干旱區綠洲規模適宜度評價

姚一平+瓦哈甫·哈力克+伏吉芮

摘 要 以綠洲自組織和可持續發展理論為指導，從人與自然協調發展的角度出發，建立綠洲規模適宜度評價指標體系.同時，根據于田縣1980—2010年的統計數據，計算出于田綠洲經濟、社會和生態環境三大子系統間的協調度指數，并據此對不同時期于田綠洲規模的適宜度作出評價.研究結果表明：（1）1980—1990年，于田綠洲經濟、社會和生態環境三大子系統的協調度指數相對較高，綠洲的發展規模適宜；（2）1991—2000年，三大子系統的協調度指數相較于上一階段有所下降.但是，其大部分數值仍處于0.6以上，綠洲的規模也較為適宜；（3）2001—2010年，三大子系統的協調度指數處于三個時期中最低水平，綠洲規模的適宜度也從2003年起由適宜轉變為勉強適宜和不適宜.

關鍵詞 于田綠洲；綠洲規模適宜度；綠洲自組織；可持續發展

中圖分類號 K903 文獻標識碼 A 文章編號 10002537（2016）03000107

Abstract Based on the theory of oasis self-organization and sustainable development， from the perspective of harmonious development between man and nature， we establish an oasis scale suitability evaluation index system. At the same time， according to the statistical data of Keriya County from 1980 to 2010， we figure out the coordination degree index for the three subgroups of economic， social and ecological environment system in Keriya Oasis. As a result， we evaluate the suitability of Keriya Oasis scale at different periods. Our research results show that from 1980 to 1990， coordination degree index of three major subsystems of Keriya oasis economic， social and ecological environment system is relatively high， and the scale of Keriya Oasis is appropriate. From 1991 to 2000， the coordination degree index of three subsystems decreased considerably. However， most of the numerical values are more than 0.6， suggesting that the size of the oasis is also appropriate. From 2001 to 2010， the coordination degree index of three subsystems is the lowest of the three stages， and the suitability of oasis scale is also changed from appropriate in 2003 into reluctantly appropriate and inappropriate.

Key words Keriya oasis； oasis scale suitability； self-organization of oasis； sustainable development

近年來，由于干旱區綠洲社會經濟的發展和人口數量的快速增加，人們對綠洲的開發力度不斷增強.為了供養持續增長的新增人口，大量的荒地被開墾出來進行糧食種植，綠洲的面積也隨之擴張.一方面，綠洲規模的擴張促進了當地社會經濟的發展；另一方面，卻加劇了當地人與自然資源之間的矛盾，引發了許多生態環境問題[1].據悉， 1958—1990年，于田縣的鹽漬化耕地面積增加了4 034 hm2；1999—2011年，于田縣的沙漠面積增加了9 103 hm2.因此，在這種背景下進行綠洲適宜規模的研究，對于維持綠洲生態系統的穩定和綠洲區社會經濟的可持續發展具有重要意義[2-4].

目前，關于綠洲適宜規模方面的研究主要集中在國內[5].國外關于干旱區綠洲適宜規模的研究較少，并且主要集中在計算綠洲生態系統生態水消耗量、作物需水量以及河流河道的水消耗量等.例如，Moran與 Clarke[6]等人利用大氣表層溫度與光譜植被指數之間的關系估算作物缺水狀況；Monireh與Rainer[7]等基于一個校準的水文模型模擬了伊朗旱作小麥產量以及灌溉水資源的利用率與消耗量.國內關于綠洲適宜規模的研究則主要是運用水熱平衡和水量平衡的方法[8-12].例如，曹志超[13]等基于水熱平衡原理計算出了20世紀70～90年代以及2000年以來塔里木河下游綠洲適宜規模與耕地面積.黃領梅[14]等基于水熱平衡原理，并結合生態環境的要求建立了綠洲適宜規模與適宜灌溉規模的數學模型，并據此計算出了新疆和田綠洲的適宜規模.此外，也有學者對干旱區綠洲規模擴張的預警進行了研究.例如，姜逢清[15]等人討論了綠洲規模擴張預警的意義和預警指標體系構建的原則及步驟，并在此基礎上提出了干旱區綠洲規模擴張預警的指標體系.瓦哈甫·哈力克和杜曉梅[16]通過系統地分析于田綠洲系統，并結合當地的野外調查數據和空間數據對綠洲規模擴張預警的指標體系進行分類歸并，構思出了包含3大類28項指標的綠洲規模擴張預警指標體系框架.然而，卻鮮有學者從綠洲規模適宜度評價的角度進行干旱區綠洲適宜規模的研究.

于田綠洲位于我國新疆維吾爾自治區南部，是一個典型的生態脆弱區.隨著人口規模的快速增長和生產技術的不斷進步，其規模的擴張也就成為一種必然趨勢[17].本研究主要以于田綠洲為例，在綠洲自組織和可持續發展理論的指導下，從實現人與自然協調發展的角度出發，建立了于田綠洲規模適宜度的評價指標體系.并根據目前所掌握的數據資料對1980—2010年于田綠洲規模的適宜度進行評價，從而為實現當地人與自然的和諧發展提供一定的理論參考.

1 研究區概況與數據來源

于田縣位于我國新疆塔里木盆地南緣，北依綿延的昆侖山山脈，南臨廣袤的塔克拉瑪干沙漠，其地理坐標為東經81°09′～82°51′、北緯35°14′～39°29′[18].該縣南北長約466 km，東西寬30～120 km.地勢南高北低，自南向北大致可分為高山、低山丘陵、沖積平原、戈壁等地貌單元，具有明顯的垂直地帶性差異.全區屬于典型的暖溫帶大陸性荒漠氣候，全年四季分明，降水稀少，蒸發量大，春季與夏季多風沙和浮塵等災害性天氣.其多年平均降水量為44.7 mm，平均氣溫為11.6 ℃[19].區內沙漠廣布，植被覆蓋率低，生態環境十分脆弱.該縣是一個以維吾爾族為主體的民族聚居區，其中維吾爾族約有22.13萬人，約占總人口的98.3%.當地盛產苜蓿、棉花、大蕓、葡萄干、杏干等，是一個以農業和畜牧業為主的農業縣.

本文所使用的數據主要來源于于田地區的統計資料，新疆統計年鑒、和田地區統計年鑒以及實驗室成員在于田地區進行實地調查時所搜集整理的數據和資料.其中，社會經濟發展方面的數據主要來源于：《于田統計五十年（1949—1998）》、《于田縣主要經濟指標匯編（1999年—2008年）》、《輝煌于田十一·五》和《于田縣志》等.

2 研究方法及評價指標體系的建立

根據綠洲自組織和可持續發展理論，綠洲規模的適度與否與綠洲區社會、經濟和生態環境三個系統的動態協調程度有著十分密切的聯系.因此，對干旱區綠洲規模演變的適宜度進行評價，應當在綜合三個系統的評價值的基礎上進行.本文主要從人與自然協調發展的角度出發，對于田綠洲規模演變過程中經濟、社會與生態環境的綜合效益進行評價，并以這三個系統綜合效益的協調度為標準對于田綠洲規模的適宜程度作出判斷.

2.1 建立評價指標體系

本文主要是在綠洲自組織和可持續發展理論的指導下，從人與自然協調發展的角度出發，根據目前所掌握的數據資料，并參考相關文獻[20-23]，建立于田綠洲規模適宜度的評價指標體系.整個評價指標體系主要包括經濟效益評價、社會效益評價和生態環境效益評價三大部分，共有14項指標，如圖2所示.其中，基于于田綠洲農牧業生產的投入-產出效益與經濟生產結構的合理性，選取了6項指標對于田綠洲的經濟效益進行評價.對于田綠洲社會效益評價指標的選取則主要考慮了城鄉均衡發展、人民的生活水平和人均資源占有量三方面的因素.由于缺少當地生態環境污染、環境治理與保護方面的長時間序列數據，所以選取了糧食單產、化肥使用量、種植業總產值和林業總產值4項指標反映土地的生產效率、農業生產活動中的生態環境污染狀況和土地資源的利用結構與效率，從而對于田綠洲規模演變過程中的生態環境效益進行評價.

2.2 研究方法

2.2.1 各評價指標權重的確定 為了客觀地對于田綠洲規模演變過程中的經濟、社會和生態環境進行評價，本文采用熵值法來確定各評價指標的權重值.在信息學中，熵是對系統的有序化程度的一種度量，也可以用來衡量信息的不確定性.某個指標的熵值越小，說明蘊含的信息量越多，指標所占的權重也就越大.相反，指標所占的權重也就越小.其具體計算步驟如下：

2.2.2 建立評價模型 根據綠洲自組織和可持續發展理論可知，適宜的綠洲規模必須要滿足經濟、社會與生態環境3個子系統的協調發展.本研究根據所建立的指標體系分別計算出于田綠洲經濟、社會與生態環境3個子系統的效益指數，并在此基礎上計算3個系統的協調度指數，進而據此對于田綠洲規模的適宜度進行評價.具體的計算步驟如下：

（1）計算各子系統的效益指數F（x）：F（x）=∑mi=1WiXi，式中，F（x）表示各子系統效益指數的評價值；Wi表示各子系統中第i項指標的權重；Xi表示各子系統中第i項指標標準化后的值；m表示各子系統評價指標的個數.

（2）計算各子系統間的協調度指數Ci：Ci=1-Di/Ai，其中，Ci表示經濟、社會、生態環境3個子系統的協調度指數；Di表示3個子系統效益指數的標準差；Ai表示3個子系統效益指數的均值.同時，本文借鑒協同理論的協調度標準，在全面剖析于田綠洲經濟、社會和生態環境三大子系統的基礎上，并參考相關的研究成果[21，24]，對綠洲規模的適宜度進行了分類，確立了綠洲規模適宜度的評價標準，如表1所示.

3 結果分析

首先，運用均值變換法對1980—2010年于田綠洲規模適宜度評價指標體系中14個指標的原始數據進行歸一化處理，以消除量綱的影響.其次，運用上文所述的方法計算出于田綠洲經濟、社會、生態環境3個子系統的效益指數和3個子系統間的協調度指數.最后，根據各子系統間的協調度指數對于田綠洲規模的適宜度進行評價.

3.1 各子系統指標權重分析

根據表2中各指標權重的計算結果可知，在經濟子系統中各指標權重排名前3位的分別是第三產業比重（0.077 3）、糧食總產量（0.059 6）和有效灌溉面積（0.039 8）；在社會子系統中各指標權重排名前兩位的分別是農牧民人均純收入（0.365 3）和人均糧食占有量（0.050 6）；在生態環境子系統中各指標權重排名前兩位的分別是化肥使用量（0.202 5）和林業總產值（0.061 8）.這說明這7個指標在實現于田綠洲經濟、社會和生態環境3個子系統協調發展中貢獻最大.今后在促進當地人與自然協調發展過程中，應當重點考慮這7大因素.

3.2 經濟、社會、生態環境效益評價結果分析

從圖3可以看出，1980—2010年于田綠洲的經濟效益指數與社會效益指數均呈現出不斷上升的趨勢.其中，經濟效益指數上升的速度較為平緩，其最大值出現在2010年.這表明，在1980—2010年于田綠洲的經濟發展正處于穩步上升的階段.據統計，十一·五期間，于田縣國內生產總值累計達44.15億元，是十·五期間的1.87倍，年均增長9.37%.產業結構調整的步伐加快，到2010年三大產業結構已由十·五末的56.2∶10.97∶32.83轉變為40.86∶10.01∶49.13.而社會效益指數是三者中上升幅度最大，上升速度最快的.這主要得益于城鄉經濟的持續發展和人民生活水平的不斷提高.2010年于田縣城鎮居民人均可支配收入為10 988.54元，比2005年增加了4 850元.

與前兩者不同，生態環境效益指數呈現出了波動變化的狀態.1980—1997年，于田綠洲生態環境效益指數呈持續上升的狀態.因為此階段于田縣的社會經濟處于發展初期，人口與經濟的規模比較有限，農業生產中化肥、農藥等對生態環境有不良影響的生產資料投入較少.1998—2005年，生態效益指數又呈現出快速下降的趨勢.這主要是受經濟發展為第一要務理念的影響，在工農業生產的過程中忽視了對綠洲生態環境的保護.2006—2010年，生態環境效益指數又呈現出了小幅上升的趨勢.這一趨勢則與當地政府與居民發展理念的轉變，對生態環境保護認識的提高有重要的聯系.

3.3 于田綠洲規模適宜度評價

按照時間序列，我們將表2中于田綠洲規模適宜度的評價結果劃分為3個階段.第一階段為1980—1990年，在這期間于田綠洲經濟、社會和生態環境3大子系統的協調度指數相對較高，特別是在1987年和1990年出現了兩個高值，說明這一時期于田綠洲社會經濟與生態環境的發展比較協調，綠洲的發展規模適宜.第二階段為1991—2000年，這一時期于田綠洲3大子系統的協調度指數相較于上一階段有所下降.其中，在1995年還出現了一個低值.說明這一時期3大子系統的發展相較于前一階段略有失調.但是，其大部分數值仍處于0.6以上，綠洲的發展規模也較為適宜.第三階段為2001—2010年，這一階段3大子系統的協調度指數處于3個時期中的最低水平，綠洲發展規模的適宜度也從2003年起由適宜轉變為勉強適宜和不適宜.這主要是由于這一時期人口增長與經濟發展的壓力增大，大量的荒地與地下水資源被過度開采，綠洲系統的發展有所失衡.于田縣的統計資料顯示，2003—2010年期間該縣的總人口由221 483人增長到248 943人；耕地面積由26 490 hm2擴展到31 053.33 hm2.耕地面積的擴張增加了當地農民的收入，促進了農村經濟的發展.但是，盲目地開墾荒地會導致大面積的土地被撂荒，加快了土地鹽堿化的進程.這一現象應當引起當地政府的足夠重視，應當積極引導當地工農業發展方向，適當控制人口與耕地規摸，有計劃、合理地開發利用當地的自然資源，實現本區域人與自然的可持續發展.

4 結論

通過對1980—2010年于田綠洲規模適宜度評價指標數據的處理，得到了這31年期間于田綠洲經濟、社會與生態環境3大子系統間的協調度指數，并據此對于田綠洲規模的適宜度進行了評價.具體的研究結論如下：

（1）在經濟子系統、社會子系統和生態環境子系統中指標權重排名最靠前的3個指標分別是第三產業比重、農牧民人均純收入和化肥使用量.這表明在實現于田綠洲人與自然協調發展的過程中，本地區的產業結構、人民的生活水平與生態環境的保護是至關重要的3個方面，應當引起當地政府與群眾的足夠重視.

（2）1980—2010年于田綠洲的經濟效益指數與社會效益指數均呈現出不斷上升的趨勢，而生態環境效益指數卻呈現出波動變化的狀態.這說明，這一時期于田縣社會經濟的發展勢頭良好，人民的生活質量與經濟發展水平均有較大的提高.但是，在生態環境保護方面卻有所忽視，綠洲的生態系統也因此受到了一定的擾動.

（3）從最終的評價結果可知，上世紀80年代于田綠洲經濟、社會和生態環境3大子系統的協調度指數相對較高，綠洲的發展規模適宜.到了90年代，3大子系統的協調度指數相較于前一階段有所下降，綠洲的發展規模轉變為較為適宜.2000—2010年，3大子系統的協調度指數處于3個時期中的最低水平，綠洲發展規模的適宜度也從2003年起由適宜轉變為勉強適宜和不適宜.

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（編輯 HWJ）