新疆喀什地區農業水安全初步研究

韋良煥

（喀什師范學院生命與環境科學系，新疆喀什 844000）

新疆喀什地區農業水安全初步研究

韋良煥

（喀什師范學院生命與環境科學系，新疆喀什 844000）

虛擬水是指生產商品和服務過程中所使用的所有水資源水量。本文在虛擬水理論的基礎上，通過查閱2003-2009年《新疆統計年鑒》中的相關數據，計算并分析了喀什地區主要農產品的虛擬水含量。結果表明：喀什地區農業生產用水遠遠大于區域可提供的水資源總量，農業用水和農業生產處于不安全狀態。

虛擬水；農產品；喀什地區

眾所周知，水資源對人類的生存和發展起著至關重要的作用，它是所有生命系統所必需的。然而，隨著現代社會科技的不斷進步、生產力的不斷增長，人口的增多，各個生產和生活領域對水資源的需求也越來越大。再加之近年來環境污染、生態破壞對水資源的影響，使各國的缺水形勢異常嚴峻，甚至于在一些富水地區也出現了水質性缺水。因此，針對目前水資源的合理利用及其利用現狀等問題成為當前國際研究的熱點，通過研究，使得一個地區的水資源可以實現均衡分布，解決水資源短缺的問題。由英國學者TonyAllan在20世紀90年代初提出并發展的“虛擬水”理論為在全球、區域以及國家不同尺度上實現水資源合理分配提供了一種可能。

在國外，用虛擬水來衡量農業安全用水已經受到了全球范圍內水資源研究學者的關注，尤其是在一些與水關系比較密切的農產品生產方面，很多學者都進行了大量的研究。2002年12月，第一次關于虛擬水的國際會議在荷蘭代爾夫特舉行，2003年3月在日本召開了第三屆世界水論壇會議，在會議中對虛擬水貿易進行了專題討論，這兩次會議推動了虛擬水在全球范圍內研究工作的展開。在國內，程國棟院士以西北干旱區為例，應用“虛擬水”理論，計算了2000年西北各省（區）虛擬水消費量。此后，有的學者對虛擬水的理論和實際意義作了一定的研究，還有部分研究者將虛擬水的理論和計算方法應用到地區或者城市的實踐中去。本文在虛擬水理論的基礎上，通過查閱2002-2008年《新疆統計年鑒》，計算并分析喀什地區主要農產品的虛擬水含量，并提出喀什地區農業用水安全的對策。

1 研究區域概況

喀什地區位于祖國西陲、新疆維吾爾自治區西南部。地處在東經71°39′～79°52′，北緯35°28′～40°16′之間”，東臨塔克拉瑪干大沙漠，南依喀喇昆侖山與西藏阿里地區為鄰，西靠帕米爾高原，東北與阿克蘇地區柯坪縣、阿瓦提縣相連，西北與克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿圖什市、烏恰縣、阿克陶縣相連，東南與和田地區皮山縣相連。喀什地區西、南、北三面環山，東面朝塔里木盆地開口地勢，由西南向東北傾斜。主要河流為葉爾羌河、提孜那甫河、克孜勒河、蓋孜河、庫山河等五條大河、八條小河。屬溫帶大陸性干旱氣候。因為地形復雜，氣候差異大，可分為平原，沙漠荒漠，山地丘陵，帕米爾高原和昆侖山氣候區。喀什市屬平原氣候區，四季分明，夏長冬短，氣溫年和日變化大，降水稀少，蒸發旺盛。

2 研究方法

2.1 農作物產品虛擬水含量計算

虛擬水是指生產商品和服務過程中所使用的所有水資源水量。農作物的需水量是計算作物虛擬水含量的前提，它是作物在生長發育期間的累積蒸發蒸騰水量。在已知生產某一產品過程中所消費的虛擬水及該產品產量的條件下，可計算農產品總的虛擬水含量。

影響農作物需水量的主要因素主要是各類氣象因素，如降水、氣溫、日照、風速、作物類型、土壤條件以及種植時間等，其數值為：

式中，ET是某一作物的蒸發蒸騰水量；ET0是參考作物蒸發蒸騰水量；K是作物系數，反映實際作物與參考作物表面植被覆蓋與空氣動力學阻力以及生理與物理特征的差異。

在計算參考作物蒸發蒸騰水量時，可根據聯合國糧農組織（FAO）推薦并修正的標準彭曼公式計算。其計算公式如下：

式中，△是飽和水汽壓與溫度相關曲線的斜率（kPa/℃）；Rn為作物表面的凈輻射量（MJ/m2）；G為土壤熱流量（MJ/m2.d）；T為平均氣溫（℃）；V2為離地面2m高處的風速（m/s）；pa為飽和水氣壓（kPa）；pd為實際水氣壓（kPa）；γ為干濕度常量（kPa/℃）。

在得到作物的需水量后，就可計算單位作物所含的虛擬水量，其計算公式如下：

式中Dn表示n區域某一種作物的虛擬水含量（m3/t）；Wn為n區域某一種作物的需水量（m3/ hm2）；Yn為n區域某一作物的產量（t / hm2）。

2.2 動物產品虛擬水含量計算

動物產品的虛擬水含量是指某一動物從母體分離出來到其生命結束，這一生命周期內該動物生存生長所消耗的總水量，比如飼料中所含的虛擬水、飲用水、動物飼舍的清潔用水等耗水。

動物產品虛擬水含量主要依賴于該動物的類型、動物成長的自然環境以及動物的飼養結構等。計算不同動物產品的虛擬水含量需要將活動物的虛擬水含量在動物加工產品間進行分配。而動物加工產品虛擬水含量為活體動物的虛擬水量加上加工用水在該動物的不同產品中的分配，取決于其原料來源的動物類型、動物的生長過程中的飼養狀況和生產這種產品的地理位置。

3 喀什地區農產品虛擬水含量的計算

3.1 農產品單位虛擬水含量

要對虛擬水進行量化分析，首先需要知道單位農產品中的虛擬水含量。參考已有的研究結果，結合喀什地區的實際，分析得出喀什地區主要農產品的虛擬水含量的參考系數，見表1。

從表1可以看出:在農產品中，單位質量虛擬水含量最大的是棉花，其次是油料、大豆，最低的是蔬菜、水稻；而在動物產品中，單位質量虛擬水含量最大的是牛肉、羊肉，而豬肉的則比較小。

表1 喀什地區主要農產品虛擬水含量Table 1 Virtual water contents of the primary farm products in Kashi region

3.2 農產品總虛擬水含量的計算

根據表1的參考系數，結合喀什地區2002-2008的主要農產品和動物產品的產量（見表2），可以計算出喀什地區2002-2008年這七年主要農產品以及動物產品生產的總虛擬水總量。虛擬水的計算主要包括兩部分：一部分農作物產品虛擬水含量，另一部分是動物產品虛擬水含量。計算中由于計算的是農作物產品中的初級農產品的虛擬水含量，也就更能反映農作物產品在生產過程中對水資源的需求量的多少。計算結果如表3所示。

表2 喀什地區2002-2008年主要農作物產品產量Table 2 Outputs of the primary farm products from 2002 to 2008 Kashi region

表3 喀什地區2002-2008年主要農作物產品總虛擬水含量Table 3 Virtual water contents of the primary farm products from 2002 to 2008 Kashi region

從表3可以看出，喀什地區每一種農產品和動物產品虛擬水的含量以及每一年主要農產品的總的虛擬水含量。在農產品中，總虛擬水含量最多的是棉花，其次是小麥、鮮瓜果、玉米，最少的是水稻；在動物產品中總虛擬水含量最多的是羊肉，其次是牛肉，最少的是豬肉。這說明農產品中虛擬水含量的多少一方面是由作物類型決定的，不同作物需要的虛擬水含量是不一樣的；另一方面取決于農產品產量，而且農產品產量對虛擬水含量的影響是最主要的，農產品產量越多，所需的虛擬水含量就越高。這一結果為區域農業產業結構的調整提供了依據，同時也有利于區域農業生產的合理用水。

另外，表3數據顯示：2002-2008年喀什地區總的虛擬水含量呈上升趨勢，說明農業生產上面的需水量也在逐年增加。比如2007年喀什地區水資源總量為93.96×108m3，總供水量為106.92×108m3，其中農業生產的用水量為0.74×108m3，占總供水量的0.69%；而2007年喀什地區主要農產品和動物產品生產的虛擬水含量為336.28×108m3，遠遠大于喀什地區水資源的總量，說明喀什地區可提供的水資源總量遠遠滿足不了該區域的農業生產用水，用水非常緊張，尤其是農業用水更為緊張，也說明水分條件是喀什地區農業生產的主要的限制條件之一。又由于降水是水資源總量補給的重要來源之一，而喀什地區屬于溫帶大陸性干旱氣候，年降雨量很少，會直接影響到區域水資源總量的供給情況，進而使農業生產受到影響，農產品產量自然也會受到影響，致使農業用水及農業生產處于不安全的狀態。

4 結論

由此可見，虛擬水是包含在農作物產品中的包含在產品中一種“看不見”的以虛擬的形式體現出來水，并不是真正意義上的水，消費者從產品中也看不見水的影子，因此又稱為“嵌入水”或者“外生水”。本文從宏觀上分析了喀什地區2002-2008年農業生產和農業用水安全之間的關系，水資源是農業生產的主要決定性因素之一，而農產品生產的需水量大于環境能提供的水資源總量，形成了水資源的短缺的問題，造成了目前喀什地區農業用水及農業生產處于不安全狀態。針對喀什地區農業生產的實際情況及區域水資源狀況，為促進農業生產、保證區域水資源安全，提出提高農業用水安全的對策。

4.1 調整農業產業結構，合理利用水資源

喀什地區屬于生態貧水地區，農業用水約占全地區用水總量的80%以上，面對農業水資源短缺的問題，可以通過種植一些優質物種，通過管理提高產量，從而降低虛擬水含量，也可以種植一些虛擬水含量較低的農作物，以節約用水，提高農業用水安全。

4.2 改變農業灌溉方式，發展節水農業

由于喀什地區經濟發展相對落后，而南疆地區人均水利建設資金投入又偏低，農田水利基礎設施建設滯后導致大量農業用水跑冒滲漏。因此，通過改變傳統的農業灌溉方式，推廣滴灌、噴灌技術發展節水農業，以提高水資源的利用效率。

4.3 通過貿易維持區域水平衡

根據表3的分析可知，在喀什地區農產品中，需水量最多的是棉花，而在動物產品中，需水量最多的是羊肉，這與千百年來這里的氣候和人民生活習慣有關。可以通過從富水地區提供需水量大的產品供給缺水地區，實現缺水地區的水資源節約，同時還可以提高區域水資源的平衡，從而緩解喀什地區水資源短缺的壓力。

Study of Virtual Water of Agricultural Products in Kashi Region

WEI Lianghuan
(Normal University of Kashi, Kashi 844000)

Virtual water refers to the process of production of goods and services used in the water. In this paper, based on the theory of virtual water, through inspection the relevant data of 2003-2009《Statistical Yearbook of Xinjiang》, calculation and analysis of the Kashi region of the virtual water content of agricultural products. The results showed that water for agricultural production in Kashi region is much larger than the total available water resources, agriculture water and agricultural production in a state of insecurity.

virtual water; agricultural; Kashi region

X171.3

A

1673-288X（2012）03-0078-04

韋良煥, 講師, 研究方向: 環境污染與治理