基于cropwat的山東省主要糧食作物生產(chǎn)水足跡區(qū)域差異研究.pdf

1、水資源問題是當(dāng)今世界關(guān)注的焦點(diǎn)問題。近年來,隨著世界人口的膨脹與世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,水資源面臨著嚴(yán)重短缺的境況。就山東省而言,水資源供需矛盾突出,人均水資源量低于500m3。山東省為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)業(yè)用水占總用水量的75％以上,其中主要糧食作物冬小麥、夏玉米的生產(chǎn)用水在山東省農(nóng)業(yè)用水中占有相當(dāng)大的比重,小麥、玉米作物用水效率的高低與山東省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要的關(guān)系,也與我國(guó)的糧食安全問題密不可分。
　　本文將山東省劃分為六個(gè)子區(qū)

2、域,即魯北黃泛平原區(qū),魯西南黃泛平原區(qū),魯中南山地丘陵區(qū),魯東丘陵區(qū),魯中南山前平原區(qū),黃河三角洲平原區(qū)。研究中選取了代表不同降水條件的三個(gè)水平年,分別為平水年(2010年),豐水年(2003年),枯水年(2002年)。以水足跡理論為基礎(chǔ),在使用cropwat計(jì)算作物需水量的基礎(chǔ)上對(duì)山東省主要農(nóng)作物—冬小麥和夏玉米的藍(lán)水、綠水、灰水虛擬水含量和藍(lán)水、綠水、灰水生產(chǎn)水足跡進(jìn)行了計(jì)算;并利用 ArcGIS軟件對(duì)山東省冬小麥和夏玉米的藍(lán)水、綠

3、水、灰水虛擬水含量以及藍(lán)水、綠水、灰水生產(chǎn)水足跡空間分布進(jìn)行了分析與劃分;最后重點(diǎn)對(duì)山東省六子區(qū)域之間的虛擬水含量和生產(chǎn)水足跡的差異進(jìn)行了分析。
　　本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)魯中南山地丘陵區(qū)的冬小麥、夏玉米藍(lán)、綠水虛擬水含量較大,黃河三角洲平原區(qū)較小,其它幾個(gè)區(qū)域處于中間水平。山東省主要農(nóng)作物灰水虛擬水含量最高的地區(qū)是黃河三角洲平原區(qū),灰水虛擬水含量最低的地區(qū)是魯北黃泛平原區(qū)。
　　(2)在平水年(2010年)

4、,山東省冬小麥的藍(lán)水虛擬水含量最小的地區(qū)是黃河三角洲平原區(qū),為0.06m3/kg;全省冬小麥藍(lán)水虛擬水含量最大的地區(qū)是魯東丘陵區(qū),為0.11m3/kg。與平水年相比,豐水條件下山東省冬小麥藍(lán)水虛擬水含量略小但數(shù)值波動(dòng)不大,但是在枯水條件下,研究區(qū)域冬小麥藍(lán)水生產(chǎn)耗水量比平水年份明顯要偏高,這說明在降水較少的情況下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的灌溉用水需求量大。山東省冬小麥單位面積生長(zhǎng)的綠水消耗用水量與降水多少密切相關(guān),在枯水年(2002年),全省六子區(qū)

5、域冬小麥單位面積生長(zhǎng)綠水消耗用水為398mm,而在豐水年(2003年)這一數(shù)值為716mm,后者比前者多80%,這說明山東省冬小麥的綠水消耗量受降水量的直接制約。由于夏玉米生長(zhǎng)期正處山東省汛期,有效降雨量較多,基本可以滿足夏玉米生長(zhǎng)需求。因此降雨變化對(duì)山東省夏玉米綠水虛擬水含量的影響并不明顯。
　　(3)研究區(qū)生產(chǎn)水足跡的分布情況為:魯中南山地丘陵區(qū)和魯西南黃泛平原區(qū)的水足跡數(shù)值較高,黃河三角洲平原區(qū)和魯中南山前平原區(qū)的水足跡數(shù)值

6、較低,魯東丘陵區(qū)和魯北黃泛平原區(qū)的水足跡數(shù)值處于居中水平。山東省冬小麥藍(lán)、綠水足跡所占比例均衡,而夏玉米藍(lán)水足跡所占比例略高于綠水足跡。作物之間比較,夏玉米的生產(chǎn)水足跡要高于冬小麥的生產(chǎn)水足跡。
　　(4)灰水足跡已是構(gòu)成山東省主要農(nóng)作物生產(chǎn)水足跡的重要部分。山東省冬小麥、夏玉米的灰水含量以及在生產(chǎn)水足跡中所占比例都非常高。山東省在提高氮肥利用率,控制農(nóng)村面源污染方面還有很大的提升空間。
　　(5)山東省主要農(nóng)作物虛擬水流動(dòng)