断增加，加重了水资源匮乏，但根据万元GDP水足迹分析，水资源的利用总体效率在不断提高。
　　(4)利用线性规划模型对宁夏中部干旱带（四县区）扬黄灌区现有的8种农作物结构进行了调整和分析，规划结果显示，农业用水总量减少了0.31亿m3，增加总产值约2.79亿元，单位虚拟水的产值增加了0.55元/m3，提高了水资源利用效率;将扬黄灌区剩余下来的0.88亿m3水资源，发展特色林果业2.33万公顷，所创造总产值为17.6亿元。合理规划农业种植结构，发展高效的节水灌溉技术，使农业节水具有更广阔的空间。
　　宁夏中部干旱带（四县区）农业用水严重短缺，较低的绿水足迹所占比重以及不断提高的灰水足迹比重，为农业生产水资源持续利用带来了严峻的考验和威胁。因此，建议根据当地水资源禀赋，调整农业种植结构及模式，提高作物的化肥和有效降水利用效率，发展特色高效节水农业，使有限的水资源发挥更大效益，有效地减少研究区农业用水量，促使粮食安全和生态安全达到双赢的局面。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义与目的

1．2 国内外水足迹研究综述

1．2．1 国外水足迹研究

1．2．2 国内水足迹研究

第二章 研究区域及水足迹量化方法概述

2．1 研究区域背景

2．2 研究内容与技术路线图

2．3 研究方法

2．3．1 作物生长过程水足迹量化方法

2．3．2 动物产品水足迹量化方法

2．3．3 区域水足迹的计算方法

2．3．4 宁夏中部干旱带(四地区)水足迹评价指标

2．4 数据来源

第三章 宁夏中部干旱带(四县区)水足迹分析

3．1 宁夏中部干旱带(四县区)农业结构分析

3．1．1 宁夏中部干旱带(四县区)粮食播种面积及总产量的变化

3．1．2 宁夏中部干旱带(四县区)夏秋粮食产量变化分析

3．1．3 宁夏中部干旱带(四县区)夏秋粮食播种面积的变化

3．1．4 2007-2013年宁夏中部干旱带(四县区)作物结构分析

3．1．5 农林牧渔的产值结构变化分析

3．2 宁夏中部干旱带(四县区)农业用水现状分析

3．3 宁夏中部干旱带主要作物的水足迹分析

3．3．1 结果与分析

3．3．2 小结

3．4 宁夏中部干旱带(四县区)主要畜禽类虚拟水含量

3．4．1 结果与分析

3．4．2 小结

3．5 宁夏中部干旱带(四县区)水足迹及水资源可持续利用

3．5．1 宁夏中部干旱(四县区)带水足迹账户建立及分析

3．5．2 宁夏中部干旱带(四县区)水资源量及其供水结构

3．5．3 宁夏中部干旱带(四县区)水资源匮乏度及水资源利用效率

3．5．4 小结

第四章 宁夏中部干旱带(四县区)扬黄灌区农业结构调整

4．1 种植业结构优化多目标模型的建立

4．1．1 线性规划的目标

4．1．2 决策因子

4．1．3 目标函数

4．1．4 约束条件

4．2 模型的求解及分析

4．2．1 线性规划模型的计算结果

4．2．2 种植结构优化结果

4．3 小结

第五章 结论与讨论

5．1 结论

5．2 讨论

参考文献

致谢

个人简介

论文发表情况