青海省經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源現(xiàn)狀的影響研究

趙 露

（中國人民銀行西寧中心支行 青海西寧 810000）

一、研究背景

青海身為三江之源，海拔約1644—6851m，全省平均海拔不小于3000m，區(qū)域類型包括農(nóng)區(qū)、牧區(qū)、山區(qū)、高海拔地區(qū)和沿黃流域等。青海水資源豐富但時空分配不均，干旱少雨，年降水量地域分布不均，東南年均降水量約200mm，西北年降水量遞減到15mm，蒸發(fā)量大，晝夜溫差最大達20℃左右。地表水和地下水的年徑流量主要受降水和氣溫的影響，年內(nèi)分配不均，5—9 月氣溫回升，冰雪消融，為豐水期，徑流量增大，占全年徑流量50%—70%，枯水期徑流量減少。

水資源在經(jīng)濟與環(huán)境、人口與社會的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展過程中占據(jù)重要地位，作為保障經(jīng)濟發(fā)展的重要元素，研究經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源現(xiàn)狀的影響，有利于客觀把握開發(fā)現(xiàn)狀，了解地方經(jīng)濟對水資源開發(fā)的影響，落實“節(jié)約優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時期治水方針?！笆濉逼陂g青海省編制完成了《青海省非常規(guī)水源利用規(guī)劃》，將非常規(guī)水源納入水資源統(tǒng)一配置，印發(fā)了《青海省節(jié)約用水管理辦法》和《青海省節(jié)水行動實施方案》，旨在提高水資源利用效率，以水資源的可持續(xù)利用為基礎(chǔ)，促使青海省經(jīng)濟社會高質(zhì)量和諧發(fā)展。

生態(tài)足跡與人口總量、環(huán)境自凈能力、經(jīng)濟生產(chǎn)能力等有關(guān)，表示在現(xiàn)有技術(shù)和消費水平下，區(qū)域人口對環(huán)境的影響規(guī)模和持續(xù)生存對環(huán)境提出的需求。Ewing 等指出，水足跡可用于了解消費活動與淡水資源的環(huán)境壓力之間的聯(lián)系；學者多用區(qū)域降水量、人口數(shù)量和國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）等指標衡量水資源負載指數(shù)，反映區(qū)域內(nèi)水資源的利用程度及與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系。曉蘭等運用負載指數(shù)法對內(nèi)蒙古經(jīng)濟發(fā)展指標以及經(jīng)濟發(fā)展程度與水資源開發(fā)利用程度的關(guān)系進行了分析。作為分布均勻度的量化評價方法，基尼系數(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如用水結(jié)構(gòu)及趨勢分析。

通過水資源生態(tài)足跡模型、基尼系數(shù)和負載指數(shù)探究青海省經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源現(xiàn)狀的影響，有利于實現(xiàn)水資源在時空上與經(jīng)濟社會發(fā)展、人口密度分布的優(yōu)化配置。

二、數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）數(shù)據(jù)資料來源

青海省水資源總量、消耗量等水量數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟屬性數(shù)據(jù)來源于2015—2020年《青海省水資源公報》和《青海統(tǒng)計年鑒》。水資源來源于年降水量、扣除重復部分后的地表水和地下水儲量。2015—2020 年青海省水資源統(tǒng)計表如表1所示。

表1 2015—2020年青海省水資源統(tǒng)計表

（二）研究方法

1.水資源生態(tài)足跡模型

水資源生態(tài)足跡是通過比較水資源生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，判斷水資源的可持續(xù)發(fā)展利用情況。萬元GDP水資源生態(tài)足跡反映區(qū)域內(nèi)生物生產(chǎn)面積的水資源利用率的高低，值越大，說明水資源利用率越低，反之，水資源利用率越高。計算公式分別如式（1）和式（4）所示。

式中：EFW為水資源生態(tài)足跡，hm2；ECW為水資源生態(tài)承載力，hm2；EZW為水資源生態(tài)盈余或赤字，hm2；EG 為萬元GDP 水資源生態(tài)足跡，hm2/萬元；N 為人口數(shù)，cap；efw為人均水資源生態(tài)足跡，hm2/cap；rw為水資源的全球均衡因子；Ww為消耗水資源量，m3；Pw為水資源全球平均生產(chǎn)能力，m3/hm2；ecw為人均水資源生態(tài)承載力，hm2/cap；ψw為區(qū)域水資源用地產(chǎn)量因子；Q 為區(qū)域水資源總量，m3；60%為水資源總量中60%用于維持生態(tài)環(huán)境；P 為區(qū)域常住人口數(shù)，萬人；G 為區(qū)域生產(chǎn)總值，億元。

參數(shù)確定：Pw=3140 m3/hm2。rw根據(jù)世界自然基金會計算確定rw=5.19。ψw為區(qū)域單位面積的產(chǎn)水量與水資源全球生產(chǎn)能力的比值，根據(jù)表1 計算可得，柴達木盆地2015—2019年年均產(chǎn)水量為8.13×1010m3，ψw=0.3626。

2.基尼系數(shù)

青海省水資源量由地表水量和地下水量構(gòu)成，選取水資源總量作為基本匹配對象，將地下水用量和地表水用量作為匹配分級對象，計算基尼系數(shù)。在保證數(shù)據(jù)精確度的基礎(chǔ)上簡化計算過程，基尼系數(shù)的求取采用梯形面積法，計算公式及評價結(jié)果分別如式（5）和表2所示。

表2 基尼系數(shù)的評價結(jié)果

式中：G為基尼系數(shù)；Xi為地表用水和地下用水的累計百分比；Yi為水資源總量的累計百分比，當i=1 時，X0=Y0=0，即最小累計百分比的前一項百分比為0。

3.水資源負載指數(shù)

水資源負載指數(shù)反映區(qū)域水資源開發(fā)利用水平與人口和經(jīng)濟總量之間的平衡關(guān)系，同時反映區(qū)域內(nèi)水資源可持續(xù)利用前景和開發(fā)的難易。負載指數(shù)與水資源量和水資源的利用水平呈正相關(guān)，與人口數(shù)和經(jīng)濟總量呈負相關(guān)，計算如式（6）所示，負載指數(shù)的分級如表3所示。

表3 水資源負載指數(shù)分級

5-10 2-5 1-2＜1ⅡⅢⅣⅤ高，潛力不大中等，潛力較大較低，潛力大低，潛力很大開發(fā)困難開發(fā)較難開發(fā)較易開發(fā)容易

式中：C 為區(qū)域水資源負載指數(shù)；Q 為區(qū)域水資源總量，m3；P為區(qū)域常住人口數(shù)，萬人；G 為區(qū)域生產(chǎn)總值，億元；k為降水量決定的系數(shù)。

參數(shù)確定：k 的取值由年降水量R 的范圍決定，當R≤200 mm 時，k=1；當200 mm＜R≤400 mm 時，k=1.0-0.1（R-200）/200；當400 mm＜R≤800 mm 時，k=0.9-0.2（R-200）/400；當800 mm＜R≤1600 mm 時，k=0.7-0.2（R-200）/800；當R＞1600 mm時，k=0.5，2015—2020年k的取值分別為0.9553、0.94765、0.93055、0.7981、0.913和0.91645。

三、經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源現(xiàn)狀影響的研究

（一）水資源現(xiàn)狀分析

1.水資源生態(tài)足跡分析

根據(jù)式（1）和式（3）計算得水資源生態(tài)指標變化趨勢如表4所示。

表4 2015—2020年青海省水資源生態(tài)指標單位：106hm2

表4 表明，2015—2020 年青海省水資源生態(tài)足跡基本持平，多年水資源生態(tài)足跡平均值為2.7195×106hm2。2015 年青海省水資源生態(tài)足跡出現(xiàn)最高值，為2.7648×106hm2，以2015 年為基數(shù)，2020 年減少0.1826×106hm2，下降6.60%，表明青海省的需水量波動不大。除2019 年同比下降4.42%外，水資源生態(tài)承載力整體呈現(xiàn)上升的趨勢，與2015 年相比，2020 年增加10.1313×106hm2，增長71.71%，青海省水資源生態(tài)承載力越來越大。

由表1 計算可得，青海省2016—2020 年降水量較上年分別增長5.29%、11.12%、19.15%、-7.38%和-1.84%，與水資源生態(tài)承載力變化趨勢一致，兩者呈密切正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)R＞99.9%）。2015—2020 年青海省水資源生態(tài)承載力遠大于生態(tài)足跡，水資源處于盈余狀態(tài)，生態(tài)盈余均超過11×106ghm2，水資源整體利用率不高，處于可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)，足以維持區(qū)域生態(tài)環(huán)境發(fā)展。

青海省多年來人口密度小且變化不大，人均水資源生態(tài)指標的變化趨勢與總生態(tài)指標一致，人均水資源生態(tài)足跡變化不大，平均值為0.46 hm2/cap，始終小于人均水資源生態(tài)承載力。與2015 年相比，2020 年人均水資源生態(tài)足跡和生態(tài)承載力分別降低7.23%和增長70.56%。中國年人均耗水量為702 m3，即人均水資源生態(tài)足跡為1.1603 hm2/cap，青海省人均水資源生態(tài)足跡明顯低于中國人均水資源生態(tài)足跡。

2.基尼系數(shù)分析

2015—2020 年青海省各項水資源量和用水量扣除重復部分，按從小到大的順序排列計算各項累計百分比如表6 所示，用水包括地下水供水、地表水供水和其他水源供水，部分年份地表供水和地下供水用水累積百分比小于100%。

表6 2015—2020年青海省水資源統(tǒng)計

按式（5）計算2015 年—2020 年地表水和地下水的總量對用水量的基尼系數(shù)在0.2—0.3 范圍內(nèi)波動，分別為0.2733、0.2668、0.2611、0.2577、0.2698、0.2599。2015 年最大，2018 年最小，表明2015—2020年青海省地下水和地表水利用的匹配度為“相對平均”，水資源利用匹配度較優(yōu)，不存在過度開采的問題。

（二）經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源現(xiàn)狀的影響分析

由式（1）可以計算2015—2020年青海省各部分耗水的水資源生態(tài)足跡比例，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，青海省農(nóng)田灌溉水足跡占比由60%下降到45%，林牧漁畜水足跡占比由24%增長到28%，工業(yè)水足跡比例基本穩(wěn)定在10%，城鎮(zhèn)公共和居民生活水足跡比例與常住人口數(shù)有關(guān)，由10%增長為12%。隨著“綠色發(fā)展”的提出，政府和人民越來越重視生態(tài)保護，生態(tài)環(huán)境水足跡比例從2%增加到4%。

由式（4）計算萬元GDP 水資源生態(tài)足跡如表7 所示，由式（6）計算青海省水資源負載指數(shù)如表8所示。

表7 2015—2020年青海省萬元GDP水資源生態(tài)足跡

表8 2015—2020年青海省水資源負載指數(shù)

由表7 可知，2015—2020 年青海省萬元GDP 水資源生態(tài)足跡呈逐年大幅度下降趨勢，降幅分別為7.0%、3.1%、6.5%、4.0%和7.2%，以2015 年為基數(shù)，截至2020 年，萬元GDP 水資源生態(tài)足跡由0.1144 hm2/萬元下降到0.0859 hm2/萬元，降幅為24.9%，說明青海省水資源利用效率逐年增高，反映了近年來隨著循環(huán)經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟和節(jié)約經(jīng)濟的提倡，青海省的經(jīng)濟發(fā)展水平已經(jīng)開始從相對粗放式向資源集約型過渡。

由表8 可知，2015—2020 年青海省水資源負載指數(shù)總體呈現(xiàn)下降的趨勢，水資源負載指數(shù)均為Ⅳ級，利用水平較低，潛力大，開發(fā)較易。造成該現(xiàn)象的原因有：（1）常住人口密度影響。青海省多年平均人口總量不足600萬人，地廣人稀，人口密度持續(xù)較小，部分地區(qū)如鹽湖、沙漠等交通不便，水資源開采利用程度較小。（2）青海省以農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展為主，伴隨少量的鹽湖工業(yè)發(fā)展，GDP 總量雖呈上升趨勢，但遠小于發(fā)達地區(qū)。（3）氣候條件影響。青海省干旱少雨，年降水量不足350 mm，約位居中國各省27 位，水資源的時空不均衡嚴重制約開發(fā)利用和經(jīng)濟社會發(fā)展。

四、結(jié)論與建議

采用生態(tài)足跡模型、基尼系數(shù)和負載指數(shù)法對青海省經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源現(xiàn)狀的影響進行研究，2015—2020年水資源生態(tài)足跡基本持平，水資源生態(tài)承載力整體呈上升的趨勢，水資源生態(tài)承載力遠大于生態(tài)足跡，水資源處于盈余狀態(tài)。整體利用率不高，處于可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，足以維持區(qū)域生態(tài)發(fā)展。地下水和地表水利用的匹配度為“相對平均”，匹配度較優(yōu)，不存在過度利用的問題。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，耗水量水足跡占比呈不同程度的變化。萬元GDP 水資源生態(tài)足跡呈逐年下降趨勢，水資源利用率有所增高。水資源負載指數(shù)均為Ⅳ級，利用水平較低，潛力大，開發(fā)較易。

為保持青海省水資源生態(tài)良好狀態(tài)，解決水資源未合理配置、利用率低和受降水量調(diào)控的影響，應(yīng)綜合考慮各類水體水質(zhì)和水量，開采中同時考慮資源自身價值和生態(tài)保護并行，結(jié)合工業(yè)用水需求，從區(qū)域環(huán)境層次、經(jīng)濟效益層次和工程建設(shè)管理層次等方面，實行水資源時間和空間的合理分配，建立合理的水資源配置模式，保障青海省經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)保護與建設(shè)雙向并行。