Generalized water efficiency and strategic implications for food security and water management: a case study of grain production in China
-
摘要: 为统一核算区域蓝水、绿水资源有效利用程度,构建了农业广义水资源利用系数(Eg)指标,核算中国31个省区粮食生产中的Eg,并基于空间自相关和通径分析方法对其时空格局及成因进行分析。中国1998-2010年Eg为0.588,大部分省区呈随时间增大趋势;Eg相似的省区在空间上显著地聚集,高值省区聚集于西部,低值省区集中于东南地区,且空间聚集现象呈减弱趋势;农业生产管理水平对Eg的影响大于气候要素,社会经济条件影响最小。结合广义水资源利用状况,西南省区可扩大粮食生产规模以发挥Eg较大优势,东北与华北粮食主产区应通过提高Eg以保障粮食安全和水资源可持续利用。研究可发展农业用水效率评价理论同时为国家粮食生产与水资源管理策略的制定提供参考。Abstract: An index, generalized water efficiency (Eg), for the effective utilization rate of blue-green water evaluation was established in this paper. Eg in grain production for 31 provinces of China during 1998-2010 were calculated. Then temporal-spatial patterns and attribution analysis of Eg in China were explored and conducted by using spatial autocorrelation and path analysis methods, respectively. The results show that, national value of Eg was estimated to be 0.588 in 1998-2010 and the index increased slightly in most of the provinces. Spatial autocorrelation analysis results shows, provinces with resemble Eg value shown significant aggregation. Regions with high Eg values are gathered in Western China while ones with lower Eg distributed in Southeast China; and the global and local spatial aggregation showed decreasing trends over time. Eg was affected strongly by regional agricultural production management level, while the climate and economic conditions had less influence on the effective rate of blue-green water resources. Making a general survey of provincial Eg, water productivity (Pw), water stress index (WSI) and grain production ability, southwest provinces may expand grain production scale in order to play the advantage of high Eg, and major grain producing areas of Northeast China should take measures to raise Eg to ensure food security and sustainable utilization of water resources. The results of this report can provide reference for the development of national water efficiency in agriculture and food production and water resources management strategy.
-
Keywords:
- blue water /
- green water /
- effective utilization rate /
- evapotranspiration /
- path analysis /
- food security
-
-
期刊类型引用(27)
1. 肖剑峰,吴梦洋,汤树海,操信春. 灌溉措施对稻田灰水足迹和水分利用效率的影响研究. 灌溉排水学报. 2023(02): 42-51 . 百度学术
2. 崔晨曦,孟凡浩,罗敏,王媛媛,萨楚拉,包玉海. 基于地理探测器的内蒙古耕地水资源短缺时空变化特征及驱动力分析. 中国农业资源与区划. 2023(01): 150-161 . 百度学术
3. 朱杰. 地下水灌溉系统产权确权对农户节水技术采纳行为的影响研究. 中国物价. 2022(01): 98-101 . 百度学术
4. 张之颖,张辉,章静,缪丽娟. 1965—2013年中国用水量的时空演变. 水利水运工程学报. 2022(02): 11-20 . 百度学术
5. 李玥瑶,吴梦洋,操信春,汤树海. 稻田水资源利用效用的灌排模式响应. 水土保持学报. 2022(03): 213-219+227 . 百度学术
6. 江琦玮,李玥瑶,吴梦洋,操信春. 基于蓝绿水核算的稻田水资源利用效用评价. 水资源与水工程学报. 2022(05): 216-224 . 百度学术
7. 张长征,芮晦敏. 黄河流域水资源-能源-粮食系统投入产出效率及影响因素. 水利经济. 2022(06): 1-7+32+102 . 百度学术
8. 钟建栩,朱磊,佘俊,余少锋,鞠耀东. 中小型水电站水资源循环利用管理模型设计研究. 环境科学与管理. 2020(03): 46-50 . 百度学术
9. 徐娜,张军,张仁陟,田丰. 基于DEA的农业水土资源匹配特征研究——以甘肃省5流域为例. 中国农业资源与区划. 2020(06): 277-285 . 百度学术
10. 姜秋香,李鑫莹,王子龙,吴云星,曹璐. 黑龙江省农业水足迹时空分布及用水效率分析. 东北农业大学学报. 2020(11): 87-96 . 百度学术
11. 操信春,崔思梦,吴梦洋,任杰,郭相平. 水足迹框架下稻田水资源利用效率综合评价. 水利学报. 2020(10): 1189-1198 . 百度学术
12. 杨鑫,穆月英. 中国粮食生产与水资源的时空匹配格局. 华南农业大学学报(社会科学版). 2019(04): 91-100 . 百度学术
13. 黄强,孟二浩. 西北旱区水文水资源科技进展与发展趋势. 水利与建筑工程学报. 2019(03): 1-9 . 百度学术
14. 代小平,周雯晶,韩宇平,窦明,冯吉,Svensson Jesper. 作物相对水分利用效率与理论节水潜力. 水科学进展. 2019(05): 682-690 . 本站查看
15. 操信春,刘喆,吴梦洋,郭相平,王卫光. 水足迹分析中国耕地水资源短缺时空格局及驱动机制. 农业工程学报. 2019(18): 94-100 . 百度学术
16. 刘静,余钟波. 基于水足迹理论的中国水资源压力评价. 水资源保护. 2019(05): 35-39 . 百度学术
17. 郎婷婷,郝蒙蒙,吴风华,阎晓曦,付晶莹. 基于DSSAT模型的京津冀地区主要农作物用水分析. 干旱地区农业研究. 2019(05): 235-242+248 . 百度学术
18. 龚严,马彦彬,赵梳坍,秦杰,陈丹. 1996~2015年江苏农作物播种水足迹变化及其驱动因子分析. 江苏水利. 2018(05): 1-6 . 百度学术
19. 操信春,任杰,吴梦洋,郭相平,王卫光. 基于水足迹的中国农业用水效果评价. 农业工程学报. 2018(05): 1-8 . 百度学术
20. 郭相平,高爽,吴梦洋,余涛,操信春. 中国农作物水足迹时空分布与影响因素分析. 农业机械学报. 2018(05): 295-302 . 百度学术
21. 郭相平,余涛,吴梦洋,高爽,操信春. 中国省区虚拟水流动及对农业用水的影响. 排灌机械工程学报. 2018(08): 744-749 . 百度学术
22. 王淼淼,陈宜金,邢朕国,马文涛. 基于DRTIC-SL的草原区露天煤矿地下水脆弱性评价. 中国矿业. 2018(10): 165-169 . 百度学术
23. 吴楠,郑雅莲,栾雅珺,龚严,王紫阳,吴梦洋. 基于试验的稻田作物生产水足迹计算方法研究. 灌溉排水学报. 2017(11): 19-24 . 百度学术
24. 王征,束锐,王天祎,郑雅莲,吴楠,龚严,付强. 基于数据包络分析的灌区农业生产综合效率评价与分析. 灌溉排水学报. 2017(11): 107-114 . 百度学术
25. 刘宇,兰双双,张永祥,李芳春,侯树楷. 基于空间自相关的地下水脆弱性时空演变. 环境科学. 2017(10): 4236-4244 . 百度学术
26. 赵恩,张丽丽,王天祎,李程宇. 黑龙江省农业播种水足迹及其变化趋势分析. 黑龙江水利科技. 2017(11): 10-14 . 百度学术
27. 彭少明,郑小康,王煜,蒋桂芹. 黄河流域水资源-能源-粮食的协同优化. 水科学进展. 2017(05): 681-690 . 本站查看
其他类型引用(13)
计量
- 文章访问数: 243
- HTML全文浏览量: 47
- PDF下载量: 725
- 被引次数: 40