西部牧区水草畜平衡与水资源优化配置

本书深入介绍我国西部典型牧区（包括肃南牧区、乌兰牧区和鄂托克牧区）的水草资源承载力及水草畜平衡机制，通过详尽的气候变化分析、生态需水量计算、灌溉需求评估及种植结构优化，构建一套科学的水草资源承载力评估与优化体系。运用系统动力学模型，模拟并提出针对不同生态类型区的最优水资源管理和草地利用方案，旨在实现水草畜系统的平衡与可持续发展。本书研究成果对于促进西部牧区水资源合理配置、草地生态保护与恢复、畜牧业可持续发展具有重要参考价值。

本书适合草原生态、水资源管理及农业经济等领域的专家学者参考，可为政策制定者提供决策依据，对农牧业从业者具有实际的指导意义。

前言

第1章绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2研究进展3

1.2.1草地生态保护的研究进展3

1.2.2水草资源承载力的研究进展4

1.2.3水草畜平衡的研究进展9

1.2.4水资源优化配置的研究进展10

1.3现阶段亟待解决的问题12

参考文献13

第2章研究区概况18

2.1肃南牧区概况18

2.1.1自然地理与社会经济19

2.1.2水资源开发利用特征20

2.1.3牧草资源开发利用特征20

2.2乌兰牧区概况21

2.2.1自然地理与社会经济21

2.2.2水资源开发利用特征22

2.2.3牧草资源开发利用特征23

2.3鄂托克牧区概况23

2.3.1自然地理与社会经济24

2.3.2水资源开发利用特征24

2.3.3牧草资源开发利用特征25

第3章西部牧区气候变化特征27

3.1气象数据收集与处理方法27

3.1.1气象数据收集27

3.1.2数据处理方法28

3.2气候要素的时间变化趋势29

3.2.1气候变化趋势29

3.2.2植被生长季气候变化趋势34

3.2.3植被关键生长期气候变化趋势36

3.3气候要素的空间分布特征37

3.4本章小结38

参考文献39

第4章参考作物蒸散量时空变化及驱动力分析41

4.1研究方法41

4.1.1Penman-Monteith公式41

4.1.2参考作物蒸散量敏感性分析43

4.2参考作物蒸散量时空变化44

4.2.1参考作物蒸散量的空间分布44

4.2.2参考作物蒸散量的变化趋势45

4.3参考作物蒸散量变化的驱动力分析46

4.3.1参考作物蒸散量对气候因子的敏感性分析46

4.3.2参考作物蒸散量变化的归因性分析48

4.4本章小结50

参考文献50

第5章西部典型牧区天然草地生态需水量研究52

5.1研究方法52

5.1.1水文年型的确定52

5.1.2植被生态需水定额计算方法53

5.1.3植被生态缺水定额计算方法55

5.1.4水分盈亏指数56

5.2天然草地生态需水定额参数56

5.2.1鄂托克牧区56

5.2.2乌兰牧区62

5.3天然草地生态需水量66

5.3.1干旱风沙牧区66

5.3.2高寒荒漠牧区70

5.4本章小结74

参考文献74

第6章西部典型牧区人工草地作物灌溉需水定额研究77

6.1研究方法77

6.1.1作物需水定额计算方法77

6.1.2灌溉需水定额计算方法79

6.1.3需水强度79

6.2人工草地需水定额计算参数的确定79

6.2.1作物系数79

6.2.2土壤水分修正系数82

6.3人工草地作物灌溉需水定额计算82

6.3.1不同人工草地的作物需水定额82

6.3.2作物灌溉定额87

6.4本章小结88

参考文献88

第7章西部典型牧区人工草地种植结构优化90

7.1人工草地种植结构优化基本思路90

7.2种植结构优化模型构建90

7.2.1决策变量90

7.2.2目标函数91

7.2.3干旱风沙牧区约束条件和模型参数91

7.2.4高寒荒漠牧区约束条件和模型取值94

7.3西部典型牧区人工草地种植结构优化模型求解96

7.3.1模型求解96

7.3.2干旱风沙牧区人工草地种植结构优化方案96

7.3.3高寒荒漠牧区人工草地种植结构优化方案98

7.4本章小结99

参考文献100

第8章基于生态保护的高寒荒漠牧区草地资源承载力评价101

8.1研究方法101

8.1.1数据标准化处理方法101

8.1.2层次分析法102

8.1.3熵权法104

8.1.4综合权重确定105

8.1.5TOPSIS综合评价法106

8.1.6障碍因子诊断模型107

8.2草地资源承载力评价指标体系构建108

8.2.1草地牧区生态保护实现途径108

8.2.2草地资源承载力影响因素110

8.2.3指标选取原则111

8.2.4评价指标体系构建112

8.2.5指标数据整理与标准化处理112

8.3草地资源承载力评价分析115

8.3.1评价指标权重确定115

8.3.2评价指标赋权115

8.3.3正理想解、负理想解确定122

8.3.4贴近度计算124

8.3.5承载力评价结果分析124

8.4草地资源承载力障碍因子辨识及发展对策126

8.4.1草地资源承载力障碍因子诊断126

8.4.2草地资源承载力障碍因子分析128

8.4.3促进牧区草原生态保护和畜牧业高质量发展的对策建议131

8.5本章小结133

参考文献133

第9章基于系统动力学的西部典型牧区水草资源承载力研究135

9.1水草资源承载力评价指标体系135

9.1.1水草资源承载力评价指标体系构建135

9.1.2水草资源承载力评价指标权重确定137

9.2水草资源承载力系统动力学模型构建139

9.2.1系统动力学概述140

9.2.2乌兰牧区系统动力学模型搭建141

9.2.3鄂托克牧区系统动力学模型搭建147

9.3乌兰牧区水草资源承载力模拟155

9.3.1模拟方案设置155

9.3.2参数选取156

9.3.3模拟结果分析161

9.4鄂托克牧区水草资源承载力模拟173

9.4.1模拟方案设置173

9.4.2模拟结果分析176

9.4.3最优方案选取200

9.5本章小结203

参考文献204

第10章西部典型牧区水草畜系统的过程平衡研究205

10.1水草畜系统平衡机制205

10.1.1牧区水草畜系统的循环逻辑205

10.1.2牧区水草畜系统的平衡框架207

10.1.3水草畜系统平衡思路209

10.2西部典型牧区需草和产草的过程平衡209

10.2.1季节轮牧牧区需草和产草的过程平衡210

10.2.2季节禁牧牧区需草和产草的过程平衡210

10.3西部典型牧区水草畜系统平衡模型构建210

10.3.1目标函数210

10.3.2约束条件211

10.3.3模型求解213

10.3.4参数选取215

10.4西部典型牧区水草畜系统平衡分析218

10.4.1牧区载畜能力分析218

10.4.2牧区水草畜系统平衡评价体系建立223

10.4.3牧区水草畜系统平衡分析228

10.5西部典型牧区水草畜系统载畜能力选择230

10.6西部典型牧区水草畜平衡关键场分析232

10.7本章小结236

参考文献236

第11章基于生态保护的西部典型牧区水草资源优化配置238

11.1典型牧区水草资源优化配置的思路和原则238

11.1.1配置思路238

11.1.2配置原则239

11.2水草资源优化配置模型构建240

11.2.1目标函数240

11.2.2约束条件241

11.2.3NSGA-Ⅱ算法243

11.2.4基于组合赋权TOPSIS模型的配置方案优选245

11.2.5参数选取247

11.3西部典型牧区水草优化配置分析251

11.3.1基于Pareto解的最优配置方案选择251

11.3.2牧区水草资源优化配置结果分析258

11.3.3牧区草牧业发展中的天然草利用陷阱267

11.4本章小结268

参考文献269