負載指數法在內蒙古各盟市水資源承載力評價中的應用

曉 蘭，薩礎日拉，李軒然

(赤峰學院 資源與環境科學學院，內蒙古 赤峰 024000)

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負載指數法在內蒙古各盟市水資源承載力評價中的應用

曉 蘭，薩礎日拉，李軒然

(赤峰學院 資源與環境科學學院，內蒙古 赤峰 024000)

運用負載指數法對內蒙古各盟市水資源的開發前景進行了對比研究。結果表明：由于內蒙古自治區各盟市人口數量、降水量、水資源分布以及經濟發展程度不同，導致其水資源開發利用程度也不一樣，存在著明顯的空間差異。但是整體來看，除了呼倫貝爾市，各個盟市的水資源開發利用程度都比較高、開發利用潛力比較低，開發條件很不樂觀。因此，應該從社會、經濟、環境整體系統出發，合理利用水資源，努力改善水環境。

內蒙古自治區；負載指數；水資源承載力

0 引言

我國最早開展水資源承載力研究是在1985年，即新疆水資源軟科學課題組首次對新疆的水資源承載能力和開發戰略對策進行的研究。此后我國不斷有學者對水資源承載力加以研究，但是他們給出的水資源承載力的概念有所不同，其中具有代表性的如：新疆水資源軟科學課題研究組提出的“水資源承載能力是水資源可開發利用量，在滿足維護生態環境用水要求后，所能支撐的工農業最大產值和人口數量”[1]。范曉秋等人將水資源承載力定義為“某一區域在某一具體歷史發展階段，水資源最大供給量可供支持該區域資源、環境和社會可持續發展的能力。具體可表述為：某一區域在具體的發展階段，考慮當前科技、文化、體制的影響，在當前的管理技術條件下，水資源對生態系統和經濟系統良性發展的支撐能力”[2]。馮尚友則將其定義為“一定區域、一定物質生活條件下，水資源能持續供給當代和后代人需求的規模和能力”[3]。王建華等人認為“區域水資源承載力就是指在將來不同的時間尺度上，以預期的經濟技術發展水平為依據，在對生態環境不構成危害的條件下，某一區域內可利用水資源持續供養一個良性社會體系的能力”[4]。惠泱河對水資源承載力的定義是“某一地區的水資源在某一具體歷史發展階段下，以可以預見的技術、經濟和社會發展水平為依據，以可持續發展為原則，以維護生態環境良性循環發展為條件，經過合理優化配置，對該地區社會經濟發展的最大支撐能力”[5]。可以看出，水資源承載力是一個動態的概念，至今還沒有一個能普遍接受的定義。

水資源承載力分析關系到環境、社會、經濟發展等各個方面，涉及面較廣、內容較復雜，因此目前國內尚無形成統一的研究方法。而近幾年來，水資源負載指數作為水資源基礎狀況分析和開發潛力評價的重要指標，被廣泛應用在區域水資源開發、水資源可持續性評價、水資源承載力評價等研究中[6-9]。用該方法進行研究的地域范圍涉及皖中皖北地區、石羊河流域、關中地區、京津冀地區、遼河流域、呼包鄂城市群等[10-12]，但對內蒙古各個盟市水資源開發潛力的評價并未涉及。對內蒙古各個盟市水資源承載力進行對比研究，對于內蒙古自治區各盟市的社會、經濟持續發展具有重要意義。因此，文章運用水資源負載指數法，以內蒙古各個盟市作為計算單元，利用2008-2013年的相關數據，對各盟市水資源承載力進行對比研究，旨在為內蒙古各個盟市水資源的合理利用提供參考依據。

1 研究區域概況

內蒙古自治區位于中國北方，處于東經97°12′～126°04′，北緯37°24′～53°23′之間(見圖1)。全區轄9個地級市和3個盟。西部有包頭市、烏海市、鄂爾多斯市、阿拉善盟、巴彥淖爾市；中部有呼和浩特市、烏蘭察布市、錫林郭勒盟；東部包括赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市、興安盟(見圖2)。全區屬溫帶大陸性季風氣候，全年降水量在100～500 mm之間，降水主要集中在夏季，降水量由東向西遞減。水資源在時空分布上很不均勻，與人口和耕地的分布不相適應。內蒙古大部分地區人均水資源占有量僅為629 m3，不足世界水平的1/12，低于聯合國提出的人均1 000 m3的水資源安全紅線[13-14]，屬于水資源短缺地區。

圖1 內蒙古自治區地理位置圖

圖2 內蒙古自治區行政區劃分布圖

2 研究方法與數據來源

2.1 研究方法

水資源負載指數是表達一定區域內水資源與經濟發展和人口間關系的指標，反映區域水資源利用程度及開發利用潛力，通常應用于開發利用潛力的評價和水資源基礎狀況的分析中。水資源負載指數的定義是：“反映區域單位水資源負載的地區人口經濟規模的一個可以橫向對比的無量綱值。”[15]

水資源負載指數的計算公式[6]為：

(1)

(2)

式中，R為降雨量，單位為mm。

根據水資源負載指數的大小，可將區域水資源開發利用潛力劃分成五個等級，結果如表1所示。

表1 水資源負載指數分級評價標準[15-16]

2.2 數據來源

主要數據來源于《內蒙古自治區統計公報(2009-2014)》《內蒙古自治區統計年鑒(2009-2014)》《內蒙古自治區水資源公報(2009-2014)》《中國統計年鑒(2009-2014)》等。

3 結果與分析

3.1 評價結果

根據上述研究辦法，得出內蒙古自治區各主要盟市水資源負載指數，計算結果見表2及圖3-8。從圖3-8可以看出，2008-2013年內蒙古自治區中西部地區水資源負載指數屬于I，Ⅱ，Ⅲ級水平，水資源開發利用程度很高，未來開發潛力都較小，需“開源節流”來緩解地區水資源供需矛盾。這個結論與付桂軍等人的研究結果很接近：中西部盟(市)水資源開發利用量已占全區總量的59.7%，開發利用率高達90%以上，水資源開發潛力已達到飽和[12]。而東部地區除了呼倫貝爾市，其他幾個盟市如通遼市、赤峰市、興安盟，水資源負載指數屬于Ⅱ，Ⅲ級水平，水資源開發利用程度高，水資源開發潛力較小。

表2 2008-2013年內蒙古各盟市水資源負載指數

圖3 2008年內蒙古各盟市水資源 負載指數等級對比

圖4 2009年內蒙古各盟市水資源 負載指數等級對比

圖5 2010年內蒙古各盟市水資源 負載指數等級對比

圖6 2011年內蒙古各盟市水資源 負載指數等級對比

圖7 2012年內蒙古各盟市水資源 負載指數等級對比

圖8 2013年內蒙古各盟市水資源 負載指數等級對比

3.2 各盟市水資源負載指數變化分析

3.2.1 烏海市水資源負載指數變化分析

各盟市中，歷年水資源負載指數平均值最高的地區是烏海市，達到501.30，歷年C值一直大于10，且最高年份2011年C值達到647，最低年份2008年C值仍為69.3，說明烏海市的水資源開發潛力相當小。這主要是因為烏海市的降水量少，歷年水資源量只占全區的0.06%，水資源有限。同時，C值呈現波動上升趨勢，表明烏海市的水資源利用程度在不斷地加劇。烏海市水資源的合理開發與利用的形勢十分緊迫。

3.2.2 巴彥淖爾市水資源負載指數變化分析

巴彥淖爾市的水資源負載指數平均值處于全區第二，達到59.1。雖然2008年，巴彥淖爾市的C值小于1，處于Ⅴ等級，2012年處于Ⅲ級，但是其他年份的C值都非常高，最高年份2011年達到了96.3，僅低于同期烏海市的C值。從歷年水資源負載指數的離差系數(Cv值)*離差系數是指一組數據的標準差與其相應的均值之比，是測度數據離散程度的相對指標，其作用主要是用于比較不同組別數據的離散程度。水資源負載指數離差系數(即Cv值)表示各年份中水資源負載指數的相對變動程度。來看，巴彥淖爾市的水資源負載指數變動幅度很大。這說明巴彥淖爾市的水資源開發利用程度受到了經濟、社會、自然等條件的共同影響。

3.2.3 呼和浩特市水資源負載指數變化分析

2008-2013年呼和浩特市負載指數均大于10，2011年C值最高，達到82.8，一直處于Ⅰ級水平，屬于水資源開發利用條件艱難、水資源利用程度很高、水資源開發潛力不大、有條件時需要從外流域調水的地區。歷年呼和浩特市負載指數呈現波動變化，其Cv值等于0.75，水資源負載指數變動幅度很大，這表明該地區水資源開發利用條件很不穩定。

3.2.4 包頭市水資源負載指數變化分析

除了2012年，其余年份包頭市的C值一直大于10，處于Ⅰ級水平，屬于水資源利用程度很高，但開發利用條件艱難、開發潛力不大的地區。包頭市的C值與呼和浩特市的C值相比存在著明顯差異。2008-2010年期間，包頭市的C值一直大于呼和浩特市的C值，也就是說包頭市的水資源開發利用程度一直高于呼和浩特市的開發利用程度。但是從2011年開始，包頭市的C值開始下降，2012年其值變為5.7，下降了一個等級，開發利用程度有所降低。到2013年，包頭市的C值依然低于呼和浩特，表明包頭市的水資源開發利用程度與呼和浩特市相比有所緩解。

3.2.5 烏蘭察布市水資源負載指數變化分析

2008-2013年，烏蘭察布市歷年水資源負載指數平均值為20.8。2010年C值最低，小于1，說明當年水資源利用程度低，開發潛力很大，易于開發。2011年C值為3.7，介于2～5之間，屬于Ⅲ等級，說明當年水資源開發利用程度和開發條件中等、開發利用潛力較大。其他年份C值都大于10，說明這些年份水資源開發利用程度很高。因此，從時間上烏蘭察布市C值的變化大致可以分為三個階段：2008-2009年為增長時期；2009-2010年為減少時期；2010-2013年為增長時期。該地區水資源負載指數的Cv等于0.76，水資源負載指數的變動幅度比較大，這說明烏蘭察布市的水資源利用程度變動很高，不穩定。

3.2.6 阿拉善盟的水資源負載指數變化分析

2008-2013年，阿拉善盟的水資源負載指數變化可以分為兩個階段：2008-2011年為增長時期；2011-2013年為波動下降時期。C值歷年平均值為17.3，其變化情況是：從2008年的8.2增加到2011年的32.0，而2012年則減少到4.7。從水資源開發利用程度來分析，阿拉善盟的水資源開發利用程度從2008年開始逐漸加大，到2011年達到最高，2012年又開始下降，水資源開發潛力有所增加。總體上，阿拉善盟的水資源開發利用條件依然艱難、水資源利用程度很高，屬于水資源開發潛力低的地區。3.2.7 赤峰市水資源負載指數變化分析

2008-2013年，赤峰市的水資源負載指數呈現明顯增加的趨勢，C值從2008年的8.0增長到2013年的23.6，C值從Ⅱ級惡化為Ⅰ級，而且歷年水資源負載指數平均值達到14.5，屬于水資源開發利用條件艱難、水資源利用程度很高、水資源開發潛力低的地區。而其Cv值為0.44，說明赤峰市的水資源負載指數的變動幅度不算太大。

3.2.8 鄂爾多斯市水資源負載指數變化分析

2008-2013年，鄂爾多斯的水資源負載指數波動變化，歷年C值均值達到15.8。除2013年外，C值一直大于10，處于Ⅰ級，總體上屬于水資源開發利用條件很難、水資源利用程度很高、水資源開發潛力低的地區。

3.2.9 通遼市水資源負載指數變化分析

2008-2013年，通遼市的水資源負載指數波動變化，歷年C值平均值達到9.7。通遼市的水資源開發利用程度經歷了“Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ→Ⅰ”的過程，可以看出C值一直在前三個等級之間徘徊。這表明，通遼市的水資源開發利用程度很高，開發利用潛力小，開發相對困難。通遼市水資源負載指數的Cv值為0.6，與赤峰市相比其C值的變動程度相對較大。3.2.10 錫林郭勒盟水資源負載指數變化分析

2008-2013年，錫林郭勒盟水資源負載指數波動變化，歷年水資源負載指數平均值達到9.7。水資源開發利用程度經歷了“Ⅳ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅲ”過程，在第三、第四等級之間徘徊。歷年水資源負載指數的Cv值為0.4，變化幅度不大。這表明，錫林郭勒盟歷年水資源開發利用程度處于中等或者較低水平，開發利用潛力較大，開發條件中等或較容易開發。3.2.11 興安盟水資源負載指數變化分析

各盟市中，興安盟的水資源開發利用程度較低，2008-2013年歷年水資源負載指數的平均值為3.1，其水資源開發利用程度經歷了“Ⅲ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ”過程，水資源開發利用程度從中等轉為較低。這表明，興安盟的水資源開發利用程度降低，開發潛力增大，開發比較容易。

3.2.12 呼倫貝爾市水資源負載指數變化分析

各盟市中，水資源開發利用程度最低的是呼倫貝爾市，2008-2013年歷年水資源負載指數的平均值為1.2。呼倫貝爾市水資源的開發利用潛力很大，開發很容易，這主要是因為呼倫貝爾市有相對豐富的水資源。

4 結論與建議

4.1 結論

(1)2008-2013年，內蒙古中西部地區水資源開發利用程度很高，未來開發潛力都較小，東部地區除了呼倫貝爾市，其他幾個盟市如通遼市、赤峰市、興安盟，水資源開發利用程度很高，水資源開發潛力也很小。由此可以看出，由于內蒙古自治區各盟市水資源分布以及經濟發展程度不同，導致其水資源開發利用程度不同。水資源開發利用強度存在著空間差異。

(2)一般情況下，經濟越發達的地區，其水資源利用程度就越高。呼和浩特、包頭、鄂爾多斯市是全區最發達的三個地區[17]。2013年，呼和浩特市的GDP為2 705.39億元，包頭市的GDP為3 424.75億元，鄂爾多斯市的GDP為3 955.9億元。而且這三個地區的工業較為發達，2013年工業用水量分別占到全區工業用水量的8.54%，12.39%，10.95%。因此，這三個地區的水資源開發利用程度都很高、水資源開發潛力很低。呼和浩特市作為內蒙古自治區的首府，其歷年水資源負載指數均大于10，C值一直處于Ⅰ級水平，屬于水資源利用程度很高、水資源開發潛力不大的地區。其水資源負載指數變動幅度很高，表明呼和浩特市水資源開發利用條件很不穩定。

(3)烏海市的歷年水資源負載指數也一直處于Ⅰ級水平。雖然烏海市的經濟發展水平較低，但是其水資源量非常少，僅占到全區的0.06%。西部地區的烏蘭察布市、巴彥淖爾市、阿拉善盟的經濟發展水平也較低，2013年GDP分別是833.79億元、834.9億元、443.51億元，2013年水資源量分別占到全區的0.92%，0.43%，0.29%。因此，這些地區水資源稀少直接導致其水資源開發利用程度高。

(4)東部地區的通遼市和赤峰市，其水資源量和經濟發展程度是影響這兩個地區水資源開發利用程度較大的兩個因素。2013年通遼市和赤峰市的GDP分別達到了1 781.8億元和1 686.15億元，是東部地區較發達地區，2013年水資源量分別占到全區的3.41%，3.66%。因此，在兩因素共同的影響之下，這兩個地區的水資源開發利用程度相對較高，其開發潛力不大。

4.2 建議

由于自身產水量較少，內蒙古自治區的用水主要依靠的是國家分配的黃河過境水，隨著經濟的快速發展，流域內工業發展迅猛，對水資源的需求逐漸增大，供需矛盾更為突出。因此今后應該從社會、經濟、環境整體系統出發，合理利用水資源，努力改善水環境。(1)節約用水，努力建設節水型社會。(2)努力開發非傳統水資源(即雨水、微咸水、洪水等)。(3)修建水壩、水庫等調水設備，增加水資源的儲存量。(4)防止水污染，提高水環境質量，并加大水污染治理工作。(5)強化管理，實行最嚴格的水資源管理制度。

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(責任編校：李秀榮)

On the Application of Load Index Method in Evaluation of Water Resources Carrying Capacity in Unions and Cities of Inner Mongolia

XIAO Lan， SA Churila， LI Xuan-ran

(College of Resources and Environmental Science， Chifeng University， Chifeng 024000， China)

The authors of this paper have conducted a comparative study of the developmental prospects of water resources in the unions and cities of Inner Mongolia by using the load index method. The results show that the differences in the development and utilization of water resources in unions and cities of Inner Mongolia are due to the differences in population， rainfall， water resources distribution and t levels of economic development. On the whole， the water resources development and utilization are relatively high， the potential for the further development and utilization is limited， and the development conditions are not very good in Inner Mongolia， except Hulun Buir City. Therefore， it is imperative to make rational use of water resources and strive to improve the water environment due to the social， economic and environmental considerations.Key Words： load index； Inner Mongolia； water resources carrying capacity

2014年內蒙古自治區自然科學基金項目(2014BS0302)；2015年赤峰市社會科學科研課題(201510)

曉蘭(1984-)，女，蒙古族，內蒙古通遼市庫倫旗人，講師，碩士，主要從事資源開發與環境治理研究。

X37；TV213

A

1672-349X(2016)06-0025-06

10.16160/j.cnki.tsxyxb.2016.06.007