黄河流域农业灰水足迹与经济增长的关系研究——基于脱钩及回弹效应

目的 科学评价水资源环境及其与经济增长之间的矛盾,直接关系到黄河流域水资源可持续利用与农业经济高质量发展。方法 文章以灰水足迹为视角,纳入种植业和畜牧业,全面测算2000－2019年黄河流域农业水资源环境状况;基于“脱钩”的内涵,运用GIS空间分析技术探索黄河流域农业灰水足迹与经济增长关系的时空演变规律;引入无残差完全分解模型对黄河流域经济增长过程中农业灰水足迹的变化进行分解。结果 （1）总体而言,黄河流域农业灰水足迹随经济增长而增加,2013年达到极大值后缓慢下降。（2）黄河流域农业灰水足迹与经济增长的脱钩关系由无序到有序,2019年大多数地区呈强脱钩态势且存在显著的空间集聚特征。（3）2000－2019年约63%的地区在人口效应、经济效应的拉动作用下,农业灰水足迹产生增量效应;约37%的地区在城乡结构效应、技术效应和产业结构效应的抑制作用下,农业灰水足迹产生减量效应。结论 适度提高沿黄地区人口质量、控制经济发展规模以及推动绿色生产方式。     

基于水足迹理论的黄河流域水安全评价

目的 对黄河流域水安全状况进行评价,并探寻其有效改善措施是实现黄河流域高质量发展的关键。方法 文章基于水足迹理论从社会经济安全、农业用水安全、工业用水安全及生态用水安全4个层面构建黄河流域水安全评价模型,以黄河流域为研究区域,运用模糊综合评价法和熵权法,选取2004—2017年9个省区11个指标,分别对其水足迹、水安全状况及其影响因素进行分析。结果 黄河流域总体水足迹呈增加趋势,农业水足迹在总水足迹中占比最大,约92%;黄河流域总体水安全状况呈现变好的趋势,青海省水安全等级最高,内蒙古水安全程度最差;影响因素分析表明制约黄河流域水安全状况的主要因素为人均水足迹、农业用水效率以及灰水足迹强度,9个省区水安全主要影响因素存在地区差异性特点。结论 9个省区应结合自身短板,因地制宜,制定最适合当地发展的用水战略和节水战略,以适应黄河流域生态保护和高质量发展的目标需求。     

中国农业灰水足迹测度及时空分异研究

目的 科学评价中国农业水环境污染状况,直接关系到水资源可持续利用与农业绿色发展。方法 文章以农业灰水足迹为视角,纳入种植业、畜牧业和水产养殖业,全面测度1997－2020年中国31个省（市、自治区,不含港澳台）农业灰水足迹;借助空间自相关分析方法揭示其时空分异特征;运用通径分析法对其时空演变的影响因素进行分析。结果 （1）以2014年为界,中国农业灰水足迹整体上先增后减;分区域看,华中地区农业灰水足迹最高,西北地区最低,华东地区内部农业灰水足迹差距最大,东北地区内部差距较小;分省份看,上海和北京农业灰水足迹较低,且呈减少态势,河南和山东农业灰水足迹较高,且呈增长态势;空间特征上,中国农业灰水足迹以H—H型和L—H型集聚为主。（2）1997－2020年中国农业灰水足迹最为常见的跃迁类型为Ⅳ,空间凝聚度一直保持在70.97%,表明其空间结构变化具有明显的路径依赖特征;粮食产量是影响中国农业灰水足迹时空变化的共同因子。结论 各地应立足于区域资源禀赋,优化农业生产布局和合理调整农业种植结构,最大程度地提高粮食产出效率;适度控制人口规模,提高人口素质;持续推进化肥农药减量增效,加强农业面源污染治理。     

中国生猪生产水足迹空间变异与评价

目的 为了剖析2008年和2017年中国大陆31个省（市、自治区）生猪水足迹组成及时空演变规律,评价生猪生产蓝水足迹的可持续性,厘清饲料作物及其贸易对生猪养殖耗水的作用,以明确我国畜产品生产对区域用水的效率和影响。方法 文章采用“自下而上法”量化与解析2008年和2017年我国各地生猪生产水足迹的空间变异性,厘清猪生产中主要耗水者—饲料虚拟水的空间流动过程,基于“可持续利用”概念,定量评价生猪水足迹及饲料虚拟水流动的可持续性。结果 （1）生猪单头水足迹呈下降趋势,且散养生猪单头水足迹最大;但生产规模扩大使2017年我国生猪生产总水足迹增至2 194亿m³/年。（2）不可持续蓝水足迹占生猪生产蓝水足迹的86%,其中饲料消费不可持续蓝水足迹贡献了91%。（3）生猪生产水足迹高值区集中在南方地区,但生猪生产不可持续蓝水足迹高值区集中在水资源短缺的北方地区。2017年由缺水地区输出的不可持续虚拟蓝水已达省际间饲料作物虚拟蓝水流动量的91%。结论 我国生猪饲养应亟需优化饲料供应结构,协调畜牧产业和种植业布局,并加大农业节水技术推广,以期在水资源刚性约束下,实现畜产品供需安全和粮食安全保障。     

中国木薯生产水足迹时空特征及水影响研究——以两广地区为例

目的 木薯是我国重要的生物燃料原料作物,研究我国木薯主产区的生产耗水特征对木薯产业发展、水资源管理和政策制定具有重要意义。方法 文章基于水足迹理论及应用探索性空间数据分析（ESDA）方法,选取2004—2020年广东和广西（简称“两广地区”）木薯主产区 45个气象站点气象数据和相关农业数据,对两广地区木薯水足迹时空演变规律及其对当地水资源的影响进行研究。结果 （1）研究期间,两广地区木薯生产水足迹总体呈现下降趋势。其中,广西木薯水足迹高于广东,绿水足迹占比大于蓝水足迹。（2） 两广地区木薯水足迹在平水年2004年、枯水年2011年和丰水年2019年空间分布略有差异,整体有从广东东南方向至广西西北方向递增的趋势。（3）两广地区木薯水足迹具有很高的空间相关性和强空间聚集性。水足迹高高聚集区（H—H）主要分布在广西北部和中部,低低聚集区（L—L）主要分布在广东经济发达地区。（4）枯水年2011年有着相对较高的水压力程度。广西木薯生产对当地水资源产生对影响更大。结论 两广地区木薯生产及其需水量随年份发生了明显的变化,用水效率及水消耗量空间差异较大,具有明显的空间聚集特征。因此,应调整两广地区木薯种植结构,制定区域内合理灌溉制度,提升水资源和种植结构的匹配度,从而达到促进木薯产业可持续发展和缓解当地水资源压力的目的。     

水足迹视阈下河北省农业用水驱动因素分析

目的 河北省地下水超采严重、水资源长期供需不平衡的背景下,探究河北省农业用水真实消耗情况及其驱动因素,对水资源安全、可持续利用具有重要意义。方法 文章基于作物需水量和作物实际用水量测度河北省农业生产蓝水足迹及绿水足迹,利用LMDI模型解析河北省农业用水变化的影响因素及驱动机理。结果 结果显示,2002—2018年河北省农业水足迹数量呈波动下降趋势,技术效应、种植规模效应和节水效应对河北省农业水足迹变化呈增量效应,其中技术效应对水足迹数量变化的正向驱动贡献值最大,这说明农业技术应用、规模效应带动和节水成效保障加快河北省农业节约用水进程;管理效应和种植结构效应对河北省农业水足迹数量变化呈减量效应,这说明水利化程度、农业种植结构给河北省农业节水带来一定程度的压力。结论 河北省水资源优化配置和高效利用,应重点强化农业节水技术、节水管理和结构调整。推广高效节水灌溉技术,推进水肥一体化建设;加大节水政策的宣传和培训力度,提高设施维护保持能力;优化各地区种植结构,持续推进“一季休耕,一季雨养”的种植模式,提升水资源和种植结构的匹配度,从而减轻河北省水资源短缺压力。     

中国各省市区种养业灰水足迹分析与评价

目的 深入挖掘第二次全国污染源普查成果,科学评价与分析各地区农业源水污染排放现状与环境压力,将有助于区域污染物减排与政策制定。方法 文章拟核算2017年中国31个省（市、区,不含港澳台）种养业的灰水足迹,构建评价指标体系,选取熵值法和理想点法作为综合评价方法,系统性评价与分析种养业水污染物排放量与产量、产值的协同关系,表征水污染物排放对区域地表水的环境压力。结果 （1）2017年全国种植业和畜禽养殖业灰水足迹分别为4 898亿m³和6 841亿m³,分别呈现“南高北低”和“东高西低”的地理分布特征。（2）畜禽养殖业水污染物排放带来的水环境压力大于种植业,尤其是黄淮海地区。（3）在种植业中,江苏和海南的灰水足迹综合评价结果相对较低;在畜禽养殖业中,河北、西藏、天津和宁夏相对较低。结论 建议种养业未来以减排增效为核心发展目标,海南优化肥料施用结构与方式、黄淮海地区调控种养业生产规模与方式、长江中下游地区拦截稻田退水污染。该文从水环境保护角度为中国种养业绿色发展提供政策建议。     

黑龙江省主要粮食作物“水足迹”分析

通过对黑龙江省13个地区的主要粮食水足迹的计算分析发现,除了水稻的蓝水足迹有上升趋势外,其余作物的蓝水足迹有下降趋势;多数作物的绿水足迹均有上升趋势;水稻、玉米的灰水足迹保持波动上升的态势,大豆稳定上升,小麦除了绥化、齐齐哈尔、大庆,整体呈下降趋势。对应此发展趋势,应在少雨的西部地区推广节水农业,在全省控制蓝水足迹的上升,按照绿水足迹的最高利用限度为基础安排农业生产,推广科学施肥、用药,降低农业面源污染。     

中国节水农业成效、形势机遇与展望

目的 我国是世界上水资源缺乏的国家之一,发展节水农业在保障国家粮食安全和农业绿色高质量发展大局中具有重要战略地位。全面总结“十三五”节水农业发展成效与经验,认真分析节水农业的现状、形势和任务,加快“十四五”期间节水农业发展,推进节水增粮、节水增效,具有十分重要的意义。方法 文章对我国近10年来的水资源、农业用水、灌溉用水、旱作农业生产和用水效率进行系统总结和数据分析。结果 “十三五”期间,我国节水农业发展取得显著成效,农业用水总量及其占全国用水总量的比例“双下降”,农业用水效率和效益“双提升”,切实提高农业用水效率,为保障粮食和食物安全做出重要贡献。结论 中国农业生产面临着干旱缺水的长期威胁,大力发展节水农业,解决好农业用水问题,是保证我国粮食和食物安全、转变农业发展模式并促进绿色高质量发展的需要,也是实现农业现代化和生态文明的根本路径。     

基于水足迹理论的山西省水资源与经济增长脱钩分析

基于水足迹理论对山西省2009—2020年的水资源消耗情况进行核算,并对农业和工业水足迹与经济增长进行脱钩分析,从而找出影响水资源消耗的主要因素。结果表明:山西省水足迹近十多年上升较快,从2009年的214.90亿m³上升至2020年310.22亿m³,年均上升约7.94亿m³;在山西省水足迹构成中农业占比最高,达89.28%,而其中又以玉米、水果和猪肉的占比较大,分别为30.17%、20.77% 和12.67%;2009—2020年水资源利用与经济增长的脱钩关系多数年份呈弱脱钩状态,其中农业用水与农业经济的脱钩状态对整体脱钩状态影响最大。提出应努力控制山西省水足迹增长速度,重点关注农业中玉米、水果和猪肉的生产过程节水改善等政策建议。     

长江经济带农业用水绿色效率测度及影响因素分析——基于超效率EBM-Geodetector模型

目的 农业用水的可持续利用关系到区域农业绿色发展及社会经济高质量发展。方法 文章基于2010—2018年长江经济带11省市的面板数据,运用超效率EBM模型对长江经济带农业用水经济效率、环境效率及绿色效率进行测度,并借助核密度估计及ArcGIS空间分析等方法分析其时空演变规律,最后利用地理探测器模型探究其影响因素。结果 （1）2010—2018年长江经济带11省市农业用水经济效率、环境效率及绿色效率的总体效率值分别为0.879、0.933、0.939,农业用水的绿色效率高于环境效率和经济效率,即农业用水产生了较好的社会效益。（2）近9年长江经济带11省市农业用水经济效率、环境效率及绿色效率总体平均值均呈轻微波动下降趋势,农业用水科学利用问题需得到进一步的重视。（3）长江经济带下游地区农业用水绿色效率均值最高,中游地区次之,上游地区最低。其中上海市农业用水绿色效率多年均值最高（1.206）,云南省最低（0.513）,地区差异较显著,但核密度估计显示2010—2018年区域内农业用水绿色效率差距在缩小,总体上呈均衡协调发展趋势。（4）城镇化水平、R&D占比、人均节水灌溉面积、单位国内生产总值耗水、人均教育财政支出、人均水资源量等是长江经济带农业用水绿色效率差异的主要影响因素。结论 研究长江经济带农业水资源绿色效率并探究其影响因素,可以为推动长江经济带农业用水绿色可持续利用提供某些参考。     

冬小麦—夏玉米复种的生产效率及其时空分异

目的 提高粮食生产效率是保障国家粮食安全的重要任务,对粮食生产中典型的冬小麦—夏玉米复种模式的生产效率进行分析,可以精确把握粮食生产效率,为粮食生产相关政策制定提供参考。方法 文章基于2007—2018年6省（市）面板数据,运用SBM-DEA和Fare-Primont模型从静态和动态视角对冬小麦—夏玉米复种模式的技术效率和全要素生产率的空间分布和时序变动特征进行测算及比较。结果 冬小麦—夏玉米复种模式的平均技术效率和全要素生产率水平值分别为0.793和0.744;机械投入、农药投入和水资源投入的平均冗余率较高,分别为28.693%、26.670%和21.578%。剩余混合效率即投入产出混合比例优化是造成冬小麦—夏玉米全要素生产率地区差异的主要原因;冬小麦—夏玉米复种模式的全要素生产率波动中小幅上升,技术进步、技术效率和剩余混合效率是主要影响因素。结论 冬小麦—夏玉米复种模式的低生产效率客观存在,应通过生产资料的科学合理投入,加快科技创新推广,推动粮食生产适度规模经营等方式来推动粮食高质量发展。     

基于灰水足迹的粮食主产区农业环境效率与水环境可持续性测度与评估

[目的]为实现粮食主产区农业水环境的可持续发展。[方法]文章应用灰水足迹理论,选取我国粮食主产区洞庭湖区34个县(市)为案例研究区,采用非期望产出的SBM窗式分析模型,系统解析农业环境效率的时空演变特征。通过构建农业资源节约与灰水足迹减排潜力、缩减规模和水环境压力降低潜势模型,进行农业环境效率与水环境可持续性测度与评估研究。[结果](1) 1994—2014年水环境污染约束条件下洞庭湖区农业环境效率相对较低,总体呈波动增长的态势;21年来灰水足迹具有较高的减排潜力。(2)洞庭湖区农业环境效率分布呈较大的空间差异特征,高效率区主要集中于环洞庭湖区与远离湖区的南部地区;农业环境效率相对有效的地区呈逐渐增加的态势,且分布趋于均衡。(3)湘阴县与华容县农业生产的灰水足迹减排潜力较高;湘阴县灰水足迹具有较高的潜在缩减规模和水环境压力降低潜势,应成为农业面源污染的重点防控区域。[结论]通过农业结构优化、测土配方施肥等多途径与措施,减少灰水足迹排放,以缓解当地水环境压力。研究成果可为粮食主产区水环境调控与农业可持续发展提供理论与方法依据。     

碳视角下的粮食生产环境技术效率评价——基于超效率SBM-Undesirable模型

目的 粮食生产绿色发展具有保障粮食安全和生态安全的双重意义。方法 文章运用碳足迹工具,在相关理论分析的基础上,基于2021年的粮食主产区农户样本数据,采用超效率SBM-Undesirable模型对农户粮食生产环境技术效率和无效率来源进行分析,并对粮食生产环境技术效率的影响因素进行实证研究。结果 （1）碳视角下的粮食生产系统具有显著的正外部性,碳生态效率平均为3.125,生产投入的碳排放以化肥施用和机械使用为主。（2）粮食生产环境技术效率平均为0.514,进一步对无效率项的分解表明,农药超标使用、人工投入冗余是造成环境技术无效率的主要原因。（3）购买农业保险、采纳节水灌溉技术、提高户主受教育年限、提升耕地质量促进了环境技术效率的改善。结论 农户粮食生产普遍缺乏效率,要素利用率低与污染过量是限制粮食生产环境技术效率提高的关键因素,应加快推动中低产田改造,推广低碳节能农机装备,增加农田污染监测点位,指导农户农药科学使用,推进粮食生产有机肥与化肥的结合施用。     

黄河流域农业高质量发展中水土资源优化配置研究

目的 推进黄河流域农业高质量发展是实现黄河流域高质量发展的重点任务,也是破题之举。水资源利用较为粗放、农业用水效率不高是黄河流域农业高质量发展的最大制约,也是推进黄河流域农业高质量发展亟待破解的问题。方法 文章基于水资源刚性约束的现实条件,将水资源作为内生要素纳入柯布-道格拉斯生产函数,构建“以水定土、以土量水”的水土资源优化模型,运用黄河流域西北干旱区1 933份农户实地调研数据,实证分析不同配水方案及水价情景下,农作物种植面积的调整策略。结果 研究表明,黄河流域农业生产具有较大节水空间;调整配水方案,配水量向具有水资源利用比较优势的作物倾斜,有利于提高收益及水资源利用率;调节水价,增加用水成本,有助于抑制不合理用水需求,实现农业节水目标。结论 黄河流域农业水土资源优化配置应坚持“以水而定、量水而行”,推进水资源节约集约利用;完善水资源定价机制,抑制不合理用水需求;坚持生态优先,大力推进农业节水,推动设施农业发展,适度调减农作物种植面积,为生态用水提供更大的空间。黄河流域农业发展不应以规模论英雄,而是侧重向技术、管理、质量要效益,走质量兴农、绿色兴农、品牌强农的农业高质量发展之路。     

水足迹视角下京津冀县域粮食作物水土资源匹配格局

[目的]农业水土资源是粮食生产的决定因素,探明京津冀粮食生产中水土资源匹配格局特征对区域经济发展有深远的影响。[方法]文章从水足迹的视角出发,分析了1980—2018年京津冀县域5种主要粮食作物（小麦、玉米、稻谷、大豆、薯类）的产量、播种面积、水足迹、耕地面积的时空变化,运用水土匹配系数法及ArcGIS深入研究了1983年、1998年、2003年和2016年水土资源匹配格局,并进一步剖析区域农业水土匹配对农业生产的影响。[结果]（1）当前京津冀水土匹配系数区间为[0.02,1.25],超出区间范围[0.281, 0.431];粮食生产格局与水土匹配系数空间格局均为“冀中南高、北部低”。（2）研究时段内,京津冀粮食总产量提高1.14倍,播种总面积降低19.28%,粮食单产量显著提高;灌溉提高粮食单产量,水土匹配系数与粮食单产量呈正相关。（3） 1980—2019年京津冀5种作物蓝水足迹均值（136.64亿m3）是绿水足迹均值（99.60亿m3）的1.37倍,各作物水足迹变化不同,间接反映地区农业种植结构的改变。（4）京津冀水足迹总量提高2.45倍,耕地总量下降20.59%,水土匹配系数变...     

兼顾水质与水量的长江经济带农业水土资源匹配时空格局

目的 农业水土资源匹配是农业可持续发展的重要基础,但是当前农业水土资源匹配方面的相关研究主要侧重水量,往往忽视了农业污染问题,因此文章研究兼顾水质和水量,以长江经济带为研究区,揭示农业水土资源匹配的时空演变特征,为缓解农业水资源的供需矛盾、优化水土资源配置等提供科学依据。方法 综合考虑灰水足迹与农业用水,构建水土资源匹配系数,并采用局部空间自相关法揭示水土资源匹配的时空变化格局。结果 将农业污染纳入水土匹配测度不仅对整体水土资源匹配类型影响较大,对水土资源匹配类型的数量和空间分布影响也较大：（1）在时序上,2000—2019年长江经济带水土资源匹配系数在小幅下降后处于稳定状态;匹配系数平均值为1.04,保持相对均衡的状态。（2）在空间上,四川、重庆、湖南等地水土资源匹配较好,并且四川等地呈持续向好的趋势,然而湖北、安徽、江苏等地却恰恰相反。（3）水土资源匹配较差的地区多表现为双重型缺水,主要分布于云南、湖南等地,并且该类型在下游减少、上游增多;水量主导型缺水区主要分布于贵州、江苏等地,而水质主导型缺水区主要分布于湖北、安徽等地。结论 有必要将水质与水量同时纳入水土资源匹配评估体系中,研究表明长江经济带水土资源匹配程度提高,总体上空间格局较稳定,但是区域差异明显;当前存在的主要问题是“双重型缺水”;明确各地区的缺水类型为提出针对性的调控策略提供了依据,例如可以通过合理调控生产要素投入、调整作物种植结构等措施,降低农业水土资源不匹配的风险。     

中国粮食作物种植变化对省际农业碳排放量的影响研究

目的 农业碳排放是影响生态环境的重要因素之一,促进我国省际间农业碳排放的相对均衡发展,对加快农业生产中“双碳”目标实现具有重要的现实意义。方法 文章基于1991—2019年粮食作物农用物质投入等统计数据,运用IPCC碳排放系数法,测算粮食主产区和主销区农业碳排放量,运用固定效应模型分析检验我国农业碳排放量的影响因素。结果 （1）我国粮食作物播种面积整体稳定,播种区域逐渐向粮食主产区集中;（2）我国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥、柴油是主要碳源,碳排放量、碳源及碳排放强度在粮食主产区和粮食主销区差异明显;（3）粮食作物种植面积比重增加对农业碳排放量有明显增进作用,农业效率提高和农业结构优化对碳排放有抑制作用,农业经济发展水平则促进农业碳排放量增长。结论 应加快农业现代化进程,提高农业生产效率;强化化肥、农药、柴油等化学生产要素投入科学标准和使用技术,提高使用效率;实施碳排放补贴政策,建立碳排放区域间补偿机制。     

发达地区不同规模家庭农场粮食生产技术效率的实证研究基于上海松江家庭农场的调查

目的 松江在发展家庭农场方面的探索和实践,被认为是可以在我国经济较发达地区推广和复制的“松江模式”。通过对该地区家庭农场粮食生产的技术效率进行实证研究,可以为发达地区家庭农场推进适度规模经营、优化资源配置提供理论依据和政策支持。方法 基于2017年上海市松江区943个家庭农场的问卷调查数据,文章运用随机前沿生产函数模型测算了不同经营规模家庭农场粮食生产的技术效率,并在此基础上运用Tobit模型进一步探究了其影响因素。结果 上海市松江区家庭农场粮食生产的技术效率水平较高,达到0.922 6,且适度中规模家庭农场粮食生产的技术效率最高,家庭农场主的性别、受教育程度、务农年限和经营家庭农场的年限以及家庭农场主的父辈是否经营家庭农场、家庭农场种植制度的选择等对家庭农场粮食生产的技术效率具有显著性影响。结论 对于经济发展水平较高的地区而言,必须坚持以农户家庭经营作为农业生产的基本单位,因地制宜推进家庭农场的适度规模经营,同时,大力发展农机社会化服务,鼓励家庭农场主对稻田进行3年1次轮茬,在改良后的土地上种植二麦。     

中国农业生态价值测算及其时空演进——基于调整系数法新思路的分析

目的 随着农业生态价值被越来越多关注,探索从不同思路对其进行测算与分析,对加快促进我国农业高质量发展具有重要的理论价值和现实意义。方法 文章基于调整系数法新思路对中国农业生态价值进行试验性测算,运用包含非期望产出DEA的同比GML指数计算出2012—2018年30个省（市、自治区,不含港澳台和西藏）的农业绿色生产效率,然后将其作为调整系数测算得到各地农业生态总价值和农业生态单位价值,并对其时空演进做了探索性分析。结果 （1）2012—2018年全国农业生态价值持续增长,特别是2016—2018年因农业绿色生产效率提升较快、农业生态价值有较大幅度增长;（2）农业生态总价值高水平集聚区由中东部向多个方向分化,农业生态单位价值高水平聚集区由东南部地区向西北部地区延伸;（3）该过程主要受产值规模、技术进步和绿色发展政策的综合影响。结论 要充分发挥农业绿色生产领先地区的“头雁”作用、高度重视各农业大省的“雁阵”作用,同时从绿色技术与支持政策多个层面发力,促进我国农业绿色高质量发展。