基于熵權(quán)-TOPSIS模型的庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)

林龍圳，李 達(dá)，林 震*

(1.北京林業(yè)大學(xué)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展研究院，北京林業(yè)大學(xué)生態(tài)文明研究院，北京 100083；2.北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100083)

水資源承載力是表征區(qū)域水資源狀態(tài)的重要指標(biāo)，科學(xué)度量區(qū)域水資源承載力，既是進(jìn)行水資源承載調(diào)控的必要前提，也是支撐水資源可持續(xù)開發(fā)利用的重要基礎(chǔ)，有助于促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，提升區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)水平[1-3].黃河水資源總量不到長江的7%，人均占有量僅為全國平均水平的27%，水資源開發(fā)利用率高達(dá)80%，水資源保障形勢嚴(yán)峻，已經(jīng)成為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展最大的剛性約束[4].因此，開展黃河流域水資源承載力綜合評(píng)價(jià)研究工作，對于推進(jìn)黃河流域生態(tài)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[5].

庫布齊沙漠位于黃河“幾”字灣南岸，其西北東三面被黃河環(huán)繞，是黃河流域的生態(tài)脆弱區(qū).庫布齊沙漠曾是京津冀的三大風(fēng)沙源之一，是距首都北京最近的沙漠，一度被稱為“懸在首都頭上的一盆沙”[6].20世紀(jì)八十年代以來，為構(gòu)筑北方生態(tài)安全屏障，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和人民生產(chǎn)生活條件，庫布齊沙漠地區(qū)開展了大規(guī)模的生態(tài)治理活動(dòng)，大力發(fā)展沙區(qū)經(jīng)濟(jì)，并取得了舉世矚目的成就，沙漠治理總面積達(dá)到6 460 km2，涵養(yǎng)水源240多億m3，創(chuàng)造生態(tài)價(jià)值5 000多億元，被譽(yù)為世界上唯一被整體治理的沙漠，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署將其確定為“全球沙漠生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)”[7-8].但與此同時(shí)，隨著庫布齊沙漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，區(qū)域的水資源保護(hù)和利用面臨著巨大的壓力，加劇了原本就十分緊張的水資源現(xiàn)狀，同時(shí)也給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展帶來了嚴(yán)重挑戰(zhàn).因此，科學(xué)評(píng)價(jià)庫布齊沙漠地區(qū)近年來水資源承載力狀況，分析影響水資源承載力的主要因素，提出針對性應(yīng)對措施，有助于提升該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展能力，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展做出貢獻(xiàn).

關(guān)于水資源承載力評(píng)價(jià)的研究，國內(nèi)外科研工作者已經(jīng)開展了大量工作，并取得了豐碩成果[9-12].主要評(píng)價(jià)方法有：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法[13-15]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[16-17]、主成分分析法[18]、熵權(quán)法[19]、TOPSIS模型法[20]等等，這些方法有力推動(dòng)了水資源承載力的相關(guān)研究.水資源承載力評(píng)價(jià)涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境、水資源等子系統(tǒng)，客觀反映各指標(biāo)權(quán)重是確保評(píng)價(jià)結(jié)果可信度的關(guān)鍵.TOPSIS法是用于求解多屬性決策問題的模型，計(jì)算基礎(chǔ)來源于反映區(qū)域水資源利用現(xiàn)狀與緊缺程度的客觀數(shù)據(jù)[21].熵權(quán)法依據(jù)數(shù)據(jù)的離散程度對指標(biāo)賦權(quán)，即根據(jù)各指標(biāo)所含信息有序程度的差異性來確定指標(biāo)權(quán)重，是相對客觀賦權(quán)方法[22-23].熵權(quán)法與TOPSIS模型結(jié)合后，相比模糊綜合評(píng)判法、層次分析法、主成分分析法等評(píng)價(jià)方法，更加適用于水資源短缺地區(qū)的承載力評(píng)估[24-25].為此，本文采用熵權(quán)法和TOPSIS模型，對庫布齊沙漠地區(qū)2013年—2018年的水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，以期揭示水資源承載力現(xiàn)狀及其變化特征，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供參考.

1 研究區(qū)概況

庫布齊沙漠總面積約1.863萬km2，沙漠總長400 km，寬度為30～80 km，形狀為東窄西寬的條狀形，西起杭錦旗巴拉貢，坐標(biāo)為39°30′N，107°18′E，經(jīng)達(dá)拉特旗境內(nèi)，東至準(zhǔn)格爾旗(原東孔兌鎮(zhèn))，坐標(biāo)為40°41′N，111°30′E.庫布齊沙漠地區(qū)屬于典型的溫帶大陸性干旱季風(fēng)氣候，冬季寒冷少雪，夏季高溫多雨，春季多風(fēng)少雨，秋季涼爽.年平均溫度6 ℃ ～ 7.5 ℃，但四季溫差較大.區(qū)域水資源量緊張，開發(fā)利用程度較高，用水中農(nóng)林牧漁畜業(yè)用水量最多.區(qū)域年降水量少，地區(qū)分布不均，自東南向西北遞減，多年平均降雨量從西北到東南200 ～ 400 mm，年蒸發(fā)量超過2 200 mm[26].

2 研究方法

2.1 水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

水資源是庫布齊沙漠地區(qū)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要影響因子，對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)起到?jīng)Q定性作用.因此，需要將水資源承載力的指標(biāo)體系構(gòu)建置于“水資源—社會(huì)經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境”耦合的多層次復(fù)雜系統(tǒng)背景下，來研究水資源與其它資源之間的相互影響關(guān)系，并綜合考慮區(qū)域內(nèi)各種宏觀、中觀、微觀層面的實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì).本文在參考國內(nèi)外學(xué)者相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合庫布齊沙漠地區(qū)水資源子系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)狀況，遵循科學(xué)性、客觀性、代表性等原則，兼顧數(shù)據(jù)的可獲得性，選取21個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1).其中，水資源子系統(tǒng)選取了人均水資源量、產(chǎn)水模數(shù)、人均供水量等6個(gè)指標(biāo)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)選取了人口密度、經(jīng)濟(jì)密度、城鎮(zhèn)化率等9個(gè)指標(biāo)，生態(tài)子系統(tǒng)選取了森林覆蓋率、人工造林面積、人工種草保有面積等6個(gè)指標(biāo).

表1 庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system for water resources carrying capacity of the Kubuqi Desert

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理與指標(biāo)權(quán)重的確定

2.2.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理 設(shè)研究區(qū)域水資源承載力的原始評(píng)價(jià)矩陣為：

(1)

評(píng)價(jià)指標(biāo)有正向指標(biāo)與負(fù)向指標(biāo)之分，正向指標(biāo)具有極大值屬性，負(fù)向指標(biāo)具有極小值屬性，要分別對其指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

正向指標(biāo)：xij=(rij-minrj)/(maxrj-minrj).

(2)

負(fù)向指標(biāo)：xij=(minrj-rij)/(maxrj-minrj).

(3)

式中，rij(i=1,…，n；j=1，…，m)為第i年第j個(gè)指標(biāo)值；n、m分別為年份數(shù)和指標(biāo)數(shù)；maxrj、minrj分別為第j個(gè)指標(biāo)的最大值、最小值.

2.2.2 熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重

1)計(jì)算第i年第j項(xiàng)值的比重

(4)

2)計(jì)算各指標(biāo)的熵值

(5)

其中，k與樣本數(shù)量有關(guān)，常取k=1/lnn，此外，補(bǔ)充定義：若pij=0，則令pijlnpij=0.

3)計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)系數(shù)

(6)

熵權(quán)系數(shù)Wj越大，則該指標(biāo)代表的信息量越大，表示其對綜合評(píng)價(jià)的作用越大.

2.2.3 TOPSIS模型 TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)即優(yōu)劣解距離法，由Hwang C L和Yoon K 于1981年首次提出，能充分利用原始數(shù)據(jù)的信息，其結(jié)果能精確地反映各評(píng)價(jià)方案之間的差距.TOPSIS法是多目標(biāo)決策分析中一種常用的有效方法，其基本過程為：基于歸一化后的原始數(shù)據(jù)矩陣，采用余弦法找出有限方案中的最優(yōu)方案和最劣方案，然后分別計(jì)算各評(píng)價(jià)對象與最優(yōu)方案和最劣方案間的距離，獲得各評(píng)價(jià)對象與最優(yōu)方案的相對接近程度，接近程度距離1越近，表明評(píng)價(jià)對象越優(yōu)；反之，則評(píng)價(jià)結(jié)果為差.

1) 確定加權(quán)規(guī)范化決策矩陣

Zij=WjXij，

(7)

其中，Wj為指標(biāo)權(quán)重；Xij為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣.

2)確定正理想解和負(fù)理想解

正理想解Z+和負(fù)理想解Z-分別為加權(quán)規(guī)范化決策矩陣Zij的最大值和最小值：

(8)

(9)

3)計(jì)算各評(píng)價(jià)對象與正理想解的距離和負(fù)理想解的距離

(10)

(11)

4)計(jì)算各評(píng)價(jià)對象與正負(fù)理想解的貼近度

(12)

Ci距離1越近，表明評(píng)價(jià)對象越優(yōu).

5)根據(jù)Ci大小進(jìn)行排序與分級(jí)，給出評(píng)價(jià)結(jié)果.

2.2.4 水資源承載力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表 權(quán)重確定后，依據(jù)TOPSIS模型計(jì)算得出研究區(qū)域的貼近度C，即為最終的水資源承載力綜合評(píng)價(jià)得分.借鑒國內(nèi)外學(xué)者已有研究成果，本文將水資源承載力等級(jí)分為5個(gè)等級(jí)，用于表示區(qū)域的水資源承載力狀況(表2).

表2 水資源承載力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表Tab.2 Classification standard of water resources carrying capacity

2.3 數(shù)據(jù)來源

本文所用的數(shù)據(jù)主要來源于歷年的《鄂爾多斯水資源公報(bào)》《鄂爾多斯統(tǒng)計(jì)年鑒》《杭錦旗統(tǒng)計(jì)年鑒》《達(dá)拉特旗統(tǒng)計(jì)年鑒》《準(zhǔn)格爾旗統(tǒng)計(jì)年鑒》，以及各旗縣歷年政府工作報(bào)告、國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，經(jīng)過計(jì)算整理獲得.

3 結(jié)果與分析

3.1 水資源承載力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，收集庫布齊沙漠地區(qū)杭錦旗、達(dá)拉特旗和準(zhǔn)格爾旗2013年—2018年的相關(guān)數(shù)據(jù)后，運(yùn)用熵權(quán)法和TOPSIS模型，計(jì)算出庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力綜合評(píng)分結(jié)果(見表3).

表3 2013年—2018年庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)得分Tab.3 Evaluation score of water resources carrying capacity in the Kubuqi Desert from 2013 to 2018

圖1為2013年—2018年庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力綜合評(píng)價(jià)值的具體情況和變化趨勢，結(jié)果表明，2013年—2018年，庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力整體等級(jí)水平較低，多年來均分布在III～I(xiàn)V級(jí)(合理-短缺)之間.水資源承載力評(píng)價(jià)得分呈現(xiàn)出從東往西依次降低的態(tài)勢，東部準(zhǔn)格爾旗得分最高，中部達(dá)拉特旗得分次之，西部杭錦旗得分最低.進(jìn)一步分析可知，庫布齊沙漠分布情況對該地區(qū)的水資源承載力有著重要影響，水資源承載力水平與沙漠面積之間呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系：杭錦旗沙漠面積最大，水資源承載力水平最低；準(zhǔn)格爾旗的沙漠面積最小，水資源承載力水平最高.可見，加強(qiáng)荒漠化防治，因地制宜地開展生態(tài)保護(hù)與修復(fù)，是提高庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力的有效途徑.

具體來看，東部準(zhǔn)格爾旗水資源承載力最高，年均水資源承載力評(píng)價(jià)值(C綜合)為0.494，平均承載力水平處于III級(jí)(合理)，水資源承載力呈上下波動(dòng)狀態(tài)，評(píng)價(jià)得分在2016年達(dá)到峰值0.526，最小值為2017年的0.476，多年承載力均處于III級(jí)水平.近年來，準(zhǔn)格爾旗在庫布齊沙漠東端規(guī)劃建設(shè)了一個(gè)新區(qū)(大路新區(qū))，完成新區(qū)綠化1 787 hm2，隨著新區(qū)投入使用，區(qū)域人口密度提升，居民人均用水量和生態(tài)環(huán)境用水率加大，降低了區(qū)域水資源承載力.

中部達(dá)拉特旗水資源承載力居中，年均水資源承載力評(píng)價(jià)值(C綜合)為0.399，水資源承載力評(píng)價(jià)得分呈現(xiàn)倒“U”型變化，由2013年的0.378上升到2016年的峰值0.444，又下降至2018年的0.393.研究時(shí)段內(nèi)，平均承載力水平處于處于IV級(jí)(短缺)，在IV-III級(jí)(短缺-合理)之間變動(dòng)，僅2016年處于III級(jí)(合理)，其他年份均處為IV級(jí)(短缺).達(dá)拉特旗以農(nóng)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)，人口密度大，農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)耗水量大，且近年來建設(shè)用地規(guī)模持續(xù)增加，導(dǎo)致區(qū)域水資源承載力水平不高.

西部杭錦旗水資源承載力最低，年均水資源承載力評(píng)價(jià)值(C綜合)為0.300，評(píng)價(jià)期內(nèi)水資源承載力水平一直處于IV級(jí)(短缺)，評(píng)價(jià)得分呈現(xiàn)“U”型變化，由2013年的0.340下降到2014年的0.275，又上升至2018年的0.318.杭錦旗沙漠面積最大，長期處于嚴(yán)重缺水狀態(tài).從2014年開始，杭錦旗實(shí)施重點(diǎn)水生態(tài)綜合治理項(xiàng)目，借助凌汛期將黃河凌水引入庫布齊沙漠腹地，2015年-2018年累計(jì)分凌引水近2億m3，形成了近20 km2的水面和近60 km2的生態(tài)濕地，促進(jìn)了自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，達(dá)到了變水害為水利和推進(jìn)沙漠治理的雙重目的，使區(qū)域的水資源承載力得到了提升.

3.2 水資源承載力各子系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.2.1 水資源子系統(tǒng) 由圖2可見，庫布齊沙漠地區(qū)水資源分布較為均衡.2013年—2018年，達(dá)拉特旗和準(zhǔn)格爾旗水資源子系統(tǒng)的水資源承載力評(píng)分均位于0.15附近；杭錦旗水資源系統(tǒng)評(píng)分值最低，連續(xù)多年在0.10附近，個(gè)別年份甚至降到0.05左右，說明該地區(qū)水資源子系統(tǒng)較為薄弱.整體而言，庫布齊沙漠地區(qū)水資源十分匱乏，水資源子系統(tǒng)承載力較低.

圖2 2013年—2018年水資源子系統(tǒng)評(píng)價(jià)得分Fig.2 Evaluation score of the water resources subsystem for 2013 to 2018

3.2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng) 由圖3可見，庫布齊沙漠地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)分差異較大.2013年—2018年，準(zhǔn)格爾旗社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)水資源承載力評(píng)分較高，在庫布齊地區(qū)發(fā)展程度最好；達(dá)拉特旗社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)評(píng)分在0.10～0.15間變動(dòng)，近兩年呈現(xiàn)發(fā)展程度相對降低的態(tài)勢；杭錦旗社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)評(píng)分值最低，基本在0.05以下，但社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度向好，呈逐步上升的態(tài)勢.整體而言，庫布齊沙漠地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較不均衡.

圖3 2013-2018年社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)評(píng)價(jià)得分Fig.3 Evaluation score of the social economy subsystem for 2013 to 2018

3.2.3 生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng) 由圖4可見，庫布齊沙漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)變化情況較為復(fù)雜.2013-2018年，準(zhǔn)格爾旗生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)評(píng)分在三個(gè)旗縣中評(píng)分最高，但2017年-2018年呈現(xiàn)逐年下降的態(tài)勢；達(dá)拉特旗生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)評(píng)分在0.1～0.18間變動(dòng)，呈現(xiàn)先升后降的態(tài)勢；杭錦旗生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)評(píng)分除了在2013年高于0.1之外(達(dá)到0.12)，其余時(shí)間均在0.1以內(nèi)，始終處于最低的水平.整體而言，庫布齊沙漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)水資源承載力水平較低.

圖4 2013-2018年生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)評(píng)價(jià)得分Fig.4 Evaluation score of the ecological environment subsystem for 2013 to 2018

3.3 水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)影響程度分析

由公式(6)計(jì)算得到庫布齊沙漠地區(qū)柿子園承載力各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重(見表4)，由表4可知，水資源子系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的綜合指標(biāo)權(quán)重分別為：0.281、0.409、0.313.各子系統(tǒng)中權(quán)重最大的指標(biāo)分別為年降水量(C6)、居民生活用水量(C15)、人工造林面積(C17).庫布齊沙漠地區(qū)干旱少雨，在研究時(shí)段內(nèi)平均降雨量分別為杭錦旗244 mm、達(dá)拉特旗361 mm、準(zhǔn)格爾旗434 mm，降雨量的分布與區(qū)域的水資源承載力呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這說明，庫布齊沙漠地區(qū)依舊處于“靠天吃飯”的窘境，年降水量極大限制了區(qū)域的水資源承載力，這一點(diǎn)，從2016年為庫布齊沙漠地區(qū)豐水年，三個(gè)旗縣的水資源承載力也出現(xiàn)相應(yīng)提升(見圖1)的情況也可以得到驗(yàn)證.此外，居民人均年生活用水量是負(fù)向指標(biāo)，提倡人人節(jié)約用水、加快節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，有助于緩解庫布齊沙漠地區(qū)水資源緊缺的問題.

進(jìn)一步地，對庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的21個(gè)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行排序，得出各個(gè)指標(biāo)對水資源承載力的影響程度排序(見圖5).結(jié)果表明：在區(qū)域水資源承載力的所有影響因子中排名前六位的依次為：人工造林面積(C17)、水土保持綜合治理面積(C21)、居民人均年生活用水量(C15)、年降水量(C6)、森林覆蓋率(C16)、人工種草保有量(C18).在這6個(gè)指標(biāo)中，除年降水量外，其余5個(gè)指標(biāo)均與人類活動(dòng)有關(guān)，說明人類活動(dòng)是影響庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力的主要因素.同時(shí)，5個(gè)指標(biāo)中人工造林面積、水土保持綜合治理面積、森林覆蓋率、人工種草保有量均為正向指標(biāo)，且均來自生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)，可見加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)是提升庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力的關(guān)鍵途徑.近年來，庫布齊沙漠地區(qū)加大了系統(tǒng)治理、綜合治理力度，生態(tài)狀況實(shí)現(xiàn)了由過去嚴(yán)重惡化到整體好轉(zhuǎn)的歷史性變化，森林覆蓋率和植被覆蓋度持續(xù)提高，荒漠化和沙化土地面積持續(xù)減少，沙漠治理面積占到總面積的 25%，有效改善了區(qū)域的生態(tài)條件，提高了區(qū)域水資源承載力.但是在沙漠地區(qū)水資源緊缺的條件下，長期來看大規(guī)模的生態(tài)建設(shè)會(huì)導(dǎo)致生態(tài)需水量越來越大，加劇原本就十分緊張的水資源供需矛盾，因此，無節(jié)制的庫布齊沙漠生態(tài)治理也是不可持續(xù)的.

表4 庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.4 Evaluation index weight of water resources carrying capacity of Kubuqi Desert Area

圖5 水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)影響程度大小排名Fig.5 Ranking of contribution degree of water resources carrying capacity evaluation index

3.4 庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力空間差異分析

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)一步分析，庫布齊沙漠地區(qū)三個(gè)旗縣的水資源總量基本相當(dāng)，分別為3.66億m3、3.63億m3、3.61億m3，但由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)措施的不同，導(dǎo)致了水資源承載力等級(jí)的不同.西部杭錦旗人均供水量最大，人口密度最小，對地區(qū)的水資源承載力水平具有正向作用；但該地區(qū)經(jīng)濟(jì)密度和污水處理回用量最小，萬元GDP用水量和生態(tài)環(huán)境用水率最大，對地區(qū)的水資源承載力具有負(fù)向作用，從而導(dǎo)致杭錦旗水資源承載力等級(jí)最低，水資源可開發(fā)利用潛力也最小.東部準(zhǔn)格爾旗人均供水量最小，人口密度最大，對地區(qū)的水資源承載力水平具有負(fù)向作用；但該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)密度最大，萬元GDP用水量最小，對地區(qū)的水資源承載力具有正向作用，從而導(dǎo)致準(zhǔn)格爾旗水資源承載力等級(jí)較高，水資源可開發(fā)利用潛力也最大.

4 結(jié)論與建議

4.1 主要結(jié)論

1) 2013年—2018年，庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力整體水平略有下降，反映出水資源可進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力逐漸減??；承載力水平由東向西依次降低，荒漠化越嚴(yán)重的地區(qū)承載力水平越低；杭錦旗水資源承載力水平呈“U”型變化態(tài)勢，達(dá)拉特旗水資源承載力水平呈倒“U”型變化態(tài)勢，準(zhǔn)格爾旗水資源承載力水平則呈上下波動(dòng)態(tài)勢.

2) 庫布齊沙漠地區(qū)三個(gè)旗縣的水資源子系統(tǒng)評(píng)分較為接近，但社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)評(píng)分差異較大，水資源承載力評(píng)分差異也較大.說明在水資源稟賦相近的情況下，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式和生態(tài)環(huán)境建設(shè)力度的不同，會(huì)導(dǎo)致水資源承載力等級(jí)的不同.提升經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展質(zhì)量，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的耗水量，加大生態(tài)環(huán)境建設(shè)力度，均有助于提升區(qū)域的水資源承載力.

3) 在水資源承載力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，人工造林面積、水土保持綜合治理面積、居民人均年生活用水量、年降水量、森林覆蓋率、人工種草保有量等指標(biāo)對庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力影響較大.由此可見，開展生態(tài)修復(fù)治理、倡導(dǎo)節(jié)約用水有助于維系和提升區(qū)域水資源承載力，進(jìn)一步說明了加強(qiáng)庫布齊沙漠地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)的必要性.

4.2 政策建議

1) 從區(qū)域生態(tài)保護(hù)的視角來看，一方面，要繼續(xù)堅(jiān)定不移地推進(jìn)庫布齊沙漠治理，因地制宜地推進(jìn)退耕還林還草、水土保持綜合治理等生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程，以此提高水源涵養(yǎng)和水土保持能力，提升區(qū)域水資源承載力；另一方面，也要結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)需水的機(jī)理研究，確定合理的生態(tài)建設(shè)規(guī)模，節(jié)約生態(tài)環(huán)境建設(shè)用水，著力推進(jìn)水資源節(jié)約集約利用，使區(qū)域的水資源得到高效充分利用；此外，庫布齊沙漠地區(qū)降水主要集中在夏季汛期，多為汛期通過十大孔兌過境直排進(jìn)入黃河，因此，加快小流域綜合治理，提升攔蓄雨洪能力，使庫布齊沙漠地區(qū)的雨洪資源得到充分利用，也有利于提升區(qū)域水資源承載力水平.

2) 從區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展的視角來看，一方面，要繼續(xù)提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量，持續(xù)推進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力發(fā)展高產(chǎn)出、低水耗的新型產(chǎn)業(yè)，從結(jié)構(gòu)性節(jié)水的角度，大力發(fā)展節(jié)水產(chǎn)業(yè)和技術(shù)，確保區(qū)域水資源承載力始終保持在合理范圍.另一方面，要加強(qiáng)水資源開發(fā)利用的區(qū)域協(xié)作治理，減少水資源的競爭性開發(fā)，堅(jiān)持區(qū)域一盤棋，實(shí)施差異化發(fā)展戰(zhàn)略，杭錦旗地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展節(jié)水型服務(wù)業(yè)，達(dá)拉特旗重點(diǎn)推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水、發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，準(zhǔn)格爾旗重點(diǎn)推進(jìn)節(jié)水型工業(yè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源承載力的相互協(xié)調(diào)，走出一條區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展的新路子.