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别比优化前减少 ０．７％和 １８．２％；大豆仅在 ２０１８年减少 ７．２％，其余年份有明显增加。表明在本研究的
多目标优化模型中，水稻和玉米的综合效益较高，因此在未来的规划中，应当增加水稻和玉米的播种
面积。图 ４还显示，优化前的小麦播种面积呈持续增长趋势，除 ２００６年外，均高于水稻的播种面积；
玉米和大豆的播种面积远远低于水稻和小麦的播种面积，这与稻米和小麦是主要的口粮作物有关。不
同于水稻和玉米，小麦在 ２０１５和 ２０１８年优化后的播种面积低于优化前，这与 ２０１５年后小麦收益突降
而成本持续增加有关，说明小麦的综合效益不稳定且风险高。此外，优化后的大豆播种面积仅在 ２０１８
年比优化前约低 ７．２％，这与当年大豆的成本和收益间的差异增大有关。

图 ４ 典型年份研究区粮食作物优化前后播种面积

３．３ 优 化 前 后 的 作 物 水 足 迹、用 电 量 和 产 量 变
化 典型年份优化前后研究区粮食的作物水足迹、
用电量和产量的变化如图 ５所示。２０１８年优化后
三个指标较于前期均有所降低，且均低于优化前，
这与粮食作物播种面积受到压缩的现实趋势相关。
粮食面积收缩会导致作物生长过程中碳排放减少，
从生态效益的角度来看有助于 “碳达峰” 目标的
实现。图 ５显示，优化前，作物水足迹和 用电 量
均在 ２０１２年达到峰值，而产量最大值出现在 ２０１８
年；优化后，作物水足迹和用电量仍在 ２０１２年达
到峰值，同时也实现了粮食产出量最高。除 ２０１８
图 ５ 优化前后粮食作物水足迹、用电量和产量
年外，优化后的作物水足迹比优化前增大 ４．０％以
上，用电量、产量的情况与作物水足迹相似，增幅均在 ２００６年最高，这与当时经济和技术的发展状
况有关。而在 ２０１８年，优化后的三个指标分别比优化前降低了 ５．６％、３．９％和 ４．６％，这决定于经济迅
速发展与资源、生态约束之间的关系，也说明优化种植结构有利于缓解经济发展与资源、生态环境之
间的矛盾。
３．４ 优化前后的单方水经济净效益和作物碳足迹分析 优化前后各作物的单方水经济净效益列于表 ３。
６
３
综合 ４种作物来看，粮食单方水经济净效益年均增加约 ０．５万元?（１０ｍ ）。表 ３显示，优化前后单方
水经济净效益在作物间存在差异，玉米与大豆较高而小麦与水稻相对较低。同时，４种作物单方水经
济净效益在优化前后的变化均不够明显。在 ２００６、２００９和 ２０１２年 ４种作物的单方水经济净效益均为
正值，表现为盈利状态；２０１５年大豆在优化前后均出现亏损；２０１８年，仅有玉米处于盈利状态，其
他 ３种作物优化前后均出现负值，其中大豆亏损最多，这主要取决于作物种植成本与收益的不匹配关
系。从整体视角，仅在 ２００６年，研究区粮食优化后的单方水经济净效益低于优化前，其余年份则相
反，这与经济效益、作物耗水之间的变化态势不一致，说明作物复合种植结构的抗风险性增强而有利
于水资源压力的缓解。在优化前后，玉米均保持盈利状态，说明玉米的抗风险能力高于其他 ３种作
物，因此在保障水稻和小麦的播种面积的前提下，可适当增加玉米的播种面积。

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