寧夏農業綜合開發項目區農業系統氣候脆弱性研究——以典型村為例

梁曉磊 翟曉慧

摘要 為明確寧夏不同生態類型區各農業綜合開發項目村的農業脆弱性，選取4類共19項指標，構建各典型村的農業系統氣候脆弱性評價指標體系，通過AHP層次分析法確定各指標權重，采用分類綜合指標分析法從敏感性和適應性兩方面對各典型村農業系統氣候脆弱性現狀進行定量評價，并分析影響各村氣候脆弱性的主要因素，最后提出針對性措施。結果表明，影響各村敏感性和適應性的指標各不相同，二者基本呈負相關。5個村的敏感性指數除北馬坊（17.61）外均在47.64～53.45，表明北馬坊村敏感性較低而其余4個村敏感性較高;適應能力在53.23～76.79，表明5個村的適應能力居中等偏上;5個村的脆弱度均不低于2級，表明各村的氣候脆弱度較高，排列順序為五里墩村>觀音村>孫家河村>小店子村>北馬坊村。

關鍵詞 農業綜合開發項目區;農業系統;氣候脆弱性;典型村;寧夏

中圖分類號 S181? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）10-0046-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.012

Research on the Climate Vulnerability of Agricultural System in Ningxia Comprehensive Agricultural Development Project Area—Taking Typical Village as an Example

LIANG Xiao-lei，ZHAI Xiao-hui （Department of Management，Taiyuan Normal University，Jinzhong，Shanxi 030619）

Abstract In order to clarify the agricultural vulnerability of various agricultural comprehensive development project villages in different ecological types of Ningxia，a total of 19 indicators in 4 categories were selected to construct the climate vulnerability evaluation index system of the agricultural system for each typical village.The weight of each indicator is determined by the AHP method，the classification and comprehensive index analysis method is used to quantitatively evaluate the climate vulnerability status of each typical village agricultural system from the two aspects of sensitivity and adaptability，and analyze the main factors affecting the climate vulnerability of each village，and finally propose targeted measures.The results showed that the indicators affecting the sensitivity and adaptability of each village were different，and the two were basically negatively correlated.The sensitivity index of 5 villages was 47.64-53.45 except Beimafang （17.61），indicating that Beimafang Village was less sensitive and the other 4 villages were more sensitive.The adaptability was 53.23-76.79，indicating that the adaptability of the five villages was in the upper middle range.The vulnerability of the five villages was above class 2，indicating that the climate vulnerability of each village was relatively high，and the order was Wulidun Village> Guanyin Village> Sunjiahe Village> Xiaodianzi Village> Beimafang Village.

Key words Comprehensive agricultural development project area;Agricultural system;Climate vulnerability;Typical village;Ningxia

作者簡介 梁曉磊（1986—），男，山西忻州人，講師，博士，從事干旱區可持續發展研究。通信作者，講師，博士，從事農業生態經濟研究。

收稿日期 2021-12-05

在氣候變化脆弱性評估研究中，明確系統對氣候變化的敏感性及適應能力是必要的。敏感性是指系統受到與氣候有關的刺激因素影響的程度，包括有利和不利影響;適應性是指系統的活動、過程或結構本身對氣候變化的適應、減少潛在損失或應付氣候變化后果的能力[1]。一個對氣候變化較敏感而適應能力差的農業系統，其脆弱性較大，易遭受氣候變化的影響。IPCC第四次評估報告指出，近百年來全球溫度升高0.74 ℃[2]，并且在未來較長時間內將持續增溫。而農業是極易受到氣候變化影響的產業，其作為國計民生的基礎，對國家安全和糧食安全的影響不容忽視，因此評估農業的氣候脆弱性便成為氣候變化影響研究的重要內容之一[3-4]。目前已有一些學者針對農業的氣候脆弱性進行相關研究，如薛曉萍等[5]研究了山東區域農業生產的氣象產量波動性，認為該區存在氣候脆弱性;蔡運龍等[6]定性分析了氣候變化對農業的影響及農業系統脆弱性;林而達等[7]統計分析了全國降水量和蒸發量，研究了我國農業對全球變暖的敏感性，并劃分了農業敏感區;趙躍龍等[8]通過計算不同敏感因子的權重，計算了農業系統脆弱度;王馥棠等[9]采用實地調查、專家評分和AHP層次分析法相結合的方法對我國黃土高原陜甘寧區農業生產的氣候變化脆弱性進行了評估。

我國在各地實施農業綜合開發項目，從各個方面提升了農業生產效益，但相關措施不一定能夠減弱氣候變化影響。因此，評估項目區農業系統的氣候脆弱性，明確農業脆弱性程度和脆弱指標，為項目區農業進一步規劃提供依據，成為當前亟待解決的問題[10-11]。筆者在寧夏實施農業綜合開發項目的不同區域選取研究區，以實施農業綜合開發項目的典型村（平羅縣小店子村、中衛市觀音村、同心縣五里墩村、鹽池縣北馬坊村、原州區孫家河村）為單位，分析其脆弱度程度及脆弱指標，以期為研究區應對氣候變化提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 研究區概況

小店子村位于石嘴山市平羅縣姚伏鎮（圖1），屬寧夏北部引黃灌區。年均溫9.14 ℃，年降水量181.55 mm，日照時數3 051.12 h。該村現有人口1 560人，農業勞動力比例為38.46%?，F有耕地520.00? hm2，其中旱地33.33? hm2，水田486.67 hm2;灌溉地比例達到93.59%。種植業產值占總產值的63.30%，主要種植水稻、小麥、玉米等作物。畜牧業以規模養殖為主，占總產值的9.20%，非農產業占總產值的27.50%。農業灌溉水源主要利用黃河水。該村主要為中低產田改造項目，通過砌護工程、溝道清淤和排水提高水資源利用效率，通過農田改造增加水稻的產量和種植面積。

觀音村位于中衛市鎮羅鎮（圖1），屬寧夏北部引黃灌區。年均溫8.88 ℃，年降水量178.54 mm，日照時數2 945.72 h。該村現有人口5 599人，農業勞動力比例為20.2%。現有耕地 418.00 hm2，其中旱地146.67 hm2，水田128.00 hm2，蔬菜大棚143.33 hm2;灌溉地面積比例為65.71%。另有林地6.00 hm2，鹽堿化土地13.33? hm2。種植業產值占總產值的50.26%，主要種植水稻、小麥、玉米、蔬菜，其中有143.33? hm2蔬菜大棚。畜牧業以規模養殖為主，占總產值的27.43%。非農產值占總產值的22.31%。該村的主要項目為建設33.33? hm2的無公害設施蔬菜科技示范基地，屬于高度集約利用土地資源和水肥資源的項目點。

五里墩村位于吳忠市同心縣下馬關鎮（圖1），屬寧夏中部干旱風沙區。年均溫7.06 ℃，年降水量326.38 mm，日照時數2 901.14 h。該村現有人口1 896人，農業勞動力比例為30.27%?，F有耕地800.00 hm2，其中旱地333.33? hm2，節灌地466.67? hm2;灌溉地比例為58%。另有草地59.00? hm2，灌木林地487.67? hm2（主要是退耕后種植檸條林）。種植業產值占總產值的23.08%，主要種植小麥、玉米等農作物以及馬鈴薯、油料、葵花等經濟作物。畜牧業占總產值的0.93%，非農產值占總產值的75.98%。該村主要是旱作庫灌區改造，實施高效節水補灌與生態移民，增加了馬鈴薯的種植比例。

北馬坊村位于鹽池縣青山鄉，屬寧夏中部干旱風沙區。年均溫8.33 ℃，年降水量277.79 mm，日照時數2 859.63 h。該村現有人口1 198人，其中農業勞動力人口比例為25.04%。現有耕地413.33? hm2，其中旱地140.00? hm2，水澆地273.33? hm2;灌溉地比例為66.13%。另有1 333.33? hm2林地和133.33? hm2沙壩。農業灌溉水來自村里溝壑中修建的塘壩水和機井水。種植業產值占總產值的38.12%，其中大棚160座，種馬鈴薯;另外有油菜、蕎麥及豆類等經濟作物。畜牧業有規模養殖和散養2種，占總產值的10.27%。非農產業產值占總產值的51.60%。該村的主要項目是建設現代揚水農業灌溉區，修建塘壩和水井保證農業灌溉量，進行管灌和滴灌來保障水資源利用率。

孫家河村位于固原市原州區三營鎮（圖1），屬寧夏南部黃土丘陵區。年均溫6.64 ℃，年降水量435.45 mm，日照時數2 564.10 h。該村現有人口1 910人，農業勞動力比例為23%?，F共有耕地493.33? hm2，其中旱地206.67? hm2，水澆地286.66 hm2;灌溉地比例達到58.11%。另有苜蓿地73.33? hm2。農業灌溉水源主要是機井水、集雨窖水。種植業以大棚設施蔬菜為主，占總產值的55.88%。畜牧業有規模養殖和散養2種，占總產值的17.43%。非農產業占總產值的26.69%。該村的主要項目是建設補水灌溉移民區，通過平整土地、管道輸水、植樹造林建設高效的灌溉移民區。

1.2 數據來源

該研究所用數據有氣象數據及各種社會經濟數據，其中氣象數據來自各地氣象局，社會經濟數據主要通過實地調查而得。實地調查分為農戶調查和村級調查2種，農戶調查主要采用入戶式半結構化訪談，共調查了24戶農戶，主要了解農戶的土地資源狀況、家庭收入支出情況、氣象災害情況、化肥施用量等方面;村級調查主要以采訪村長、會計等知情者為主，以了解各村人口與社會經濟、土地資源、水資源、氣象災害、產業狀況和對氣候變化的應對措施等方面的內容。

1.3 研究方法

1.3.1 評價指標體系的確定。該研究農業系統氣候脆弱性指標體系的確定是參考已有的生態脆弱性研究以及氣候變化對農業影響相關成果，結合充分的實地調研來確定的。首先分析研究區內農業系統對氣候變化敏感的氣候因子和環境因子確定敏感性指標，其次考慮研究區農業生產及社會經濟條件適應氣候影響的能力確定適應性指標。最終選定4類19項指標，如表1所示。

1.3.2 層次分析法確定指標權重。

層次分析法（analytic hierarchy process）簡稱AHP法，是由美國運籌學家T.L.Saaty于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結合的決策分析方法[12]。層次分析法的一般步驟為：構造判斷矩陣——層次單排序和一致性檢驗——層次總排序和一致性檢驗。該研究邀請10位專家為判斷矩陣打分，結合自身經驗，經由研究小組討論得出最終矩陣，最后經計算得出各指標權重。最終結果均通過一致性檢驗，因此可認為權重值是合理的。具體步驟不再贅述，只給出最后權重Wi（表1）。

1.3.3 敏感性指標分級及計算方法。采用分類綜合指標法[13-14]，即將敏感性各指標按照對氣候變化的敏感性程度分級，不同等級對應不同分值，分值越大代表敏感性程度越高（表2）。為避免重復，將各指標名用表1中的C1～C6代替。各指標分值的確定主要參考專家建議及有關文獻和前期研究成果。

將各指標分值與相應權重相乘后求和，得出系統敏感性程度值，計算公式如下：

S=（Xi×Wi）（1）

式中，S表示敏感性程度，Wi表示第i種指標所占權重（表1）;Xi表示第i種指標具體取值所屬等級的敏感性分值（表2）。

1.3.4 適應性指標分級及計算方法。

同樣采用分類綜合指標法，即將適應性各指標按照對氣候變化的適應性程度分級，不同等級對應不同分值，分值越大代表適應性程度越高（表3）。為避免重復，將各指標名用表1中的C7～C19代替。

將各指標分值與相應權重相乘后求和，得出系統適應性程度值，計算公式如下：

A=（Yi×Wi）（2）

式中，A表示適應性程度，Wi表示第i種指標所占權重（表2）;Yi表示第i種指標具體取值所屬等級的適應性程度值（表3）。

1.3.5 脆弱度計算。綜合考慮敏感性程度S與適應性程度A，將系統的氣候脆弱度（V）確定為[3]：

V=S/A（3）

氣候脆弱性等級劃分標準如表4所示。

2 農業系統氣候脆弱性評價

經計算，各敏感性指標和適應性指標的權重如表1所示。研究區5個村的敏感性值、適應性值及脆弱度等級如表5所示。

由表5可知，各村的敏感性和適應能力基本呈負相關。敏感性方面，5個村中除了北馬坊村的敏感程度較低（17.61），其余4個村的敏感性程度都較高，且差別不大，其中以五里墩村的敏感性程度最高（53.45），排列順序為五里墩村>小店子村>觀音村>孫家河村>北馬坊村。適應能力方面，5個村的適應能力居中，且差別不大，其中適應性最強的是小店子村（76.79），適應性最弱的是五里墩村（53.23），排列順序為小店子村>北馬坊村>孫家河村>觀音村>五里墩村。氣候脆弱度為二者結合而得，5個村的脆弱度均不低于2級，其中五里墩村的脆弱度等級為5級，且分值已達到100，北馬坊村的脆弱度等級最?。?級）;5個村的脆弱度排列順序為五里墩村>觀音村>孫家河村>小店子村>北馬坊村。

2.1 敏感性分析

敏感性的大小取決于氣候敏感因子和環境敏感因子指標的取值及其權重[15]，6個敏感性指標中，權重由大到小依次為關鍵生育期降水變化>關鍵生育期積溫變化>林草地面積比>冬季積溫變化>墾殖指數>人口密度（表1）。為避免重復，以下分析每個村的指標分值時都按此順序排列。

五里墩村敏感性最高，敏感性指數為53.45，權重最高的2個指標分值分別為100和80，其余4個指標的分值依次為80、80、60、80，可見在五里墩村，影響農業敏感性的主要因素是降水和積溫，6個指標的影響程度較均勻。

小店子村的敏感性位于第2，權重最高的2指標分值均達100，其余4個指標的分值依次為40、60、60、40，說明影響該村農業敏感性的主要問題在于降水和積溫的變化。

觀音村的敏感性程度位于第3，6個指標分值分別為60、60、80、100、60、100，可見權重較低的指標對該村的敏感性影響更大，其中墾殖指數、人口密度是影響最大的指標，林草地面積比的影響排第2，說明在該村荒地開墾和人口過多是造成敏感性的最主要因素。

敏感性位于第4的孫家河村，6個指標的分值分別為100、60、60、80、60、80，關鍵生育期降水變化分值達到100，說明在孫家河村，影響農業敏感性的最主要因素是降水，其次是荒地開墾和人口過多。

敏感性最小的是北馬坊村，6個指標的分值分別為40、20、20、20、20、20，5個村的指標分值都為20分，說明北馬坊村的農業系統對氣候變化不敏感。

2.2 適應能力分析

適應性能力的大小取決于農業生產條件類指標和社會經濟環境指標的取值及其權重，13個適應性指標的權重由大到小依次為農民年均純收入>非農產值比例>農業勞動力比例>人均耕地>灌溉地比例>人均糧食產量=人均生活用水量>人均農業灌溉量>水利設施資產>人口增長率=人均受教育年限>老年人比例>人均有機肥施用量。其中，權重最高的指標（農民人均年純收入）在每個村的分值都是80分，說明研究區各村人均收入較高，對適應能力的影響相似，故以下不再贅述這個指標。

5個村中小店子村的適應能力最強，主要表現在農民年均純收入、農業勞動力比例、灌溉地比例、人均糧食產量和人均農業灌溉量。其中灌溉地比例達到94.10%，為研究區各村之首，人均糧食產量達1 442.31 kg，是北馬坊村（625.86 kg）的2.3倍（后者該指標5個村中排第2），人均農業灌溉量達3 076.92 m3，是觀音村（1 137.96 m3）的2.7倍（后者該指標5個村中排第2）。另外，該村各個指標分值都在40分以上，說明該村各方面的適應能力都較強。

北馬坊村的適應能力排第2，主要表現在農民年均純收入、非農產值比例、人均耕地、灌溉地比例和人均糧食產量等方面。權重第2的非農產值比例達到52%，農民收入的50%以上來自非農產業，因此氣候變化對整個農業系統的影響較小。另外，該村的人均耕地和人均糧食產量2個指標分值都達到100分，大大提升了適應能力。除人口增長率的分值為20分以外，其余指標都在40分以上，說明在北馬坊村，人口增長過快是適應氣候變化最薄弱的方面。

孫家河村的適應能力位于第3，主要表現在農民年均純收入、人均耕地、水利設施資產、人均受教育年限和人均有機肥施用量5個方面。其中農民年均純收入和人均耕地是提升適應能力的關鍵指標。而人均農業灌溉量和人口增長率的分值都為20，說明在該村，灌溉量不足和人口增長過快是減弱適應能力的關鍵因素。

觀音村的適應能力排于第4，主要表現在農民年均純收入、灌溉地比例、人口增長率和老年人比例4個方面。但由于人口增長率和老年人比例2個指標所占權重較小，因此對于提升該村的適應能力作用不大。另一方面，權重位于第3 的指標（農業勞動力比例）的分值只有20分，削弱了該村的適應能力。另外，人均農業灌溉量也是該村適應氣候變化較薄弱的一方面。

適應能力最差的是五里墩村，該村的各個指標分值較極端。適應能力表現在農民年均純收入、非農產值比例和人均耕地3個方面，三者分值分別為80、100、100，對該村的適應能力作出最大貢獻。但另一方面，人均糧食產量、人均生活用水量、人均農業灌溉量、水利設施資產、人口增長率和人均有機肥施用量卻均為最低分（20分），說明該村雖然耕地數量多，但卻屬于廣種薄收，各種水利設施也無法跟進，導致對氣候變化的適應能力降到最低。值得一提的是，該村的非農產值比例達到了76%，即農民收入的大部分來自非農產業，這是該村的一大特點。

3 應對氣候變化的適應性措施

寧夏是受氣候變化影響的敏感地區，隨著氣候變化，如何增強各地農業系統的適應能力顯得愈發重要。該研究從農業節水及其他實際情況出發，針對各村不同特點，提出應對氣候變化的適應措施。

（1）小店子村。該村的適應能力較強，因此削弱了其系統對氣候變化的脆弱性。雖然降水是最敏感的因素，但由于引黃灌溉的實施，農業用水并不受影響，因此如何更有效地利用水資源是該村亟待解決的問題。應加強農業節水建設，繼續加強對各支斗渠的砌護，提高水資源利用效率;推廣保墑旱直播輕簡栽培技術，并配套平田整地，防止灌溉水形成坡上徑流，使水資源得到充分合理利用。改善種植結構，變現有的水稻連作為水旱輪作，以保證地區農業長期健康發展。積溫的不足是該村農業系統敏感的另一主要方面，可通過秋季覆膜等方式來增加作物生育期積溫及冬季積溫。

（2）觀音村。應避免過多開墾荒地，并采取減緩人口增長速度，增加農業勞動力比例，增加農業灌溉量等措施。另外由于該村以溫室種植蔬菜為主，溫室帶來的特殊問題需要解決，如土壤有機質含量過高以及鹽堿化問題。要加強農村沼氣建設，爭取達到水肥沼一體化;繼續引進新作物品種;推廣膜下滴灌技術、沼液施肥技術、體質增效技術、測土配方施肥技術等。

（3）五里墩村。該村的敏感性最強而適應能力最差，是最脆弱的區域。具體應從以下幾方面提高系統適應能力：一是增加林草地面積，減弱單純農田生態系統的脆弱性。二是進行中低產田改造，提高單位面積農業生產量。三是大力發展節水農業，繼續完成集雨場的建設工作（該村已有集雨場和集雨窖236座）;增加噴灌和滴灌等用水效率高的灌溉設施;引進和完善全覆膜雙壟溝播技術，以減小水分蒸發。四是調整農業結構，增加棗樹的種植面積，實行棗糧間作。另外應減緩人口增長速度，發展畜牧業，增加農田有機肥施用。

（4）北馬坊村。該村對氣候變化敏感度小且適應能力強，應進一步減緩人口增長速度以提高適應能力。該村農業用水為小流域中的塘壩水，持續性較高，但節水仍是最需重視的問題。該村主要實行管灌，改善了土渠輸水造成的下滲問題，應進一步發展膜下滴灌，以解決輸水蒸散問題。該村種植業以玉米為主，結構單一且產量不高，應調整種植結構、發展玉米套種豆類等。另外應增加畜牧業比重，發展農林牧的復合農業系統。

（5）孫家河村。該村的脆弱性居中，適應能力中等而敏感性弱。降水不足是導致該村氣候敏感最主要的因素，對于該問題該村利用地下水資源來彌補。但在實施農業綜合開發項目后，該村將206.67 hm2旱地改為水澆地，大大增加了水資源的使用量，耗用地下水嚴重，使得近幾年來地下水位嚴重下降。因此應改善水資源利用方式及其來源，或將種植結構調整為低耗水模式，如發展馬鈴薯種植。另外應減緩人口增長速度，減少開墾荒地，同時退耕還林，以此提高系統適應能力。

4 小結

該研究采用層次分析法和分類綜合指標法從敏感性和適應性兩方面入手計算了寧夏農業綜合開發項目區5個典型村的氣候脆弱性，分析了影響各村氣候敏感性和適應性的主要因素，并針對各村提出了相應的對策措施，對區域農業應對氣候變化有一定的實踐意義。由于所選研究區范圍很小，除氣象數據外所有數據都通過實地調查而得，保證了小區域研究數據的準確性和可靠性。應該指出的是，影響農業系統氣候敏感性和適應性因素很多，相互關系也十分復雜。限于各種原因，該研究的方案僅選取了若干主要因素，設計了較簡單的評估方法，與實際相比是不夠完整的。但上述分析可以反映出寧夏農業綜合開發項目區5個典型村氣候脆弱性現狀的大致輪廓，以供進一步研究借鑒和參考。

參考文獻

[1] MCCARTHY J J，CANZIANI O F，LEARY N，et al.Climate change 2001：Impacts，adaptation，and vulnerability.Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change（IPCC）[J].Global ecology and biogeography，2001，12：87-88.

[2] 郭明順，謝立勇，曹敏建，等.氣候變化對農業生產和農村發展的影響與對策[J].農業經濟，2008（10）：8-10.

[3] 李鶴，張平宇，程葉青.脆弱性的概念及其評價方法[J].地理科學進展，2008，27（2）：18-25.

[4] Intergovernmental Panel on Climate Change （IPCC）.Working Group Ⅱ，Climate Change 2001：Impacts，Adaptation and Vulnerability，Summary for Policymakers，IPCC WG2 Third Assessment Report （TAR） [R].2001：3-26.

[5] 薛曉萍，張承旺，張麗娟，等.區域農業生產脆弱性及干旱診斷分析[J].自然災害學報，2006，15（5）：107-114.

[6] 蔡運龍，SMIT B.全球氣候變化下中國農業的脆弱性與適應對策[J].地理學報，1996，51（3）：202-212.

[7] 林而達，王京華.我國農業對全球變暖的敏感性和脆弱性[J].生態與農村環境學報，1994，10（1）：1-5.

[8] 趙躍龍，張玲娟.脆弱生態環境定量評價方法的研究[J].地理科學進展，1998，17（1）：67-72.

[9] 王馥棠，劉文泉.黃土高原農業生產氣候脆弱性的初步研究[J].氣候與環境研究，2003，8（1）：91-100.

[10] 孫蘭東，岳立，郭慧.石羊河流域生態系統的氣候變化脆弱性評估[J].干旱區研究，2010，27（2）：204-210.

[11] 唐為安.區域農業對氣候變化的脆弱性評價：寧夏案例研究[D].北京：中國農業科學院，2007.

[12] 徐建華.現代地理學中的數學方法[M].2版.北京：高等教育出版社，2002：224-249.

[13] 宋建新.農業氣候變化脆弱性及治理研究進展[J].生態經濟，2016，32（10）：164-168.

[14] 劉文泉.農業生產對氣候變化的脆弱性研究方法初探[J].南京氣象學院學報，2002，25（2）：214-220.

[15] 孫蘭東，張富.黑河流域生態系統的氣候脆弱性分析[J].人民黃河，2006，28（3）：10-12.