南方地區城鎮化、工業化進程中農業用水演變規律分析

邵薇薇,劉海振,周祖昊,劉家宏,曹小磊,徐　丹

(1.中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室,北京　100038;

2.水利部水資源與水生態工程技術研究中心,北京　100038)

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南方地區城鎮化、工業化進程中農業用水演變規律分析

邵薇薇1,2,劉海振1,周祖昊1,2,劉家宏1,2,曹小磊1,徐丹1

(1.中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室,北京100038;

2.水利部水資源與水生態工程技術研究中心,北京100038)

摘要：隨著南方地區城鎮化、工業化進程的不斷推進,非農業用水量持續增長,農業用水保障面臨嚴峻挑戰。為摸清南方地區城鎮化、工業化進程與農業用水關系,根據南方地區社會經濟發展速度和程度的不同,選擇社會經濟發展較為發達的江蘇省和發展相對欠發達的江西省、四川省作為研究區域,基于1997—2013年統計數據,利用回歸分析法研究農業用水變化情況及與城鎮化率和二、三產業增加值占GDP比重的相關關系,結果顯示:由于南方地區水資源總量相對豐沛,近10多年的城鎮化、工業化發展對農業用水量的影響不是很顯著,但是用水結構中農業用水比重有所下降。指出城鎮化、工業化發展通過人口結構、產業結構、比較效益、技術革新等方面對農業用水產生間接影響,并從工程建設、法律法規、政策管理等層面提出南方地區農業用水保障措施。

關鍵詞：城鎮化;工業化;農業用水;相關分析;南方地區

1 研究背景

水利是農業的命脈,我國75%的糧食來自于灌溉農業,保障農業用水是保障糧食安全的基石。近年來，隨著我國城鎮化、工業化進程的快速推進,一些地區水資源供需矛盾突出,擠占農業用水現象時有發生,給農業用水帶來了嚴峻的挑戰[1-2]。黨的十八大報告指出,“促進工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展”,在城鎮化、工業化和農業現代化“三化”協調發展過程中,如何確保農業用水安全,進而保障國家糧食安全,成為當前和未來一個時期的重要任務。深入分析城鎮化、工業化進程對農業用水帶來的影響,具有十分重要的意義。但是城鎮化和工業化發展與農業用水的關系極為復雜,在區域表現上也可能存在差異,本文以我國南方地區為研究對象,進行城鎮化、工業化進程中農業用水演變規律的分析。

我國南方地區主要指東部季風區的南部,即秦嶺—淮河一線以南的地區,主要包括江蘇、安徽、浙江、上海、湖北、湖南、江西、福建、云南、貴州、四川、重慶、廣西、廣東、海南、香港、澳門、臺灣等地區。南方地區降水量相對豐沛,年降水量800～2 000 mm,水資源約占全國總量的80%,人均水資源量3 481 m3,但年內分布很不均勻[1,3-4]。南方地區農業較為發達,耕地以水田為主,耕作制度一般是一年兩熟到三熟,糧食作物以水稻為主,全國的13個糧食主產區中,有6個在南方地區,分別為四川、湖北、湖南、江蘇、江西和安徽。南方地區的城鎮化和工業化發展并不均衡[5],部分地區發展水平較高,比如長江三角洲城市群和珠江三角洲城市群是我國大陸經濟最發達的地區,但一些不發達省份如貴州、云南、江西等,城鎮化及工業化程度仍顯著低于全國平均水平。南方地區農業用水利用效率相對不高[6],部分區域如西南地區由于受地形條件限制,缺乏水源配置工程,引水較為困難,依然存在工程型缺水問題[7],導致農業灌溉用水的成本較高。另外,由于部分地區城鎮化、工業化水平較高,水源污染問題較為嚴重,部分地區存在水質型缺水問題[8]。

南方地區城鎮化和工業化的發展正在給農業用水帶來一系列的影響,為了更深入地反映南方地區農業用水在近年來快速城鎮化和工業化發展進程中的變化,筆者考慮南方不同地區城鎮化、工業化發展程度的差異性,選擇江西、江蘇和四川三個糧食生產大省作為典型研究區域,進行進一步研究分析。這3個省都是糧食生產大省,但是城鎮化和工業化發展程度又有所差異,其中江蘇省屬于城鎮化和工業化發展程度相對發達的地區,而江西和四川城鎮化和工業化發展程度相對緩慢,但江西的城鎮化和工業化發展增速與四川相比更快一些。

2研究區城鎮化、工業化發展特點

2.1城鎮化、工業化指標選擇

城鎮化和工業化的過程是農業人口轉化為非農業人口、農業活動轉化為非農業活動的過程,主要反映在人口向城市聚集、第二產業產值在國民生產總值中的比重不斷上升[9]。筆者選擇城鎮化率和二、三產業增加值占GDP比重這兩個指標來反映南方地區城鎮化、工業化的發展,其中城鎮化率主要反映了在城鎮化和工業化的進程中城鎮人口比例的變化,體現了區域人口結構的改變；二、三產業增加值占GDP的比重則反映了工業、建筑業、第三產業的產值隨著城鎮化、工業化的發展在經濟總量中的攀升,體現了區域產業結構的變化。這里選擇了二、三產業增加值占GDP比重這項指標,而沒有選擇工業化率來反映城鎮化和工業化進程中產業結構的變化,主要是因為在部分經濟相對發達地區如江蘇省,工業化發展逐漸進入后工業化階段(工業化率到達一定程度后已經開始下降,第三產業的產值則在不斷增加)(圖1)。因此,單純用工業化率已不能很好地反映地區經濟發展的狀況,而二、三產業增加值直接與城市和工業的用水掛鉤,可以用來反映產業結構的變化。

圖1　1997—2013年工業化率變化情況

2.2城鎮化、工業化發展變化情況

隨著城鎮化、工業化進程的推進,1997—2013年江西、江蘇、四川三省的城鎮化率及二、三產業增加值占GDP比重均呈上升態勢,如圖2、3所示。從城鎮化率來看,社會經濟較為發達的江蘇省城鎮化率增長幅度最大,17年間增長約34.3個百分點,年增長率達4.9%;社會經濟發展程度相對滯后的江西省,17年間城鎮化率增長約23.6個百分點,年增長率為4.2%;四川省城鎮化率最低,年增長率為3.9%。從二、三產業增加值占GDP比重來看,社會經濟發展程度較高的江蘇省,17年間增長了約9個百分點,年均增長率僅為0.6%;江西省二、三產業增加值占GDP比重17年間增長約16.3個百分點,年增長率達1.3%;四川省二、三產業增加值占GDP比重17年間增長約14.6個百分點,年增長率為1.2%。

從以上分析中不難看出,近17年來,社會經濟發展程度較高的江蘇省城鎮化率發展較為迅速,由于二、三產業增加值占GDP比重本就較高,近年來增長幅度相對不是很大,總體而言江蘇省城鎮化和工業化發展水平相對較高。相比之下,仍處在發展中的江西省和四川省的城鎮化率增長速度均低于江蘇省,二、三產業增加值占GDP比重也明顯低于江蘇省,但增長速度較快。

圖2　1997—2013年城鎮化率變化情況

圖3　1997—2013年二、三產業增加值占GDP比重變化情況

3研究區用水結構變化分析

3.1農業用水變化分析

根據中國水資源公報統計,總用水量主要由農業用水、工業用水、生活用水和生態環境用水構成。1997—2013年,四川省農業用水量變化不明顯,多年穩定在125億m3左右;江蘇省和江西省的農業用水量除了在1997年和2003年增減幅較大外,整體變化趨勢也非十分明顯,2003年以后呈緩慢增長態勢,如圖4(a)所示。其中江蘇省1997和2003年農業用水量減少主要是因為1997年初夏全省發生嚴重干旱,2003年江南地區發生嚴重夏伏旱,用水矛盾十分尖銳,農業灌溉供水量不足[10]。從農業用水占總用水量比重來看,江西、江蘇、四川三省均呈現顯著下降的態勢,如圖4(b)所示。其中,江蘇省農業用水比重由1997年的64.73%下降到2013年的52.34%,17年間下降了12.4個百分點,年均下降1.3%;江西省農業用水比重由1997年的69.42%下降到2013年的66.35%,17年間下降了3.1個百分點,年均下降0.28%;四川省農業用水比重由1997年的61.19%下降到2013年的57.48%,17年間下降了3.7個百分點,年均下降0.39%。以上數據表明,近年來隨著城鎮化、工業化進程的推進,江西、江蘇、四川三省的農業用水量整體變化不大,但農業用水比重都有所下降,其中社會經濟較為發達的江蘇省下降更為顯著。

圖4　1997—2013年研究區農業用水變化情況

3.2生活、工業、生態用水變化分析

近年來,隨著城鎮化、工業化進程的不斷推進,江蘇、江西、四川三省的生活、工業用水量均有顯著提高,自2003年起生態用水量也經歷了從無到有的增長[11],如圖5所示。對于社會經濟發展程度較高的江蘇省,17年來生活用水量增加10.57億m3,年增長率為1.4%;工業用水量增加了83.69億m3,年增長率為3.0%;生態用水量起伏波動很大,近年來穩定在3億m3左右。江蘇省工業用水量雖然總體而言仍在增加,但2007年后工業用水量有所減少,總體增速減慢,這是因為江蘇省逐漸進入后工業化時期,工業用水也向節水低耗方向發展。江西省生活用水量增加了10.23億m3,年增長率為3.0%;工業用水量增加了9.6億m3,年增長率為1.1%;生態用水量基本穩定在3億m3左右。四川省生活用水量增加了15.29億m3,年增長率達3.0%;工業用水量增加了3.51億m3,年增長率達0.4%,在2012年前基本保持不變;生態用水量2013年前基本穩定在2.3億m3左右,2013年增加到4.7億m3。對比分析江蘇、江西、四川三省份近17年來非農業用水的構成,可發現江蘇省非農業用水量持續增長主要是因為工業用水量的增加,而江西、四川兩省非農業用水中則是生活、生態用水增加比較多。

圖5　1997—2013年研究區生活、工業、生態用水量變化情況

4研究區城鎮化、工業化與農業用水量化關系解析

4.1城鎮化率與農業用水的關系

根據1997—2013年的統計數據[11-12],分析江蘇、江西、四川三省農業用水量、農業用水比重與城鎮化率的相關關系,如圖6所示。江蘇省農業用水量與城鎮化率的相關系數為0.43,江西省和四川省分別為0.36和0.44,三省的農業用水量與城鎮化率呈微弱的正相關性,可見三省的農業用水量與城鎮化和工業化過程的人口結構變化未表現出明顯關系,這是由于南方地區水資源相對充沛,基本可以滿足城鎮化發展過程中生活、工業和生態用水需求,農業用水量沒有呈現穩定的變化規律,所以與城鎮化率的相關關系較差。從城鎮化率與農業用水比重的關系來看,隨著城鎮化率的提高,江蘇、江西、四川的農業用水比重均有所下降,相關系數分別為-0.53、-0.66和-0.48,城鎮化率每提高1%,農業用水比重相應減少0.28%、0.22%和0.24%。由此可見,隨著城鎮化發展,各地非農業用水量迅速增加,雖然農業用水量變化不大,但卻導致了農業用水占總用水量的比重相對減小。

圖6　研究區農業用水與城鎮化率的關系

4.2二、三產業增加值占GDP比重與農業用水關系

利用回歸分析法研究江蘇、江西、四川三省二、三產業增加值占GDP比重與農業用水量和農業用水比重的相關關系,如圖7所示。三省農業用水量與二、三產業增加值占GDP比重的相關系數分別為0.31、0.34和0.28,即農業用水量隨城鎮化和工業化發展呈微弱的增長趨勢,二、三產業增加值占GDP比重每提高1%,農業用水量分別增加2.87億m3、1.12億m3和0.49億m3,這與南方地區水資源相對豐沛有很大關系。從農業用水占總用水量的比重來分析產業結構變化對農業用水的影響,研究區的農業用水比重均與二、三產業增加值占GDP比重呈較好的相關關系,江蘇省、江西省和四川省相關系數分別為-0.68、-0.65和-0.74,隨著二、三產業增加值在經濟結構中的比重增長,農業用水量在地區總用水量中的比重隨之下降,三省二、三產業增加值占GDP比重每提高1%,農業用水比重相應減少0.96%、0.42%和0.50%。

圖7　研究區農業用水與二、三產業增加值占GDP比重的關系

4.3關系分析

在城鎮化、工業化發展進程中,不同的發展階段有著不同的表現形式,對農業用水量和農業用水比重的影響程度也有所不同。經過分析可知,在南方地區,城鎮化率、二、三產業增加值占GDP比重與農業用水量的相關關系并不顯著,而與農業用水比重的負相關關系則較好。由此可知,城鎮化、工業化進程的不斷推進對于江蘇、江西、四川三省的農業用水量暫時未表現出顯著的影響,這是由于南方地區水資源天然稟賦較好,相對豐沛的水量基本能夠滿足當地生活、工業和生態用水的需求,非農業用水對農業用水擠占較少的緣故。然而,在發展過程中生活、工業、生態等非農業用水量的顯著增加,導致農業用水量占總用水量的比例則有所減少,因此城鎮化和工業化的指標與農業用水比重的關系則相對較好。

5城鎮化和工業化進程對農業用水的影響

圖8　城鎮化、工業化進程對農業用水影響示意圖

農業用水量的大小,一般受到多種因素影響,如氣候條件、灌溉面積、作物種類、灌溉方式、節水水平等,這些因素能直接影響到農業用水量的大小。但城鎮化和工業化對農業用水的影響,則是間接的影響,它通過人口結構、產業結構、比較效益、技術革新等方面的改變,影響了農業的灌溉面積、作物種類、灌溉方式、節水水平等(圖8)。城鎮化和工業化的發展,推動農業人口向城鎮人口轉移,部分農業用地也轉換為城市和工業用地,灌溉面積也會隨著耕地面積的減少而相應減少。我國的產業政策的發展,則在不斷加大對基礎產業和基礎設施的投入,加快第三產業發展步伐。在人口結構和產業結構的調整下,部分農村勞動力和土地資源、水資源等要素不斷流向第二、第三產業;隨著從事農業生產的勞動力、資源等要素(包括農業灌溉用水)投入下降,農田灌溉需求隨之降低,進而會導致農業用水量下降。同時,由于比較效益的作用,隨著城鎮化、工業化進程的推進,農業在國民經濟各部門中的比較效益持續降低,影響各方面支持農業用水的積極性,從區域經濟發展的角度,地方政府部門更愿意將有限的水資源用于支撐工業發展;其次,水價的差異使得供水管理部門更愿意供水給城鎮和工業;另外,部分農民自身出于對提高收益和節省成本的考慮,也會選擇進城務工或種植耐旱作物,灌溉意愿也會降低。在節水技術革新方面,工業化的進步會促進節水技術的發展,可為農業高效用水提供便利條件,在一定程度上也促進了農業用水的主動節水。以江蘇省為例,江蘇省2006—2013年灌溉水有效利用系數與城鎮化率和二、三產業增加值的相關關系,分別高達0.97和0.96,表明農業節水水平也隨著城鎮化和工業化的發展在提高。這些,都體現了城鎮化和工業化進程對農業用水的影響。

6討論分析

6.1南方和北方地區影響的差異

由于我國水資源的本底條件的不同,城鎮化和工業化進程對農業用水的影響,在南方地區和北方地區可能有所差異。在水資源相對緊缺的北方地區,水資源總量受限,為了滿足日益增長的城市和工業用水需求,部分農業水源開始轉為城市供水,導致農業用水量減少,在一定程度上反映了城市和工業發展對農業用水的擠占[13-15];但是在南方地區,由于水資源相對較為充沛,城鎮化和工業化進程帶來的人口結構、產業結構的變化對農業用水量的影響則相對較小,如江蘇省、江西省、四川省的農業用水量近17年間基本保持穩定甚至微弱增長,甚至部分地區二、三產業增加值占GDP比重與農業用水量之間呈微弱正相關關系。

6.2南方地區三省內部的差異

通過分析可知,在南方地區,城鎮化、工業化進程與農業用水量和農業用水比重的關系分別受到水資源條件和社會經濟發展程度的約束;近17年來,江西、江蘇、四川三省的農業用水量整體變化不大,農業用水占總用水量的比重略有下降。南方三個地區之間,城鎮化和工業化指標與農業用水之間關系,也表現得有所差異。其中城鎮化、工業化發展速度較快，發展程度較高的江蘇省,農業用水比重的下降幅度更為明顯。而對于仍處在發展過程中的江西省和四川省,農業用水比重下降的幅度相對較小,分析原因可能與江蘇省非農業用水量持續增長中工業用水量的增加占很大比例有關。江蘇省工業用水量增長迅速,由1997年的136.41億m3增加至2013年的220.1億m3,在2007年時甚至高達225.3億m3,而生活用水量的增加對江西省和四川省非農業用水量增加的貢獻更大,17年間兩省生活和生態用水的總量分別增長了58.7%和71.3%。隨著城鎮化、工業化進程的進一步推進,預計未來一段時間南方地區農業用水量將基本保持穩定,農業用水量占總用水量的比重將繼續下降。

7結論與建議

基于1997—2013年統計數據,利用回歸分析法研究了江蘇、江西、四川三省農業用水量變化情況及與城鎮化、工業化程度之間的關系,探討了城鎮化和工業化進程對南方地區農業用水的影響。由于南方地區水資源總量相對豐沛,近10多年的城鎮化、工業化發展對農業用水量的影響不是很顯著,但是用水結構中農業用水比重有所下降。在未來最嚴格水資源管理制度的實施下,由于水資源總量將受控,城鎮化和工業化進程對農業用水的影響將會進一步凸顯。針對我國南方地區農業用水面臨情勢及農業用水保障要求,可從以下3個方面展開農業用水保障工作。在工程建設層面,加強水源工程和水系連通工程建設,提高農業用水保障程度;加強灌區配套工程建設和管理維護,提高用水效率。在法律法規層面,繼續健全水法規體系建設,

爭取出臺《農田水利條例》《節約用水條例》及農業水權轉讓方面的管理辦法。在政策管理層面,要全面落實最嚴格水資源管理制度,對農業用水總量加強確權,對農業用水效率和農業水環境等加強管理,從而保障農業用水。

參考文獻：

[1] 劉玉杰, 楊艷昭, 封志明.中國糧食生產的區域格局變化及其可能影響[J].資源科學,2007,29(2): 8-14.

[2] 周祖昊,邵薇薇,張瑞美,等.我國城鎮化、工業化進程中農業用水面臨的挑戰及對策[J].中國水利,2015(1):7-10.

[3] 童星,裴毅.我國南方水資源存在的問題及對策[J].湖南農機,2009,36(6): 30-34.

[4] 邢淑蓮,姚艷麗,徐磊.中國南方地區旱作農業發展概況與對策分析[J].中國農學通報,2014,30(17): 175-179.

[5] 侯小衛.我國東、中、西及東北4大地區城鎮化與工業化協調發展研究[J].安徽農業科學,2011,39(10): 6220-6223.

[6] 王學淵,趙連閣.中國農業用水效率及影響因素[J].農業經濟問題,2008(3): 10-18.

[7] 陳進.南方水資源管理問題的討論[J].水資源管理,2009(15): 24-27.

[8] 王曉云.農村城鎮化進程中的水資源問題[J].河北工業科技,2006,23(2): 131-133.

[9] 竇相璞,周祖昊,邵薇薇,等.我國城鎮化、工業化進程中農業用水變化[J].北京農業,2014(1): 244-245.

[10] 盛家寶.1997年初夏江蘇省嚴重干旱的成因和啟示[J].治淮,1997(9):15-18.

[11] 中華人民共和國水利部.中國水資源公報[EB/OL].[2014-10-09].http://www.mwr.gov.cn/zwzc/hygb/szygb/.

[12] 國家統計局.中國統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2012.

[13] 曹小磊,周祖昊,邵薇薇,等.北方地區城鎮化和工業化進程與農業用水相關性區域分析[J].水利水電技術,2014,45(10)：15-18.

[14] 邵薇薇,劉海振,周祖昊,等.東北地區城鎮化、工業化進程中農業用水影響因素分析與對策[J].水利經濟,2015,33(1)：1-3.

[15] 劉海振,周祖昊,邵薇薇,等.黃淮海地區城鎮化、工業化進程與農業用水關系分析[J].水利水電技術,2014,45(11):10-14.

Evolution rules of agricultural water during urbanization and industrialization in south areas of China/

SHAO Weiwei1, 2, LIU Haizhen1, ZHOU Zuhao1, 2, LIU Jiahong1, 2, CAO Xiaolei1, XU Dan1

(1. State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China; 2. Engineering and Technology Research Center for Water Resources and Hydroecology, Ministry of Water Resources of P. R. China, Beijing 100038, China)

Abstract:With the advance of urbanization and industrialization in the south areas of China, the proportion of non-agricultural water has been increasing. The security of agricultural water supply is being faced with tremendous challenge. In order to know the relationship among the urbanization, industrialization and agricultural water in the south areas of China, Jiangsu Province with high-level urbanization and industrialization and Jiangxi and Sichuan Provinces with average or relatively low-level urbanization and industrialization are chosen as the representative regions according to their development speeds and degrees of social economy. Based on the statistical data from 1997 to 2013, the correlations among the rate of urbanization, the ratios of the added values of the secondary and tertiary industries to the GDP and the agricultural water are studied by means of the regression analysis method. The results show that the water resources are relatively abundant in the south areas of China, and the influences of the urbanization and industrialization in more than ten years on the agricultural water use are not significant, while the proportion of water use in agriculture has obvious decrease. The agricultural water use is indirectly influenced by the development of urbanization and industrialization through population structure, industrial structure, comparative benefits and technical innovation, etc. Feasible and effective suggestions for the security of agricultural water supply are proposed from the respects of engineering construction, laws and regulations, and policy management.

Key words:urbanization; industrialization; agricultural water; correlation analysis; south area of China

(收稿日期：2015-07-28編輯：陳玉國)

中圖分類號：F407.9

文獻標識碼：A

文章編號：1003-9511(2016)02-0011-05

DOI：10.3880/j.issn.1003-9511.2016.02.003

作者簡介：邵薇薇(1981—),女,江蘇南通人,高級工程師,博士,主要從事水文學及水資源研究。E-mail:shaoww@iwhr.com通信作者：周祖昊(1975—),男,湖北武漢人,教授級高工，博士,主要從事水循環及伴生過程綜合模擬與調控研究。E-mail:zhzh@iwhr.com

基金項目：水利重大項目(水重大2013-2);國家自然科學基金(51109222,51279208,51009149)；水利部公益性行業科研專項經費項目(201301092)；中國水利水電科學研究院科研專項(ZJ1224)