江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配及其效益差異分析

賀倉國(guó)，姚懷柱，于廣滸，管 偉，徐彬冰，佘冬立*

（1.河海大學(xué) 農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，南京 211100； 2.江蘇省農(nóng)村水利科技發(fā)展中心， 南京 210029；3.江蘇省農(nóng)墾集團(tuán)有限公司，南京 210008；4.江蘇省臨海農(nóng)場(chǎng)有限公司，江蘇 射陽 224353）

江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配及其效益差異分析

賀倉國(guó)1，姚懷柱2，于廣滸3，管 偉4，徐彬冰3，佘冬立1*

（1.河海大學(xué) 農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，南京 211100； 2.江蘇省農(nóng)村水利科技發(fā)展中心， 南京 210029；3.江蘇省農(nóng)墾集團(tuán)有限公司，南京 210008；4.江蘇省臨海農(nóng)場(chǎng)有限公司，江蘇 射陽 224353）

【目的】探究江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源與效益的時(shí)空匹配差異?！痉椒ā坎捎没嵯禂?shù)與泰爾指數(shù)相結(jié)合的方法，分析了2009—2020年江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配及其效益的差異構(gòu)成，采用耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)各指標(biāo)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平?！窘Y(jié)果】江蘇沿海地區(qū)墾殖率高于全省平均水平，農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)低于全省平均水平，且在空間分布上存在錯(cuò)位現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)及其效益基尼系數(shù)特征為“耕地效益基尼系數(shù)＜農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)基尼系數(shù)＜農(nóng)田灌溉水效益基尼系數(shù)”，與泰爾指數(shù)結(jié)果一致。耦合協(xié)調(diào)度在0.35～0.40之間波動(dòng)變化?！窘Y(jié)論】江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源呈“耕地資源豐富，農(nóng)田灌溉水資源短缺”的特點(diǎn)，耕地對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的匹配程度顯著優(yōu)于農(nóng)田灌溉水資源，有限的水資源制約了江蘇沿海地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。各項(xiàng)指標(biāo)差異主要來源于沿海3市的內(nèi)部差異，且耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平由比較均衡狀態(tài)向一般失衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

沿海地區(qū)；農(nóng)業(yè)水土資源；基尼系數(shù)；泰爾指數(shù)；耦合協(xié)調(diào)度

0 引 言

【研究意義】水土資源是農(nóng)業(yè)發(fā)展不可或缺的生產(chǎn)要素。隨著城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，有限的水土資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束性愈加突出。解析水土資源匹配狀況已成為保障農(nóng)業(yè)水土資源合理利用、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的首要問題[1]?！狙芯窟M(jìn)展】傳統(tǒng)水土資源匹配研究多以農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)法[2]、基尼系數(shù)[3]或數(shù)據(jù)包絡(luò)分析[4]等方法為主。上述方法側(cè)重點(diǎn)不同，存在各自的不足之處[5]。徐娜等[6]采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析和農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)分析了內(nèi)陸河流域水土資源匹配特性和利用效率。高蕓等[5]采用農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)、基尼系數(shù)和變異系數(shù)等方法分析了黃河流域的水土資源匹配特征。王凌閣等[7]以水土資源匹配系數(shù)結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度模型量化了水土資源的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，通過灰色關(guān)聯(lián)度分析了耦合協(xié)調(diào)度的影響因素。水土資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的匹配狀況也受到一定關(guān)注。彭立等[8]利用基尼系數(shù)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)阻尼模型分析了橫斷山區(qū)水土資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的匹配和制約程度；夏文雪等[9]通過分析糧食生產(chǎn)格局，結(jié)合水土資源系數(shù)法剖析了水土資源匹配狀況對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。【切入點(diǎn)】隨著江蘇“沿海大開發(fā)”戰(zhàn)略的實(shí)施，臨海與城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，同時(shí)也導(dǎo)致了沿海地區(qū)土地資源利用格局發(fā)生劇烈變化[10-11]，這一變化嚴(yán)重影響了沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源的匹配格局。【擬解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究從水土資源與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合的角度出發(fā)，利用基尼系數(shù)明確的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和泰爾指數(shù)的完全可分解優(yōu)勢(shì)，分析2009—2020年江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配及其效益的差異構(gòu)成，利用耦合協(xié)調(diào)度模型量化農(nóng)業(yè)水土資源及其效益協(xié)調(diào)發(fā)展水平。本研究結(jié)果可為江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源的優(yōu)化配置以及鄉(xiāng)村振興背景下保障糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

江蘇沿海區(qū)域地處長(zhǎng)江出?？诤忘S海交匯地區(qū)，包括連云港、鹽城和南通3市下轄的13個(gè)沿海區(qū)縣（圖1）。該區(qū)域?qū)儆趤啛釒c暖溫帶過渡區(qū)，水網(wǎng)密布，地勢(shì)低平，擁有豐富的土地資源和灘涂資源，地理優(yōu)勢(shì)顯著。截至2020年，江蘇沿海地區(qū)土地總面積為2.89萬km2，人口密度為531人/km2，地區(qū)生產(chǎn)總值上漲到16 240億元，第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比例由12.4%（2009年）下降至7.5%（2020年）；地區(qū)耕地面積為1.24萬km2，其中糧食作物播種面積為1.55萬km2；地表水資源量為117.76億m3，其中農(nóng)田灌溉用水量為58億m3。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographical location of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

以江蘇省13個(gè)沿海區(qū)縣為研究單元，土地面積、耕地面積和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)來自各市《統(tǒng)計(jì)年鑒》和《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010—2021年），農(nóng)田灌溉用水量來源于各市《水資源公報(bào)》（2009—2020年）。為消除物價(jià)水平帶來的誤差并保證數(shù)據(jù)的一致性，以2009年為基準(zhǔn)期，利用定基指數(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值進(jìn)行調(diào)整。本文涉及的農(nóng)業(yè)水土資源特指農(nóng)田灌溉水資源和耕地資源。

1.3 研究方法

1.3.1 各指標(biāo)含義及計(jì)算方法

1）農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)是指單位面積耕地?fù)碛械霓r(nóng)田灌溉用水量，該系數(shù)值越大表明農(nóng)田灌溉用水量越豐富，越有利于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，其計(jì)算式為：

式中：MWS為農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)（m3/hm2）；W為農(nóng)田灌溉用水量（m3）；S為耕地面積（hm2）。

2）農(nóng)田灌溉水效益是指單位體積農(nóng)田灌溉用水量的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，反映當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和節(jié)水灌溉技術(shù)水平下的農(nóng)業(yè)用水效益，其計(jì)算式為：

式中：MW為農(nóng)田灌溉水效益（元/m3）；Y為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值（元）。

3）耕地效益是指單位面積耕地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，反映耕地利用的經(jīng)濟(jì)效益。在保障糧食安全的前提下，通過優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其計(jì)算式為：

式中：MS為耕地效益（元/hm2）。

4）墾殖率是指單位面積土地中耕地所占的比例，反映土地被開墾的程度，其計(jì)算式為：

式中：K為墾殖率；L為土地面積（hm2）。

1.3.2 基尼系數(shù)

基尼系數(shù)（G）是一種基于洛倫茲曲線來衡量2個(gè)要素空間匹配差異性的指標(biāo)，常用以反映收入分配公平程度[12]。以農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)為例，其基尼系數(shù)（GWS）的計(jì)算過程如下：①計(jì)算某時(shí)間段內(nèi)各區(qū)縣農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)，并由小到大排序；②按照該排序計(jì)算各區(qū)縣耕地面積和農(nóng)田灌溉用水量占沿海地區(qū)的累計(jì)比例；③以耕地面積累計(jì)比例為X軸，農(nóng)田灌溉用水量累計(jì)比例為Y軸繪制得到洛倫茲曲線；④洛倫茲曲線與45°公平曲線所圍成面積的2倍為基尼系數(shù)，采用梯形法[13]計(jì)算基尼系數(shù)。參照文獻(xiàn)[14]將基尼系數(shù)進(jìn)行分級(jí)：G∈[0.0,0.2]表示高度匹配；G∈(0.2,0.3]表示相對(duì)匹配；G∈(0.3,0.4]表示一般匹配；G∈(0.4,0.5]表示匹配差距較大；G∈(0.5,1.0]表示匹配差距懸殊。

1.3.3 泰爾指數(shù)

泰爾指數(shù)（T）又稱為錫爾熵，是一種利用信息熵來體現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)差異的指標(biāo)。該指數(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于差異的完全可分解性，可將總體差異分解為區(qū)域間差異和區(qū)域內(nèi)差異，分析差異的構(gòu)成[15]。泰爾指數(shù)越小說明差異越小。參照文獻(xiàn)[15-16]，以農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)為例，其泰爾指數(shù)TWS計(jì)算式為：

式中：TWS為農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)的總體差異（泰爾指數(shù)）；TBR和TWR分別為區(qū)域間差異和區(qū)域內(nèi)差異；i=1,2,3分別表示連云港市、鹽城市和南通市沿海地區(qū)；j表示各市下轄區(qū)縣；yi為i地區(qū)農(nóng)田灌溉用水量占沿海地區(qū)的比例；xi為i地區(qū)耕地面積占沿海地區(qū)的比例；yij為i地區(qū)區(qū)縣j農(nóng)田灌溉用水量占i的比例；xij為i地區(qū)區(qū)縣j耕地面積占i的比例。如計(jì)算農(nóng)業(yè)水效益泰爾指數(shù)TW和耕地效益泰爾指數(shù)TS，只需將式中對(duì)應(yīng)指標(biāo)替換即可，下同。

引入貢獻(xiàn)率[17]進(jìn)一步研究區(qū)域間差異和區(qū)域內(nèi)差異對(duì)江蘇沿海地區(qū)總體差異的影響。江蘇沿海地區(qū)區(qū)域內(nèi)差異可進(jìn)一步表示為連云港、鹽城和南通市下轄沿海區(qū)縣的內(nèi)部差異Ti：

沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)總體差異可表示為：

等式兩邊同時(shí)除以TWS，表示為：

1.3.4 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)度模型既能反映系統(tǒng)內(nèi)各指標(biāo)間的相互作用程度又能度量各指標(biāo)協(xié)調(diào)發(fā)展的水平高低[18]。本文以耦合協(xié)調(diào)度模型來表征農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與效益的均衡發(fā)展程度，計(jì)算式為：

式中：D為耦合協(xié)調(diào)度；C為協(xié)調(diào)度；Z為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)；GWS、GW、GS為農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)、農(nóng)田灌溉水效益、耕地效益的基尼系數(shù)；α、β、γ為各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重。

農(nóng)田灌溉水效益和耕地效益權(quán)重相等，并結(jié)合熵權(quán)法[19]確定權(quán)重。參照文獻(xiàn)[20]將耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行分級(jí)：D∈[0.0,0.2]表示絕對(duì)均衡；D∈(0.2,0.4]表示比較均衡；D∈(0.4,0.6]表示一般失衡；D∈(0.6,0.8]表示中度失衡；D∈(0.8,1.0]表示嚴(yán)重失衡。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)水土資源空間分布格局

沿海各區(qū)縣多年平均墾殖率和農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)如圖2所示。2009—2020年，南通市下轄各區(qū)縣墾殖率顯著降低，連云港市區(qū)和射陽縣墾殖率有所增加，其余地區(qū)變化較小。灘涂圍墾對(duì)沿海地區(qū)墾殖率有較大影響，連云港市和鹽城市圍墾強(qiáng)度較低，南通市圍墾強(qiáng)度最高，新增圍墾土地中耕地占比較少導(dǎo)致墾殖率大幅度降低[21]。各區(qū)縣農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)變化較小，灌南縣和如東縣有所降低，而啟東市有所增加。

沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源表現(xiàn)為“耕地資源豐富，農(nóng)田灌溉水資源短缺”的特點(diǎn)。墾殖率與農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)存在空間錯(cuò)位現(xiàn)象。墾殖率在0.35～0.65之間，普遍高于江蘇省平均墾殖率（0.38）；農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)在1 680～7 705 m3/hm2之間，普遍低于江蘇省平均水平（5 936 m3/hm2）。2015—2020年，連云港市區(qū)、南通市區(qū)、海安市和如東縣墾殖率等級(jí)顯著低于農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)等級(jí)，而灌云縣、灌南縣、濱?？h、射陽縣和海門市則相反。這一結(jié)果主要受土地利用狀況以及高耗水作物（稻谷）種植比例的影響，使得各區(qū)縣耕地面積和農(nóng)田灌溉用水量出現(xiàn)顯著差異。

圖2 墾殖率和農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)空間分布Fig.2 Spatial distribution of reclamation rate and Agricultural water and soil resources matching coefficient

2.2 農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與效益的匹配特征分析

由農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)洛倫茲曲線（圖3（a））可知，61%的耕地面積擁有52%的農(nóng)田灌溉用水量，基尼系數(shù)GWS=0.13＜0.2，表明農(nóng)業(yè)水土資源空間匹配高度均衡。由農(nóng)業(yè)水土資源效益洛倫茲曲線（圖3（b））可知，耕地效益洛倫茲曲線比農(nóng)田灌溉水效益洛倫茲曲線更加貼合公平曲線，64%農(nóng)業(yè)產(chǎn)值對(duì)應(yīng)71%的耕地面積和75%的農(nóng)田灌溉用水量，耕地效益基尼系數(shù)（Gs=0.11）＜農(nóng)田灌溉水效益基尼系數(shù)（Gw=0.15）＜0.2，表明江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值空間分布處于高度匹配程度，且耕地對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的匹配程度優(yōu)于農(nóng)田灌溉水資源。

圖3 2009—2020年江蘇沿海地區(qū)洛倫茲曲線及基尼系數(shù)Fig.3 Lorentz curve and Gini coefficient in Jiangsu coastal area from 2009 to 2020

2009—2020年，江蘇省沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)及效益的基尼系數(shù)與泰爾指數(shù)如圖4所示。2個(gè)指數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，表現(xiàn)為GW＞GWS＞GS（TW＞TWS＞TS）。其中GS和TS年際變化較為平穩(wěn)且呈逐漸增大的趨勢(shì)；GWS、TWS和GW、TW年際波動(dòng)變化，在2009、2011年和2019年GW均超過0.2，表示GW在高度匹配與相對(duì)匹配之間波動(dòng)變化。受各區(qū)縣耕地質(zhì)量、作物種植結(jié)構(gòu)和節(jié)水技術(shù)發(fā)展水平等因素影響，農(nóng)田灌溉水效益波動(dòng)頻繁。

圖4 2009—2020年沿海地區(qū)基尼系數(shù)與泰爾指數(shù)年際變化Fig.4 The interannual variation of Gini coefficient and Theil index in coastal area from 2009 to 2020

表1為2009—2020年各指標(biāo)總體差異的泰爾指數(shù)分解。3項(xiàng)指標(biāo)的區(qū)域間差異貢獻(xiàn)率較小，且顯著低于區(qū)域內(nèi)差異貢獻(xiàn)率，故其總體差異主要由區(qū)域內(nèi)差異構(gòu)成。農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)區(qū)域間差異貢獻(xiàn)率呈波動(dòng)變化，農(nóng)田灌溉水效益區(qū)域間差異貢獻(xiàn)率基本在10%以內(nèi)，耕地效益的區(qū)域間差異貢獻(xiàn)率呈不斷增大趨勢(shì)。對(duì)比沿海3市區(qū)域內(nèi)差異發(fā)現(xiàn)，連云港市、鹽城市沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)和農(nóng)田灌溉水效益的區(qū)域內(nèi)差異貢獻(xiàn)率明顯低于南通市沿海地區(qū)區(qū)域內(nèi)差異貢獻(xiàn)率（50%～85%）。3市沿海地區(qū)耕地效益的區(qū)域內(nèi)差異貢獻(xiàn)率波動(dòng)變化。以上結(jié)果表明，2009—2020年沿海地區(qū)內(nèi)部差異是導(dǎo)致江蘇沿海地區(qū)水土資源匹配系數(shù)及其效益總體差異的主要來源?？茖W(xué)合理地優(yōu)化沿海各區(qū)縣水土資源配置，是促進(jìn)整個(gè)江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵與突破點(diǎn)。

表1 2009—2020年各指標(biāo)總體差異的泰爾指數(shù)分解Table 1 Theil index decomposition of the overall difference of each index from 2009 to 2020

注 表中TCBR表示區(qū)域間差異對(duì)總體差異貢獻(xiàn)率；TCi（i=1,2,3）分別表示連云港、鹽城和南通市下轄沿海區(qū)縣內(nèi)部差異對(duì)總體差異的貢獻(xiàn)率。

2.3 農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與效益的耦合協(xié)調(diào)度分析

農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)權(quán)重為0.28，耕地效益和農(nóng)田灌溉水效益的權(quán)重均為0.36。農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)及其效益的耦合協(xié)調(diào)度如圖5所示。2009—2020年農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與效益的耦合協(xié)調(diào)度為比較均衡狀態(tài)，D∈(0.2,0.4]。但耦合協(xié)調(diào)度D在0.35～0.40范圍內(nèi)波動(dòng)，極易由比較均衡狀態(tài)D∈(0.2,0.4]轉(zhuǎn)向一般失衡狀態(tài)D∈(0.4,0.6]。在全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興和促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展過程中，統(tǒng)籌做好水土資源與效益的優(yōu)化配置，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

圖5 農(nóng)業(yè)水土資源系數(shù)及效益的耦合協(xié)調(diào)度Fig.5 The coupling coordination degrees of land and water resource matching coefficient and benefits

3 討 論

2009—2020年是《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》實(shí)施階段，在獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)和政策幫扶下，有效推動(dòng)了城鎮(zhèn)化進(jìn)程，加劇了水土資源利用矛盾，出現(xiàn)了利用灘涂圍墾造田進(jìn)行“占補(bǔ)平衡”的現(xiàn)象。本文利用基尼系數(shù)與泰爾指數(shù)分別從頻率分布特征和信息熵的角度進(jìn)行農(nóng)業(yè)水土資源匹配及其效益的差異分析，與以往研究[3,5,14]相比，本文驗(yàn)證了2種方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。從墾殖率和農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)來看，沿海地區(qū)耕地資源豐富而農(nóng)業(yè)灌溉水資源短缺，農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)極端值差異顯著。從基尼系數(shù)結(jié)果來看，各指標(biāo)無顯著的極端聚集現(xiàn)象，表明農(nóng)業(yè)水土資源及其效益在各區(qū)縣內(nèi)部分配高度均衡。從空間尺度來看，本文以“沿海地區(qū)-市級(jí)-區(qū)縣級(jí)”構(gòu)建三級(jí)分區(qū)，通過泰爾指數(shù)探究區(qū)域短板，沿海區(qū)縣內(nèi)部差異是制約江蘇省沿海農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域短板。從農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度分析，江蘇省沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展需要重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的匹配。作物種植結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)水土資源狀況、農(nóng)業(yè)科技投入等因素對(duì)農(nóng)業(yè)水土資源及效益的空間匹配程度有極大影響。海門市和啟東市糧食作物播種面積占比略低于其余沿海區(qū)縣，而高產(chǎn)、高耗水作物（稻谷）的播種面積占比僅為5%左右，顯著低于其余沿海區(qū)縣，是造成海門市和啟東市農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)顯著低于其余區(qū)縣的主要原因。林燕等[22]和馮佳凝等[23]通過分析南通市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性表明，海安市和如東縣適宜農(nóng)業(yè)種植；海門市和啟東市多為中低產(chǎn)田改造區(qū)，農(nóng)業(yè)種植適宜性差。當(dāng)農(nóng)戶在耕地質(zhì)量較差的中低產(chǎn)田進(jìn)行糧食作物生產(chǎn)過程中，難以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益時(shí)，會(huì)自覺進(jìn)行作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整向經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致了海門市和啟東市“單位耕地糧食產(chǎn)量低，農(nóng)田灌溉用水量少，農(nóng)業(yè)水土資源效益高”這一“不健康”的生產(chǎn)狀態(tài)，嚴(yán)重威脅著糧食安全與農(nóng)業(yè)效益穩(wěn)步增收的平衡關(guān)系。

總體而言，江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在于水資源的優(yōu)化配置以及各沿海區(qū)縣的均衡發(fā)展。對(duì)此提出以下建議：在保障糧食安全的前提下，優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水土資源優(yōu)化配置，促進(jìn)農(nóng)民穩(wěn)步增收；政府需加大中低產(chǎn)田改造力度，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技貢獻(xiàn)，以水利技術(shù)為核心加速土壤脫鹽改土，提高作物種植適宜性；積極推動(dòng)水價(jià)改革和農(nóng)田高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)用水效率；以高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)為切入點(diǎn)，優(yōu)化水土資源配置，提升區(qū)域耕地效益和農(nóng)業(yè)用水效益，打造以低耗水、高產(chǎn)出的用水模式，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)水土資源的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié) 論

1）江蘇沿海地區(qū)墾殖率高于全省平均水平，農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)低于全省平均水平。即“耕地資源豐富，農(nóng)田灌溉水資源短缺”，在空間分布上存在錯(cuò)位現(xiàn)象。

2）沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與效益的基尼系數(shù)和泰爾指數(shù)結(jié)果一致，表現(xiàn)為GW＞GWS＞GS（TW＞TWS＞TS）；通過泰爾指數(shù)分解得到總體差異的區(qū)域構(gòu)成，表明各指標(biāo)區(qū)域內(nèi)差異是導(dǎo)致總體差異的主要原因。

3）農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與效益的耦合協(xié)調(diào)度D在0.35～0.40之間波動(dòng)變化，其耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)極易由比較均衡轉(zhuǎn)向變?yōu)橐话闶Ш?。?yōu)化沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源配置對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及全面推進(jìn)沿海地區(qū)鄉(xiāng)村振興尤為重要。

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Balance Between Water Resources and Soil Resource in Coastal Regions of Jiangsu Province and Its Economic Analysis

HE Cangguo1, YAO Huaizhu2, YU Guanghu3, GUAN Wei4, XU Binbing3, SHE Dongli1*
(1. College of Agricultural Science and Engineering, Hohai University, Nanjing 211100, China;2. Development Center for Rural Water Conservany and Technology of Jiangsu Province, Nanjing 210029, China;3. Jiangsu Nongken Group Co. Ltd., Nanjing 210008, China; 4. Jiangsu Linhai Farm Co. Ltd., Sheyang 224353, China)

【Background and Objective】 Agriculture in many regions in China relies on irrigation, while the available water resources in some regions might not be sufficient to meet the demand. Understanding this imbalance is essential to economic management, and this paper calculates spatiotemporal variation in this balance across coastal regions in Jiangsu province.【Method】The analysis is based on the Gini coefficient and the Theil index using data measured from 2009 to 2020. The coupled coordination method is used to evaluate the level of coordinated development in these regions.【Result】The reclaimed stalinized lands in the coastal regions for agricultural production is higher than provincial average, and the balance between agricultural water resources and soil resources is lower than provincial average. The Gini coefficient characterizing the balance between agricultural water and soil resources is consistent with the Theil index, and it is ranked in the order of cultivated land benefit lt; agricultural water and soil resources lt; agricultural irrigation water benefit. The coupled coordination degree varies from 0.35 to 0.40.【Conclusion】The coastal regions in Jiangsu province are rich in land resources and poor in irrigation water resources. The lack of water resources is the main factor restricting development of the agricultural economy in these regions. The overall difference in the Gini coefficient and the Theil index in these regions is due to the inter-region difference; the coupled and coordinated development level in the regions is fragile and could shift from balance to unbalance.

coastal area; agricultural water and soil resources; Gini coefficient; Theil index; coupling coordination model

賀倉國(guó), 姚懷柱, 于廣滸, 等. 江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配及其效益差異分析[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2023, 42(2): 110-116.

HE Cangguo, YAO Huaizhu, YU Guanghu, et al. Balance Between Water Resources and Soil Resource in Coastal Regions of Jiangsu Province and Its Economic Analysis[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(2): 110-116.

S274.3

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022308

1672 - 3317（2023）02 - 0110 - 07

2022-06-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42177393）；江蘇省水利科技項(xiàng)目（2021054）；江蘇省自然資源科技項(xiàng)目（2022046）；南通市自然資源和規(guī)劃科技創(chuàng)新項(xiàng)目（2022005）

賀倉國(guó)（1994-），男。碩士研究生，主要從事農(nóng)業(yè)水土資源保護(hù)研究。E-mail: 944236763@qq.com

佘冬立（1980-），男。教授，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)田水土過程與侵蝕控制研究。E-mail: shedongli@hhu.edu.cn

責(zé)任編輯：韓 洋