农牧交错区农业资源利用与优化模式<br/>——以榆林市为例

农牧交错区农业资源利用与优化模式
——以榆林市为例

2023-10-21武文豪杨琰瑛马田田李瑞师荣光

农业资源与环境学报 2023年5期

武文豪，杨琰瑛，马田田，李瑞，师荣光*

（1.农业农村部环境保护科研监测所，天津 300191;2.榆林市农业科学研究院，陕西榆林 719000）

我国北方农牧交错区是世界四大农牧交错区之一，总面积约为6.55×105km2，占我国陆地总面积的6.82%[1-2]。该区域生态相对脆弱，土地贫瘠，植被覆盖度差，易发生沙化和水土流失等退化问题[3-4]。同时，农牧交错区也是我国重要的农牧业生产基地，近几十年来承载和解决了上亿人口的温饱问题，承担着重要的农业生产功能[5]。自进入21世纪以来，我国耕地面积和灌溉面积以及粮食主产区在北方不断集中，北粮南运进一步加剧了水土资源的空间错位[6]。在气候变化和粮食生产结构调整的背景下，我国农业格局发生了变化，农业结构优化调整，作物适宜边界与粮食生产重心北移，耕地面积向北、向西扩张，农牧交错区旱作农业规模不断扩大，其保障耕地安全与粮食安全的功能愈发突显[7-9]。但是，农牧交错区资源短缺和土地退化威胁严峻，土壤退化与养分流失、生物多样性降低、土地生产力下降，以过去粗犷的资源开发利用模式扩大粮食生产可能会加剧农牧交错区土地、水等自然资源与当地农村经济的矛盾[10]。因此，为实现农牧交错区农业可持续发展，需要明确其农业资源利用现状与面临的关键问题，探索优化利用模式。

针对农牧交错区的农业资源利用与优化问题，国内外学者开展了广泛的研究，在水资源方面，开展了基于超效率模型的水资源利用效率评价以及基于虚拟水的水资源优化利用等研究[11]；在土地资源方面，广泛开展了干旱退化土地治理与可持续利用[12-13]、土地利用优化配置和耕地适宜性研究[14-15]等；在气候资源方面，开展了诸如农业气候资源时空变化特征[16]、气候变化对作物适宜性的影响以及光温生产潜力变化[17-18]等研究。这些研究多针对单资源要素，在评价方法、优化配置、可持续利用以及动态特征等方面取得了一系列成果。而随着研究的不断深入，农业资源之间相互耦合以及与非农业部门的相互影响的研究逐渐增多，如土地利用变化下的水资源供需响应与优化[19]、气候变化下耕地扩张与耕作适宜性变化[20]、水土资源的时空耦合以及农业资源利用效率与经济效益协同研究[21-22]。农业资源研究逐渐趋于系统化，将资源优化与实际需求相结合的农牧交错区农业发展理论与实证研究成为重点，先后出现了一系列符合可持续目标的农业资源优化利用模式，如生态经济模式[23]、循环经济模式[24]、农牧业纵横一体化模式[25]和退化土地治理驱动模式[26]等。当前，农牧交错区农业可持续发展面临诸多问题，为破解水土资源约束、过度开发、发展滞后等难题而提出的诸多发展模式具有一定的现实意义，在特定地区的发展实践中取得了成效。但农牧交错区地域广阔，资源禀赋与发展机遇也不尽相同，因地制宜地开展农业资源优化利用模式以及不同模式的适用条件与应用研究，更符合农牧交错区农村实际与农业发展需求。尤其在当前气候变化背景下农牧交错区的农业资源格局与利用发生了转变，区域农业生产迎来新的机遇与挑战。农产品生产与消费的空间错位也是农业资源尤其是水土资源的虚拟转移，新格局下农牧交错区农业资源的开发利用面临更高的要求[27]。

因此，明晰气候变化背景下农牧交错区农业生产地域格局与关键农业资源的开发利用现状，定位农业资源利用存在主要问题，对农牧交错区合理开发利用农业资源、提高农业生产水平、提炼农业资源优化利用模式、支撑区域农业高质量发展具有重要的意义。本研究以榆林市为例，采用重心模型、超效率SBM 模型和时空分析等方法分析1990—2019 年榆林市气候、耕地、水和种质等农业资源的利用现状、趋势以及面临的机遇和问题，并结合分析结果与当地实践提出农牧交错区农业资源优化利用模式。

1 区域概况与研究方法

1.1 研究区概况

榆林市位于陕西省北部，是陕西、内蒙古、山西、宁夏和甘肃五省（自治区）交界地区，总面积43 578 km2，是陕西省面积最大的地级市。榆林市地处农牧交错区，属于典型的生态脆弱区，其北部大部分位于毛乌素沙地，南部为黄土丘陵区。得益于近些年的退耕还林还草以及治沙造地政策，2020 年统计数据显示榆林市的林草地面积占总面积的60%以上。近年来榆林市面临产业转型、生态安全与高质量发展以及乡村振兴等重要发展窗口的历史机遇，农业在其中扮演了重要角色，也是区域转型升级的重要支撑。作为陕西省重要的“第二粮仓”，榆林市亟需明确新形势下现代农业的发展定位，发挥资源优势，探索以规模化、机械化和可持续为核心的农业发展模式，支撑榆林地区的转型升级与高质量发展。

1.2 模型方法与数据处理

1.2.1 重心模型

为了深入揭示案例区耕地与粮食生产在区域尺度的发展演化规律，本研究引入重心模型，测算了榆林市所在的陕西省的耕地与粮食生产重心的时空演变过程，在区域尺度上揭示榆林市农业定位与功能的转变。重心计算公式为：

式中：Ti(i=1,2,3,…,n)表示第i个县域的耕地面积或粮食生产的总量，hm2或t；（xi，yi）为该县域行政重心地理坐标；（xj,yj）为第j年耕地或粮食生产的重心。

1.2.2 超效率SBM模型

超效率SBM 模型是Tone[28]于2002 年提出的对传统SBM 模型和DEA 模型进行优化后的模型。该模型具有评价结果横向可比性强的优点，解决了SBM 模型计算出的最大值为1 而导致无法对创新有效的地区进行比较的问题[29]。为了进一步分析榆林市农业水资源利用效率的差异及随时间变化趋势，本研究采用榆林市的农业增加值及粮食产量作为产出要素，以耕地面积、农业用水量及农业机械总动力作为投入要素，利用超效率SBM 模型计算农业水资源利用效率，以此来判别榆林市农业水资源利用随时间的变化情况。模型如下：

式中：n代表决策单元（DMU）数量，每个DMU 由投入m、期望产出r1和非期望产出r2构成；x、yd、yu为响应的的投入矩阵、期望产出矩阵和非期望产出矩阵中的元素；ρ为水资源利用效率值。

1.2.3 数据来源与处理

本研究所使用的陕西省各市的粮食产量和耕地面积数据以及榆林市农业增加值、粮食产量、耕地面积、农业用水量及农业机械总动力等农业相关数据来源于《陕西统计年鉴》（1990—2019 年）和《榆林统计年鉴》（1990—2019 年），其中榆林市水资源利用和耕地利用的部分数据来自当地水利局、农业农村局、自然资源局和榆林市农科院等相关部门。榆林市气温、降水、无霜期和积温等气象数据来源于气象站点观测数据，其中无霜期采用榆林市内各区县的平均值来表示，气温采用一年内的每日平均温度，降水采用一年内的降水累计值，积温采用≥0 ℃和≥10 ℃的活动积温，利用五日滑动平均法计算。

2 榆林市农业资源利用现状

2.1 榆林市农业规模与结构

通过引入重心模型计算1990—2019年近30年间陕西省耕地重心与粮食生产重心的动态变化轨迹，发现陕西省耕地重心与粮食生产重心不断北移，这一趋势与全国耕地和粮食生产格局的变化趋势相一致[7，30]。陕北地区农业定位与功能发生转变，逐渐成为农业发展与粮食安全保障的重点区域。

陕西省耕地重心和粮食生产重心的变化趋势如图1 所示。1990—2019 年，陕西省耕地重心不断北移，东西方向上的移动较小，在地理空间上由铜川市耀州区（耀县）移动至延安市黄陵县，累计向北移动38.40 km，其中1990—2000 年期间向北移动8.09 km，2000—2010 年期间向北移动4.91 km，2010—2019 年期间向北移动幅度最大，达到25.40 km。与耕地重心的移动规律相似，1990—2019 年间陕西省粮食生产重心也在不断北移，东西方向上的移动较小，在地理空间上由泾阳县移动至铜川市耀州区，30 年间累计向北移动72.51 km，其中1990—2000 年粮食生产重心保持相对稳定，仅向北移动0.34 km，2000—2010年期间向北移动31.04 km，同样在2010—2019 年间向北移动幅度达到最大值，为41.13 km。从时间区间上来看，陕西省耕地重心快速向北移动开始的时间相较于粮食生产重心更早，2000—2010 年，陕西省粮食生产重心北移的趋势加快。究其原因主要是陕北地区土地整治与农田建设项目增多，土地开发新增耕地面积增大，尤其是在“十二五”期间，提出了在陕北建设陕西省“第二粮仓”的目标，也促进了榆林市耕地的开发与农业生产能力提升。另一方面，粮食种植结构的调整一定程度上影响了耕地重心和粮食生产重心的移动，玉米、薯类等产量较高的粮食作物在陕北地区的播种面积增加，也导致了粮食生产重心的北移。

图1 1990—2019年陕西省耕地重心和粮食生产重心变化Figure 1 Changes in the gravity center of cultivated land and grain production from 1990 to 2019 in Shaanxi Province

榆林市农业发展具有后备耕地资源充足、作物品种多样、光温生产潜力较高以及水热资源相对均衡等优势，2000—2019 年其耕地与农业规模不断扩大，逐渐成为陕西省的重要“粮仓”。

2.2 榆林市农业资源利用

农业资源主要包括土地资源、水资源、气候资源、生物资源等自然环境要素以及农业劳动力、农业技术、农业机械等社会经济要素，是农业生产的基础，其中社会经济要素受人类活动影响，也是人类参与农业系统的重要体现，而自然环境要素则具有更强的地域性、有限性、整体性和稳定性，由此形成了不同的农业生产类型。本研究分别从气候资源、耕地资源、水资源以及种质资源多角度分析榆林市农业资源的利用现状与趋势。

2.2.1 气候资源

榆林市位于毛乌素沙地和黄土高原的过渡带，区域内包含了黄土丘陵区与风沙草滩区，农业生产经营方式较为多样，农业生产受气候变化影响较大。为探究榆林市1990—2019 年农业生产气候要素的变化趋势，选取气温、降水、无霜期和积温等气候指标分析其变化趋势。

如图2 所示，榆林市1990—2019 年年均气温、年均降水量以及无霜期天数均呈现升高趋势，年日照时数无明显变化。1990—2019 年榆林市年均气温变化范围为7.7～10.5 ℃，平均气温倾向率为0.06 ℃·a-1，年均降水量变化范围为210～637 mm，平均降水倾向率为3.31 mm·a-1，无霜期变化范围为136～260 d，平均无霜期倾向率为2.82 d·a-1，年日照时数变化范围为2 377～3 038 h，平均日照时数倾向率为0.98 h·a-1。榆林市年均气温、年均降水量以及无霜期天数的倾向率均为正值，且变化幅度较为明显，年日照时数倾向率虽为正值，但相较于日照基数，变化幅度不明显。

图2 1990—2019年榆林市农业气候资源年际变化趋势Figure 2 Interannual variation trends of agricultural climate resources in Yulin from 1990 to 2019

相较于温度和降水数据，≥0 ℃和≥10 ℃活动积温通常代表了对喜凉及喜温作物全生育期的热量要求的满足度，是农业生产中较为重要的气候指标。通过对气象站点观测数据分析，结果（图3）表明区域内1990—2019 年≥0 ℃活动积温平均为3 847.3 ℃·d，最高为4 172.9 ℃·d（2006 年），最低为3 508.3 ℃·d（1996 年），倾向率为16.10 ℃·d·a-1；≥10 ℃活动积温平均为3 219.9 ℃·d，最高为3 700.8 ℃·d（2016 年），最低为2 811.4 ℃·d（1994年），倾向率为20.63 ℃·d·a-1。从图3 以及倾向率可以看出，榆林市≥0 ℃和≥10 ℃积温的上升趋势明显，且≥10 ℃积温的增幅大于≥0 ℃积温的增幅。

图3 1990—2019年榆林市活动积温年际变化趋势Figure 3 Interannual variation trends of active accumulated temperature in Yulin from 1990 to 2019

气候要素的整体变化趋势有利于榆林市农业生产，具体体现在平均气温和积温的升高、降水量增加以及无霜期延长，这使榆林气候适宜种植面积扩大，适宜作物种植类型增加乃至作物品质提升，榆林市作物气候生产潜力也相应地有所提高。尽管也存在诸如气温升高导致的病虫害风险、降水不稳定产生的干旱风险等潜在负面影响，但总体来看榆林市气候资源的时空演变趋势对于提升粮食生产能力的正向影响大于负面影响。

2.2.2 耕地资源

在农业生产气候要素变化的背景下，榆林市农业生产潜力提升，区域农业生产格局与重心逐渐北移，榆林市耕地面积的变化呈现先下降再上升最后相对稳定的特征（图4）。退耕还林（草）政策实施以来，榆林市耕地面积的变化趋势可分为3个阶段：

图4 2000—2020年榆林市耕地面积变化Figure 4 Changes of cultivated land area in Yulin from 2000 to 2020

第1阶段（2000—2005年）：榆林市沙地区县和黄土区县耕地面积快速减少，总耕地面积由2000 年的5.96×105hm2减少至2005 年的5.06×105hm2，5 年内共减少约9.00×104hm2，其中沙地区县耕地面积减少3.90×104hm2，黄土区县减少5.10×104hm2，黄土区耕地面积减少幅度更大。此阶段耕地面积减少的主要原因是退耕还林（草）政策下坡耕地、沙耕地等低质耕地退还为生态用地，以及快速城市化导致的交通和建设用地占用耕地资源。

第2阶段（2005—2017年）：此期间榆林市耕地面积呈逐年增加趋势，总耕地面积由2005 年的5.06×105hm2增长至2017 年的7.88×105hm2，共增加2.82×105hm2，其中沙地区县耕地面积增加2.47×105hm2，黄土区县增加3.50×104hm2，榆林市耕地面积的增加主要来源于沙地区县耕地面积的增加。此阶段耕地面积增加的主要原因是榆林市耕地开发以及高标准农田建设。在榆林市毛乌素沙地区，经过多年的人工治理，许多沙地变成绿洲、农田，这也是榆林市耕地面积连年增加的重要原因之一。

第3阶段（2017—2020年）：此期间榆林市耕地面积呈稳定态势，总耕地面积由2017 年的7.88×105hm2增长至2020 年的8.02×105hm2，仅增加1.40×104hm2，其中沙地区县耕地面积增加2.60×104hm2，黄土区县减少1.20×104hm2，榆林市耕地面积的增加主要来源于沙地区县耕地面积的增加。此阶段耕地面积相对稳定的原因是榆林市的农业发展转型，由追求耕地数量与农业规模逐渐向提质增效的高质量发展模式转变。

综合来看，沙地区成为榆林市近20 年来的主要土地整治开发区，沙地区耕地面积增加了2.33×105hm2，不仅弥补了黄土区因退耕还林减少的耕地，更成为榆林市补充耕地资源、建设高标准农田的重要来源。

从播种面积的变化情况来看，榆林市农作物播种结构20 年间发生了较大的变化（图5）。2000—2020年农作物总播种面积由5.53×105hm2增加至8.25×105hm2，其中粮食作物播种面积由4.94×105hm2增加至7.19×105hm2，经济作物播种面积由5.88×104hm2增加至1.06×105hm2，粮-经作物播种比例基本保持稳定。在粮食作物中，播种结构也发生了较大变化，尤其是小麦、玉米和薯类的播种面积变化较大。小麦播种面积由2.80×104hm2锐减至134 hm2，玉米和薯类的播种面积分别由6.60×104hm2和1.26×105hm2大幅度增加至2.61×105hm2和1.71×105hm2。由此可见，近20 年榆林市玉米和马铃薯播种面积大幅增加，这与沙地的整治开发密切相关。新开发耕地分布集中、地势平坦、土传病害风险轻、机械化程度高，在农村劳动力紧张的情况下更适宜种植玉米和马铃薯，同时消费者对农产品需求结构的变化导致青饲料需求的增加，而玉米和马铃薯的副产物是优质的青饲料来源。

图5 2000—2020年榆林市不同作物播种面积变化趋势Figure 5 Change trends of different crops' sown area in Yulin from 2000 to 2020

图6 显示了榆林市粮食单位面积产量与复种指数的变化情况，表明榆林市近20 年的耕地利用强度与耕地生产能力有所提升。2000—2020 年，榆林市粮食单位面积产量由1.44 t·hm-2提高至3.53 t·hm-2，复种指数由0.93提升至1.03，2016年以前两者均呈现波动上升的趋势。但与同处于农牧交错区的延安市与吴忠市对比，2020 年两地的粮食单位面积产量分别高出榆林市38.95%和49.69%，榆林市的耕地质量、耕地利用强度和种植结构仍存在较大的提升与优化空间。

图6 2000—2020年榆林市粮食单位面积产量与耕地复种指数变化趋势Figure 6 Change trends of grain yield per unit area and multiple cropping index of cultivated land in Yulin from 2000 to 2020

综合来看，近20 年来榆林市耕地资源数量不断增加，粮食作物种植结构持续调整，耕地利用强度与产出能力也逐渐增大，沙地区成为榆林市补充耕地资源、建设高标准农田的重要来源。但另一方面，受制于沙地本身的水土资源约束，榆林市新增耕地的质量仍有待提高，当前耕地资源利用效益弱于周边地区。

2.2.3 水资源

榆林市地处中纬度地区的中温带区，属黄河流域，干旱缺水，多年平均年降雨量约400 mm，降雨主要集中在夏季和秋季，北部风沙滩区降水量低于南部黄土丘陵区。黄河干流流经府谷、神木、佳县、吴堡、绥德、清涧6县（市），总流域面积32 564 km2，占榆林市土地面积的74.7%，其中支流秃尾河发源于风沙滩区，是榆林少有的清水河。位于榆林北部沙地区县的黄甫川、清水川、孤山川、石马川、窟野河等流域植被覆盖差，水土流失严重，水资源总量高但开发利用难度大。

榆林市每平方千米产水模数仅为6.13×104m3，人均水资源量为780 m3，仅为全省人均水资源量的64%、全国人均水资源量的36%，远低于全省、全国平均水平，属重度缺水地区。近年来榆林市各行业用水量如表1 所示，2020 年榆林总用水量1.12×109m3，其中地表水源供水量4.89×108m3，占总供水量的43.62%；地下水源供水量6.17×108m3，占总供水量的55.04%；其他水源供水量1.50×107m3，占总供水量的1.34%。分行业来看，农业用水量最多，占总用水量的62.02%；工业用水量次之，占总用水量的25.18%；居民生活用水量和生态环境用水量分别占总用水量的11.65%和1.15%。

表1 2010—2020年榆林市各行业用水量Table 1 Water consumption of various industries in Yulin from 2010 to 2020

由表1可知，榆林市2010—2020年用水总量不断增加，工业、生活和生态用水量和用水占比均呈现上升趋势，农业用水量保持相对稳定，农业用水占比呈降低趋势，仅在2020 年农业用水量和用水占比有较大幅度的增加。近10 年，农业用水量占全市用水总量的55.25%～71.09%，工业用水量占全市用水总量的18.73%～27.98%，生活用水量占全市用水总量的9.68%～14.86%，生态用水量占全市用水总量的0.50%～2.21%。2010—2019 年榆林市农业水生产率也呈现持续增加的趋势，但在2020年发生了较大幅度的降低（图7），2020年榆林市农业用水量的突然增加，一方面是由于降水量相较于往年偏少，尤其是在农作物播种生长的关键春夏季，榆林市在2020年遭遇了自1995年以来最严重的春夏连旱，导致农业用水量的突然增加；另一方面是因为近年来榆林市陆续开展了大规模的土地整治和农田建设项目，农田灌溉和基础设施条件不断改善[31]，尤其在2020 年新建高标准农田1.85 万hm2，水浇地面积增加1.34 万hm2，这也导致了农业用水量的增加。从趋势上来看，随着榆林市社会经济发展以及农业规模持续扩大，各行业部门的需水量增加，农业用水量的增加导致农业水生产率降低，使得本就处于干旱缺水区的榆林市的水资源约束问题日益凸显，农业水资源利用模式需要进一步优化。

图7 2010—2020年榆林市农业用水量与农业水生产率Figure 7 Agricultural water consumption and agricultural water productivity in Yulin from 2010 to 2020

为了进一步分析榆林市农业水资源利用效率的差异及随时间变化趋势，采用2010—2019 年榆林市的农业增加值及粮食产量作为产出要素，耕地面积、农业用水量及农业机械总动力作为投入要素，利用超效率SBM 模型计算农业水资源利用效率，以此来判别榆林市农业水资源利用随时间的变化状况。

如图8所示，榆林市2010—2019年农业用水效率整体呈现显著上升的趋势，从0.414 提升至1.039，农业用水效率超过陕西省平均水平，由2010 年的全省最低水平提高到全省平均水平之上。通过与其他地市的对比发现，近10 年来榆林市农业用水效率的升幅超过其他地市，农业生产条件与农产品生产能力有了显著改善，这与榆林市农业技术的进步以及农业发展策略密切相关。榆林市的农业发展较为复杂，黄土区土质相对较好，但与沙地区类似，都面临水资源不足以及生态超载的风险，沙地区土地资源充足，光热条件较好，地势相对平坦，中低产田可改造潜力大，后备资源丰富。随着土地整治工程、农业结构调整以及农业节水技术等的实施，榆林市农业用水效率有了长足改善，农业系统的生产与生态功能仍具有较大发展潜力，需要进一步挖掘。

2.2.4 种质资源

榆林市是国内优质种子生态区，发展种子生产条件十分优越。玉米、马铃薯、小杂粮、瓜菜等作物种子产量高、成本低、纯度高、病虫害轻、商品性好，是国家级杂交玉米种子基地，省级重点小杂粮、马铃薯种子生产基地。据榆林市农业农村局工作报告显示，2019年榆林市良种覆盖率在80%以上。

根据榆林市各县区的农产品产量数据、榆林市相关发展规划以及各县市的农业工作报告，得到榆林优秀种质与特色产业的分布情况，具体如表2 所示。榆林市北部沙地区县是马铃薯优势产区之一，也是设施农业、肉羊和小杂粮等农牧业的重要生产基地，而南部黄土丘陵区县则连接陕西优质苹果集中连片基地，是榆林重要的特色生态产区，山地苹果、红枣和小杂粮等优质种质资源是南部县区挖掘农业经济潜力与发展现代农业的重要支撑。以苹果、蔬菜、马铃薯和肉羊特色产业为主，小杂粮、中药材等区域特色产业为辅的农业特色产业体系充分发挥榆林市种质资源质量高、品种丰富的优势，近年来，榆林市先后选育、示范、推广了包括玉米、马铃薯和小杂粮等在内的60余个新品种，为榆林乡村发展与现代特色农业发展提供了有力支撑。

榆林市作物种类丰富、品种优良，具备良好的发展马铃薯、小杂粮、肉羊和红枣等特色农业的基础，同时经济增长也带动相关特色农业产品市场的扩大，榆林市优质种质资源具有广阔的应用空间。但是从榆林市当前农业发展的现状来看，一方面榆林大量新垦耕地质量较差，农田水利基础设施相对薄弱，农业抗风险能力不足，难以发挥种质资源的生产潜力；另一方面，农产品的结构性问题日益凸显，种植业内部结构以及种养间结构均存在不平衡问题，高品质、特色农产品数量不足，青饲料产量难以满足牧业发展需要，农产品供给结构与消费需求结构存在错位现象。因此，为更好地发挥榆林市的优质种质资源优势，需要进一步开展实施土地整治工程，提升耕地质量，优化农业水土资源利用，调整农业种植结构，把“良种”播种在“沃土”上。

3 榆林市农业资源利用面临的问题与机遇

从上述分析中可以发现，榆林市的农业综合生产能力与产业规模均在不断扩大，农业气候生产潜力不断提升，农业资源利用效率相较于本世纪初期有所改善，农业系统发展态势良好。但同时榆林市是典型的旱作农业与农牧过渡地区，存在水资源分布不均、耕地质量参差不齐、水土资源空间错位、农业发展模式粗放以及生态环境脆弱等现实难题。从农业气候资源、耕地资源和水资源利用的时空格局变化的趋势来看，区域农业重心不断北移，使得榆林农业在区域国民经济社会发展与粮食安全战略中的地位不断提高，逐渐成为发展现代农业、保障粮食安全和探索生态农业的先行区与特色区。

榆林市地处农牧交错区，区域受干旱、风沙影响，水土资源的结构性短板一直以来是榆林市农业资源可持续利用与农业发展的关键约束。随着土地整治修复技术、节水农业技术以及农田管理技术的不断进步，耕地质量、农业用水效率以及农业综合功能不断提高，在一定程度上释放了榆林广大沙地区域的农业发展潜力。作为资源型城市，榆林的发展也亟需转型，从近20 年的榆林市产业结构以及农村劳动力就业结构变化来看，榆林市以能源化工为主的第二产业长期以来支撑着经济的不断发展，但能源资源开发的高效益导致榆林产业挤出效应，农业发展存在一段时间的滞后期以及区域不均衡现象，以能源资源开发为主的第二产业对劳动力尤其是农村劳动力的吸纳能力有限，榆林市就业结构与产业结构脱节，农村劳动力转移困难，能源产业存在“富市不富民”的问题。近年来，榆林市第一产业增长较快，与周边地理位置、气候环境接近的地市相比，第一产业总量较大，后备资源丰富，农业发展比较优势明显。受供给侧改革以及区域发展转型升级的影响，自2015 年以来，榆林市农业比例趋于稳定，现代特色农业成为榆林市乡村发展、农民增收、产业转型的重要支撑，发展现代农业、建设“陕西第二粮仓”是对国家粮食安全战略的重要支撑，同时也是区域转型发展的重要抓手。为应对粮食安全战略定位、气候变化以及农产品需求结构变化的影响，榆林市农业结构仍需优化，以土地整治、良种培育以及节水灌溉为核心的现代农业技术的应用需要探索因地制宜的模式，为实现榆林市的农业现代化与高质量发展提供基础保障。

4 农牧交错区农业资源利用优化模式

通过对农业资源利用现状的分析发现，榆林市不同区域农业资源基础条件与面临的问题存在差异，南部黄土区水土流失问题严峻，生态风险较高，耕地破碎化严重，农业规模化与集约化难以实现，农业资源开发利用难度大。从种质资源与特色农业分布上也能看出，黄土区的优势在于山地苹果、红枣、小杂粮和中药材等特色农业，整体以山地农业和沟道农业业态为主，农业发展核心应挖掘生态产业经济，农业经营规模小、中间环节多、传统经营模式比例高、农业成本较大，受自然灾害和市场竞争的双重压力，未来发展方向更倾向于特色化、生态化与精细化，探索产业链的延伸与融合模式。相比之下北部沙地区发展现代农业有其自身独特优势，随着土地科学、资源科学与农业科学水平的不断进步，沙地农业的发展潜力将得以体现。一方面，榆林北部沙地区县经济基础好，农业现代化水平与生产力水平高，农业产业容易形成规模效益，农业产业化前景广阔；另一方面沙地区土地资源可挖掘潜力较大，光热资源充足，地势相对平坦，应用土地整治与农业现代技术的基础好，是榆林市提高粮食生产能力、建设“陕西第二粮仓”、支撑国家粮食安全战略的潜力区。但是，农牧交错区土地在开发利用的过程中干旱、沙化、水土流失等生态风险需要格外重视，不合理的资源利用会造成生态超载的风险，阻碍区域生态保护与高质量发展。因此挖掘未利用土地和退化土地等后备资源的农业生产潜力，关键在于协调资源利用与生态保护间的关系，优化水土关系、作土关系，协调人地关系，以作改土、以水量地、耦合定产，走融合资源节约、经济发展与生态环境治理三位一体的区域农业高质量发展之路。

因此，针对上述提到的榆林市不同区域农业资源的特征、利用现状和面临的问题，本研究分别针对土地资源、特色农业资源和生态景观资源等不同资源优势，梳理提炼市场导向型、资源整合型和生态休闲型三种不同的农业资源利用优化模式，以榆林市为例提出适用于农牧交错区农业资源特点与发展实际的农业资源可持续利用模式。

4.1 市场导向型农业资源优化利用模式

市场导向型农业资源优化模式是以市场需求为导向，其框架如图9 所示。一方面，通过开展退化土地和低质耕地的整治工程，开发、复垦、整理可利用的土地资源，提升耕地质量与耕地规模；另一方面，通过市场机制调整农业种植结构，根据政策倾向和市场需求，发挥企业的调节能力，调整产品结构，改善品质结构，优化产业结构，从主要追求农业生产的数量向更加注重质量转变。农牧交错区本身耕地资源和水资源存在结构性短缺，发展农业的市场竞争力不足，但也具有后备土地资源丰富、光温生产潜力高以及人力成本低等资源优势。因此，市场导向型的农业资源优化利用需要依托地域资源优势，引入现代农业机械设备、节水灌溉设备以及水肥动态管理设备等现代技术，发展集约、现代的规模农业。此外充分发挥农牧交错区光热资源与种质资源优势生产高品质农产品，有利于增强农业的市场竞争力，打造农业品牌效应。

图9 市场导向型农业资源优化利用模式Figure 9 Market-oriented optimization mode of agricultural resource utilization

市场导向型农业资源优化模式适用于土地退化和人口流失严重的农村地区，有利于农业生产的标准化和现代化管理，从而提高农业生产的规模效益，可以缓解中部地区粮食安全压力，支撑区域耕地保护与粮食安全战略。以企业牵头，通过合作共建等形式，建立由企业统一经营管理的高标准现代农业基地，同时吸纳当地的合作社和农户等经营主体参与到农业生产过程中。在该模式下，企业是龙头，在市场导向下，通过土地整治、土壤改良、土地流转等形式，整合土地资源，投入资金、技术和管理，实现种植业基地化、现代化和专业化生产，把有限的农业资源配置到效益和效率最高的项目上；合作社是主体，既是经营主体，也是收益主体，企业将部分生产项目或某些生产环节转移给合作社，合作社按照要求统一组织生产，降低了成本，提高了效率与议价能力，使集体形成经营收入与农户共享；农户是关键组成，企业通过土地流转、生产增值、劳务雇佣、集体分红等形式与农户形成利益共同体，随着农业生产规模的不断扩大，农民收入增加，最终实现资源优化、产量提升、效益提高、多方共赢的优化目标。

4.2 资源整合型农业资源优化利用模式

自进入快速城镇化阶段以来，我国农村劳动力流失问题逐渐凸显，农业发展面临着主体老弱、耕地撂荒、效益低下等现实难题，这些问题在农牧交错区更为突出。上述问题导致农业与农村资源的利用存在浪费、闲置和污损等现象，阻碍了农业科技的推广和农业现代化发展。通过资源整合，可以将乡村分散、低效利用的土地集中经营，实现农村资源、资本、劳动力等生产要素的有效整合。

资源整合型农业优化模式适用于具有一定资源基础或产业基础的农村地区，其优化路径如图10 所示，通过土地整治和产权制度改革，优化土地资源与水资源利用，盘活村落各项闲置资源与资产，壮大集体经济，实现产业升级与融合，同时保留村落区域特色。这是一种利用土地整治激活乡村农业资源、激发内生动力、由内而外实现农业发展升级和乡村振兴的模式。在该模式下，通过村集体整合村内自然资源和各类闲置资产，提高耕地资源的数量和质量，提升各类资源的利用效益，增强了村庄发展的内生动力，将资源变股权、资金变股金、农民变股民，以合作社为平台，打开产业融合发展的大门，形成了特色农业、家庭农牧场、休闲农业和旅游观光农业等新主体和新业态，实现了以农业为重心、农产品加工业与农业休闲服务业协同发展的三产融合模式。

图10 资源整合型农业资源优化利用模式Figure 10 Resource-integrated optimization mode of agricultural resource utilization

4.3 生态休闲型农业资源优化利用模式

农业系统除经济功能、生态功能外，也具有休闲功能和文化功能。农牧交错区本身是具有独特区域特征的地域系统，在具有水资源短缺、土地退化严重、植被稀疏等短板的同时，也具有地域广阔、景观独特、物种多样等优势。从农牧交错区农业系统的多功能性角度出发，在城市周边可以发展生态休闲型农业，该模式以城市带动为主要驱动力，充分发挥风沙草滩、农牧文化等景观优势，推动农业与旅游业结合，提高农业增值收益。

生态休闲型的农业优化模式是对农牧交错区农业多功能的进一步探索与应用。如图11 所示，该模式以城市带动农业休闲文化与生态涵养功能发展为主，是农业产业生态化和生态产业化的实践。该模式主要适用于城市近郊区，总体思路以“农旅互促”为核心，以自然、生态为主题，构建农牧主题公园，开发区域生态资源与农业资源，发挥农牧交错区独特的景观优势与农业多功能性，吸引周边游客参观游览，并带动周边乡村地区共同发展，促使产业转型、农民增收，推动农牧交错区特色产业高质量发展。生态休闲型农业资源利用优化模式赋予了农业更多的景观和文化内涵，实现农牧交错区景观与农业结合的产业升级，构建了林田草沙生命共同体。该模式能够带动区域协同发展，促使农牧交错区农业产业转型升级，提升农业附加值，增加农民收入，推动区域特色农业高质量发展。