西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評(píng)估及時(shí)空分布特征

李菲菲，周 霞，周玉璽

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 泰安 271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，山東 泰安 271018）

干旱是影響中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一［1］，常分為氣象干旱、農(nóng)業(yè)干旱、水文干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱四種類型［2］。西北地區(qū)屬于典型干旱半干旱地區(qū)，也是重要農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)［3］和畜產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)，氣熱資源豐富，具有發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的自然優(yōu)勢(shì)，但在地貌和水資源分布多重因素影響下，形成了雨養(yǎng)旱作、半旱作半灌溉等多種農(nóng)業(yè)類型，導(dǎo)致該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)于干旱極敏感［4-5］；農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展加速，但農(nóng)牧業(yè)與自然資源存在結(jié)構(gòu)性錯(cuò)位，導(dǎo)致水資源供需矛盾、地下水超采、土壤瘠薄、草原退化等問題，使其成為生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)和氣候變化敏感區(qū)［6-7］。2021年該地區(qū)出現(xiàn)不同程度農(nóng)業(yè)干旱，其中寧夏北部、甘肅東北部、陜西北部出現(xiàn)中至重度農(nóng)業(yè)干旱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重沖擊［8］。為促進(jìn)西北干旱區(qū)農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展，2015年國(guó)家農(nóng)業(yè)部指出持續(xù)改善西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境，兼顧增產(chǎn)增收與資源生態(tài)永續(xù)利用；2020年國(guó)家推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局時(shí)，強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)防范化解各類風(fēng)險(xiǎn)能力，促進(jìn)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，加強(qiáng)干旱管理尤為重要。短期干旱管理傾向于監(jiān)測(cè)干旱指數(shù)，而長(zhǎng)期干旱管理關(guān)注于評(píng)價(jià)干旱風(fēng)險(xiǎn)和干旱脆弱性［9］，故研究西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性及時(shí)空演變是有效應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期干旱氣候的關(guān)鍵。

IPCC（聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)）指出脆弱性內(nèi)容包括氣候變化背景下系統(tǒng)的暴露水平、受氣候變化影響的敏感性程度及其對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力［8］?，F(xiàn)有干旱脆弱性的研究對(duì)象包括農(nóng)業(yè)［10-11］、農(nóng)作物［12］；研究?jī)?nèi)容主要包括干旱脆弱性評(píng)估［13-15］，干旱脆弱性時(shí)空演變［16-17］以及干旱脆弱性成因機(jī)理［18］；指標(biāo)體系構(gòu)建角度主要有：一是基于其內(nèi)涵從水資源、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和防旱抗旱四個(gè)角度［10］，另一類是基于IPCC脆弱性評(píng)估框架從暴露度、敏感性和適應(yīng)能力［16］構(gòu)建指標(biāo)?，F(xiàn)有大多數(shù)研究局限在氣象干旱［3］，針對(duì)于農(nóng)業(yè)干旱研究較少，在灌溉補(bǔ)給作用下氣候干旱并不一定導(dǎo)致農(nóng)業(yè)干旱，持續(xù)的氣候干旱使得土壤水分不足才會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)干旱，鮮有將多時(shí)間尺度干旱指數(shù)納入指標(biāo)體系；已有研究忽略了蒸散對(duì)土壤含水量的影響，在強(qiáng)蒸發(fā)作用下表土水分消耗迅速，近地表—飽水帶形成的負(fù)壓使得地下水向上輸送，成為維持土壤水分和作物需水的重要來源［19］。基于此，對(duì)生態(tài)脆弱的西北地區(qū)展開系統(tǒng)研究，以期厘清該地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性時(shí)空分布特征及干旱致脆因子，為區(qū)域干旱風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，對(duì)保障生態(tài)安全格局具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

中國(guó)西北地區(qū)地處歐亞大陸，屬于中亞干旱區(qū)，氣候干燥，干旱缺水，植被稀少，生態(tài)環(huán)境脆弱，包括陜西、青海、寧夏、新疆和甘肅，占國(guó)土總面積的32.11%。該地區(qū)是重要農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)和特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)，畜牧業(yè)以養(yǎng)殖牛、羊?yàn)橹?，農(nóng)業(yè)以種植瓜果、棉花、水果為主。該地區(qū)面臨水資源短缺，2020年供水總量?jī)H占全國(guó)水資源總量的14.89%；農(nóng)牧業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)薄弱，易受干旱氣候影響，綜合生產(chǎn)能力嚴(yán)重受損；農(nóng)牧業(yè)存在結(jié)構(gòu)性錯(cuò)位，種植業(yè)與畜牧業(yè)比例約為7:3，2020 年農(nóng)業(yè)用水量占該地區(qū)水資源總量的87%，加劇了水資源貧乏程度；農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，2020年農(nóng)民人均純收入比全國(guó)平均水平低25.34%，農(nóng)戶干旱災(zāi)害承擔(dān)能力較弱。

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

基于IPCC脆弱性評(píng)估框架，考慮西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱形成機(jī)制，在保障數(shù)據(jù)科學(xué)性和可得性前提下，具體指標(biāo)選取及含義見表1。暴露度是由于變異因素致使該地區(qū)農(nóng)業(yè)受到干旱的程度。在擴(kuò)展水資源概念下，綠水即天然降水被生態(tài)系統(tǒng)直接利用部分，該地區(qū)氣溫高蒸散強(qiáng)，綠水作為作物生長(zhǎng)需水天然供給源，能夠有效緩解氣象干旱，故考慮前期降水量、水分供求以及蒸散作用對(duì)農(nóng)業(yè)干旱的影響，選取月、季和年多時(shí)間尺度干旱指數(shù)體現(xiàn)降水利用效率以及氣象干旱特征。敏感性是在外界壓力下農(nóng)業(yè)可能受到干旱脅迫，水資源主要壓力源分為：一是由人口和農(nóng)牧業(yè)組成的農(nóng)用水壓力；二是土地受耕地復(fù)種、化學(xué)要素投入以及產(chǎn)值帶來的投入產(chǎn)出雙重壓力。適應(yīng)能力是該地區(qū)農(nóng)業(yè)對(duì)于干旱災(zāi)害預(yù)防、承受能力及災(zāi)后恢復(fù)程度，指標(biāo)選取從宏觀環(huán)境與微觀主體兩個(gè)角度，選取區(qū)域整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)環(huán)境指標(biāo)表征干旱適應(yīng)能力的基礎(chǔ)保障；選取農(nóng)戶生產(chǎn)投入指標(biāo)表征采取適應(yīng)性能力的主觀能動(dòng)性；選取糧食單產(chǎn)反映該地區(qū)應(yīng)對(duì)干旱生產(chǎn)方式的產(chǎn)出水平。

表1 西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system of agricultural drought vulnerability in Northwest China

1.3 研究方法

1.3.1 熵權(quán)法 目前賦予指標(biāo)權(quán)重方式主要分為主觀賦權(quán)（層次分析法、德爾菲法等）和客觀賦權(quán)（熵權(quán)法、TOPSIS法等）兩種大類［19］，其中熵權(quán)法是依據(jù)各指標(biāo)值的相對(duì)變化程度進(jìn)行賦權(quán)，能克服指標(biāo)間的信息重疊，使指標(biāo)權(quán)重更具有客觀性，為多指標(biāo)綜合系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)提供依據(jù)。具體公式如下：

式中：Zj為農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)；θj為指標(biāo)權(quán)重；xij為標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1.3.2 農(nóng)業(yè)干旱脆弱性函數(shù) 運(yùn)用ArcGIS 10.1采用自然斷點(diǎn)法將暴露度（EI）、敏感性（SI）、適應(yīng)能力（AI）和農(nóng)業(yè)干旱脆弱性（DVI）劃分為低度、中度、高度和極度4 個(gè)等級(jí)，由于暴露度和敏感性指數(shù)越高將加重農(nóng)業(yè)干旱脆弱性，而適應(yīng)能力指數(shù)提升將減弱農(nóng)業(yè)干旱脆弱性，故農(nóng)業(yè)干旱脆弱性函數(shù)設(shè)定如下：

1.3.3 空間熱點(diǎn)探測(cè)分析 空間熱點(diǎn)探測(cè)分析（Getis-OrdGi*）是一種識(shí)別局部區(qū)域是否具有顯著熱點(diǎn)或冷點(diǎn)集聚的局部空間相關(guān)性分析［20］，借助ArcGIS軟件可視化西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性熱點(diǎn)區(qū)域和冷點(diǎn)區(qū)域空間分布，解釋其該地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性空間分異特征。公式如下：

1.4 數(shù)據(jù)來源

將西北地區(qū)的51 個(gè)市、區(qū)（州）作為研究對(duì)象，其中新疆部分地區(qū)因數(shù)據(jù)獲取受限，故未納入石河子市、阿拉爾市、圖木舒克市、五家渠市、北屯市、鐵門關(guān)市、雙河市、可克達(dá)拉市、昆玉市和河胡楊河市。研究數(shù)據(jù)來源：一是氣象數(shù)據(jù)，包括氣溫、風(fēng)速、降水等數(shù)據(jù)，來源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA），運(yùn)用FLDAS 數(shù)據(jù)集10 km 分辨率數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值處理；二是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括2011—2021年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、各?。▍^(qū)）統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源公報(bào)。

2 結(jié)果與分析

2.1 西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性要素時(shí)空變化特征

2.1.1 暴露度分析 2010—2020年西北地區(qū)暴露度水平波動(dòng)較為頻繁，暴露重心從西北轉(zhuǎn)向東南。2010—2015年該地區(qū)整體干旱暴露度降低，均值從0.1027 降至0.0924，空間格局“西高東低”逐步加強(qiáng)。從不同省份來看，僅新疆干旱暴露度明顯增加，其中10個(gè)地市（自治州）從中高度暴露升級(jí)為極度暴露地區(qū)，主要是氣候干燥少雨加重了干旱暴露度；其余省份干旱暴露度呈現(xiàn)不同程度的下降，陜隴寧青暴露度均值下降幅度分別為32.97%、13.45%、8.20%、13.86%。2015—2020年該地區(qū)整體干旱暴露度增加，均值從0.0924降至0.1241，分布重心從西部逐漸向南部轉(zhuǎn)移，集中在青隴南部。新疆暴露度下降，極度暴露從12個(gè)降為2個(gè)，并且出現(xiàn)5個(gè)低度暴露區(qū)域，主要是在研究時(shí)期內(nèi)干旱頻率明顯下降。其余37個(gè)地市中，僅5個(gè)區(qū)域暴露度等級(jí)降低，13 個(gè)區(qū)域暴露度等級(jí)不變，51.35%區(qū)域暴露度等級(jí)呈現(xiàn)不同程度升級(jí)，反映出目前氣候變暖加重了該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境干旱程度。

2.1.2 敏感性分析 2010—2020年西北地區(qū)敏感性水平逐步降低，形成“東西高，中部低”的空間分布格局。2010—2015 年該地區(qū)整體干旱敏感性均值從0.1422 降至0.1407，6 個(gè)極度敏感地區(qū)降為高度敏感地區(qū)，3個(gè)高度敏感地區(qū)降為中度敏感地區(qū)，僅17.65%地區(qū)敏感程度升級(jí)。2015—2020 年該地區(qū)整體干旱敏感性均值從0.1407 降至0.1256，主要處于中度敏感等級(jí)。2020 年不同省份干旱敏感性從高到低為：陜、寧、新、青、隴，較2015年降幅分別為：7.86%、12.37%、15.47%、5.19%、12.05%。

其中，甘肅和青海中部敏感性始終處于較低水平是受益于城鎮(zhèn)化，農(nóng)業(yè)人口占比下降緩解了部分敏感性；新疆東部主要是由于農(nóng)業(yè)人口占比、耕地復(fù)種指數(shù)和第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比過高所致，較強(qiáng)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出依賴性增加了干旱敏感性。該地區(qū)整體農(nóng)作物播種面積較大，一方面是保障糧食安全，另一方面肉蛋奶需求推動(dòng)大牲畜養(yǎng)殖，飼用糧需求同步增加，從而加重了農(nóng)業(yè)水資源短缺的敏感性。

2.1.3 適應(yīng)能力分析 2010—2020年西北地區(qū)適應(yīng)能力逐步增強(qiáng)，但區(qū)域發(fā)展不平衡性加強(qiáng)，高適應(yīng)地區(qū)集中在西部和北部，低適應(yīng)地區(qū)集中在中南部。2010—2015 年該地區(qū)整體適應(yīng)能力均值從0.0726 提至0.1015，東部10 個(gè)高度適應(yīng)地區(qū)升為極度適應(yīng)地區(qū)，南部16 個(gè)低度適應(yīng)地區(qū)降為5 個(gè)。2015年不同省份干旱適應(yīng)能力從高到低為：新、陜、寧、隴、青，較2010 年提升了41.72%、42.16%、38.22%、43.06%、30.80%，得益于前期“西部大開發(fā)”基礎(chǔ)建設(shè)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，應(yīng)對(duì)干旱的適應(yīng)能力增強(qiáng)。2015—2020 年該地區(qū)整體適應(yīng)能力均值從0.1015 增至0.1192，整體增速逐漸放緩，2020 年不同省份干旱適應(yīng)能力從高到低為：新、寧、陜、隴、青，較2015 年增加了7.25%、24.82%、18.37%、10.20%、36.53%。從市域?qū)用娣治觯瑑H3個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)能力等級(jí)提升，71.15%地區(qū)保持原有適應(yīng)能力等級(jí)，反映出在可持續(xù)發(fā)展理念下，如何激勵(lì)農(nóng)戶開展土地集約生產(chǎn)，投入機(jī)械化肥等要素，提高資源利用效率等方面實(shí)現(xiàn)自身干旱適應(yīng)能力提升是未來發(fā)展重點(diǎn)。

2.2 西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)時(shí)空演變特征

西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，主要致脆因素集中在干旱頻次、耕地復(fù)種指數(shù)和單位播種面積化肥施用量、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比、農(nóng)村居民可支配收入、農(nóng)業(yè)機(jī)械總投入和糧食單產(chǎn)。從不同要素層面來看，暴露度呈現(xiàn)先增后減，反映出該地區(qū)“暖濕”氣候趨勢(shì)下，其干旱趨勢(shì)減弱，但整體來看干旱頻次仍是其主要暴露因子；敏感性始終保持上升趨勢(shì)，且增幅逐年加快，說明農(nóng)牧民為保障農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定供給，農(nóng)作物播種面積逐年增加，物質(zhì)要素投入加大，加重了土地壓力，同時(shí)第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比提高，反映出該地區(qū)農(nóng)業(yè)對(duì)于干旱更加敏感；適應(yīng)能力處于下降狀態(tài)，研究時(shí)期內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境逐漸改善，區(qū)域人均GDP提高，水利設(shè)施逐漸完善，但農(nóng)村居民可支配收入較低，使得生產(chǎn)過程中要素、機(jī)械等投入受資金限制，糧食單產(chǎn)仍具有較大提升空間。

農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)從2010 年0.1710 減小到2020 年0.1238，降低27.60%。由圖1 可知，2010—2015年農(nóng)業(yè)干旱脆弱性下降幅度最大，中度脆弱地區(qū)從20 個(gè)減至16 個(gè)，低度脆弱地區(qū)從6 個(gè)增至10個(gè)，是其下降幅度較大的原因。但7 個(gè)地區(qū)從高度脆弱升級(jí)為極度脆弱地區(qū)，反映出該地區(qū)干旱脆弱性區(qū)域均衡性減弱，出現(xiàn)“兩極”現(xiàn)象。2015—2020年該地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性持續(xù)下降，主要是在2016—2020 年《西北旱區(qū)農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃》落實(shí)中，農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力大幅提升，表現(xiàn)為產(chǎn)出提高和抗旱能力增強(qiáng)。該階段干旱脆弱地區(qū)從新疆西部、甘肅南部和青海南部逐漸向南部地區(qū)轉(zhuǎn)移，青海和甘肅南部的高脆弱區(qū)域附近地區(qū)脆弱等級(jí)出現(xiàn)不同程度升級(jí)現(xiàn)象，形成“輻射”效應(yīng)，一是由于以灌溉農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)牧結(jié)構(gòu)較為不合理帶來水資源需求過大，而在水資源約束下加重了脆弱程度；二是農(nóng)業(yè)發(fā)展較為落后，氣象變異性增加了干旱發(fā)生概率使農(nóng)業(yè)穩(wěn)定供給和農(nóng)戶增加收入面臨巨大挑戰(zhàn)，再次增加了地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性。如何資源集約循環(huán)利用與防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體系完善，提高內(nèi)部資源生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收帶動(dòng)干旱適應(yīng)能力提升，是應(yīng)對(duì)氣候變化的有效措施。

圖1 西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)空間分布Fig.1 Spatial distribution of agricultural drought vulnerability index in Northwest China

2.3 西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)冷熱點(diǎn)空間演變特征

由圖2a可知，2010年西北地區(qū)干旱脆弱性冷熱點(diǎn)區(qū)域較少，次熱區(qū)域分布在新疆西南部（克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區(qū)和和田地區(qū)），原因是農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)水平較低，在落后生產(chǎn)條件下農(nóng)戶只能通過提高種植規(guī)模增加產(chǎn)出，而干旱強(qiáng)度大且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，農(nóng)作物極易受到干旱災(zāi)害影響，再次加重了該區(qū)域干旱脆弱性。次冷區(qū)域包括新疆北部5個(gè)區(qū)域和寧夏2個(gè)區(qū)域（銀川市、中衛(wèi)市），該區(qū)域普遍經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好，農(nóng)村居民可支配收入水平提高，抵抗干旱風(fēng)險(xiǎn)能力增強(qiáng)，同時(shí)農(nóng)業(yè)人口占比較少，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平高，生產(chǎn)效率與水資源利用效率雙重提升，有效降低了干旱脆弱性。

圖2 西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)冷熱點(diǎn)空間分布Fig.2 Spatial distribution of cold and hot spots of agricultural drought vulnerability index in Northwest China

由圖2b可知，2015年農(nóng)業(yè)干旱脆弱性熱點(diǎn)區(qū)域仍集中在新疆西南部（喀什地區(qū)和和田地區(qū)），但冷點(diǎn)區(qū)域呈現(xiàn)碎片化特征。新疆2個(gè)次熱區(qū)域升級(jí)為熱點(diǎn)區(qū)域，另外次熱區(qū)域新增了甘南藏族自治州，原因是由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后，農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力投入不足，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受干旱災(zāi)害影響嚴(yán)重，糧食單產(chǎn)水平處于甘肅最低水平，從而加重了其干旱脆弱性。次冷區(qū)域數(shù)量包括阿勒泰地區(qū)、酒泉市和中衛(wèi)市，較2010年數(shù)量顯著降低，且分布最為分散，主要是“十二五”期間西部大開發(fā)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，重點(diǎn)解決區(qū)域工程性缺水問題，減弱了農(nóng)業(yè)對(duì)水資源依賴程度，但由于資源配置和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)匹配程度具有區(qū)域差異性，使得低脆弱區(qū)域呈現(xiàn)分散化格局。

由圖2c可知，2020年農(nóng)業(yè)干旱脆弱性熱點(diǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移到甘肅和青海南部，且呈現(xiàn)出以天水市、定西市、隴南市、甘南藏族自治州和黃南藏族自治州為核心，向?qū)氹u市、咸陽(yáng)市、漢中市、蘭州市、白銀市、平?jīng)鍪?、臨夏回族自治州、西寧市和果洛藏族自治州輻射，主要是該類區(qū)域資源性缺水嚴(yán)重，人口密集度增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，土地荷載高是導(dǎo)致高脆弱集聚的關(guān)鍵。冷點(diǎn)區(qū)域分布在北部，包括新疆北部7 個(gè)區(qū)域和甘肅酒泉市，一是通過不斷優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮自然資源優(yōu)勢(shì)，二是基本實(shí)現(xiàn)主要農(nóng)作物機(jī)械化和集約化生產(chǎn)提升了資源利用效率，從而實(shí)現(xiàn)了敏感性降低和適應(yīng)能力提高的雙贏局面。

3 討論

西北地區(qū)是典型干旱半干旱地區(qū)，但在地貌多樣和水資源分布不均雙重因素影響下，形成了雨養(yǎng)旱作、半旱作半灌溉等多種農(nóng)業(yè)類型，導(dǎo)致該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)于干旱干擾極端敏感。本文聚焦于農(nóng)業(yè)干旱，基于該地農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的生態(tài)環(huán)境脆弱、農(nóng)民返貧風(fēng)險(xiǎn)、自然氣象干旱等多種擾動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，從暴露度、敏感性和適應(yīng)能力三層面測(cè)度農(nóng)業(yè)干旱脆弱性，其中在指標(biāo)選取上選擇多尺度標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸發(fā)SPEI 指數(shù)和能夠反映前期降水量和水分供求對(duì)后期影響的PDSI 指數(shù)表征干旱特征。區(qū)別于已有研究［15,21］，研究發(fā)現(xiàn)：（1）2010—2020 年西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱重心呈現(xiàn)西部向南部轉(zhuǎn)移趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)干旱脆弱性指數(shù)為：陜＜新＜寧＜隴＜青，與王鶯等［15］研究北方地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性順序?yàn)椋宏儯紝帲记啵夹拢茧]存在差異，可能原因?yàn)樵撗芯恳允∮驗(yàn)檠芯繉?duì)象，忽略了新疆和青海等省份其地市之間的顯著差異，另外指標(biāo)構(gòu)建中僅納入年降水量，忽略了氣象干旱以及蒸散作用對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；（2）識(shí)別農(nóng)業(yè)干旱脆弱性的關(guān)鍵致脆因子集中在干旱頻次、耕地復(fù)種指數(shù)和單產(chǎn)，這與馬貝等［21］研究西北地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性主要障礙因子表現(xiàn)為：地形、降水、地表植被、農(nóng)業(yè)災(zāi)害、水資源及土地荒漠化有所區(qū)別，本研究主要圍繞農(nóng)業(yè)干旱脆弱性從自然干旱特征、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入以及農(nóng)戶抗風(fēng)險(xiǎn)能力方面選取指標(biāo)，是導(dǎo)致障礙因子存在差異的原因。

4 結(jié)論與建議

（1）2010—2020年西北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)。從不同要素來看，暴露度波動(dòng)較為頻繁，重心從西北轉(zhuǎn)向東南；敏感性逐步降低，形成“東西高，中部低”分布格局；適應(yīng)能力逐步增強(qiáng)，但區(qū)域發(fā)展不平衡性加強(qiáng)，高度適應(yīng)區(qū)域集中在新疆中部，低度適應(yīng)區(qū)域主要位于青海南部。

（2）從不同階段來看，2010—2015 年農(nóng)業(yè)干旱脆弱性下降幅度最大，但區(qū)域均衡性減弱，出現(xiàn)“兩極”現(xiàn)象；2015—2020年干旱脆弱重心從新疆西部、甘肅南部和青海南部逐漸向南部地區(qū)轉(zhuǎn)移，高脆弱區(qū)域附近地區(qū)脆弱等級(jí)出現(xiàn)不同程度升級(jí)現(xiàn)象，形成“輻射”效應(yīng)。

（3）研究區(qū)域干旱脆弱性冷熱點(diǎn)區(qū)域變化顯著，2010 年熱點(diǎn)區(qū)域集中在新疆西南部，冷點(diǎn)區(qū)域分布在新疆北部和寧夏；2015 年熱點(diǎn)區(qū)域基本穩(wěn)定，但冷點(diǎn)區(qū)域呈現(xiàn)碎片化特征；2020 年熱點(diǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移到甘肅和青海南部，且呈現(xiàn)向外輻射現(xiàn)象，而冷點(diǎn)區(qū)域主要集中在新疆北部。

基于以上結(jié)論，建議如下：在干旱氣象識(shí)別方面，加強(qiáng)氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)分析，及時(shí)向農(nóng)戶傳達(dá)周、月等短期氣象預(yù)測(cè)，作為其開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的參考信息。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中調(diào)整農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)抗旱品種作物種植是減弱農(nóng)業(yè)氣象干旱約束的有效措施；加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械投入，降低勞動(dòng)力投入，提高生產(chǎn)效率；完善防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體系，降低干旱對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出水平的影響，有利于守住區(qū)域糧食安全與不規(guī)模性返貧底線。對(duì)水資源開發(fā)和管理采取因地制宜模式，在甘肅農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)較為落后的省份以“供方”視角為主，受經(jīng)濟(jì)發(fā)展限制，前期水利設(shè)施需投入大量資金，但對(duì)降低農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn)具有長(zhǎng)期效應(yīng)。而針對(duì)新疆等農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施較為完善的地區(qū)轉(zhuǎn)向“需方”視角，通過激發(fā)農(nóng)戶節(jié)水意識(shí)，推進(jìn)節(jié)水技術(shù)采納，增加單位水資源產(chǎn)出。