新疆农业用水空间差异分析
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经济 / 产业
叶合作经济与科技曳
No.3x 圆园19
新疆农业用水空间差异分析
□文 / 张小清 艾克热木·阿布拉
（新疆塔里木河流域干流管理局 新疆·库尔勒）
［提要］ 本文以新疆 2016 年农业用水量和万元农业产值水耗相关数据为基础，构建农用水效率的空间模型。利用 Geoda 空 间分析软件，通过 Moran's I 指数、局部 Lisa 图和 Moran 散点图探讨新疆农业用水效率的空间关联性，通过分析发现：新疆各地 州农业用水在空间分布上呈正相关，农业用水效率在空间邻接地区存在相似性。用水效率存在明显的空间聚类效果，北疆用水效 率高，南疆用水效率低，此研究为用水效率的空间关系提供科学决策依据。
农业用水效率 （皂3/万元） 2221.409 1863.94 1926.486 6784.567 2649.827 6459.972 2501.213 2495.082 2374.019 2600.904 4532.029 6920.592 7789.925 4470.631
-8-
亿 皂3；乌鲁木齐、克拉玛依、哈密的农业用水量小于 10 亿 皂3。
表 1 2016 年新疆各地区的农业用水状况一览表
地区
乌鲁木齐市 昌吉回族自治州 塔城地区 克拉玛依市 伊犁州直属县(市) 阿勒泰地区 博尔塔拉蒙古自治州 吐鲁番地区 哈密地区 巴音郭楞蒙古自治州 阿克苏地区 和田地区 克孜勒苏柯尔克孜自治州 喀什地区
农业用水量 （亿 皂3） 6.25 41.61 41.83 3.61 49.33 31.86 15.41 12.48 9.22 51.83 105.77 44.77 11.7 116.25
整体分布，并确定该现象在空间中是否具有聚集特性，但不能
指示它聚集的位置。
全局 Moran 指数 I 的计算公式为：
nn
nn
移移 移移 n
w（ij xi-x軃）（xj-x軃）
w（ij xi-x軃）（xj-x軃）
I越 i=1 j=1 nn
= i=1 j屹i n
n
移移w（ij xi-x軃）2
移移 2
wij
一、区域概况与数据来源 新疆维吾尔自治区（简称新疆），新疆总面积 166 万平方公 里，是中国最大的省级行政区。新疆是“一带一路”建设的核心 地区，战略位置十分重要。新疆多山脉，多盆地，北部为阿尔泰 山，南部为昆仑山系，天山在中部；天山的南部为塔里木盆地， 天山的北部为准噶尔盆地。 新疆盛产棉花、油料、甜菜等多种农产品。其中，新疆棉花 以质量高而闻名，新疆是我国主要的棉花产地。新疆的粮食作 物以小麦、玉米、水稻为主，可在新疆大部分地区种植。新疆被 誉为“瓜果之乡”，因为这里的气候非常有利于瓜果糖的积累， 所产的水果特别甜，新疆常见的水果有葡萄、哈密瓜、西瓜、苹 果、香梨、杏、桃、石榴等。新疆是中国主要牧区之一，养殖最多 的是绵羊，其次是牛、马、山羊、驴、骆驼等。2016 年新疆第一产 业增加值 1，648.97 亿元，与上年相比增长 5.8%。2016 年的农 林牧渔业总产值为 2，969.70 亿元，与上年相比增长 6.0%，其
中，农业产值 2，163.11 亿元，林业产值 50.28 亿元，畜牧业产值 653.15 亿元，渔业产值 22.18 亿元。
本文以 2016 年新疆 14 个地级市第一产业用水量作为农 业用水量，选取万元农业增加值用水量作为区域农业用水效率 的衡量指标，资料来源于《2017 年新疆统计年鉴》。万元农业增 加值用水量（皂3/万元）=第一产业用水总量（皂3）/第一产业增加 值（万元）。其中，区域农业万元增加值用水量越小，表明区域农 业用水效率越高；区域万元农业增加值用水量越大，表明区域 农业用水效率越低。从表 1 可以看出，新疆各地区农业用水差 异大，2016 年阿克苏地区和喀什地区的农业用水量超过 100
关键词：农业用水；用水效率；空间差异；新疆 基金项目：塔里木大学横向课题：“塔里木河流域主要产业水资源利用效率研究”（编号：TDSHHX1601） 中图分类号：F32 文献标识码：A 收录日期：2018 年 12 月 18 日
随着新疆经济的发展生活水平的提高，提高资源利用效率 是解决新疆社会稳定经济发展建设中生活、生产、生态用水需 求之间矛盾，加快绿色建设和可持续发展的途径。从用水量结 构来看，2016 年新疆第一产业用水量占到用水总量的 96.64%， 农业是用水的重要部门，掌握农业用水效率的空间状态分布， 从而寻找提高农业用水效率的办法。空间自相关分析是研究空 间中某点与其附近点的观测值是否存在相关性的一种研究，是 空间计量的一种研究方法，已经被广泛应用于多个研究领域。 本文通过空间自相关分析，结合新疆农业用水值和农业用水效 率值，利用 Geoda 分析软件，通过对 Moran's I 指数及散点图的 具体剖析，分析新疆农业用水效率的空间关联性。
从农业用水效率来说，万元农业增加值用水量比较高的是克孜
勒苏柯尔克孜自治州、和田地区、阿勒泰地区、克拉玛依，这些
地区的万元农业增加值用水量超过 6，000皂3/万元，农业用水效
率比较低。昌吉回族自治州、塔城地区的万元农业增加值用水
量低于 2，000皂3/万元，这些地区的农业用水效率高。（表 1）
二、研究方法
是否存在空间自相关关系，Z 的计算公式为：
空间自相关是指分布在不同空间位置的地理事物的一个
属性值之间的统计相关性，两者之间的相关性越大，而这两个
值之间通常更接近。空间自相关分析法在功能上可分为两大
类，即全局和局部的空间自相关。对于定量数据，Moran's I 指数
法是最为基本和重要的方法。
（一）全局空间自相关。全局类型的功能是描述一个现象的
i=1 j=1
i=1 j屹i
其中，n 为样本个数，即空间位置的个数。xi、xj 是空间位置
i 和 j 的观测值，Wij 表示空间的具体方位，i 和 j 的邻近关系，当
i 和 j 为邻近的空间位置时，Wij=1；反之，Wij=0。全局 Moran 指
数 I 的取值范围为［-1，1］。
对于 Moran 指数，可以用标准化统计量 Z 来检验 n 个区域
叶合作经济与科技曳
No.3x 圆园19
新疆农业用水空间差异分析
□文 / 张小清 艾克热木·阿布拉
（新疆塔里木河流域干流管理局 新疆·库尔勒）
［提要］ 本文以新疆 2016 年农业用水量和万元农业产值水耗相关数据为基础，构建农用水效率的空间模型。利用 Geoda 空 间分析软件，通过 Moran's I 指数、局部 Lisa 图和 Moran 散点图探讨新疆农业用水效率的空间关联性，通过分析发现：新疆各地 州农业用水在空间分布上呈正相关，农业用水效率在空间邻接地区存在相似性。用水效率存在明显的空间聚类效果，北疆用水效 率高，南疆用水效率低，此研究为用水效率的空间关系提供科学决策依据。
农业用水效率 （皂3/万元） 2221.409 1863.94 1926.486 6784.567 2649.827 6459.972 2501.213 2495.082 2374.019 2600.904 4532.029 6920.592 7789.925 4470.631
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亿 皂3；乌鲁木齐、克拉玛依、哈密的农业用水量小于 10 亿 皂3。
表 1 2016 年新疆各地区的农业用水状况一览表
地区
乌鲁木齐市 昌吉回族自治州 塔城地区 克拉玛依市 伊犁州直属县(市) 阿勒泰地区 博尔塔拉蒙古自治州 吐鲁番地区 哈密地区 巴音郭楞蒙古自治州 阿克苏地区 和田地区 克孜勒苏柯尔克孜自治州 喀什地区
农业用水量 （亿 皂3） 6.25 41.61 41.83 3.61 49.33 31.86 15.41 12.48 9.22 51.83 105.77 44.77 11.7 116.25
整体分布，并确定该现象在空间中是否具有聚集特性，但不能
指示它聚集的位置。
全局 Moran 指数 I 的计算公式为：
nn
nn
移移 移移 n
w（ij xi-x軃）（xj-x軃）
w（ij xi-x軃）（xj-x軃）
I越 i=1 j=1 nn
= i=1 j屹i n
n
移移w（ij xi-x軃）2
移移 2
wij
一、区域概况与数据来源 新疆维吾尔自治区（简称新疆），新疆总面积 166 万平方公 里，是中国最大的省级行政区。新疆是“一带一路”建设的核心 地区，战略位置十分重要。新疆多山脉，多盆地，北部为阿尔泰 山，南部为昆仑山系，天山在中部；天山的南部为塔里木盆地， 天山的北部为准噶尔盆地。 新疆盛产棉花、油料、甜菜等多种农产品。其中，新疆棉花 以质量高而闻名，新疆是我国主要的棉花产地。新疆的粮食作 物以小麦、玉米、水稻为主，可在新疆大部分地区种植。新疆被 誉为“瓜果之乡”，因为这里的气候非常有利于瓜果糖的积累， 所产的水果特别甜，新疆常见的水果有葡萄、哈密瓜、西瓜、苹 果、香梨、杏、桃、石榴等。新疆是中国主要牧区之一，养殖最多 的是绵羊，其次是牛、马、山羊、驴、骆驼等。2016 年新疆第一产 业增加值 1，648.97 亿元，与上年相比增长 5.8%。2016 年的农 林牧渔业总产值为 2，969.70 亿元，与上年相比增长 6.0%，其
中，农业产值 2，163.11 亿元，林业产值 50.28 亿元，畜牧业产值 653.15 亿元，渔业产值 22.18 亿元。
本文以 2016 年新疆 14 个地级市第一产业用水量作为农 业用水量，选取万元农业增加值用水量作为区域农业用水效率 的衡量指标，资料来源于《2017 年新疆统计年鉴》。万元农业增 加值用水量（皂3/万元）=第一产业用水总量（皂3）/第一产业增加 值（万元）。其中，区域农业万元增加值用水量越小，表明区域农 业用水效率越高；区域万元农业增加值用水量越大，表明区域 农业用水效率越低。从表 1 可以看出，新疆各地区农业用水差 异大，2016 年阿克苏地区和喀什地区的农业用水量超过 100
关键词：农业用水；用水效率；空间差异；新疆 基金项目：塔里木大学横向课题：“塔里木河流域主要产业水资源利用效率研究”（编号：TDSHHX1601） 中图分类号：F32 文献标识码：A 收录日期：2018 年 12 月 18 日
随着新疆经济的发展生活水平的提高，提高资源利用效率 是解决新疆社会稳定经济发展建设中生活、生产、生态用水需 求之间矛盾，加快绿色建设和可持续发展的途径。从用水量结 构来看，2016 年新疆第一产业用水量占到用水总量的 96.64%， 农业是用水的重要部门，掌握农业用水效率的空间状态分布， 从而寻找提高农业用水效率的办法。空间自相关分析是研究空 间中某点与其附近点的观测值是否存在相关性的一种研究，是 空间计量的一种研究方法，已经被广泛应用于多个研究领域。 本文通过空间自相关分析，结合新疆农业用水值和农业用水效 率值，利用 Geoda 分析软件，通过对 Moran's I 指数及散点图的 具体剖析，分析新疆农业用水效率的空间关联性。
从农业用水效率来说，万元农业增加值用水量比较高的是克孜
勒苏柯尔克孜自治州、和田地区、阿勒泰地区、克拉玛依，这些
地区的万元农业增加值用水量超过 6，000皂3/万元，农业用水效
率比较低。昌吉回族自治州、塔城地区的万元农业增加值用水
量低于 2，000皂3/万元，这些地区的农业用水效率高。（表 1）
二、研究方法
是否存在空间自相关关系，Z 的计算公式为：
空间自相关是指分布在不同空间位置的地理事物的一个
属性值之间的统计相关性，两者之间的相关性越大，而这两个
值之间通常更接近。空间自相关分析法在功能上可分为两大
类，即全局和局部的空间自相关。对于定量数据，Moran's I 指数
法是最为基本和重要的方法。
（一）全局空间自相关。全局类型的功能是描述一个现象的
i=1 j=1
i=1 j屹i
其中，n 为样本个数，即空间位置的个数。xi、xj 是空间位置
i 和 j 的观测值，Wij 表示空间的具体方位，i 和 j 的邻近关系，当
i 和 j 为邻近的空间位置时，Wij=1；反之，Wij=0。全局 Moran 指
数 I 的取值范围为［-1，1］。
对于 Moran 指数，可以用标准化统计量 Z 来检验 n 个区域
