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農業產業化下水資源合理運用研究緒論

時間:2016-12-13 來源:未知 作者:陳賽楠 本文字數:7947字
本篇論文快速導航:
題目:武威市農業發展中水資源利用問題探究
第一章:農業產業化下水資源合理運用研究緒論
第二章:武威市農業產業化發展
3.1 3.2:武威市水資源現狀
3.3 - 3.5:武威市水資源開發利用現狀
結論/參考文獻:武威市水資源可持續利用研究結論與參考文獻
  第一章 緒論
  
  1.1 研究背景
  
  中國是世界上最大的發展中國家,經過 30 多年的快速發展取得了舉世矚目的成績[1].截止 2014 年底,全國糧食總產量達到 60 710 萬噸,比上年增加 516萬噸,增長 0.9%;全年豬牛羊禽肉產量 8 540 萬噸,比上年增長 2.0%;全年禽蛋產量 2 894 萬噸,比上年增長 0.6%;牛奶產量 3 725 萬噸,同比增長 5.5%.
  
  農業占國民生產總值的比重依然很高(表 1-1)。中國社會經濟的快速穩定發展離不開農業發展的豐碩成果,農業是中國社會經濟發展的重要推動力之一。從這個角度來看,我國農業的可持續發展必然成為社會經濟可持續發展的有力保障。然而在過去幾十年的農業發展過程中,農業相關的土地資源、水資源、天然草地資源等遭到過度開發利用和人為污染破壞,盡管在中央與各級政府以及社會各界力量的高度關注下開始控制,各類生態系統不同程度得以恢復,但依然沒有從根源上得到治理[2].
  
  水資源是人類賴以生存和發展的基礎,更是農業農村經濟可持續發展的重要生態資源保證[3].眾所周知,中國是世界上水資源短缺最嚴重的國家之一,我國居民的水資源占有率與非洲國家持相同水平,僅有世界人均水資源占有量的 25%左右。中國國土面積的一半以上屬于干旱、半干旱地區,即意味著我國超過一半以上的耕地面臨著不同程度的缺水問題,可見水資源短缺同樣也是制約我國現代農業發展的重要因素之一[4].
  
  武威市位于甘肅省中部,河西走廊東端,地處東徑 101°49′~104°43′,北緯36°9′~39°27′之間,三面被沙漠包圍,屬于典型的溫帶大陸性氣候帶。武威市內除祁連高寒山區外,大部分地方氣候干燥,降水稀少,多年平均降水量為 266.4毫米,總的降水趨勢是由南向北,隨著海拔高度的降低而降水量減少,多年平均蒸發量 2 644 毫米。全市范圍內日照充足,多年平均有效積溫達到 2 843.9℃,晝夜溫差大,無霜期 160 天,十分適宜種植釀造葡萄、枸杞等經濟作物,境內玉米制種等產業較為發達[5].但是長期以來,受到水資源短缺這一重要制約因素的影響,現代農業產業化發展進度緩慢,迫切需要對農業結構進行調整和示范推廣旱作節水農業。據統計,武威市多年平均地表水資源總量 14.436 億 m3(其中自產水資源量為 10.807 億 m3,入境水資源量為 3.629 億 m3),純地下水資源量為 0.704億 m3,全市水資源總量為 15.14 億 m3.然而武威市每年的平均實際用水總量達到了 18.36 億 m3,其中農業用水 17.38 億 m3,占 94.65%,工業用水 0.58 億 m3,占 3.18%,城鄉鎮生活用水 0.40 億 m3,占 2.17%.
  
  綜上,受水資源等各類自然資源過度開發利用的影響,武威市生態環境在近幾十年內急劇惡化,土壤沙化、天然草地退化等現象不僅對當地居民的生產生活產生了嚴重威脅,同時也對我國西部地區乃至全國的自然環境造成惡劣影響。這一系列問題引起了中央和各級政府以及社會的廣泛關注,農業生產、社會經濟發展、生活壓力和生態環境惡化等各個方面的挑戰,迫切需要武威市積極地調整水資源利用格局,這不僅關系到武威市民勤縣是否會變成“第二個羅布泊”,甚至關系到整個西部地區乃至全國的自然生態問題。鑒于此,本文在對國內外水資源綜合開發利用相關研究理論和成果進行收集、整理、歸納的基礎上,深入調查和分析武威市農業產業化現狀,發展中存在的問題,水資源的需求,旨在提出武威市農業產業化的水資源利用策略,為河西走廊地區的水資源可持續利用提供科學指導,并為武威市水資源科學合理利用及經濟發展中的可持續戰略提供理論支持和科學依據。
  
  1.2 國內外研究進展
  
  1. 水資源的定義與特征
  
  根據《中國大百科全書》對水資源給出的概念,水資源是指地球上能夠被人類所開發利用的全部水的統稱,水資源泛指一定范圍內可為人類所利用水的總和。水是一切生物賴以存在的物質基礎,是生命之源;人類的一切活動從生活到生產,甚至物質文明的產生和發展都離不開水[6].可以說,沒有水就沒有人類社會。水資源,從范圍上,包括陸地水資源和海洋水資源;從自然性質上,水可分為淡水和咸水。由于咸水或海水為人類利用的價值相對小或者利用成本很高,因此通常所指的水資源主要是指陸地上的淡水資源。但近;蚝I可供養殖的水域,仍然屬于水資源。陸地水資源又可分為地表水資源和地下水資源。地表水資源,是指存在于地球表面上的水資源,通常包括江河水、湖泊水、水庫水、渠塘水等[7].地表水資源直接可被人們所利用,如灌溉、生活用水、工業用水、養殖、發電等。地下水資源是指存在于地殼巖層或土壤空隙中的水資源。地下水一般不能直接被利用,要通過鑿泉、挖井等方式被人們所利用[8].地下水資源一般僅限于滿足生活用水、農業灌溉及工業用水等。
  
  與其他資源相比,水資源具有以下特點:1.水是動態資源、循環資源。2.水是公利公害性資源,水既能滿足人類的需要,又能引發災難,毀壞人類生存的土地和家園。3.易形成壟斷性支配的資源,水依附于土地,土地的壟斷可能造成水資源的壟斷。4.水資源是稀缺性的資源,水是人類最缺少的資源,尤其是中國水資源的時空分布上極度不均衡,部門地區干旱缺水現象十分嚴重,已經對當地居民的生產和生活造成了嚴重的威脅。
  
  2. 農業水資源的定義與特征
  
  由于研究或一個不同的角度的思想的不同區域中,農業水資源的定義還沒有被識別為一個非常嚴格的文字描述。本文所研究的農業水資源是指在一段時間內,可以是直接的或間接被人類開發且用于農業生產的那一部分水體。包括地表水,地下水等,可以直接滿足農業生產的淡水,也可通過處理,能夠滿足農產品微咸水,循環水和其它非常規水的標準。
  
  通過農業水資源概念的明確,可以發現其具有下列主要特征:
  
 。1)農業水資源的自然特征
  
  農業水資源是水資源中根據用途進行劃分的一類,因此與地球上所有水資源一樣,農業水資源具備所有水資源的基本自然特征屬性。例如,水的流動,使得各種農業用水可導致傳輸,存儲和其他水利項目建設集中自己的積蓄,為農業生產提供了重要的物質基礎。同時通過農業水資源開發和利用,化肥和有機物質的分解和養分循環至農田,河流,湖泊等,不斷為客戶提供各種材料供應農業生產。
  
 。2)農業水資源的經濟特征
  
  農業用水是無可替代的。水資源在農業生產中的作用不能被其他物質所取代。雖然農業具有可再生水資源。然而,過度使用和缺少有序管理,將對農業水資源的再生造成嚴重后果。
  
 。3)農業水資源的波動特征
  
  該特征反映在水資源在農業中的時空分布有很大的不同。農業水資源在同一個區域中的每個時節是不同的,有的時節不能滿足農業用水,就需要投資建設水利工程,調整部分波動的水資源平衡。
  
  3. 水資源利用
  
  Day 以水土資源為例,對澳大利亞自然資源政策進行了介紹,提出了英聯邦在土地退化、體制安排的分散責任以及現行土地利用總體規劃問題的政治含義,但在環境問題及其解決途徑方面還缺乏廣泛共識[10].Wheater 認為,土地利用和土地管理的變化影響確定洪水災害、水資源以及污染物稀釋的水文狀況[11].因此,土地和水資源管理之間有著千絲萬縷的聯系,而且與區域氣候一起構成了一個非常復雜的系統。制定實現水資源可持續利用的公共政策的前提是正確理解這一系統中所涉及的各種關系。最近幾年,在全世界范圍內,生態系統產品和服務已成為政策制定者考慮的主要問題,這些商品和服務是公認的人類福祉[12].作為這些服務之一的水資源供給,其不容置疑的價值及其供給稀缺對全球的威脅與氣候變化一樣,正在引發越來越多的關注。然而,決定土地利用與水之間相互作用的生物物理基礎卻往往被忽視。因此,要制定正確的決策,有必要擴展決定這些復雜關系的實驗基礎[13].Garmendia 分析了提供水資源對各種土地覆蓋類型的影響效應[14].Maeda 等對肯尼亞東部山區因農業擴展以及氣候變化引起的灌溉用水需求的潛在變化進行了研究,結果表明,在未來 20 年中,山上耕地可獲得性越來越低,導致農業向需要更多灌溉水的山底擴展。如果目前這種發展趨勢持續下去,到 2030 年,研究區域約 60%為農業區域。這種擴展使灌溉水量年均增長約40%[15].盡管全球對水資源危機日益關注,但正確評估和預測全球水的可獲得性、利用和平衡方面的能力還相當有限。Simonovic 利用系統動力學方法對全球水資源管理構建模型,認為水資源的數量和質量與五個推動工業發展的因素緊密相關,即人口、農業、經濟、不可再生資源和持久性的污染。模擬結果表明,世界水資源和未來世界工業增長之間有一個非常緊密的聯系,水污染將是未來全球范圍內最重要的水問題[16].
  
  在水資源利用與農業發展方面,Hu 等將水、勞動力、資本作為投入要素,采取 DEA 分析方法對中國區域全要素水資源效率進行了分析,結果發現,全要素水資源效率與區域人均實際收入之間存在著 U 形關系,中部地區水資源效率最低,而其調整的水資源用量卻占全國總用水量的 3/4[17].Alsharif 采取 DEA 分析方法對巴勒斯坦領土(西岸和加沙地帶)供水系統管理效率進行了分析,結果表明,加沙地帶的供水系統管理效率測評得分明顯低于西岸,其主要原因在于水的損失,而直轄市的相對規模對效率得分的影響很小。巴勒斯坦政策制定者應著重于重建供水管網等基礎設施,而且從 DEA 最無效的直轄市開始,將水損失減少到最低[18].Allouche 對水資源和糧食安全之間的關系進行了研究。結果表明,其一,水資源短缺作為區域沖突的一個驅動因素在區域和國家層面還沒有一個明確的結論;其二,水資源和糧食的不安全性,可以通過政治權力、社會和性別關系來解釋;其三,全球貿易可以實現國家的糧食和水安全,但目前受到糧食價格上漲、糧食主權運動和土地“掠奪”的威脅;其四,水和糧食安全在氣候變化的條件下將面臨重大挑戰[19].
  
  在現代農業灌溉技術方面,已經有很多農業灌溉相關研究和實踐表明,現代灌溉技術是解決水資源短缺和環境污染問題的途徑之一。Dina 以灌溉水為例,對資源保護、污染減少的技術選擇進行了經濟學分析,結果表明,現代灌溉技術服務可以大大降低產品質量及天氣差異對收益的影響,技術選擇對產品種類(作物)特別敏感,污染稅可以增加保護水源、采用現代技術、結構調整的可能性[20].
  
  同時,農業生產所產生的非點源水污染對美國和歐盟而言都是一個重大的環境問題。美國采取了被稱為“最佳管理實踐”的策略,通過各種措施減少水污染。
  
  Centner 等研究結果表明,“最佳管理模式”可以減少農業面源污染,但對生產者而言,減少污染成本較高。因此,減少污染可能會需要政府采取不同的干預措施。
  
  在污水的利用方面,利用現有的技術進行廢水處理,可以生成任何品質的再生水,而再生水的使用將取決于再生水可重復利用的機會和生成再生水所需的基礎設施的成本[21].Gikas 認為,采用衛星和分散式污水管理系統具有顯著的優勢,包括與廢水產生的來源和潛在的水重復利用距離比較近[22].
  
  在農業水資源優化利用方面,Zacharias 等采用地理信息系統技術和遙感技術等來量化現有的水資源,并提出在制定可持續管理方案時既要考慮人類用水,也要考慮到環境保護[23].Stern分析了美國地理調查的 21 個水資源區域的庫容及用水情況,結果表明,水庫庫容的發展與灌溉用水需求之間的關系一直最密切。
  
  但灌溉需水量的彈性比較大,而其他用水的彈性要小得多[24].灌溉用水價格與總的用水結構,特別是城市用水價格與結構之間具有正相關關系。水供應相對恒定,但不斷上升的水需求促使水價上調,相對于城市需求而言,灌溉有可能承受價格的壓力,釋放已有的存儲容量用作其他用途。水管理者在制定水資源戰略時應考慮這種可能性,以滿足未來其他產業的用水需求。Lankford 的研究表明,在牧場發現的非均衡思想可以有效地應用于非洲灌溉和河流流域管理,作者提出了在非均衡思想基礎上的水資源可持續利用框架,并給出了一些有關規范管理非洲水資源短缺的概念性解決方案[25].
  
  在水資源評價方面,劉毅等通過構建評價水資源可持續利用的指標體系進行了全面深入的分析研究,他認為我國水資源利用效率水平的區域差異非常明顯,從高到低基本上呈現從東南沿海向西北內陸逐步遞減的趨勢[26].中國水資源稟賦和水資源利用效率存在一定的反向關系,豐水區水資源利用效率比較低,缺水區水資源利用效率比較高。高媛媛等采用改進的層次分析法及基于因子分析的聚類分析法,對泉州市各縣(區、市)的水資源總量和水資源開發利用情況做了細致深入的研究,她認為當地各縣區水資源過度開發利用現象較為嚴重,處于安全水平的縣區包括德化縣、永春縣、安溪縣[27].水資源安全狀況以及發展趨勢如何,取決于區域社會經濟發展方式以及產業用水結構。翟遠征等在分析改革開放 30 年來北京市總用水量、農業、工業、生活和環境用水量及用水結構演變規律的基礎上,進一步揭示了總用水量和用水結構演變的驅動因子[28].南水北調水進京后在未來一定時期內將明顯減輕北京市的供水壓力。曹琦等利用“驅動力-壓力-狀態-影響-響應”概念框架(DPSIR),從系統動力學的角度出發,構建了流域水資源安全評價 DPSIR 框架,他的研究結果表明,人口增長,社會經濟發展,工、農業用水量的增長是引起城市水資源系統壓力的主要因素;工業污水、生活污水是造成水資源系統惡化的主要因素。區域水資源承載能力的大小,在一定程度上決定了社會經濟發展可持續性的大小。
  
  因此,對區域水資源承載能力的評價自然是水資源評價的一個重要方面[29].劉佳駿等認為,水資源已成為制約中國社會經濟可持續發展的重要因素,并從系統論的角度出發研究中國經濟與水資源之間的協調發展關系,建立了水資源承載力綜合評價模型。他認為水資源承載能力的大小與產業的發展密切相關,而影響產業用水強度的因素很多,其中技術是一個非常重要的因素[30].
  
  在水資源利用與農業發展方面,石玉林等通過對我國農業資源高效利用問題進行系統全面的研究,提出了建議圍繞中國農業資源態勢分析、優化配置與合理布局、中國農業資源綜合生產能力和人口承載能力、不同類型區農業資源高效利用的優化模式與技術體系的集成、農業資源高效利用中的新技術應用前景和技術政策、農業資源高效利用的監測與管理技術六個領域深入開展中國的農業資源高效利用研究[31].羅其友等對中國農業水土資源高效持續配置戰略進行了研究,提出了專業化與多元化相結合、開源與節約相結合、資源開發與保護相結合、國內資源與國際資源相結合“四個結合”以及生產體系、布局體系、技術體系、管理體系、保護體系、消費體系“六大體系”的農業水土資源持續配置戰略[32].
  
  姚華榮等在研究區域水土資源的空間優化配置問題時在已有研究的基礎上,總結提煉出區域水土資源優化配置具體步驟與方法,并以張北縣為例做了進一步的說明[33].
  
  農業水資源一直是學術界研究的重要問題。沈振榮等論述了中國農業用水對農業發展的重要意義,分析了中國農業用水的現狀及面臨的問題,提出了加強農業水資源高效利用集成技術研究和示范推廣、提高降水量的直接有效利用率等措施[34].他認為通過加強管理、科學用水、系統規劃等措施實現水資源的集約利用,確保對農業可持續發展提供有效支持和充分保障的政策措施建議。
  
  孔祥斌等以河北省曲周縣為例研究了集約化農區土地利用變化對水資源的影響,結果表明,曲周縣灌溉保障率的提高對作物播種面積單產的貢獻率最大[35].作物播種面積單產提高對水資源表現出高度依賴性,從而導致了對水資源的過度開采,使區域水資源失衡[36].雷志棟等認為,中國灌溉農業發展中普遍存在農業水資源利用效率低、水資源短缺與浪費并存的現象,提出了實現水資源有效支持和充分保障農業可持續發展的政策建議[37].陳家琦等分析了中國灌區灌溉工程老化、設施薄弱、水資源不合理利用導致生態環境惡化,以及節水農業發展中存在的不足與問題,并提出了大力發展節水農業、建立節水灌溉經濟激勵機制、建立用水戶參與管理決策的民主管理機制以及建立科學的水價體系等政策性建議[38].姜東暉等從理論和實踐兩個層面對灌溉技術對農用水資源需求量的影響進行了研究,結果表明,終端用水戶的冷漠是節水灌溉技術推廣應用的重大障礙[39].提出應從節水技術的應用領域、節水灌溉技術的選擇和經濟激勵政策等多方面采取措施,加快節水灌溉技術的推廣應用,以期實現農用水資源需求管理的節水目標。
  
  1.3 研究目的與意義
  
  本文針對近年來武威市社會經濟快速發展和農業結構調整過程中日益凸顯的水資源短缺這一問題進行深入研究。從水資源短缺這一嚴重制約武威市農業產業化發展重要因素的視角,探索如何在農業產業化發展的過程中優化水資源配制結構,合理開發利用現有水資源,挖掘武威市農業產業化發展過程中水資源利用存在的一系列問題與不足,并最終在此基礎上,在保證生態用水的情況下,為最大限度的促進武威市現代農業建設和社會經濟發展提出相應的對策與建議。
  
  武威市坐落在石羊河流域上,是石羊河流域人類活動最集中,水資源開發最大、土地資源利用最多、環境問題最嚴重的社會經濟發展區域。石羊河流域是目前最稀缺水資源的地區之一,水資源利用沖突是該地區最為突出的,隨著武威市的不斷發展,武威市水資源利用量逐年遞增,地表水、地下水用量過大,人均水占有量已經低于國際人均 1 700 m3的嚴重缺水警戒線。壓力和生態環境的各個方面的挑戰,吸引了外國學者和專家的關注。武威市在工業化和城市化的過程中,人民生活水平在快速提高,但對水資源保護的措施未能與時俱進,水資源的短缺必然會影響城市經濟的發展,尤其是地處甘肅河西地區的武威,水資源的供給和需求的分布不均是非常突出的。長期生活用水和農業、工業用水嚴重超出國際水資源的警戒線,用水程度已經嚴重超出水資源規定標準,并且過度挪用自然生態用水,引發了讓國家高度關注的石羊河流域生態危機。因此,武威市如果不盡快做出了積極的調整和改善下游水生態環境分配,則民勤在不久的將來會成為第二個在水資源開發利用形式上的“羅布泊”,這關系到整個西部地區和全球生態問題。在如此嚴峻的形勢下,通過在武威市研究新世紀下利用水資源問題、困難、經濟社會發展狀況和生態可持續發展,特別是引入了對農業產業化的關注,應用科學理論知識解決河西走廊地區的水資源問題,對武威市的水資源利用有著深遠的意義,亦是武威在經濟發展中的可持續戰略部署。
  
  1.4 研究內容、方法及技術路線
  
  1.4.1 研究內容
  
  本研究以科學發展觀理論為指導,注重對武威市水資源管理利用與石羊河流域生態環境協調發展的實證研究。首先全面深入了解武威市農業產業化發展概況、水資源供需現狀以及農業用水現狀進行,并通過調查數據分析武威市農業用水中存在的問題與不足,以此為基礎提出今后當地農業產業化發展中進一步提高水資源開發利用效率的對策,探討武威市農業產業化發展過程中的水資源管理與利用模式的調整,以緩解和改善武威地區生態環境。對武威市以及河西走廊其他類似地區農業產業化發展和水資源綜合開發利用提供一定的參考和指導。
  
  為此,本文主要從以下幾方面開展研究:
  
  1、武威市農業產業化進程和農業水資源的研究背景,明確武威農業產業化進程中出現的問題。
  
  2、武威市農業產業化發展過程中水資源的利分析,客觀評價武威市農業水資源利用現狀。
  
  3、針對武威市農業產業化水資源利用存在的問題,結合其利用現狀,提出武威市水資源可持續利用策略。
  
  1.4.2 研究方案
  
  針對上述研究內容,本研究依圖 1-1 研究方案,在對農業結構優化調整、農業產業化發展與生態建設、可持續發展等一系列理論研究成果和相關數據的收集與匯總的基礎上,對武威市農業結構與水資源利用現狀進行實地調研,并客觀評述武威市農業產業化發展與水資源綜合開發利用和管理中存在的一系列問題與不足。本研究中主要使用對比分析法來研究武威市農業產業化發展現狀及其主要影響因素,并通過結合武威市水資源利用、管理調查研究,對環境及人為因素、安全管理控制模式等進行客觀地判斷與評價。同時,運用定性分析法,探索武威市農業產業化發展與水資源綜合開發利用之間的關系,并運用定量分析法,以實證調研數據來進一步驗證定性分析的結果,并通過數據統計分析方法對科學假設進行判斷。
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