馬 歷，唐 宏，2※，冉瑞平，2，肖月潔

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，成都 611130；2.四川省農(nóng)村發(fā)展研究中心，成都 611130)

0 引言

水土資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的必備要素，合理的水土資源開發(fā)利用格局對促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展、確保國家糧食安全具有重要意義[1]。近年來隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快和社會經(jīng)濟的發(fā)展，耕地與水資源農(nóng)轉(zhuǎn)非現(xiàn)象嚴(yán)重、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境趨于惡化、資源環(huán)境承載力不足等問題逐步威脅著農(nóng)業(yè)農(nóng)村的發(fā)展[2，3]。隨著新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃的出臺，未來中國城鄉(xiāng)建設(shè)必將面臨更大的環(huán)境壓力，如何有效調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)水土資源，保障其協(xié)調(diào)發(fā)展成為目前亟需解決的問題[4]。

長期以來，學(xué)者對水土資源的開發(fā)利用做了大量研究[5，6]，主要包括水質(zhì)水量變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及土地利用的影響[7，8]、水土資源的優(yōu)化配置[9，10]、農(nóng)業(yè)水價對農(nóng)戶種植的約束力[11]、城鎮(zhèn)化進程背景下水土資源綜合效益和時空分異特征研究[12]等。還有學(xué)者探討了水土資源利用潛力的估算方法，并對水土資源綜合利用效益和潛力進行估算[13，14]。在以往對水土資源開發(fā)利用的研究中，多是將水土資源作為獨立系統(tǒng)分別進行研究，忽視了兩者之間相輔相成、相互作用的關(guān)系[15，16]，而水土資源的協(xié)調(diào)發(fā)展是改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要前提。水土資源的開發(fā)利用與保護對于土地資源優(yōu)化配置、自然資源與社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)、因地制宜開發(fā)利用水資源、保障糧食安全及更好解決“三農(nóng)”問題具有重要的現(xiàn)實意義。基于以上認(rèn)識，文章選擇傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省——四川省為研究區(qū)域，在量化分析水資源壓力和耕地利用效益的基礎(chǔ)上，進一步通過相關(guān)性檢驗和對比分析研究水資源壓力和耕地利用效益間的相互作用關(guān)系，以此為依據(jù)刻畫水資源壓力與耕地利用效益的時空耦合態(tài)勢，并探討其耦合差異的原因。揭示水資源壓力和耕地利用效益變化的規(guī)律特征，促進農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)水土資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

四川位于中國西南部，地處長江上游，東部為川東平行嶺谷和川中丘陵，中部為成都平原，西部為川西高原，轄區(qū)面積48.6萬km2，下轄18個地級市、3個自治州，與7個省(區(qū)、市)接壤，是承接華南華中、連接西南西北、溝通中亞南亞東南亞的重要交匯點和交通走廊。地勢西高東低，河流眾多，水資源評價面積大，河流分屬7個水資源二級區(qū)，以長江水系為主。土地資源總量大、人均占有量少，且地域差異明顯，宜農(nóng)耕地后備資源缺乏，較大部分土地難以開發(fā)利用，總體開發(fā)利用程度和生產(chǎn)力水平較低[17]。2016年四川省地區(qū)生產(chǎn)總值3.268 05萬億元，人均GDP 3.969 5萬元，一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值分別為3 924.1億元、1.392 47萬億元、1.483 17萬億元，三產(chǎn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為12.2：44.1：43.7。

圖1 四川省地理分區(qū)

依據(jù)《四川省“十二五”規(guī)劃綱要(2011—2015年)》及地理區(qū)位特點，將四川分為川中平原區(qū)、川南丘陵區(qū)、川東北丘陵區(qū)、川西北高原區(qū)、攀西地區(qū)5個區(qū)域[18](圖1)。所用的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)主要來源于各年度《四川省統(tǒng)計年鑒》、四川省各市(州)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報、四川省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒、四川省水資源公報，部分指標(biāo)經(jīng)二次計算，為消除價格變動因素帶來的影響，文中經(jīng)濟指標(biāo)數(shù)據(jù)均折算為2000年可比價。

2 研究方法與模型構(gòu)建

2.1 水資源壓力評價模型

區(qū)域人口—社會—經(jīng)濟及水資源自身狀況都會給水資源壓力帶來一定程度的影響，而科技進步、制度創(chuàng)新和管理水平提高又會對水資源壓力起到緩解作用[2]。國際上衡量水資源壓力的指標(biāo)主要包括人均水資源量和水資源開發(fā)利用程度[19]，在此基礎(chǔ)上，選取人均水資源量、人均GDP、水資源總量折合地表徑流深度、水資源開發(fā)利用程度、萬元GDP耗水下降率5個指標(biāo)進一步表征水資源壓力，分別計算四川省各市(州)水資源的人口、經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)和技術(shù)壓力，分析各項指標(biāo)對水資源開發(fā)利用所帶來的影響[20-22]，使水資源壓力評價結(jié)果更加系統(tǒng)科學(xué)。構(gòu)建水資源綜合壓力指數(shù)模型為：

(1)

式(1)中，P為區(qū)域水資源綜合壓力指數(shù)；Pi、Pe、Pc、Pt分別為水資源人口、經(jīng)濟、生態(tài)、技術(shù)4個方面的壓力指數(shù)值。壓力指數(shù)越大區(qū)域水資源所承受壓力越大，反之則越小；若壓力指數(shù)<0，則表明暫時不存在壓力，水資源利用程度良好。

①水資源人口壓力指數(shù)(Pi)。該指標(biāo)用來衡量人口數(shù)量給區(qū)域水資源帶來的壓力。以人均水資源量(PWR)作為水資源的人口壓力指數(shù)，人均水資源量越多，表明水資源人口壓力越小，反之則越大。根據(jù)中國水資源緊缺指標(biāo)體系，水資源人口壓力的臨界值為1 000m3，1 000m3以上的人均水資源量能夠保證人們對水資源的正常生活需求[23，24]。因此，將人均水資源1 000m3作為水資源人口壓力指數(shù)計算的臨界值，則：

(2)

②水資源經(jīng)濟發(fā)展壓力指數(shù)(Pe)。該指標(biāo)用來衡量經(jīng)濟發(fā)展給區(qū)域水資源帶來的壓力。采用人均GDP(GA)作為經(jīng)濟發(fā)展的衡量指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)中國人均GDP達到3 000美元時，伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，農(nóng)業(yè)用水設(shè)施的改善，三產(chǎn)用效率的提高，促使單位GDP用水量有明顯下降，使社會整體用水量得以控制[25]。故將經(jīng)濟發(fā)展對水資源壓力的臨界值設(shè)定為人均GDP達到3 000美元，則：

(3)

③水資源生態(tài)壓力指數(shù)(Pc)。即水資源自身狀況和人類活動對區(qū)域水資源環(huán)境所產(chǎn)生的影響。采用水資源總量折合地表徑流深度(WR)和水資源開發(fā)利用程度(WD)分別表征自然條件和人類活動對水資源壓力帶來的影響。研究表明，水資源折合地表徑流深為150 mm是水資源維系良好生態(tài)系統(tǒng)的臨界值，當(dāng)其>150 mm表明該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)維系良好，而<150 mm的地區(qū)則面臨著生態(tài)環(huán)境惡化的威脅[23，26]。水資源開發(fā)利用程度(WD)越高表明對生態(tài)環(huán)境的影響越大，反之越小，有學(xué)者認(rèn)為水資源開發(fā)利用率應(yīng)控制在50%以內(nèi)為宜[27]，水資源自身狀況和人類活動對其生態(tài)環(huán)境的影響同等重要，其公式為：

(4)

④水資源技術(shù)壓力指數(shù)(Pt)。該指標(biāo)用來衡量技術(shù)因素給區(qū)域水資源帶來的壓力，該文將全國萬元GDP用水量(GB)作為水資源技術(shù)壓力的參照值，與四川省萬元GDP用水量(GU)相比較，計算水資源技術(shù)壓力值[20]。公式為：

(5)

2.2 耕地利用效益評價模型

2.2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性、可比性、層次性原則，參考已有評價指標(biāo)[28-30]，結(jié)合耕地利用在社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境3方面實際情況，在數(shù)據(jù)可獲取和便于量化的前提下，選取以下評價指標(biāo)(表1)。所有指標(biāo)中正向指標(biāo)值越大越好，負(fù)向指標(biāo)值則越小越好。

表1 耕地利用效益評價指標(biāo)體系

2.2.2 指標(biāo)的無量綱化處理和權(quán)重確定

為便于不同單位或量級的指標(biāo)進行比較和加權(quán)，首先對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法，求得數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化值Yij，并對逆向指標(biāo)進行變向處理[17]。為避免主觀因素帶來的偏差，該文采用改進熵值法，得到各指標(biāo)權(quán)重Wj[31，32-37]，表(1)。

2.2.3 耕地利用效益計算

(6)

f(a)、f(b)、f(c)分別表示耕地利用社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益，ft表示耕地利用綜合效益，ft越大表示該地區(qū)耕地所創(chuàng)造出的效益值越高，反之則低。

3 結(jié)果與分析

運用式(1)～ (6)得到四川省各市(州)不同年份水資源壓力和耕地利用綜合效益值(表2)。

表2 2005—2014年各市(州)水資源壓力與耕地利用綜合效益

3.1 水資源壓力的時空演變特征

為便于分析、比較不同地區(qū)間的時空差異程度，利用ArcGIS10.1軟件分析平臺，運用Jenks最佳自然斷裂法，根據(jù)同類差異最小，類間差異最大原則[33，34]，將水資源壓力值按從大到小的順序劃分為：壓力高值區(qū)、壓力較高區(qū)、壓力中值區(qū)、壓力較低區(qū)、壓力低值區(qū)5種類型區(qū)，得到不同年份各市(州)水資源壓力發(fā)展的時空演變特征圖(圖2)。

圖2 2005—2014年四川省各市(州)水資源壓力發(fā)展時空演變特征

3.1.1 各市(州)水資源壓力時間演變特征

2005—2014年四川省各市(州)水資源綜合壓力指數(shù)有明顯的波動。隨著經(jīng)濟增長和科技進步，各區(qū)域水資源經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展壓力逐漸減小，與此同時隨著人口增多和水資源開發(fā)利用程度的增加使水資源人口和生態(tài)發(fā)展壓力逐漸增大。水資源壓力波動上升的市(州)有自貢市、綿陽市等9個市(州)；波動下降的市(州)有成都市、攀枝花市等12個市(州)，分別占四川省市(州)總數(shù)的42.86%和57.14%。其中瀘州、德陽、遂寧市水資源壓力減小的幅度最為明顯，對比分析發(fā)現(xiàn)與2005年相比，2014年瀘州市水資源人口、經(jīng)濟、生態(tài)、技術(shù)壓力均有所減小，在這一時段內(nèi)水資源開發(fā)利用呈良性發(fā)展態(tài)勢。由于各區(qū)域自然資源稟賦和社會經(jīng)濟發(fā)展的實際情況存在差別，其水資源壓力狀況也各具特色，如何因地制宜地制定水資源開發(fā)利用計劃，科學(xué)處理好水資源人口、經(jīng)濟、生態(tài)和技術(shù)方面的壓力將是未來所需努力的方向。

3.1.2 各市(州)水資源壓力空間演變特征

從空間尺度看，四川省水資源壓力空間分布差異較為明顯，壓力高值區(qū)主要集中在東、中部地區(qū)，呈現(xiàn)出東高西低的特點。水資源壓力從高到低的區(qū)域依次為川中平原區(qū)、川東北丘陵區(qū)、川南丘陵區(qū)、攀西地區(qū)、川西北高原區(qū)，這與四川省水資源利用的實際情況較為吻合。

川中平原區(qū)作為四川省最大的人口、經(jīng)濟密集區(qū)，生產(chǎn)、生活用水量大，農(nóng)業(yè)灌溉面積廣，因此水資源壓力值高。川東北丘區(qū)作為川渝陜甘結(jié)合部區(qū)域經(jīng)濟中心，擁有四川東北部較大的城市群，是工業(yè)、化工基地，耗水較多且農(nóng)業(yè)、生活用水占有較大比重，因此水資源壓力較大。川南丘區(qū)作為長江上游城市群，人口較多，工業(yè)、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)較為發(fā)達，水資源人口和技術(shù)壓力較高，水資源總體壓力水平在四川省中等水平。攀西地區(qū)人口相對較少，自然資源豐富，擁有金沙江、雅礱江和安寧河三大水系，水力蘊藏量達4 003萬kW，約占中國的6%，良好的光熱條件和優(yōu)質(zhì)的礦產(chǎn)資源給攀西地區(qū)農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，因此其水資源壓力較低。川西北高原水資源豐富、河流湖泊眾多，境內(nèi)河流縱橫，2014年阿壩州和甘孜州水資源總量分別為410.34億m3、674.91億m3，占四川省水資源總量40%左右，該區(qū)域水資源人口、生態(tài)和技術(shù)原則上均不存在壓力，但受自然、地理條件的影響川西北高原區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水平低，水資源仍存在經(jīng)濟發(fā)展壓力。

3.2 耕地利用效益的時空演變特征

為便于分析、比較各年份和地區(qū)耕地利用效益之間的關(guān)系，運用Jenks最佳自然斷裂法，得到2005、2008、2011、2014年各市(州)耕地利用綜合效益時空演變圖(圖3)。

圖3 2005—2014年四川省各市(州)耕地利用綜合效益時空演變特征

從時間序列看，川南丘區(qū)和川西高原區(qū)耕地利用綜合效益相對比較穩(wěn)定，無較大變化；川中平原區(qū)、川東北丘區(qū)、攀西地區(qū)耕地利用綜合效益則變化較大，大部分地區(qū)耕地利用綜合效益值有減小趨勢。從空間分布特征看，土地利用綜合效益值從大到小依次為川中平原區(qū)、川東北丘區(qū)、攀西地區(qū)、川南丘區(qū)、川西高原區(qū)，呈現(xiàn)出川中平原及周圍丘陵地區(qū)耕地利用效益較大，川西高原及山地地區(qū)耕地利用效益較小的特點。這是由于四川省25°以上坡耕地，主要分布于盆周山地區(qū)、川西南山地區(qū)和川西北高山高原區(qū)，對耕地質(zhì)量、勞動力成本和農(nóng)作物產(chǎn)量有較大影響，從而降低了耕地利用效益。

川中平原區(qū)由于地勢平坦、交通便利、氣候條件適宜、農(nóng)業(yè)機械化程度高、水資源充沛灌溉設(shè)施齊全等優(yōu)勢，使耕地資源能夠得到充分利用，發(fā)揮其效益，因此其耕地利用效益高于四川省其他4個區(qū)。攀西地區(qū)有四川省第二大平原安寧河平原，豐厚的自然資源和光熱條件給農(nóng)作物生長創(chuàng)造了較好的條件，有利于提高耕地利用效益。川東北丘區(qū)與川南丘區(qū)耕地利用效益發(fā)展水平較為相似，從地形、地貌來看兩者均屬于丘陵地區(qū)，川東北丘區(qū)有嘉陵江、涪江等水系為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供保障，川南丘區(qū)有金沙江、岷江等水系為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供支撐，研究發(fā)現(xiàn)，兩區(qū)耕地利用經(jīng)濟效益相差不大，川東北丘區(qū)耕地利用生態(tài)效益相對較高，而川南丘區(qū)耕地利用經(jīng)濟效益相對較高，因此兩區(qū)在發(fā)揮各自優(yōu)勢的同時還應(yīng)注重提升薄弱部位。川西高原區(qū)由于地處四川西部高原區(qū)，海拔較高，氣候、生態(tài)環(huán)境較為惡劣，耕地資源少、質(zhì)量相對較差，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、農(nóng)作物產(chǎn)量低，且甘孜、阿壩州為少數(shù)民族聚集地，仍有較多農(nóng)民以游牧為生，社會經(jīng)濟發(fā)展較為落后、技術(shù)水平有限、農(nóng)民生活水平不高，導(dǎo)致其耕地利用綜合效益長期低于其他市(州)。

表3 2014年耕地利用效益和水資源壓力等級相關(guān)系數(shù)及檢驗

3.3 水資源壓力與耕地利用效益耦合效應(yīng)

運用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對水資源壓力和耕地利用效益進行相關(guān)性分析(表3)，反映各市(州)水資源壓力與耕地利用效益的協(xié)同關(guān)系，相關(guān)系數(shù)的絕對值越大表明兩者之間的相互作用程度越強，反之則越弱。當(dāng)值為正時，表明水資源壓力與耕地利用效益之間呈正相關(guān)；為負(fù)時，則表明兩者之間的關(guān)系為負(fù)相關(guān)。從表中可以看出，水資源綜合壓力和耕地利用綜合效益在置信度為0.01時顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.555；水資源人口壓力與耕地利用社會效益在置信度為0.01時顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.560，呈現(xiàn)出較高的協(xié)調(diào)演進格局。而水資源經(jīng)濟、生態(tài)效益間與耕地利用經(jīng)濟、生態(tài)效益的相關(guān)性則表現(xiàn)為不顯著。進一步分析其可能存在的原因如下相關(guān)性。

3.3.1 水資源人口壓力與耕地利用社會效益間相關(guān)性較為顯著

即水資源人口壓力較高區(qū)域其耕地利用社會效益較高，耕地利用社會效益較低區(qū)域其水資源人口壓力亦較低。其可能的原因是水資源人口壓力高的區(qū)域，人口密集、人均水資源量少，而人口密集區(qū)域農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化更為發(fā)達、勞動力非農(nóng)轉(zhuǎn)移加速，對于耕地規(guī)?；?jīng)營和土地生產(chǎn)率的提高起到正向促進作用，使得糧食產(chǎn)出和農(nóng)民收入增加，從而提高耕地利用社會效益。

3.3.2 水資源經(jīng)濟壓力和耕地利用經(jīng)濟效益的相關(guān)性表現(xiàn)為不顯著

其主要原因在于兩者的影響方式不同，水資源經(jīng)濟壓力主要取決于區(qū)域人均GDP的大小，而耕地利用經(jīng)濟效益與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、勞動生產(chǎn)率和投資回報率等關(guān)系密切。一方面，耕地利用經(jīng)濟效益高的地區(qū)，說明其土地生產(chǎn)率高、經(jīng)濟效益好，對于地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展起到正向促進作用，有利于促進用水效率提高和水資源專業(yè)化管理，從而減小水資源壓力。另一方面，局部耕地利用經(jīng)濟效益較高區(qū)域，可能是因為其投資回報率和農(nóng)業(yè)機械化程度的提高，但對區(qū)域人均GDP的貢獻并不明顯，因此水資源經(jīng)濟壓力仍較高。由于以上多種原因，使水資源經(jīng)濟壓力和耕地利用經(jīng)濟效益間的相關(guān)性較弱。

3.3.3 水資源生態(tài)壓力與耕地利用生態(tài)效益的相關(guān)性表現(xiàn)為不顯著

分析可能存在的原因發(fā)現(xiàn)：水資源生態(tài)壓力取決于區(qū)域間水資源總量折合地表徑流深度、水資源開發(fā)利用程度等因素，耕地利用生態(tài)效益則取決于耕地灌溉、復(fù)墾指數(shù)、化肥使用量等因素。水土間相互作用因素相對較少，外部環(huán)境影響更為強烈。一方面，隨著生態(tài)文明、新型城鎮(zhèn)化等理念的提出，農(nóng)村地區(qū)宅基地退出、遷村并居和村鎮(zhèn)建設(shè)新格局的形成，減小了對區(qū)域耕地資源的消耗，提高了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護和耕地利用生態(tài)效益的提高，但是由于生產(chǎn)和生活的集中，使區(qū)域總體或者局部水資源生態(tài)壓力增加。另一方面，由于部分區(qū)域灌溉設(shè)施落后、耕地復(fù)墾率低和農(nóng)藥化肥超量使用等原因，耕地利用生態(tài)效益偏低，同時帶來點源、面源環(huán)境污染，致使地表水和地下水遭受面源污染，加劇了水環(huán)境惡化，迫使水資源生態(tài)壓力增加。除此之外，區(qū)域農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度、工業(yè)化進程和城市經(jīng)濟發(fā)展水平等因素也影響著水土資源間的相互作用關(guān)系。因此，水資源生態(tài)壓力和耕地利用生態(tài)效益間的相關(guān)性較弱。

3.3.4 水資源綜合壓力和耕地利用綜合效益呈正相關(guān)關(guān)系

根據(jù)2014年各市(州)水資源綜合壓力和耕地利用綜合效益空間變動比較相關(guān)性分析(圖4)，看出：水資源壓力和耕地利用效益呈正相關(guān)關(guān)系，即水資源綜合壓力越大，耕地利用綜合效益越大；水資源綜合壓力越小，耕地利用綜合效益越小。如2014年德陽市水資源綜合壓力和耕地利用綜合效益分別為-0.271和0.562，高于全省80.95%和90.48%的市(州)；2014年甘孜州水資源綜合壓力和耕地利用綜合效益分別為-14.682和0.210，低于全省100%和90.48%的市(州)，表現(xiàn)出明顯的增減協(xié)同演進格局。這主要是由于內(nèi)生和外部因素共同作用的結(jié)果。

圖4 2014年四川省耕地利用效益和水資源壓力空間變動比較

內(nèi)生原因在于：人口和區(qū)域資源稟賦存在較大差異。如甘孜州，由于其河流眾多、水資源總量豐富和人口相對較少等優(yōu)勢，該區(qū)域并不存在水資源壓力且相對于其他區(qū)域壓力偏小；然而該區(qū)域地處川西高原地區(qū)，氣候、生態(tài)環(huán)境較為惡劣，宜耕宜農(nóng)資源較少、質(zhì)量差，社會經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)水平有限，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本高、農(nóng)作物產(chǎn)量低，因此其耕地利用綜合效益長期低于其他市(州)。外部因素在于：工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化進程的加快給區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的變革。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展、土地流轉(zhuǎn)、規(guī)?；?jīng)營和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，耕地利用效益有明顯增加；此時隨著對生產(chǎn)、生活用水需求量增加，水環(huán)境平衡遭到破壞，區(qū)域或局部水資源關(guān)系趨于緊張，導(dǎo)致水資源壓力增加。如資陽市，隨著對耕地利用的逐步重視，相關(guān)部門對耕地撂荒、代耕、互助、補償和扶持等作了較為全面的工作，促使耕地利用效益提高，2014年資陽市耕地利用經(jīng)濟效益和生態(tài)效益分別為0.299和0.124，高于全省80.95%和71.43%的市(州)；而由于資陽市水資源短缺、工業(yè)耗水嚴(yán)重、水質(zhì)污染和處理率低等問題，該區(qū)域水資源壓力偏大，2014年資陽市水資源人口壓力和生態(tài)壓力分別為0.432和-0.359，高于全省80.95%和95.24%的市(州)，呈現(xiàn)出耕地利用效益高和水資源壓力大的特點。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

該文對四川省各市(州)水資源壓力和耕地利用效益進行綜合測度，分析了其時空演變特征，并通過相關(guān)性檢驗和對比分析研究兩者間的耦合效應(yīng)及可能存在的原因，結(jié)果如下。

(1)從時間尺度看，隨著經(jīng)濟增長，四川省各市(州)水資源經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展壓力逐漸減小，與此同時人口增多和水資源開發(fā)利用程度的增加使水資源人口和生態(tài)發(fā)展壓力逐漸增大，水資源綜合壓力指數(shù)有明顯波動。從空間尺度看，水資源壓力空間分布差異較為明顯，壓力高值區(qū)主要集中在東、中部地區(qū)，呈現(xiàn)出東高西低的特點；水資源壓力從高到低的區(qū)域依次為川中平原區(qū)、川東北丘陵區(qū)、川南丘陵區(qū)、攀西地區(qū)、川西北高原區(qū)。

(2)從時間序列來看，川南丘區(qū)和川西高原區(qū)耕地利用綜合效益相對比較穩(wěn)定，無較大變化；川中平原區(qū)、川東北丘區(qū)、攀西地區(qū)耕地利用綜合效益則變化較大，大部分地區(qū)耕地利用綜合效益值有減小趨勢。從空間分布特征看，土地利用綜合效益值從大到小依次為川中平原區(qū)、川東北丘區(qū)、攀西地區(qū)、川南丘區(qū)、川西高原區(qū)，呈現(xiàn)出川中平原及周圍丘陵地區(qū)耕地利用效益較大，川西高原及山地區(qū)耕地利用效益較小的特點。

(3)通過Spearman等級相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，水資源人口壓力與耕地利用社會效益在置信度為0.01時顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.555，水資源綜合壓力與耕地利用綜合效益在置信度為0.01時顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.560，呈現(xiàn)出較高的協(xié)調(diào)演進格局，與各市(州)水資源壓力和耕地利用效益分區(qū)的宏觀格局特征基本一致；而耕地利用經(jīng)濟、生態(tài)效益與水資源經(jīng)濟、生態(tài)效益間的相關(guān)性則表現(xiàn)為不顯著。水資源壓力與耕地利用效益間存在著相互依賴、相互制約的關(guān)系，影響其耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的內(nèi)外部因素主要概括為：區(qū)域人口、資源稟賦所存在的差異和工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化進程的加快給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的變革。因此，在未來的發(fā)展中，應(yīng)統(tǒng)籌考慮水土資源的開發(fā)利用，避免出現(xiàn)水資源壓力與耕地利用效益同高同低的現(xiàn)象。

4.2 討論

由于城市區(qū)域和鄉(xiāng)村區(qū)域水資源壓力分區(qū)測度在數(shù)據(jù)獲取與處理具有一定的困難，在研究過程中忽略了城市發(fā)展程度對水資源壓力可能產(chǎn)生的影響。但農(nóng)業(yè)是用水大戶，四川作為農(nóng)業(yè)大省，水資源整體壓力將會集中體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)方面，因此考察水資源壓力和耕地利用效益之間的關(guān)系，具有重要意義。水資源壓力與耕地利用效益間的耦合程度與區(qū)域資源稟賦和社會經(jīng)濟活動存在重要聯(lián)系，因此提出3項假設(shè)為未來進一步深入的研究提供一些思路和借鑒。

(1)水資源壓力和耕地利用效益的空間耦合與區(qū)域資源稟賦、社會經(jīng)濟活動具有相關(guān)性。

(2)在外部干擾較少的理想模式下，水資源壓力高的區(qū)域，耕地利用效益則相對較低，反之水資源壓力低的區(qū)域，耕地利用效益則相對較高。

(3)現(xiàn)實中存在自然和人為因素打破上述理想發(fā)展階段中的平衡，導(dǎo)致水資源壓力與耕地利用效益的空間耦合態(tài)勢出現(xiàn)復(fù)雜的變化。

在研究過程中不同學(xué)者對耕地利用效益和水資源壓力評價所采用方法不同，未能有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，該研究采用ArcGIS軟件分析平臺中的Jenks最佳自然斷裂法，對研究區(qū)域內(nèi)各評價值進行分類，分類結(jié)果僅能進行區(qū)域間差異程度的比較，無法與中國其他區(qū)域相關(guān)值對比，如何確定可統(tǒng)一進行對比、評價的標(biāo)準(zhǔn)，是接下來需要進一步研究的方向。