長江經濟帶農業用水量與農業經濟發展脫鉤關系

徐保坤 楊曉霞 袁念念 李亞龍

摘要：闡明長江經濟帶農業用水量和農業經濟發展之間的脫鉤關系，對提高水資源利用效率，落實節水優先具有重要意義。基于2003～2021年長江經濟帶相關統計數據，運用Tapio脫鉤模型，在揭示2003～2021 年長江經濟帶水資源量時空演變特征的基礎上，對長江經濟帶11個省（市）的農業用水量與農業經濟發展的脫鉤關系進行了實證分析。研究結果表明：總體上來看，長江經濟帶農業用水量供應充足，但受水資源空間分布不均的影響，農業用水供需存在空間上的不均衡現象；長江經濟帶11個省（市）農業用水效益存在明顯差異，總體農業用水量與農業經濟發展之間一直處于脫鉤狀態，并且長期處于比較理想的弱脫鉤狀態或強脫鉤狀態；在大多數時段內，各省份農業用水量與農業經濟發展之間也處于比較理想的弱脫鉤狀態或強脫鉤狀態。研究成果可為長江經濟帶農業水資源高效利用及其相關政策制定提供參考。

關 鍵 詞：農業用水；農業經濟發展；Tapio脫鉤模型; 長江經濟帶

中圖法分類號：TV213

文獻標志碼：A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.05.001

0 引 言

長江經濟帶包含了長江流域大部分的地市，橫跨中國東中西三大區域，包括江蘇、上海、湖北、四川等11個省（市），總面積約205.23 萬km²，生產總值和人口總量均占全國40%以上^［1-3］。長江經濟帶在農業生產方面得天獨厚，是中國重要的農產品主產區。據統計，2021年長江經濟帶貢獻了全國35.6%的糧食產量，在保障國家糧食安全方面發揮著重要作用。長江經濟帶所處的長江流域水資源總量相對豐富，但人均占有量少，耕地畝均占有水資源量也處于較低水平^［4］。目前已有部分地區和行業的發展受到水資源的制約，特別是在發生大范圍異常高溫干旱事件的年份，農業生產、水運通航和生態環境均受到影響^［5］。與此同時，長江經濟帶節水灌溉特別是高效節水灌溉發展緩慢，水資源利用方式粗放，灌溉效率低下，效益不高^［6］。大部分地區特別是水稻灌區習慣大灌大排或長流水，不計量、不收水費等現象突出，造成用水浪費、用水效率低下、灌溉定額普遍偏高，長江經濟帶農業節水潛力巨大。

黨的十八大以來，習近平總書記多次就治水發表重要講話，作出重要指示，明確提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水思路^［7］。在當前水資源供需形勢和水利高質量發展的要求下，積極推廣農業節水技術，加快發展高效節水農業，大規模提高農業用水效率，是保障農業生產和糧食安全的關鍵^［8］。當前，中國經濟已經由高速增長階段轉向高質量發展階段，提高農業用水效率與農業經濟發展的耦合協調程度，在減少用水的前提下，獲得農產品產量和質量的增加，是長江經濟帶水利高質量發展的應有之義^［9-11］。分析長江經濟帶農業用水現狀，闡明農業經濟發展和農業用水量的耦合協調關系，有助于指導長江經濟帶水利高質量發展。

當前對于農業用水量與農業經濟發展關系的研究體現在以下3個方面^［12-13］：① 從農業水資源利用效率^［14-15］、農業水資源承載力^［16］等角度分析農業經濟發展與農業水資源消耗之間的關系；② 基于地區投入產出模型評價水資源效益^［17］；③ 通過構建耦合模型^［18］、脫鉤指數^［19］等方法分析農業水資源利用與農業經濟發展的相關關系。經濟發展與水資源利用之間的“脫鉤”是指通過水資源利用效率的快速提高，用水總量少增加或不增加、甚至負增加的條件下，保持經濟持續增長^［20-22］，這與康紹忠^［8］所提高水效農業的概念一致。因此，脫鉤指數為高水效農業的發展水平評價提供了工具^［23］。

水資源是糧食生產最重要的物質要素^［13］，分析長江流域農業用水變化趨勢，定量評價長江流域農業用水與農業經濟發展之間的脫鉤關系，有助于加快長江流域農業水利高質量發展。本文基于2003～2021年長江經濟帶相關統計數據，運用Tapio脫鉤模型，分析長江經濟帶農業水資源利用與農業經濟增長脫鉤狀況，在揭示2003～2021 年長江經濟帶水資源量時空演變特征的基礎上，對長江經濟帶11個省（市）的農業用水量與農業經濟發展的脫鉤關系進行了實證分析。對實現長江經濟帶11個省（市）農業用水與農業經濟發展關系協調發展及實現農業用水與農業經濟發展的永久“強脫鉤”具有一定的參考價值。

1 研究方法與數據來源

1.1 農業用水量與農業經濟協調發展脫鉤評價模型

本文主要運用Tapio脫鉤彈性方法，評價農業用水量與農業經濟發展脫鉤狀態^［24］：

式中：e_t為t時期農業用水量脫鉤指數，反映農業用水量與農業經濟之間的脫鉤關系；ΔW和ΔG分別為t時期農業用水量和農業經濟發展（農產品總產值）的變化量；W_s和W_e分別為起始年和末年的農業用水量；G_s和G_e分別為起始年和末年的的農業產值。

農業用水量與農業經濟增長之間的脫鉤狀態可劃分為以下8種，如表1所列。

1.2 數據來源

本文選取長江經濟帶11個省（市）作為研究區域，各省（市）水資源總量、農業用水量數據來源于《中國水資源公報》以及長江經濟帶各省（市）水資源公報；農產品總產值數據來源于長江經濟帶各省（市）統計年鑒。

2 結果與分析

2.1 長江經濟帶水資源時空分布特征

長江經濟帶貫穿東西，連接南北，區域水資源總量豐富，占全國水資源總量的一半左右。根據《中國水資源公報》以及長江經濟帶各省（市）水資源公報，2003～2021年長江經濟帶平均水資源量為12 618.08億m³，水資源總量豐富，水資源總量年際變化情況如圖1所示。2003～2021年，長江經濟帶水資源總量在9 641.1億～15 600.2億m³之間變化，年際變化大。

受自然條件（降水分布、區域面積、地理位置等）影響，長江經濟帶水資源總量空間分布極不均勻，各省（市）多年平均水資源總量空間分布如圖2所示。可知，四川省多年平均水資源總量為2 555.86億m³，遠遠超過其他省（市）；云南、湖南、江西等三省多年平均水資源總量在1 573.71～1 861.78億m³之間，水資源總量也相對豐富；貴州、湖北、安徽、浙江等四省多年平均水資源總量在804.05億～1 035.12億m³之間，水資源量一般；重慶市、江蘇省的多年平均水資源總量在435.34億～556.07億m³之間，加上人口和經濟發展需要，水資源總量相對較少；而上海市的多年平均水資源總量最少，僅為38.44億m³。

2.2 農業用水量與農業經濟發展時空分布特征

2003～2021年長江經濟帶農業用水量與農業產值如圖3所示。從時間上看，2003～2013年長江經濟帶農業用水量總體上逐年增加，到2013年農業用水量總體達到峰值，2014～2021年農業用水量基本穩定，且有下降的趨勢。同時，長江經濟帶農業用水量受水文條件變化的影響。對比圖1和圖3可知，降水量比較豐富的年份，得益于充足的天然降水，灌溉用水的需求比干旱年份低，農業用水量較低；而在特別干旱的年份，比如2011年，天然降水不足，灌溉用水需求量極大，但受水資源總量的限制，按照“先生活、后生產、再生態”的原則保障水資源供給，為優先滿足生活與工業生產用水的需求，農業生產用水并未被充分保障，因此農業用水量并未達到最大值。2003～2021年長江經濟帶農產品總產值逐年增加，符合經濟發展的同時資源消耗降低的“脫鉤”規律，這與彭虹等^［19］對重慶市的分析結論是一致的。

從總量上來看，長江經濟帶多年平均農業用水量為1 349.47億m³，僅占長江經濟帶水資源總量的10.7%，農業用水供應總體上比較充足。長江經濟帶各省（市）多年平均農業用水量空間分布如圖4所示，可知，江蘇省多年平均農業用水量為280.98億m³，遠遠超過其他省市，與此同時，江蘇省水資源總量僅在435.34億～556.07億m³之間，水資源相對匱乏，供需不平衡。四川、湖北、湖南、安徽、江西等5省多年平均農業用水量在138.15億～195.09億m³之間，其中，四川省水資源量最豐富，而湖北、湖南、安徽、江西等4省水資源總量也均在804.05億～1 861.78億m³之間，水資源量相對豐富，因此，四川、湖北、湖南、安徽、江西等5省能夠較好地滿足農業用水需求。浙江和云南兩省多年平均農業用水量在90.68億～105.42億m³之間，其多年水資源總量也均在804.05億～1 861.78億m³之間，水資源量相對豐富，兩省滿足農業用水需求的壓力也較小。貴州省、重慶市、上海市的多年平均農業用水量在16.44億～53.42億m³之間，農業用水需求量較少，貴州省和重慶市的多年水資源總量均在435.34億～1 035.12億m³之間，能夠滿足農業用水需求，而上海市的多年平均水資源量僅為38.44億m³，水資源量嚴重匱乏，再加上上海人口密度大，生活用水量需求較大，農業用水供應不足，上海市農業用水供需也不平衡。綜上所述，長江經濟帶水資源量總體上比較豐富，農業用水量供應充足，然而，水資源時空分布不均，供需存在空間上的不均衡現象，在長江下游的江蘇省和上海市農業生產用水供應相對不足。

圖5為長江經濟帶多年平均農產品總產值空間分布。從總量上來看，2003～2021年長江經濟帶農產品總產值從5 799.70 億元增加到3 1727.99 億元，占全國農產品總產值的40%左右。由圖5可知，江蘇省和四川省多年平均農產品總產值在2 699.81億～2 728.58億元之間，遠遠超過其他省市，而湖北和湖南兩省多年平均農產品總產值在2 212.02億～2219.73 億元之間，也屬于農產品總產值較大的省份，以上四省是長江經濟帶主要的農業產區，占長江經濟帶農產品總產值的50%以上；安徽和云南兩省多年平均農產品總產值在1 493.48億～1 714.34億元之間，重慶、貴州、江西和浙江等四省（市）的多年平均農產品總產值在851.73億～1 238.76億元之間，而上海市的多年平均農產品總產值僅為143.16億元。結合圖4可知，長江經濟帶11個省（市）的農業用水效益（即單位農業用水量獲得的農產品總產值）由高到低依次為：重慶市、貴州省、四川省、湖北省、云南省、浙江省、安徽省、湖南省、江蘇省、上海市和江西省。農業用水效益既取決于當地的農業經濟發展水平，也與當地的水資源總量相關。

2.3 總體農業用水量與農業經濟發展脫鉤程度及時序演變

根據Tapio脫鉤理論模型，計算得到2003～2021 年長江經濟帶農業用水量與經濟增長之間的脫鉤指數，并按照表1中的8種脫鉤狀態，評價農業經濟發展與農業用水量之間的協調狀態。其中，強脫鉤是最優的脫鉤狀態，在這種狀態下隨著農業經濟的增長，農業用水量反而呈現下降的趨勢，農業用水實現了高質量發展。強負脫鉤最不理想，農業水資源利用效率最差，農業用水的消耗帶來的經濟效益最低。弱脫鉤、擴張性耦合、擴張性負脫鉤3種狀態下，雖然農業用水消耗大，但仍能帶來農業經濟的增長，這3種狀態在經濟發展的初、中期較為常見。在弱負脫鉤、衰退性耦合、衰退性脫鉤的狀態下，農業用水量降低，同時農業經濟也衰退，農業用水未實現可持續利用。

由表2可知，長江經濟帶總體農業用水量與農業產值之間基本上一直處于脫鉤狀態，并且在絕大多數時間段，處于弱脫鉤狀態或強脫鉤狀態。2003～2021年長江經濟帶農業經濟增長和農業用水主要有3種關系狀態：弱脫鉤、強脫鉤和強負脫鉤。其中，2004～2005年、2006～2007年、2009～2010年、2013～2014年、2014～2015年、2015～2016年、2017～2018年、2019～2020年為強脫鉤狀態，在這些時間段，農業經濟增長不依賴于農業用水量的增加，農業用水實現了高質量發展；2003～2004年、2005～2006年、2007～2008年、2008～2009年、2010～2011年、2011～2012年、2012～2013年、2018～2019年、2020～2021年為弱脫鉤狀態，在這些時間段，農業用水量和農業經濟都增加，但農業用水量的增速低于農業經濟的增速，不是最理想的發展狀態；而2016～2017年為強負脫鉤狀態，農業用水量增加，但農業經濟卻在下降，這主要是由于2017年屬于比較干旱的年份，農業需水量比較大，雖然農業用水量增加，但仍然不能滿足農業用水的需求，限制了農業經濟效益的發揮。

2.4 各省（市）農業用水量與農業經濟發展脫鉤程度

為了更好地了解長江經濟帶各省（市）農業用水量與農業經濟發展之間的關系，參考相關研究^［2，25］，進一步劃分2003～2006年、2006～2009年、2009～2012年、2012～2015年、2015～2018年和2018～2021年6個時間階段對長江經濟帶11個省（市）的脫鉤關系進行計算，結果見表3。

由表3可知，長江經濟帶各省（市）農業用水量與農業經濟發展之間絕大多數處于脫鉤狀態。2003～2021年長江經濟帶各省（市）農業經濟增長和農業用水主要有6種關系狀態：弱脫鉤、強脫鉤、擴張性耦合、衰退性脫鉤、強負脫鉤和弱負脫鉤。

在大多數時段內，長江經濟帶農業用水量與農業經濟發展之間處于較理想的弱脫鉤狀態或最理想的強脫鉤狀態。其中，上海市由協調性較好的弱脫鉤或強脫鉤向協調性較差的衰退性脫鉤或強負脫鉤轉換，主要原因可能是上海市屬于以城鎮化為主的地區，農業發展力度小；浙江省一直處于協調性最好的強脫鉤狀態，而江蘇省和安徽省則從協調性一般的擴張性耦合（弱脫鉤）向協調性最好的強脫鉤狀態轉化，這3個省份目前農業用水與農業經濟發展的協調性最優；其他省（市）則一直處于強脫鉤和弱脫鉤之間的往復轉化狀態，總體來說農業用水與農業經濟發展的協調性較好。

3 結 論

本文以2003～2021年長江經濟帶11個省（市）為研究對象，綜合分析了長江經濟帶水資源量、農業用水量和農產品總產值的時間變化和空間變化，運用 Tapio 脫鉤模型探究了各省（市）農業用水量和農業經濟發展的脫鉤關系，主要得出以下結論：

（1）長江經濟帶水資源總量豐富，但年際變化較大，空間分布不均勻，且與農業經濟發展不匹配。總體上來看，長江經濟帶農業用水量供應充足，然而，受水資源空間分布不均的影響，農業用水供需存在空間上的不均衡現象。

（2）2003～2021年長江經濟帶農產品總產值占全國農產品總產值的40%左右。長江經濟帶11個省（市）農業用水效益由高到低依次為：重慶市、貴州省、四川省、湖北省、云南省、浙江省、安徽省、湖南省、江蘇省、上海市、江西省。各地方政府應基于當地實際情況，采取不同的激勵政策去引導農民提高農業用水效益，對于長江中下游地區，建議推廣節水財政補貼政策，鼓勵農業生產采用節水設備和節水技術；長江上游地區應注重加大農業灌溉等基礎設施的投資和建設力度，提高澆灌效率和水資源重復利用能力。

（3）2003～2021年長江經濟帶總體農業用水量與農業產值之間一直處于脫鉤狀態，主要有3種脫鉤狀態：弱脫鉤、強脫鉤和強負脫鉤。在絕大多數時間段，長江經濟帶總體農業用水量與農業產值之間處于弱脫鉤狀態和強脫鉤狀態。各地方政府應進一步完善水資源利用措施，提升水資源利用效率。大力倡導節水技術應用，持續推進灌區續建配套與現代化改造；深化農業水價綜合改革，落實節水獎勵和精準補貼政策，引導規模農戶采用先進節水技術進行農業灌溉，大幅提升農業用水效率。

（4）長江經濟帶各省（市）農業用水量與農業產值之間絕大多數處于脫鉤狀態，2003～2021年長江經濟帶各省（市）農業經濟增長和農業用水主要有6種關系狀態：弱脫鉤、強脫鉤、擴張性耦合、衰退性脫鉤、強負脫鉤和弱負脫鉤。在大多數時段內，長江經濟帶各省（市）農業用水量與農業經濟發展之間處于弱脫鉤狀態和強脫鉤狀態，總體來說農業用水與農業經濟發展的協調性較好。值得注意的是，絕大多數省（市）脫鉤指數一直處于強脫鉤和弱脫鉤之間的往復轉化狀態，需進一步推進節水技術應用，進一步鞏固提高農業經濟和農業用水之間的協調程度。

參考文獻：

［1］萬露.長江經濟帶環境保護投資對經濟增長的影響研究［D］.長沙：湖南師范大學，2018.

［2］孫詩階，許朗，陳杰.農業灰水足跡與農業經濟增長的脫鉤關系研究：基于長江經濟帶11省市的實證分析［J］.節水灌溉，2022（6）：17-23.

［3］XIANG Y，SHAO W，DAI Z，et al.Regional differences and convergence of urban water use efficiency in the Yangtze River Economic Belt［J］.Water，2023，15（13）：2440.

［4］佟金萍，馬劍鋒，王圣，等.長江流域農業用水效率研究：基于超效率DEA和Tobit模型［J］.長江流域資源與環境，2015，24（4）：603-608.

［5］夏智宏，劉敏，秦鵬程，等.2022年長江流域高溫干旱過程及其影響評估［J］.人民長江，2023，54（2）：21-28.

［6］喬偉，李亞龍，付浩龍，等.長江流域高效節水灌溉發展現狀、存在問題及對策［J］.水利水電快報，2019，40（4）：12-16.

［7］張叢林，喬海娟，馬永歡，等.推進水資源融合管理保障高水平保護與高質量發展［J］.中國科學院院刊，2021，36（11）：1307-1315.

［8］康紹忠.藏糧于水 藏水于技：發展高水效農業 保障國家食物安全［J］.中國水利，2022（13）：1-5.

［9］查建平，唐方方，傅浩.中國能源消費、碳排放與工業經濟增長：一個脫鉤理論視角的實證分析［J］.當代經濟科學，2011，33（6）：81-89.

［10］潘忠文，徐承紅.我國綠色水資源效率測度及其與經濟增長的脫鉤分析［J］.華中農業大學學報（社會科學版），2020（4）：1-9.

［11］馬立亞，張琳，吳澤宇.長江流域水資源供需分析［J］.中國水利，2013（13）：9-11.

［12］劉楚杰，李曉云，江文曲.糧食主產區糧食生產與農業水資源壓力脫鉤關系研究［J］.農業資源與環境學報，2023，40（2）：479-489.

［13］李長松，周霞，周玉璽.中國糧食主產區農業水貧困與糧食生產脆弱性的時空耦合研究［J］.農業資源與環境學報，2023，40（4）：965-975.

［14］郝銘，段琳瓊，陳常優，等.黃河流域與長江經濟帶農業水資源利用效率與影響因素的差異性研究［J］.水土保持通報，2022，42（4）：267-277.

［15］顧世祥，朱赟，李亞龍，等.基于DEA和Malmquist指數的農業水資源利用效率分析：以滇中受水區為例［J］.中國農村水利水電，2021（8）：98-102.

［16］朱赟，熊玉江，蘇沛蘭，等.滇中受水區農業水資源承載力評價研究［J］.人民長江，2020，51（11）：97-102，208.

［17］魏勝文，馬忠，牛俊義.基于地區投入產出模型的干旱區水資源效益評價：以黑河流域甘肅張掖市為例［J］.中國沙漠，2011，31（3）：799-803.

［18］陳思源，程海梅，喻光繼，等.基于面板數據隨機前沿面模型的廣西農業水資源利用技術效率與耦合研究［J］.江西農業學報，2019，31（7）：117-123.

［19］彭虹，黃攀攀，張萬順，等.重慶市農業用水量與農業經濟發展脫鉤程度的時空變化［J］.水資源保護，2020，36（2）：13-20.

［20］吳丹.中國經濟發展與水資源利用脫鉤態勢評價與展望［J］.自然資源學報，2014，29（1）：46-54.

［21］LIANG D，LU H，GUAN Y，et al.Drivers for decoupling carbon footprint pressure from economic growth in China′s provinces［J］.Geography and Sustainability，2022，3（3）：258-267.

［22］HU M，HU Y，YUAN J，et al.Decomposing the decoupling of water consumption and economic growth in Jiangxi，China［J］.Journal of Water Reuse and Desalination，2019，9（1）：94-104.

［23］WANG Q，WANG X.Moving to economic growth without water demand growth：a decomposition analysis of decoupling from economic growth and water use in 31 provinces of China［J］.Science of The Total Environment，2020，726：138362.

［24］DONG B，ZHANG M，MU H，et al.Study on decoupling analysis between energy consumption and economic growth in Liaoning Province［J］.Energy Policy，2016，97：414-420.

［25］高甜，楊肖麗.中部地區水資源利用與經濟社會發展關系研究［J］.中國農村水利水電，2022（1）：79-84.

（編輯：郭甜甜）

Decoupling relationship between agricultural water consumption and agricultural

economic development in Yangtze River Economic BeltXU Baokun^1，2，YANG Xiaoxia³，YUAN Niannian¹，LI Yalong¹

（1.Agricultural Water Conservancy Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China；2.Chongqing Central Station of Irrigation Experiment，Chongqing 402373，China；3.School of River and Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

Abstract：Clarifying the decoupling relationship between agricultural water consumption and agricultural economic development in Yangtze River Economic Belt is of great significance to improving the utilization efficiency of water resources and implementing the "water saving priority" policy.Based on the relevant statistical data of the Yangtze River Economic Belt from 2003 to 2021，the temporal and spatial evolution characteristics of water resources was revealed，and then the Tapio decoupling model was applied to reveal the decoupling relationship for empirical analysis in 11 provinces and municipalities in the Yangtze River Economic Belt.The results showed that agricultural water supply was sufficient on the whole.However，there was a spatial imbalance between agricultural water supply and demand due to the uneven spatial distribution of water resources.There were significant differences in agricultural water efficiency in the 11 provinces and municipalities.On the one hand，the total agricultural water consumption and agricultural economic development in the Yangtze River Economic Belt have always been in decoupling states，and they were in more ideal status of weak decoupling or strong decoupling in most of the time.On the other hand，the relationship between agricultural water consumption and agricultural economic development in each province were also in a relatively ideal status of weak decoupling or strong decoupling in most periods of time.The results can provide a reference for the efficient use of agricultural water resources and the formulation of related policies in the Yangtze River Economic Belt.

Key words：agricultural water consumption；agricultural economic development；Tapio decoupling model；Yangtze River Economic Belt