牧区水-土-草-畜平衡调控模型建立与应用

鹿海员，李和平※，王 军，高占义

（1. 流域水循环模拟与调控国家重点实验室 中国水利水电科学研究院，北京 100038；2. 水利部牧区水利科学研究所，呼和浩特 010020；3. 内蒙古人工草地高效节水灌溉技术工程实验室，呼和浩特 010020）

0 引 言

中国牧区占国土面积的45.1%，多处于干旱、半干旱地区，水资源短缺，水土资源不匹配，草畜平衡矛盾突出，草原生态环境十分脆弱。超载过牧和农耕经济蚕食是造成草原生态退化的主要人为因素[1]，经过多年牧区水利发展实践表明，通过建设人工草地增加优质饲草料供给，使天然草地通过禁牧或休牧降低放牧强度，减少牲畜对天然草原的过度采食和践踏，依靠大自然的自我修复能力，可实现天然草地生态保护[2]。而中国牧区干旱少雨，无灌溉则无人工草业，解决因超载过牧引起的草原生态退化问题逐渐由解决草畜平衡问题演变为解决水草畜平衡问题，水土资源不匹配加之农作物种植与饲草料作物种植之间的博弈，解决水草畜平衡问题逐步扩展到解决水-土-草-畜平衡问题[3]。以往水草畜平衡研究主要包括以需定供和以供定需 2种模式，以需定供模式是以牲畜饲养需求确定灌溉人工草地需求，最终确定灌溉人工草地的水资源供给量，该模式适合水资源丰富地区[4]。以供定需模式是以“以水定草、以草定畜”为原则，依据灌溉人工草地可供水量确定灌溉人工草地规模，最终确定牲畜饲养量[5-6]，但灌溉人工草地可供水量多是在扣除了其他行业需水量后而确定，忽略了行业间以及种植业间的优化配置问题。水土草畜平衡研究实质上应是在水资源、土地资源、饲草资源等多种资源优化配置的前提下达到水土草畜平衡，以往的水资源优化配置多是将作物种植和牲畜饲养需求转化为需水量进行优化配置，以达到水资源供需平衡[7-11]；水土资源优化配置多是将水资源作为约束条件进行种植结构及灌溉制度的优化，以达到水土资源平衡[12-16]。但针对广大牧区，这 2种成形的资源配置方式均对草与畜之间的平衡问题考虑不足，尤其欠缺天然草地与人工草地耦合利用条件下的草畜平衡问题研究，即天然草地和人工草地的耦合配置问题[17]。且关于牧区水土草资源开发对天然草原生态影响研究较少，以往研究多以经济效益为目标，以草畜平衡作为约束条件考虑[5,18]，将草地生态效益与经济效益统一考虑的研究甚少。

本文将草地生态服务价值转化为现实可接受的草地生态效益纳入到牧区水-土-草-畜平衡调控过程中，构建牧区水-土-草-畜平衡调控模型，模型将水资源、土地资源和饲草资源（人工饲草与天然饲草）作为相互联系、相互制约的子系统进行大系统优化配置，配置过程中将水土资源开发、畜牧业生产及天然草地生态环境保护统一考虑，以经济效益和生态效益综合效益最大化为目标进行水-土-草-畜平衡调控，采用基于目标排序矩阵评价个体适应度的多目标遗传算法对模型进行求解，为定量化研究牧区水-土-草-畜平衡调控阈值提供一种新的手段。

1 牧区水-土-草-畜平衡调控模型

1.1 技术思路

牧区水-土-草-畜平衡调控的总体目标是在合理保护天然草原生态的前提下使得经济效益与生态效益综合最优。依据水资源、土地资源和草地资源的承载能力，通过有限的水资源在生产、生活、生态各用水户中的合理分配，按照畜牧业生产方式和牧民生存需求合理调整农牧业种植结构，以天然草地与人工草地的可食饲草料产量合理控制牲畜饲养规模，达到牧区水-土-草-畜动态平衡，使大面积的天然草地得以休养生息，恢复和保护草原生态，实现牧区水资源可持续利用、生态环境良性发展和社会经济可持续发展。牧区水-土-草-畜平衡调控技术框架见图1。

图1 牧区水-土-草-畜平衡调控技术框架Fig.1 Water-land-forage-livestock balance regulation technical framework

1.2 决策变量

决策变量包括水资源配置量和经济指标的发展量，具体分为 2大类，一是不同用水行业不同计算时段的水资源分配量；二是工业增加值、各类作物种植面积、牲畜饲养规模等经济指标发展量及天然草原开发利用面积等。

1.3 目标函数

1.3.1 效益最大

以经济效益和生态效益之和最大作为水-土-草-畜平衡调控的效益目标，计算公式见式（1）。

式中F、Fe、Fn分别为总效益、经济效益和生态效益，元。

以经济净效益最大作为水-土-草-畜平衡调控的经济目标，包括农牧业用水净效益和非农牧业用水净效益。经济效益Fe计算公式见式（2）。

式中Fea、Fel和Fei分别为种植业用水净效益、牲畜饲养净效益和非农牧业用水净效益，元。

公式（2）中种植业用水净效益 Fea的计算公式如式（3）所示。

式中Ai为第i类种植作物灌溉面积，hm2；Pi为第i类种植作物单价，元；Yi为第i类种植作物产量，kg/hm2；Ci为第 i类种植作物种植成本，元；b为水价，元/m3；mi为第i类种植作物的毛灌溉定额，m3/hm2。

公式（2）中牲畜饲养净效益Fel的计算公式如式（4）所示。

式中L为牲畜饲养量，标准羊单位；Y为畜产品单价，元/羊单位；ω为牲畜出栏率，%；C为单位牲畜饲养成本，元/羊单位；ml为标准羊饮水定额，L/（d·羊单位）。

公式（2）中非农牧业用水净效益 Fei的计算公式如式（5）所示。

式中 V为工业增加值，元；φ为工业净产值占总产值的比例系数；δ为工业用水效益分摊系数。

以不同草地开发利用程度下的天然草地生态服务价值最大为生态目标。依据放牧对草地生态服务价值影响理论，根据牲畜对天然草地的采食率划分放牧强度，采用不同采食率对应的折算系数确定不同草地开发利用程度的草地生态服务价值。生态效益Fn计算公式如式（6）所示。

式中Anj为第j类天然草场利用面积，hm2；Fnd为动态草地生态服务价值，元；An为天然草场可利用面积，hm2；ξj为第j类天然草场对应采食率下的折算系数。

参考谢高地等[19-21]根据生物量修正的不同草地类型生态系统服务价值单价体系，得到天然状态（无人类干扰）下的静态草地生态服务价值。利用社会发展水平确定人类的相对支付意愿[22-23]，结合天然草地退化程度修正静态草原生态服务价值而得到动态草地生态服务价值Fnd，计算公式如式（7）所示。

式中 h为相对支付意愿，其随社会发展水平的关系可用简化的皮尔生长曲线模型表示；r为天然草地的稀缺程度，用整体草原的退化程度在[0,1]区间内取值；Fns为静态草地生态服务价值，计算公式如式（8）所示。

式中Ank为第k类天然草地类型可利用面积，hm2；Pnk为第k类天然草地类型草原生态服务价值单价，元/hm2。

公式（7）中相对支付意愿h计算公式如式（9）所示。

式中H为h的最大值，表示极富阶段的支付意愿，取值为1；e为自然对数。s为利用恩格尔系数En量化的社会发展水平和人民生活水平[24]，计算公式如式（10）所示。

式中En为恩格尔系数；当s→-∞时，h→0，即社会发展水平和人民生活水平很低，人类对草地生态服务价值支付意愿为 0；当s→+∞时，h→H=1，即社会发展水平和人民生活水平很高，人类对草地生态服务价值的支付意愿为草地生态服务价值的实际值。

1.3.2 供用水优先序

考虑供水水源及用水行业的优先序，引入供水水源优先序系数和行业供水权重系数，以控制水资源在各行业间的分配。供用水优先序G计算公式见式（11）。

式中 Ws(i，j，t)为 t时段 i行业 j水源的供水量，m3；αi为i行业供水权重系数；βj为j水源的供水优先序系数。

1.4 约束条件

1.4.1 资源承载能力约束

1）水资源承载能力约束保证供水量必须在工程供水能力和各类供水水源的利用潜力范围内。

式中Wg(t)max为t时段供水工程最大供水能力，m3；Wl(j，t)为t时段j水源的可利用量，m3；Wo(t)为t时段外调水量，m3；

在满足工程供水能力和各类供水水源利用潜力的同时，占用用水总量控制指标的各类供用水量之和要满足用水总量控制指标要求。

式中j=1…N为占用用水指标类供水水源；Wu为区域用水总量控制指标，m3。

2）草地资源承载力约束包括天然草地承载力约束和灌溉人工草地承载力约束，主要约束牲畜的饲草需求与各类草地资源饲草产草量相匹配。

式中nnj为第j类天然草场羊单位采食定额，kg/（d·羊单位）；Tj为第j类天然草场的饲养天数，d；Pnj为第j类天然草场的干草产量，kg/hm2；njη为第j类天然草场的牧草利用率。

式中ngk为第k类灌溉人工草地羊单位采食定额，kg/（d·羊单位）；Tg为灌溉人工草地的饲养天数，d；Agk为第k类灌溉人工草地灌溉面积，hm2；Pgk为第k类灌溉人工草地的干草产量，kg/hm2；gkη为第k类灌溉人工草地的牧草利用率。

3）土地资源承载力约束主要体现为粮食作物、饲草料作物及经济作物种植面积不超过可利用耕地面积。

式中A为灌溉总面积，hm2；Af为农田灌溉面积，hm2；Ae为经济作物灌溉面积，hm2；Al为可利用耕地面积，hm2；R为复种指数。

1.4.2 供需平衡类约束

1）水资源供需平衡约束要求各行业的用水需求量与各类水源的供给量进行时空匹配。

式中Wr(i，t)为t时段第i类行业的需水量，m3。需水量采用指标定额法进行计算。

式中E(i)为i行业经济指标；m(i)为i行业用水定额。

2）饲草料供需平衡约束要求牲畜饲养的饲草料需求量与饲草料生产供给进行时空匹配。

1.4.3 公平性约束

设置各类优化经济指标的最低限和最高限，一方面考虑人口、工业、三产等经济指标的内在发展规律，一方面保证各用水部门用水量的平衡，避免水量在用水效益较高的部门过分集中，使效益较小的用水部门分配较少的水量或分配不到水量。

式中Emin(i)为i行业经济指标的下限；Emax(i)为i行业经济指标的上限。

1.4.4 非负约束

模型中涉及变量均为非负数。

1.5 模型求解

构建的牧区水-土-草-畜平衡调控模型中 2个目标函数存在不可公度性，本文采用基于目标排序矩阵评价个体适应度的多目标遗传算法对模型进行求解，其与普通遗传算法的差别在于个体适应度计算，该方法将种群所有个体对各目标进行排序，得到基于目标的排序矩阵。计算模型采用Fortran语言进行编程处理计算。

2 应用实例

2.1 研究区概况

研究区域选择在内蒙古自治区鄂托克前旗，地理坐标介于 106°29′～108°32′E，37°37′～38°47′N 之间。位于鄂尔多斯市西南端，地处蒙陕宁三省交界地带，为毛乌素沙漠的腹地，全旗总面积12 180.0 km2，属内蒙古高原牧区。2013年末，总人口7.71万，其中农牧业人口占68.7%；全旗供用水量1.37亿m3，三产用水比例为92.2∶2.8∶0.7，用水结构很不合理；拥有天然草原面积91.84万hm2，牲畜存栏数为99.68万标准羊单位；种植作物以籽粒玉米为主，粮经草种植比例为6∶1∶3，节水灌溉面积率88.5%，是中国牧区旗县中节水灌溉推广的代表。

2.2 水土资源开发历程及问题诊断

鄂托克前旗水土资源开发历程大致分为 4个阶段：1）20世纪50～70年代，随着牧区小型水利工程建设，部分地区开垦天然草地种植粮食作物，造成草地沙化面积急剧增加；2）20世纪80年代，针对草原出现的生态问题，实施家庭草库伦建设，合理控制载畜量，实现了草原生态保护和牧民增收的双赢；3）20世纪90年代～21世纪初，随着灌溉人工草地建设的经济效益与生态效益显现，加之国家政策支持，灌溉人工草地建设得到空前发展，草畜平衡矛盾问题基本解决；4）2010年以后，农牧业发展规模演变为过度阶段，现状用水量已超过“最严格水资源管理制度”控制指标，用水结构中 90%以上为农牧业用水，灌溉面积达到5.3万hm2，已超过水土资源承载能力，造成局部地下水位下降，草原沙化等生态环境问题。分析其过度发展的原因主要有：喷滴灌等节水灌溉技术的推广应用及机械化程度提高，解决了牧区劳动力短缺问题；2011年该地区调低了农业灌溉电价，降低了灌溉成本，灌溉效益提高；牧民过度追 求短期经济效益，大面积种植高耗水的籽粒玉米，生产的粮食、饲草产品直接销售，使本地水资源以虚拟水的形式超负荷输出，尚未实现为养而种的农牧业生产模式。随着用水总量控制指标的落实，其水土草资源开发必须按照水-土-草-畜平衡的思路，合理开发利用水资源、土地资源和草地资源，合理确定水-土-草-畜平衡阈值，推动农牧业发展提质增效，实现可持续发展。

表1 鄂托克前旗水-土-草-畜平衡调控方案表Table 1 Water-land-forage-livestock regulation sheme of Etuokeqian Banner

2.3 方案设置

以牲畜饲养过程中灌溉人工草地和天然草地耦合比例（不同牲畜补舍饲时间）设置调控方案，共设置 9个方案（见表1），其中方案1和方案2（执行天然草原保护政策在4—6月舍饲）为对比方案，方案3为现状牲畜饲养水平方案，方案4～9作为优化对比方案。

2.4 参数确定及来源

2.4.1 效益类计算参数

农牧业效益计算参数来源于课题组2012～2015年的田间试验与调研数据[25-27]，其中牲畜补舍饲及天然放牧定额详见表2。工业用水效益分摊系数取0.04[28-29]。草原生态服务价值单价参照谢高地根据生物量修正的不同草地类型生态系统服务价值单价体系取值[19]；2012～2015年恩格尔系数平均值为 0.24，居民生活富裕程度已处于较高水平，2020年取恩格尔系数取0.24，2030年提高至0.22；鄂托克前旗经多年灌溉人工草地建设，草原生态环境有所好转，草原退化程度系数2020年取0.9，2030年取 1.0[5]；牲畜舍饲时天然草原不放牧，草原生态服务价值折算系数取1.0；天然草原放牧时会对天然草原地上生物量、植被高度、盖度、土壤理化性质等产生影响[30-32]，根据天然草原生长特点及开发利用方式，将天然草原利用时间划分为4—6月返青和生长关键期、7—10月夏秋牧场利用期和11月—次年3月冬春牧场利用期，在天然草地牧草返青及生长关键期时放牧对牧草生长影响较大，折算系数取0.7，天然草地生长旺盛期牧草处于快速生长阶段，抗干扰能力较强，折算系数取0.8，天然草原枯草季牧草处于休息期，放牧仅采食牧草地上干枯部分，放牧对牧草影响较小，折算系数取0.9[33-35]。

表2 鄂托克前旗舍饲、补饲及天然放牧定额表Table 2 Barn feeding, supplementary feeding and natural grazing quota of Etuokeqian Banner (kg·d-1)

2.4.2 资源类计算参数

各类水源可供水量来源于《鄂托克前旗水资源综合利用规划》（2015），用水总量控制指标来源于《鄂尔多斯市最严格水资源管理制度控制指标》（鄂政发〔2014〕36号），鄂托克前旗本身无引黄河水指标，规划年黄河水可供水量为黄河南岸灌区一、二期水权置换及跨盟市水权转换指标，并不占用本旗县用水总量控制指标，再生水为重复利用水量，也不占用水总量控制指标，所以鄂托克前旗用水总量控制指标仅针对当地地表水、地下水和疏干水用水量进行约束。各类水源可供水量及用水总量控制指标详见表3。可利用耕地面积按照2015年实际灌溉面积取，鄂托克前旗地区气候条件，作物基本都是一年一熟，复种指数取1.0。草地资源数据来源于《内蒙古草原资源遥感调查与监测统计资料》（2005），详见表4。

表3 鄂托克前旗可供水量及用水总量控制指标表Table 3 Water supply and water control indicators of Etuokeqian Banner ×108 m3

表4 鄂托克前旗天然草原资源表Table 4 Natural grassland resources of Etuokeqian Banner

2.4.3 供用水计算参数

各行业用水定额参照鄂托克前旗现状用水定额、内蒙古自治区用水定额标准及相关灌溉试验数据确定。行业用水优先序系数和供水水源优先序系数控制行业间与水源间的水资源配置，参照行业供水保证率设定行业用水优先序系数，参照各行业供用水现状及行业发展规划确定供水水源优先序系数。

2.5 结果与分析

2.5.1 水-土-草-畜平衡计算结果

根据方案设置情况及确定的模型参数，利用构建的水-土-草-畜平衡调控模型进行计算，2020年方案1～9的效益、用水量、各类作物灌溉面积、天然草原开发面积、牲畜饲养量等关键指标变化趋势见图2。由图2可知，随着牲畜人工补舍饲时间的增加，用水总量、总效益、灌溉总面积逐渐增加，方案1～4系统总用水量、总效益和灌溉总面积快速增长；受用水总量控制指标限制，方案4后用水总量和灌溉总面积基本维持稳定，但总效益和牲畜饲养量仍呈现增长态势，粮经草种植结构发生调整，农田灌溉面积持续减少，灌溉人工草地面积随牲畜饲养需求逐渐增加，说明在用水量维持不变的情况下优化内部产业结构，发展灌溉人工草地在冷季对牲畜进行补饲或舍饲，可增加牲畜承载能力与系统总效益，方案 6之后在水资源条件限制下，种植结构调整能力已达到最大，各类灌溉面积基本维持稳定，人工饲草料供给量已达到最大，此时继续增加牲畜人工补舍饲时间，导致天然草地利用面积下降，造成可承载的牲畜数量减少，虽生态效益有所回升，但系统总效益呈下降趋势，说明在用水总量控制下过度提高牲畜的饲养水平反而会造成效益下降。

2030年方案1～9各指标变化规律与2020年基本一致，但2030年随着居民生活水平提高及用水需求增长，用水总量控制指标增长至1.40亿m3，可利用水量的增加使天然草地限制到水资源限制的转折点后移，所以 2030年仅对方案5～8进行分析比较，计算结果详见表5，由表5可知，效益转折点由2020年方案6后移至方案8，说明可用水量增加及节水技术发展可提高水资源的承载能力。2020年和2030年所有方案中灌溉总面积均未达到可利用耕地面积，说明鄂托克前旗土地资源丰富，区域经济发展的限制因素主要为水资源。从可承载牲畜能力变化角度分析，在转折点处牲畜饲养能力的控制条件由天然草地产草量限制转变为人工草地产草量限制，灌溉人工草地发展主要受水资源限制，即牲畜饲养能力由天然草地资源限制过渡为水资源限制，水资源是控制鄂托克前旗水-土-草-畜平衡发展的关键因子。

2.5.2 水-土-草-畜平衡调控阈值

通过各方案总效益、用水量、灌溉面积、牲畜饲养量及天然草地利用面积等多方面综合比较，2020年鄂托克前旗牲畜饲养水平控制在舍饲6个月到舍饲6个月补饲 2个月之间较为合适，水-土-草-畜平衡调控阈值主要指标水资源、土地资源及灌溉人工草地开发规模分别控制在1.66亿m3（占用用水总量控制指标的当地地表水、地下水和疏干水供水规模为1.04亿m3，符合用水总量控制指标要求）、3.28～3.38万hm2和2.16～2.51万hm2，牲畜饲养头数控制在89.43～100.46万羊单位，灌溉人工草地占天然草场面积控制在 2.59%～3.01%；2030年随着宏观用水指标增加及节水技术发展，工农业及畜牧业生产水平有所提升，牲畜饲养水平控制在舍饲 6个月补饲 2个月到舍饲 8个月较为合适，水-土-草-畜平衡调控阈值指标有所增加，水资源、土地资源及灌溉人工草地开发规模分别控制在2.66亿m3（占用用水总量控制指标的当地地表水、地下水及疏干水供水规模为1.35亿m3，符合用水总量控制指标要求）、4.24～4.31万hm2和3.04～3.42万hm2，牲畜饲养头数控制在113.54～118.85万羊单位，灌溉人工草地占天然草场面积控制在3.64%～4.10%。

图2 2020年各方案水-土-草-畜平衡计算关键指标变化趋势图Fig.2 Trends of water-land-forage-livestock balance key indicators in 2020 year

表5 2030年鄂托克前旗各方案计算结果Table 5 Results of 5~9 scheme of Etuokeqian Banner in 2030 year

3 讨 论

本文针对牧区水土草资源开发利用特点，构建了适宜牧区的水-土-草-畜平衡调控模型，并在鄂托克前旗进行应用，但牧区水-土-草-畜平衡调控研究仍处于起步阶段，其调控理论、方法和模型软件等方面仍需要在实践检验中进行逐步探索和完善，针对本研究的不足之处，提出如下认识与思考：

1）因草地生态服务价值的间接价值难以衡量，对草地生态服务价值的计算也缺乏统一的标准，本文在前人研究的基础上，以不同草地类型生态服务价值单价加之草地退化程度、支付意愿及不同天然牧场采食率对应的折算系数，初步建立了草地生态效益与经济效益统一度量的方法，但应进一步研究不同地区各参数的取值方法，进一步提高该方法的普适性。

2）本文在进行牧区水-土-草-畜平衡调控中水资源约束为静态的，全球气候变化及人类活动正干扰着草地水文循环与生态演进过程，开展基于生态水文过程模拟的牧区水-土-草-畜平衡调控研究，进一步揭示牧区水-土-草-畜要素联动机制。

3）本次牧区水-土-草-畜平衡调控模型中虽然纳入了土地因子，但重点还是在土地利用类型及种植结构优化方面进行研究，但土地因子的数量、质量、空间分布、种植结构、开发利用方式、水土资源匹配程度等，均制约着牧区社会经济发展与草地生态环境演变，未来应加强基于水土资源匹配程度及土壤质量的水-土-草-畜空间平衡研究。

4 结 论

1）本文分析了现有研究对牧区水-土-草-畜平衡调控研究的不适应性，构建经济效益与生态效益统一度量的水-土-草-畜平衡调控模型。为定量化研究牧区水-土-草-畜平衡调控阈值提供一种新的思路与手段。

2）以鄂托克前旗为例，依据牲畜饲养过程中灌溉人工草地和天然草地耦合比例建立调控方案集，计算结果表明随着牲畜补舍饲时间的增加，区域发展限制因素逐渐由天然草原限制过渡为水资源限制，2030年随着用水指标增加，天然草原与水资源限制转折点后移。水资源是控制鄂托克前旗水-土-草-畜平衡发展的关键因子。

3）鄂托克前旗 2020年水-土-草-畜平衡调控阈值主要指标为水资源开发利用量控制在1.66亿m3左右，灌溉面积控制在 3.28～3.38万hm2之间，灌溉人工草地开发规模控制在 2.16～2.51万hm2之间，牲畜饲养量控制在89.43～100.46万羊单位之间。2030年随着宏观用水指标增加及节水技术发展，工农业及畜牧业生产水平有所提升，水-土-草-畜平衡调控阈值指标有所增加，水资源开发利用量控制在2.66亿m3，灌溉面积控制在4.24～4.31万 hm2之间，灌溉人工草地开发规模控制在 3.04～3.42万hm2之间，牲畜饲养量控制在113.54～118.85万羊单位之间。

[1] 贾幼陵. 草原退化原因分析和草原保护长效机制的建立[J]. 中国草地学报，2011，33(2)：1－5.Jia Youling. Grassland degradation reasons and establishment of grassland protection long term mechanism[J]. Acta Agrestia Sinica, 2011, 33(2): 1－5. (in Chinese with English abstract)

[2] 中国水利水电科学研究院. 全国牧区水利发展规划[R].呼和浩特：中国水利水电科学研究院牧区水利科学研究所，2014.

[3] 鹿海员，李和平，高占义，等. 基于草原生态保护的牧区水土资源配置模式[J]. 农业工程学报，2016，32(23)：123－130.Lu Haiyuan, Li Heping, Gao Zhanyi, et al. Water and land resources allocation model of pastoral areabased on grassland ecological conservation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(23): 123－130. (in Chinese with English abstract)

[4] 沈大军，刘斌，郭鸣荣，等. 以供定需的水资源配置研究—以海拉尔河流域为例[J]. 水利学报，2006，37(11)：1398－1402.Shen Dajun, Liu Bin, Guo Mingrong, et al. Supply-decided water deplogment: a case study of Hailaer Riverbasin[J].Journal of Hydraulic Engineering, 2006, 37(11): 1398－1402.(in Chinese with English abstract)

[5] 李和平，史海滨，郭元裕，等. 牧区水草资源持续利用与生态系统阈值研究[J]. 水利学报，2005，36(6)：694－700.Li Heping, Shi Haibin, Guo Yuanyu, et a1. Study on sustainable utilization of water-grass resources and ecological threshold of pastoral area[J]. Journal of Hydraulic Engineering,2005, 36(6): 694－700. (in Chinese with English abstract)

[6] 李和平，史海滨，包小庆，等. 西北牧区灌溉人工草地适宜发展规模分析[J]. 中国草地学报，2007，29(4)：104－109.Li Heping, Shi Haibin, Bao Xiaoqing, et a1. Analysis of development scale of irrigated artificial pasture in western pastoral area[J]. Acta Agrestia Sinica,, 2007, 29(4): 104－109. (in Chinese with English abstract)

[7] Davijani M H, Banihabib M E, Anvar A N, et al.Multi-Objective Optimization Model for the allocation of eater resources in arid regions based on the maximization of socioeconomic efficiency[J]. Water Resources Management,2016, 30(3): 1－20.

[8] 付湘，陆帆，胡铁松. 利益相关者的水资源配置博弈[J]. 水利学报，2016，47(1)：38－43.Fu Xiang, Lu Fan, Hu Tiesong. Game theory in water resources allocation for stakeholders[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2016, 47(1): 38－43. (in Chinese with English abstract)

[9] 粟晓玲，康绍忠，石培泽. 干旱区面向生态的水资源合理配置模型与应用[J]. 水利学报，2008，39(9)：1111－1117.Su Xiaoling, Kang Shaozhong, Shi Peize. Reasonable water resources deployment model considering the demand of ecosystem in arid area[J]. Journal of Hydraulic Engineering,2008, 39(9): 1111－1117. (in Chinese with English abstract)

[10] 王浩，游进军. 中国水资源配置30年[J]. 水利学报，2016，47(3)：265－271.Wang Hao, You Jinjun. Progress of water resources allocation during the past 30 years in China[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2016, 47(3): 265－271. (in Chinese with English abstract)

[11] Iftekhar M S, Fogarty J. Impact of water allocation strategies to manage groundwater resources in Western Australia:Equity and efficiency considerations[J]. Journal of Hydrology,2017, 548: 145－156.

[12] Deepak K, Jat B M K, Deva S J. Assessment of water resources allocation options：Conjunctive use planning in a link canal command. Resources[J]. Conservation and Recycling, 2007, 51: 487－506.

[13] 齐学斌，黄仲冬，乔冬梅，等. 灌区水资源合理配置研究进展[J]. 水科学进展，2015，26(2)：287－295.Qi Xuebin, Huang Zhongdong, Qiao Dongmei, et al.Research advances on thereasonable water resources allocation in irrigation district[J]. Advances in Water Science, 2015,26(2): 287－295. (in Chinese with English abstract)

[14] 张展羽，司涵，冯宝平，等. 缺水灌区农业水土资源优化配置模型[J]. 水利学报，2014，45(4)：403－409.Zhang Zhanyu, Si Han, Feng Baoping, et al. An optimal model for agriculture water and soil resources configuration in water shortage irrigation area[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2014, 45(4): 403－409. (in Chinese with English abstract)

[15] Vadde S G, Shreedhar R, Hiremath C G. Linear programming approach for optimal land and water resource allocation under different hydrological scenarios[J]. International Journal of Civil Engineering & Technology, 2017, 8(810): 1500－1512.

[16] Das B, Singh A, Panda S N, et al. Optimal land and water resources allocation policies for sustainable irrigated agriculture[J]. Land Use Policy, 2015, 42(42): 527－537.

[17] 郭中小，郝伟罡，李振刚，等. 牧区灌溉水资源优化配置的熵权系数模型[J]. 人民黄河，2010，32(12): 145－146.[18] 方精云，白永飞，李凌浩，等. 我国草原牧区可持续发展的科学基础与实践[J]. 中国科学，2016，61(2)：155－164.Fang Jingyun, Bai Yongfei, Li Linghao, et al. Scientific basis and practical ways for sustainable development of China’s pasture regions[J]. Science China, 2016 , 61(2): 155－164.(in Chinese with English abstract)

[19] 谢高地，张钇锂，鲁春霞，等. 中国自然草地生态系统服务价值[J]. 自然资源学报，2001，16(1)：47－53.Xie Gaodi, Zhang Yili, Lu Chunxia, et al. Study on valuation of rangeland ecosystem services of China[J]. Journal of Natural Resources, 2001, 16(1): 47－53. (in Chinese with English abstract)

[20] Groot R D, Brander L, Ploeg S V D, et al. Global estimates of the value of ecosystems and their services in monetary units[J]. Ecosystem Services, 2012, 1(1): 50－61.

[21] 吴昊怡，李文军，庄明浩，等. 从“草–畜–人”完整的社会生态系统视角评估天然草原生态系统服务的价值—基于青海省海南藏族自治州贵南县的案例研究[J]. 北京大学学报(自然科学版)，2017，53(6)：1133－1142.Wu Haoyi, Li Wenjun, Zhuang Minghao, et al. Valuation of rangeland ecosystem services from “herder- grass- livestock”social ecological system perspective: a case study in Guinan county, Hainan tibetan autonomous prefecture, Qinghai [J].Acta Scientiarum Natrualium Universitatis Pekinensis, 2017,53(6): 1133－1142. (in Chinese with English abstract)

[22] 赵同谦，欧阳志云，贾良清，等. 中国草地生态系统服务功能间接价值评价[J]. 生态学报，2004，24(6)：1101－1110.Zhao Tongqian, Ouyang Zhiyun, Jia Liangqing, et al. Ecosystem services and their valuation of China grassland[J]. Chinese Journal Ecology, 2004, 24(6) : 1101－1110. (in Chinese with English abstract)

[23] 方瑜，欧阳志云，肖燚，等. 海河流域草地生态系统服务功能及其价值评估[J]. 自然资源学报，2011，(10)：1694－1706.Fang Yu, Ouyang Zhiyun, Xiao Yi, et al. Evaluation of the grassland ecosystem services of the Haihe river basin,China[J]. Journal of Natural Resources 2011(10): 1694－1706. (in Chinese with English abstract)

[24] 郭建英. 吴起县退耕还林工程效益的监测与评价研究[D].北京：北京林业大学，2010.Guo Jianying. Research on Monitoring and Benefit Evaluation of Project for Conversion of Cropland to Forestry in WuQi County[D]. Beijing: Beijing Forestry University,2010. (in Chinese with English abstract)

[25] 水利部牧区水利科学研究所. 鄂托克前旗水资源综合利用规划[R]. 呼和浩特：水利部牧区水利科学研究所，2014.

[26] 水利部牧区水利科学研究所. 西北牧区水草畜平衡管理和饲草地节水增效技术示范与推广[R]. 呼和浩特：水利部牧区水利科学研究所，2016.

[27] 内蒙古自治区水利科学研究院. 内蒙古大型喷灌综合节水技术集成与示范推广[R]. 呼和浩特：内蒙古自治区水利科学研究院，2015.

[28] 成波，李怀恩，徐梅梅. 渭河流域关中段工业用水效益分摊系数及效益的时空变化研究[J]. 西安理工大学学报，2017，33(1)：1－6.Cheng Bo, Li Huaien, Xu Meimei. Temporal and spatial variation of benefit-sharing coefficient and efficiency of industrial water in the Guanzhong section of Weihe River Basin[J]. Journal of Xi'an University of Technology, 2017,31(1): 1－6. (in Chinese with English abstract)

[29] 朱启林，申碧峰，孙静. 基于优化配置的北京市水资源影子价格研究[J]. 人民黄河，2016，38(12)：97－98.Zhu Qilin, Shen Bifeng, Sun Jing. Study on water resources shadow price of Beijing based on optimal water resources allocation[J]. Yellow River, 2016, 38(12): 97－98. (in Chinese with English abstract)

[30] 肖绪培，宋乃平，王兴，等. 放牧干扰对荒漠草原土壤和植被的影响[J]. 中国水土保持，2013，12：19－23，33.Xiao Xupei, Song Naiping, Wang Xing, et al. Effects of grazing disturbance to the soil and vegetation of desert grassland[J]. Soil and Water Conservation in China, 2013, 12:19－23, 33. (in Chinese with English abstract)

[31] 刘佳慧，张韬. 放牧扰动对锡林郭勒典型草原植被特征及土壤养分的影响[J]. 生态环境学报，2017，26(12)：2016－2023.Liu Jiahui, Zhang Tao. Response of plant characteristics and soil nutrients on grazing disturbance in typical grassland in Xilinguole[J]. Ecology and Environment Sciences, 2017,26(12) : 2016－2023. (in Chinese with English abstract)

[32] 万里强，陈玮玮，李向林，等. 放牧对草地土壤含水量与容重及地下生物量的影响[J]. 中国农学通报，2011，27(26)：25－29.Wan Liqiang, Chen Weiwei, Li Xianglin, et al. Effects of grazing on soil moisture, bulk and psature underground biomass[J]. Chinese Agricultiral Science Bulletin, 2011,27(26): 25－29. (in Chinese with English abstract)

[33] 王明君. 不同放牧强度对羊草草甸草原生态系统健康的影响研究[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学，2008.Wang Mingjun. Effects of Different Grazing Intensities on Grassland Ecosystem Health of Leymus Chinensis Meadow Steppe[D]. Hmhhot: Inner Mongolia Agricultural University,2008. (in Chinese with English abstract)

[34] 王天乐，卫智军，吕世杰，等. 荒漠草原优势种群特征对放牧强度季节调控的响应[J]. 草原与草业，2017，29(1)：30－37.Wang Tianle, Wei Zhijun, Lv Shijie, et al. Response of seasonal regulation of grazing intensity on dominant population in stipa breviflora steppe[J]. Grassland and Prataculture, 2017,29(1): 30－37. (in Chinese with English abstract)

[35] Fetzel T, Havlik P, Herrero M, et al. Seasonality constraints to livestock grazing intensity[J]. Global Change Biology,2016, 23(4): 1636－1647.