基于能值理论的灌区水土资源生态经济效应定量研究

灌区水土资源可持续利用性分析是农田水利规划、建设和管理的基础，也是水土资源科学调控与管理的重要依据，从复合系统角度考虑水土资源生态经济综合效应的定量研究具有理论和现实意义。本项目以能值理论为基础，从能量的角度对灌区水土资源复合系统的能量转换关系进行分析，建立系统的能值网络图和能值指标体系，计算系统水资源、作物及其它主要生态经济流的能值转换率，分析供水子系统和农业用水子系统的环境压力和生态效率，提出灌区水土资源的生态经济配置模型，以及规划方案的生态经济效果评价方法，以此构建灌区水土资源生态经济效应的能值分析方法体系。通过典型灌区的实例研究，校验和推广所提出的理论方法和模型，为灌区水土资源可持续开发利用决策提供理论依据和方法论支撑。

灌区是促进现代农业发展和保障粮食安全、农村稳定的重要基础设施，也是区域生态环境保护的重要载体，实现灌区水土资源的可持续利用具有重要的意义。灌区水土资源系统是一个自然与人工相结合的复杂的生态经济子系统，对系统的物流、能流和价值流进行统一测度，科学分析水土资源利用的生态经济效应，是科学制定灌区水土资源调控对策的基础。本项目以此为出发点，引入生态经济学的能值理论与方法，以灌区水土资源生态经济效应为主题开展了相关的研究。以灌区水土资源系统为对象，采用能值理论对从灌溉水源取水到田间灌溉农业生产整个过程中能量传递和转化过程进行了分析，建立了不同子系统的能量系统图，提出了包括主要能值指标的灌区水土资源系统能值评估思路；以水资源为对象分析了从水源取水、经输配水到进入田间供作物利用这一整个过程的能量传递和转化过程，计算分析了不同环节和水体的能值转换率，并对水源工程和渠系输配水工程子系统的生态经济效率进行了评估；以灌区农业生产系统为主要对象，研究了不同类型农业子系统能量和物质的投入产出以及转换作用关系，计算分析了各子系统的生态经济效率、主要农产品能值转换率和灌溉水对系统生产的能值贡献度；针对灌区水资源和土地利用配置问题，从资源与环境价值核算和能量分析的角度，在子系统能值分析的基础上，提出了灌区水土资源生态经济配置的能值分析方法；从灌区自身和灌区所在的区域农业系统两个角度，提出了灌区改造项目生态经济效果的能值评估方法。采用问卷调查、现场监测、数据分析等手段，对所提出的理论方法开展了典型灌区实例分析，并对理论方法进一步完善。实例研究表明，所提出的理论方法符合灌区水土资源利用分析的实际，可为灌区水土资源的高效利用与可持续保护提供理论依据和技术支持。