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糧食增產(chǎn)期黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源 な笨掌ヅ涓窬盅芯

2018-11-12 11:20姜秋香鞏書鑫
南水北調(diào)與水利科技 2018年4期
關(guān)鍵詞:基尼系數(shù)黑龍江

姜秋香 鞏書鑫

摘要:黑龍江省糧食總產(chǎn)量十二連增的同時,也給農(nóng)業(yè)水土資源帶來了諸多問題。為了客觀地評價黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源時空匹配情況,根據(jù)黑龍江省糧食增產(chǎn)期(2003-2015年)的水土資源利用狀況,采用基尼系數(shù)和農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)分析了黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源時空匹配變化情況。結(jié)果表明:(1)糧食增產(chǎn)期黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源空間匹配差異較大,基尼系數(shù)在04475~04907之間,屬于匹配較差范圍;農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)均低于全國水平,且在時間上表現(xiàn)為匹配程度持續(xù)降低的態(tài)勢。(2)空間差異上,黑龍江省中西部干旱區(qū)水土資源匹配程度較低,不宜繼續(xù)開墾;三江平原地區(qū)糧食種植面積大,建議發(fā)展節(jié)水灌溉;北部和東南部地區(qū)水資源相對豐富,宜涵養(yǎng)水源,以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:水土資源配置;基尼系數(shù);黑龍江

中圖分類號:TV213.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:

16721683(2018)04016009

Analysis of spatiotemporal matching of agricultural water and land resources in Heilongjiang Province during the grain production growth period

JIANG Qiuxiang1,GONG Shuxin2,QIU Zhiqiang3,WANG Zilong1,F(xiàn)U Qiang1,HUANG Ruolin1

1.College of Water Conservancy and Architecture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.College of Water Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China;3.College of Resource and Environment,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

Abstract:

While the total grain output in Heilongjiang Province increased for 12 consecutive years,there arise many problems in agricultural water and land resources.In order to objectively evaluate the spatiotemporal matching of agricultural water and land resources in Heilongjiang Province,based on the utilization situation of water and land resources in Heilongjiang Province in the grain production growth period (20032015),we analyzed the relationship between agricultural water and land resources in Heilongjiang Province by using the Gini coefficient and the matching coefficient of agricultural water and land resources.The results showed as follows:(1) The spatial matching of agricultural water and land resources in Heilongjiang Province during the grain production growth period varied greatly,with the Gini coefficient ranging from 04475 to 04907,falling in the poor matching range.The matching coefficients of agricultural water and land resources were lower than the national average,and were declining continuously over time.(2) In terms of spatial differences,the central and western parts of Heilongjiang Province had a relatively low matching degree of water and land resources and should not be further reclaimed.The Sanjiang Plain has a large grain planting area,and we suggest developing watersaving irrigation there.The water resources in the northern and southeastern regions are relatively abundant,and should be conserved for sustainable development.

Key words:

allocation of water and land resources;Gini coefficient;Heilongjiang Province

農(nóng)業(yè)水土資源即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用的水資源和耕地資源,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件,對于保障糧食安全意義重大。農(nóng)業(yè)水土資源的時空匹配程度直接影響著區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與資源的可持續(xù)利用[1]。水資源的數(shù)量和利用情況直接影響耕地資源的生產(chǎn)能力,而耕地資源的開墾程度也制約著水資源的開發(fā)利用[24]。分析農(nóng)業(yè)水土資源的時空匹配程度,對于合理開發(fā)利用水資源和耕地資源具有科學(xué)指導(dǎo)意義,同時也是區(qū)域水土資源空間優(yōu)化配置的前提與基礎(chǔ)[57]。

黑龍江省是我國重要的產(chǎn)糧大省,也是糧食生產(chǎn)發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮牡貐^(qū)之一[8],其糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展不僅關(guān)系到東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)振興,而且對全國糧食安全具有一定的支撐作用[9]。據(jù)統(tǒng)計,2015年黑龍江省糧食總產(chǎn)量達(dá)6 324萬t,不僅實現(xiàn)了糧食產(chǎn)量十二年連增,同時也鞏固了糧食產(chǎn)量居全國首位和商品糧基地的地位[10]。然而,近年來由于人口的持續(xù)增長以及為糧食增產(chǎn)所進(jìn)行的資源過度開發(fā),導(dǎo)致黑龍江省出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水保證率降低、作物灌溉用水量持續(xù)增加、可耕地面積減少、土壤肥力嚴(yán)重退化、耕地資源生產(chǎn)力下降和后備資源開發(fā)潛力不足等問題[1114]。諸多農(nóng)業(yè)水土資源問題的存在,不僅使2016年黑龍江省糧食產(chǎn)量止步于十二連增,制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,同時也影響東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)振興,威脅到我國的糧食安全。以往的研究中,學(xué)者多采用基尼系數(shù)、水土資源匹配系數(shù)、水土資源指數(shù)等方法對區(qū)域水土資源匹配情況進(jìn)行研究,基尼系數(shù)能夠反映農(nóng)業(yè)水土資源的整體匹配情況但會忽略區(qū)域內(nèi)的個體差異,水土資源匹配系數(shù)與水土資源指數(shù)能夠反映各子區(qū)域水土匹配的差異情況但缺少對區(qū)域整體匹配情況的描述[3,1516]。鑒于此,本研究通過分析糧食增產(chǎn)期(2003-2015年)黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源現(xiàn)狀,采用基尼系數(shù)和水土資源匹配系數(shù)分析農(nóng)業(yè)水土資源匹配程度及時空變化特征,以期提高區(qū)域農(nóng)業(yè)水土資源利用率,協(xié)調(diào)水土資源生態(tài)環(huán)境社會經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系,保障農(nóng)業(yè)水土資源的可持續(xù)發(fā)展。

1研究方法

1.1基尼系數(shù)

1.1.1理論基礎(chǔ)

1905年美國統(tǒng)計學(xué)家洛倫茲提出洛倫茲曲線,該曲線把國家總?cè)丝诎词杖胗傻偷礁吲判颍磁判蚍謩e計算人口累計百分比和收入累計百分比,繪制二者對應(yīng)關(guān)系曲線,該曲線即為洛倫茲曲線,其彎曲程度反映收入分配的不均衡程度[17](見圖1)。

為將一個國家的貧富差距標(biāo)準(zhǔn)定量化,1922年意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼在洛侖茲曲線基礎(chǔ)上提出了基尼系數(shù)G,計算公式如下[18]:

G=[SX(]SB[]SA+SB[SX)][JY](1)

式中:SB為洛倫茨曲線I與絕對平均線OE所包圍區(qū)域B的面積;SA為I與絕對不平均線OFE所包圍區(qū)域A的面積;G為基尼系數(shù),范圍為[0,1],G值越大表示收入分配越不平均。聯(lián)合國有關(guān)組織將基尼系數(shù)劃分為5個級別,用于定量評價財產(chǎn)、資本、資源、產(chǎn)品和市場等資源分配的均衡程度(見表1)[1920]。

目前,基尼系數(shù)作為衡量兩要素分配均衡和匹配程度的量化指標(biāo),已被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)[21]、環(huán)境評價[2224]、資源分配和利用[2526]等領(lǐng)域。

1.1.2水土資源匹配基尼系數(shù)計算步驟

步驟1:確定匹配原象和對象。本研究將黑龍江省按行政區(qū)域劃分為13個子區(qū)域,選取多年平均水資源量作為匹配原象,耕地面積作為匹配對象。

步驟2:匹配水平分級指標(biāo)值的計算和排序。匹配分級指標(biāo)值是指匹配對象與匹配原象的比值。因此,本文在計算單位水資源所服務(wù)的耕地面積的基礎(chǔ)上,按照匹配分級指標(biāo)值由低到高的順序?qū)Ω髯訁^(qū)域進(jìn)行排序。

步驟3:計算匹配原象和對象的累計百分比。計算各子區(qū)域匹配要素占黑龍江省對應(yīng)要素的比例,并依據(jù)步驟2的排序分別計算匹配要素累計百分比。

步驟4:繪制洛侖茲曲線。定義x軸為匹配原象(水資源總量)的累計百分比,y軸為匹配對象(耕地面積)的累計百分比,繪制相應(yīng)的洛倫茲曲線。

步驟5:計算基尼系數(shù)?;嵯禂?shù)有多種計算方法,包括梯形面積法、擬合曲線法和協(xié)方差公式法等方法[2728]。本研究選取梯形面積和擬合曲線兩種方法,為減小誤差,取二者平均值作為最終結(jié)果,并將計算結(jié)果與基尼系數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比,確定水土資源匹配的程度。

梯形面積法計算公式為[29]:

G梯形=1-∑[DD(]n[]i=1[DD)](Xi-Xi-1)(Yi+Yi-1)/100[JY](2)

式中:G梯形為梯形面積法所求基尼系數(shù)值;Xi和Xi-1分別為第i和i-1(i=1,2,…,n)個子區(qū)域的水資源量累計百分比(%);Yi和Yi-1分別為第i和i-1個子區(qū)域耕地面積累計百分比(%);n為子區(qū)域個數(shù),本研究n=13。

擬合曲線法運用MATLAB中Curve Fitting Tool工具箱進(jìn)行曲線擬合,將擬合所得方程求[0,1]上的定積分,進(jìn)而求得擬合曲線法計算的基尼系數(shù)G擬合[30]。

1.2農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)

農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)法通過計算單位面積耕地所擁有的農(nóng)業(yè)可利用水資源量,進(jìn)而評價區(qū)域農(nóng)業(yè)水土資源匹配水平,其值越大,則區(qū)域水資源滿足耕地資源的程度就越高,農(nóng)業(yè)用水基本條件就越好[3132]。水資源總量是由汛期洪水下泄量和不具備開發(fā)利用價值的地下水、河道與地下水系統(tǒng)最小需水量以及可供人類活動消耗的水資源可利用量三部分構(gòu)成。為使研究結(jié)果更具可靠性,本文采用水資源可利用量作為水資源量的表征。水土資源匹配系數(shù)計算公式為:

MFi=Wi·αi/Fi(i=1,2,…,n)[JY](3)

[JP5]式中:MFi為第i子區(qū)域水土資源匹配系數(shù)(萬m3/hm2);Wi為第i子區(qū)域水資源可利用量(萬m3);αi為第i子區(qū)域農(nóng)業(yè)用水比例;Fi為第i子區(qū)域耕地面積(hm2)。

黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)MF表征各子區(qū)域水土資源匹配系數(shù)的平均水平,其計算公式為:

MF=∑[DD(]n[]i=1[DD)]Wi·α/∑[DD(]n[]i=1[DD)]Fi[JY](4)

式中:MF為黑龍江省水土資源匹配系數(shù)(萬m3/hm2);α為黑龍江省農(nóng)業(yè)用水比例。

1.3數(shù)據(jù)來源

本文涉及的耕地面積、水資源總量、農(nóng)業(yè)用水比例、糧食產(chǎn)量來源于《中國統(tǒng)計年鑒》[33]、《中國水利統(tǒng)計年鑒》[34]、《黑龍江統(tǒng)計年鑒》[35]以及《黑龍江省水資源公報》[36]。

2結(jié)果與分析

2.1水土資源匹配基尼系數(shù)時間演變規(guī)律分析

區(qū)域差異測度研究方法包括基尼系數(shù)、賽爾指數(shù)、變異系數(shù)和艾肯森指數(shù)等,現(xiàn)有研究表明,不同方法對較長時間序列不平衡性變動的描述是比較一致的,但對短時間序列的分析存在不同、甚至是相反的結(jié)果[3839]。因此,采用基尼系數(shù)從短時間序列剖析區(qū)域差異變化趨勢,易存在方法不同導(dǎo)致的分析結(jié)果存在差異性。鑒于此,本研究在糧食增產(chǎn)期的基礎(chǔ)上,選取黑龍江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)鍵時期的1980年、1985年、1990年、1995年、2000-2002年,對研究時段進(jìn)行延展,探究區(qū)域水土資源匹配的時間演變規(guī)律。依據(jù)選取的序列年黑龍江省各地級市(區(qū))耕地面積和多年平均水資源量[3536],計算黑龍江省水土資源匹配基尼系數(shù)G(見表2),并繪制基尼系數(shù)年變化曲線(見圖2)。

由表2可知,梯形公式法和擬合曲線法計算的基尼系數(shù)基本穩(wěn)定在一個較小的變化范圍內(nèi),表明本文的計算結(jié)果可信度高。在研究時段內(nèi),黑龍江省水土資源匹配基尼系數(shù)從05356下降到04475,表明水資源與耕地資源的匹配程度由高度不平均降低到差距過大的水平,農(nóng)業(yè)水土資源匹配的均衡程度有明顯提高,但總體仍處于較不均衡的范圍。由圖2可知,基尼系數(shù)在研究時段內(nèi)存在明[CM(22]顯的分割節(jié)點,1980-2001年黑龍江省水土資源匹配基尼系數(shù)均大于05,屬于高度不平均水平,此時黑龍江省糧食生產(chǎn)布局不夠合理,灌溉模式粗放,資源利用缺少政策性指導(dǎo),導(dǎo)致了水土匹配程度不高。2000年5月,黑龍江省政府發(fā)布《關(guān)于黑龍江省農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的意見》[39],要求進(jìn)行新一輪農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略性調(diào)整,提出優(yōu)化糧食生產(chǎn)布局、改進(jìn)糧食種植結(jié)構(gòu),提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和“農(nóng)牧主輔換位”的目標(biāo)。經(jīng)過人為優(yōu)化耕地面積與種植區(qū)域,使得農(nóng)業(yè)水土匹配情況得到改善。2002-2015年期間,農(nóng)業(yè)水土資源匹配基尼系數(shù)由04945下降到04475,下降95%,農(nóng)業(yè)改革成效顯著。2003-2015年為黑龍江省糧食增產(chǎn)期,該階段糧食生產(chǎn)布局進(jìn)一步優(yōu)化、耕地面積變化小、糧食產(chǎn)量不斷增加,此時區(qū)域水土資源匹配基尼系數(shù)不斷下降、水土匹配程度呈現(xiàn)整體上升的趨勢,水土資源的匹配和利用得到優(yōu)化。

2.2農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)時空演變規(guī)律分析

基尼系數(shù)衡量的是由子區(qū)域水土資源分配不均衡所致的區(qū)域整體不均衡程度,不能反映區(qū)域內(nèi)水土資源匹配的空間差異。因此本研究采用水土資源匹配系數(shù)對黑龍江省13個市(區(qū))的農(nóng)業(yè)水土資源空間匹配差異性進(jìn)行深入分析。

根據(jù)各地區(qū)耕地面積、水資源可利用量和農(nóng)業(yè)用水所占比例,計算糧食增產(chǎn)期的不同地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)(見表3)。

[BT(4+*2]2.2.1黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)時間變化規(guī)律

繪制黑龍江省和全國農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)及糧食產(chǎn)量時間變化圖(見圖3)。

由圖3可知,糧食增產(chǎn)期全國與黑龍江省農(nóng)業(yè)水土匹配系數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢,且下降階段特征比較一致,增產(chǎn)前期(2003-2009年)均表現(xiàn)出急劇下降,增產(chǎn)后期(2010-2015年)表現(xiàn)出緩慢下降的特點;但二者農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)下降程度有所不同,全國農(nóng)業(yè)水土匹配系數(shù)下

降幅度為006萬m3/hm2,而黑龍江省下降了017萬m3/hm2,接近全國水平的3倍。從區(qū)域間差距來看,2003年黑龍江省的農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)與全國水平相比僅低005萬m3/hm2,然而隨著糧食產(chǎn)能的提升,二者差距越來越大,糧食增產(chǎn)期結(jié)束時已擴(kuò)大到016萬m3/hm2。從糧食產(chǎn)量角度來看,黑龍江省糧食產(chǎn)量與水土匹配系數(shù)呈反比關(guān)系。糧食增產(chǎn)初期,糧食產(chǎn)量增長幅度較大,對應(yīng)農(nóng)業(yè)水土匹配系數(shù)降低幅度較大,后期糧食產(chǎn)量增長幅度降低,并于2016年不再增加,此時的農(nóng)業(yè)水土匹配系數(shù)變化也相對趨于平穩(wěn),說明糧食增產(chǎn)期過后,限制黑龍江省糧食產(chǎn)量的因素逐漸由種植結(jié)構(gòu)等外因轉(zhuǎn)向水土資源利用問題等內(nèi)因。經(jīng)分析知,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要影響因素為耕地面積的增加以及水資源承載力的降低,經(jīng)過農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)改革,國家在糧食主產(chǎn)區(qū)大力發(fā)展種植業(yè),土地開墾迅猛,農(nóng)業(yè)用水壓力不斷增大,與此同時,這一階段黑龍江省的人口增長、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致的水資源過載問題逐步顯現(xiàn)出來,加重了水資源的使用壓力,作為全國最大的商品糧生產(chǎn)基地,耕地與用水矛盾更加突出,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水土資源分配愈發(fā)劣于全國水平。

[BT(4]22.2典型年黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源匹配空間特征

黑龍江省各地區(qū)水資源和耕地資源空間匹配不均衡,以糧食增產(chǎn)中期2009年為例,對農(nóng)業(yè)水土資源空間分配特征展開分析。(1)大興安嶺、伊春和牡丹江地區(qū)多年水資源量分別占全省水資源總量的1615%、1140%和1273%,接近全省總量的一半,而其耕地面積僅占全省耕地面積的109%、182%和433%,不足全省的8%,屬于豐水地區(qū)。該地區(qū)山地林地較多,森林覆蓋率高,水源豐富,但耕地面積有限,因此農(nóng)業(yè)水土資源匹配表現(xiàn)為“地少水豐”的特點,可在保證涵養(yǎng)水源的基礎(chǔ)上,適度發(fā)展耕地,以平衡區(qū)域的發(fā)展。(2)齊齊哈爾、大慶和綏化地區(qū)2009年耕地總面積達(dá)到38153萬hm2,占全省耕地面積的40%,而其水資源量僅占全省水資源總量的1678%,屬于缺水地區(qū)。該地區(qū)地處平原,耕地面積廣,然而由于人口數(shù)量大、[HJ2.1mm]產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對單一、農(nóng)業(yè)用水比例大等原因,加之水源地數(shù)量不足,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水土資源匹配表現(xiàn)出“地多水少”的態(tài)勢,而氣候上該區(qū)域?qū)侔敫珊档貐^(qū),多年降水較少,建議加大水利建設(shè)的投入,如跨流域調(diào)水等,從工程角度緩解水資源短缺。(3)佳木斯、雙鴨山、七臺河和雞西地區(qū)耕地面積占全省的2547%,水資源量占全省的157%,屬于比較缺水地區(qū)。該地區(qū)為三江平原重要糧食產(chǎn)區(qū),耕地面積比例大,土壤肥力充足,農(nóng)業(yè)用水存在輕微過載現(xiàn)象,在不影響糧食產(chǎn)量的前提下,基本能夠支撐糧食生產(chǎn),鑒于該區(qū)域糧食戰(zhàn)略地位較高,開墾程度同樣較高,建議從種植結(jié)構(gòu)入手,增加可行的間作套種等耕種模式,以提高糧食產(chǎn)量,鞏固戰(zhàn)略地位。(4)哈爾濱、黑河和鶴崗耕地面積占全省的2865%,水資源量占全省的307%,屬于水土資源匹配均勻地區(qū)。該區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在全省居中,耕地面積與農(nóng)業(yè)用水相對均衡,水資源量比較充沛,能夠支撐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

[BT(4]2.2.3各地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)時空演變規(guī)律

選取糧食增產(chǎn)期農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)變化顯著的2003年、2007年、2011和2015年作為代表年,進(jìn)行農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)時空演變分析。根據(jù)不同代表年各地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù),運用ArcGIS的數(shù)據(jù)空間可視化功能對黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源的空間匹配格局進(jìn)行分析(見圖4)。

就各區(qū)域而言,大興安嶺、伊春和牡丹江為我國重要林區(qū),耕地面積少,水資源多且存在巨大開發(fā)利用潛力,農(nóng)業(yè)水土資源匹配表現(xiàn)出可利用農(nóng)業(yè)水資源過剩、耕地資源有待發(fā)展的特點;哈爾濱和黑河農(nóng)業(yè)水土資源匹配相對平衡;東北部三江平原地區(qū)屬全國性重要糧食產(chǎn)區(qū),耕地面積廣,水資源不夠豐沛,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水土資源匹配不佳,單位面積耕地?fù)碛兴考s為03萬m3/hm2,低于全省平均水平04萬m3/hm2;中西部地區(qū)的大慶、齊齊哈爾和綏化地區(qū)農(nóng)業(yè)水土匹配情況差,該地區(qū)屬于黑龍江省人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展密集地區(qū),農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)范圍在[015,022],遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全省平均水平。

就演變情況而言,在耕地面積較少的大興安嶺、伊春和牡丹江等地區(qū),糧食增產(chǎn)期水土資源匹配系數(shù)減小超過50%,降幅較大,由于自身水資源量豐富,糧食增產(chǎn)期耕地面積的增加有利于水土資源的合理匹配;在三江平原地區(qū),由于耕地面積基數(shù)大,在糧食增產(chǎn)期內(nèi)耕地面積的增加加重了水資源的負(fù)擔(dān),農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)由原來的035下降至02,農(nóng)業(yè)水土資源矛盾嚴(yán)重;齊齊哈爾、大慶和綏化地區(qū)自身的水資源量有限,耕地面積增加緩慢,水土資源匹配系數(shù)由023降至018,其匹配情況一直較差;哈爾濱和黑河地區(qū)的農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)持續(xù)降低,耕地面積大量增加,但由于水資源可利用量大,匹配系數(shù)最終平穩(wěn)在032,仍保持在相對合理的水平??傮w來看,糧食增產(chǎn)期黑龍江省糧食產(chǎn)量呈上升趨勢,與此同時,糧食種植面積保持增長趨勢[33]。因此,黑龍江省糧食主產(chǎn)區(qū)耕地資源與水資源的矛盾日益突出,單位水資源量服務(wù)耕地面積增加、壓力增大,阻礙了整體農(nóng)業(yè)水土資源優(yōu)化趨勢。

3結(jié)論

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,糧食產(chǎn)量閾值不斷提高,影響糧食產(chǎn)量的水土資源矛盾越來越突出。本文提出了基尼系數(shù)、農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)及ArcGIS數(shù)據(jù)空間可視化相結(jié)合的農(nóng)業(yè)水土資源匹配時空分析框架,對黑龍江省糧食增產(chǎn)期農(nóng)業(yè)水土資源匹配情況展開分析,并據(jù)此提出相應(yīng)的措施建議。

(1)糧食增產(chǎn)期內(nèi)黑龍江省水土資源匹配基尼系數(shù)在[04475~04907]區(qū)間變化,較之前年份雖有明顯下降,但仍屬于匹配較差范圍。糧食增產(chǎn)期內(nèi)農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)均低于全國平均水平,且差距越來越大,匹配程度較差,與基尼系數(shù)分析結(jié)果一致。從演變規(guī)律上看,水土資源匹配呈現(xiàn)基尼系數(shù)不斷減小、農(nóng)業(yè)水土資源匹配系數(shù)整體降低的態(tài)勢。

(2)從時空角度對黑龍江省農(nóng)業(yè)水土資源進(jìn)行分析,空間上表現(xiàn)為西北、東南部地區(qū)“水多地少”,中、西部地區(qū)“地多水少”,東北部地區(qū)匹配較差的格局;時間上表現(xiàn)為西北、東南部地區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源匹配情況穩(wěn)定,其他各地區(qū)匹配程度均呈下降趨勢;演變規(guī)律上,水土資源匹配情況趨于優(yōu)化,地少水多的地區(qū)耕地面積不斷增加,有助于平衡全省水平,但由于其他糧食主產(chǎn)區(qū)的不斷擴(kuò)大,其水資源量會出現(xiàn)缺乏和不足,從而導(dǎo)致水土匹配情況的不均衡,限制了水土資源優(yōu)化的發(fā)展。

(3)根據(jù)不同區(qū)域的水土資源匹配狀況,建議限制黑龍江省中西部干旱缺水地區(qū)的農(nóng)業(yè)用地開墾,適度減少土地開墾面積,提高其農(nóng)業(yè)水土資源承載力;加大半干旱區(qū)水利設(shè)施建設(shè)力度、發(fā)展水資源高效利用及各流域間引水調(diào)水,緩解半干旱區(qū)的農(nóng)業(yè)用水短缺的問題;在保障糧食產(chǎn)量的前提下,糧食主產(chǎn)區(qū)可調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),最大限度利用各種農(nóng)業(yè)資源。

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