在缺水地区,除了节水灌溉技术、节水栽培技术之外,调整种植结构也是农业节水的一项重要技术措施。水资源约束条件下的作物种植结构调整是个复杂的系统工程,不仅要考虑水资源的时空分布规律和作物本身需水、缺水规律,还必须结合市场和社会的需求特点,统筹经济、社会及生态三大目标,进行区域节水型种植结构的优化设计。本文从结构调整节水的基础理论研究出发,针对种植业系统中存在的模糊性特点,建立了区域节水型种植结构的多目标模糊优化模型与方法,为水资源约束型地区的种植业可持续发展研究提供了重要的理论与方法基础。主要研究进展和成果如下: 1.本文在系统总结节水型种植结构的特征和相关理论的基础上,重点分析了影响区域节水型种植结构形成和发展的水资源丰欠度、消费需求、其它节水技术供给、农用水价格、小型水利工程产权、经济能力和产业政策等七个主导因素及其作用机制。同时分析提出通过选择耗水量低的作物种类或品种、选择适当的种植制度、选择高收益作物或具有延伸产业链可能的作物等调整种植结构实现节水的基本途径。 2.从水资源可持续利用的观点出发,全面考虑区域社会、经济、环境协调发展,针对区域内多作物间争水问题和合理种植面积确定问题,构建了区域节水型种植结构调整的多目标模糊优化模型,克服了以往模型研究中存在的只注重经济效益而忽视社会和生态效益的局限性。 3.本文将建立的节水型种植结构多目标模糊优化模型应用于水资源严重短缺的华北地区进行实证研究。通过对该区种植结构调整的定量分析运算,提出了该区2010年和2030年的节水型种植结构优化调整方案,该方案重点压缩了高耗水作物种植比例,扩大了低耗水作物种植比例,其整体功能显著增强。