新疆農(nóng)業(yè)用水空間差異分析

張小清 艾克熱木·阿布拉

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)用水;用水效率;空間差異;新疆

基金項目：塔里木大學橫向課題：“塔里木河流域主要產(chǎn)業(yè)水資源利用效率研究”（編號：TDSHHX1601）

中圖分類號：F32 文獻標識碼：A

收錄日期：2018年12月18日

隨著新疆經(jīng)濟的發(fā)展生活水平的提高，提高資源利用效率是解決新疆社會穩(wěn)定經(jīng)濟發(fā)展建設中生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水需求之間矛盾，加快綠色建設和可持續(xù)發(fā)展的途徑。從用水量結(jié)構(gòu)來看，2016年新疆第一產(chǎn)業(yè)用水量占到用水總量的96.64%，農(nóng)業(yè)是用水的重要部門，掌握農(nóng)業(yè)用水效率的空間狀態(tài)分布，從而尋找提高農(nóng)業(yè)用水效率的辦法。空間自相關(guān)分析是研究空間中某點與其附近點的觀測值是否存在相關(guān)性的一種研究，是空間計量的一種研究方法，已經(jīng)被廣泛應用于多個研究領域。本文通過空間自相關(guān)分析，結(jié)合新疆農(nóng)業(yè)用水值和農(nóng)業(yè)用水效率值，利用Geoda分析軟件，通過對Moran's I指數(shù)及散點圖的具體剖析，分析新疆農(nóng)業(yè)用水效率的空間關(guān)聯(lián)性。

一、區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

新疆維吾爾自治區(qū)（簡稱新疆），新疆總面積166萬平方公里，是中國最大的省級行政區(qū)。新疆是“一帶一路”建設的核心地區(qū)，戰(zhàn)略位置十分重要。新疆多山脈，多盆地，北部為阿爾泰山，南部為昆侖山系，天山在中部;天山的南部為塔里木盆地，天山的北部為準噶爾盆地。

新疆盛產(chǎn)棉花、油料、甜菜等多種農(nóng)產(chǎn)品。其中，新疆棉花以質(zhì)量高而聞名，新疆是我國主要的棉花產(chǎn)地。新疆的糧食作物以小麥、玉米、水稻為主，可在新疆大部分地區(qū)種植。新疆被譽為“瓜果之鄉(xiāng)”，因為這里的氣候非常有利于瓜果糖的積累，所產(chǎn)的水果特別甜，新疆常見的水果有葡萄、哈密瓜、西瓜、蘋果、香梨、杏、桃、石榴等。新疆是中國主要牧區(qū)之一，養(yǎng)殖最多的是綿羊，其次是牛、馬、山羊、驢、駱駝等。2016年新疆第一產(chǎn)業(yè)增加值1，648.97億元，與上年相比增長5.8%。2016年的農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值為2，969.70億元，與上年相比增長6.0%，其中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值2，163.11億元，林業(yè)產(chǎn)值50.28億元，畜牧業(yè)產(chǎn)值653.15億元，漁業(yè)產(chǎn)值22.18億元。

本文以2016年新疆14個地級市第一產(chǎn)業(yè)用水量作為農(nóng)業(yè)用水量，選取萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量作為區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率的衡量指標，資料來源于《2017年新疆統(tǒng)計年鑒》。萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量（m3/萬元）=第一產(chǎn)業(yè)用水總量（m3）/第一產(chǎn)業(yè)增加值（萬元）。其中，區(qū)域農(nóng)業(yè)萬元增加值用水量越小，表明區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率越高;區(qū)域萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量越大，表明區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率越低。從表1可以看出，新疆各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水差異大，2016年阿克蘇地區(qū)和喀什地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水量超過100億m3;烏魯木齊、克拉瑪依、哈密的農(nóng)業(yè)用水量小于10億m3。從農(nóng)業(yè)用水效率來說，萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量比較高的是克孜勒蘇柯爾克孜自治州、和田地區(qū)、阿勒泰地區(qū)、克拉瑪依，這些地區(qū)的萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量超過6，000m3/萬元，農(nóng)業(yè)用水效率比較低。昌吉回族自治州、塔城地區(qū)的萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量低于2，000m3/萬元，這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率高。（表1）

Moran的圖形用常見的平面坐標表示，變量原始值在標準化后的數(shù)據(jù)作為橫向坐標，變量的標準化空間滯后值作為縱向坐標，回歸直線的斜率就是Moran I。常用來研究局部的空間不穩(wěn)定性，它對空間滯后因子Wz和z數(shù)據(jù)對進行了可視化的二維圖示。在Moran圖由橫坐標與縱坐標可以分為4個象限，這4象限分別指出了區(qū)域單元與其鄰居之間4種不同形式的局部空間關(guān)系，分別是“高-高”、“低-高”、“低-低”以及“高-低”這4種形式的相關(guān)關(guān)系。

三、結(jié)果分析

（一）全局空間自相關(guān)分析。依據(jù)公式（1），計算2016年的新疆農(nóng)業(yè)用水總量和農(nóng)業(yè)用水效率的全局Moran's I，結(jié)果表示農(nóng)業(yè)用水總量的Moran's I=0.0519，農(nóng)業(yè)用水效率的Moran's I=0.107008指數(shù)為正值，這說明新疆各地州的農(nóng)業(yè)用水在空間分布上呈正相關(guān)，新疆各地州的農(nóng)業(yè)用水效率在空間鄰接地區(qū)存在相似性。（圖1、圖2）

（二）局部空間自相關(guān)分析。本文用Moran散點圖和LISA集聚圖分別進行局部自相關(guān)分析。局部相關(guān)性分析見圖1，農(nóng)業(yè)用水Moran散點圖中，新疆各地州用水主要分布在第一、三象限，說明用水局部聚集化越來越明顯，區(qū)域自身用水量低的地區(qū)，周圍用水量也低;在第一象限的主要是自身用水量高，周圍的用水量也高，包括阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、伊犁哈薩克自治州、喀什地區(qū)、和田地區(qū)。在第三象限是區(qū)域自身用水量低的地區(qū)，周圍用水量也低，主要包括地區(qū)為：吐魯番、烏魯木齊、阿勒泰地區(qū)、哈密地區(qū)。還有4個地區(qū)在第二象限，這些地區(qū)是克孜勒蘇柯爾克孜州、博爾塔拉蒙古自治州、克拉瑪依市，這些地區(qū)是自身農(nóng)業(yè)用水量少，但周邊地區(qū)用水量多。處于第四象限的地區(qū)是昌吉回族自治州、塔城地區(qū)，這些地區(qū)本身農(nóng)業(yè)用水量高，而周邊用水量少。在農(nóng)業(yè)用水效率Moran散點圖中，新疆各地州用水效率主要分布在第一、第三象限，說明區(qū)域自身用水效率低的地區(qū)，周圍用水效率也低，區(qū)域自身用水效率高的地區(qū)，周圍用水效率也高。在第一象限的主要是自身用水效率低地區(qū)，周圍的用水效率也低，包括克孜勒蘇柯爾克孜州、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)。在第三象限是區(qū)域自身農(nóng)業(yè)用水量效率高的地區(qū)，周圍用水效率也高，主要包括地區(qū)為：博爾塔拉蒙古自治州、巴音郭楞蒙古自治州、吐魯番、烏魯木齊、昌吉回族自治州、伊犁哈薩克自治州、哈密地區(qū)。還有3個地區(qū)在第四象限，這些地區(qū)本身農(nóng)業(yè)用水效率低，而周邊用水效率高，這些地區(qū)是克拉瑪依市、阿勒泰地區(qū)、和田地區(qū)。

在農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水效率的LISA集聚圖中，見圖3，深紅色表示高-高，即自身和周圍地區(qū)的對應指標都高;淺藍色表示高-低，即自身高，周邊低;深藍色表示低-低，自身和周圍地區(qū)都低;淺紅色表示低-高，自身低，周圍高（圖中沒有低高的區(qū)域）。因此，高-高和低-低位置是處于正局部空間自相關(guān)，在高-高和低-低被稱為空間聚集，高-低和低-高位置是處于負局部空間自相關(guān)，在高-低和低-高被稱為空間離散。分析圖3可知，聚集分為兩種類型：（1）農(nóng)業(yè)用水空間差異較小、區(qū)域本身用水較高且周圍區(qū)域用水較高的地區(qū)（高-高型），這些地區(qū)主要聚集在阿克蘇地區(qū)、和田地區(qū);（2）農(nóng)業(yè)用水空間差異較小、區(qū)域本身用水較低且周圍區(qū)域用水較高的地區(qū)（低-高型），這些地區(qū)主要聚集在克孜勒蘇柯爾克孜自治州。在農(nóng)業(yè)用水效率的LISA集聚圖中，聚集分為三種類型：（1）農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較小、區(qū)域本身用水效率低且周圍區(qū)域用水效率低的地區(qū)，這些地區(qū)主要聚集在喀什地區(qū);（2）農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較小、區(qū)域本身用水效率高且周圍區(qū)域用水效率較高的地區(qū)，這些地區(qū)主要聚集在昌吉回族自治州;（3）農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較大、區(qū)域本身用水效率低且周圍區(qū)域用水效率較高的地區(qū)，這些地區(qū)主要聚集在阿勒泰地區(qū)。（圖3、圖4）

四、結(jié)論及建議

本文采用Moran's I指數(shù)對2016年新疆各地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率進行了全局自相關(guān)和局部相關(guān)分析，主要結(jié)論如下：2016年的新疆農(nóng)業(yè)用水總量和農(nóng)業(yè)用水效率的全局Moran's I指數(shù)為正值，這說明新疆各地州農(nóng)業(yè)用水在空間分布上呈正相關(guān)，新疆各地州的農(nóng)業(yè)用水效率在空間鄰接地區(qū)存在相似性。南疆的克孜勒蘇柯爾克孜州、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)用水量高，農(nóng)業(yè)用水效率差;博爾塔拉蒙古自治州、巴音郭楞蒙古自治州、吐魯番、烏魯木齊、昌吉回族自治州、伊犁哈薩克自治州、哈密地區(qū)等地區(qū)自身農(nóng)業(yè)用水量效率高的地區(qū)，周圍用水效率也高。從LISA集聚圖中看出，農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較小、區(qū)域本身用水效率低且周圍區(qū)域用水效率低的地區(qū)，這些地區(qū)主要聚集在喀什地區(qū)。

農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較小、區(qū)域本身用水效率高且周圍區(qū)域用水效率較高的地區(qū)，這些地區(qū)主要聚集在昌吉回族自治州;農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較大、區(qū)域本身用水效率低且周圍區(qū)域用水效率較高的地區(qū)，這些地區(qū)主要聚集在阿勒泰地區(qū)。

建議如下：農(nóng)業(yè)作為基礎產(chǎn)業(yè)消耗了90%的水資源，提高農(nóng)業(yè)用水的利用率是很有必要的。加速發(fā)展節(jié)水灌溉，提高水的利用率;應當通過采用先進的技術(shù)、提高節(jié)水意識，以緩解水資源緊張狀況，促進水資源的集約高效利用。同時，引進水利建設、管理專業(yè)人才，完善水利管理機制;加強水資源開發(fā)利用，以及蓄水、引水、水庫工程建設，因地制宜，實施水資源的調(diào)水工程，實施水資源的優(yōu)化配置。

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