基于水足迹视角的中国北方10省三大粮食作物种植结构优化

作者：聂媛; 李晓云^*; 江文曲; 刘念洁

来源：资源科学, 2022, 44(11): 2315-2329.

• 水足迹
• 粮食生产
• 水资源压力
• 种植结构优化
• 多目标规划

水资源短缺与水-土-粮系统不协调是制约中国粮食生产可持续发展的重要因素，种植结构优化作为农业结构型节水的重要举措，对保障中国水资源安全与粮食安全具有重要意义。本文聚焦中国北方10省，揭示水足迹视角下水资源压力与三大粮食作物种植结构的关系，探讨不同目标权重情景下三大粮食作物种植结构的优化趋势，并通过构建多目标种植结构优化模型，得出不同节水情景下北方10省三大粮食作物种植结构优化方案。研究表明：(1)中国北方10省中粮食种植规模较大的地区水资源压力指数普遍偏高，水资源约束呈趋紧态势；(2)当使用熵权法对经济收益、蓝水(灌溉水)消耗和绿水(雨水)利用目标客观赋权时，北方10省将增加高收益高耗水的水稻种植。随着蓝水消耗最小化目标的权重逐渐加大，水稻种植面积和蓝水耗水量会逐步减少；(3)在15%节水情景中，山东、山西、内蒙古、陕西、甘肃、青海应调增玉米种植面积而减少水稻和小麦的种植面积，宁夏和新疆应调增小麦种植面积而调减水稻和玉米的种植面积，河南应调增水稻和玉米的种植面积而减少小麦的种植面积；(4)在节水5%、10%和15%情景中，优化的种植结构能够使北方10省三大粮食作物生产的蓝水足迹总量较2019年分别减少38亿m3、51亿m3和64亿m3，平均单位蓝水足迹的现金收益提升4%、3%和2%。本文结果对保障中国粮食安全，实现农业可持续发展具有重要的政策启示。

• 单位
  华中农业大学; 经济管理学院