《Agriculture》：Assessing Sustainability of Oasis Systems in Southern Tunisia
Zouhair Rached,
Sonia Mansouri Ben Ameur and
Faten Khamassi
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本文构建了一个基于集中度指数（CI）的公平性评估统一框架，首次同步量化了中国主要流域灌溉用水、粮食生产和氮（N）流失三个关键维度在1992-2017年间不平等和公平性的演变。研究发现粮食生产的分布向低收入群体倾斜（CI由正转负），但水氮矛盾突出：灌溉用水配置有一定改善，而面源氮流失造成的环境负担却更多地转移至低收入群体。研究强调，应推动农业治理从“效率优先”转向“公平优先”，并提出了跨流域生态补偿等针对性政策建议。
1. 引言
农业作为消除极端贫困和推动经济发展的有力工具，其稳定运行不仅关乎粮食供应安全，也直接影响减贫等全球可持续发展进程。然而，全球人口激增、经济持续扩张和气候变化加剧，给全球粮食系统带来了前所未有的压力。其中，淡水资源的日益稀缺，尤其是农业灌溉用水，已成为连接气候风险、粮食安全可持续性和贫困困境的关键纽带。
在农业系统中，淡水对维持粮食生产和保障水资源安全至关重要。然而，全球超过60%的灌溉农田面临缺水压力，农业氮污染也加剧了粮食安全与水安全之间的冲突。对于中国而言，尽管以全球7%的耕地养活了22%的人口，但其人均水资源不足全球平均水平的四分之一，水土资源空间错配等问题进一步加剧了挑战。现有研究多聚焦于水资源利用效率提升、作物结构调整等领域，但对资源和环境风险对不同群体的差异性影响，特别是对公平与公正问题的关注不足。
现有研究对“平等”与“公平”的定义和应用存在模糊性和矛盾性：平等指资源在所有利益相关者间平均分配，而公平则指基于需求和适宜性的资源分配。本研究采用的公平性评估框架，区分了正面农业资源（如灌溉水、粮食产量）和负面环境负担（如氮流失），并采用集中度指数进行量化。该框架基于分配正义和环境正义理论，认为对低收入群体有利的正面资源分配是公平的，而对低收入群体不利的负面负担分配则是不公平的。
在此背景下，本研究旨在量化中国各流域的多维差异，具体目标包括：（1）揭示灌溉水可获量、粮食生产和农业水氮污染风险的公平性演变；（2）评估区域间在灌溉水-粮食-农业水污染方面的差异程度和相互关联；（3）识别导致这些差异的关键影响因素。
2. 材料与方法
2.1. 水资源稀缺指数计算
研究将网格尺度（0.25°×0.25°）的耗水量和可用水资源（自然径流减去环境流量需求）汇总至县级尺度，计算了各县的水资源稀缺指数。其计算公式为总耗水量除以可用水资源（减去环境基流）。总耗水量数据来自农业、工业和居民用水，径流数据来自相关研究，生态基流设定为多年平均地表径流的20%。
2.2. 灌溉水、粮食产量和氮流失责任的平等与公平性评估
2.2.1. 数据来源
灌溉水资源和粮食产量数据来源于中国国家统计局，作物需水数据来自相关文献。使用食物链养分流动、环境与资源利用模型量化了作物生产通过地表径流进入地表水体的氮损失，考虑了氮输入、氮盈余和损失途径。
氮盈余的计算涉及多个氮输入和输出项：输入项包括生物固氮、大气沉降、化肥施用、粪肥还田、灌溉水和秸秆还田；输出项包括作物产品吸收、秸秆移除、氨挥发、氧化亚氮排放和反硝化作用。最终通过氮盈余减去侵蚀损失后，乘以地表径流排放因子，得到进入地表水体的氮损失。
3. 研究结果
研究利用集中度指数构建了统一的公平性评估框架，量化了1992年至2017年间中国主要流域在灌溉用水、粮食生产和氮损失三个维度的公平性演变。集中度指数为零表示绝对平等分布，大于零表示有利于高收入群体的分布（亲富分布），小于零表示有利于低收入群体的分布（亲贫分布）。对于正面资源，亲贫分布被视为公平；对于污染负担，亲贫分布则被视为不公。
粮食生产公平性显著提升：研究期间，中国粮食生产的分布从倾向于高收入群体转向倾向于低收入群体，集中度指数从0.214降至-0.052，表明公平性得到增强。这意味着支持粮食安全的政策可能使生产更向低收入地区倾斜。
灌溉用水公平性略有改善：灌溉用水的配置公平性也显示出一定程度的改善，集中度指数从0.023降至0.017。这表明水资源的分配不平等现象有所缓和。
氮流失环境不公加剧：然而，地表水氮流失的环境不平等加剧，集中度指数从0.10降至0.03，表明污染负担更多地转移到了低收入群体。这与粮食生产公平性的提升形成了鲜明对比，突显了水-氮矛盾。
驱动因素与耦合关系：全国范围内公平性的变化主要由少数高强度粮食生产区驱动。关键影响因素包括粮食安全政策、城镇化、人口规模和氮肥施用量。研究还发现，水资源短缺与公平性之间存在非对称的耦合关系，区域经济基础决定了协同效应或权衡取舍的形成。
4. 讨论与结论
本研究的创新之处在于，首次开发了一个整合资源、环境、社会经济和政策的综合评估框架，明确纳入了政策驱动的生产集中化因素；建立了区分正面资源和负面负担的一致性公平评估标准；并首次同步量化了三个关键维度的公平性。
研究结果强调了将中国农业资源管理从“效率优先”向“公平导向”的治理模式转变的必要性。具体而言，效率优先的措施往往导致资源向高生产率地区集中，而公平导向则要求在分配中考虑不同群体的脆弱性和需求。研究发现，粮食生产分布的亲贫化趋势体现了政策对公平的正面影响，但水资源分配改善有限，而氮污染负担的加重则揭示了环境不公正在加剧。
为此，研究提出了针对性的政策建议，包括建立跨流域生态补偿机制、实施差异化的技术推广策略，以及构建水-粮食-污染综合治理体系，以平衡粮食安全、环境保护和社会正义三重目标。这些发现为制定基于证据、促进农业系统可持续性和社会包容性的政策提供了重要的科学依据。
