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    黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價和障礙因子分析

    2022-05-26 14:19:50白芳芳齊學斌喬冬梅趙宇龍陸紅飛
    水土保持學報 2022年3期
    關鍵詞:占有量省區(qū)利用效率

    白芳芳, 齊學斌, 喬冬梅, 韓 洋, 趙宇龍, 陸紅飛

    (1.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所,河南 新鄉(xiāng) 453002;2.中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院,北京 100081;3.中國農(nóng)業(yè)科學院河南新鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)水土環(huán)境野外科學觀測試驗站,河南 新鄉(xiāng) 453002)

    近年來,沿黃省區(qū)生態(tài)環(huán)境嚴重惡化,農(nóng)田灌溉受到嚴重威脅,農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)無法得到保障。此外,灌溉過程中農(nóng)業(yè)用水浪費進一步加劇了灌溉用水不足問題。因此,水資源是黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)高質量發(fā)展強有力的保障。提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率是解決農(nóng)業(yè)水資源短缺的重要途徑之一,故對黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率進行評價并確定其障礙因子,是保障農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)發(fā)展和糧食安全的必要前提。

    目前,農(nóng)業(yè)水資源利用效率的評價指標和評價方法主要從農(nóng)業(yè)水資源利用效率、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的方面選取評價指標。國內外對資源利用效率評價的理論與方法比較成熟。以往評價研究中多用單項指標評價,忽略了農(nóng)業(yè)水資源多層次、多目標特性所帶來的指標不相容和高維問題。綜合指數(shù)法、層次分析法、模糊綜合評判法等方法在賦予指標權重時多帶有人為因素,并缺乏各指標對總體目標貢獻和方向的結構性評價。投影尋蹤方法(TOPSIS)的核心是將多指標問題轉換為易進行分析的單指標問題,依據(jù)評價指標自身數(shù)據(jù)特征進行綜合評價。投影尋蹤法及其與其他優(yōu)化方法結合在水資源評價領域應用較多。

    對黃河流域農(nóng)業(yè)水資源的研究主要集中在水資源承載力、水資源價值、存在問題及技術對策等方面。左其亭等研究表明,九省區(qū)水資源承載力呈增大趨勢,水資源承載力提升趨勢最為明顯的是河南、山東、內蒙古;九省區(qū)水資源承載力空間差異性明顯,不同省區(qū)的水資源承載力障礙因子差異明顯。張慧等研究表明,綜合農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高的省份為山西、山東、河南與陜西,處于中等水平的省份為甘肅、四川與內蒙古,而寧夏的農(nóng)業(yè)水資源利用效率明顯低下。張永凱等研究表明,2009—2017年,黃河流域水資源利用效率呈“先上升、后下降、且波動大”的特點,水資源利用效率整體有所提升,且技術水平是影響其利用效率的關鍵因素。

    綜上,針對黃河流域農(nóng)業(yè)水資源利用效率綜合評價的研究較少,且并未從時間和空間上分析黃河流域農(nóng)業(yè)水資源利用效率發(fā)展趨勢及空間分布特征。農(nóng)業(yè)水資源是黃河流域水資源可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)保護和糧食安全的前提和基礎,而農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價及障礙因子診斷是提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率的關鍵環(huán)節(jié)。鑒于此,基于熵權TOPSIS模型,以黃河流域九省區(qū)為評價單元,依據(jù)農(nóng)業(yè)水資源高效利用的內涵和特點,來構建黃河流域九省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價指標體系和評價方法,評價2004年、2009年、2014年、2019年黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率,并對評價結果進行農(nóng)業(yè)用水障礙因子診斷,為黃河流域高質量發(fā)展和該區(qū)農(nóng)業(yè)水資源高效利用與優(yōu)化配置提供決策支持。

    1 材料與方法

    1.1 研究區(qū)概況

    黃河流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南和山東九省區(qū),流域多年平均降水量464 mm,總體呈“南多北少,東多西少”的態(tài)勢,降水量年內分配極不均衡,6—9月降水量占全年的45%~60%。沿黃九省區(qū)糧食播種面積占全國的36.03%,糧食產(chǎn)量占全國的35.31%,多年(2009—2019年)平均水資源總量、平均地表水資源量、地下水資源量分別為5 143.7×10,4 078.4×10,1 898.0×10m。多年平均供水量、地表水供水量、地下水供水量分別為1 258.8×10,819.2×10,417.4×10m。多年平均農(nóng)業(yè)用水量、生態(tài)用水量分別為831.1×10,53.9×10m,分別占水資源總量的66.0%,4.3%。各省區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.477~0.643,耕地實際灌溉均用水量157~706 m/667 m,萬元國內生產(chǎn)總值用水量為31.7~186.5 m,九省區(qū)資源環(huán)境稟賦及經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大。水資源供需矛盾尖銳,水質嚴重惡化,生態(tài)環(huán)境問題突出,農(nóng)業(yè)水資源利用效率低下等是九省區(qū)面臨的共性問題,因此,提高九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率是黃河流域高質量發(fā)展的重要保障。

    1.2 研究方法

    1.2.1 評價指標體系構建 參考前人在農(nóng)業(yè)水資源評價時選取的評價指標體系,結合黃河流域九省區(qū)水資源稟賦條件、生態(tài)環(huán)境狀況、經(jīng)濟和社會發(fā)展水平,根據(jù)農(nóng)業(yè)水資源內涵及相關的研究理論,綜合熵權TOPSIS模型特點,從資源利用效率、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益中共選取14個評價指標,構成了九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的綜合評價指標體系(表1)。

    1.2.2 熵權TOPSIS模型 熵權TOPSIS法核心在于TOPSIS,首先,利用熵權法計算得到各評價指標的權重,并且將評價指標數(shù)據(jù)與權重相乘,得到新的數(shù)據(jù),利用新數(shù)據(jù)進行TOPSIS分析。TOPSIS即逼近理想解排序法,是一種基于多指標進行綜合評價的客觀評價方法,其基本原理是通過確定各指標評價值向量與評價最優(yōu)方案和最劣方案間的相對距離,然后,基于該相對距離大小對評價對象進行排序評價。該方法計算過程靈活、評價結果合理,在農(nóng)業(yè)水資源綜合評價中應用較多。主要計算步驟為:

    表1 黃河流域九省(區(qū))農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價指標體系

    (1)評價指標歸一化處理。正向指標歸一化處理公式:

    (,)=((,)-())(()-())

    逆向指標歸一化處理公式:

    (,)=(()-(,))(()-())

    式中:()、()分別為樣本集中第個指標的最小值和最大值。

    =((,))×

    式中:(,)=×();為第個指標權重。

    (2)評價指標歸一化后的最優(yōu)、最劣向量分別為:

    =(,,…,max)

    =(,,…,min)

    第個評價對象與最優(yōu)、最劣方案的距離分別為:

    第個評價對象與最優(yōu)方案的接近程度為:

    式中:貼近度取值0~1,值越大則評價對象水平越高,值越低則表示評價對象水平越低;其中=1,2,…,。

    1.2.3 障礙度模型 運用障礙度模型進行障礙因子診斷有利于識別黃河流域各省(區(qū))農(nóng)業(yè)水資源利用效率的主要障礙因子。具體計算步驟為:

    (1)評價指標的因子貢獻度,即單個因素對總目標的貢獻程度,用單個因素的權重表示。

    (2)計算指標偏離度()。

    =1-

    (3)計算各評價指標的障礙度()。

    1.2.4 數(shù)據(jù)來源 選取14個代表性指標,對九省區(qū)2004年、2009年、2014年、2019年的農(nóng)業(yè)水資源利用效率進行評價。數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國水利統(tǒng)計年鑒》、《中國水資源公報》、《中國國土資源公報》等。

    2 結果與分析

    2.1 黃河流域九省區(qū)各評價指標權重

    根據(jù)黃河流域九省區(qū)各評價指標的統(tǒng)計數(shù)據(jù),采用熵權法確定各指標在不同年份的熵值和權重(表2),指標的熵值越大,說明該項指標提供的信息越多,從而權重值越大。由表2可知,2004年,地均水資源占有量權重6(0.198)遠大于其他指標的權重,說明其是影響該年農(nóng)業(yè)水資源利用效率的主要因素。2009年、2014年、2019年,地均水資源占有量6、人均生態(tài)環(huán)境用水量13權重較大,故二者是影響2009年、2014年、2019年農(nóng)業(yè)水資源利用效率的主要因素,且二者的權重整體呈上升趨勢。綜上分析可知,黃河流域各省(區(qū))的水土資源匹配度是影響該區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的基本因素。萬元GDP用水量在4個年份中權重值均最小,說明其是影響九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的潛力因素。

    2.2 黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價結果

    由表3可知,2004年,青海、山東、河南農(nóng)業(yè)水資源利用效率的貼近度值較大,說明這3個省份的農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高;2009年農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高的省份為青海、內蒙古、四川;2014年農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高的省份為內蒙古、青海、寧夏;2019年農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高的省份為青海、內蒙古、河南。2004年,寧夏、陜西、甘肅省農(nóng)業(yè)水資源利用效率的貼近度值較低,說明這3個省份的農(nóng)業(yè)水資源利用效率較低;2009年農(nóng)業(yè)水資源利用效率較低的省份為甘肅、山西、陜西;2014年農(nóng)業(yè)水資源利用效率較低的省份為四川、陜西、甘肅;2019年農(nóng)業(yè)水資源利用效率較低的省份為陜西、寧夏、甘肅。整體上看,青海、內蒙古、山東、河南農(nóng)業(yè)水資源利用效率常年較高,陜西、甘肅、山西農(nóng)業(yè)水資源利用效率常年較低。

    表2 各評價年份指標權重

    表3 黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價結果

    將黃河流域九省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價指標分別按省區(qū)進行熵權TOPSIS分析,以2004年、2009年、2014年、2019年為評價對象,評價結果值見圖1。由圖1可知,2004—2019年,九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率整體上呈增加態(tài)勢,說明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各省區(qū)的水資源利用情況趨于合理;山東、甘肅、寧夏的農(nóng)業(yè)水資源利用效率值呈逐年增加態(tài)勢。2004—2009年,甘肅省值增幅最大,從0.179增加到了0.345,增幅高達92.7%,主要是甘肅省的有效灌溉率(7)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)、農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)分別提高了12 414%,83%,61%,1 316%,同時,萬元GDP用水量(8)降低了54%;2009—2014年,內蒙古自治區(qū)值增幅最大,增幅高達79.0%,主要是因為2014年內蒙古自治區(qū)降水量增加了20.9%,屬平水年,水資源總量增加了42.2%,用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)、農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量11、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)分別增加了48.4%,50.5%,22.6%,45.9%,同時萬元GDP用水量(8)、農(nóng)田灌溉用水量(5)降低了81.7%,10.6%,說明內蒙古農(nóng)業(yè)水資源利用狀況逐漸好轉,糧食產(chǎn)量增加、農(nóng)田灌溉用水量減少、農(nóng)民收入增加、生態(tài)環(huán)境用水量增加,故農(nóng)業(yè)水資源利用效率提升;山西、河南值增幅緊隨其后,增幅分別為77.9%,75.1%。2014—2019年,陜西省農(nóng)業(yè)水資源利用效率增幅最大為57.2%,這主要是因為2019年陜西省降水量增加了8.3%,屬豐水年,水資源總量增加了40.9%,其中,地表水資源量增加了44.1%;同時,陜西省GDP總量增加了45.9%,萬元GDP用水量(8)降低了29.3%;人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)增加了70.92%,故陜西省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率提高較多。2004—2009年,山西、內蒙古、河南、四川、陜西、青海的農(nóng)業(yè)水資源利用效率值出現(xiàn)了負增長,增幅分別為-18.1%,-0.6%,-18.9%,-0.5%,-12.5%,-9.1%;2014—2019年,山西省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率值略降,增幅為-3.3%。2004年、2009年、2014年、2019年九省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率值的標準差分別為0.078,0.054,0.063,0.062,這說明九省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率相對差異整體呈減小趨勢。

    2.3 黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價指標障礙因子診斷

    由表4可知,九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙因子排名前6的為地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)、降水效率(1)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量(11)、農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、有效灌溉率(7)。山東、河南、四川、陜西排名前2的障礙因子均為地均水資源占有量(6)、降水效率(1),分別占總障礙度的52.289%,53.022%,40.506%,39.122%。內蒙古、甘肅排名前2的障礙因子均為地均水資源占有量(6)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量(11),說明這2個省份的地均水資源占有量較少,同時單位面積糧食產(chǎn)量有待提高;山西排名前2的障礙因子為地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13),占總障礙度的43.702%,主要是山西的地均水資源占有量較少,人均生態(tài)環(huán)境用水量偏低;寧夏排名前2的障礙因子為地均水資源占有量(6)、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4),占總障礙度的37.192%,說明寧夏的地均水資源占有量較少,農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)較低;青海排名前2的障礙因子為農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4)、農(nóng)民家庭平均每人純收入(10),占總障礙度的29.323%,說明青海的農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)較低,農(nóng)民家庭收入有待提高。萬元GDP用水量(8)的農(nóng)業(yè)用水障礙度較低,是2004年山西、河南、四川、陜西農(nóng)業(yè)用水潛力影響因子。內蒙古降水效率(1)的障礙度是0,故對其農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。有效灌溉率(7)、萬元GDP用水量(8)、農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量(11)對山東農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4)、人均農(nóng)業(yè)用水量(5)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)、生態(tài)環(huán)境用水比例(12)對河南省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。四川的農(nóng)業(yè)用水比例(3)的障礙度為0,說明四川省的用水比例合理,對其農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。供水模數(shù)(2)、地均水資源占有量(6)、單位面積化肥施用量(14)對青海省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。降水效率(1)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)對寧夏的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。

    圖1 2004-2019年黃河流域各省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率Ci值

    表4 2004年黃河流域各省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價指標障礙度

    由表5可知,2019年,九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙因子排名前6的為地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4)、有效灌溉率(7)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)、生態(tài)環(huán)境用水比例(12)。山西、山東、河南、四川、陜西、甘肅、寧夏排名前2的障礙因子均為地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13),分別占總障礙度的51.830%,59.883%,58.519%,44.060%,44.856%,42.639%,39.670%;內蒙古排名前2的障礙因子為地均水資源占有量(6)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9),占總障礙度的58.295%,說明內蒙古的地均水資源占有量較少,用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值較低;青海排名前2的農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙因子為人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4),占總障礙度的32.978%,說明其人均生態(tài)環(huán)境用水量相對較低,農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)有待提高。萬元GDP用水量(8)、人均農(nóng)業(yè)用水量(5)障礙度較低,分別為0.430,0.291,是2019年山西省農(nóng)業(yè)用水潛力影響因子。降水效率(1)、生態(tài)環(huán)境用水比例(12)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)的障礙度是0,對內蒙古2019年的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。有效灌溉率(7)、萬元GDP用水量(8)、農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量(11)對山東省2019年的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。農(nóng)業(yè)用水比例(3)、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4)、人均農(nóng)業(yè)用水量(5)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)對河南省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。萬元GDP用水量(8)障礙度較低為0.721,是四川農(nóng)業(yè)用水潛力影響因子。萬元GDP用水量(8)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)障礙度較低為0.126,0.005,是陜西2019年農(nóng)業(yè)用水潛力影響因子。供水模數(shù)(2)、地均水資源占有量(6)、單位面積化肥施用量(14)對青海2019年的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。有效灌溉率(7)的障礙度是0.769,是寧夏農(nóng)業(yè)水資源利用潛力影響因子。對比表4、表5可知,地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)(內蒙古除外)、供水模數(shù)(2)、單位面積化肥施用量(14)(山東除外)、萬元GDP用水量(8)(陜西除外)對黃河流經(jīng)大部分省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙度增加;農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量(11)對各省份的農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙度降低,二者對山東省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。

    表5 2019年黃河流域各省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價指標障礙度

    3 討 論

    提高黃河流域農(nóng)業(yè)水資源利用效率是黃河流域生態(tài)環(huán)境保護和高質量發(fā)展的重要保障。本研究表明,2004—2019年,山西、內蒙古、山東、河南、四川、陜西、甘肅、青海、寧夏的農(nóng)業(yè)水資源利用效率值均不同程度增加,且九省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率差異整體減小,主要因為經(jīng)濟效益和生態(tài)效益部分指標提升較多,農(nóng)田灌溉水利用效率提高。這與左其亭等對黃河流域九省區(qū)水資源承載力研究結論相符。評價指標的選取對農(nóng)業(yè)水資源利用效率至關重要,本研究中青海省、內蒙古的農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高,山東、河南、四川處于中等水平,而陜西、甘肅、寧夏的農(nóng)業(yè)水資源利用效率較低,這與張慧等研究略有差異,主要因為張慧等從資源利用效率和經(jīng)濟效率方面選取了5個評價指標,而本文添加了生態(tài)效益、經(jīng)濟效益準則層,共選取了14個評價指標,評價因素更全面。

    從資源利用效率準則層看,排名靠前的是青海、寧夏、內蒙古、甘肅,排名靠后的是四川、山東、山西、河南、陜西。青海資源利用效率較高,是因為其地均水資源占有量、降水效率較高,但農(nóng)業(yè)用水比例偏高;寧夏降水效率和有效灌溉率較高,但供水模數(shù)、農(nóng)田灌溉用水量、農(nóng)業(yè)用水比例均較高,有待調整;內蒙古的降水效率較高、供水模數(shù)較低,但農(nóng)業(yè)用水比例偏高;甘肅的農(nóng)業(yè)用水比例、農(nóng)田灌溉用水量偏高,農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)有待提升;四川的降水效率、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)、有效灌溉率均較低;山東、河南的農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)較高,農(nóng)田灌溉用水量較低,但地均水資源占有量遠低于其他省份,供水模數(shù)較高,故資源利用效率較低。山西農(nóng)田灌溉水資源利用效率均較高,主要是因為地均水資源占有量較低,故資源利用效率偏低;陜西的降水效率、有效灌溉率、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)均偏低,農(nóng)田灌溉用水量略高。

    從經(jīng)濟效益準則層看,排名靠前的分別為河南、山東、四川、陜西,排名靠后的為內蒙古、山西、寧夏、甘肅、青海,前者主要是因為經(jīng)濟水平整體較高,農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)值、農(nóng)民收入均較高,后者主要是因為受社會發(fā)展水平限制,農(nóng)民收入及農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)值均較低。其中,內蒙古、寧夏的萬元GDP用水量均較高,且用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、單位面積糧食產(chǎn)量較低;山西主要是因為單位面積糧食產(chǎn)量、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值均較低;甘肅主要是因為萬元GDP用水量偏高,用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、單位面積糧食產(chǎn)量、農(nóng)民家庭平均每人純收入均較低。

    從生態(tài)效益準則層看,排名靠前的分別為內蒙古、河南、青海、寧夏,排名靠后的為陜西、四川、山西。內蒙古的生態(tài)效益較高主要因為生態(tài)環(huán)境用水比例及人均生態(tài)環(huán)境用水量均較高;河南的生態(tài)環(huán)境用水比例較高,但人均生態(tài)環(huán)境用水量偏低,且單位面積化肥施用量偏高;青海的單位面積化肥施用量最低,但生態(tài)環(huán)境用水比例及人均生態(tài)環(huán)境用水量均偏低;寧夏的人均生態(tài)環(huán)境用水量較高,但生態(tài)環(huán)境用水比例較低,單位面積化肥施用量略高;陜西、四川、山西的生態(tài)環(huán)境效益較低主要因為生態(tài)環(huán)境用水比例及人均生態(tài)環(huán)境用水量均較低,且單位面積化肥施用量偏高。

    綜上可知,九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率呈現(xiàn)出空間差異的原因各異,各因素在九省區(qū)障礙度差異顯著。本研究中地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)是九省區(qū)主要障礙因子。因此,提高九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率關鍵在于通過合理調節(jié)引黃水量,調節(jié)各省區(qū)水資源量,增加生態(tài)環(huán)境用水量,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。

    4 結 論

    (1)2004—2019年,青海、內蒙古、河南、山東的農(nóng)業(yè)水資源利用效率較高,陜西、甘肅、山西的農(nóng)業(yè)水資源利用效率相對較低。

    (2)2004—2019年,黃河流域九省區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率評價值整體上呈增加態(tài)勢,且九省區(qū)之間的農(nóng)業(yè)水資源利用效率差異逐漸減小。

    (3)地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)是山西、山東、河南、四川、陜西、甘肅、寧夏的主要障礙因子,人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)(4)是青海的主要障礙因子,地均水資源占有量(6)、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(9)是內蒙古主要障礙因子。

    (4)2004—2019年,地均水資源占有量(6)、人均生態(tài)環(huán)境用水量(13)(內蒙古除外)、供水模數(shù)(2)、單位面積化肥施用量(14)(山東除外)、萬元GDP用水量(8)(陜西除外)對黃河流經(jīng)大部分省區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙度增加;農(nóng)民家庭平均每人純收入(10)、單位耕地面積糧食產(chǎn)量(11)對各省份的農(nóng)業(yè)水資源利用效率障礙度降低,二者對山東省的農(nóng)業(yè)水資源利用效率無影響。

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