内蒙古粮食生产能力与农业水土资源可持续利用评价研究

【摘要】： 农业水土资源(ASWR)是一种有着复杂构成要素和时空分异特性的农业资源,与粮食生产能力(GPC)有着错综复杂的关系,其潜力取决于农业水土资源可持续利用(SUASWR)程度和支持能力,土地整理通过改善ASWR制约因素,促进GPC的提高和实现SUASWR,目前对这些复杂关系的认识还较粗浅。本文以内蒙古为例,在系统分析国内外研究动态的基础上,通过多学科技术理论的交叉融合,借助已有的水文、气象、水资源、土地调查评价资料和农用地分等与土地整理工作平台,通过模拟与模型运算,揭示其复杂的链接关系和约束机制,搭建起国家粮食安全的可控平台。主要内容和结论如下: (1)分析了国内外相关研究动态、存在问题和研究方向,阐述了ASWR、GPC、SUASWR、产能核算等相关概念的内涵和基于构成要素与影响因子开展相关研究的观点。 (2)评价了内蒙古ASWR、粮食产量、GPC、主要影响因素及时空分布规律,建立了区域连续、多层次、立体的空间数据体系。 (3)建立了内蒙古耕地分等指标体系,将耕地评定为22个自然质量等和17个利用质量等;建模计算了不同等别之间的折算系数,实现了耕地在空间上的可比性,17等对1等地的最大折算系数为4.8;建立了产能评价模型,计算了光温、水分、土壤、土地利用四个因素层的潜力;开展了产能核算研究,测算出理论GPC为208亿kg,总产能为731.8亿kg,高出172.5亿kg的现实粮食产量,说明ASWR尚有巨大潜力;模拟评价了GPC与影响因子的关系。 (4)开展了内蒙古SUASWR模糊评价研究,按行政区域和流域评价,综合指数为0.121～0.973,潜力指数为3.252～1.025,总体能够实现SUASWR。 (5)评价了内蒙古水资源总量与行业用水现状,预测了2010、2020和2030年各行业用水量。其中,农业水资源可利用量分别为264.93、233.89和195.64亿m3,通过采取土地整理与节水灌溉措施,可实现灌溉面积358.31、440.06和525.66万hm2。建立了ASWR耦合配置模型,预测GPC分别为227.17、258. 05和288.44亿kg,GPC和耕地等别比现状年有较大提高。 (6)进行了土地整理项目试验观测,证实各项工程措施可有效改善制约因素条件,节水率达到10～60%,GPC提高5～40%,耕地等级提高1～4等,对内蒙古“治地、节水、增粮、富民”工程建设有重大支撑作用。 综上所述,本文在调查试验的基础上,通过耦合ASWR及其构成要素,建立了地区尺度耕地分等、折算、产能核算体系;提出了基于影响因素的GPC、SUASWR评价方法;验证了土地整理对提高GPC,实现SUASWR的作用,提出了土地整理工程模式与分区措施,为科学合理利用内蒙古ASWR提供有益的参考。由于目前国内在这一领域的研究尚处在起步阶段,且限于笔者的研究水平,论文难免会存在许多问题题和争论,但这也是笔者所期望达到的抛砖引玉的效果。