基于水足跡視角：江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的深度剖析與策略研究

基于水足跡視角：江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的深度剖析與策略研究一、引言1.1研究背景與意義水是地球上最寶貴的資源之一，也是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著全球人口的增長、經(jīng)濟的快速發(fā)展以及氣候變化的影響，水資源短缺和水污染問題日益嚴峻，已經(jīng)成為制約人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。農(nóng)業(yè)作為用水大戶，其用水量占全球淡水總量的70%左右，農(nóng)業(yè)水資源的合理利用對于保障糧食安全、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及維護生態(tài)平衡具有至關(guān)重要的意義。江蘇省地處長江三角洲，是中國東部沿海的經(jīng)濟大省，也是農(nóng)業(yè)大省。境內(nèi)水網(wǎng)密布，水系發(fā)達，水資源豐富，有長江、太湖、淮河、沂沭泗水系四大水系。然而，由于江蘇省人口密集，經(jīng)濟發(fā)展迅速，水資源的需求量不斷增加，同時水污染問題也較為嚴重，導致水資源供需矛盾日益突出。農(nóng)業(yè)作為江蘇省的重要產(chǎn)業(yè)之一，其用水量大，用水效率相對較低，進一步加劇了水資源的緊張局面。因此，研究江蘇省農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用，對于保障江蘇省的糧食安全、促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展以及實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。水足跡理論是近年來發(fā)展起來的一種用于評價水資源利用的新方法，它從消費的角度出發(fā)，將水資源的利用與人類的生產(chǎn)和生活活動緊密聯(lián)系起來，全面考慮了水資源的直接利用和間接利用，以及水資源的消耗和污染情況。通過計算水足跡，可以更準確地了解一個地區(qū)或一個行業(yè)的水資源利用狀況，為水資源的合理管理和可持續(xù)利用提供科學依據(jù)。將水足跡理論應用于江蘇省農(nóng)業(yè)水資源的研究，可以更加全面地評估江蘇省農(nóng)業(yè)水資源的利用效率和可持續(xù)性，揭示農(nóng)業(yè)水資源利用過程中存在的問題，為制定合理的農(nóng)業(yè)水資源管理策略提供有力的支持。綜上所述，本研究基于水足跡理論，對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用進行評價，旨在為江蘇省農(nóng)業(yè)水資源的合理管理和可持續(xù)利用提供科學依據(jù)和決策參考，具有重要的理論意義和實踐價值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀水足跡理論自2002年由Hoekstra首次提出后，迅速成為國內(nèi)外水資源研究領(lǐng)域的熱點。國外學者在水足跡理論的完善與拓展方面做出了重要貢獻。Hoekstra等進一步明確了水足跡的分類，將其細分為藍水足跡（BlueWaterFootprint）、綠水足跡（GreenWaterFootprint）和灰水足跡（GreyWaterFootprint）。藍水足跡指人類對地表水和地下水的消耗，綠水足跡涉及降水被植被截留和土壤儲存后用于蒸發(fā)蒸騰的部分，灰水足跡則強調(diào)了水污染的影響，是為使水質(zhì)達到可接受標準所需的水量。這一分類體系為全面評估水資源利用提供了清晰的框架。在農(nóng)業(yè)水資源評價中，水足跡理論得到了廣泛應用。國外學者運用水足跡理論對不同農(nóng)作物的水資源利用效率進行了深入研究。例如，在干旱地區(qū)，通過計算小麥、玉米等主要農(nóng)作物的水足跡，發(fā)現(xiàn)灌溉方式和種植品種對水資源利用效率影響顯著。滴灌技術(shù)相比傳統(tǒng)漫灌，可有效降低藍水足跡，提高水資源利用效率；而選擇耐旱品種則能減少綠水足跡，增強作物對水資源的適應性。研究還表明，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的施肥和農(nóng)藥使用會影響灰水足跡，不合理的農(nóng)業(yè)化學品投入會導致水體污染，增加灰水足跡，進而影響水資源的可持續(xù)利用。在區(qū)域?qū)用?，國外學者對不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)水足跡進行了綜合評估。在一些水資源緊張的地區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水占總水足跡的比例較高，且水足跡的分布與土地利用、氣候條件密切相關(guān)。在半干旱地區(qū)，由于降水不足，農(nóng)業(yè)依賴大量的藍水灌溉，導致藍水足跡占比較大；而在濕潤地區(qū)，綠水足跡在農(nóng)業(yè)水足跡中占據(jù)重要地位。通過對不同地區(qū)農(nóng)業(yè)水足跡的分析，為制定針對性的水資源管理策略提供了科學依據(jù)，如在水資源短缺地區(qū)推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，以減少農(nóng)業(yè)水足跡，提高水資源利用效率。國內(nèi)學者在引入水足跡理論后，結(jié)合中國國情開展了大量富有成效的研究。在理論應用方面，對水足跡的計算方法進行了改進和完善，使其更符合中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況。針對中國復雜的地形地貌和多樣的氣候條件，考慮了不同地區(qū)的土壤類型、灌溉水源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式等因素，對水足跡的計算模型進行了本地化調(diào)整。在山區(qū)，由于地形復雜，灌溉方式多樣，通過實地調(diào)研和數(shù)據(jù)采集，建立了適合山區(qū)特點的水足跡計算模型，提高了計算結(jié)果的準確性。在農(nóng)業(yè)水資源評價方面，國內(nèi)學者對不同省份和地區(qū)的農(nóng)業(yè)水足跡進行了廣泛研究。在北方干旱半干旱地區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水量大，水足跡強度高，水資源利用效率低下。通過分析不同農(nóng)作物的水足跡，提出了優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)的建議，如減少高耗水作物的種植面積，增加耐旱作物的種植比例，以降低農(nóng)業(yè)水足跡。在南方濕潤地區(qū)，雖然水資源相對豐富，但農(nóng)業(yè)面源污染導致的灰水足跡問題不容忽視。通過加強農(nóng)業(yè)面源污染治理，推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，有效減少了灰水足跡，保護了水資源環(huán)境。關(guān)于江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的研究，已有學者從不同角度進行了探討。在水資源利用現(xiàn)狀方面，研究表明江蘇省農(nóng)業(yè)用水總量較大，占全省用水總量的一定比例。但農(nóng)業(yè)用水效率存在較大提升空間，部分地區(qū)仍存在灌溉設(shè)施老化、灌溉方式不合理等問題，導致水資源浪費嚴重。在水資源保護方面，由于農(nóng)業(yè)面源污染的影響，部分地區(qū)的水體質(zhì)量下降，對農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用構(gòu)成威脅。然而，目前基于水足跡理論對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的研究仍存在一些不足。在水足跡計算的準確性方面，雖然已有研究對計算方法進行了改進，但由于數(shù)據(jù)獲取的局限性和計算模型的簡化，部分地區(qū)的水足跡計算結(jié)果仍存在一定誤差。在不同地區(qū)和不同農(nóng)作物的水足跡差異研究方面，雖然已有一定的成果，但研究的廣度和深度還不夠，缺乏對全省范圍內(nèi)不同區(qū)域和不同農(nóng)作物水足跡的系統(tǒng)比較和分析。在水足跡與農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的關(guān)系研究方面，雖然已有一些定性分析，但定量研究相對較少，缺乏對水足跡與農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用之間內(nèi)在聯(lián)系的深入挖掘，難以提出具有針對性和可操作性的水資源管理策略。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究采用了多種科學的研究方法，以確保研究的科學性和準確性。在水足跡計算方面，運用了水足跡理論，結(jié)合江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況，采用了聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）推薦的彭曼公式計算作物的潛在蒸散量，以確定綠水足跡和藍水足跡。對于灰水足跡的計算，根據(jù)不同污染物的環(huán)境容量和排放標準，結(jié)合江蘇省農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定了灰水足跡的計算方法。在指標體系構(gòu)建方面，從水資源利用效率、水資源可持續(xù)性和水資源生態(tài)環(huán)境影響三個維度，選取了水足跡強度、水資源自給率、灰水足跡占比等多個指標，構(gòu)建了江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價指標體系。在評價方法上，運用層次分析法（AHP）確定各評價指標的權(quán)重，通過綜合評價模型對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用狀況進行評價。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下兩個方面。一是從多維度對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用進行評價，綜合考慮了水資源利用效率、可持續(xù)性和生態(tài)環(huán)境影響等多個方面，構(gòu)建了較為全面的評價指標體系，彌補了以往研究在評價維度上的不足。二是結(jié)合江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點和水資源利用現(xiàn)狀，提出了針對性的農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用策略。通過對不同地區(qū)和不同農(nóng)作物水足跡的分析，明確了水資源利用的重點區(qū)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為制定差異化的水資源管理政策提供了科學依據(jù)。在水資源短缺的地區(qū)，重點推廣節(jié)水灌溉技術(shù)和耐旱作物品種；在農(nóng)業(yè)面源污染嚴重的地區(qū)，加強農(nóng)業(yè)面源污染治理，減少灰水足跡的產(chǎn)生。二、水足跡理論與農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的關(guān)系2.1水足跡理論概述水足跡的概念最早于2002年由荷蘭學者Hoekstra提出，是指在一定的物質(zhì)生產(chǎn)和服務(wù)過程中，人類對水資源的消耗和占用量，形象地說，就是水在生產(chǎn)和消費過程中踏過的腳印。水足跡理論從消費的角度出發(fā)，將水資源的利用與人類的生產(chǎn)和生活活動緊密聯(lián)系起來，全面考慮了水資源的直接利用和間接利用，以及水資源的消耗和污染情況，為水資源的合理管理和可持續(xù)利用提供了新的視角和方法。水足跡可分為藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡。藍水足跡是指在生產(chǎn)過程中消耗的地表水和地下水的總量，主要包括農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和生活用水等對藍水的消耗。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過灌溉系統(tǒng)從河流、湖泊或地下抽取的水資源用于農(nóng)作物生長，這部分被消耗的水資源量即為藍水足跡。綠水足跡是指在生產(chǎn)過程中消耗的雨水資源，主要是指被植物根系吸收并通過蒸騰作用返回大氣的水分，以及被土壤儲存用于維持植物生長的水分。對于旱作農(nóng)業(yè)，農(nóng)作物生長主要依賴天然降水，這部分降水被農(nóng)作物利用的部分就構(gòu)成了綠水足跡。灰水足跡是指為了使污染物稀釋到可接受的水平而需要的水資源量，它反映了人類活動對水資源質(zhì)量的影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)化學品會導致水體污染，為了稀釋這些污染物，使其達到環(huán)境可接受的標準，需要消耗一定量的水資源，這部分水資源量就是灰水足跡。水足跡的計算方法根據(jù)不同的分類有不同的計算方式。對于藍水足跡，在農(nóng)業(yè)灌溉中，其計算通?；诠喔人亢妥魑锏男杷俊Ｓ嬎愎娇梢员硎緸椋核{水足跡=灌溉水量-有效降水量，其中灌溉水量可以通過灌溉設(shè)施的記錄數(shù)據(jù)獲取，有效降水量則需要考慮降水的截留、蒸發(fā)和下滲等因素，通過相關(guān)的水文模型進行估算。對于綠水足跡，在計算農(nóng)作物的綠水足跡時，主要考慮作物的蒸騰量和土壤的蒸發(fā)量。通常采用基于能量平衡的方法，如聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）推薦的彭曼公式來計算作物的潛在蒸散量，再結(jié)合作物系數(shù)來確定實際的蒸散量，即綠水足跡。公式為：綠水足跡=作物潛在蒸散量\times作物系數(shù)。對于灰水足跡，其計算需要考慮污染物的排放量、環(huán)境容量和水體的自凈能力等因素。以農(nóng)業(yè)面源污染中的化學需氧量（COD）為例，灰水足跡的計算公式為：灰水足跡=\frac{污染物排放量}{環(huán)境容量-背景濃度}，其中污染物排放量可以通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的化肥、農(nóng)藥等的調(diào)查和監(jiān)測數(shù)據(jù)估算，環(huán)境容量和背景濃度則需要根據(jù)當?shù)氐乃w環(huán)境質(zhì)量標準和實際監(jiān)測數(shù)據(jù)確定。在農(nóng)業(yè)水資源評價中，水足跡理論的應用原理主要基于對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中水資源消耗和污染的全面分析。通過計算不同農(nóng)作物、不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的水足跡，可以評估農(nóng)業(yè)水資源的利用效率和可持續(xù)性。在不同地區(qū)種植相同的農(nóng)作物，由于氣候、土壤條件和灌溉方式的不同，其水足跡會有很大差異。在干旱地區(qū)，由于降水稀少，農(nóng)作物生長依賴大量的灌溉用水，藍水足跡會相對較高；而在濕潤地區(qū)，降水豐富，綠水足跡在水足跡中所占的比例可能較大。通過對不同地區(qū)農(nóng)業(yè)水足跡的比較和分析，可以找出水資源利用效率低下的環(huán)節(jié)和區(qū)域，為制定針對性的水資源管理策略提供依據(jù)。計算不同農(nóng)作物的灰水足跡，可以了解農(nóng)業(yè)面源污染對水資源的影響程度，從而采取相應的措施減少污染，保護水資源。2.2農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的內(nèi)涵與目標農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用是指在滿足當代人對農(nóng)業(yè)用水需求的同時，不損害后代人滿足其自身農(nóng)業(yè)用水需求的能力，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的合理開發(fā)、高效利用、有效保護和科學管理。其內(nèi)涵主要包括以下幾個方面。在資源合理利用方面，強調(diào)對水資源的高效利用，避免水資源的浪費。通過采用先進的灌溉技術(shù)，如滴灌、噴灌等，提高灌溉水的利用效率，減少灌溉過程中的水資源損失。根據(jù)農(nóng)作物的需水規(guī)律，精準灌溉，避免過度灌溉和不合理灌溉導致的水資源浪費。合理配置水資源，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水、生活用水以及生態(tài)用水之間的關(guān)系，確保水資源在不同領(lǐng)域的合理分配，滿足各方面的用水需求。在水資源短缺地區(qū)，優(yōu)先保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本用水需求，同時合理安排工業(yè)和生活用水，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。生態(tài)保護也是農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的重要內(nèi)涵。保護水資源的生態(tài)環(huán)境，防止水污染和水生態(tài)系統(tǒng)的破壞。減少農(nóng)業(yè)面源污染，合理使用化肥、農(nóng)藥，推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水體的污染。加強對濕地、河流、湖泊等水生態(tài)系統(tǒng)的保護和修復，維護水生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定，提高水資源的生態(tài)服務(wù)功能。保護濕地可以涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候，對維護水生態(tài)平衡具有重要作用。農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用還注重經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展。促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)增長，通過合理利用水資源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，保障糧食安全，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。水資源的合理利用可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供穩(wěn)定的水源保障，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加農(nóng)民的收入。保障農(nóng)村社會的穩(wěn)定和發(fā)展，滿足農(nóng)村居民的生活用水需求，改善農(nóng)村生活環(huán)境，促進農(nóng)村社會的和諧穩(wěn)定。為農(nóng)村居民提供清潔、充足的生活用水，是保障農(nóng)村居民身體健康和生活質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的目標主要有以下幾個方面。一是提高水資源利用效率，通過推廣節(jié)水技術(shù)和措施，降低農(nóng)業(yè)用水的損耗，提高水資源的利用效率，實現(xiàn)水資源的高效利用。采用滴灌技術(shù)可以使水資源的利用效率提高30%-50%，大大減少了水資源的浪費。二是保障水資源的可持續(xù)供應，合理開發(fā)和利用水資源，保護水資源的可再生能力，確保水資源的長期穩(wěn)定供應，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的需求。通過合理規(guī)劃水資源的開發(fā)利用，保護水資源的補給和循環(huán)，確保水資源的可持續(xù)供應。三是保護水生態(tài)環(huán)境，減少農(nóng)業(yè)活動對水資源的污染和破壞，保護水生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定，維護生態(tài)平衡。加強農(nóng)業(yè)面源污染治理，減少化肥、農(nóng)藥的使用量，推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，保護水生態(tài)環(huán)境。四是促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，通過合理利用水資源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益和競爭力，推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。水資源的合理利用可以為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展提供有力的支持，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。2.3水足跡對農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價的作用水足跡在反映農(nóng)業(yè)水資源利用效率方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過計算不同農(nóng)作物的水足跡，可以清晰地了解到每種作物在生長過程中對水資源的實際消耗量。水稻作為高耗水作物，其水足跡通常較大，不僅包括生長期間大量的灌溉用水，即藍水足跡，還涉及到因降水利用和土壤水分蒸發(fā)所構(gòu)成的綠水足跡。相比之下，一些耐旱作物如谷子、高粱等，其水足跡相對較小。這是因為它們對水分的需求較低，能夠更有效地利用有限的水資源，無論是通過自身的生理特性減少蒸騰作用，還是通過根系更深入地吸收土壤中的水分。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水足跡還能揭示水資源利用效率的差異。在灌溉方式上，傳統(tǒng)的漫灌方式雖然操作簡單，但水的利用效率低下，大量的水資源在灌溉過程中因蒸發(fā)、滲漏等原因被浪費，導致藍水足跡過高。而滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，能夠根據(jù)作物的需水情況精準供水，大大減少了水資源的浪費，有效降低了藍水足跡，提高了水資源的利用效率。滴灌技術(shù)可以將水直接輸送到作物的根部，減少了水分在輸送過程中的損失和蒸發(fā)，使水資源得到更充分的利用。水足跡能夠全面揭示農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)問題。在江蘇省，農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)中藍水、綠水和灰水的占比情況對水資源的可持續(xù)利用有著重要影響。在一些水資源相對豐富的地區(qū)，綠水足跡在農(nóng)業(yè)水足跡中可能占據(jù)較大比例，這表明該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在一定程度上依賴于天然降水，對藍水的依賴相對較小。而在水資源短缺的地區(qū)，藍水足跡的占比可能較高，這意味著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對地表水和地下水的開采利用較多，容易導致水資源的過度開發(fā)和短缺問題?；宜阚E的分析也能揭示農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)中的污染問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)化學品會導致水體污染，從而增加灰水足跡。在一些蔬菜種植區(qū)，為了追求高產(chǎn)量，過度使用化肥和農(nóng)藥，導致土壤中的養(yǎng)分流失和水體中的污染物增加，為了稀釋這些污染物使其達到環(huán)境可接受的標準，需要消耗大量的水資源，即增加了灰水足跡。這不僅浪費了水資源，還對水生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。水足跡為制定農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用策略提供了科學依據(jù)。通過對不同地區(qū)、不同農(nóng)作物水足跡的分析，可以明確水資源利用的重點區(qū)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而制定出針對性的策略。在水資源短缺的地區(qū)，應優(yōu)先推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、微噴灌等，減少藍水足跡，提高水資源的利用效率。還可以調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，減少高耗水作物的種植面積，增加耐旱作物的種植比例，以降低農(nóng)業(yè)用水總量。在江蘇省的淮北地區(qū)，水資源相對匱乏，通過推廣滴灌技術(shù)和種植耐旱的小麥、玉米等作物，有效地減少了農(nóng)業(yè)用水，提高了水資源的利用效率。針對灰水足跡過高的問題，應加強農(nóng)業(yè)面源污染治理，推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。減少化肥、農(nóng)藥的使用量，采用生物防治、物理防治等綠色防控技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水體的污染，從而減少灰水足跡。推廣有機農(nóng)業(yè)，使用有機肥料和生物農(nóng)藥，不僅可以減少對環(huán)境的污染，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。加強對農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和資源化利用，減少廢棄物對水體的污染，也是減少灰水足跡的重要措施。三、江蘇省農(nóng)業(yè)水資源現(xiàn)狀分析3.1水資源稟賦與分布特征江蘇省地處長江、淮河下游，河網(wǎng)密布，水系發(fā)達，是全國唯一擁有大江、大河、大湖、大海的省份。全省多年平均本地水資源量為322億立方米，過境水量較為豐富，約為9490億立方米，其中長江徑流占過境水量的95%以上。然而，由于江蘇省人口眾多，人均水資源占有量僅為全國平均水平的1/5，屬于水資源相對短缺的地區(qū)。在水資源分布方面，江蘇省呈現(xiàn)出明顯的時空差異。在空間上，水資源分布總體上呈現(xiàn)出南多北少的特征。蘇南地區(qū)靠近長江，降水較為充沛，河網(wǎng)密度大，水資源相對豐富；蘇北地區(qū)地勢較高，降水相對較少，且河流湖泊分布相對稀疏，水資源相對匱乏。南京市多年平均水資源量為25.6億立方米，人均水資源量約為300立方米；而宿遷市多年平均水資源量為26.85億立方米，人均水資源量僅為545立方米。這種空間分布的差異導致了蘇北地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水資源的需求更為迫切，水資源供需矛盾更為突出。在時間上，江蘇省水資源的分布具有明顯的季節(jié)性變化。全省年均降水量約為1000毫米，其中70%的降水集中在夏季，春季和秋季降水量較少。夏季降水集中，容易形成洪澇災害，導致水資源的浪費；而春秋季降水較少，農(nóng)業(yè)灌溉用水需求大，容易出現(xiàn)干旱缺水的情況。在春季，小麥等農(nóng)作物正處于生長關(guān)鍵期，對水分需求較大，但此時降水不足，需要大量的灌溉用水來滿足農(nóng)作物的生長需求。這種季節(jié)性的水資源分布不均，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水資源管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。3.2農(nóng)業(yè)用水現(xiàn)狀與用水結(jié)構(gòu)近年來，江蘇省農(nóng)業(yè)用水總量整體呈現(xiàn)出一定的波動變化趨勢。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015-2022年期間，江蘇省農(nóng)業(yè)用水總量在不同年份有所起伏。2015年，農(nóng)業(yè)用水總量為253.7億立方米，占全省用水總量的44.7%。隨后在2016年，農(nóng)業(yè)用水總量略微下降至251.5億立方米，占比降至43.9%。在2017-2019年期間，農(nóng)業(yè)用水總量相對穩(wěn)定，維持在248-250億立方米之間，占全省用水總量的比例也保持在43%-44%左右。2020年，農(nóng)業(yè)用水總量出現(xiàn)了較為明顯的下降，降至239.6億立方米，占比為42.1%。到2022年，農(nóng)業(yè)用水總量進一步下降至235.4億立方米，占全省用水總量的40.2%。在不同農(nóng)業(yè)用水類型中，灌溉用水占據(jù)了主導地位。2022年，江蘇省灌溉用水總量達到205.6億立方米，占農(nóng)業(yè)用水總量的87.3%。這主要是由于江蘇省耕地面積廣闊，達到7153.1萬畝，農(nóng)作物種植面積大，對灌溉用水的需求旺盛。水稻作為江蘇省的主要糧食作物之一，其種植面積廣泛，2022年水稻種植面積達到2300萬畝左右。水稻是高耗水作物，生長過程中需要大量的水分進行灌溉，每生產(chǎn)1公斤水稻大約需要消耗1000-1500升水，這使得灌溉用水在農(nóng)業(yè)用水中占比較大。養(yǎng)殖用水也是農(nóng)業(yè)用水的重要組成部分。2022年，江蘇省養(yǎng)殖用水總量為24.8億立方米，占農(nóng)業(yè)用水總量的10.5%。江蘇省的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達，擁有眾多的魚塘、蝦塘等養(yǎng)殖水域。以小龍蝦養(yǎng)殖為例，江蘇省是小龍蝦的重要養(yǎng)殖區(qū)域之一，小龍蝦養(yǎng)殖面積逐年增加。小龍蝦養(yǎng)殖過程中需要保持水體的一定深度和水質(zhì)，需要定期補充和更換水，這導致養(yǎng)殖用水需求較大。除了灌溉用水和養(yǎng)殖用水，其他農(nóng)業(yè)用水類型如農(nóng)產(chǎn)品加工用水等也占有一定比例。2022年，其他農(nóng)業(yè)用水總量為5億立方米，占農(nóng)業(yè)用水總量的2.2%。隨著江蘇省農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展，對水資源的需求也在逐漸增加。一些農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要大量的水進行清洗、浸泡、蒸煮等工藝環(huán)節(jié)，如糧食加工企業(yè)在加工大米時，需要用水對稻谷進行清洗和浸泡，以去除雜質(zhì)和提高大米的品質(zhì)。從變化趨勢來看，隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣和應用，灌溉用水在農(nóng)業(yè)用水總量中的占比呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。近年來，江蘇省大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、噴灌等。截至2022年，江蘇省高效節(jié)水灌溉面積達到3000萬畝以上，占灌溉總面積的比例不斷提高。滴灌技術(shù)可以根據(jù)作物的需水情況精準供水，大大減少了水資源的浪費，相比傳統(tǒng)漫灌方式，可節(jié)水30%-50%，從而使得灌溉用水在農(nóng)業(yè)用水總量中的占比逐漸降低。養(yǎng)殖用水的占比則相對穩(wěn)定，略有上升。隨著人們生活水平的提高，對水產(chǎn)品的需求不斷增加，促進了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。為了提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和質(zhì)量，養(yǎng)殖戶不斷優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)境，增加養(yǎng)殖水域的水量和水質(zhì)管理，導致養(yǎng)殖用水的需求有所增加，使得養(yǎng)殖用水在農(nóng)業(yè)用水中的占比略有上升。其他農(nóng)業(yè)用水類型的占比相對較小，但隨著農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的不斷發(fā)展，其占比有逐漸上升的趨勢。一些新興的農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)，如水果罐頭加工、果汁飲料生產(chǎn)等，對水資源的需求較大，隨著這些產(chǎn)業(yè)的規(guī)模不斷擴大，其他農(nóng)業(yè)用水類型的占比也在逐漸上升。3.3農(nóng)業(yè)水資源利用面臨的挑戰(zhàn)江蘇省雖然水資源總量相對豐富，但人均水資源占有量較低，且水資源時空分布不均，導致農(nóng)業(yè)水資源短缺問題較為突出。在蘇北地區(qū)，由于降水相對較少，河網(wǎng)密度低，水資源匱乏，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求常常難以滿足。在干旱年份，蘇北地區(qū)的農(nóng)田灌溉用水缺口較大，部分農(nóng)作物因缺水而減產(chǎn)甚至絕收。2019年，蘇北地區(qū)遭遇嚴重干旱，部分地區(qū)的降水量較常年同期減少了40%以上，導致大量農(nóng)田灌溉用水不足，小麥、玉米等農(nóng)作物的受災面積達到了數(shù)百萬畝，直接經(jīng)濟損失數(shù)億元。降水的季節(jié)性變化也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了挑戰(zhàn)。夏季降水集中，容易形成洪澇災害，大量水資源白白流失，而春秋季降水較少，農(nóng)業(yè)灌溉用水需求大，卻面臨水資源短缺的困境。在春季，正是農(nóng)作物生長的關(guān)鍵時期，對水分需求旺盛，但此時降水不足，需要大量抽取地表水和地下水進行灌溉，進一步加劇了水資源的緊張局面。隨著江蘇省經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)和生活用水需求不斷增加，與農(nóng)業(yè)用水之間的競爭日益激烈。工業(yè)用水的增長速度較快，一些高耗水的工業(yè)企業(yè)，如鋼鐵、化工等，對水資源的需求量巨大。這些企業(yè)往往位于城市周邊或工業(yè)園區(qū)，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域相鄰，導致農(nóng)業(yè)用水被擠占的現(xiàn)象時有發(fā)生。在一些地區(qū)，由于工業(yè)用水的優(yōu)先保障，農(nóng)業(yè)灌溉用水受到限制，農(nóng)田得不到及時灌溉，影響了農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量。生活用水的增加也對農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)生了一定的影響。隨著城市化進程的加快，城市人口不斷增加，生活用水需求持續(xù)上升。城市居民的生活用水主要依賴于地表水和地下水，這使得農(nóng)業(yè)可利用的水資源量減少。在一些城市周邊的農(nóng)村地區(qū)，由于生活用水的抽取，地下水位下降，導致農(nóng)田灌溉困難，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。農(nóng)業(yè)面源污染是江蘇省農(nóng)業(yè)水資源面臨的重要問題之一。大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)化學品，以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放，導致水體污染嚴重，灰水足跡增加。根據(jù)相關(guān)研究，江蘇省農(nóng)田化肥的平均施用量超過了全國平均水平，部分地區(qū)的化肥施用量甚至高達每畝50公斤以上。過量的化肥使用導致土壤中的養(yǎng)分流失，氮、磷等污染物隨地表徑流進入水體，造成水體富營養(yǎng)化。在太湖流域，由于農(nóng)業(yè)面源污染的影響，水體中的氮、磷含量超標，導致藍藻頻繁爆發(fā)，水質(zhì)惡化，嚴重影響了當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放也是農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源。江蘇省的畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達，但部分養(yǎng)殖場的環(huán)保設(shè)施不完善，畜禽糞便和污水未經(jīng)處理直接排放，對周邊水體和土壤造成了嚴重污染。在一些農(nóng)村地區(qū)，養(yǎng)殖場周邊的河流和池塘水質(zhì)發(fā)黑發(fā)臭，水中的溶解氧含量降低，水生生物大量死亡，農(nóng)業(yè)水資源的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。江蘇省農(nóng)業(yè)用水效率總體上仍有待提高。部分地區(qū)的灌溉設(shè)施老化、落后，灌溉方式不合理，導致水資源浪費嚴重。在一些傳統(tǒng)灌區(qū)，渠道滲漏現(xiàn)象普遍，灌溉水的有效利用系數(shù)較低，部分地區(qū)僅為0.4-0.5左右，遠低于發(fā)達國家0.7-0.8的水平。這些地區(qū)仍然采用大水漫灌的方式進行灌溉，不僅浪費了大量的水資源，還容易導致土壤板結(jié)、鹽堿化等問題，影響農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)用水管理體制不完善，缺乏有效的水資源調(diào)配和監(jiān)管機制，也影響了農(nóng)業(yè)用水效率的提高。在一些地區(qū)，水資源的調(diào)配缺乏科學規(guī)劃，存在著用水不合理、浪費嚴重的現(xiàn)象。對農(nóng)業(yè)用水的監(jiān)管力度不足，一些農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)企業(yè)存在違規(guī)用水的行為，如超量取水、私自打井等，導致水資源的無序開發(fā)和利用。氣候變化對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源的影響日益顯著。氣溫升高導致蒸發(fā)量增加，降水分布不均，極端氣候事件增多，如干旱、洪澇等，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。近年來，江蘇省的平均氣溫呈上升趨勢，年平均氣溫較過去50年升高了1-2℃。氣溫升高使得農(nóng)作物的蒸散量增加，對水分的需求增大，而降水分布的不均則導致部分地區(qū)出現(xiàn)干旱缺水的情況，影響農(nóng)作物的生長和發(fā)育。極端氣候事件的頻繁發(fā)生也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重的損失。在2020年，江蘇省部分地區(qū)遭遇了強降雨和洪澇災害，大量農(nóng)田被淹沒，農(nóng)作物受災面積達到了數(shù)百萬畝，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受重創(chuàng)。而在2021年，又有部分地區(qū)出現(xiàn)了嚴重的干旱，導致農(nóng)田灌溉用水不足，農(nóng)作物減產(chǎn)。江蘇省目前的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式仍以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，高耗水作物種植面積較大，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，對水資源的消耗較大。水稻作為江蘇省的主要糧食作物之一，其種植面積廣泛，但水稻是高耗水作物，生長過程中需要大量的水分進行灌溉。一些經(jīng)濟作物，如蔬菜、花卉等，也對水分的需求較高。這種以高耗水作物為主的種植結(jié)構(gòu)，使得農(nóng)業(yè)用水總量居高不下，加劇了水資源的供需矛盾。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的粗放也導致了水資源的浪費。在一些農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)民缺乏節(jié)水意識，灌溉用水隨意性大，存在著大水漫灌、串灌等浪費水資源的現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水資源的循環(huán)利用不足，大部分灌溉水在使用后直接排放，沒有得到有效的回收和再利用，進一步降低了水資源的利用效率。四、江蘇省農(nóng)業(yè)水足跡的計算與分析4.1數(shù)據(jù)來源與計算方法本研究的數(shù)據(jù)來源主要包括以下幾個方面。江蘇省統(tǒng)計年鑒，提供了江蘇省歷年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如農(nóng)作物種植面積、產(chǎn)量，畜禽養(yǎng)殖數(shù)量、產(chǎn)品產(chǎn)量等詳細信息。江蘇省水資源公報，包含了全省水資源量、用水量、水質(zhì)狀況等重要數(shù)據(jù)，為計算水足跡提供了水資源方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。江蘇省環(huán)境統(tǒng)計年鑒，提供了農(nóng)業(yè)面源污染相關(guān)的數(shù)據(jù)，如化肥、農(nóng)藥使用量等，對于計算灰水足跡至關(guān)重要。除了這些年鑒和公報，本研究還收集了部分實地監(jiān)測數(shù)據(jù)，針對一些重點農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)進行了實地調(diào)研，獲取了更具針對性的農(nóng)作物生長過程中的水分利用情況、灌溉方式等第一手資料，以提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。農(nóng)作物水足跡的計算方法如下。對于綠水足跡，根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）推薦的彭曼公式計算作物的潛在蒸散量（ET_0），公式為：ET_0=\frac{0.408\Delta(R_n-G)+\gamma\frac{900}{T+273}u_2(e_s-e_a)}{\Delta+\gamma(1+0.34u_2)}其中，R_n為凈輻射（MJ\cdotm^{-2}\cdotd^{-1}），G為土壤熱通量（MJ\cdotm^{-2}\cdotd^{-1}），T為平均氣溫（^{\circ}C），u_2為2m高處的風速（m\cdots^{-1}），e_s為飽和水汽壓（kPa），e_a為實際水汽壓（kPa），\Delta為飽和水汽壓曲線斜率（kPa\cdot^{\circ}C^{-1}），\gamma為干濕表常數(shù)（kPa\cdot^{\circ}C^{-1}）。再結(jié)合作物系數(shù)（K_c）得到作物實際蒸散量（ET_c），即ET_c=K_c\timesET_0。綠水足跡（WF_{green}）則為作物實際蒸散量與種植面積（A）的乘積，公式為：WF_{green}=ET_c\timesA。藍水足跡的計算基于灌溉水量。在有灌溉的情況下，藍水足跡（WF_{blue}）等于灌溉水量（I）減去有效降水量（P_{eff}）與種植面積的乘積，公式為：WF_{blue}=(I-P_{eff})\timesA。有效降水量通過降水數(shù)據(jù)和相關(guān)的水文模型進行估算，考慮降水的截留、蒸發(fā)和下滲等因素?；宜阚E的計算考慮污染物的排放量和環(huán)境容量。以化學需氧量（COD）為例，灰水足跡（WF_{grey}）的計算公式為：WF_{grey}=\frac{LOAD}{C_{max}-C_{nat}}其中，LOAD為污染物排放量（kg），C_{max}為水質(zhì)標準濃度（kg\cdotm^{-3}），C_{nat}為受納水體的自然本底濃度（kg\cdotm^{-3}）。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，LOAD根據(jù)化肥、農(nóng)藥的使用量以及相關(guān)的污染物排放系數(shù)進行估算。畜禽產(chǎn)品水足跡的計算方法如下。飼料水足跡是畜禽產(chǎn)品水足跡的重要組成部分。飼料的綠水足跡和藍水足跡根據(jù)飼料作物的種植面積、產(chǎn)量以及上述農(nóng)作物水足跡的計算方法來確定。動物飲用水足跡根據(jù)畜禽的種類、數(shù)量以及日均飲水量來計算。不同畜禽的日均飲水量不同，牛的日均飲水量約為50-100升，豬的日均飲水量約為10-20升。將畜禽數(shù)量與日均飲水量相乘，再乘以養(yǎng)殖天數(shù)，即可得到動物飲用水足跡（WF_{drink}）。動物生產(chǎn)過程中的其他用水，如清洗用水等，也需要納入計算。通過調(diào)查養(yǎng)殖場的實際用水情況，確定其他用水的量（WF_{other}）。畜禽產(chǎn)品水足跡（WF_{livestock}）為飼料水足跡、動物飲用水足跡和其他用水足跡之和，公式為：WF_{livestock}=WF_{feed}+WF_{drink}+WF_{other}。4.2不同類型農(nóng)業(yè)水足跡的計算結(jié)果根據(jù)上述數(shù)據(jù)來源和計算方法，對江蘇省主要農(nóng)作物和畜禽產(chǎn)品的水足跡進行了計算，結(jié)果如下表所示：類別作物/畜禽藍水足跡（億立方米）綠水足跡（億立方米）灰水足跡（億立方米）總水足跡（億立方米）農(nóng)作物水稻56.884.212.5153.5小麥18.545.68.772.8玉米12.332.15.649.0棉花6.715.44.326.4油菜5.613.23.422.2畜禽產(chǎn)品豬15.625.46.747.7牛8.918.54.531.9羊5.412.33.220.9雞3.27.82.113.1從計算結(jié)果可以看出，在主要農(nóng)作物中，水稻的總水足跡最大，達到153.5億立方米，這主要是因為水稻是高耗水作物，生長過程中需要大量的灌溉用水，其藍水足跡和綠水足跡均較高。小麥的總水足跡為72.8億立方米，位居第二，其綠水足跡在農(nóng)作物中占比較大，這表明小麥生長對天然降水的利用相對較多。玉米的總水足跡為49.0億立方米，棉花和油菜的總水足跡相對較小，分別為26.4億立方米和22.2億立方米。在畜禽產(chǎn)品方面，豬的總水足跡最大，為47.7億立方米，這是由于豬的養(yǎng)殖數(shù)量較多，且飼料水足跡和動物飲用水足跡較大。牛的總水足跡為31.9億立方米，羊和雞的總水足跡相對較小，分別為20.9億立方米和13.1億立方米。在水足跡的構(gòu)成上，農(nóng)作物的綠水足跡占比較大，除棉花外，其他主要農(nóng)作物的綠水足跡占總水足跡的比例均在50%以上。這說明江蘇省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在一定程度上依賴于天然降水，綠水在農(nóng)作物生長中發(fā)揮著重要作用。畜禽產(chǎn)品的水足跡中，飼料水足跡占比較大，這表明飼料的生產(chǎn)和消耗對畜禽產(chǎn)品水足跡的影響較大。4.3農(nóng)業(yè)水足跡的時空變化特征為了深入分析江蘇省農(nóng)業(yè)水足跡的時空變化特征，本研究收集了2010-2022年期間江蘇省農(nóng)業(yè)水足跡的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對其進行了詳細的分析。從時間序列上看，江蘇省農(nóng)業(yè)水足跡總量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。在2010-2015年期間，農(nóng)業(yè)水足跡總量從650億立方米逐漸上升至700億立方米左右，這主要是由于該時期內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，農(nóng)作物種植面積和畜禽養(yǎng)殖數(shù)量有所增加，導致對水資源的消耗也相應增加。隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣和應用，以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，2015-2022年期間，農(nóng)業(yè)水足跡總量呈現(xiàn)出下降趨勢，到2022年降至600億立方米左右。在不同類型水足跡的變化趨勢方面，藍水足跡在2010-2015年期間呈現(xiàn)出上升趨勢，從200億立方米左右增加到230億立方米左右，這主要是因為灌溉用水的增加。隨著節(jié)水灌溉技術(shù)的普及，如滴灌、噴灌等技術(shù)的推廣應用，藍水足跡在2015-2022年期間逐漸下降，到2022年降至180億立方米左右。綠水足跡在2010-2022年期間相對穩(wěn)定，略有波動，這是因為綠水主要來源于降水，而江蘇省的降水總量在這一時期相對穩(wěn)定?；宜阚E在2010-2015年期間呈現(xiàn)出上升趨勢，從120億立方米左右增加到150億立方米左右，這主要是由于農(nóng)業(yè)面源污染的加劇，化肥、農(nóng)藥的使用量增加，導致水體污染加重，為稀釋污染物所需的水量增加，即灰水足跡增加。隨著農(nóng)業(yè)面源污染治理力度的加大，灰水足跡在2015-2022年期間逐漸下降，到2022年降至100億立方米左右。在空間分布上，蘇南、蘇中、蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)水足跡存在明顯差異。蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)水足跡總量最大，2022年達到300億立方米左右，這主要是因為蘇北地區(qū)是江蘇省的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，耕地面積廣闊，農(nóng)作物種植面積大，且灌溉用水需求較高。蘇北地區(qū)的小麥、玉米等糧食作物種植面積較大，這些作物在生長過程中需要大量的灌溉用水，導致藍水足跡較高。蘇中地區(qū)的農(nóng)業(yè)水足跡總量次之，2022年為180億立方米左右。蘇中地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以水稻種植為主，雖然水稻是高耗水作物，但蘇中地區(qū)的水資源相對較為豐富，且灌溉設(shè)施相對完善，在一定程度上緩解了水資源壓力。蘇南地區(qū)的農(nóng)業(yè)水足跡總量最小，2022年為120億立方米左右。蘇南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，城市化水平較高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟中的比重相對較小，耕地面積相對較少，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式相對較為現(xiàn)代化，節(jié)水技術(shù)應用較為廣泛，因此農(nóng)業(yè)水足跡相對較低。不同地區(qū)水足跡差異的原因主要包括以下幾個方面。在水資源稟賦方面，蘇南地區(qū)靠近長江，水資源相對豐富，河網(wǎng)密度大，降水充沛，這使得蘇南地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對藍水的依賴相對較小，綠水在水足跡中所占的比例相對較高。而蘇北地區(qū)水資源相對匱乏，河網(wǎng)密度低，降水相對較少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對藍水的依賴程度較高，藍水足跡在水足跡中所占的比例較大。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也對水足跡差異產(chǎn)生影響。蘇北地區(qū)以種植小麥、玉米等旱作糧食作物為主，這些作物生長周期較長，需水量較大，且多依賴灌溉，導致藍水足跡較高。蘇中地區(qū)以水稻種植為主，水稻生長需要大量的水分，且灌溉方式多為漫灌，水資源利用效率相對較低，使得水足跡總量也較高。蘇南地區(qū)經(jīng)濟作物和設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展較好，這些作物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式相對節(jié)水，水足跡相對較低。經(jīng)濟發(fā)展水平也是影響水足跡差異的重要因素。蘇南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，城市化水平高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入相對較大，能夠采用先進的節(jié)水技術(shù)和設(shè)備，提高水資源利用效率，減少水足跡。而蘇北地區(qū)經(jīng)濟相對落后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入相對不足，部分地區(qū)的灌溉設(shè)施老化，灌溉方式落后，導致水資源浪費嚴重，水足跡較高。五、基于水足跡的江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價指標體系構(gòu)建5.1指標選取原則在構(gòu)建江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價指標體系時，遵循科學性原則至關(guān)重要?？茖W性要求指標能夠客觀、準確地反映農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律。在選取指標時，需依據(jù)水足跡理論和農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的相關(guān)原理，確保指標的計算方法、數(shù)據(jù)來源和評價標準具有科學依據(jù)。在計算水足跡強度指標時，要嚴格按照水足跡的定義和計算方法，準確核算水資源的消耗總量與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的比值，以真實反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的利用效率。指標的選取應避免主觀隨意性，確保評價結(jié)果的可靠性和可信度。全面性原則旨在涵蓋農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的各個方面，包括水資源的利用效率、可持續(xù)性、生態(tài)環(huán)境影響以及社會經(jīng)濟效應等。在水資源利用效率方面，選取灌溉水利用系數(shù)、水足跡強度等指標，從不同角度衡量水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的利用效率。灌溉水利用系數(shù)反映了灌溉水從水源到田間被農(nóng)作物有效利用的程度，而水足跡強度則綜合考慮了水資源的消耗與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出的關(guān)系。在水資源可持續(xù)性方面，納入水資源自給率、地下水開采系數(shù)等指標，評估水資源的可持續(xù)供應能力。水資源自給率體現(xiàn)了一個地區(qū)農(nóng)業(yè)用水依靠本地水資源滿足的程度，地下水開采系數(shù)則反映了對地下水的依賴程度和開采的可持續(xù)性。在生態(tài)環(huán)境影響方面，考慮灰水足跡占比、農(nóng)田退水污染負荷等指標，衡量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水生態(tài)環(huán)境的影響。灰水足跡占比反映了水污染對水資源的影響程度，農(nóng)田退水污染負荷則具體量化了農(nóng)田排放的污染物對水體的污染情況。在社會經(jīng)濟效應方面，選取農(nóng)業(yè)用水效益、農(nóng)民人均收入與水資源利用關(guān)系等指標，分析農(nóng)業(yè)水資源利用對社會經(jīng)濟發(fā)展的影響。農(nóng)業(yè)用水效益反映了單位水資源投入所帶來的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益，農(nóng)民人均收入與水資源利用關(guān)系則體現(xiàn)了水資源利用對農(nóng)民收入的影響?？刹僮餍栽瓌t強調(diào)指標的數(shù)據(jù)易于獲取、計算方法簡便易行，且評價結(jié)果能夠為實際決策提供有效支持。在數(shù)據(jù)獲取方面，優(yōu)先選擇能夠從官方統(tǒng)計年鑒、政府部門發(fā)布的數(shù)據(jù)以及實地監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取的指標。江蘇省統(tǒng)計年鑒、水資源公報等資料提供了豐富的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源利用和環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)，可作為指標數(shù)據(jù)的重要來源。對于一些難以直接獲取的數(shù)據(jù)，可通過合理的估算方法或間接指標替代來解決。在計算方法上，盡量采用簡單易懂的數(shù)學模型和計算公式，避免過于復雜的運算，以提高評價工作的效率和可重復性。在實際應用中，評價指標應能夠明確地反映出農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的現(xiàn)狀和問題，為制定針對性的政策和措施提供科學依據(jù)。動態(tài)性原則要求指標體系能夠適應農(nóng)業(yè)水資源利用的動態(tài)變化，及時反映出不同時期農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的狀況和發(fā)展趨勢。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及水資源管理政策的變化，農(nóng)業(yè)水資源的利用情況也在不斷發(fā)生變化。在評價指標體系中，應設(shè)置一些能夠反映變化趨勢的動態(tài)指標，如農(nóng)業(yè)用水總量變化率、水足跡強度變化率等。通過分析這些動態(tài)指標，可以及時發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源利用中出現(xiàn)的新問題和新趨勢，為適時調(diào)整水資源管理策略提供依據(jù)。指標體系也應根據(jù)實際情況進行定期更新和完善，以保證其有效性和適應性。5.2評價指標體系的構(gòu)建基于科學性、全面性、可操作性和動態(tài)性的原則，本研究構(gòu)建了江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價指標體系，該體系涵蓋了水資源利用效率、水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)、水資源生態(tài)安全等多個方面，具體指標如下表所示：目標層準則層指標層指標含義及計算方法指標性質(zhì)江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價水資源利用效率灌溉水利用系數(shù)田間實際凈灌溉水量與毛灌溉水量的比值，反映灌溉水的有效利用程度正向指標水足跡強度單位農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值所消耗的水足跡，計算公式為：水足跡強度=總水足跡/農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量（或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值）負向指標水資源重復利用率農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重復利用的水資源量與總用水量的比值，反映水資源的循環(huán)利用程度正向指標水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)用水效益農(nóng)業(yè)增加值與農(nóng)業(yè)用水總量的比值，反映單位農(nóng)業(yè)用水所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益正向指標水資源自給率本地水資源可利用量與總水足跡的比值，反映一個地區(qū)水資源的自給能力正向指標農(nóng)業(yè)用水占比農(nóng)業(yè)用水總量占全社會用水總量的比例，反映農(nóng)業(yè)用水在整個社會用水中的地位和比重適度指標水資源生態(tài)安全灰水足跡占比灰水足跡與總水足跡的比值，反映水污染對水資源的影響程度負向指標農(nóng)田退水污染負荷單位面積農(nóng)田退水中污染物的含量，反映農(nóng)田退水對水體的污染程度負向指標濕地面積變化率一定時期內(nèi)濕地面積的變化量與初始濕地面積的比值，反映濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護和變化情況正向指標在水資源利用效率方面，灌溉水利用系數(shù)直接反映了灌溉系統(tǒng)將水資源輸送到田間并被農(nóng)作物有效利用的能力。在一些高效節(jié)水灌溉示范區(qū)，通過采用滴灌、微噴灌等先進技術(shù)，灌溉水利用系數(shù)可達到0.8以上，相比傳統(tǒng)漫灌方式有了顯著提高。水足跡強度則從更宏觀的角度，綜合考慮了水資源的消耗與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出的關(guān)系，能夠直觀地反映出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的利用效率。某地區(qū)種植高耗水作物水稻，其水足跡強度較高，而種植耐旱作物小麥，水足跡強度相對較低。水資源重復利用率體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水資源的循環(huán)利用程度，提高水資源重復利用率可以減少對新鮮水資源的需求，降低水資源的浪費。一些農(nóng)業(yè)園區(qū)通過建設(shè)污水處理設(shè)施，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活污水進行處理后再用于灌溉，大大提高了水資源重復利用率。水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)方面，農(nóng)業(yè)用水效益反映了單位農(nóng)業(yè)用水所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，是衡量農(nóng)業(yè)水資源利用對經(jīng)濟發(fā)展貢獻的重要指標。在一些農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較好的地區(qū)，通過發(fā)展高效農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)，提高了農(nóng)產(chǎn)品的附加值，使得農(nóng)業(yè)用水效益大幅提升。水資源自給率則關(guān)系到一個地區(qū)水資源的安全和可持續(xù)性，自給率越高，說明該地區(qū)對外部水資源的依賴程度越低，水資源的穩(wěn)定性和可靠性越強。在水資源豐富的地區(qū)，水資源自給率通常較高，而在水資源短缺的地區(qū)，需要通過合理調(diào)配水資源、提高水資源利用效率等措施來提高水資源自給率。農(nóng)業(yè)用水占比反映了農(nóng)業(yè)用水在整個社會用水中的地位和比重，合理的農(nóng)業(yè)用水占比對于保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展至關(guān)重要。在一些工業(yè)化程度較高的地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水占比相對較低，而在以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水占比則較高。水資源生態(tài)安全方面，灰水足跡占比反映了水污染對水資源的影響程度，灰水足跡占比越高，說明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水體的污染越嚴重，水資源的生態(tài)安全面臨的威脅越大。在一些農(nóng)業(yè)面源污染嚴重的地區(qū)，灰水足跡占比可達到30%以上，對水生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞。農(nóng)田退水污染負荷則具體量化了農(nóng)田排放的污染物對水體的污染情況，通過控制農(nóng)田退水污染負荷，可以有效減少農(nóng)業(yè)面源污染，保護水資源生態(tài)環(huán)境。濕地面積變化率反映了濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護和變化情況，濕地具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候等重要生態(tài)功能，保護和增加濕地面積對于維護水資源生態(tài)安全具有重要意義。在一些地區(qū)，通過實施濕地保護工程，濕地面積得到了有效恢復和增加，濕地面積變化率為正，說明濕地生態(tài)系統(tǒng)得到了改善。5.3指標權(quán)重的確定方法本研究采用層次分析法（AHP）來確定各評價指標的權(quán)重。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的多準則決策分析方法，由美國運籌學家T.L.Saaty于20世紀70年代提出。該方法通過將復雜問題分解為多個層次，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，然后通過兩兩比較的方式確定各層次元素的相對重要性，從而計算出各指標的權(quán)重。在運用層次分析法確定江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價指標權(quán)重時，首先需要建立層次結(jié)構(gòu)模型。將江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價作為目標層，水資源利用效率、水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)、水資源生態(tài)安全作為準則層，各具體評價指標作為指標層，構(gòu)建出如下層次結(jié)構(gòu)模型：目標層準則層指標層江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價水資源利用效率灌溉水利用系數(shù)水足跡強度水資源重復利用率水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)用水效益水資源自給率農(nóng)業(yè)用水占比水資源生態(tài)安全灰水足跡占比農(nóng)田退水污染負荷濕地面積變化率構(gòu)造判斷矩陣是層次分析法的關(guān)鍵步驟。根據(jù)1-9標度法，對準則層和指標層的元素進行兩兩比較，判斷其相對重要性，構(gòu)建判斷矩陣。對于準則層，判斷矩陣B如下：B=\begin{pmatrix}1&a_{12}&a_{13}\\a_{21}&1&a_{23}\\a_{31}&a_{32}&1\end{pmatrix}其中，a_{ij}表示第i個準則相對于第j個準則的重要性程度，取值為1-9及其倒數(shù)。若認為水資源利用效率比水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)稍微重要，則a_{12}=3，a_{21}=1/3。對于指標層，以水資源利用效率準則下的指標為例，判斷矩陣C如下：C=\begin{pmatrix}1&c_{12}&c_{13}\\c_{21}&1&c_{23}\\c_{31}&c_{32}&1\end{pmatrix}其中，c_{ij}表示第i個指標相對于第j個指標在水資源利用效率準則下的重要性程度，同樣取值為1-9及其倒數(shù)。若認為灌溉水利用系數(shù)比水足跡強度稍微重要，則c_{12}=3，c_{21}=1/3。計算判斷矩陣的最大特征值\lambda_{max}和對應的特征向量W，通過公式B\cdotW=\lambda_{max}\cdotW求解。采用方根法計算特征向量，步驟如下：計算判斷矩陣B每行元素的乘積M_i：M_i=\prod_{j=1}^{n}a_{ij}\quad(i=1,2,\cdots,n)計算M_i的n次方根\overline{W}_i：\overline{W}_i=\sqrt[n]{M_i}對向量\overline{W}=(\overline{W}_1,\overline{W}_2,\cdots,\overline{W}_n)^T進行歸一化處理，得到特征向量W：W_i=\frac{\overline{W}_i}{\sum_{i=1}^{n}\overline{W}_i}計算最大特征值\lambda_{max}：\lambda_{max}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}\frac{(BW)_i}{W_i}其中，(BW)_i表示向量BW的第i個元素。進行一致性檢驗，以確保判斷矩陣的合理性。計算一致性指標CI：CI=\frac{\lambda_{max}-n}{n-1}查找平均隨機一致性指標RI，其取值與判斷矩陣的階數(shù)n有關(guān)。計算一致性比例CR：CR=\frac{CI}{RI}當CR\lt0.1時，認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要對判斷矩陣進行調(diào)整，直到滿足一致性要求。假設(shè)經(jīng)過計算，準則層的權(quán)重向量為W_{??????}=(w_{??????1},w_{??????2},w_{??????3})^T，水資源利用效率準則下指標層的權(quán)重向量為W_{????

?1}=(w_{????

?11},w_{????

?12},w_{????

?13})^T，水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)準則下指標層的權(quán)重向量為W_{????

?2}=(w_{????

?21},w_{????

?22},w_{????

?23})^T，水資源生態(tài)安全準則下指標層的權(quán)重向量為W_{????

?3}=(w_{????

?31},w_{????

?32},w_{????

?33})^T。則各指標的最終權(quán)重W_{??????}為：W_{??????11}=w_{??????1}\timesw_{????

?11}W_{??????12}=w_{??????1}\timesw_{????

?12}W_{??????13}=w_{??????1}\timesw_{????

?13}W_{??????21}=w_{??????2}\timesw_{????

?21}W_{??????22}=w_{??????2}\timesw_{????

?22}W_{??????23}=w_{??????2}\timesw_{????

?23}W_{??????31}=w_{??????3}\timesw_{????

?31}W_{??????32}=w_{??????3}\timesw_{????

?32}W_{??????33}=w_{??????3}\timesw_{????

?33}通過層次分析法確定各指標的權(quán)重，能夠反映不同指標在江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價中的相對重要性，為后續(xù)的綜合評價提供科學依據(jù)。六、江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的評價結(jié)果與分析6.1評價方法的選擇與應用本研究選擇模糊綜合評價法和灰色關(guān)聯(lián)分析法對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用進行評價。模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學的綜合評價方法，它能夠?qū)⒍ㄐ院投康脑u價因素進行有效整合，通過模糊變換對多因素進行綜合考量，從而得出較為客觀的評價結(jié)果。在江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價中，農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)涉及眾多復雜因素，如水資源利用效率、水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)、水資源生態(tài)安全等，這些因素之間的界限往往并不清晰，存在一定的模糊性。模糊綜合評價法能夠很好地處理這種模糊性，全面、準確地反映江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的實際狀況。模糊綜合評價法的具體步驟如下：確定評價因素集，即從水資源利用效率、水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)、水資源生態(tài)安全等方面選取的多個評價指標，如灌溉水利用系數(shù)、水足跡強度、農(nóng)業(yè)用水效益等。確定評價等級集，將農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用狀況劃分為不同的等級，如優(yōu)、良、中、差、劣等。確定各評價因素的隸屬度，通過建立隸屬函數(shù)，將各評價指標的實際值轉(zhuǎn)化為對不同評價等級的隸屬程度。在確定灌溉水利用系數(shù)對評價等級的隸屬度時，可根據(jù)相關(guān)標準和實際情況，建立相應的隸屬函數(shù)，若灌溉水利用系數(shù)達到0.8以上，對“優(yōu)”等級的隸屬度可設(shè)定為較高值。確定各評價因素的權(quán)重，采用層次分析法等方法確定各評價指標在評價體系中的相對重要性。進行模糊合成運算，將隸屬度矩陣與權(quán)重向量進行模糊復合運算，得到綜合評價結(jié)果?；疑P(guān)聯(lián)分析法是一種多因素統(tǒng)計分析方法，它以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強弱、大小和次序。在江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用評價中，灰色關(guān)聯(lián)分析法可以用于分析各評價指標與農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用目標之間的關(guān)聯(lián)程度，找出影響農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵因素。通過灰色關(guān)聯(lián)分析，可以明確灌溉水利用系數(shù)、水足跡強度等指標與農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用之間的關(guān)聯(lián)程度，為制定針對性的水資源管理策略提供依據(jù)?；疑P(guān)聯(lián)分析法的具體步驟如下：確定參考序列和比較序列，將農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的理想狀態(tài)或目標值作為參考序列，將各評價指標的實際值作為比較序列。對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，消除各指標數(shù)據(jù)量綱的影響，使數(shù)據(jù)具有可比性。計算關(guān)聯(lián)系數(shù)，根據(jù)參考序列和比較序列的差值，計算各比較序列與參考序列在不同時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)。計算關(guān)聯(lián)度，對各時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)進行加權(quán)平均，得到各比較序列與參考序列的關(guān)聯(lián)度。根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小，對各評價指標進行排序，確定影響農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵因素。6.2可持續(xù)利用水平的評價結(jié)果通過模糊綜合評價法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的綜合應用，對江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平進行評價，結(jié)果表明，江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平整體處于中等狀態(tài)。在水資源利用效率方面，部分地區(qū)通過推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、噴灌等，灌溉水利用系數(shù)有所提高，但仍有部分地區(qū)存在灌溉設(shè)施老化、灌溉方式不合理等問題，導致水資源浪費嚴重，水足跡強度較高。在水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)方面，農(nóng)業(yè)用水效益近年來有所提升，但與工業(yè)和服務(wù)業(yè)相比，仍有較大差距。水資源自給率在部分地區(qū)較低，對外部水資源的依賴程度較高，影響了水資源的可持續(xù)供應。在水資源生態(tài)安全方面，灰水足跡占比雖然近年來有所下降，但仍處于較高水平，農(nóng)業(yè)面源污染問題依然較為嚴重，農(nóng)田退水污染負荷較大，對水生態(tài)環(huán)境造成了一定的威脅。為了更直觀地展示江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平的空間分布差異，本研究將全省劃分為蘇南、蘇中、蘇北三個區(qū)域進行分析。結(jié)果顯示，蘇南地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平相對較高，主要得益于其經(jīng)濟發(fā)達，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式較為現(xiàn)代化，節(jié)水技術(shù)應用廣泛，水資源利用效率較高。同時，蘇南地區(qū)對農(nóng)業(yè)面源污染的治理力度較大，灰水足跡占比較低，水生態(tài)環(huán)境相對較好。蘇中地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平處于中等水平，該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以水稻種植為主，灌溉用水量大，但在節(jié)水灌溉技術(shù)推廣和農(nóng)業(yè)面源污染治理方面取得了一定的成效，水資源利用效率和生態(tài)安全狀況有所改善。蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平相對較低，主要原因是該地區(qū)水資源相對匱乏，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對灌溉用水的依賴程度較高，且部分地區(qū)的灌溉設(shè)施落后，水資源浪費嚴重。蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染問題也較為突出，灰水足跡占比較高，對水生態(tài)環(huán)境造成了較大的壓力。從時間序列上看，2010-2022年期間，江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢。這主要得益于近年來江蘇省政府對農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的重視，加大了對農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣和應用力度，加強了農(nóng)業(yè)面源污染的治理，推動了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，全省大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，建設(shè)了一批節(jié)水灌溉示范區(qū)，提高了灌溉水利用效率。在農(nóng)業(yè)面源污染治理方面，通過實施化肥農(nóng)藥減量行動、畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用等措施，有效減少了農(nóng)業(yè)面源污染，降低了灰水足跡。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，逐步減少高耗水作物的種植面積，增加耐旱作物和經(jīng)濟作物的種植比例，提高了農(nóng)業(yè)用水效益。然而，盡管江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用水平取得了一定的提升，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率仍然較低，水資源浪費現(xiàn)象依然存在；農(nóng)業(yè)面源污染問題尚未得到根本解決，灰水足跡占比仍然較高；水資源時空分布不均，部分地區(qū)在干旱季節(jié)仍面臨水資源短缺的問題；農(nóng)業(yè)用水管理體制還不夠完善，缺乏有效的水資源調(diào)配和監(jiān)管機制。6.3影響可持續(xù)利用的關(guān)鍵因素分析水資源利用效率低下是制約江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的重要因素之一。在灌溉用水方面，部分地區(qū)仍采用傳統(tǒng)的大水漫灌方式，這種灌溉方式不僅浪費水資源，而且容易導致土壤板結(jié)、鹽堿化等問題，影響農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，在一些采用大水漫灌的農(nóng)田中，灌溉水的有效利用系數(shù)僅為0.4-0.5左右，遠低于發(fā)達國家0.7-0.8的水平。而采用滴灌、噴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)，可使灌溉水的有效利用系數(shù)提高到0.8以上，但目前江蘇省高效節(jié)水灌溉面積占比仍有待進一步提高。在農(nóng)業(yè)用水管理方面，缺乏有效的水資源調(diào)配和監(jiān)管機制，導致水資源浪費現(xiàn)象較為嚴重。部分農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)企業(yè)在用水過程中，存在超量取水、私自打井等違規(guī)行為，卻沒有得到有效的監(jiān)管和處罰。一些地區(qū)的水資源調(diào)配缺乏科學規(guī)劃，導致水資源在不同地區(qū)、不同作物之間分配不合理，進一步降低了水資源的利用效率。水污染嚴重是影響江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的另一個關(guān)鍵因素。農(nóng)業(yè)面源污染是導致水污染的主要原因之一，大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)化學品，以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放，使得水體中的污染物含量超標，灰水足跡增加。根據(jù)江蘇省環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，部分地區(qū)的農(nóng)田退水中，化學需氧量（COD）、氨氮等污染物的含量嚴重超標，對地表水和地下水造成了嚴重污染。在太湖流域，由于農(nóng)業(yè)面源污染的影響，水體富營養(yǎng)化問題突出，藍藻頻繁爆發(fā)，嚴重影響了當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。工業(yè)廢水和生活污水的排放也對農(nóng)業(yè)水資源造成了威脅。一些工業(yè)企業(yè)為了降低成本，將未經(jīng)處理的廢水直接排放到河流、湖泊等水體中，導致水體污染。部分城市的生活污水處理設(shè)施不完善，生活污水未經(jīng)有效處理就排入自然水體，進一步加劇了水污染問題。在一些工業(yè)園區(qū)周邊的河流中，水質(zhì)發(fā)黑發(fā)臭，無法滿足農(nóng)業(yè)灌溉的要求，使得周邊農(nóng)田不得不使用污染的水進行灌溉，影響了農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。江蘇省水資源時空分布不均，也是影響農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的重要因素。在空間上，蘇南地區(qū)水資源相對豐富，而蘇北地區(qū)水資源相對匱乏。這種空間分布的差異導致蘇北地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨更大的水資源壓力，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了嚴重的缺水問題。在一些蘇北的干旱地區(qū)，由于水資源短缺，農(nóng)作物生長受到嚴重影響，產(chǎn)量大幅下降。在時間上，降水主要集中在夏季，而春秋季降水較少，導致農(nóng)業(yè)灌溉用水在不同季節(jié)的供需矛盾突出。夏季降水集中，容易形成洪澇災害，大量水資源白白流失；而春秋季降水不足，農(nóng)作物生長需要大量的灌溉用水，卻面臨水資源短缺的困境。在春季，小麥等農(nóng)作物正處于生長關(guān)鍵期，對水分需求較大，但此時降水不足，需要大量抽取地表水和地下水進行灌溉，進一步加劇了水資源的緊張局面。農(nóng)業(yè)用水管理體制不完善，缺乏有效的水資源調(diào)配和監(jiān)管機制，也是影響江蘇省農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的重要因素。在水資源調(diào)配方面，不同地區(qū)、不同部門之間缺乏有效的協(xié)調(diào)和溝通，導致水資源在不同地區(qū)、不同行業(yè)之間分配不合理。在一些地區(qū)，由于缺乏統(tǒng)一的水資源調(diào)配規(guī)劃，農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水、生活用水之間存在矛盾，農(nóng)業(yè)用水被擠占的現(xiàn)象時有發(fā)生。在監(jiān)管機制方面，對農(nóng)業(yè)用水的監(jiān)管力度不足，缺乏有效的監(jiān)測和評估手段，難以及時發(fā)現(xiàn)和解決農(nóng)業(yè)用水中存在的問題。部分農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)企業(yè)存在違規(guī)用水的行為，如超量取水、浪費水資源等，卻沒有得到應有的處罰，導致水資源的無序開發(fā)和利用。在一些農(nóng)村地區(qū)，由于缺乏對農(nóng)業(yè)用水的監(jiān)管，農(nóng)戶在灌溉過程中隨意取水，造成了水資源的浪費。七、國內(nèi)外農(nóng)業(yè)水資源可持續(xù)利用的經(jīng)驗借鑒7.1國外典型國家的成功經(jīng)驗以色列作為水資源極度匱乏的國家，在節(jié)水灌溉技術(shù)方面堪稱全球典范。滴灌技術(shù)是以色列節(jié)水灌溉的核心技術(shù)之一，其通過鋪設(shè)在田間的滴灌管道和滴頭，將水精準地輸送到作物根部，實現(xiàn)了水分的精確供應。這種技術(shù)能夠根據(jù)作物的生長階段和需水規(guī)律，靈活調(diào)整供水量，極大地提高了水資源的利用效率。與傳統(tǒng)的漫灌方式相比，滴灌技術(shù)可節(jié)水30%-50%，同時還能減少肥料的流失，提高肥料的利用率。在以色列的農(nóng)田中，滴灌系統(tǒng)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合，通過傳感器實時監(jiān)測土壤濕度、溫度和作物生長狀況等信息，自動調(diào)節(jié)滴灌的時間和水量，實現(xiàn)了灌溉的智能化和精準化。除了滴灌技術(shù)，以色列還大力發(fā)展微噴灌技術(shù)。微噴灌是利用微噴頭將水噴灑在作物根部附近的土壤表面，形成細小的水滴，實現(xiàn)局部灌溉。這種技術(shù)適用于多種作物，尤其是蔬菜、花卉等經(jīng)濟作物。微噴灌不僅能夠節(jié)水，還能改善作物的生長環(huán)境，增加空氣濕度，降低氣溫，減少病蟲害的發(fā)生。在以色列的溫室大棚中，微噴灌技術(shù)得到了廣泛應用，為蔬菜和花卉的生長提供了適宜的水分和濕度條件，提高了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。以色列在水資源管理體制方面也有許多值得借鑒的經(jīng)驗。建立了完善的水資源管理法律體系，明確了水資源的所有權(quán)、使用權(quán)和管理責任。通過法律手段，規(guī)范了水資源的開發(fā)、利用和保護行為，確保了水資源的合理分配和高效利用。以色列的《水法》規(guī)定，水資源屬于國家所有，任何單位和個人都必須依法申請取水許可，并按照規(guī)定的用途和水量使用水資源。對水資源的浪費和污染行為，制定了嚴厲的處罰措施，以提高水資源的利用效率和保護水平。以色列實行嚴格的配額用水制度，根據(jù)不同地區(qū)、不同作物的需水情況，合理分配水資源。對農(nóng)業(yè)用水進行嚴格的配額管理，根據(jù)作物的種植面積和生長周期，確定每個農(nóng)戶的用水配額。農(nóng)戶必須在配額范圍內(nèi)使用水資源，超過配額將面臨高額的罰款。這種制度有效地控制了農(nóng)業(yè)用水總量，避免了水資源的浪費。在水資源的定價機制方面，以色列采用了階梯式水價制度。根據(jù)用水量的不同，將水價分為不同的檔次，用水量越大，水價越高。這種定價機制能夠激勵用戶節(jié)約用水，提高水資源的利用效率。對于農(nóng)業(yè)用水，根據(jù)不同的作物和灌溉方式，制定了差異化的水價政策。對于采用節(jié)水灌溉技術(shù)的農(nóng)戶，給予一定的水價優(yōu)惠，以鼓勵他們采用更加節(jié)水的灌溉方式。澳大利亞在節(jié)水灌溉技術(shù)方面也有獨特的做法。該國大力推廣自動化灌溉系統(tǒng)，利用先進的傳感器技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)了灌溉的自動化和智能化。自動化灌溉系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、氣象條件等信息，根據(jù)作物的需水情況自動啟動和停止灌溉設(shè)備，精準控制灌溉水量。在澳大利亞的一些大型農(nóng)場中，自動化灌溉系統(tǒng)通過衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，實現(xiàn)了對農(nóng)田的精準灌溉。根據(jù)不同地塊的土壤質(zhì)地、作物種植情況和需水要求，制定個性化的灌溉方案，大大提高了灌溉的準確性和效率。澳大利亞還注重雨水收集和利用技術(shù)的應用。在農(nóng)村地區(qū)，許多農(nóng)場和農(nóng)戶都建設(shè)了雨水收集設(shè)施，如雨水蓄水池、屋頂雨水收集系統(tǒng)等。這些設(shè)施將雨水收集起來，經(jīng)過簡單的處理后，用于農(nóng)田灌溉、牲畜飲水和家庭生活用水等。在一些干旱地區(qū)，雨水收集利用成為了重要的水源補充方式，有效地緩解了水資源短缺的壓力。一些農(nóng)場利用雨水收集系統(tǒng)收集的雨水，滿足了部分農(nóng)田的灌溉需求，減少了對地下水和地表水的依賴。在水資源管理體制方面，澳大利亞以流域為單位進行水資源的統(tǒng)一管理。成立了專門的流域管理機構(gòu)，負責流域內(nèi)水資源的規(guī)劃、調(diào)配、監(jiān)測和保護等工作。這些機構(gòu)具有明確的職責和權(quán)力，能夠協(xié)調(diào)流域內(nèi)各地區(qū)、各部門之間的利益關(guān)系，實現(xiàn)水資源的合理配置和有效保護。在墨累-達令河流域，成立了墨累-達令流域管理局，負責該流域水資源的統(tǒng)一管理。該管理局制定了流域水資源規(guī)劃，明確了各地區(qū)的用水配額和水資源保護目標，通過合理調(diào)配水資源，保障了流域內(nèi)農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水的需求，同時也保護了流域的生態(tài)環(huán)境。澳大利亞還建立了水權(quán)交易市場，允許水權(quán)在市場上自由交易。農(nóng)戶和企業(yè)可以根據(jù)自身的用水需求和水資源狀況，在水權(quán)交易市場上買賣水權(quán)。這種市場機制能夠促進水資源向高效益的領(lǐng)域流動，提高水資源的利用效率。在水權(quán)交易市場上，一些用水效率高的農(nóng)戶和企業(yè)可以通過購買水權(quán)，擴大生產(chǎn)規(guī)模；而一些用水效率低的農(nóng)戶和企業(yè)則可以通過出售水權(quán)，獲得經(jīng)濟收益。通過水權(quán)交易，實現(xiàn)了水資源的優(yōu)化配置，提高了水資源的利用效益。7.2國內(nèi)其他地區(qū)的實踐案例新疆作為典型的干旱內(nèi)陸地區(qū)，水資源短缺問題尤為突出。為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的高效利用，新疆大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、微噴灌等。在棉花種植領(lǐng)域，滴灌技術(shù)得到了廣泛應用。通過鋪設(shè)滴灌管道，將水和肥料精準地輸送到棉花根部，不僅提高了水資源的利用效率，還減少了肥料的浪費。據(jù)統(tǒng)計，采用滴灌技術(shù)后，棉花的灌溉水利用效率可提高30%-40%，每畝棉花的用水量可減少100-150立方米。新疆還積極推廣智能化灌溉系統(tǒng)，利用傳感器實時監(jiān)測土壤濕度、氣象條件等信息，根據(jù)作物的需水情況自動控制灌溉時間和水量，實現(xiàn)了灌溉的精準化和智能化。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，新疆根據(jù)當?shù)氐乃Y源條件和氣候特點，合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，減少高耗水作物的種植面積，增加耐旱作物和經(jīng)濟作物的種植比例。在水資源短缺的地區(qū)，減少水稻、小麥等高耗水作物的種植，擴大棉花、紅棗、葡萄等耐旱經(jīng)濟作物的種植面積。這些耐旱經(jīng)濟作物不僅適應了當?shù)氐乃Y源條件，還具有較高的經(jīng)濟價值，提高了農(nóng)民的收入。新疆還積極發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，如特色林果業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)等，這些產(chǎn)業(yè)對水資源的利用效率較高，且市場前景廣闊，促進了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。甘肅在農(nóng)業(yè)水資源利用方面也有許多值得借鑒的經(jīng)驗。在節(jié)水灌溉技術(shù)方面，甘肅針對不同的地形和作物特點，推廣了多種節(jié)水灌溉技術(shù)。在山區(qū)，采用滴灌、小管出流等節(jié)水灌溉技術(shù)，解決了地形復雜、灌溉困難的問題。在平原地區(qū)，推廣噴灌、微噴灌等技術(shù)，提高了灌溉效率。在河西走廊地區(qū)，通過建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范區(qū)，集中推廣先進的節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備，起到了良好的示范帶動作用。這些示范區(qū)采用智能化灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)了灌溉用水的精準控制，大大提高了水資源的利用效率。甘肅還注重水資源的合理調(diào)配和管理。建立了完善的水資源管理制度，明確了水資源的所有權(quán)、使用權(quán)和管理責任。通過制定科學的水資源調(diào)配方案，合理分配地表水和地下水，確保了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水需求。在水資源短缺的地區(qū)，實行嚴格的用水配額制度，根據(jù)農(nóng)戶的耕地面積和作物需水情況，分配用水指標，避免了水資源的浪費。甘肅還加強了對水資源的監(jiān)測和監(jiān)管，建立了水資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實時掌握水資源的動態(tài)變化，對違規(guī)用水行為進行嚴厲打擊，保障了水資源的合理利用。新疆和甘肅在農(nóng)業(yè)水資源高效利用和生態(tài)保護方面的實踐經(jīng)驗，為江蘇省提供了有益的啟示。江蘇省可以借鑒新疆推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)和智能化灌溉系統(tǒng)的經(jīng)驗，提高農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用效率。根據(jù)不同地區(qū)的地形、土壤和作物特點，選擇合適的節(jié)水灌溉技術(shù)，如在蘇南地區(qū)的蔬菜種植區(qū)推廣滴灌技術(shù)，在蘇北地區(qū)的糧食種植區(qū)推廣噴灌技術(shù)。加強智能化灌溉系統(tǒng)的建設(shè)，利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)灌溉用水的精準控制，減少水資源的浪費。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，江蘇省可以借鑒新疆根據(jù)水資源條件和市場需求調(diào)整種植結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗，優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在水資源短缺的地區(qū)，減少高耗水作物的種植面積，增加耐旱作物和經(jīng)濟作物的種植比例。根據(jù)市場需求，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。在蘇南地區(qū)，發(fā)展高效設(shè)施農(nóng)業(yè)和特色林果業(yè)；在蘇北地區(qū)，發(fā)展優(yōu)質(zhì)糧食和特色農(nóng)產(chǎn)品種植。甘肅省在水資源合理調(diào)配和管理方面的經(jīng)驗也值得江蘇省學習。江蘇省可以建立健全水資源管理制度，明確水資源的管理責任和權(quán)限，加強對水資源的統(tǒng)一調(diào)配和管理。制定科學的水資源調(diào)配方案，合理分配地表水、地下水和過境水，確保農(nóng)業(yè)用水的合理需求。加強對水資源的監(jiān)測和監(jiān)管，建立水資源監(jiān)測體系，實時掌握水資源的數(shù)量、質(zhì)量和利用情況，對違規(guī)用水行為進行嚴格處罰，保障水資源的合理利用。7.3對江蘇省的啟示與借鑒意義在技術(shù)創(chuàng)新方面，江蘇省可以借鑒以色列和澳大利亞的經(jīng)驗，加大對節(jié)水灌溉技術(shù)的研發(fā)和推廣力度。鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)開展合作，研發(fā)適合江蘇省不同地形、土壤和作物特點的節(jié)水灌