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干旱区地理 >

2024 , Vol. 47 >Issue 7: 1165 - 1174

DOI: https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2023.560

气候与水文

河西走廊农田灌溉面积阈值分析

  • 吴梦雨 , 1 ,
  • 李冬杰 2 ,
  • 韩玉国 , 1, 3 ,
  • 邱业 1 ,
  • 曲芝旭 1
展开
  • 1.北京林业大学水土保持学院，北京 100083
  • 2.北京金水信息技术发展有限公司，北京 100053
  • 3.北京市水土保持工程技术研究中心，北京 100083
韩玉国（1979-），男，博士，教授，主要从事土壤侵蚀与养分流失等方面的研究. E-mail:

吴梦雨（1999-），女，硕士研究生，主要从事节水灌溉与水资源高效利用等方面的研究. E-mail:

收稿日期: 2023-10-10

  修回日期: 2023-11-15

  网络出版日期: 2026-03-11

基金资助

中国水利水电科学研究院委托项目(2017HXFWSBXY019)

北京林业大学青年教师科学研究中长期项目(2015ZCQ-SB-01)

收起

Thresholds of irrigated farmland area in the Hexi Corridor region

  • Mengyu WU , 1 ,
  • Dongjie LI 2 ,
  • Yuguo HAN , 1, 3 ,
  • Ye QIU 1 ,
  • Zhixu QU 1
Expand
  • 1. School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
  • 2. Beijing Golden-Water Info-tech. Ltd., Beijing 100053, China
  • 3. Beijing Engineering Research Center of Soil and Water Conservation, Beijing 100083, China

Received date: 2023-10-10

  Revised date: 2023-11-15

  Online published: 2026-03-11

Fold

摘要

明晰区域农业水资源可承载灌溉面积能力，约束农业用水和控制农田灌溉面积扩张是解决河西走廊地区水资源可持续利用问题的战略选择。利用水量平衡原理和逐步回归模型，以当地水资源量、水资源利用情况、灌溉水有效利用系数等资料为基础，计算出河西走廊在不同发展情景下的水资源可开发利用量和可承载灌溉面积阈值。结果表明：（1） 在经济优先发展情景下，河西走廊地区可开发利用水资源总量为48.22×108 m3，可承载灌溉面积阈值为58.92×104~67.16×104 hm2。（2） 在生态优先发展情景下，可开发利用水资源总量为34.44×108 m3，可承载灌溉面积阈值为37.90×104~43.20×104 hm2。（3） 在经济兼顾生态发展情景下，可开发利用水资源总量为41.33×108 m3，可承载灌溉面积阈值为48.41×104~55.18×104 hm2。（4） 微灌面积占比与灌溉水有效利用系数呈显著正相关关系。研究结果可为河西走廊地区确定合理灌溉面积、优化水土规划和配水制度提供依据。

关键词： 灌溉面积; 阈值; 农业; 水资源管理; 河西走廊

本文引用格式

吴梦雨 , 李冬杰 , 韩玉国 , 邱业 , 曲芝旭 . 河西走廊农田灌溉面积阈值分析[J]. 干旱区地理, 2024 , 47(7) : 1165 -1174 . DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2023.560

Abstract

Determining the capacity of regional agricultural water resources to support irrigated areas, restraining agricultural water usage, and controlling the expansion of irrigated farmland are crucial strategies for solving sustainable water use problems in the Hexi Corridor of northwest Gansu Province, China. In this paper, we applied the water balance principle and utilized the stepwise regression model to calculate the thresholds of water resource availability and the carrying capacity of the irrigated areas for the Hexi Corridor in different development scenarios. We used information on local water resources, water resource use, and the effective utilization coefficient of irrigation water. The analysis shows the following results: (1) Under the economic priority development scenario, the total exploitable water resources in the Hexi Corridor region is 48.22×108 m3, and the threshold value of the carrying irrigated area is 58.92×104-67.16×104 hm2. (2) Under the ecological priority development scenario, the total exploitable water resources are 34.44×108 m3, and the threshold value of the carrying irrigated area is 37.90×104-43.20×104 hm2. (3) Under the economic and ecological development scenario, the total exploitable water resources are 41.33×108 m³, and the threshold of the carrying irrigated area is 48.41×104-55.18×104 hm2. (4) The proportion of the micro-irrigation area and the effective utilization coefficient of irrigation water have a significant positive correlation. This study can provide a basis for determining a reasonable irrigation area and optimizing the Hexi Corridor’s soil and water planning and distribution system.

Key words： irrigated area; thresholds; agriculture; water management; Hexi Corridor

灌溉是缓解当前和未来水资源危机和粮食安全问题的重要途径[1-2]，在干旱区更是如此，干旱区农业生产活动主要依赖灌溉，农田灌溉用水是区域主要用水部门[3]。随着社会经济发展和人们生活水平的提高，对水资源的需求量也不断增加，水资源供需矛盾更剧烈。因此，对水资源进行合理配置以及对农田灌溉进行合理规划对区域社会经济和生态可持续发展具有重要意义。
河西走廊光热资源丰富，农作物日照时间长，属于大陆性干旱气候，降水量少，水资源短缺问题十分严重，是甘肃乃至全国最严重的缺水地区之一[4]。河西走廊地区农田灌溉用水较多，占总用水量的85%左右[5-6]，目前面临着水资源开发利用率过高，用水分配不平衡，农田灌溉面积规模超载造成的地下水位下降、生态植被退化等一系列问题[7]。在水资源总量有限的情况下，农田灌溉面积规模无限扩大会导致区域农业和生活用水增加，这进一步加剧了区域水资源的压力[8]。同时，过多的灌溉用水严重挤占生态用水比例，对河西走廊地区经济社会可持续发展构成潜在威胁。因此，以水资源为约束条件优化区域配水制度、计算出农田灌溉面积阈值，是实现河西走廊农业可持续发展和生态环境绿色发展的必然要求。
目前，已有学者对区域水资源可承载灌溉面积进行了一些研究。赵新风等[9]、魏光辉等[10]、张沛等[11]依据水量平衡原理研究了塔里木河流域可承载最大灌溉面积及超载情况。李婧昕等[12]基于绿洲水热平衡原理，构建干旱区耕地水热平衡估算模型，探讨了不同情景下新疆昌吉州耕地适宜规模及超载程度。柯映明[13]以水量平衡原理为基础，构建水资源约束下的耕地适宜规模估算模型，估算耕地适宜面积。这些研究都是基于现状或未来水平年区域水资源能承载的最大耕地灌溉面积来开展的，但是针对区域水资源可持续发展条件下的可承载灌溉面积阈值的研究开展甚少。
因此，本文分析多年河西走廊地区水资源变化情况，以水资源为约束，确定可开发利用水资源量和灌溉可利用水量。定量分析灌溉水有效利用系数的影响因素，并建立回归模型确定灌溉水有效利用系数阈值，从而计算区域可承载灌溉面积阈值，为河西走廊地区以水定地、优化水资源利用与配水制度提供参考，为该区域农业可持续发展提供有力保障。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

河西走廊位于甘肃省西北部（37°17′~42°48′N，92°12′~104°20′E），从乌鞘岭向西北延伸到甘肃与新疆交界处，东西延伸长达1100 km，呈南北高、中间低、东西狭长的走廊状（图1）。该区域自东向西依次为武威市、金昌市、张掖市、嘉峪关市和酒泉市，总面积约27×104 km2，占甘肃省总面积的60%以上，人口490×104左右，约占甘肃省总人口的19%。区域地势平坦，土地耕种条件较好，光热资源充足，具有发展农业的良好条件，为典型灌溉农业区，是甘肃省重要的商品粮、蔬菜、果品生产基地。
图1 研究区示意图

注：该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2019)1822号的标准地图制作，底图边界无修改。

Fig. 1 Schematic diagram of the study area

1.2 数据来源

区域降雨量、水资源量、用水量、单位面积灌溉用水量、农田实际灌溉面积及各节水灌溉面积数据均由《甘肃省水资源公报》获得，作物种植结构由《甘肃省统计年鉴》获得，灌溉水有效利用系数由文献和中国灌溉排水发展中心获得[14]。由于河西走廊地区灌溉水有效利用系数无法获得，该地区农田实际灌溉面积和微灌面积占甘肃省的比例较大，多年年均占比分别为65.11%和78.20%，所以甘肃省的灌溉水有效利用系数在河西走廊地区有一定代表性，故使用甘肃省灌溉水有效利用系数数据。在同一区域内，作物种植结构是影响单位面积净灌溉用水量的主要因素，根据《甘肃省“十四五”推进农业农村现代化规划》中指出，河西走廊地区以建设节水高效现代农业为主要方向，稳定小麦、玉米、马铃薯等主要粮食作物种植面积，重点发展现代制种、戈壁蔬菜农业。所以，未来河西走廊地区种植结构在大稳定的前提下，种植结构仍会有小调整。本文通过对2013—2020年单位面积净灌溉用水量进行趋势分析，发现到2040年时基本趋于稳定状态，约为3750 m3·hm-2（图2）。故本文将河西走廊地区单位面积净灌溉用水量最小阈值定为3750 m3·hm-2。
图2 单位面积净灌溉用水量及趋势分析

Fig. 2 Net irrigation water use per unit area and its trend analysis

1.3 研究方法

1.3.1 可承载灌溉面积阈值计算方法

本文采用单位面积灌溉用水量来计算可承载灌溉面积。计算公式如下：
A = W A I
式中： A为可承载灌溉面积（hm2）； W A为农业灌溉可用水量（m3）； I为单位面积灌溉用水量（m3·hm-2）。
（1） 农田灌溉可用水量计算。依据“首先满足城乡居民生活、工业和生态用水”的原则，计算农田灌溉可用水量[15]。计算公式如下：
W A = W - W L - W G - W C - W J
式中： W为可开发利用水资源量（m3）； W L、 W G、 W C、 W J分别为林牧渔畜、工业、城镇公共、居民生活用水量（m3）。
（2） 可开发利用水资源量计算。国际标准的水资源开发利用率阈值为40%，但是我国北方海河、西北内陆河等地区开发利用率远超40%，有些地区甚至超过100%，所以40%的标准在我国是不实际的[16]。钱正英等[17]认为我国北方地区水资源短缺，地表水资源开发利用率应维持在60%~70%范围之内，而对生态环境相对脆弱的西北干旱地区，其水资源开发利用率不应该超过50%。基于此，以河西走廊地区多年平均水资源为基础，设置3种发展情景：① 经济发展优先情景：预留水资源量的30%作为生态用水，在水资源利用率不超过70%的情况下确定水资源可开发利用量。② 生态保护优先情景：预留水资源量的50%作为生态用水，在水资源利用率不超过50%的情况下确定水资源可开发利用量[18]。③ 经济兼顾生态发展情景：预留水资源量的40%作为生态用水，在水资源利用率不超60%的情况下确定水资源可开发利用量。
经济发展优先情景下可开发利用水资源量计算公式如下：
W = 0.7 W P
生态保护优先情景下可开发利用水资源量计算公式如下：
W = 0.5 W P
经济兼顾生态发展情景下可开发利用水资源量计算公式如下：
W = 0.6 W P
式中： W P为多年平均水资源总量（m3）。
（3） 单位面积灌溉用水量计算公式如下：
I = I N η
式中： I N为单位面积净灌溉用水量（m3·hm-2）； η为灌溉水有效利用系数。

1.3.2 数据处理与分析

选用降雨量、农田实际灌溉面积、喷滴灌占实灌面积比例（喷滴灌占比）、微灌占实灌面积比例（微灌占比）、低压管灌占实灌面积比例（低压管灌占比）、其他节水占实灌面积比例（其他节水占比）等影响因素，通过Pearson相关性分析选出与灌溉水有效利用系数相关性较高的影响因素用于预测模型建立，并用2006—2020年预测结果与实际灌溉水有效利用进行对比分析，以验证模型的预测结果。

2 结果与分析

2.1 水资源变化过程分析

2.1.1 水资源变化

河西走廊地区降雨量变化如图3a所示，1994—2000、2001—2010、2011—2020年河西走廊的平均降雨量分别为324.10×108 m3、337.82×108 m3、365.43×108 m3。河西走廊地区年降水量总体呈缓慢上升趋势，但年际波动较大。1994—2020年河西走廊地区多年平均地表水资源量为63.8×108 m3，多年来没有出现显著的趋势性，在统计学意义上不存在明显的上升或下降趋势，但年际波动较大（图3b）。地下水资源呈下降趋势，多年平均地下水资源量为55.98×108 m3。河西走廊地区多年平均水资源总量为68.89×108 m3，变化趋势与地表水资源基本一致。
图3 1994—2020年河西走廊地区降雨量与水资源量变化

Fig. 3 Rainfall and water resources changes in the Hexi Corridor region from 1994 to 2020

2.1.2 水资源开发利用变化

如图4a所示，1994—2013年总用水量基本不变，呈波动起伏状态，地表水总体呈下降趋势，地下水呈上升趋势，其他用水占比份额很小，呈上升趋势。2014年后国家政策颁布实施，农田灌溉用水逐渐减少，所以2014—2020年总用水量、地表水和地下水都呈下降趋势。
图4 1994—2020年河西走廊地区水资源开发利用状况

Fig. 4 Status of water resources development and utilization in the Hexi Corridor region from 1994 to 2020

河西走廊地区多年平均水资源开发利用率为112.30%，多年平均地表水资源开发利用率为89.11%，多年平均地下水资源开发利用率为36.00%。如图4b所示，1994—2020年河西走廊地区大部分年份水资源开发利用率超过100%，区域用水已经远远超出水资源承载能力。

2.2 农田灌溉可用水量分析

2.2.1 各部门用水量变化

由表1可知，2001—2020年河西走廊地区农田灌溉用水量与总用水量变化趋势基本一致，以2013年为明显分界，2001—2013年呈波动变化趋势，总体变化不大，2014—2020年转为显著减少趋势。这可能是由于2014年《甘肃省实行最严格水资源管理制度考核办法》颁布实施，河西走廊地区大力发展节水农业措施，节水灌溉面积呈增加趋势，单位耕地面积灌溉用水量减少，故总用水量减少。农田灌溉用水量占用水总量的绝大部分，其他部门总用水量变化不大且占比较少。其中：林牧渔畜用水量呈波动变化趋势，总体变化不大；工业用水量以2012年为转折点，呈先上升后下降趋势；城镇公共用水量呈缓慢上升趋势，近几年已经趋于稳定状态；居民生活用水量呈先增后降趋势，现在趋于稳定状态；生态环境用水量呈显著上升趋势。
表1 河西走廊地区各部门用水变化情况

Tab. 1 Changes in water use by sectors in the Hexi Corridor region /108 m³

年份 农田灌溉用水量 林牧渔畜用水量 工业用水量 城镇公共用水量 居民生活用水量 生态环境用水量 总用水量
2001 63.56 5.02 4.22 0.39 1.17 - 74.36
2002 66.21 5.03 4.73 0.36 1.15 - 76.75
2003 64.14 5.33 3.78 0.35 1.19 0.08 74.88
2004 63.65 5.62 3.57 0.38 1.21 0.08 74.53
2005 64.33 3.81 3.93 0.39 1.94 2.74 77.13
2006 63.54 4.09 4.12 0.41 2.05 2.69 76.89
2007 64.78 4.51 3.62 0.44 2.05 1.65 77.03
2008 64.08 4.56 3.64 0.44 2.13 1.68 76.53
2009 62.27 4.88 3.80 0.46 1.39 1.70 74.48
2010 63.25 5.00 4.04 0.46 1.43 1.72 75.88
2011 63.14 4.63 4.36 0.44 1.43 1.69 76.58
2012 63.39 4.53 6.40 0.46 1.45 1.70 77.91
2013 65.69 5.80 5.12 0.73 1.10 1.07 79.52
2014 64.60 4.74 5.10 0.78 1.13 1.09 78.41
2015 63.30 5.67 4.71 0.74 1.14 1.91 77.47
2016 61.31 5.71 4.39 0.74 1.16 2.85 76.16
2017 59.29 5.84 3.30 0.79 1.15 3.45 73.82
2018 57.45 5.45 3.25 0.88 1.21 3.31 71.53
2019 55.86 5.58 3.06 0.68 1.22 2.88 69.27
2020 54.82 4.58 2.71 0.67 1.63 8.08 72.53

2.2.2 农田灌溉可用水量分析

基于2001—2020年数据发现，近些年河西走廊地区林牧渔畜、城镇公共和居民生活用水量基本趋于稳定状态，虽然工业呈下降趋势，但变化幅度较小，故在现状林牧渔畜、工业、城镇公共和居民生活用水量的基础上计算农田灌溉可用水量。由表2可知，在经济发展优先情景下，农田灌溉可用水量为38.63×108 m3；在生态发展优先情景下，农田灌溉可用水量为24.85×108 m3；在经济兼顾生态发展情景下，农田灌溉可用水量为31.74×108 m3。
表2 河西走廊地区需水量及农田灌溉可用水量预估

Tab. 2 Estimated water demand and available water for farmland irrigation in the Hexi Corridor region /108 m³

用水情景 可利用水资源总量 林牧渔畜需水量 工业用水需水量 城镇公共需水量 居民生活需水量 农田灌溉可用水量
经济发展优先情景 48.22 4.58 2.71 0.67 1.63 38.63
生态发展优先情景 34.44 4.58 2.71 0.67 1.63 24.85
经济兼顾生态发展情景 41.33 4.58 2.71 0.67 1.63 31.74

2.3 基于多元线性逐步回归建立灌溉水有效利用系数预测模型

2.3.1 影响灌溉水有效利用系数的影响因子筛选

当前农田灌溉用水量占比过大，用水结构不合理，未来会逐渐降低农田灌溉用水在国民经济各部门的配置比例。因此，提高灌溉水有效利用系数以降低农田灌溉用水量是未来河西走廊农业发展主要方向。灌溉水有效利用系数受自然条件、灌区规模及工程节水改造状况、管理水平、当地社会经济水平等因素的影响[19]。目前，研究大多都是关于灌溉水有效利用系数影响因素的定性分析，定量分析甚少[20]。为此，本文综合考虑降雨量、实际灌溉面积、喷滴灌占比、微灌占比、低压管灌占比、其他节水占比这几个主要因素，然后将各影响因素与灌溉水有效利用系数进行相关性分析，筛选出显著相关的因子作为自变量进行多元线性逐步回归分析，便于定量分析各影响因素对灌溉水有效利用系数的影响程度。研究发现，微灌占比（0.931，P<0.01）、喷滴灌占比（-0.570，P<0.05）、低压管灌占比（0.884，P<0.01）、其他节水占比（-0.781，P<0.01）和实际灌溉面积占比（0.868，P<0.01）这5个影响因素与灌溉水有效利用系数显著相关。

2.3.2 线性回归模型的建立

选择2006—2020年灌溉水有效利用系数作为因变量，将上文筛选出的5个与灌溉水有效利用系数显著相关的影响因子作为自变量，利用逐步回归法进行建模。由于实际灌溉面积、喷滴灌占比、低压管灌占比、其他节水占比P值均大于0.05，没有通过显著性检验，所以将其剔除（表3）。建立微灌占比与灌溉水有效利用系数的单因素回归模型（R2=0.866，P<0.01），计算公式如下：
Y = 0.267 X + 0.492
式中： Y为灌溉水有效利用系数； X为微灌占比（%）。
表3 灌溉水有效利用系数与相关影响因子的逐步回归分析

Tab. 3 Stepwise regression analysis of effective utilization coefficient of irrigation water and related influence factors

影响因子 参数估计 t值 P值
微灌占比 0.267 9.179 0.000**
喷滴灌占比 -0.192 -1.860 0.088
低压管灌占比 -0.644 -1.357 0.200
其他节水占比 0.092 0.444 0.665
实际灌溉面积 0.225 1.086 0.299

注：**表示通过0.01水平显著性检验。

2.3.3 模型回代检验

利用建立的线性逐步回归模型对2006—2020年灌溉水有效利用系数数据进行拟合（表4），结果显示实际灌溉水有效利用系数与预测值相对误差在5%以内，预测精度较高。
表4 灌溉水有效利用系数线性回归模型回代检验

Tab. 4 Back generation test of linear regression model of irrigation water effective utilization coefficient

年份 灌溉水有效利用系数实际值 灌溉水有效利用系数预测值 相对误差/%
2006 0.473 0.496 4.94
2007 0.486 0.499 2.65
2008 0.490 0.501 2.16
2009 0.499 0.503 0.89
2010 0.514 0.503 -2.11
2011 0.518 0.507 -2.12
2012 0.523 0.511 -2.31
2013 0.531 0.515 -3.01
2014 0.537 0.525 -2.33
2015 0.541 0.539 -0.29
2016 0.547 0.554 1.22
2017 0.553 0.556 0.45
2018 0.560 0.562 0.44
2019 0.565 0.568 0.50
2020 0.570 0.574 0.63

2.4 灌溉水有效利用系数阈值及可承载灌溉面积阈值分析

近20 a河西走廊地区微灌占比呈上升趋势（图5），2020年已达到30%左右。《甘肃省“十四五”节水型社会建设规划》指出，河西地区应重点发展大田膜下滴灌及水肥一体化技术，全面提升发展设施农业微灌，所以未来微灌占比很大可能仍呈上升趋势。
图5 2001—2020年微灌面积占比变化

Fig. 5 Change in micro-irrigation area proportion from 2001 to 2020

为此，本文将设置3个微灌占比情景：微灌占比仍维持现状为30%、微灌占比45%、微灌占比60%。通过建立的线性回归模型求出3种微灌占比情景下灌溉水有效利用系数分别为0.572、0.612、0.652，单位面积灌溉用水量分别为6556 m3·hm-2、6127 m3·hm-2和5752 m3·hm-2。随着微灌占比的提高，灌溉水有效利用系数也随之提高，单位面积灌溉用水量减少，可承载灌溉面积增大（表5）。在经济发展优先情景下，河西走廊地区可承载灌溉面积阈值为58.92×104~67.16×104 hm2。在生态发展优先情景下，可承载灌溉面积阈值为37.90×104~43.20×104 hm2。在经济兼顾生态发展情景下，可承载灌溉面积阈值为48.41×104~55.18×104 hm2。目前，河西走廊地区农田实际灌溉面积已达到77.24×104 hm2，3种用水情景下的灌溉可用水量均不足以维持现状农田灌溉面积规模。
表5 河西走廊地区可承载灌溉面积阈值

Tab. 5 Thresholds for carrying irrigated area in the Hexi Corridor region

微灌占比情景 灌溉水有效利用系数 单位面积灌溉用水量/m3·hm-2 经济发展优先情景 生态发展优先情景 经济兼顾生态发展情景
农田灌溉可用水量/108 m3 可承载灌溉面积阈值/104 hm2 农田灌溉可用水量/108 m3 可承载灌溉面积阈值/104 hm2 农田灌溉可用水量/108 m3 可承载灌溉面积阈值/104 hm2
微灌占比30% 0.572 6556 38.63 58.92 24.85 37.90 31.74 48.41
微灌占比45% 0.612 6127 38.63 63.05 24.85 40.56 31.74 51.80
微灌占比60% 0.652 5752 38.63 67.16 24.85 43.20 31.74 55.18

3 讨论

3.1 可开发利用水资源量

河西走廊地区河流径流的主要补给来源是降水和冰雪融水[21]。过去60 a间，全球气候变暖，祁连山脉冰川融化速度加快，冰川融水径流呈增加趋势[22]，降水也呈增加趋势（图3a）。但是，水资源总量并无显著变化趋势（图3d），可能是因为全球变暖背景下降水增加会增加大气内部的水汽含量，导致陆面蒸散发增加，在降水量和蒸散能力不能平衡的情况下，水分大部分会以蒸发的形式消耗掉[23]。在21世纪中叶达到峰值后，随着冰川融化退缩，冰川的调节功能减弱，冰川径流可能会出现降低趋势[24-25]。由于长期累积的缺水问题和绿洲面积的不断扩大，需要依靠开采地下水资源来补充地表水的短缺，所以未来短期内地下水资源也很难增加[26]。综上，未来水资源总量总体会存在波动变化趋势，但增加的可能性不大。因此，在水资源有限的条件下，人类可开发利用水资源量必须要受到某一限制，保留足够的生态用水资源，才能确保水资源可持续利用和经济社会可持续发展[27]。

3.2 灌溉水有效利用系数阈值

农田灌溉水有效利用系数是衡量农业用水效率的重要指标，已经成为我国评估农业用水成效和国家实行最严格水资源管理制度的重要指标，也是推进水资源双控行动、建设节水型社会的主要内容[28]。定量研究灌溉水有效利用系数与其影响因素的关系，有助于地区农田灌溉用水效率提升，农业节水潜力挖掘和地区灌溉面积的总体规划[20]。本文发现，微灌占比与灌溉水有效利用系数呈显著线性回归关系。这与冯保清等[29]分析不同灌溉类型面积占比对灌溉水有效利用系数的影响程度，发现微灌占比对灌溉水有效利用系数的影响程度最强的结论基本一致。本文结合线性逐步回归分析了影响河西走廊灌溉水有效利用系数的主要因素，并与影响因素建立了线性回归模型，这是对前人结果的补充。但是，灌溉水有效利用系数的影响因素比较复杂，本文仅从自然因素和节水工程这2个方面，选取了6个指标进行分析，未充分考虑到种植结构、管理因素、土壤类型和社会经济发展等因素的影响，研究局限性较大。后续研究应考虑多方面因素的影响，形成科学合理的分析方法，为河西走廊农业可持续发展提供参考。

3.3 可承载灌溉面积

用水结构不合理，农业用水过多是河西走廊水资源短缺的主要原因[30]。虽然作物生育期降水量、蒸发量、种植结构等因素会影响农业用水，但农田灌溉面积规模是决定区域农业用水以及水资源超载程度的关键[12]。本文在水资源约束条件下，通过设置不同发展情景、设置不同灌溉发展阶段的用水效率，使用单位面积最小净灌溉用水量来计算河西走廊可承载农田灌溉面积阈值，可以有效避免生态用水被挤占，并且不局限于现状灌溉发展阶段，这些是对前人研究的补充。研究发现，微灌占比越大，可承载灌溉面积也越大。这表明发展高效节水灌溉农业和提高用水效率可以在一定程度上缓解河西走廊地区水资源供需紧张的状况。但即使微灌占比达到60%（灌溉水有效利用系数最大）时，农田灌溉可用水资源仍不足以维持现状农田灌溉面积，说明河西走廊地区仅依赖灌溉农业无法解决该地区水资源短缺问题，这与张靖琳[15]等关于河西走廊中段临泽可承载灌溉面积的研究得出的结论一致。从实际粮食安全和经济发展考虑，区域短期内难以大规模退耕至最佳适宜耕地灌溉面积规模，为便于衡量超载状态，选取经济优先发展情景下的可承载灌溉面积阈值较为合理。同时，河西走廊地区应该落实“以水定地”的方针，合理利用和开发土地，在满足农业发展的同时，避免过度开发水资源造成生态环境问题，维持水资源承载力，实现水资源可持续利用[31]。

4 结论

（1） 1994—2020年河西走廊地区各年水资源总量变化不大，多年平均水资源开发利用率为112.3%，区域用水超出水资源承载能力。
（2） 在不同发展情景下，河西走廊地区可承载农田灌溉面积阈值不同。生态用水预留比例越大，可开发利用水资源越小，农田灌溉可用水量越小，可承载灌溉面积阈值越小。
（3） 微灌占比与灌溉水有效利用系数呈显著正相关关系，微灌占比越大，灌溉水有效利用系数越大，可承载灌溉面积也越大。3种发展情景中，即使是在微灌占比为60%（灌溉水有效利用系数最大）时，现状农田灌溉面积仍处于超载状态。

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