第七届青年地学论坛

       干旱区灌区水资源系统受气候变化、人口增长、农业扩张、生态退化、用水政策等多因素的影响,具有复杂的"水—农业—生态"纽带因果关系,是一个复杂非线性系统。水文、生物物理、生态环境等自然因素与人文、经济、用水政策等社会因素共同决定着灌区水资源系统利用的可持续性。随着近十年以来大规模的农业开发，农业灌溉用水严重挤占生态用水，水资源供需失衡已逐渐导致了区域不同程度的生态退化危机。在气候变化和人类活动的双层影响下，灌区水、农业、生态安全之间的关系愈加复杂，面临的压力和不确定性不断增加。
       灌区水—农业—生态耦合过程需要考虑生态系统服务功能健康来维持其生产力并防止生态退化。通过在优化过程中加入水—农业—生态的协同理念，评估基于水系统服务功能健康约束下的农业-生态可持续联合系统。传统水资源系统方法中缺少对这种复杂纽带耦合关系的约束,同时对复杂因果关系的不确定性模拟能力不足。本文建立了支持基于水资源生态系统服务功能评估的贝叶斯网络模型,选取极端干旱区南疆策勒绿洲灌区为研究区,结合AHP方法量化了“水-农业-生态”的纽带关系，并进行多目标协同优化。结果表明，为实现农业-生态的协同可持续发展，应重点权衡与协调农业生产与生态需水间进行平衡，当农业扩张减小与结构方式变化相对较小时，该系统可实现生态的可持续性。此外，适当牺牲农业用水比例，能够使整个灌区水资源系统实现多种生态系统服务的可持续性。本研究结果可为干旱区灌区水资源安全、生态平衡、社会稳定和支撑丝绸之路经济带建设提供科学依据。
 

灌区；纽带关系；耦合；协同优化