我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動格局形成機理與維持機制.pdf

1、糧食安全和水安全一直是關系國計民生的重大問題，虛擬水概念的提出為解決區(qū)域水資源安全與糧食安全提供了新思路。但區(qū)域間持續(xù)的虛擬水貿(mào)易已對區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了不良影響，為解決這些問題，需要對虛擬水流動格局的形成機理與維持機制進行深入系統(tǒng)的分析，以期為合理應用虛擬水貿(mào)易解決我國水資源危機和糧食安全危機提供科學指導。
　　本文以我國主要農(nóng)產(chǎn)品（稻谷、小麥、玉米）的虛擬水流動格局為研究對象，主要以比較優(yōu)勢理論、自然資源重建理論、資源

2、流動理論和資源替代理論等為理論基礎，按照格局、結構、過程和機理的地理學研究思路，借鑒生態(tài)學、經(jīng)濟學、水文學等學科，主要以數(shù)學模型分析、解釋模型分析和GIS空間分析等定量研究方法為主，以及定性和定量相結合、理論分析與實證研究相結合的研究手段，對我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動格局及其形成機理、穩(wěn)定性和維持機制展開系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容為:
　　構建我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流量關系矩陣，并對其進行成因分析。本部分內(nèi)容為全文的研究基礎。首先，本文將

3、我國31個省市自治區(qū)（不含港、澳、臺）劃分為八大區(qū)域:東北（內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江）、華北（北京、天津、山西）、黃淮海（河北、河南、山東、安徽）、西北（陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆）、東南（上海、浙江、福建）、長江中下游（江蘇、江西、湖北、湖南）、華南（廣東、廣西、海南）和西南（四川、貴州、云南、西藏）。在此基礎上構建了我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動格局矩陣，并估算了虛擬水進、出口量，結果表明:我國糧食對外貿(mào)易中虛擬水凈調(diào)入量逐年增加，這

4、主要是受大豆的影響。1999-2010年12年間我國區(qū)際間虛擬水流向主要是從北方流向南方地區(qū)，2007年輸出量達到最大值313.3×108m3，最小值在2003年為172.4×108m3;在八大區(qū)域中，東北、黃淮海、長江中下游地區(qū)為我國虛擬水凈調(diào)出區(qū)，黃淮海地區(qū)調(diào)出量增幅最大，其他五大區(qū)域為虛擬水凈調(diào)入?yún)^(qū)，其中華南和東南為主要的凈流入?yún)^(qū)。通過對虛擬水流動格局的分析顯示:虛擬水貿(mào)易理論在我國并不完全適用，為保障國家糧食安全、水資源安全與政

5、治安全，應立足本國糧食的自給自足，采取有效的措施保障現(xiàn)有的虛擬水流動格局。
　　運用改進的空間偏離-份額模型分析我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水總量變化的時空演變特征。為探究虛擬水流動格局的形成機理，本文構建基于國家分量、區(qū)域結構分量、鄰區(qū)空間結構分量、區(qū)域空間效應分量和鄰區(qū)效應分量的空間偏離-份額模型，對1999-2010年間我國各地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水總量變化進行分解分析，結果表明:區(qū)域主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量的增減不但與本區(qū)域農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結構

6、和農(nóng)業(yè)競爭力優(yōu)勢有關，還與鄰區(qū)的農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結構和農(nóng)業(yè)競爭力優(yōu)勢有關;并進一步劃分了各地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量的變化類型;采用最小方差法將中國31個行政區(qū)確定為五種影響類型:單因素主導型、雙因素主導型、三因素主導型、四因素主導型和五因素主導型。由此可以看出虛擬水含量的規(guī)模、結構和效應都在影響著虛擬水的流動格局，但并不是影響虛擬水流動的唯一因素，虛擬水流動格局的形成應是多因素的綜合作用結果。
　　運用PLS模型定量化研究我國虛擬水流

7、動格局形成機理。在虛擬水流動格局和虛擬水量時空演變的研究基礎上，為更加準確的研究虛擬水流動格局的形成機理，采用PLS模型對其進行定量化研究，從人口、農(nóng)業(yè)資源、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、科技和文化、交通及虛擬水增量等七個方面對我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動格局的形成機理進行分析，研究結果表明:人口通過農(nóng)業(yè)資源影響虛擬水增量進而影響虛擬水的流動;經(jīng)濟主要是通過交通及技術和文化影響虛擬水的流動;虛擬水流動會反作用于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。由此進一步證明，虛擬水流動

8、格局的形成是受多因素共同作用的結果。
　　引入生態(tài)網(wǎng)絡安全概念構建虛擬水流動格局網(wǎng)絡穩(wěn)定性模型并分析其可持續(xù)性。虛擬水流動格局的形成是受國家政策等多因素共同作用的結果，因此，在未來一段時間內(nèi)虛擬水流動格局不會有大的變化，為保證虛擬水流動格局的穩(wěn)定性，引入生態(tài)網(wǎng)絡安全系統(tǒng)相關概念，構建虛擬水流動格局網(wǎng)絡穩(wěn)定性模型，結果表明:1999年-2010年間，虛擬水流動格局網(wǎng)絡系統(tǒng)的信道數(shù)目減少，并且信道容量在逐年降低;系統(tǒng)聚合度和系統(tǒng)冗余度

9、亦呈波動降低趨勢;系統(tǒng)網(wǎng)絡使用率呈現(xiàn)降低趨勢;系統(tǒng)網(wǎng)絡空閑率呈增加趨勢;網(wǎng)絡系統(tǒng)指標表明我國區(qū)際間主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動形成的網(wǎng)絡系統(tǒng)的穩(wěn)定性逐年降低。最后，從生態(tài)網(wǎng)絡安全角度分析虛擬水戰(zhàn)略在我國的適用性，提出南水北調(diào)、生態(tài)補償?shù)扔行Т胧ＷC虛擬水流動格局的穩(wěn)定性。
　　構建基于虛擬水流動格局的區(qū)際間農(nóng)業(yè)生態(tài)補償橫向轉移支付模型，初步解決了農(nóng)業(yè)生態(tài)補償標準模糊和補償主客體不明確的問題。農(nóng)業(yè)生態(tài)補償研究旨在解決農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的可

10、持續(xù)性問題。通過借鑒國內(nèi)外研究成果，提出了農(nóng)業(yè)生態(tài)補償機制框架。為解決補償標準模糊和補償主客體不明確的問題，引入虛擬水理論，將虛擬水作為農(nóng)業(yè)生態(tài)補償?shù)妮d體，構建了區(qū)際間農(nóng)業(yè)生態(tài)補償橫向轉移支付模型，并形成了基于虛擬水流動格局的農(nóng)業(yè)生態(tài)補償思路，以全國為例，得出以下結論:八大區(qū)域中東南地區(qū)和華南地區(qū)僅是補償主體，而其他區(qū)域既是補償主體又是補償客體;并計算出了相應的補償金額。
　　研究虛擬水與水資源承載力的關系。引入虛擬水作為評價華北