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经济-水足迹-碳汇目标下不同水文年农作物种植结构的优化——以山西省和顺县为例
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作者 陆晓蓝 李永强 +4 位作者 郭青霞 申永恒 贾一堃 韦月涵 张浚哲 《生态学报》 北大核心 2025年第13期6194-6206,共13页
气候变化、水资源短缺及耕地分配不合理对粮食生产影响显著。调整作物种植结构对增强区域粮食安全、生态保护和促进农业可持续发展至关重要。以山西省和顺县为例,构建基于经济、作物水足迹和农田碳汇的多目标优化模型,旨在实现最小化作... 气候变化、水资源短缺及耕地分配不合理对粮食生产影响显著。调整作物种植结构对增强区域粮食安全、生态保护和促进农业可持续发展至关重要。以山西省和顺县为例,构建基于经济、作物水足迹和农田碳汇的多目标优化模型,旨在实现最小化作物水足迹、最大化净经济收益和农田净碳汇,使用遗传算法Ⅱ求解获得不同水文年份的种植面积优化方案。研究结果显示,优化后三种水文年(丰水年、平水年和枯水年)区域净收益均有所增加,总净收益分别增长了17.76%、44.06%和87.79%;农田净碳汇分别提升5.85%、9.74%和12.46%。具体而言,在丰水年,玉米和高粱的种植面积显著增加;在枯水年,玉米和谷子的种植面积增加最多;在平水年,则是豆类和其他谷物的种植面积增加最大;薯类作物经过优化后的种植面积均有所减少。因此,降水量大区域可适当降低旱作物种植比例,降雨量小区域则适当增加旱作物种植比例。模型结果表明,可以在保持经济效益的同时,提高土壤碳储量和减少水资源消耗,从而提升耕地的综合效益。通过优化作物种植面积,旨在提高粮食安全和生态安全,保障山西省和顺县的农业向更加可持续的方向发展,为对未来进一步探讨作物种植优化研究奠定基础。 展开更多
关键词 作物水足迹 农田碳汇 优化模型 NSGAⅡ 种植结构优化
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