中国粮食生产与水资源的时空匹配格局

分类：论文范文 发表时间：2020-02-21 10:36

　　摘要:从供需角度分析发现，2000—2017年水资源禀赋较少的北方粮食主产区对粮食灌溉水需求持续增加，而加大水资源开发的空间有限，以及农业产业内外部用水的竞争，造成粮食灌溉水供给增加及保持稳定困难极大。基于基尼系数和不平衡系数，进一步研究发现:2000—2017年全国粮食生产与水资源量空间匹配状态不断恶化，粮食生产与水资源量匹配度最差的地区是黄淮海和东北地区，作物种类是小麦和玉米;粮食产量与粮食灌溉水量长期处于匹配状态，只有小幅恶化，总体上北方粮食主产区用较少的灌溉水生产了较多粮食，即粮食灌溉水生产率更高，但仍不能完全解决该地区粮食水资源不可持续利用问题。从发展趋势看，在全球变暖、粮食生产支持政策调整、乡村功能转型和农业生产结构升级的背景下，未来促进粮食生产与水资源的时空匹配将更具挑战，需要促进北方地区粮食灌溉水生产率进一步提高。

　　关键词:粮食生产;水资源;时空匹配;基尼系数;灌溉水量

　　一、引言

　　中国人口接近14亿，解决好吃饭问题始终是头等大事，而水资源可持续利用是粮食安全的重要基础。中国粮食生产对灌溉的依赖程度非常高［1］，2017年灌溉耕地占总耕地面积的50%，灌溉耕地大约生产了全国70%的粮食产量，包括94%的小麦，100%的水稻，45%的玉米，35%的大豆。同时，全国粮食生产与水资源分布利用之间存在地区上南北方分布不均(表1)、时间上不断变化的特点，部分地区水资源难以保证长期可持续支撑粮食生产，且水资源短缺的制约程度越来越严重，甚至引发生态环境问题。实际上，1998年美国世界观察研究所所长布朗就指出了未来中国粮食安全问题的核心在于粮食生产扩大与水资源短缺的尖锐矛盾，甚至可能撼动世界安全［2］。2000年左右，农业生产的自然要素重要性不断凸显下，国内学者形成共识，提出如果不解决水资源过度开发的问题，就不可能实现农业可持续发展［3，4］。近年，随着经济发展和农业生产结构调整，粮食生产水资源不可持续利用更加严重，威胁到中国长期粮食安全［5］。

　　二、中国粮食生产的水资源需求时空变化

　　粮食主要指小麦、水稻、玉米、豆类和薯类，粮食水资源主要指用于粮食生产的灌溉水，灌溉水需求变化与粮食生产时空变动紧密相关。建国以来，粮食产量呈现波动增加，北方粮食主产区(表1)的生产功能更加凸显。由图1可知，中国粮食生产变化可分为四个阶段:1949—1961年，粮食产量先增后减，生产能力没有明显提高;1962—1980年，粮食产量以平稳速度增加;1980—2002年，随着家庭联产承包责任制推行和改革开放，粮食产量以较快速度增加，然后突然下降;2003—2017年，政府实施一系列农业支持政策后，粮食产量增长速度先恢复性提高继而逐渐趋缓。2017年全国粮食产量为66160.7万吨，相当于建国初期的5.4倍;从地区上，粮食主产区占比从68.2%上升到76.1%，北方粮食主产区占比从31.2%上升到46.7%，表现为北方粮食主产区和全国粮食产量波动同步性不断增强。

　　三、中国粮食生产的水资源供给时空变化

　　在粮食水资源增量供给方面，1949—2017年全国水资源开发指数不断增加，即需水量与水资源量的比值扩大，超过了20%的水资源压力警戒线，在40%的极大水资源压力水平以下。不过，贸然判断中国不存在严重的水资源短缺是不充分的，中国水资源核心问题为北方地区水资源压力过大。2017年北方地区水资源量占全国的17.7%，耕地面积占比为58.0%，然而农业用水占比为48.1%，粮食产量占比为58.6%，可见北方地区以相对丰富的耕地、密集的要素投入和较少的水资源禀赋形成了粮食种植优势，但水资源开发增长空间十分有限。

　　四、粮食生产与水资源匹配的定量评价

　　中国粮食生产空间上变化明显，使得粮食生产的水资源需求和供给匹配程度也随之改变。随着粮食生产空间布局与水资源分布产生巨大的矛盾激化，该矛盾是否可以被粮食灌溉水生产率的区域差异所平衡是值得研究的问题。因此，在把握全国水资源和粮食产量时空变化下，需要进一步进行定量化分析，明确粮食生产与水资源禀赋和配置的时空匹配演变趋势。评价区域差异的方法较多，从广泛程度和直观性考虑，可选择基尼系数和不平衡指数来衡量粮食生产与水资源分布、粮食用水的空间差异及时间上的变化。

　　五、总结与建议

　　(一)结论

　　文章利用全国2000—2017年31个省份宏观数据，分析水资源分布利用和粮食生产的时空变化，进一步采用基尼系数和不平衡指数对中国粮食生产与水资源量、粮食灌溉水空间匹配及其时间演变趋势进行分析，主要研究结果如下:第一，从粮食水资源需求看，时间上粮食灌溉需水量较为稳定，但地区上表现为南方农业用水量下降，北方地区增加。随着粮食总产量增加，北方粮食主产区对于全国粮食产量发挥越来越明显的决定性作用。在生产结构上，玉米和小麦的产量占比随时间推移持续提高;在空间上，玉米和水稻的种植重心持续北移，小麦的种植重心南移，加剧了小麦主产区雨热资源与粮食生产季节不匹配的问题。第二，从粮食水资源供给看，北方地区的水资源量较少，整体上依旧处于不可持续利用水平，通过增加水资源供给保证粮食生产几乎不可行;存量稳定性方面，在中国水资源供给变为总量不变的“结构调整”模式下，粮食生产供水面临较大的竞争压力，即非农业产业挤占农业用水，粮食主产区的牲畜用水挤压灌溉用水，非耕地灌溉挤压耕地灌溉，经济作物种植挤占粮食作物种植。第三，全国粮食生产与水资源量空间匹配状态已恶化为“极不匹配”状态，其中黄淮海地区和东北地区的匹配度最差，小麦和玉米种植方面尤为突出。全国粮食产量与粮食灌溉水量匹配程度略有恶化，但依旧处于“匹配”状态，意味着增加占全国相同比例的粮食灌溉水使得等比例的粮食产量增加，粮食灌溉水生产率地区间差异不大。不过，相对而言，北方粮食主产区粮食灌溉水生产率较高，但仍无法完全解决该地区粮食生产和水资源量的时空匹配矛盾。此外，由于全球变暖、粮食生产支持政策、乡村功能转型和农业生产结构调整，粮食生产与水资源的时空匹配程度将出现持续下降的趋势。

　　(二)建议

　　鉴于粮食生产与水资源分布利用的匹配程度将持续下降，可从农业发展模式、技术扩散角度和北方粮食主产区粮食灌溉水生产率提高等角度提出建议:

　　第一，北方和南方地区根据水资源禀赋需形成不同的农业发展模式。全国农业区域发展的差异化和专业化趋势不可逆转，需要走出一条独具特色的、以多元化为特征的发展道路［21］。具体来说，北方地区以水资源节约型种植为主，包括提高秋粮的种植密度、开发非常规灌溉方式、调整种植结构等，促进成本节约的规模式经营，农业发展模式向美国靠近;南方地区以土地节约型种植为主，促进高附加值的品牌式经营，包括提高粮食产量、发展小型机械、提高农业种植附加值，农业发展模式向日本靠近。此外，当前粮食生产布局形成大多是“人为”因素而非市场因素［22］，故对于不同地区需结合当地情况形成非市场干预的农业支持保护政策，理顺市场机制以提高粮食生产区域格局与经济增长、自然资源的协调度。

　　第二，农业新型经营主体的节水技术扩散作用需充分发挥。一方面，农业劳动力转移导致粮食生产收益占农户总收入比重逐渐下降［23］，粮食生产雨养化和外包化的现象明显;另一方面，由于粮食生产收入占比较低，大量小农户并不愿意承担气候变化、经济波动、技术应用产生的不确定性，影响其投资现代节水技术或者学习高效用水知识［24］。因此，未来粮食种植大户、合作社、社会化服务组织等是提高粮食灌溉水生产率的核心主体，通过土地托管、土地流转、参加合作社等规模化种植形式，结合农业新型经营主体的现代节水灌溉技术和管理方法，最终才能夯实节水技术扩散和粮食灌溉水生产率提高的微观基础。

　　参考文献:

　　［1］JINXIAW，YANＲONGL，JIKUNH，etal．Growingwaterscarcity，foodsecurityandgovernmentresponsesinChina［J］．GlobalFoodSecurity，2017(14):9－17．

　　［2］LESTEＲＲ．B，BＲIANH．China'swatershortagecouldshakeworldfoodsecurity［J］．WorldWatch，1998(4)．

　　［3］马军．中国水危机［M］．北京:中国环境科学出版社，1999．

　　［4］郑家喜．农业可持续发展:水资源的约束与对策［J］．农业经济问题，2000(9):30－33．

　　［5］王济民，张灵静，欧阳儒彬．改革开放四十年我国粮食安全:成就、问题及建议［J］．农业经济问题，2018(12):14－18．

　　［6］孙侦，贾绍凤，严家宝，等．中国水土资源本底匹配状况研究［J］．自然资源学报，2018(12):2057－2066．

　　［7］福超，张郁，刘岳琪．水足迹视角下三江平原地区农业水土资源配置效率研究［J］．中国农业资源与区划，2018(4):30－35．

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