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黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析_白芳芳

发布日期:2022-05-30   

36 卷第 3

2022 6


土保持学报

Journal of Soil and Water Conservation


Vol36No3 Jun2022


河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析

白芳芳1 2 齐学斌1 3 乔冬梅1 1 2 赵宇龙1 2 陆红飞1

(1.中国农业科学院农田灌溉研究所河南 新乡 4530022.中国农业科学院研究生院

北京 1000813.中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南 新乡 453002)

摘要:为了解黄河流域九省区农业水资源利用现状,明晰提高九省区农业水资源利用效率障碍因子 。基 熵权 Topsis模型以黄河流域九省区为评价单 14 个评价指标构建九省区的农业水资源利用效率的综合评价指标体系评价黄河流域九省区 2004 2009 2014 2019 年的农业水资源利用效率并对九省区的农业水资源利用效率进行障碍因子诊断 结果 表明:(1)2004 2019 青海 内蒙古 河南 山东的农 西 西 资源利效率相对较低。(2)2004 2019 各省区的农业 业水资利用效率差异逐渐减小。(3) 地均水资源占有量(A6) 、人均生态环境用水量(A13) 是山西 、山东 河南 、四川 、陕西 、甘肃 、宁夏的主要障碍因子,人均生态环境用水量(A13) 、农业水资源利用效率系数(A4) 是青海的主要障碍因子,地均水资源占有量(A6) 、用 值(A9) ,九省区水资源禀赋及生态环境用水量是影响其农业水资源利用效率的主要因素

:黄河流域;熵权 TOPSIS模型;农业水资源利用效率;障碍因子

中图分类号TV213 文献标识码A 文章编号10092242(2022)03014607

DOI1013870jcnkistbcxb202203021

Evaluation ofAgricultural Water Resource Utilization Efficiency and Obstacle Factor Diagnoses in Nine Provinces of the Yellow River Basin

BAI Fangfang1 2 QI Xuebin1 3 QIAO Dongmei1 HAN Yang1 2 ZHAO Yulong1 2 LU Hongfei1

(1 .Farmland IrrigationResearch InstituteChineseAcademy ofAgricultural SciencesXinxiangHenan 453002

2 .GraduateSchoolofChineseAcademy ofAgricultural SciencesBeijing 100081 3 .AgriculturalWaterSoil

EnvironmentalFieldResearchStationofXinxiangChineseAcademyofAgriculturalSciencesXinxiangHenan 453002)

AbstractThe purpose of this paper is to understand the present situation of agricultural water resources uti                             lization in nine provinces of the Yellow River Basin and to clarify the obstacles to improve agricultural water               resources utilization efficiencyBased on entropy weight Topsis model9 provinces of the Yellow River Basin were taken as evaluation unitsand 14evaluation indexes were selected from resource utilization efficiency economic benefit and ecological benefit to construct a comprehensive evaluation index system of agricultural water resources utilization efficiencyThe agricultural water resource utilization efficiency was evaluated by               the comprehensive evaluation index system and its obstacle factors were diagnosed in 2004 2009 2014and 2019The results showed that:(1) From 2004to 2019 the agricultural water resource utilization efficiency               in QinghaiInner MongoliaHenanand Shandong was relatively highwhile that in ShaanxiGansuand Shanxi was relatively low(2) From 2004to 2019 the agricultural water resources utilization efficiency of               the nine provinces increased on the whole and the difference of agricultural water resources utilization efficiency among the nine provinces gradually decreased(3) The main obstacle factors of ShanxiShandong HenanSichuanShaanxiGansuand Ningxia were per capita water resources (A6) and per capita ecologi cal water consumption (A13); per capita ecological water consumption (A13) and agricultural water               resource utilization efficiency (A4) were the main obstacles in QinghaiAverage water resources occupancy                                           (A6) and total agricultural production value (A9) were the main obstacles in Inner MongoliaTherefore

稿日期20211025

资助项中央级公益性科研院所基本科研项目(FIRI20210102) ;河南省科技攻关项目(212102110233) ;国家自然科学基金项目 (51879268 51679241) ;国家重点研发计划项目(2017YFD0800605)

作者白芳芳(1986 ) ,女,助理研究员博士研究生主要从事农业水资源与水环境研究 Emailbaiffang0921163com

通信作者乔冬梅(1978 ) ,女,博士副研究员硕士生导师主要从事农业水资源与水环境研究 Emailqiaodongmei78126com


3 白芳芳等:黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析 147

water resources endowment and ecological water consumption are the main factors affect the agricultural water resources utilization efficiency in the nine provinces

KeywordsYellow River Basin TOPSIS model agricultural water resource utilization efficiency obstacle

factor


近年来沿黄省区生态环境严重恶化,农田灌溉受 到严重胁,农业正常生产无法得到保障[1] 。此外,灌 程中农业用水浪费进一步加剧了灌溉用水不足问 。因此水资源是黄河流域九省区农业高质量发展强 的保障 。提高农业水资源利用效率是解决农业水 源短缺的重要途径之一,故对黄河流域九省区农业水 源利用效率进行评价并确定其障碍因子,是保障农业 资源可持续发展和粮食安全的必要前提。

目前,农业水资源利用效率的评价指标和评价 主要从农业水资源利用效率 、经济效益和生态效益 的方选取评价指标[24] 国内外对资源利用效率评 价的理论与方法比较成熟[56] 以往评价研究[7] 项指标评价,忽略了农业水资源多层次 、多 目标 所带来的指标不相容和高维问题 。综合指数法 次分析法 、模糊综合评判法等方法在赋予指标权重 多带有人为因素,并缺乏各指标对总体目标贡献和 方向的 [8] 法(TOPSIS) [9] 核心是将多指标问题转换为易进行分析的单指标 题,依据评价指标自身数据特征进行综合评价 。投 寻踪法及其与其他优化方法结合在水资源评价领 域应用较多[1012]

黄河流域农业水资源的研究[1315] 主要集中在 源承载力 、水资源价值 、存在问题及技术对策等 方面 左其亭 [13] 明,九 增大趋势,水资源承载力提升趋势最为明显的是河 、山东 、内蒙古;九省区水资源承载力空间差异性明 ,不同省区的水资源承载力障碍因子差异明显 。张 [16] 研究表 明,综 省份为山西 、山东 、河南与陕西,处于中等水平的省份 甘肃 、四川与内蒙古,而宁夏的农业水资源利用效 率明显低下 张永凯等[17] 研究表明2009 2017 黄河流域水资源利用效率呈“先上升 、后下降 、且波动 大”的点,水资源利用效率整体有所提升,且技术水 是影响其利用效率的关键因素

综上,针对黄河流域农业水资源利用效率综合评价 研究较少,且并未从时间和空间上分析黄河流域农业 水资源利用效率发展趋势及空间分布特征 。农业水 是黄河流域水资源可持续发展、生态保护和粮食安全 前提和基础,而农业水资源利用效率评价及障碍因子 诊断提高农业水资源利用效率的关键环节 。鉴于此, 于熵权 TOPSIS模型以黄河流域九省区为评价单


,依据农业水资源高效利用的内涵和特点,来构建黄 域九省区的农业水资源利用效率评价指标体系和 价方法评价20042009 20142019 年黄河流 九省区农业水资源利用效率,并对评价结果进行农业 水障碍因子诊断,为黄河流域高质量发展和该区农业 资源高效利用与优化配置提供决策支持。

1 材料与方法

11 研究区概况

河流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山 西河南和山东九省区流域多年平均降水量 464mm 总体呈“南多北少,东多西少”的态势,降水量年内分配 极不均衡6 9月降水量占全年45%~60 沿黄九 省区粮食播种面积占全国的3603 粮食产量占全国的 3531 [18] 多年(2009 2019 年) 平均水资源总量平均 地表水 5 1437×108 4 0784×108 1 8980×108 m3 多年平均供水量地表 水供水地下水供水量分别为 1 2588×108 8192× 108 4174×108 m3 多年平均农业用水量生态用水量 分别 8311×10 8 539×10 8 m3 660 43 数为0477~0643 耕地实际灌溉均用水量 157~706 m3667m2 万元国内生产总值用水量为 317~1865 m3 ,九省区资源环境禀赋及经济发展水平差异较大 资源供需矛盾尖锐,水质严重恶化,生态环境问题 出,农业水资源利用效率低下等是九省区面临的共 问题,因此,提高九省区农业水资源利用效率是黄 河流域高质量发展的重要保障

12 研究方法

121 评价指标体系构建 参考前人[19] 在农业水资 评价时选取的评价指标体系,结合黄河流域九省区 源禀赋条件 、生态环境状况 、经济和社会发展水 ,根据农业水资源内涵及相关的研究理论,综合熵 TOPSIS 态效益中共选取 14 个评价指标构成了九省区农 水资源利用效率的综合评价指标体系(表 1)。 122 熵权 TOPSIS 模型 熵权 TOPSIS 法核心 TOPSIS首先 权重,并且将评价指标数据与权重相乘,得到新的 利用新数据进行 TOPSIS分析 TOPSIS[20] 理想解排序法,是一种基于多指标进行综合评价 客观评价方法,其基本原理是通过确定各指标评价值


148 水土保持学报 36


量与评价最优方案和最劣方案间的相对距离,然后, 该相对距离大小对评价对象进行排序评价 。该方


计算过程灵活、评价结果合理,在农业水资源综合评 中应用较多[12] 。主要计算步骤为:


1 黄河流域九省()农业水资源利用效率评价指标体系

标层

准则层

标层

标计算式

属性

源利用效率

降水效率 A1/(kg · mm1 · hm2 )

供水模数 A2/(万 m3 · km2 )

农业用水比例 A3

农业水资源利用效率系数 A4/(kg · m3 ) 田灌溉用水量 A5/(m3 · hm2 )

水资源占有量 A6/(m3 · hm2 )

效灌溉率 A7/%

GDP用水量 A8m3

单位面积粮食产量/年降水量 供水量/区域面积

业用水量/总用水量

食产量/农业用水量

农田灌溉用水量/耕地实灌面 资源总量/灌溉面积

效灌溉面积/总耕地面积

总用水量/GDP 总量

正向

逆向

逆向

正向

逆向

正向

正向

逆向

济效益

的农业生产总值 A9/(元 · m3 )

民家庭平均每人纯收入 A10/(元 · 1 ) 位耕地面积粮食产量 A11/(t · hm2 ) 态环境用水比例 A12/%

业生产总值/农业用水量

农民年收入总值/农民人口总 食产量/耕地面积

态用水量/总用水量

正向

正向

正向

正向

态效益

人均生态环境用水量 A13/(m3 · 1 ) 单位面积化肥施用量 A14/(kg · hm2 )

生态用水量/总人口

总化肥施用量/总耕地面

正向

逆向


148 水土保持学报 36

:指标属性中正向表示数值越大越好;逆向表示数值越小越好

(1) 评价指标归一化处理 。正向指标归一化处理 公式:

x(ij) (x (ij)-xmin (j) )/(xmax (j)-xmin (j) ) 向指标归一化处理公式:

x(ij) (xmax (j)-x (ij) )/(xmax (j)-xmin (j) ) 中:xmin (j)、xmax (j) 分别为样本集中第 j 个指标的 小值和最大值

Z(r(ij))m×n

式中:r(ij)wj ×x(ij);wj 为第j 个指标权重

(2) 评价指标归一化后的最优 、最劣向量分别为: Z =(Zmax1 Z max2 ,…,Zmaxm ) Z =(Zmin1 Z min2 ,…,Zminm )

i评价对象与最优最劣方案的距离分别为 D

D i

i个评价对象与最优方案的接近程度Ci CiD i /(D D i )

式中: Ci 0~1 Ci 水平越高Ci 值越低则表示评价对象水平越低;其 i1 2 ,…,n

123 障碍度模型 运用障碍度模型进行障碍因子 诊断有利于识别黄河流域各省(区) 农业水资源利 率的主要障碍因子 。具体计算步骤[21] 为:

(1) 评价指标的因子贡献度,即单个因素对总 的贡献程度用单个因素的权重 wj 表示

(2) 计算指标偏离度(Iij )。 I ij 1xij

(3) 计算各评价指标的障碍度(Pij )。


P ij Iij ·wj j n1 (Iij ·wj )

124 数据来源 选取 14 个代表性指标对九省区

2004 2009 2014 2019 年的农业水资源利

于《

鉴》[22] 、《 鉴》[23] 、《

报》[24] 、《中国国土资源公报》[25]

2 结果与分析

21 黄河流域九省区各评价指标权重

据黄河流域九省区各评价指标的统计数据,采 用熵法确 重(表 2),指标的熵值越大,说明该项指标提供的信息越多, 从而权重值越大[26] 由表 2 可知,2004 年,地均水资 源占有量权重 A6(0198) 远大于其他指标的权重 是影响 2009 2014 2019 地均水资源占有量 A6 均生 A13 2009 2014 2019 因素,且二者的权重整体呈上升趋势 。综上分析可 ,黄河流域各省(区) 的水土资源匹配度是影响该区 业水资源利用效率的基本因素 万元 GDP用水量 4 个年份中权重值均最小说明其是影响九省区农 水资源利用效率的潜力因素

22 黄河流域九省区农业水资源利用效率评价结果

由表 3 可知2004 青海山东河南农业水资源 用效率的贴近度 Ci 值较大说明这3个省份的农业水 资源利用效率较高;2009 年农业水资源利用效率较高 为青海内蒙古四川;2014年农业水资源利用效率 较高的省份为内蒙古青海宁夏;2019 年农业水资源



3 白芳芳等:黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析 149


3 白芳芳等:黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析 149

用效率较高的省份为青海内蒙古河南 2004 年,宁 陕西甘肃省农业水资源利用效率的贴近度 Ci 低,说明这 3 省份的农业水资源利用效率较低;2009 年农业水资源利用效率较低的省份 、山 西 、陕 西2014 年农业水资源利用效率较低的省份为四川 陕西 甘肃;2019 年农业水资源利用效率较低的省份 陕西 、宁夏 、甘肃 。整体上看,青海 、内蒙古 、山东 南农业水资源利用效率常年较高,陕西 、甘肃 、山西 业水资源利用效率常年较低

2 各评价年份指标权重

2004

2009

2014

2019

降水效 A1

0086

0086

0066

0060

供水模数 A2

0057

0074

0061

0073

农业用水比 A3

0041

0034

0043

0043

业水资源利用效率系数 A4

0075

0068

0061

0071

农田灌溉用水量 A5

0046

0035

0039

0032

均水资源占有量 A6

0198

0204

0204

0231

有效灌溉 A7

0077

0047

0047

0069

万元 GDP用水 A8

0026

0029

0027

0033

用水的农业生产总值 A9

0068

0068

0058

0068

农民家庭平均每人纯收入 A10

0076

0055

0039

0042

单位耕地面积粮食产量 A11

0082

0067

0056

0057

生态环境用水比例 A12

0053

0050

0091

0064

均生态环境用水量 A13

0076

0113

0176

0111

位面积化肥施用量 A14

0039

0069

0033

0049

3 黄河流域九省区农业水资源利用效率评价结

2004

2009

2014

2019

i

i

i

i

西

0334

6

0306

8

0286

6

0287

6

蒙古

0379

5

0447

2

0516

1

0413

2

0423

2

0345

5

0296

4

0345

4

0396

3

0338

6

0293

5

0358

3

0394

4

0355

3

0266

7

0306

5

陕西

0284

8

0256

9

0231

8

0280

7

0244

9

0317

7

0226

9

0246

9

0577

1

0618

1

0490

2

0604

1

0319

7

0347

4

0335

3

0253

8

将黄河流域九省区的农业水资源利用效率评 标分别按省区进行熵权 TOPSIS分析,以 2004 2009 2014 2019 象,评 Ci 见图 1 由图 1 知,2004 2019 年,九 资源利用效率整体上呈增加态势,说明农业生产过 程中各省区的水资源利用情况趋于合理;山东 、甘肃 宁夏的农业水资 Ci 2004 2009 年,甘肃省 Ci 值增幅最大,从 0179 增加 0345,增幅高达927%,主要是甘肃省的有效灌 率(A7)、用 值(A9)、农 每人纯收入(A10)、人均生态环境用水量(A13) 提高了 12 414%,83%,61 1 316 时,万


GDP用水量(A8) 降低了 54 2009 2014 内蒙 古自治 Ci 值增幅最大,增幅高达 790%,主要是因 2014 年内蒙古自治区降水量增加了 209%,属平 水年,资源总量增加了 422%,用水的农业生产总 (A9)、农民家庭平均每人纯收入(A10)、单位耕地 面积粮食产 A11 人均生态环境用水量(A13) 分别增 加了 484%,505%,226%,459%,同时万元 GDP用水 量(A8)、农田灌溉用水量(A5) 降低了 817%,106 说明内蒙古农业水资源利用状况逐渐好转,粮食产 、农田灌溉用水量减少、农民收入增加、生态环境 量增加,故农业水资源利用效率提升;山西河南 Ci 值增幅紧随其后,增幅分别为 779%,751 2014 2019年,陕西省农业水资源利用效率增幅最大为572 主要是因 2019 西 83 属丰水年,水资源总量增加了 409%,其中,地表水资 量增加了 441 时,陕 西 GDP 459%,万元 GDP 量(A8) 293%;人 生态环境用水量(A13) 7092%,故 西 农业水资源利用效率提高较多 2004 2009 年,山西 古、河 南、四 川、陕 西、青 Ci 值出现了负增长,增幅分别为-181%,-06 189 05 125 91 2014 2019 山西省的农业水资源利用效率 Ci 值略降,增幅为 33 2004 2009 2014 2019 的农水资源利用效率 Ci 值的标准差分别为 0078 005400630062,这说明九省区的农业水资源利用 率相对差异整体呈减小趋势

23 黄河流域九省区农业水资源利用效率评价指标

碍因子诊断

由表 4 知,九 因子排名前 6 (A6)、人 态环境用水量(A13)、降水效率(A1)、单位耕地面 (A11)、农               (A10)、有效灌溉率(A7)。 山东 河南 四川 陕西排 名前 2 的障碍因子均为地均 量(A6) 率(A1),分别占总障碍度的 52289%,53022 40506%,39122 2 子均为地均水资源占有量(A6)、单 食产量(A11),说明这 2 个省份的地均水资源占有 少,同时单位面积粮食产量有待提高;山西排名前 2 的障碍因子 量(A6)、人 环境用水(A13),占 43702%,主 西的地均水资源占有量较少,人均生态环境用水量 低;宁夏排名前 2 的障碍因子为地均水资源占有量               (A6)、 数(A4),占 37192%,说明宁夏的地均水资源占有量较少,农



150 水土保持学报 36


水资源利用效率系数较低;青海排名前 2 的障碍因 农业水资源利用效率系 数(A4)、农 每人纯收入(A10),占 29323%,说 海的农业 低,农 有待提高 万元 GDP 用水量(A8) 的农业用水障 度较低, 2004 年山西 河南 四川 陕西农业用水潜 力影响因 率(A1) 0 对其               (A7)、万元 GDP用水量(A8)、农民家庭平均每人纯 入(A10)、单位耕地面积粮食产量(A11) 对山东农


业水资源利用效率无影响 。农业水资源利用效率 数(A4)、人 量(A5)、用 值(A9)、生 例(A12) 资源利用效率无影响 四川的农业用水比例(A3) 障碍度为 0,说明四川省的用水比例合理,对其 水资源利用效率 数(A2)、地 资源占有量(A6)、单 量(A14) 海省               (A1)、人均 量(A13) 源利用效率无影响


1 20042019 年黄河流域各省区农业水资源利用效率 Ci

4 2004 年黄河流域各省区农业水资源利用效率评价指标障碍度

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

西

11170

2170

0253

0772

0235

31687

11156

0130

3795

6869

10968

6307

12015

2474

蒙古

0

0750

5949

10344

2438

32659

0737

1504

10020

7127

11760

7617

8216

0880

13580

10844

3294

5636

0234

38708

0

0

0696

0

0

6580

12689

7738

15465

9279

1005

0

0

37557

8262

0304

0

8463

5950

0

7933

5782

15291

2864

0

3633

2214

25215

13691

0573

4824

8070

4842

5781

10815

2187

陕西

12122

1946

1402

4829

1125

27000

8103

0318

3811

10978

11287

3885

9003

4192

3718

1281

3265

8247

3371

24190

9840

1452

6935

9713

10479

6773

9713

1023

5805

0

3467

15047

8603

0

6008

1806

13031

14276

13597

8285

10076

0

0776

7772

5591

10193

6272

26999

5833

3545

9272

7434

9002

5453

0

1857

8659

4101

2692

6522

2721

27113

7070

1070

5820

8103

8654

5631

8940

2904


由表 5 可知2019 年,九省区农业水资源利用效 率障碍因子排名前 6 的为地 量(A6)、 人均生态 量(A13)、农 系数(A4)、有效 率(A7)、用               (A9)、生态环境用水比例(A12)。 山西 山东 河南 四川 陕西 2 均水资源占有量(A6)、人均生态环境用水量(A13), 51830 59883 58519 44060%,44856%,42639%,39670%;内蒙古排名 2 的障碍因子为地均水资 量(A6)、用 农业生产总值(A9),占总障碍度的 58295%,说明 古的地均水资源占有量较少,用水的农业生产总值 低;青海排名前 2 的农业水资源利用效率障碍因子 人均生态环境用水量(A13)、农业水资源利用效率 系数(A4),占总障碍度的 32978%,说明其人均生态环


低,农 提高 万元 GDP用水量(A8)、人均农业用水量(A5) 碍度较低,分别为 04300291,是 2019 年山西省农业用 潜力影响因子 降水效率(A1)、生态环境用水比例               (A12)、人均生态环境 量(A13) 0,对 蒙古2019年的农业水资源利用效率无影响 有效灌 率(A7)、万元 GDP用水量(A8)、农民家庭平均每人纯 收入(A10)、单 量(A11) 2019年的农业水资源利用效率无影响 农业用水比例               (A3)、农业资源利用效率系数(A4)、人均农业用水量               (A5)、用水的农业生产总值(A9) 对河南省的农业水 利用效率无影响 万元 GDP用水量(A8) 障碍度较 低为 0721,是 响因 GDP水量(A8)、用水的农业生产总值(A9) 障碍度 较低为 01260005,是陕西 2019 年农业用水潜力影


150 水土保持学报 36


3 白芳芳等:黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析 151


响因子 供水 数(A2)、地 (A6)、 面积化肥施用量(A14) 对青海 2019 年的农业水 资源利用效率无影响 有效灌溉率(A7) 的障碍度是 0769 是宁夏 4 5 可知地均水资源占有量(A6)、人均生态环 境用水量(A13)(内蒙古除外)、供水模数(A2)、单


积化肥施用量(A14) (山 外)、万 GDP 量(A8)(陕西除外) 对黄河流经大部分省区的农业 源利用效率障碍度增加;农民家庭平均每人纯收入 (A10)、单位耕地面积粮食产量(A11) 对各省份的 水资源利用效率障碍度降低,二者对山东省的农业 资源利用效率无影响


5 2019 年黄河流域各省区农业水资源利用效率评价指标障碍度

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

西

6573

3752

1265

5365

0291

35739

3100

0430

6292

3924

7039

6178

16090

3961

蒙古

0

1377

5716

8548

1372

46406

9805

3487

11889

2654

5161

0

0

3585

5846

13286

2327

4238

0127

41909

0

0

2819

0

0

5586

17974

5888

5953

13500

0

0

0

42729

8648

0478

0

2496

1309

0904

15790

8193

8730

3791

1897

7000

1822

27374

10372

0721

4198

2407

3083

9621

16686

2298

陕西

8477

3040

1478

6640

1071

29880

9408

0126

0005

3970

7083

6924

14977

6923

3972

1562

4699

8111

2285

29714

7143

2730

6958

5697

5707

6753

12925

1744

8028

0000

5352

14380

3790

0000

7622

2444

12341

6553

11545

9348

18598

0

1818

8886

5589

9098

4159

30026

0769

4289

8839

3295

2829

7028

9644

3730

5488

5466

3147

7042

1658

31531

6318

1634

5927

3444

4862

5816

13631

4036


3

高黄河流域农业水资源利用效率是黄河流域 态环境保护和高质量发展的重要保障 。本研究表 2004 2019 山西 西青海宁夏的农业水资源利用效率 Ci 值均不同 增加,且九省区的农业水资源利用效率差异整体减 ,主要因为经济效益和生态效益部分指标提升较多, 灌溉水利用效率提高 。这与左其亭等[13] 对黄河流 域九省区水资源 取对农业水资源利用效率至关重要,本研究中青海 、内蒙古的农业水资源利用效率较高,山东 、河南 四川处于中等水平,而陕西 、甘肃 、宁夏的农业水资源 效率较低,这与张慧等[16] 研究略有差异,主要因 张慧等[16] 从资源利用效率和经济效率方面选取了 5 个评价指标而本文添加了生态效益 经济效益 共选取了 14 个评价指标评价因素更全面

资源利用效率准则层看,排名靠前的是青海、宁 内蒙古、甘肃,排名靠后的是四川、山东、山西、河南、 陕西 。青海资源利用效率较高,是因为其地均水资源占 有量、降水效率较高,但农业用水比例偏高;宁夏降水效 率和有效灌溉率较高,但供水模数、农田灌溉用水量、农 业用水比例均较高,有待调整;内 、供水模数较低,但农业用水比例偏高;甘肃的农业 水比例 、农田灌溉用水量偏高,农业水资源利用效 系数有待提升;四川的降水效率 、农业水资源利用 效率系数 、有效灌溉率均较低;山东 、河南的农业水 利用效率系数较高,农田灌溉用水量较低,但地均 资源占有量远低于其他省份,供水模数较高,故资


用效率较低 山西农田灌溉水资源利用效率均 高,主要是因为地均水资源占有量较低,故资源利 用效率偏低;陕西的降水效率 、有效灌溉率 、农业水资 源利用效率系数均偏低,农田灌溉用水量略高

经济效益准则层看,排名靠前的分别为河南、山 四川、陕西,排名靠后的为内蒙古、山西、宁夏、甘肃、 海,前者主要是因为经济水平整体较高,农业用水产 、农民收入均较高,后者主要是因为受社会发展水平 限制,农民收入及农业用水产值均较低 。其中,内蒙古、 夏的万元 GDP用水量均较高且用水的农业生产总 单位面积粮食产量较低;山西主要是因为单位面积 食产量、用水的农业生产总值均较低;甘肃主要是因 万元 GDP用水量偏高 粮食产量 、农民家庭平均每人纯收入均较低

态效益准则层看,排名靠前的分别为内蒙古、 、青海、宁夏,排名靠后的为陕西、四川、山西 内蒙 生态效益较高主要因为生态环境用水比例及人均 环境用水量均较高;河南的生态环境用水比例较 ,但人均生态环境用水量偏低,且单位面积化肥施用 量偏高青海的单位面积化肥施用量最低,但生态环境 水比例及人均生态环境用水量均偏低;宁夏的人均 态环境用水量较高,但生态环境用水比例较低,单 位面积化肥施用量略高;陕西 、四川 、山西的生态环境 益较低主要因为生态环境用水比例及人均生态环 境用水量均较低,且单位面积化肥施用量偏高

可知,九省区农业水资源利用效率呈现出空 间差异的原 异,各 。本研究中地均水 量(A6)、人



152 水土保持学报 36


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水量(A13) 是九省区主要障碍因子 因此提高 省区农业水资源利用效率关键在于通过合理调节 黄水量,调节各省区水资源量,增加生态环境用水 量,提高农业产值和农田灌溉水有效利用系数

4

(1)2004 2019 农业水资源利用效率较高,陕西 、甘肃 、山西的农业水 源利用效率相对较低

(2)2004 2019 黄河流域九省区农业水资源 利用效率评 Ci 的农业水资源利用效率差异逐渐减小

(3) 地均水资源占有量(A6)、人均生态环境用 (A13) 是山西 山东 河南 四川 陕西 甘肃 的主要障碍因子 量(A13)、农 水资源利用效率系数(A4) 均水资源占有量(A6)、用水的农业生产总值(A9) 内蒙古主要障碍因子

(4)2004 2019 地均水资源占有量(A6)、 均生态 量(A13) (内 外)、供 (A2)、单位面积化肥施用量(A14) (山东除外)、万元 GDP量(A8) (陕 西 外) 的农业水资源利用效率障碍度增加;农民家庭平均 人纯收入(A10)、单位耕地面积粮食产量(A11) 省份的农业水资源利用效率障碍度降低,二者对山

省的农业水资源利用效率无影响

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