刘桂君;刘宇;张倩;吴锋

中国科学院科技战略咨询研究院;中国农业大学土地科学与技术学院;中国科学院地理科学与资源研究所

水-土-经济系统耦合;黑河流域;粮改饲政策;空间异质性;农业部门局部均衡分析模型

农业系统的"水-土-经济"要素是刻画人类活动与生态-水文过程互馈效应耦合的关键界面之一.本研究以局部均衡理论为依据,基于栅格尺度的水、土、作物的空间分布数据与行政区尺度的粮食生产、消费与贸易数据嵌套,构建了行政区-栅格跨尺度的农业部门局部均衡分析"水-土-经济"要素耦合模型(Water-Land-Economic nexus Model,WLEM).研究以黑河流域"粮改饲"补贴政策为例,模拟种植与加工环节的农机设备补贴下水土资源消耗强度与空间布局的变化,刻画农业"水-土-经济"要素的耦合机制与政策干预下行为调控的资源消耗及经济产出的系统效应.模拟发现,对种植环节的大型农机补贴增加了非水土自然要素的投入,降低了生产成本,有助于增加青贮玉米种植面积.而对加工环节进行农机补贴,可通过提高青贮技术直接影响青贮玉米作为饲料的投入,与种植环节补贴相比,其对青贮玉米产量的拉动作用较大.种植与加工环节叠加补贴在鼓励青贮玉米生产的同时,一定程度减少了籽粒玉米种植面积,符合"粮改饲"政策目标.结果表明,在政策补贴过程中需重视加工环节的农业机械设备补贴,并完善种植补贴和加工补贴两种政策的优势互补机制.从生产和加工两个环节补贴的空间效益来看,青贮玉米与籽粒玉米在畜牧业投入上的竞争关系使作物种植过程中水土资源要素投入呈现出空间异质性特征,这与栅格尺度上水土资源要素作为农产品成本的占比以及要素供给和替代弹性差异直接相关.该研究为制定合理的水土资源配置方案与农业发展政策,实现流域水-生态-经济协同发展提供了科学依据.