基于宏微观尺度的三江平原农业水土资源承载力研究

论文摘要

三江平原是我国重要的商品粮基地,是实现黑龙江省千亿斤粮食发展战略目标及保障我国粮食安全的关键所在。但多年来,由于过度追求经济效益,导致三江平原水稻种植面积骤增、种植结构单一,农业灌溉用水的80%来自于地下水,地下水超采严重,地表水利用不足,致使三江平原农业用水存在严重的不平衡问题。加之,耕地“只垦不治”,土壤质量严重退化,导致中低产田比例不断加大。可见,三江平原农业水土资源利用不尽合理,综合利用效率较低。因此,在保障国家粮食安全和区域生态安全的前提下,合理评价三江平原农业水土资源承载力水平,实现农业资源的可持续利用更显得尤为重要。本文针对三江平原农业水土资源利用方面存在的问题,以三江平原农垦建三江分局为例,系统分析了农业水土资源承载力的理论内涵,通过建立宏观和微观农业水土资源承载力评价指标体系及相应的求解模型后,对建三江分局15个国有农场现状年2008年、预测年2010年、2020年、2030年的农业水土资源承载力进行了评价和预测研究,最后根据评价结果提出了相应的提高承载力意见及措施。主要研究内容及结论如下:首先在系统分析了水资源承载力和耕地资源承载力理论内涵的基础上,结合农业水土资源自身特点,初步提出了农业水土资源承载力的概念,并将可持续发展理论同农业水土资源承载力评价研究有机的结合在了一起:即要想实现农业水土资源的可持续利用,必须进行农业水土资源可持续承载力研究。建立了农业水土资源——社会——粮食生产——生态环境复合系统理论,指出系统的目标不是单纯的追求经济效益的最大化,而是要全面的考虑到经济、社会、资源、环境等多方面相互关系的协调发展和可持续发展。其次分别建立了宏观和微观农业水土资源承载力评价指标体系和相应的计算模型,微观模型用来求出农业水土资源支撑的最大粮食产量和最大人口数量,即求出农业水土资源承载力的真正数值大小,进而可以同其他区域的农业水土资源承载力进行比较,定量的判断出该区域农业水土资源承载力的实际水平;宏观农业水土资源承载力采用DPSIR指标体系概念模型,求出各农场农业水土资源承载力的相对等级。根据黑龙江省委制定的近期和远期农业发展规划为指导方向,按照国家发展计划所设定的目标为最终结果。采用情景预测法分别预测了2010年、2020年、2030年影响三江平原农业水土资源承载力诸多指标的发展变化情况。并尽量保证预测的结果满足区域社会的实际发展方向,确保研究结果的准确性,期待能为三江平原农业生产提供实际参考价值。提出了投影寻踪主成分分析模型,并对各评价年建三江分局宏观农业水土资源承载力进行了综合评价。运用该模型分别对DPSIR概念模型中的5个指标体系进行求解分析,运用ArcGIS软件将评价结果可视化,从而可以更加直观的判断出承载力水平的变化趋势,进而根据变化特点,有针对性的提出相应提高承载力意见及措施。文章最后总结了论文得出的主要结论,指出了论文研究中存在的不足,并对今后重点研究的方向进行了展望。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 立题依据
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 水资源承载力研究进展
• 1.3.1 国外研究进展
• 1.3.2 国内研究进展
• 1.3.3 研究中存在的问题
• 1.4 土地资源承载力研究进展
• 1.4.1 国外研究进展
• 1.4.2 国内研究进展
• 1.4.3 研究中存在的问题
• 1.5 本文主要研究内容及技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线图
• 2 农业水土资源承载力评价基本理论分析
• 2.1 农业水土资源承载力概念、内涵和特征
• 2.1.1 农业水土资源承载力的概念
• 2.1.2 农业水土资源承载力的内涵
• 2.1.3 农业水土资源承载力的特征
• 2.2 可持续发展理论
• 2.2.1 可持续发展的内涵与特征
• 2.2.2 可持续发展的量化评价方法
• 2.2.3 农业水土资源承载力与可持续发展之间的关系
• 2.3 农业水土资源-社会-粮食生产-生态环境复合系统理论
• 2.3.1 复合系统理论的内涵
• 2.3.2 复合系统的作用机制
• 2.4 本章小结
• 3 研究区概况及农业水土资源利用现状
• 3.1 三江平原概况
• 3.1.1 自然概况
• 3.1.2 三江平原水土资源现状
• 3.2 研究区概况
• 3.2.1 自然地理及气象概况
• 3.2.2 农业发展与社会经济状况
• 3.2.3 水土资源特点及利用现状
• 3.3 水土资源开发存在的主要问题
• 3.4 本章小结
• 4 农业水土资源承载力评价指标体系与模型建立
• 4.1 农业水土资源承载力评价指标体系的作用和设计原则
• 4.1.1 评价指标体系的作用
• 4.1.2 评价指标体系的设计原则
• 4.2 农业水土资源承载力微观评价指标体系设计
• 4.3 农业水土资源承载力宏观评价指标体系设计
• 4.3.1 DPSIR 指标体系概念模型简介
• 4.3.2 三江平原农业水土资源承载力宏观评价指标体系
• 4.4 区域农业水土资源承载力宏观与微观计算模型
• 4.4.1 微观计算模型
• 4.4.2 宏观计算模型
• 4.5 本章小结
• 5 三江平原农业水土资源承载力预测与评价
• 5.1 农业水土资源承载力评价指标发展变化预测
• 5.1.1 预测原则及标准
• 5.1.2 人口发展预测
• 5.1.3 社会经济发展预测
• 5.1.4 农业发展预测
• 5.1.5 农业水土资源利用预测
• 5.1.6 生态环境变化预测
• 5.2 三江平原农业水土资源承载力综合评价
• 5.2.1 微观农业水土资源承载力评价结果与分析
• 5.2.2 宏观农业水土资源承载力评价结果与分析
• 5.3 提高三江平原农业水土资源承载力的有效措施与对策
• 5.3.1 合理开发利用地下水
• 5.3.2 充分利用地表水
• 5.3.3 优化水资源时空分配
• 5.3.4 加大土地资源保护力度
• 5.3.5 调整农业种植结构
• 5.3.6 加强湿地生态环境保护
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文