中国主要作物格局优化下的水资源效应分析

摘要：

水土资源是农业生产发展不可或缺的重要资源.然而,水资源时空分布不均匀、与耕地分布不匹配已成为影响中国农业可持续发展的关键问题.本文基于现有耕地,面向粮食生产保障与水资源可持续利用的协同,以保障粮食产量的同时减少水资源消耗、降低区域水资源压力为目标,基于像元尺度作物产量、用水量、区域水资源压力等数据,采用CPLEX优化模型,开展中国主要作物(大豆、水稻、玉米、小麦)格局优化,并从作物用水效率和水资源压力两方面分析其水资源效应.结果表明:①保证产量不变的前提下进行分省作物格局优化,最多可减少用水总量3.63×1010 m3(降幅为9.60％),平均基线水压力从1.42降至0.90,播种面积可缩减3.08x 106 hm2(降幅为3.29％);②不同作物优化方向不一,大豆在东北区北部和黄淮海区南部应调减,水稻主要在长江中下游区和华南区中部进行格局调整,玉米整体向东北方向转移,主要在东北区和黄淮海区内部调整,而小麦主要在黄淮海区与长江中下游区北部进行调整;③作物协同优化下,小麦灌溉耗水可减少3.08％,其余3种作物减少幅度在20％～30％,水稻灌溉耗水减少量最大(8.52×109m3);④不同省份作物格局优化对区域水资源的影响有所不同,黑龙江、新疆、内蒙古和安徽四省(区)作物格局优化对灌溉耗水减少量的贡献最大,四川、甘肃和山东则主要体现为作物向水资源压力更小的区域转移,但灌溉总耗水量有小幅增加.本文可为农业生产中的水土资源可持续利用提供决策建议和技术支撑.

关键词：水资源、主要作物、格局优化、优化尺度

所属期刊栏目：78

分类号：F832.51;TV213.4;F301.21

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项XDA19090119

在线出版日期：2023-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：746-761