潘秀清

(大連市普蘭店區(qū)生態(tài)環(huán)境事務服務中心，遼寧 大連 116200)

0 引 言

水資源能否可持續(xù)高效利用直接關系著農業(yè)生產和國家糧食安全，調查顯示我國約有70%的用水消耗于農業(yè)用水，農業(yè)可利用水資源隨著生態(tài)、生活、工業(yè)用水的增加不斷受到壓縮[1]。農業(yè)作為主要用水部門，其用水變化與區(qū)域用水結構和總用水量直接相關。目前，關于農業(yè)用水的研究比較側重于用水效率分析、用水變化影響因素及農業(yè)用水結構等方面，不同地區(qū)的農業(yè)用水影響因素及其變化特征存在一定差異[2]。

農業(yè)生產作為普蘭店區(qū)的重要用水部門，其用水變化與區(qū)域水資源高效利用及糧食生產直接相關。文章結合2007-2020年普蘭店區(qū)農業(yè)用水數據，利用適合的方法分析了農業(yè)用水變化特征及其影響因素，并提出農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農業(yè)水資源合理配置等對策，為加快推進普蘭店區(qū)農業(yè)節(jié)水工作提供一定指導。

1 區(qū)域概況

普蘭店區(qū)隸屬于大連市，位于大連中北部、遼東半島南部，地處E39°18＇25＂-39°59＇00＂、N121°50＇33＂-122°36＇15＂范圍；東靠碧流河與莊河交界，南有丘陵漫崗與金州區(qū)毗鄰，西至哈大鐵路與瓦房店市接壤，北倚高山與蓋州分峰，西南有普蘭店灣與渤海連波，東南瀕臨黃?？商魍L海諸島，地貌以丘陵山地為主。普蘭店區(qū)屬于南溫帶濕潤季風氣候，年降水量635-920.0mm，無霜期174-188d。境內有大小河流223條，其中碧流河流程達到150-300km，流程超過30km的有清水河、復洲河、大沙河、甲河、吊橋河、鞍子河、占子河等，主要有劉大水庫、五四水庫、大梁屯水庫、紅旗水庫等。

普蘭店區(qū)地理環(huán)境優(yōu)越，漁、牧、林、農業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，北部山區(qū)以水果為主要經濟來源，中部地區(qū)以水稻、玉米、大豆及薯類等糧食生產為主，南部地區(qū)以水產養(yǎng)殖和蔬菜為主。斷區(qū)海岸線長達65km，并且大沙河流域適宜水產養(yǎng)殖發(fā)展，有各種貝類、河蟹及港養(yǎng)對蝦等。近年來，普蘭店區(qū)憑借其優(yōu)越的地理環(huán)境大力發(fā)展經濟，各行業(yè)用水量也急劇增大，現階段存在水資源利用效率低、用水失衡、水資源總量不足等問題，受流域分水和來水量持續(xù)偏枯等條件約束，經濟發(fā)展和農業(yè)生產的水資源缺口不斷增大。

2 研究方法

實踐表明，農業(yè)用水主要有林牧漁業(yè)和種植業(yè)用水。結合普蘭店區(qū)實際情況和相關文獻資料，選擇農林牧漁就業(yè)人數、池塘養(yǎng)殖面積、牲畜村攔量、造林面積、漁畜產品產量、經濟作物產量、糧食產量、糧經比、經濟作物種植面積、糧食作物播種面積、有效灌溉面積、農作物總播種面積、年均氣溫、年降水量等14個因素，利用累積距平法分析普蘭店區(qū)農業(yè)用水變化特征，并利用灰色關聯法識別關鍵影響因素。

2.1 數據來源

以歷年《大連市水資源公報》、《大連市統(tǒng)計年鑒》作為普蘭店區(qū)總用水量、農業(yè)用水量、農作物播種面積等相關數據來源?？紤]到數據口徑一致要求且生態(tài)用水量比重較小的情況，將生態(tài)用水納入農業(yè)用水的范疇。量值作物有玉米、水稻、小麥等，經濟作物有牧草、蔬菜、藥材、油料、青飼料、瓜果等，牲畜存欄量包括羊、豬、牛村攔。

2.2 研究方法

(1)

(2)

2)灰色關聯法。該方法主要是通過統(tǒng)計分析樣本數據，利用灰色關聯度探討灰色系統(tǒng)中各因素的影響次序、大小和強弱程度[4]。對普蘭店區(qū)農業(yè)用水影響因素利用灰色關聯法進行分析，設定參考序列為農業(yè)用水時間，比較序列為農作物總播種面積、年均氣溫、年降水量等14個參數，通過均值化處理原始數據確定比較序列與參考序列的關聯系數，并計算兩者在各時間點上的關聯度及其平均值，從而反映兩者的整體關聯程度。

考慮到農業(yè)灌溉受降水的積極影響，在同向化處理降雨量數據時擬選用倒數法計算，將農業(yè)用水與降水量轉變成正相關關系[5-6]。

3 普蘭店區(qū)農業(yè)用水變化及其影響因素

3.1 農業(yè)用水變化分析

2007-2020年普蘭店區(qū)農業(yè)用水變化如圖1。從圖1可以看出，研究期間普蘭店區(qū)農業(yè)用水總體處于10-12億m3范圍，年均用水量達到11.07億m3，農業(yè)用水量呈現出波動下降趨勢。其中，2007-2014年農業(yè)用水量從11.84億m3波動減小至10.35億m3，隨后于2015年增加至11.45億m3，2015-2017年基本穩(wěn)定，2018年農業(yè)用水量減小至10.02億m3，2018-2020年呈小幅下降趨勢，這3年平均農業(yè)用水量(10.26億m3)小于多年平均值。

結合累積距平變化趨勢，研究期間普蘭店區(qū)農業(yè)用水量累積距平有2次明顯的先上升后下降的變化趨勢，即2007-2011年波動上升，2011-2014年明顯下降，此期間農業(yè)用水總體小幅下降；2014-2017年明顯商城，2017年后有所回落，2015-2017年農業(yè)用水整體偏高。

圖1 普蘭店區(qū)農業(yè)用水變化

3.2 影響因素分析

3.2.1 灰色關聯分析

所選的14個影響指標與普蘭店區(qū)農業(yè)用水變化的關聯度如表1。由表1可知，關聯度>0.8的指標有7項，其中農業(yè)用水量變化與糧食作物播種面積的關聯度明顯高于經濟作物種植面積，農業(yè)用水量變化與糧食產量的關聯度也明顯高于漁畜產品產量及經濟作物產量，表明農業(yè)用水量變化在很大程度上取決于農業(yè)生產結構中種植的糧食作物；此外，農業(yè)用水量變化與農作物有效灌溉面積、總播種面積的關聯度也超過0.8，表明農業(yè)用水量變化受農作物灌溉用水的影響；農業(yè)用水量與經濟作物產量和經濟作物種植面積的關聯度排序為第8、第10，表明農業(yè)用水量變化受經濟作物的影響較低；在關聯度排序上，農林牧漁就業(yè)人數和年均溫度位于第2、第3位，表明農業(yè)用水量受勞動生產效率和氣溫條件的影響也較大；農業(yè)用水量變化與牲畜存欄量、年降水量的關聯度分別為0.801和0.705，表明牲畜養(yǎng)殖數量對養(yǎng)殖業(yè)用水量會造成直接影響，隨著牲畜養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展其影響程度也越來越大，農業(yè)用水量受氣候因素中的年降水量的影響也較大。綜上分析，影響普蘭店區(qū)農業(yè)用水變化的因素主要有氣候條件、牲畜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展、勞動力投入以及糧食作物播種面積等。

表1 灰色關聯度與排序

3.2.2 主要影響因素

1)氣候條件。農業(yè)用水量在很大程度上取決于降水和氣溫變化。從降水量上，灌溉用水需求量隨著降水量的減少而增大；從氣溫上，氣溫生活會增加植物蒸騰及土壤蒸發(fā)量，從而導致農業(yè)需水量的增大。由圖2可知，2007-2014年普蘭店區(qū)年均氣溫呈波動下降趨勢，2015年氣溫明顯上升，隨后處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，該變化趨勢與農業(yè)用水保持較好一致性。年際上，降水量變化較大，結合關聯度排序結果，農業(yè)用水量變化與降水量的關聯度較低。2005年降水較少當年的農業(yè)用水量相對加高，2015-2017年氣溫升高而降水量相對較少，此期間的農業(yè)用水量急劇增大，表明農業(yè)用水量與降水量變化密切相關[7]。

圖2 農業(yè)用水變化與氣候條件的關系

2)牲畜養(yǎng)殖業(yè)。畜牧養(yǎng)殖發(fā)展趨勢可以用牲畜存欄量來描述，牲畜養(yǎng)殖數量會間接或直接地影響牧草業(yè)種植規(guī)模和養(yǎng)殖業(yè)用水量。從圖3可知，牲畜存欄量與農業(yè)用水量的變化趨勢保持較好一致性，研究期間牲畜存欄量呈現出先減少后增加的趨勢，2007年牲畜存欄量和農業(yè)用水量均達到最大，而2009年牲畜存欄量和農業(yè)用水量較低，較2011-2014年2015年的牲畜存欄量明顯增大，2015年農業(yè)用水量也大幅度增大，表明農業(yè)用水量變化和牲畜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展密切相關。

3)勞動力投入。勞動力投入以農林牧漁就業(yè)人數為主，農業(yè)生產效率的高低可用農業(yè)用水量與勞動力投入的關系來反映，如圖4。

圖3 農業(yè)用水變化與牲畜養(yǎng)殖業(yè)的關系

圖4 農業(yè)用水變化與勞動力投入的關系

從圖4可知，農林牧漁就業(yè)人數與農業(yè)用水量變化趨勢保持同步，研究期間普蘭店區(qū)農林牧漁就業(yè)人數呈現出先下降后上升的變化趨勢，2007年和2010年的農林牧漁就業(yè)人數和同年用水量均明顯較高，2015-2020年的農林牧漁就業(yè)人數和農業(yè)用水量保持同步上升的變化趨勢，表明農林牧漁就業(yè)人數的增大會影響農業(yè)生產效率，增大農業(yè)用水量[8]。

d、糧食作物播種面積。普蘭店區(qū)現狀經濟作物種植比例較低，種植結構以耗水量較大的糧食作物為主。由圖5可知，2005-2020年，糧食作物播種面積呈波動變化趨勢，其中2007-2016年呈增大趨勢，該變化與普蘭店區(qū)農業(yè)用水量變化保持一致。2007-2020年，經濟作物種植面積、有效灌溉面積和農作物總播種面積總體呈上升趨勢，其中2007-2014年有效灌溉面積上升幅度不大，2015年有效灌溉面積和農業(yè)用水量均表現出明顯上升趨勢，2015-2020年有效灌溉面積逐年增大，該變化趨勢與農業(yè)用水變化總體相符[9-14]。

圖5 農業(yè)用水變化與糧食作物播種的關系

4 結 論

1)受氣候條件、牲畜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展、勞動力投入和糧食作物播種面積等因素影響，普蘭店區(qū)農業(yè)用水總體呈波動減少趨勢。2007-2020年，普蘭店區(qū)農作物有效灌溉面積和總播種面積不斷增大，農產品產量也有一定的增加，但農業(yè)畝均取水量的減少使得農業(yè)用水量并未明顯增大，總體呈現出穩(wěn)中略降的變化趨勢，由此表明該區(qū)域農業(yè)用水量效率不斷提高。

2)隨著普蘭店區(qū)水庫移民新開耕地面積的增加以及工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的不斷推進，加之流域來水逐年減少、未來氣溫的上升趨勢，將進一步加劇普蘭店區(qū)農業(yè)用水短缺矛盾。因此，在確保糧食安全的情況下應進一步優(yōu)化作物種植結構，適當增大飼草、瓜菜等作物比例。同時，通過提高農業(yè)勞動生產率、加強農民節(jié)水意識和夯實基層水利服務基礎等促進普蘭店區(qū)農業(yè)現代化發(fā)展。

3)受數據資料限制，文章未深入探討農業(yè)用水量與農業(yè)生產效率間的關系，也沒有涉及農業(yè)用水受農業(yè)水價的影響，未來仍需進一步探討農業(yè)用水與農業(yè)投入指標的研究。