水資源約束條件下的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構優(yōu)化研究——以河套灌區(qū)為例.pdf

1、現(xiàn)階段運用工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、化控節(jié)水等節(jié)水措施，存在成本高、易帶來生態(tài)環(huán)境問題等不利因素，難以大規(guī)模推廣應用。優(yōu)化調(diào)整種植結(jié)構，對增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合效益，提高水資源利用效率效益具有重要意義。論文以經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益和水分生產(chǎn)效益最大為目標函數(shù)，以區(qū)域糧食安全、種植面積、可利用水資源量和農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值等為約束條件，建立水資源約束條件下的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構優(yōu)化模型，運用多目標智能優(yōu)化算法求解;將模型應用于河套灌區(qū)，得到不同目標情境下4種種植

2、結(jié)構優(yōu)化方案。本研究取得的主要結(jié)果如下:
　　(1)應用模型進行種植結(jié)構優(yōu)化后，河套灌區(qū)綜合效益與水分生產(chǎn)利用效益均有一定的提高。與種植結(jié)構優(yōu)化前相比，優(yōu)化后綜合效益增加7.61％，其中經(jīng)濟效益增加了14.07％，社會效益增加了11.86％，生態(tài)效益增加了0.74％;水分生產(chǎn)效益增加了16.08％。農(nóng)業(yè)可利用水資源量優(yōu)化后較優(yōu)化前共節(jié)約了5.8億m3，占河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)可利用水資源量的11.94％。
　　(2)在不同目標情景下，

3、設置了4種種植結(jié)構優(yōu)化方案，分別側(cè)重經(jīng)濟收益、糧食安全、生態(tài)系統(tǒng)服務價值和水資源的高效利用4個方面，經(jīng)濟收益型方案適合于快速發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，增加農(nóng)戶收入，但社會效益和水分生產(chǎn)效益較其他三種方案小。糧食安全型方案目的是充分保障糧食安全，在糧食安全存在隱患時，推薦使用本方案。生態(tài)效益型方案側(cè)重于生態(tài)效益目標，注重生態(tài)系統(tǒng)所帶來的服務價值，該方案綜合效益最大，但經(jīng)濟效益較其他方案小，說明注重生態(tài)效益，促進可持續(xù)發(fā)展應是灌區(qū)種植業(yè)發(fā)展方向，但會在

4、一定程度上減少經(jīng)濟效益。水資源高效利用方案側(cè)重于水分生產(chǎn)效益，目的是提高水資源的利用效率和效益，該方案水分生產(chǎn)效益最高，但綜合效益較其他方案小，表明水資源已成為灌區(qū)經(jīng)濟社會和可持續(xù)發(fā)展的制約性因素。
　　(3)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構優(yōu)化調(diào)整既是農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的需要，也是提高種植業(yè)綜合效益以及提升農(nóng)業(yè)用水效率和效益的重要手段。河套灌區(qū)應用實例表明種植結(jié)構優(yōu)化在提高區(qū)域綜合效益和節(jié)約用水方面顯示出較大潛力，是緩解河套灌區(qū)乃至西北干旱半干旱地區(qū)農(nóng)