前言

水是人类赖以生存和发展的重要战略性自然资源，是构成环境的基本要素，是维系社会进步和人类文明的重要物质基础。随着我国人口数量的不断增加和社会经济的快速发展，人类对水资源的开发力度日益加剧，由此产生的各种污染物（或污染因素）进入环境，超过了环境容量的容许极限，使环境受到污染和破坏，引发了一系列环境问题，如水土流失、水环境污染、生态环境质量恶化等问题，直接威胁国家和区域的粮食生产安全。因此，水资源的可持续利用是支撑社会经济可持续发展和生态环境健康的基本保障。

面对水资源的日益紧缺、水资源供需矛盾的日益突出，三江平原水资源开发问题引起了相关学者的广泛关注。作为黑龙江省粮食生产核心区与国家重点湿地生态功能区，年粮食生产能力超过150亿kg，商品粮率高达80%以上。首先，长期以来，三江平原由于工程调蓄能力弱，地表水利用率不高，农业灌溉主要以开发地下水为主，井灌水田比例高达80%以上；其次，三江平原水利配套设施不完善，设计标准低，中低产田比例达到60%左右；同时，三江平原长期大面积开垦沼泽湿地、林地和草地，盲目开发、“重垦轻治”；另外，为了追求增产，三江平原农民长期过量、不合理地施用化肥、农药。在三江平原高强度农业开发的影响下，已经诱发了地下水位下降、水环境恶化、水土流失加剧、湿地生态功能退化等严重问题。为此，本书以黑龙江省三江平原为研究区域，以实现水资源高效利用为目的，以资源可持续发展为指导思想，以系统工程理论为研究方法，以大田试验和广泛的实地调研为研究手段，研究三江平原水资源开发的环境效益及调控机理，提出三江平原水资源生态补偿机制，为该地区生态环境的保护和粮食综合生产能力的提高提供理论依据和技术支撑。

全书共分十一章，第一章介绍了研究区域三江平原的自然概况、社会经济、水资源开发利用现状以及水资源开发利用中存在的问题，由付强、李天霄负责撰写；第二章介绍了三江平原水资源时空分布研究方法与理论，降水量、地表水、地下水和水资源总量时空分布规律，由李铁男、邢贞相、刘东负责撰写；第三章主要通过大田试验，全面研究了三江平原农业灌溉需水规律及灌溉用水特征，由郎景波、李铁男负责撰写；第四章研究了三江平原水资源供需平衡分析，由付强、李天霄负责撰写；第五章介绍了三江平原现状年和规划水平年水资源调配工程优化布局模式，由李想、刘东负责撰写；第六章采用复杂适应系统理论，构建了三江平原水土资源优化配置模型，并对所构建的模型进行了验证，提出了三江平原水土资源优化配置模式，由付强、郎景波负责撰写；第七章从宏观和微观的角度，构建了三江平原农业水土资源承载力评价模型，并对三江平原农业水土资源承载力进行了评价，由付强、刘东、李天霄负责撰写；第八章运用复杂适应系统理论和熵理论构建了三江平原水安全系统评价模型，并对建三江分局的水安全系统进行了评价，由任永泰、付强负责撰写；第九章从水资源开发对生态环境影响的概念入手，全面分析了三江平原水资源开发的环境效应，在此基础上建立了三江平原水资源开发对生态环境影响的评价指标体系和评价模型，实现了三江平原生态系统健康综合评价，由王子龙、付强负责撰写；第十章采用可变模糊优选模型、投影寻踪模型研究了区域人类活动对地下水资源系统的影响程度，由刘东、李铁男负责撰写；第十一章从水资源生态补偿的理论入手，通过对流域生态系统服务价值评价、水资源生态价值和补偿量计算，提出了三江平原生态补偿运行和保障机制，由周延、付强负责撰写。

本书是蓍者近几年来对三江平原研究工作的总结，针对研究区域水资源开发利用中存在的诸多问题，以及水资源开发的环境效应，通过大量的数据调研和大田试验，采用多种数学方法进行建模和求解，为该领域研究提供了新的研究思路与研究模式。本书的研究成果可以为三江平原水土资源高效利用、粮食生产、水资源调配工程优化布局、生态环境保护等提供技术支撑，研究思路可供其他地区同类研究参考与借鉴。本书可为广大在读研究生、科研工作者解决农业实际问题提供参考。

在本书编写过程中，蓍者参阅、借鉴了大量国内外学者的有关论著，吸收了同行们的辛勤劳动成果，并从中得到了很大的教益和启发，在此向各位作者表示衷心感谢。另外，本书编写工作的顺利完成还得到了东北农业大学成琨、任守德、蒋睿奇等同志的大力协助，在此表示真诚的谢意。

由于本书是对三江平原水资源开发环境效应及调控机理研究的一次大胆尝试，加之编者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，恳请同行专家和广大读者多提宝贵意见，给予批评指正，我们将在今后的研究工作中加以改进。

注：本书得到水利部公益性行业专项科研经费项目（No．201301096）、国家自然科学基金（No．51179032、No．51479032、No．51579044）、黑龙江省杰出青年基金（No．JC201402）、黑龙江省高校长江学者后备支持计划项目、黑龙江省水利科技项目（No．201318、No．201501、No．201503）的联合资助。

著者

2015年12月