基于水—能—粮关联关系的粮食主产区农业种植结构优化研究——以吉林省为例

[目的]通过调整农业种植结构,优化水资源、能源及土地资源配置,在生态优先绿色发展的要求下实现区域粮食生产目标。[方法]文章选取吉林省为研究区域,采用水足迹模型和能耗核算模型解析主要农作物的耗水及耗能特点,并以区域的经济和生态效益为目标,构建以土地资源、水资源、能源、粮食安全、农业政策作为约束条件的多目标规划模型对种植结构进行优化。[结果]（1）不同农作物的水足迹、能耗结构以及资源利用效率存在显著差异。（2）优化后的耕种总面积略有增加,玉米种植面积比例明显下降,小麦和烤烟种植面积比例基本稳定,其余作物种植面积比例均有不同程度的上升。（3）优化后各类效益均有明显提升,其中水足迹减少5.02%,能耗减少5.96%,生物质能增长26.14%,粮食产量增加5.27%,经济效益提高34.38%,生态效益提高18.69%。[结论]充分考虑农业种植中水、能源和粮食的关联关系以及内外部的多种约束条件,在保障各类作物的最低产量前提下,优先发展低耗水、低耗能、低污染、高收益的作物,提高资源利用效率的同时改善区域农业生产的经济收益和生态效益,实现区域农业的可持续发展。