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陕西渭北旱塬节水型种植结构优化研究

作　者: 高琼
导　师: 王龙昌
学　校: 西南大学
专　业: 生态学
关键词: 渭北旱塬节水型种植结构多目标模糊优化
分类号: S344
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水资源紧缺已成为严重制约我国农业和农村经济可持续发展的瓶颈,同时也引发了严重的生态环境问题,我国农业和粮食生产靠大量消耗水资源、发展灌溉面积的外延型增长方式行不通了。建立以水分利用效率和效益为中心的主要区域节水型种植结构,最大限度地提高水分利用率和水分利用效率是我国农业可持续发展的途径。本文在旱作农田降水生产潜力研究基础上,以提高有限水分资源利用效率为目标,对陕西省长武县为例,开展渭北旱塬节水型种植结构优化研究。研究所取得的主要结论有以下几点:(1)研究揭示了渭北旱塬气候变化趋势。应用1957～2007年气象资料,统计分析了渭北旱塬不同年际及年内降雨量变化规律。10年平均降雨量以80年代最高,到21世纪(2000～2007)比80年代年均降雨量减少了21.mm。50年的年均降雨量为585.42mm。(2)以渭北农业气候资源为基础,探明了不同作物生育期与降水时序的耦合效应规律。在渭北旱作农区,不同作物生育期与降水分布的吻合性存在明显差别,总体而言,秋熟作物生长发育与降水分布基本保持同步,因而对旱区气候条件具有较好的适应性。夏熟作物特别是冬小麦,生育期需水与降水吻合度较差。通过对旱塬主要作物生产潜力的研究得出,冬小麦为6753kg/hm~2,春玉米为8747kg/hm~2,谷糜为3487kg/hm~2,薯类为6891kg/hm~2,饲草作物(苜蓿)为13273 kg/hm~2。渭北旱塬主要作物生产潜力大小依次为:苜蓿＞春玉米＞薯类＞冬小麦＞谷糜。(3)建立了节水型种植结构多目标模糊优化模型。农业生产本身具有多功能性,因此从旱作农区实际特点出发,用模糊数学方法,以渭北旱塬综合效益最大为目标,以提高降水资源利用效率为核心,同时考虑市场和社会的需求,兼顾经济、社会及生态效益,适当调整作物种植面积利比例,优化配置水资源,建立与渭北旱塬降水资源相适应的节水型种植结构优化模型。(4)提出长武县2010、2015、2020年的节水型种植结构优化调整方案。依据方案,2010、2015、2020年粮食作物种植面积比2007年分别下降了11%、19%、24%;经济作物种植面积提高了7%、12%、17%;饲料作物提高了8%;降水资源的利用效率从2007年的6.86 kg/mm·hm~2上升到2020年的14.08 kg/mm·hm~2。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
第1章文献综述  9-19
  1.1 节水型种植结构的提出  9
  1.2 种植结构优化的研究进展  9-14
    1.2.1 国外种植结构研究进展  10-11
    1.2.2 国内种植结构的研究与发展  11-13
    1.2.3 种植结构优化方法研究进展  13-14
  1.3 节水型农业与节水型种植结构的研究现状  14-18
    1.3.1 国外研究现状  14-17
    1.3.2 国内相关研究现状  17-18
  1.4 节水型种植结构是实现农业可持续发展的重要途径  18-19
第2章绪论  19-25
  2.1 研究背景和意义  19-22
    2.1.1 研究背景  19-20
    2.1.2 研究意义  20-22
  2.2 研究内容  22
  2.3 研究方法与技术路线  22-25
    2.3.1 主要研究方法  22-23
    2.3.2 技术路线  23-25
第3章渭北旱塬农业资源概况  25-31
  3.1 土地资源  25-26
    3.1.1 土地及耕地面积  25
    3.1.2 农田分布  25
    3.1.3 土壤类型  25-26
  3.2 水资源  26
    3.2.1 自然降水  26
    3.2.2 地下水  26
    3.2.3 地面径流和过境水  26
  3.3 气候资源  26-29
    3.3.1 光能资源  27
    3.3.2 热量资源  27-28
    3.3.3 降水资源  28
    3.3.4 灾害性天气  28-29
  3.4 生物资源  29-31
第4章旱地农田降水生产潜力研究  31-39
  4.1 不同年际与年内降雨量变化分析  31-33
    4.1.1 不同降雨年型降雨量变化规律  31-32
    4.1.2 降雨量随时间变化趋势  32-33
    4.1.3 降雨量年内变化规律  33
  4.2 不同作物生育期与降水的时序耦合效应  33-34
  4.3 旱地农田降水生产潜力研究  34-39
    4.3.1 旱地农田降水生产潜力研究方法  34-37
    4.3.2 渭北旱塬主要农作物水分生产潜力比较  37-39
第5章节水型种植结构优化模型的建立  39-45
  5.1 种植结构的多目标模糊优化模型  39-42
  5.2 指标权向量的模糊定权法  42-45
第6章渭北旱塬节水型种植结构优化研究  45-51
  6.1 长武县种植业现状及存在的问题  45-46
  6.2 节水型种植结构优化模型系统  46-47
    6.2.1 目标函数  46
    6.2.2 决策变量  46
    6.2.3 约束条件  46-47
  6.3 节水型种植结构的优化  47-51
    6.3.1 综合效益最优的相对隶属度的确定  47-48
    6.3.2 有关参数的确定  48-49
    6.3.3 优化结果与分析  49-51
第7章结论与讨论  51-53
  7.1 结论  51
  7.2 讨认  51-53
参考文献  53-57
致谢  57-59
在校期间发表的论文及参与的科研活动  59

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