甘肅中部地區農業種植結構調整對虛擬水的影響＊

白 鑫，程 靜

（甘肅農業大學財經學院，甘肅 蘭州 730070）

甘肅中部地區包括蘭州市、白銀市、臨夏回族自治州和定西市，總面積620.69萬hm2。截至2019年底，四地總耕地面積187.46萬hm2。由于地處干旱、半干旱地區，因此，70%以上耕地為旱地。該地區冬寒夏暖，四季分明；受季風影響，降水集中在夏季，但由于遠離海洋，濕潤氣候難以形成，因而干燥少雨，全年降水少，水資源較為匱乏。而當地農業用水量巨大，占據了水資源消費的主要部分，這進一步加劇了水資源供需矛盾。因此，合理進行農業生產，積極調整種植結構，完善水資源在農業內以及各產業間的優化配置，具有十分重要的現實意義。

1 甘肅中部地區農業種植結構演變

1.1 甘肅中部地區農業生產條件

甘肅中部地區地處黃河上游，位于黃土高原、青藏高原、內蒙古高原交接處，屬于溫帶大陸性氣候，年降水量150～600 mm，耕地資源以旱地為主。該地區主要水域是位于甘肅中東部的黃河流域，分布有黃河、洮河、湟水、渭河、涇河5個水系，總面積14.6萬km2。其中：

蘭州市位于黃河上游谷地，屬于溫帶半干旱氣候，降水量為180～430 mm，主要農作物有小麥、豆類、蔬菜、瓜果、油料等。白銀市位于黃河上游、騰格里沙漠和祁連山余脈向黃土高原過渡地帶，降水量為160～450 mm，降水季節分配不均，夏秋多雨、冬春少雨，主要農作物有小麥、玉米、薯類和油料等[1]。臨夏回族自治州位于黃河上游、甘肅中部西南地區，地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶。因深居內陸，具有大陸氣候、季風氣候及山地氣候的特征，全年氣候溫潤、四季分明，降水量為285～620 mm，主要農作物有小麥、玉米、馬鈴薯、蠶豆及胡麻等[2]。定西市地處黃土高原、青藏高原和西秦嶺交會地帶，大致可分為黃土丘陵溝壑區和高寒陰濕區，年均降水量為350～600 mm，主要農作物有小麥、玉米及薯類等。以上各地耕地面積及構成見表1。

表1 2019年末甘肅中部地區各地耕地面積

1.2 甘肅中部地區農業種植結構演變

2012—2021年，甘肅中部地區播種面積總體保持穩定。在此期間，播種面積除2018年小幅減少至116.85萬hm2，2019—2021年又逐步回升至127.98萬hm2外，其余年份均在128萬hm2左右小幅波動（見表2）。

其中，小麥等6種主要作物播種面積及其占總播種面積比重（以下簡稱“面積占比”）變動如下：小麥播種面積從2012年的18.90萬hm2減少到2021年的15.21萬hm2，除2018年略有反彈之外，其他年份呈現逐年下降趨勢，面積占比從14.98%減少至11.89%；薯類播種面積從2012年的35.93萬hm2減少到2021年30.69萬hm2，面積占比從28.47%下降到23.98%；水果播種面積從2012年的4.02萬hm2減少至2021年的3.09萬hm2，面積占比從3.18%下降到2.42%；油料播種面積從2012年的6.47萬hm2攀升至2021年的7.35萬hm2，面積占比從5.12%上升到5.74%；蔬菜播種面積從2012的11.07萬hm2提升至2021年的12.78萬hm2，面積占比8.77%上升到9.99%；玉米播種面積從2012年的32.46萬hm2微增至2021年的32.64萬hm2，面積占比從25.72%微降至25.50%（圖1）。

圖1 甘肅中部地區主要作物播種面積占總播種面積的比重

綜上，2012—2021年甘肅中部地區農業種植結構比例總體呈現“小麥、薯類、水果下降”“油料、蔬菜增多”“玉米總體保持穩定”的演變格局。

2 甘肅中部地區主要農產品虛擬水含量分析

2.1 甘肅省及中部地區農業水資源總體使用情況

自1999年以來，全國相繼實施了灌區續建配套與節水改造項目后，灌溉條件明顯改善，通過一些節水灌溉措施在一定程度上緩解了水資源的不足，提高了農田耕地的灌溉效率[3]。甘肅省通過投資興建水利設施、推廣節水改造技術等途徑，有效擴大農業灌溉面積，僅2012—2021年，有效灌溉面積就增加了18.52萬hm2。但由于甘肅省經濟發展相對滯后，農業水利設施投資技術復雜且成本較高，孱弱的經濟基礎無法充分支持技術革新以實現水資源使用效率的迅速提升，而甘肅又是農業大省，因此，農業對水資源的需求居高不下。2012—2021年，甘肅農業用水占總用水量比例始終在75%以上。即便如此，全省有效灌溉面積仍僅占耕地面積的1/3左右（見表3），水資源利用率較低，尚不能充分滿足農業生產需求[4]。其中，位于甘肅中東部黃河流域的甘肅中部地區，雖然有黃河、洮河、湟水、渭河、涇河5個水系，但有效灌溉面積占播種面積比例僅有25%左右（見表3），這更加凸顯該地區水資源緊缺且利用率不高的現狀。因此，由于受到水資源和經濟的客觀條件限制，甘肅中部地區單一通過節水改造方式尚不足以從根本上解決上述問題，結合農業種植結構的調整優化才能更好地化解矛盾。

表3 甘肅省及中部地區水資源使用情況

2.2 甘肅中部地區主要農產品虛擬水含量

水足跡[5]指在一定的物質生活水平下，維持一定人群消費所需的總的水資源量，能真實反映一個地區對水資源的占有情況。水是產品生產中必不可少的要素，而在產品生產過程中所使用的那些以看不見的形式蘊藏在產品中的水量便是虛擬水[6]。在消耗水資源的過程中，實際用水量較小，大部分的消耗都以虛擬水的形式表現出來，虛擬水消費量是水足跡最主要的組成部分。通過參考龍愛華等[7]關于農作物產品虛擬水含量計算的相關文獻資料，歸納出農產品虛擬水含量測算的方法：

據此，可根據表4、表5數據計算得到甘肅中部地區主要農產品的虛擬水總量（見表6）。

表4 甘肅中部地區各地農產品產量 單位：t

表5 甘肅中部地區主要農產品單位質量虛擬水含量

表6 甘肅中部地區各地主要農產品虛擬水總量 單位：億m3

從表5可知，甘肅中部地區各類農產品需水量和虛擬水含量差異明顯。從單位面積需水量來看，水果最高，蔬菜次之；油料和薯類居中；玉米和小麥相對最少。從單位質量農產品虛擬水含量來看，油料的明顯高于其他農產品，屬于典型水密集型農產品；小麥、水果和玉米的相對較低，屬于中等耗水農產品，虛擬水含量依次減少；薯類和蔬菜的最少，屬于低耗水農產品。

3 甘肅中部地區農業種植結構調整對虛擬水總量的影響

2012—2021年，甘肅省中部地區主要農作物播種面積雖有波動，但總量基本保持穩定。在播種面積一定情況下，農業種植結構調整對該地區虛擬水總量變化的影響尤為關鍵。2012年起，全省用水總量持續下降，雖然農業用水總體也呈下降趨勢，但其所占用水總量比例卻始終保持較高水平，2013—2016年甚至一度超過80%（見表3）。在此期間，甘肅中部地區通過持續的農業種植結構調整，使該區域主要農產品虛擬水總量發生了如下變化：

2012—2015年，甘肅中部地區玉米與蔬菜播種面積擴大、種植結構比例持續增高，小麥、薯類、油料情況則相反，水果基本保持穩定，該地區上述農產品虛擬水總量從48.72億m3提升至56.01億m3。2016—2017年，中部地區播種面積小幅增加，但小麥、玉米、薯類、油料、水果播種面積和種植比例均出現不同程度下降，僅蔬菜保持上升，其間上述農產品虛擬水總量下降明顯。2018年中部地區播種面積銳減13.18萬hm2，其中玉米、蔬菜下降較多，而其他四類作物小幅回升，相應種植結構比例也呈相同走勢；它們的虛擬水總量下降至十年間最低水平。

2019—2021年，除小麥外，其他5種作物播種面積和中部地區播種面積持續回升，上述農產品虛擬水總量也隨之反彈（圖2）。

圖2 甘肅中部地區主要農產品虛擬水總量變化

綜上，2012—2021年，甘肅中部地區主要農產品虛擬水總量受相應農作物種植結構調整的影響較為明顯，占全省農業用水總量的比例也從51.99%提升至64.67%，這和甘肅省農業用水總量持續下降走勢呈現負相關。這說明當地農業種植結構調整在農業用水利用率提升上發揮了積極作用。

4 甘肅中部地區農業種植結構調整的建議

4.1 多措并舉提升農業水資源利用效率

農業種植結構調整要從實際出發，針對水資源及其利用過程中存在的問題，合理優化農業結構，提高用水的效率和技術水平[10]。2012—2021年，甘肅省用水總量持續減少，而用水總量等于供水總量，這說明甘肅省水資源匱乏是長期存在的客觀問題。而農業種植消耗了該地區大部分水資源，這對當地其他用水存在擠出效應。因此，應從糧食安全、資源利用以及經濟發展等多角度進行頂層設計，繼續加強水利設施建設和節水技術推廣，進一步優化種植結構，提升當地水資源利用效率。

4.2 進一步優化種植結構，促進水資源利用合理性

在甘肅中部地區主要農產品中，玉米、薯類、蔬菜的單位虛擬水含量較低。因此，在種植面積一定的條件下，降低小麥種植面積，提升玉米、薯類、蔬菜的種植比例，一方面可利用單產量更高的玉米、薯類（此處特指鮮薯，年鑒中作為糧食的薯類產量按五斤折一斤統計）彌補小麥產量減少導致的糧食缺口，保證當地糧食安全；另一方面可有效降低農業生產用水需求，從而將有限的水資源轉移到生態保護以及第二、三產業中，產生更為顯著的社會與經濟效益。需要說明的，油料與水果這兩類經濟作物，雖單位虛擬水含量較高，但對推動當地經濟與特色農業發展有重要支撐作用，因此，可以適當降低其種植比例。

4.3 著力擴大虛擬水貿易規模，提升地區間水資源承載力

由于生產農產品需要消耗大量水資源，因此，這些產品的貿易意味著看不見的水的交易，即虛擬水貿易。虛擬水貿易對緩解缺水地區水資源短缺和糧食安全有重要作用[11]。甘肅中部地區生態環境脆弱，水資源匱乏，生產的農產品多為需水量較大但單位水價值低，如小麥。因此，可以通過虛擬水貿易，擴大生產和出口中低耗水型農產品（如玉米、薯類、蔬菜）規模，同時進口水密集型產品（如油料、小麥、水果）。這樣既滿足了當地人民的消費需求，又在一定程度上緩解了農業用水壓力。在充分發揮地區間農產品生產比較優勢的同時，實現了地區間水資源承載力的整體提升。