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《西北农林科技大学》 2010年
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节水型农业种植结构优化研究

王玉宝  
【摘要】:作物群体用水优化是未来干旱缺水地区节水农业发展的一个重要方向,而以种植业结构的优化提高其自身的节水功能是作物群体用水优化的重要组成部分。针对目前我国农业用水比重大、效率低,而工程节水、化控节水、农艺节水等节水措施成本高、易造成污染或难以大面积推广等问题,依据调查数据、统计数据及试验数据,对节水型农业种植结构优化的原理体系、分区方法、优化方法、评价方法、调控政策等进行了系统研究,以期通过种植结构的优化来提高种植业综合效益尤其是节水效益。论文取得的主要成果如下: (1)建立了节水型农业种植结构优化原理体系。以已有相关理论为基础,建立了包括作物优选原理、农产品需求及资源限制原理,以及作物时空布局原理在内的节水型农业种植结构优化原理体系。作物优选原理以作物热力学阈值和作物适宜性综合指数实现对适宜种植作物类型的优选,解决了区域“种什么?”的问题;农产品需求及资源限制原理决定不同类型作物播种面积的上、下限值,确定了区域“种多少?”的问题;作物时空布局原理决定作物的复种、轮作、连作、间作、套种等,回答了区域“如何布局?”的问题。 (2)探索了综合考虑自然与人文因素进行节水型农业种植结构分区的方法。在分析节水型农业种植结构分区影响因子系统的基础上,选取了适宜黑河流域的21个分区指标;采用因子分析从这21个指标中提取了彼此不相关的且能反映原变量绝大部分(93.258%)信息的5个公共因子,其后依据这5个公共因子运用快速聚类分析进行聚类;依据聚类结果,将流域分为山地饲草旱作片、山前粮经雨养灌溉片、东部平原粮经灌溉片、西部平原果蔬灌溉片、中部平原经作灌溉片及荒漠戈壁绿洲经饲灌溉片等6个节水型农业种植结构分区,并拟定了各分区适宜的发展方案。 (3)构建了基于混沌粒子群算法的节水型农业种植结构多目标优化模型。该模型以总净产值最大、粮食作物总产量最大、生态效益最大以及水分生产效益最大为4个优化目标,以不同作物的年播种面积为决策变量,以人类和其它产业对种植业的需求,以及耕地资源、种植业可利用灌溉水总量等有限资源为约束条件。应用该模型于黑河干流中游地区,结果表明:多目标混沌粒子群优化算法具有收敛速度快,不易陷入局部极值的优点;该区域采用节水型农业种植结构优化方案后,在播种面积有一定减少的情况下,不仅经济效益、社会效益及生态效益均有所提高,且能消减7%左右的种植业灌溉水量。 (4)建立了融入实码加速遗传算法的节水型农业种植结构优化方案投影寻踪评价模型。应用该模型于黑河干流中游地区种植结构调整方案的评价和优选,以资源利用高效性、经济合理性、社会公平性及生态安全性为准则,选取了19项指标,对2006、2020及2030年3个水平年的各4类方案(经济效益型方案、粮食安全型方案、生态效益型方案和节水型方案)共12个优化方案进行评价。结果表明,节水型方案最符合干旱地区水资源匮缺及生态环境脆弱的实际,是3个水平年种植业结构调整的最优方案,评价结果与区域近年来的种植业发展情况相符,并能客观、真实地反映各评价指标的贡献率和方向性。 (5)在对农户进行节水型农业种植结构调整意愿调查分析的基础上,探讨了种植结构调整的调控对策。以问卷调查等形式,获取了农户对节水型农业种植结构调整支持率及其影响因素的资料,其后利用Logit模型与Logistic模型对调查结果进行了分析,结果表明:节水型农业种植结构调整支持率的影响因素重要性按从大到小的排序为农户年龄、是否认为调整种植结构有节水意义、进行节水型种植业调整时是否只认为资金限制、是否希望政府参与、农户文化程度、是否认为开发抗旱品种有节水意义,据此提出应建立试验示范机制、宣传培训机制、经济补偿机制、政府导向机制、科技投入机制,以期保证节水型农业种植结构优化调整的顺利实施。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:F326.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 秦龙;;浅谈节水型农业的种植结构优化[J];智富时代;2015年09期
2 龚亚星;王联国;;基于蜂群-杂草算法的农机行星传动优化设计[J];干旱地区农业研究;2015年02期
3 张新建;;基于水资源高效利用的农业种植结构优化探析[J];吉林农业;2014年07期
4 周旭升;;各因素在农业种植结构中的影响[J];吉林农业;2014年07期
5 林忆南;金晓斌;李效顺;郭贝贝;周寅康;;渭北黄土台塬区水资源约束下的种植业结构多目标优化研究[J];南京大学学报(自然科学);2014年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李江;基于景观单元的黑河中游绿洲水文过程模拟研究[D];中国农业大学;2017年
2 李茉;基于不确定性分析的农业水土资源多尺度优化配置方法与模型研究[D];中国农业大学;2017年
3 耿庆玲;西北旱区农业水土资源利用分区及其匹配特征研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李帅;区域农业水土资源系统风险特征及其对种植结构的影响效应研究[D];东北农业大学;2018年
2 曾凡立;基于水资源视角的北京市种植业结构调整研究[D];河北农业大学;2018年
3 王雪;民勤县五个灌区种植业结构调整的节水效益评价[D];甘肃农业大学;2018年
4 石素贤;秦岭北麓周至猕猴桃创新示范园空间布局模式与优化策略研究[D];西安建筑科技大学;2017年
5 王雷明;水资源约束条件下的农业种植结构优化研究[D];西北农林科技大学;2017年
6 龚亚星;蜂群杂草混合算法的研究及其应用[D];甘肃农业大学;2014年
7 陶国通;区域农业水土资源利用潜力估算方法研究[D];中国农业科学院;2014年
8 贾冬冬;南疆地区农业结构调整及对农民收入增长的影响研究[D];新疆农业大学;2013年
9 郑芳;新疆农业水资源利用效率的研究[D];石河子大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴普特;赵西宁;;气候变化对中国农业用水和粮食生产的影响[J];农业工程学报;2010年02期
2 吴普特;;加大现代节水农业研究力度 提高粮食生产抵御气候变化的能力[J];中国水利;2009年21期
3 陈怀亮;张红卫;刘荣花;余卫东;;中国农业干旱的监测、预警和灾损评估[J];科技导报;2009年11期
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6 石火培;成新华;;基于logit模型下农民接受“新型农民培训”的意愿分析——以苏中地区为例[J];中国农业教育;2008年05期
7 王向慧;连志春;徐志英;唐云岚;;基于Pareto最优概念的多目标进化算法研究[J];计算机工程与应用;2008年27期
8 赵建国;么晓敏;王海波;;基于logit模型的大连市高校毕业生就业意向分析[J];财经问题研究;2008年09期
9 贾兆红;陈华平;孙耀晖;;多目标粒子群优化算法在柔性车间调度中的应用[J];小型微型计算机系统;2008年05期
10 吴普特;赵西宁;冯浩;王玉宝;;农业经济用水量与我国农业战略节水潜力[J];中国农业科技导报;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 陈兆波;基于水资源高效利用的塔里木河流域农业种植结构优化研究[D];中国农业科学院;2008年
2 武雪萍;洛阳市节水型种植制度研究与综合评价[D];中国农业科学院;2006年
3 邱德华;区域水安全战略的仿真评价研究[D];河海大学;2006年
4 安伟刚;多目标优化方法研究及其工程应用[D];西北工业大学;2005年
5 宋松柏;区域水资源可持续利用指标体系及评价方法研究[D];西北农林科技大学;2003年
6 吴景社;区域节水灌溉综合效应评价方法与应用研究[D];西北农林科技大学;2003年
7 马建琴;区域农业水资源优化模糊集分析及其应用研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马学明;黑河中游地区农业节水潜力综合评价[D];西北农林科技大学;2009年
2 曾威;多目标进化算法及其在约束优化中的应用研究[D];中南大学;2007年
3 王琼;黑河干流中游平原区地下水资源衰减机制及其对策研究[D];西北大学;2007年
4 张明明;黑河干流中游平原区水资源系统分析及其优化调配研究[D];西北大学;2007年
5 单英杰;基于GIS和模型的种植设计系统研究[D];南京农业大学;2007年
6 李红星;中国陆地积温空间插值DEM分区优化及其精度分析[D];西北师范大学;2007年
7 杨善学;解决多目标优化问题的几种进化算法[D];西安电子科技大学;2007年
8 王明权;张掖市黑河干流区水资源承载能力与节水型社会建设研究[D];甘肃农业大学;2006年
9 丁文晖;干旱区土地利用/覆盖变化的地下水水文效应[D];西北师范大学;2006年
10 张超;基于GIS的县级林业区划方法研究[D];中国林业科学研究院;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋宁;郭路明;宋春晓;刘瑞峰;马恒运;;农民气候变化认知及工程类适应措施分析[J];湖北农业科学;2015年22期
2 刘宪锋;朱秀芳;潘耀忠;李双双;刘焱序;;农业干旱监测研究进展与展望[J];地理学报;2015年11期
3 信桂新;魏朝富;杨朝现;邓华;;1978-2011年重庆市种植业变化及其政策启示[J];资源科学;2015年09期
4 李保国;黄峰;;蓝水和绿水视角下划定“中国农业用水红线”探索[J];中国农业科学;2015年17期
5 魏学;孙庶玥;赵萱;胡桂杰;王志春;张新龙;;赤峰地区植物气候生产力对气候变化的响应[J];内蒙古农业科技;2015年04期
6 轩俊伟;郑江华;刘志辉;;近50年新疆小麦需水量时空特征及气候影响因素分析[J];水土保持研究;2015年04期
7 魏兴华;宋开辉;崔步礼;;粮食产量的自然与人为影响因素定量分析—以济南市为例[J];湖北农业科学;2015年15期
8 曹丹;陈道钳;吴茜;殷俐娜;邓西平;王仕稳;;复水对旱后不同玉米品种植株生长恢复能力及其生理响应特性的影响[J];西北植物学报;2015年06期
9 王自奎;吴普特;赵西宁;李正中;付小军;;作物间套作群体光能截获和利用机理研究进展[J];自然资源学报;2015年06期
10 张官雄;张慧;邢大鹏;;灾害性天气条件对农作物的影响分析及应对[J];北京农业;2015年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵建明;灌区多要素农业水资源优化配置研究[D];中国农业大学;2018年
2 张茜;长吉经济圈水资源合理配置研究[D];吉林大学;2017年
3 李茉;基于不确定性分析的农业水土资源多尺度优化配置方法与模型研究[D];中国农业大学;2017年
4 王春晓;二型模糊分析法用于水文模拟与水资源配置[D];华北电力大学(北京);2017年
5 王景雷;区域作物需水估算及管理系统研发[D];西北农林科技大学;2017年
6 高东东;德阳市地下水资源禀赋特征及可持续开发利用研究[D];成都理工大学;2017年
7 李小虎;基于视场一致性的多波段共口径成像系统结构研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
8 高振军;磁力驱动离心泵设计方法及流场特性研究[D];江苏大学;2016年
9 赵衡;人水关系和谐调控理论方法及应用研究[D];郑州大学;2016年
10 杨光;求解多目标优化问题的NWSA研究及其工程应用[D];吉林大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈晓伟;安徽省热量资源的时空分布及其变化趋势研究[D];安徽农业大学;2018年
2 陈思宇;TN-C系统接地配置及其优化技术的研究[D];福建工程学院;2018年
3 李娇;不同土地规模农户节水灌溉技术采用行为的影响因素研究[D];西北农林科技大学;2018年
4 王永;基于MOEA/D多目标优化算法的联合冷水机组负载分配问题研究[D];聊城大学;2018年
5 李雄斌;基于人群便利性的疏散集结点选址优化[D];兰州交通大学;2018年
6 李剑桥;基于粒子群算法大跨径上承式钢管混凝土拱桥优化分析[D];长安大学;2017年
7 赵玺;基于水质适宜性分析的水资源评价与优化配置研究[D];西北大学;2017年
8 冯思;计及不确定性和相关性的含风电和光伏的配电网重构[D];重庆大学;2017年
9 武冬冬;张掖盆地地下水循环机制及其开发利用模式研究[D];西北大学;2017年
10 孙红艳;基于TBM刀盘结构分析的滚刀布局优化方法研究[D];天津大学;2017年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑健;;分析思考节水型农业种植结构优化[J];北京农业;2014年21期
2 董建华;;节水型农业种植结构优化研究[J];吉林农业;2014年07期
3 黄晓阳;金晓斌;郭贝贝;杨绪红;王晓瑞;周寅康;;黄土台塬区农用地整治分区研究[J];资源科学;2014年03期
4 袁华萍;;农业可持续发展的理论研究述评[J];农村经济与科技;2012年10期
5 唐华俊;李哲敏;;基于中国居民平衡膳食模式的人均粮食需求量研究[J];中国农业科学;2012年11期
6 岳国峰;王维国;郎景波;;基于复杂适应系统的种植结构调整建模与仿真[J];黑龙江大学工程学报;2012年02期
7 刘天森;钱海洋;俞书傲;周勇;;比较优势理论在我国地区种植业的应用研究[J];湖北农业科学;2012年10期
8 李富佳;董锁成;李荣生;;基于EA-SD模型的生态农业系统模拟与优化调控——以平凉市崆峒区为例[J];地理研究;2012年05期
9 周应恒;吕超;周德;;我国蔬菜主产地形成的影响因素——以山东寿光为例[J];地理研究;2012年04期
10 纪瑞鹏;张玉书;姜丽霞;张淑杰;冯锐;陈鹏狮;武晋雯;米娜;;气候变化对东北地区玉米生产的影响[J];地理研究;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜雪连;西北旱区制种玉米父本母本耗水特性及蒸发蒸腾量估算方法研究[D];中国农业大学;2016年
2 付殿峥;不确定性优化技术在区域资源能源配置系统中的应用研究[D];华北电力大学;2015年
3 易军;黑河中游不同景观单元水分运动与景观间水量交换[D];西北农林科技大学;2015年
4 耿庆玲;西北旱区农业水土资源利用分区及其匹配特征研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2014年
5 高学睿;基于水循环模拟的农田土壤水效用评价方法与应用[D];中国水利水电科学研究院;2013年
6 冯保清;我国不同尺度灌溉用水效率评价与管理研究[D];中国水利水电科学研究院;2013年
7 彭焕华;黑河上游典型小流域森林—草地生态系统水文过程研究[D];兰州大学;2013年
8 王超;黑河上游天老池流域植被变化对降雨径流过程影响研究[D];兰州大学;2013年
9 姜秋香;三江平原水土资源承载力评价及其可持续利用动态仿真研究[D];东北农业大学;2011年
10 史宇;北京山区主要优势树种森林生态系统生态水文过程分析[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈磊;民勤县不同种植结构的经济效益和生态效益分析[D];兰州大学;2017年
2 赵中华;基于主体功能区战略的勐海县国土空间三生功能分区及管治研究[D];云南大学;2016年
3 张亮;山岳型景区门户空间规划设计研究[D];西安建筑科技大学;2016年
4 李亚婷;基于水足迹的宁夏中部干旱带农业结构优化[D];宁夏大学;2016年
5 王瑞蕊;眉山都市农业发展研究[D];西南交通大学;2015年
6 梁旭;恢复力约束下的区域水资源优化配置研究[D];东北农业大学;2015年
7 隋惠惠;基于BP神经网络的短期电力负荷预测的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 张鹏;基于农业面源污染控制下的巢湖流域农业种植结构优化研究[D];安徽农业大学;2015年
9 田野;基于佛文化视角下的农业生态园规划研究[D];安徽农业大学;2015年
10 安森用;现代农业科技园区技术对接及推广模式研究[D];山东农业大学;2015年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 伍婷婷;;农业种植各因素在农业种植结构中的影响[J];北京农业;2015年17期
2 杨希祥;;农业种植各因素在农业种植结构中的影响[J];北京农业;2015年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 赵建明;灌区多要素农业水资源优化配置研究[D];中国农业大学;2018年
2 李茉;基于不确定性分析的农业水土资源多尺度优化配置方法与模型研究[D];中国农业大学;2017年
3 卢亚静;高寒地区水土资源相互作用机制与联合调控[D];中国水利水电科学研究院;2017年
4 郭艳;面向生态系统服务的水土资源优化配置研究[D];郑州大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李玥;基于HYDRUS的渠道渗漏室内试验数值模拟及入渗模型建立[D];东北农业大学;2018年
2 朱黎黎;阿克苏地区棉花生产用水效率及影响因素研究[D];塔里木大学;2017年
3 刘烨;黑龙江省粮食作物水分生产率时空分布规律及影响因素分析[D];东北农业大学;2017年
4 罗冲;黑龙江省灌溉用水效率研究[D];东北农业大学;2017年
5 郝伟;供给侧结构性改革背景下呼和浩特市农民增收路径研究[D];内蒙古农业大学;2017年
6 马历;水资源压力与耕地利用效益综合测度及耦合效应研究[D];四川农业大学;2017年
7 王雷明;水资源约束条件下的农业种植结构优化研究[D];西北农林科技大学;2017年
8 胡心侠;印尼西巴布亚省Fakfak市农民收入影响因素研究[D];广西大学;2017年
9 李岩;吉林省粮食生产结构变化对水土资源利用的影响分析[D];吉林农业大学;2017年
10 杨林伟;甘肃省农业水资源利用效率研究[D];兰州大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚晓红;许彦平;王润元;袁佰顺;刘晓强;韩维顺;;天水市农业气象灾害对主要粮食作物产量的影响[J];中国农业气象;2008年02期
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6 秦大河;罗勇;陈振林;任贾文;沈永平;;气候变化科学的最新进展:IPCC第四次评估综合报告解析[J];气候变化研究进展;2007年06期
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10 高永刚;顾红;姬菊枝;王育光;;近43年来黑龙江气候变化对农作物产量影响的模拟研究[J];应用气象学报;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 黄宪成;模糊多目标决策理论、方法及其应用研究[D];大连理工大学;2003年
2 王龙昌;宁南旱区应变型种植制度的机理与技术体系构建[D];西北农林科技大学;2001年
3 徐建新;灌区水资源评价及节水高效灌溉专家系统[D];西安理工大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 加孜拉·阿布都拉扎克;黑河流域中游灌区水平衡模型研究[D];河海大学;2006年
2 庄严;农业节水技术潜力评价方法研究[D];中国农业科学院;2006年
3 狐昱;基于数据挖掘的非编码RNA预测模型设计与实现[D];中国农业大学;2004年
4 徐忠国;基于MapX组件技术的农用地定级信息系统研究[D];南京农业大学;2003年
5 彭汉艮;种植制度决策支持系统的研究[D];南京农业大学;2003年
6 余德贵;复杂农业系统资源优化配置系统分析及应用[D];南京农业大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵姜;龚晶;;京郊农户节水型农业结构调整的意愿及影响因素分析[J];干旱区资源与环境;2018年05期
2 彭明秀;;节水型农业种植结构优化研究[J];农业与技术;2017年07期
3 张志旗;;浅析全面推进节水型农业与水资源的高效利用[J];农业科技与信息;2016年11期
4 袁红莲;;发展节水型农业促进农业可持续发展[J];农村科学实验;2017年06期
5 龙晓辉;周卫军;郝吟菊;余宇航;薛涛;;我国水资源现状及高效节水型农业发展对策[J];现代农业科技;2010年11期
6 周彦平;;提高农用水效益,建设节水型农业[J];内蒙古农业科技;2009年06期
7 赵宏英;;甘肃节水型农业建设面临的主要问题及其对策[J];农业科技与信息;2007年03期
8 王见中;;浅议生物节水模式在节水型农业中的应用[J];农业与技术;2006年04期
9 蔡仁林;;雷州半岛应大力发展节水型农业[J];热带农业工程;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 金立华;王登礼;祝辉;孙荣花;;发展节水高效农业应注意的几个问题[A];山东水利学会第八届优秀学术论文汇编[C];2003年
6 王英君;;论我国农业水资源可持续利用的基本对策[A];2004年全国学术年会农业分会场论文专集[C];2004年
7 赵星;何泽;;关于庆阳市水资源与农业调水增产的思考[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集[C];2006年
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9 李润杰;孙海兵;冯玲正;王文卿;;柴达木盆地节水农业体系建设探讨[A];中国水利学会第二届青年科技论坛论文集[C];2005年
10 许曼曼;;我国节水型农业法律制度研究[A];水资源可持续利用与水生态环境保护的法律问题研究——2008年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王晓飞 通讯员 林波;我市节水型农业建设取得阶段性成果[N];通辽日报;2015年
2 玉璋 国光;京郊节水型农业稳步快速发展[N];北京科技报;2001年
3 特派记者 郑惠华;大力发展现代节水型农业[N];河北经济日报;2011年
4 王洪海 记者 李林德;大力发展现代节水型农业[N];人民政协报;2011年
5 徐志民;科左中旗节水型农业效益高[N];通辽日报;2005年
6 梁秉坤 刘吉萍 龚孟建;节水型农业展新姿[N];中国水利报;2000年
7 王铭 颜长生 吴晔文;丰县节水型农业发展迅速[N];中国水利报;2001年
8 宗合;高岭镇迈向节水型农业[N];中国水利报;2001年
9 通讯员 骆达 黎晓蔚;宜都节水型农业具雏形[N];中国水利报;2002年
10 本报实习记者 杨森林;地区农田水利基本建设成绩显著[N];哈密报(汉);2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王玉宝;节水型农业种植结构优化研究[D];西北农林科技大学;2010年
2 魏胜文;黑河流域基于投入产出模型的农业可持续发展模式研究[D];甘肃农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 丁鑫;基于遗传算法的区域节水型农业产业结构优化研究[D];扬州大学;2008年
2 任春霞;节水型农业建设的初步研究[D];河北师范大学;2004年
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