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

1、糧食安全和水安全一直是關(guān)系國計(jì)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(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了不良影響，為解決這些問題，需要對(duì)虛擬水流動(dòng)格局的形成機(jī)理與維持機(jī)制進(jìn)行深入系統(tǒng)的分析，以期為合理應(yīng)用虛擬水貿(mào)易解決我國水資源危機(jī)和糧食安全危機(jī)提供科學(xué)指導(dǎo)。
　　本文以我國主要農(nóng)產(chǎn)品（稻谷、小麥、玉米）的虛擬水流動(dòng)格局為研究對(duì)象，主要以比較優(yōu)勢(shì)理論、自然資源重建理論、資源

2、流動(dòng)理論和資源替代理論等為理論基礎(chǔ)，按照格局、結(jié)構(gòu)、過程和機(jī)理的地理學(xué)研究思路，借鑒生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科，主要以數(shù)學(xué)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(jié)合、理論分析與實(shí)證研究相結(jié)合的研究手段，對(duì)我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動(dòng)格局及其形成機(jī)理、穩(wěn)定性和維持機(jī)制展開系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容為:
　　構(gòu)建我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流量關(guān)系矩陣，并對(duì)其進(jìn)行成因分析。本部分內(nèi)容為全文的研究基礎(chǔ)。首先，本文將

3、我國31個(gè)省市自治區(qū)（不含港、澳、臺(tái)）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(chǔ)上構(gòu)建了我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動(dòng)格局矩陣，并估算了虛擬水進(jìn)、出口量，結(jié)果表明:我國糧食對(duì)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(dá)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?yàn)樘摂M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(duì)虛擬水流動(dòng)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(yīng)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(dòng)格局。
　　運(yùn)用改進(jìn)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(shí)空演變特征。為探究虛擬水流動(dòng)格局的形成機(jī)理，本文構(gòu)建基于國家分量、區(qū)域結(jié)構(gòu)分量、鄰區(qū)空間結(jié)構(gòu)分量、區(qū)域空間效應(yīng)分量和鄰區(qū)效應(yīng)分量的空間偏離-份額模型，對(duì)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(jìn)行分解分析，結(jié)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(jié)構(gòu)

6、和農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)有關(guān)，還與鄰區(qū)的農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)有關(guān);并進(jìn)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(gè)行政區(qū)確定為五種影響類型:單因素主導(dǎo)型、雙因素主導(dǎo)型、三因素主導(dǎo)型、四因素主導(dǎo)型和五因素主導(dǎo)型。由此可以看出虛擬水含量的規(guī)模、結(jié)構(gòu)和效應(yīng)都在影響著虛擬水的流動(dòng)格局，但并不是影響虛擬水流動(dòng)的唯一因素，虛擬水流動(dòng)格局的形成應(yīng)是多因素的綜合作用結(jié)果。
　　運(yùn)用PLS模型定量化研究我國虛擬水流

7、動(dòng)格局形成機(jī)理。在虛擬水流動(dòng)格局和虛擬水量時(shí)空演變的研究基礎(chǔ)上，為更加準(zhǔn)確的研究虛擬水流動(dòng)格局的形成機(jī)理，采用PLS模型對(duì)其進(jìn)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(jì)、科技和文化、交通及虛擬水增量等七個(gè)方面對(duì)我國主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動(dòng)格局的形成機(jī)理進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明:人口通過農(nóng)業(yè)資源影響虛擬水增量進(jìn)而影響虛擬水的流動(dòng);經(jīng)濟(jì)主要是通過交通及技術(shù)和文化影響虛擬水的流動(dòng);虛擬水流動(dòng)會(huì)反作用于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。由此進(jìn)一步證明，虛擬水流動(dòng)

8、格局的形成是受多因素共同作用的結(jié)果。
　　引入生態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全概念構(gòu)建虛擬水流動(dòng)格局網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性模型并分析其可持續(xù)性。虛擬水流動(dòng)格局的形成是受國家政策等多因素共同作用的結(jié)果，因此，在未來一段時(shí)間內(nèi)虛擬水流動(dòng)格局不會(huì)有大的變化，為保證虛擬水流動(dòng)格局的穩(wěn)定性，引入生態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)相關(guān)概念，構(gòu)建虛擬水流動(dòng)格局網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性模型，結(jié)果表明:1999年-2010年間，虛擬水流動(dòng)格局網(wǎng)絡(luò)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(dòng)降低趨勢(shì);系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)使用率呈現(xiàn)降低趨勢(shì);系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)空閑率呈增加趨勢(shì);網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)指標(biāo)表明我國區(qū)際間主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水流動(dòng)形成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性逐年降低。最后，從生態(tài)網(wǎng)絡(luò)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(bǔ)償?shù)扔行Т胧?huì)保證虛擬水流動(dòng)格局的穩(wěn)定性。
　　構(gòu)建基于虛擬水流動(dòng)格局的區(qū)際間農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償橫向轉(zhuǎn)移支付模型，初步解決了農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模糊和補(bǔ)償主客體不明確的問題。農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)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(bǔ)償機(jī)制框架。為解決補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模糊和補(bǔ)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(bǔ)償?shù)妮d體，構(gòu)建了區(qū)際間農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償橫向轉(zhuǎn)移支付模型，并形成了基于虛擬水流動(dòng)格局的農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償思路，以全國為例，得出以下結(jié)論:八大區(qū)域中東南地區(qū)和華南地區(qū)僅是補(bǔ)償主體，而其他區(qū)域既是補(bǔ)償主體又是補(bǔ)償客體;并計(jì)算出了相應(yīng)的補(bǔ)償金額。
　　研究虛擬水與水資源承載力的關(guān)系。引入虛擬水作為評(píng)價(jià)華北