本书围绕华北地区水资源严重短缺、农业周年高产难以持续、水肥利用效率低、农业灾害多发频发、农业竞争力低等区域问题,系统分析了华北地区农业节水潜力、水资源及水生态环境承载能力,在保障华北地区粮食安全和绿色发展的视角下,提出了该地区种植业-养殖业结构调整与绿色循环农业发展战略,以及绿色节水背景下食物安全可持续发展战略及适水种植策略。
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前言
第一章 绪论 1
第一节 食物安全与可持续发展的内涵和趋势 1
一、国际上食物安全的概念与内涵 1
二、国际食物安全形势 2
三、国际农业可持续发展趋势 3
四、中国农业发展的新常态 5
第二节 水资源短缺条件下华北地区农业发展的成就与面临的主要问题 8
一、水资源短缺条件下华北地区农业取得的巨大成就 8
二、华北地区水资源短缺条件下农业发展面临的主要问题 9
第三节 华北地区食物安全可持续发展战略研究的目标与任务 11
第二章 华北地区农村社会经济发展状况分析 13
第一节 华北地区国民经济发展及农业地位状况 13
一、华北地区的国民经济发展 13
二、华北地区的农业地位 15
第二节 华北地区农村人口和农业劳动力变化状况 16
一、华北地区农村人口变化状况 16
二、华北地区农业劳动力变化状况 18
第三节 华北地区农业劳动生产率与农业生产效益分析 18
一、华北地区农业劳动生产率状况 18
二、华北地区农业生产效益状况 20
第四节 华北地区农村居民生活水平状况分析 21
一、华北地区农村居民收支水平变化情况 21
二、华北地区农村居民食物产需平衡状况 22
第三章 华北地区农业发展与种养结构状况分析 25
第一节 华北地区农业结构变化趋势 25
第二节 华北地区农业种养结构分析 26
一、种植业 26
二、养殖业 30
第三节 华北地区粮食生产的物能投入 31
一、化肥 31
二、农药 35
三、农业机械总动力 36
四、农用柴油 38
第四节 华北地区农业废弃物产生情况 39
一、种植业产生的秸秆量动态变化 39
二、畜禽养殖业产生的粪便量变化 40
第四章 华北地区农业水土资源利用状况分析 44
第一节 华北地区水资源量的变化状况 44
第二节 华北地区广义农业可用水量 47
第三节 华北地区农业水资源利用历史和现状 50
一、农业用水总量变化 50
二、农田灌溉面积和用水状况 51
三、土地利用变化对地下水的影响 53
四、华北粮食生产中“绿水”和“蓝水”的贡献率 54
五、全国及华北地区粮食生产耗水和水分生产力 54
第四节 华北地区地下水时空变化特征 56
第五节 华北地区土地利用及土壤质量现状 57
一、土地利用现状 57
二、土壤质量现状 59
第六节 华北地区水土资源时空匹配分析 62
第五章 华北地区农业水资源承载力研究 63
第一节 农业水资源承载力的定义 63
第二节 农业水资源承载力的量化表达形式 63
第三节 华北地区农业水资源承载力的评价指标体系 64
一、评价指标体系建立的原则 64
二、评价指标体系的设计与分级 64
第四节 华北地区农业水资源承载力的评价 67
一、基于模糊综合评价法的省级农业水资源承载力评价 67
二、基于主成分分析的华北五省(市)农业水资源承载力评价 69
第五节 未来不同供水情景下华北地区农业发展规模预测 71
一、华北五省(市)供水量预测 71
二、农业可利用的灌溉水资源量分析 74
三、可承载的有效灌溉面积 79
四、可承载的粮食产量 80
五、可承载的人口规模 80
六、可承载的牲畜规模 81
第六章 新时期华北地区农业发展的趋势与功能定位 82
第一节 华北地区农业发展的新趋势 82
第二节 华北地区食物安全需求分析 82
一、测算方法及数据说明 82
二、测算结果及分析 82
第三节 京津冀一体化背景下华北地区农业功能的再定位 85
一、农产品供给功能:强化农业基础地位,发展绿色优质安全农产品,推进农业供给侧改革 85
二、生态调节 服务功能:立足资源可承载能力、环境可容纳能力及和谐宜居城市需求,构建资源节约和环境友好的绿色农业生产模式 86
三、生活服务与产业融合发展:打造秀美田园乡村,推进一二三产业及城市郊区共融,打造具有地域特色的现代都市农业 87
四、科技引领与辐射带动:放大农业科技创新、应用、扩散效应,使华北地区成为国家现代农业发展的样板区和农业科技创新的引领区 87
第四节 新时期华北地区农业发展的总体目标与宏观布局 88
一、总体目标 88
二、宏观布局 88
第七章 华北地区水资源短缺条件下的适水型农牧结构调整 91
第一节 华北地区水资源短缺条件下的适水农牧产业规模 91
第二节 基于养殖业粪便耕地允许负荷的最大养殖业规模 92
第三节 基于最大养殖业规模的粮食与饲料作物比例 93
第四节 适水型绿色循环种养结构优化 93
第八章 华北地区水资源短缺条件下节水型种植结构与模式优化 95
第一节 不同种植制度的水分消耗特点及节水效应评价 95
一、不同轮作制度的水肥消耗特点及节水效益评价 95
二、冬小麦-夏玉米减熟制节水效果 100
第二节 不同栽培模式的水分消耗特点及节水效应评价 100
第三节 冬小麦 -夏玉米节水技术模式的节水效应评价 104
一、冬小麦-夏玉米不同灌溉模式的节水效应 104
二、冬小麦-夏玉米小定额灌溉技术模式的节水效应 106
三、冬小麦-夏玉米综合节水模式的节水效应 109
第四节 华北地区粮食作物节水潜力研究 112
一、现状水分利用效率 112
二、维持现状产量下水分利用效率提升的节水潜力 113
三、“稳夏增秋”策略节约灌溉水潜力 113
第五节水资源安全下华北地区耕地利用控制 115
一、严重超采区耕地利用控制对地下水影响的模拟 115
二、水资源安全下的粮食可持续产量 115
第六节 华北水资源短缺条件下的节水型种植结构优化 118
第七节 华北地区不同区域农艺节水模式的优化选择 119
一、河北山前平原冬小麦-夏玉米节水模式优选 119
二、河北低平原冬小麦-夏玉米节水模式优选 121
第八节 华北地区农业节水灌溉技术模式选择 125
第九章 华北地区小麦生产及调整可行性研究 127
第一节 华北地区小麦供求现状分析 127
一、小麦生产发展分析 127
二、小麦消费发展分析 128
第二节 中长期我国小麦供求预测 129
一、国内机构预测 129
二、国际机构预测 130
第三节 未来国内外小麦供给能力分析 131
一、未来我国小麦增产优势区域分析 131
二、未来国际市场小麦供给能力分析 132
第四节 未来华北地区小麦生产模式选择 133
一、退耕 133
二、一年一熟制 133
三、两年三熟制 134
四、以油葵替代小麦 134
五、雨养模式 134
六、灌溉一水 134
第十章 华北地区食物安全可持续发展战略 135
第一节 抓住适水发展主线 136
一、内涵 136
二、具体内容 136
三、措施建议 137
第二节 依靠科技创新和政策与制度创新双轮驱动 138
一、内涵 138
二、主要内容 139
三、措施建议 141
第三节 突出五大战略重点 142
一、节水提质增效 142
二、耕地功能拓展 145
三、农业供给侧结构性调整 148
四、绿色循环发展 149
五、产业竞争力提升 152
第四节 优化布局八大战略工程 154
一、华北超采区地下水监控工程 154
二、首都水源涵养区生态建设工程 155
三、大清河流域山水林田湖综合整治工程 158
四、冬小麦提质增效工程 161
五、华北种养业绿色升级工程 163
六、名优产品标准化与品牌化建设工程 164
七、京津冀都市圈现代农业工程 166
八、中关村国家现代农业科技创新中心建设工程 168
第十一章 关于京津冀一体化背景下地下水严重超采区发展适水农业的建议 171
参考文献 174