基于水足迹的河套灌区多目标种植结构优化调整与评价

郭 萍 赵 敏 张 妍 张效星 张 帆

(中国农业大学水利与土木工程学院， 北京 100083)

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近年来，随着人口增长和各行业用水量增加，农业水资源短缺问题日趋严重，而农业水资源短缺问题是制约我国粮食安全的主要瓶颈之一[1]。灌区是我国农业的用水主体和主要的粮食生产基地，改善农业灌溉水资源的不合理利用、提高灌区用水效率是解决农业水资源短缺问题的有效措施[2-3]。并且，作物生产过程中大量化肥农药等施用所造成的灌区农业面源污染问题也亟需解决[4]。因此，调整农业种植结构，合理配置有限的农业水资源，对灌区的可持续发展具有重要意义。

农业种植结构是由经济、社会、资源、生态多个子系统组成的复合系统[5]，为避免只追求经济效益，种植结构多目标优化模型受到了国内外学者越来越多的关注[6-8]。但是以往的多目标种植结构优化模型多数是以种植业的直接用水量为水资源限制或最小化条件，忽略了作物蒸发与水资源污染对水资源消耗量的影响[9]。水足迹将作物耗水划分为蓝水、绿水和灰水，包括作物生长过程中消耗的直接水资源和间接水资源[10-13]，将蓝、绿、灰水足迹同时纳入种植结构优化模型，可以更全面真实地反映作物需水情况，帮助决策者确定更加合理可靠的种植结构调整方案[14-15]。虽然优化模型可以得出种植结构规划方案和水资源分配方案，但是如何确定水资源配置优化结果和优化方案的合理性，还需要进一步引入合适的评价方法对方案进行评估和优选[16]。……