石羊河流域農(nóng)業(yè)水資源供需平衡對變化環(huán)境的響應(yīng).pdf

1、經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步離不開水資源。在氣候變化和人類活動的雙重影響下，我國水資源問題日益突出，農(nóng)業(yè)是受氣候變化直接影響的部門，一方面非農(nóng)業(yè)用水部門對農(nóng)業(yè)水資源的擠占和農(nóng)業(yè)用水浪費嚴(yán)重;另一方面氣候變化的影響進一步加劇了農(nóng)業(yè)需水的不確定性，農(nóng)業(yè)水資源供需平衡發(fā)生變化，農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。石羊河流域是西北內(nèi)陸河流域灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展最早，水資源對經(jīng)濟社會發(fā)展制約性最強的地區(qū)。研究農(nóng)業(yè)需水的影響因子和農(nóng)業(yè)水資源供需平衡對變化環(huán)境的響應(yīng)，

2、為合理調(diào)控農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模，促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，合理應(yīng)對氣候變化提供參考與決策依據(jù)。
　　本文以石羊河流域為研究區(qū)，在對已有資料整理計算和趨勢分析的基礎(chǔ)上，采用Penman-Montieth公式結(jié)合單作物系數(shù)法計算了石羊河流域主要作物的凈灌溉需水量;基于泰勒展開式推導(dǎo)了灌溉定額對各氣象要素的全局敏感性公式，分析了該流域典型作物灌溉定額對6個關(guān)鍵氣象要素的敏感性;選取種植規(guī)模、種植結(jié)構(gòu)、灌溉水利用系數(shù)和氣候變化為影響灌溉需水的因素，基于擴

3、展的Kaya恒等式構(gòu)建了灌溉需水量因素分解模型，利用對數(shù)平均迪氏指數(shù)分解法(LMDI)對武威市1995-2012年及不同時段灌溉需水量的驅(qū)動因子進行因素分解，計算了灌溉需水量影響因素的效應(yīng)值;根據(jù)水資源系統(tǒng)內(nèi)部之間的關(guān)系，綜合考慮經(jīng)濟社會發(fā)展、人口增長、氣候變化等因素，建立了農(nóng)業(yè)水資源供需平衡系統(tǒng)動力學(xué)(SD)模型，預(yù)測了石羊河流域各行政區(qū)變化環(huán)境下的農(nóng)業(yè)缺水量，獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)灌溉定額的全局敏感性分析結(jié)果表明，小

4、麥、玉米灌溉定額對有效降雨量最敏感，其次為水汽壓、太陽輻射、風(fēng)速，對最高氣溫、最低氣溫敏感性最小;受作物生育期和氣候、地形條件的影響，小麥、玉米灌溉定額對有效降雨和潛在蒸散發(fā)的敏感度在空間分布上呈現(xiàn)不同規(guī)律，從上游到下游，小麥生育期有效降水逐漸減小，對有效降雨的敏感度逐漸減弱，直到下游對潛在蒸散發(fā)的敏感度大于有效降雨，而玉米灌溉定額對有效降雨的敏感度和潛在蒸散發(fā)的敏感度逐漸遞減，且對有效降雨的敏感度總是大于潛在蒸散發(fā)敏感度。
　　

5、(2)灌溉需水量因素分解結(jié)果表明，LMDI兩種分解模式下對灌溉需水量因素分解的結(jié)果一致，在1995-2012年，武威市以節(jié)水高效為目的對種植結(jié)構(gòu)大幅調(diào)整，減少了高耗水作物小麥的種植面積，增加了耐旱的玉米、棉花等作物的種植面積，武威市灌溉需水量減少了5.023×108m3，種植規(guī)模效應(yīng)、種植結(jié)構(gòu)效應(yīng)、氣候變化效應(yīng)、節(jié)水工程效應(yīng)分別為2.435×108m3、-3.994×108m3、-1.286×108m3、-2.178×108m3;不同作

6、物對灌溉需水量增長的效應(yīng)不同，其中小麥抑制灌溉需水量增長，是灌溉需水量減少的最主要因素;4個分解效應(yīng)在不同時段對武威市各區(qū)縣灌溉需水量作用不同，但除在2000-2005年對涼州區(qū)灌溉需水量增加有微弱的促進作用外，種植結(jié)構(gòu)效應(yīng)均表現(xiàn)為抑制灌溉需水量增長的作用。
　　(3)不同社會經(jīng)濟發(fā)展模式下農(nóng)業(yè)水資源供需平衡的SD模型模擬預(yù)測結(jié)果表明，相同氣候情景不同社會經(jīng)濟發(fā)展模式下，農(nóng)業(yè)水資源的變化趨勢不同，但農(nóng)業(yè)需水量和農(nóng)業(yè)供水量均呈不顯著

7、下降趨勢。金昌市經(jīng)濟社會發(fā)展較快，非農(nóng)業(yè)部門用水對該市農(nóng)業(yè)用水的影響較大;武威市以農(nóng)業(yè)發(fā)展為主，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)需水不斷增加，但對農(nóng)業(yè)供水量的影響相對金昌較小，同一氣候情境下，社會經(jīng)濟低速發(fā)展模式下缺水率最大，其次為中速發(fā)展，高速發(fā)展缺水率最小。
　　(4)不同氣候情境下農(nóng)業(yè)水資源供需平衡的SD模型模擬預(yù)測結(jié)果表明，石羊河流域各行政區(qū)農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)對氣候變化A2、B2情景的響應(yīng)不同。金昌市在A2氣候情境下整體缺水率大于B2情景，兩種氣候情