劉學(xué)智，李王成,2,3，趙自陽(yáng)，王 霞，王 帥，董亞萍(.寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，銀川 75002；2.西北退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 75002；3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川 75002)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，是人類賴以生存的自然資源，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈。然而隨著社會(huì)的飛速發(fā)展和人們生活的改善，各行業(yè)用水競(jìng)爭(zhēng)日益突出，水資源供需矛盾加重，已不再是“取之不盡，用之不竭”的自然資源，嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。農(nóng)業(yè)是對(duì)水資源依賴性極強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)，它需要水資源要素的投入來(lái)生產(chǎn)、提供、影響人類賴以生存的必需品和其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的中間品以及生態(tài)環(huán)境[1]。但是農(nóng)業(yè)水資源利用效率的低下不僅加深了水資源的短缺，也使得經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益萎靡。為了解決糧食安全、改善生態(tài)環(huán)境、滿足行業(yè)用水需求，農(nóng)業(yè)水資源利用不僅要實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)，更重要的是在節(jié)水的前提下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出的高效益[2]。國(guó)內(nèi)外對(duì)資源利用效率評(píng)價(jià)的理論與方法比較成熟，靳京[3]歸納總結(jié)了關(guān)于計(jì)算資源利用效率的方法，主要包括比值分析法、生產(chǎn)函數(shù)法、包絡(luò)分析法、指標(biāo)體系評(píng)價(jià)法等。

以往評(píng)價(jià)研究中往往忽略了農(nóng)業(yè)水資源多層次、多目標(biāo)特性所帶來(lái)的指標(biāo)不相容和高維問(wèn)題，單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果不能代表綜合利用效率。利用綜合指數(shù)法、層次分析法、模糊綜合評(píng)判法等方法評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)水資源利用效率，評(píng)價(jià)結(jié)果較好，但是權(quán)重的賦予多帶有人為的因素，容易偏離評(píng)價(jià)目標(biāo)，并缺乏各指標(biāo)對(duì)總體目標(biāo)貢獻(xiàn)大小和方向的結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)[3]。目前對(duì)寧夏水資源的研究主要集中在水資源優(yōu)化配置、水資源承載力、存在問(wèn)題及對(duì)策等方面[4-6]。而針對(duì)寧夏行政區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率綜合評(píng)價(jià)的研究較少。據(jù)此本文將遺傳算法與傳統(tǒng)優(yōu)化方法結(jié)合，利用Friedman[7]提出的投影尋蹤( project pursuit, PP)方法的基本原理，建立農(nóng)業(yè)水資源利用效率綜合評(píng)價(jià)模型，以寧夏5個(gè)地級(jí)市為評(píng)價(jià)單元，計(jì)算各市農(nóng)業(yè)水資源利用效率的最佳投影方向和投影值，探討2015年寧夏5市農(nóng)業(yè)水資源利用效率高低，為政府部門(mén)科學(xué)管理和優(yōu)化配置水資源提供決策支持。

1 研究方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.1 遺傳投影尋蹤模型

投影尋蹤(Projection Pursuit Model，稱PP模型)是一種可用于多元數(shù)據(jù)分析的方法。投影尋蹤方法的基本思路是：把高維數(shù)據(jù)投影到低維子空間，用低維空間中投影散點(diǎn)的分布結(jié)構(gòu)揭示高維數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征，或根據(jù)該投影值與研究系統(tǒng)的輸出值之間的散點(diǎn)圖構(gòu)造數(shù)學(xué)模型以預(yù)測(cè)系統(tǒng)的輸出[8]。PP模型的主要特點(diǎn)有：能克服高維數(shù)據(jù)所帶來(lái)的維災(zāi)問(wèn)題；能過(guò)濾掉與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征無(wú)關(guān)的變量干擾。本文構(gòu)建了投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)模型(Projection Pursuit Grade Evaluation Model，PPE)用于農(nóng)業(yè)水資源利用效率的綜合評(píng)價(jià)，構(gòu)建步驟主要分4步：數(shù)據(jù)預(yù)處理、構(gòu)造投影指標(biāo)函數(shù)、優(yōu)化投影指標(biāo)函數(shù)、等級(jí)評(píng)價(jià)[9-11]。

(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理。由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱和變化范圍不同，實(shí)際評(píng)價(jià)時(shí)可能會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的精性。因此，為了消除量綱效應(yīng)，按公式(2)、(3)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，使指標(biāo)數(shù)值均在[0,1]范圍內(nèi)。

評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣本值：

{x*(i,j)|i=1,2,…,n;j=1,2,…,p}

(1)

對(duì)于越大越優(yōu)的指標(biāo)：

(2)

對(duì)于越小越優(yōu)的指標(biāo)：

(3)

式中：x*ij為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)值；jmax和jmin分別是樣本中第j個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值；xij為極差歸一化后的指標(biāo)值。

(2)構(gòu)造指標(biāo)投影函數(shù)。把x(i,j)樣本集投影到以a={a(1),a(2),a(3),…,a(p)}為投影方向的一維子空間，投影值z(mì)(i)為：

(4)

為了在多維指標(biāo)中找到數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)組合特征，在綜合投影時(shí)，要求投影值z(mì)(i)的散布特征為：整體上投影點(diǎn)之間盡可能散開(kāi)，局部投影點(diǎn)盡可能密集，基于上述分析，投影指標(biāo)函數(shù)可以表達(dá)為[12]：

Qz=SzDz

(5)

式中：Sz為投影值z(mì)(i)的標(biāo)準(zhǔn)差；Dz為投影值z(mì)(i)的局部密度。

(7)

式中：E(z)為投影值z(mì)(i)序列的平均值；R為局部密度的窗口半徑，即密度窗寬；r(i,j)=|z(i)-z(j)|為樣本之間的距離；u(t)為單位階躍函數(shù)，當(dāng)t<0時(shí)，u(t)=0，t≥0時(shí)，u(t)=1。

R的選取既要使包含在窗口內(nèi)的投影點(diǎn)的平均個(gè)數(shù)不太少，避免滑動(dòng)平均偏差太大，也不能使它隨著n的增大而增加太高；R可以根據(jù)試驗(yàn)來(lái)確定，取值范圍如下式所示。

(8)

(3)優(yōu)化投影指標(biāo)函數(shù)。當(dāng)指標(biāo)樣本集給定時(shí)，投影指標(biāo)函數(shù)Qa只隨著最佳投影方向a*的變化而變化。最佳投影方向就是最大可能暴露高維數(shù)據(jù)某類特征結(jié)構(gòu)的投影方向?？梢酝ㄟ^(guò)求解投影指標(biāo)函數(shù)最大化問(wèn)題來(lái)估計(jì)最佳投影方向，即：

最大目標(biāo)函數(shù)：

MaxQa=SzDz

(9)

約束條件：

(10)

這是一個(gè)以{a(j)|j=1,2,…,p}為變量的非線性優(yōu)化問(wèn)題，本文選用模擬生物優(yōu)勝劣汰與群體染色體信息交換的加速遺傳算法(RAGA)來(lái)解決高維全局尋優(yōu)問(wèn)題[8]。

(4)等級(jí)評(píng)價(jià)。將最佳投影方向a*代入式(4)，可得評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中樣本點(diǎn)的投影值z(mì)*(i)，根據(jù)各等級(jí)樣本點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的投影值z(mì)*(i)建立投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)模型y*=f(z)，然后計(jì)算極差歸一化樣本的投影值z(mì)(i)，將投影值z(mì)(i)代入投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)模型y*=f(z)后得出各評(píng)價(jià)樣本的所屬等級(jí)，進(jìn)行方案優(yōu)選。

1.2 選取評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)寧夏水資源利用現(xiàn)狀，同時(shí)考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等因素[4,6]。本文在綜合分析前人評(píng)價(jià)指標(biāo)體系選取特點(diǎn)和相應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合農(nóng)業(yè)水資源定義、內(nèi)涵及相應(yīng)研究理論，綜合投影尋蹤技術(shù)特點(diǎn)，從資源利用效率、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益中選取18個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)水資源利用效率的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選取的指標(biāo)基本都是可定量的、可調(diào)控的。農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)體系見(jiàn)表1。

表1 農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

注：指標(biāo)屬性中的“正向”代表越大越優(yōu)，“負(fù)向”代表越小越優(yōu)。

2 農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)實(shí)例研究

2.1 研究區(qū)概況

寧夏回族自治區(qū)位于北緯35°14′30″～39°23′，東經(jīng)104°17′～107°38′50″之間，全境海拔1 km以上，居內(nèi)陸西北高原，跨越西北干旱區(qū)域和東部季風(fēng)區(qū)域；疆域南北狹長(zhǎng)，相距約450 km，東西相距約250 km，面積約為6.6 萬(wàn)km2，占國(guó)土總面積的0.7%；氣候?yàn)榈湫痛箨懶园敫珊蛋霛駶?rùn)氣候，具有冬寒長(zhǎng)、夏熱短、春暖快、秋涼早，干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈，日照充足、晝夜溫差大，氣象災(zāi)害頻繁等特點(diǎn)。年平均降水量在305 mm，且60%集中在夏季，年蒸發(fā)量達(dá)1 800 mm。無(wú)霜期5個(gè)半月左右[13,14]。

寧夏水資源十分貧乏，水資源指數(shù)排在全國(guó)最末。全區(qū)地表水資源8.89 億m3，地下水資源25.3 億m3，扣除地表水與地下水的重復(fù)計(jì)算量23.7 億m3，綜合水資源總量為10.49 億m3[17]。

2.2 評(píng)價(jià)樣本數(shù)據(jù)

本文對(duì)2015年寧夏5市農(nóng)業(yè)水資源利用效率進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。指標(biāo)原始數(shù)據(jù)來(lái)自2016年《寧夏統(tǒng)計(jì)年鑒》和2015年《寧夏水資源公報(bào)》等，部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算所得。建立的投影尋蹤等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在借鑒相關(guān)研究的基礎(chǔ)上[15,16]，結(jié)合國(guó)內(nèi)大部分城市的指標(biāo)現(xiàn)狀值，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，比較客觀的有層次的反映行政區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率狀況。評(píng)價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)與評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

2.3 模型建立與求解

(1)指標(biāo)數(shù)據(jù)極差歸一化。根據(jù)公式(2)和(3)分別對(duì)評(píng)價(jià)樣本和評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差歸一化處理，使得所有數(shù)據(jù)的范圍在[0,1]之間，最優(yōu)的是1，最差為0。歸一化結(jié)果如表3所示。

(2)評(píng)價(jià)模型最佳投影方向確定。本文采用MATLAB軟件，編寫(xiě)相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，采用加速遺傳算法進(jìn)行多次迭代試驗(yàn)，求得最大目標(biāo)函數(shù)值為4.704 6，基于等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的最佳投影方向向量為：a*=[0.301 8，0.319 1，0.070 5，0.400 2，0.176 3，0.148 8，0.325 1，0.242 4，0.132 1，0.161 6，0.250 5，0.171 6，0.180 3，0.239 3，0.242 1，0.326 3，0.121 6， 0.135 5]。

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

(1)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重判定。通過(guò)模型建立和求解得最佳投影方向向量后，根據(jù)最佳投影方向向量中各指標(biāo)的分量大小，可以確定影響農(nóng)業(yè)水資源利用效率的指標(biāo)權(quán)重。將各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行排列，分量值越大，說(shuō)明該項(xiàng)指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的影響程度越大。單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重判定結(jié)果及大小排序見(jiàn)表4。

從單項(xiàng)指標(biāo)最佳投影向量和指標(biāo)權(quán)重排序可以看出對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率影響較大的指標(biāo)有：農(nóng)業(yè)用水比例、人均生態(tài)環(huán)境用水量、灌溉水有效利用系數(shù)、水資源利用率、降水效率、人均農(nóng)業(yè)用水量等；而對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率貢獻(xiàn)不明顯的指標(biāo)有：供水模數(shù)、單位面積化肥施用量、地均水資源占有量、污水處理回用率等。認(rèn)為農(nóng)業(yè)用水比例、灌溉水有效利用系數(shù)、水資源利用率、降水效率等指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源的利用效率貢獻(xiàn)最大，屬于關(guān)鍵指標(biāo)，在建立指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)該重視；污水處理回用率、供水模數(shù)與單位面積化肥施用量等指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的貢獻(xiàn)較小，應(yīng)該考慮重新調(diào)整。

表2 農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)歸一化結(jié)果

表4 單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重判定結(jié)果及大小排序

(2)等級(jí)評(píng)價(jià)函數(shù)建立與分析。將最佳投影方向向量a*代入公式(4)，求得評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的投影特征值z(mì)*(i)=(3.945 1，2.668 5，1.657 2，0.810 6，0)，即農(nóng)業(yè)水資源利用效率等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的投影特征值分別是3.945 1，2.668 5，1.657 2，0.810 6，0。以投影特征 為縱坐標(biāo)，農(nóng)業(yè)水資源利用效率等級(jí)為橫坐標(biāo)，繪制等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)投影特征值與農(nóng)業(yè)水資源利用效率間的關(guān)系圖(見(jiàn)圖1)，根據(jù)關(guān)系圖的變化趨勢(shì)，建立投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)函數(shù)。

圖1 等級(jí)評(píng)價(jià)關(guān)系圖

本文是基于一維線性投影的，所以評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)投影特征值與農(nóng)業(yè)水資源利用效率等級(jí)之間滿足y=-1.016 1z+4.845 5，R2=0.990 5，線性關(guān)系較好，可用等級(jí)評(píng)價(jià)函數(shù)y=-1.016 1z+4.845 5 對(duì)2015年寧夏5市農(nóng)業(yè)水資源利用效率的高低進(jìn)行判定。根據(jù)式(4)求得寧夏銀川市、石嘴山市、吳忠市、固原市、中衛(wèi)市農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)模型的投影值為：1.910 3、1.860 2、1.436 2、1.739 9、1.156 9，將投影值帶入函數(shù)y=f(z)得出2015年寧夏5市農(nóng)業(yè)水資源利用效率等級(jí)值分別為：2.904 4，2.955 3，3.386 1，3.077 6，3.670 0。

可以看出2015年寧夏5市農(nóng)業(yè)水資源利用效率的高低程度：①利用效率較高的城市為銀川市、石嘴山市、固原市，接近Ⅲ級(jí)中等水平。主要因?yàn)殂y川市和石嘴山市位于寧夏引黃灌區(qū)，近年來(lái)在國(guó)家和地區(qū)政府的倡導(dǎo)下大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，打造現(xiàn)代節(jié)水城市，故農(nóng)業(yè)水資源的利用效率較高；而固原市地處寧南山區(qū)，年降雨較為豐沛，但水資源總量短缺，生產(chǎn)生活所需水大多來(lái)自天然降水，更重視水資源的利用效率，所以農(nóng)業(yè)水資源利用效率靠前；②寧夏中衛(wèi)市農(nóng)業(yè)水資源利用效率接近Ⅳ級(jí)較低水平。主要由于中衛(wèi)處在寧夏中部干旱帶，那里常年干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，再加上硒砂瓜和枸杞等經(jīng)濟(jì)作物多屬好水作物，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)與損失較多，使得農(nóng)業(yè)水資源利用效率低下；③各市農(nóng)業(yè)水資源利用效率按高到低的順序依次是：銀川市>石嘴山市>固原市>吳忠市<中衛(wèi)市。其中固原市和吳忠市接近Ⅲ級(jí)中等水平，而中衛(wèi)市的農(nóng)業(yè)水接近Ⅳ水平的；④從以上分析可以看出2015年寧夏5市農(nóng)業(yè)水資源利用效率不高且不平衡，與國(guó)內(nèi)、國(guó)外利用效率高的城市相差較大，應(yīng)該注重農(nóng)業(yè)水資源的重復(fù)利用，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，采取措施減少水資源的無(wú)效利用，提高利用效率。

(3)評(píng)價(jià)指標(biāo)貢獻(xiàn)度判定。利用公式zij=ajxij可以求得 樣本 指標(biāo)在最佳投影方向上的分量值，由于各指標(biāo)在最佳投影方向上的投影分量值代表了其對(duì)該地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的貢獻(xiàn)大小，且分量值越大，貢獻(xiàn)越大，將各指標(biāo)按照對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率貢獻(xiàn)從大到小的順序排列后，可以清楚地看出各指標(biāo)對(duì)各地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的影響程度。各指標(biāo)的投影分量大小及貢獻(xiàn)度見(jiàn)表5。

由表5可以看出各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的影響程度：①因各市地理位置及農(nóng)業(yè)用水的結(jié)構(gòu)不同，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)不同地區(qū)的影響程度不盡相同；②銀川市和石嘴山市處于寧夏北部，因黃河過(guò)境，水資源量較為豐沛，農(nóng)業(yè)多以引黃灌溉為主，故而降水效率、農(nóng)業(yè)用水比例、有效灌溉率、萬(wàn)元GDP用水量、單位耕地面積糧食產(chǎn)量等指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的貢獻(xiàn)較大；③吳忠市與中衛(wèi)市地處寧夏中部地帶，屬溫帶大陸性半干旱氣候，降雨稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，生態(tài)環(huán)境惡化嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與治理重視，所以生態(tài)環(huán)境用水指標(biāo)、人均農(nóng)業(yè)用水量、水資源利用率、農(nóng)業(yè)地均灌溉用水量等指標(biāo)的貢獻(xiàn)值較大；④固原市位于寧夏南部，地處黃土高原暖溫半干旱氣候區(qū)，區(qū)域降水差異性大，是寧夏地級(jí)市中唯一一個(gè)非沿黃城市，水資源大多以內(nèi)流河與水庫(kù)為主，農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)與其他市大有不同，使得農(nóng)業(yè)用水比例、灌溉水有效利用系數(shù)、水資源利用率、萬(wàn)元GDP用水量、農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)等成為影響該地農(nóng)業(yè)水資源利用效率的主要指標(biāo)。

與貢獻(xiàn)值大的指標(biāo)相比，對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率貢獻(xiàn)不明顯的指標(biāo)可以得出以下結(jié)論：①銀川市、石嘴山市、吳忠市、中衛(wèi)市具有一致性，農(nóng)業(yè)水資源利用效率系數(shù)、地均水資源占有量、用水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值等指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的貢獻(xiàn)值偏低；②由于固原市境內(nèi)農(nóng)作物種植為旱地，靠農(nóng)業(yè)種植收入較少，加上生態(tài)環(huán)境破壞程度較低，使得農(nóng)民家庭每人年均收入、單位耕地面積糧食產(chǎn)量、生態(tài)環(huán)境用水比例、人均生態(tài)環(huán)境用水量對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率的影響程度較低；③可以看出供水模數(shù)對(duì)寧夏5市的農(nóng)業(yè)水資源利用效率的貢獻(xiàn)值均低，說(shuō)明即使在單位區(qū)域面積上投入量的農(nóng)業(yè)水資源大，但水資源利用效率較低，在未來(lái)行業(yè)發(fā)展中，應(yīng)該大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，打造節(jié)水農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率。

表5 各指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率貢獻(xiàn)值/排序大小

注：貢獻(xiàn)值即為該指標(biāo)在最佳投影方向上的投影分量值，0不代表沒(méi)有貢獻(xiàn)，表示該地區(qū)該項(xiàng)指標(biāo)在所有樣本數(shù)據(jù)的該項(xiàng)指標(biāo)中是最差的。

本文將權(quán)重較大、水平較高的指標(biāo)定義為“優(yōu)勢(shì)指標(biāo)”，需要保持或重點(diǎn)調(diào)控；將權(quán)重較大但貢獻(xiàn)較小的指標(biāo)定義為“短板指標(biāo)”，此類指標(biāo)阻礙地區(qū)提高利用效率的障礙因素，應(yīng)重點(diǎn)調(diào)控指標(biāo)；對(duì)于權(quán)重較小、貢獻(xiàn)值小的指標(biāo)，應(yīng)該淘汰。指標(biāo)篩選結(jié)果見(jiàn)表6。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文從資源利用效率、經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益等3方面入手，建立了基于遺傳投影尋蹤技術(shù)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率評(píng)價(jià)模型，按效率高低劃分為極高、較高、中等、較低、極低等5個(gè)級(jí)別，對(duì)2015年寧夏5個(gè)地級(jí)市的農(nóng)業(yè)水資源利用效率進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出：①農(nóng)業(yè)用水比例、人均生態(tài)環(huán)境用水量、灌溉水有效利用系數(shù)、水資源利用率、降水效率等指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用效率影響較大，在建立評(píng)價(jià)體系時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮這類指標(biāo)；而供水模數(shù)、單位面積化肥施用量、污水處理回用率、地均水資源占有量等指標(biāo)的影響程度不明顯，建立 評(píng)價(jià)體系時(shí)應(yīng)該進(jìn)行淘汰、篩選與調(diào)整；②銀川市、石嘴山市、固原市、吳忠市，處于或接近Ⅲ級(jí)中等水平，而中衛(wèi)市農(nóng)業(yè)水資源利用效率處于Ⅳ級(jí)較低水平。各市農(nóng)業(yè)水資源利用效率按高到低的順序依次是：銀川市>石嘴山市>固原市>吳忠市<中衛(wèi)市；③各市的“優(yōu)勢(shì)指標(biāo)”和“短板指標(biāo)”差異較大，應(yīng)該在綜合考慮各地實(shí)際情況的前提下，進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)的系統(tǒng)建立，使評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可更好地反映農(nóng)業(yè)水資源利用效率。

表6 影響農(nóng)業(yè)水資源利用效率的“優(yōu)勢(shì)指標(biāo)”和“短板指標(biāo)”

從評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重、貢獻(xiàn)值等多角度出發(fā)，對(duì)5市的農(nóng)業(yè)水資源利用效率等級(jí)進(jìn)行判定，對(duì)各指標(biāo)的優(yōu)劣性進(jìn)行了篩選。模型評(píng)價(jià)綜合考慮了指標(biāo)的客觀性和決策者的主觀性，評(píng)價(jià)結(jié)果精確合理，可供區(qū)域農(nóng)業(yè)水資源配置方案評(píng)價(jià)參考。

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