中国水、能源与粮食空间错位演变与优化路径

摘要 水、能源与粮食的协调发展是经济、社会和生态可持续发展的重要支撑，但是受资源禀赋、经济发展等因素的影响，中国水、能源与粮食的空间分布不均衡现象愈加明显，逐渐成为限制彼此发展的障碍。该研究运用标准差椭圆、空间错位指数刻画了中国水、能源与粮食的空间错位态势及其演变趋势，并构建了高铁交通、市场互通等4类空间权重矩阵，采用空间杜宾模型针对性地分析了空间错位的优化路径。研究结果表明：①2005—2020年中国水、能源与粮食三者的空间错位呈现两阶段倒“U”形。其中，2005—2015年三者的空间错位持续加剧，2015—2020年三者的空间错位则呈现转折态势；2020年水、能源与粮食的资源丰裕度重心分别位于湖北省、山西省、山东省。②从空间分布格局来看，以“胡焕庸线”为界，中国水、能源与粮食的空间错位状态呈现明显“东南强、西北弱”的特征；从空间错位程度来看，2005—2020年高错位区、中错位区和低错位区所含省份的数量呈“三角形—梯形—纺锤形”的演变态势。③中国水、能源与粮食三者空间错位的主要影响因素为以气候条件、降雨量等为代表的自然系统因素以及以人才要素、产业结构等为代表的经济社会系统因素，其通过空间邻接、交通互联、市场互通和产业互补等路径影响水、能源与粮食的空间错位状态。基于此，建议以铁路交通网络建设、市场开放与一体化和产业互补性发展等为抓手，有效提升资源利用水平，进一步推动信息技术等资源跨区协同共享，深化区际分工合作促进产业转型，进而缓解中国水、能源与粮食空间错位。

关键词 水；能源；粮食；空间错位；优化路径

中图分类号 F329. 9 文献标志码 A 文章编号 1002-2104（2024）12-0132-09 DOI：10. 12062/cpre. 20240517

水、能源与粮食是人类赖以生存与发展的基础性战略资源［1］。从全球范围来看，在粮食生产和能源开采所需要的各类资源投入中，水资源占比分别约70%、15%［2］；水资源开发所投入的各类资源中，能源占比约8%［3］；水和能源开发与利用所投入的劳动力以及生物质能源，亦离不开粮食消耗。可见，水、能源与粮食相互作用深刻影响着人类的生产、生活和生态环境。由于经济的快速发展和人口的增长，中国对水、能源与粮食的需求在不断增加。据统计，2005—2022年，中国粮食消费量由4. 96 亿 t增加至7. 98 亿 t、用水总量由5 573 亿 m3增加至5 998. 2亿 m3、以煤炭为代表的能源消耗由26. 14 亿 t 增加至54. 1亿 t①。然而，受资源禀赋、经济发展和国家重大工程等因素的影响，中国水、能源与粮食的空间分布并不均衡，资源匹配错位现象愈加明显。一方面，受季风气候影响，中国水资源呈现“南多北少”的特点［4］，而在人口流动、种植结构、供需矛盾等因素的综合影响下［5-6］，粮食生产向“北粮南运”转变［7］，但以煤炭为代表的能源资源却主要集中在内蒙古等西部地区［8］，三者在空间上的错位（以下简称空间错位）较为明显，并逐渐成为限制彼此发展的障碍［9］。另一方面，水资源丰裕度重心整体由西北向东南方向移动［10］，以煤炭为主的能源重心逐渐向西部转移，粮食生产则呈现出北移的趋势［11］，三者之间的空间偏离进一步深化了彼此的空间错位程度。因此，科学测度中国水、能源与粮食的空间错位状态与演变态势，探究空间错位的优化路径，对于推动经济社会可持续发展具有重要意义。

1 文献综述

空间错位理论较早用于分析城市空间快速重构对弱势群体居住和就业机会的影响［12］。随着研究不断深化，空间错位理论被进一步应用于资源空间分布相关领域研究。为研究水、能源与粮食的空间分布状态，一些学者运用重心迁移模型、标准差椭圆［13］等方法，从国家和省域尺度，对水、能源与粮食等单一资源要素的空间分布及其演变特征进行了分析［14］。在此基础之上，为进一步剖析要素之间的空间错位状态，部分学者对耕地面积［15］、经济水平、人口数量［ 16］等要素两两之间的空间错位关系进行了研究。其中，王楠等［15］运用空间错位指数，发现中国的粮食产量和耕地面积由东到西呈现正向错位到负向错位的空间分布特征。罗秀丽等［17］通过分析1990—2017年全球人口与粮食时空格局发现，包含中国在内的诸多国家和地区的人口与粮食重心存在显著的空间错位。刘楚杰等［11］聚焦水资源约束下的国家粮食安全问题，运用重心模型从全国和区域层面刻画了粮食生产与水资源之间的矛盾。