海力且木·麥麥提

(新疆喀什水文水資源勘測局 新疆喀什 844000)

新疆地區(qū)水資源生態(tài)承載力及用水效率研究

海力且木·麥麥提

(新疆喀什水文水資源勘測局 新疆喀什 844000)

新疆自治區(qū)是我國面積最大的省份，其具有豐富的自然資源，屬于干旱環(huán)境，因此水生態(tài)較為脆弱，研究其生態(tài)承載力及用水效率具有重大意義?；谒鷳B(tài)足跡的理論，首先對生態(tài)足跡理論進行闡述，隨后介紹了其在水資源領域的研究進展，分析了其計算方法。以新疆區(qū)各項水生態(tài)指標為依據(jù)，分析了其水生態(tài)足跡，進而討論其生態(tài)水承載力。最后基于投影分類分析法對新疆用水效率進行了研究，并得出結論。為新疆地區(qū)今后水資源研究提供了理論依據(jù)。

水資源 生態(tài)承載力 生態(tài)足跡 用水效率

引言

目前，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已得到各國的共同重視，水是生命之源，是關系到社會經(jīng)濟發(fā)展水平的重要資源。新疆自治區(qū)是我國面積最大的省份，地處西北內陸地區(qū)，具有豐富的自然資源，屬于干旱環(huán)境，因此水生態(tài)較為脆弱，研究其用水量是否超過生態(tài)承載力具有重要意義。水是支撐新疆實現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要資源，進行水資源研究對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施可以起到理論支撐。

本文基于水生態(tài)足跡的理論，首先對生態(tài)足跡理論進行闡述，隨后介紹了其在水資源領域的研究進展，分析了其計算方法。以新疆區(qū)各項水生態(tài)指標為基礎，重點分析了其水生態(tài)足跡，進而討論其生態(tài)水承載力。最后基于投影分類分析法對新疆用水效率進行了研究，并得出結論，技術路線見圖1。

1 水生態(tài)足跡理論

圖1 新疆區(qū)水生態(tài)足跡研究技術路線11

1992年生態(tài)足跡理論由加拿大科學家Willian E提出，隨后其學生Wackernagel對這一理論進行了完善。Folke 等人基于波羅海域一些城市的生態(tài)足跡，得出生態(tài)系統(tǒng)過負荷的結論。Jenerettle 等人基于空間異性方法，首次利用生態(tài)足跡理論分析水資源，并提出了虛擬水資源的概念。水資源生態(tài)足跡理論較生態(tài)足跡理論而言，其理論還不是特別成熟，處于發(fā)展階段。國內諸多學者對其進行了研究。2004年，馬靜等人基于Jenerettle 的理論，對中國1999年的水生態(tài)足跡進行了分析。2005年，龍愛華等人運用生態(tài)足跡模型計算了甘肅省15年的水資源生態(tài)足跡，他們將水足跡分為直接消費和間接消費兩類。2009年，莫明浩等計算2006年洪湖市水資源生態(tài)足跡，將足跡分為：農業(yè)、工業(yè)、民用、生態(tài)四種，并指出當?shù)厥撬Y源利用程度已經(jīng)超負荷。

基于Willian E的生態(tài)足跡理論模型，將水資源生態(tài)足跡定義為：將人類生產(chǎn)和生活消耗的水資源按照生態(tài)足跡理論方法折算到相應的水域面積，用以描述水資源用地。本文討論水資源生態(tài)足跡時將水資源分為三種：生產(chǎn)用水、生態(tài)環(huán)境用水、民用水。總水資源生態(tài)足跡EFW計算公式如下：指的是人均水資源生態(tài)足跡，hm2/人；N是人口總數(shù)；Wa是水資源生態(tài)足跡因子，根據(jù)國家標準，內陸地區(qū)取0.4；WW是人均用水量；是水資源生產(chǎn)能力。

但是各地區(qū)人均用水量有所差異，不能直接進行類比，因此引進水資源產(chǎn)量因子LWr和人均水資源利用量WQ表示人均用水量：

為了取得各個地區(qū)的LWr，將世界水生產(chǎn)因子定為1，某區(qū)域平均水資源生產(chǎn)能力比世界平均水資源生產(chǎn)能力就是該區(qū)域的LWr。經(jīng)計算，得到新疆各地區(qū)的水資源產(chǎn)量因子見表1。

表1 新疆各地區(qū)的水資源產(chǎn)量因子

2 基于水生態(tài)足跡的承載力研究

根據(jù)上文的計算模型，以新疆地區(qū)近兩年的水資源數(shù)據(jù)為基礎，分析計算新疆各個地區(qū)的水資源生態(tài)足跡指標，各地區(qū)計算結果見表2。

表2 新疆各地區(qū)的水資源生態(tài)足跡指標

由表2可以看出，各個地區(qū)的生活用水基本在同一個數(shù)量級，影響其大小差異的緣由在于各個地區(qū)的人口數(shù)量不同。但生態(tài)環(huán)境用水足跡相差很大，阿勒泰地區(qū)達到了97580 hm2。生產(chǎn)用水足跡的衡量標準是當?shù)毓I(yè)的發(fā)展水平，同樣利用上一節(jié)的計算方法，將各地區(qū)生產(chǎn)生活總用水足跡列到柱狀圖中，見圖2。

圖2 新疆各地區(qū)生產(chǎn)生活總用水足跡

根據(jù)上文中的水資源生態(tài)足跡計算結果，對新疆區(qū)內水資源承載能力進行計算，得到的水資源承載能力柱狀圖見圖3。

由圖3可以看出新疆區(qū)內只有克孜勒蘇柯爾克孜自治州和伊犁州水資源生產(chǎn)能力超過其水生態(tài)足跡，也即生態(tài)承載能力強，是可持續(xù)發(fā)展的，其它地區(qū)水資源負荷較大，尤其是阿克蘇地區(qū)和喀什地區(qū)，水資源開發(fā)強度遠大于其水資源承載能力。

圖3 新疆水資源承載能力柱狀圖

3 用水效率研究

投影分類分析法是一種針對用水效率研究的探索性分析，從不同的角度去觀察數(shù)據(jù)，尋求數(shù)據(jù)特征，挖掘最優(yōu)投影方向。其計算步驟為：首先，將樣本中各數(shù)據(jù)歸一處理，得到其標準值；其次，設定目標函數(shù)，將數(shù)據(jù)在目標函數(shù)上投影；計算最優(yōu)的投影方向，尋求函數(shù)的最優(yōu)解；最后，求出最佳投影方向和投影值的大小。利用此方法對新疆地區(qū)各城市樣本進行分析得出其投影值大小，見表3。

由表3可以看出，水效率最高的是哈密地區(qū)，最低的地區(qū)是和田地區(qū)。烏魯木齊、克拉瑪依、昌吉的水效率也較高。

4 結語

基于水生態(tài)足跡的理論，首先對生態(tài)足跡理論進行闡述，隨后介紹了其在水資源領域的研究進展，分析了其計算方法。以新疆區(qū)各項水生態(tài)指標為基礎，重點分析了其水生態(tài)足跡，進而討論其生態(tài)水承載力。最后基于投影分類分析法對新疆用水效率進行了研究。為新疆地區(qū)水資源生態(tài)承載力研究提供了理論依據(jù)。

表3 新疆各地區(qū)投影值

1. 段春青,劉昌明,陳曉楠,等. 區(qū)域水資源承載力概念及研究方法的探討[J]. 地理學報,2010,01.

2. 張永勇,夏 軍,王中根. 區(qū)域水資源承載力理論與方法探討[J]. 地理科學進展,2007,02.

3. 董雯,劉志輝. 基于FAHP原理的水資源承載力綜合評價研究——以新疆博爾塔拉河流域和精河流域為例[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2008.

4. 歐洋銘, 白若男, 朱國宇. 成都市水資源承載力動態(tài)變化及成因研究[J]. 南水北調與水利科技,2012,06.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.11.011

X821

A

1672-2469（2014）11-0030-03

11作者簡介：海力且木?麥麥提（1971年—），女，助理工程師。