西北旱区农业水土资源匹配格局研究

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1、灌溉排水学报２０１５年５月第３４卷第５期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０５－００４１－０５西北旱区农业水土资源匹配格局研究南纪琴，王景雷，陶国通，肖俊夫，刘战东，宁东峰，秦安振（中国农业科学院农田灌溉研究所农业部作物需水与调控重点开放实验室，河南新乡４５３００２）摘要：为了维持西北旱区水土资源开发平衡，提高农业水土资源利用效率和效益，改善生态环境，针对农业水土资源匹配的研究现状，重新探讨了水土资源匹配的概念，提出了水土资源匹配指数计算方法，并在分析西北旱区２０１０年水土资源现状的前提下，计算了

2、西北旱区各地级市及全省（自治区）水土资源匹配情况。结果表明，整个西北旱区农业水土资源匹配指数由西北干旱气候核心区向东南方向呈逐渐减小趋势，即灌溉农业区的水土资源匹配指数比雨养农业区偏大。西北旱区各地级市水土资源匹配指数以新疆吐鲁番最大，为３．０８，甘肃庆阳最小，为０．０２；水土资源匹配指数以新疆自治区最大，为０．５６，内蒙古自治区最小，为０．１８。关键词：水资源；耕地资源；匹配指数；西北旱区中图分类号：ＴＶ２１３；Ｓ１５９文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０５．００８南纪琴，王景雷，陶国通，等．西北旱区农业水土资源匹配格局

3、研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（５）：４１－４５．［１］农业水土资源的数量、质量和组合状态事关农业生产的稳定性和食物安全性，农业水土资源开发利用问题已成为全球性的热点问题之一。西北旱区地域辽阔，光、热、土资源丰富，是中国重要的粮食生产和耕地资源后备基地。该区属于温带大陆性干旱半干旱气候，大部分年降水量在２００ｍｍ以下，且主要集中在［２］６—８月，除了当地降雨资源外，各地水资源开发利用条件也不尽相同，存在较大差异，造成了西北旱区农业水土资源匹配不当。西北旱区内部由于降雨及水资源开采利用存在差异引起的水土资源匹配程度和西北旱区各省水土资源匹配差距尚无强有力

4、的证据，尤其是定量分析证据。为此，提出水土资源匹配指数的概念及计算方法，以西北旱区２０１０年为基础，分析农业水土资源匹配情况，并进一步探讨其存在的问题及发展对策，以期为西北旱区农业水土资源的高效可持续利用提供参考。１材料与方法１．１研究区域概况西北旱区范围为东到内蒙古锡林郭勒盟界及陕西省界，西至新疆边境，北达中蒙国界，南线为新疆、青海、甘肃省界及秦岭—淮河北麓地区，包括新疆、青海、甘肃、宁夏４省的全部，陕西关中平原与陕北高原及内蒙古锡林郭勒以西地区，涵盖了西北６省（自治区）的３９４个县（市、旗），总面积约３．６９×１０６２，占全国国ｋｍ［３－４］土面积的３８．４

5、％。１．２研究方法［５］［５－６］目前，我国主要采用基尼系数法和单位面积耕地所拥有的水资源量法估算水土资源匹配情况，尽管可以从整体宏观尺度研究水土资源的匹配状况，但没有充分考虑气候、区域种植结构以及灌溉利用水效率等的变化对水土资源利用的影响，难以反映区域农业水土资源潜力的时空变化，对农业水土资源高效利用的收稿日期：２０１４－１２－２３基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＤ２９Ｂ０９）；国家现代玉米产业技术体系建设专项资金项目（ｎｙｃｙｔｘ－０２）；国家８６３计划项目（２０１１ＡＡ１００５０２）作者简介：南纪琴（１９８３－），女，陕西延安人。助理研究员，硕

6、士，主要从事节水灌溉理论与新技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎａｎｊｉｑｉｎ２００６＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：王景雷（１９７２－），男，河南开封人。研究员，硕士生导师，主要从事节水灌溉及作物用水空间变异研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｉｒｉｗｊｌ＠１２６．ｃｏｍ４１指导性不足。基于此，区域农业水土资源匹配过程中由于土地是不能移动的资源，只能通过种植结构的调整和水资源调度（引水、输水、配水）进行时空的优化配置，并兼顾区域农业、社会、生态的可持续发展，将水土资源匹配指数定义为：区域耕地面积上的农业水资源量与区域耕地面积上需要的灌溉需水量的比值，结合种植结构计算区域灌溉用水量。该指数从

7、水资源供应和耕地资源的需求角度反映区域农业水土资源的匹配程度，具体计算式为：ＷｎηＩ＝，（１）ｎ［（ＥＴ）Ａｂ］ｉ－ＥＲｉ－ＥＳｉ－ＥＰｉ＋ＥＦｉｉｉ＝１式中：Ｉ为区域水土资源匹配指数；Ｗ为区域内农业水资源量（ｍ３）；ＥＴ为第ｉ种作物的需水量（ｍｍ），采用ｎｉ作物系数法计算，采用ＦＡＯ－５６推荐的Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ公式计算参考作物需水量；ＥＲｉ为第ｉ种作物生育期内有效降雨量（ｍｍ），采用经验公式法计算有效降雨量；ＥＳｉ为第ｉ种作物生育期内地下水补给量（ｍｍ）；ＥＰｉ为第ｉ种作物播种（插秧）时土壤水可利用量（ｍｍ）；ＥＦｉ为第ｉ种作物的附加用水量（ｍ

8、ｍ）（播前灌、洗碱、育秧