“一帶一路”非洲區水- 糧- 能安全分析

李東林，劉建華，郝林鋼，馬軍霞，左其亭

(1.鄭州大學水利與環境學院，河南 鄭州 450001； 2.鄭州大學管理工程學院，河南 鄭州 450001)

2013年9月和10月，我國先后提出共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”(“一帶一路”)的重大倡議，得到國際社會高度關注[1]。水資源、糧食和能源不僅是沿線地區可持續發展必不可少的基礎資源，也是保障國家安全的戰略資源，沿線地區水資源、糧食和能源安全是支撐“一帶一路”倡議順利實施的基礎條件和關鍵要素。

目前關于水資源安全、糧食安全、能源安全和“一帶一路”的研究都較多。水資源安全涉及社會安全、經濟安全和生態安全等方面的問題[2-3]，夏軍等[4]在變化環境下分析了中國水安全問題并對水安全研究進行了展望。糧食安全方面，康紹忠[5]研究了全球和中國的水資源安全與糧食安全現狀。能源安全方面，蔡國田等[6]研究了中國能源安全的進程。左其亭等[7-9]在“一帶一路”水資源研究方面取得了一些標志性成果，分析了“一帶一路”中國大陸區的水資源特征，確定了“一帶一路”主體路線及主體水資源區，并研究了其分區水問題。從目前情況看，關于“一帶一路”沿線自然資源的研究主要集中在能源、礦產等方面[10-11]，但是針對該地區水資源、糧食和能源安全的綜合研究較少。鑒于此，本文基于團隊前期研究成果，研究“一帶一路”非洲區水- 糧- 能安全程度，分析“一帶一路”倡議對破解非洲區水- 糧- 能安全問題提供的機遇，以期為該地區水- 糧- 能安全問題的解決提供參考。

表1 “一帶一路”非洲區經濟社會概況

1 “一帶一路”非洲區概況

選擇“一帶一路”非洲區的6個國家作為研究對象，包括北非的埃及、蘇丹，東非的厄立特里亞、吉布提、索馬里和肯尼亞，見圖1。非洲區以高原、山地和平原地形為主，主要氣候類型包括熱帶沙漠氣候、熱帶草原氣候等，埃及沿海地區屬于地中海氣候，厄立特里亞高原地區屬于熱帶高原氣候。大部分地區的年平均氣溫為25～35℃，沙漠地區氣溫最高可達50℃，且降水較少，主要河流包括尼羅河、謝貝利河、朱巴河、賽迪特河、馬雷布河、塔納河、加拉納河等。

圖1 “一帶一路”非洲區概況

“一帶一路”非洲區的經濟社會概況見表1。表1數據來源于中華人民共和國外交部網站http://www.fmprc.gov.cn/web/gjhdq_676201/gj_676203/fz_677316/，國家收入水平按照世界銀行的收入標準劃分。“一帶一路”非洲區的總面積為245萬km2，總人口數為2億人，占非洲總面積和總人口的比例分別為14%和17%，經濟發展水平落后，收入水平均在中低等收入線及以下，經濟結構單一，以農業、牧業和服務業為主。

2 水- 糧- 能安全評價

2.1 數據來源

以2015年為例對“一帶一路”非洲區水- 糧- 能安全現狀進行評價。水資源和糧食數據來源于聯合國糧農組織數據庫http://www.fao.org/faostat/en/#home，由于缺少數據，水資源總量數據為多年平均值。能源數據來源于美國能源署數據庫https://www.eia.gov/。具體數據見表2。

2.2 評價指標與標準

a. 水資源安全評價指標與標準。人均水資源量短缺和水資源利用率過低或過高都會導致水安全問題，因此選取人均水資源量W1和水資源利用率W2兩個指標來分析水資源安全程度，并記兩個指標對應反映的安全指數分別為IS1和IS2。

表2 2015年“一帶一路”非洲區水- 糧- 能數據

表3 “一帶一路”非洲區水- 糧- 能安全評價指標與標準

人均水資源量反映的水安全評價標準包括：①參考聯合國教科文組織制定的標準，人均水資源量1 000～2 000 m3屬于中度缺水；人均水資源量500～1 000 m3屬于重度缺水；人均水資源量小于500 m3屬于極度缺水[12]。②為區分“一帶一路”非洲區水資源安全程度差異，認為人均水資源量大于或等于2 000 m3，不宜向外地調水[12]，水資源相對安全，安全指數為1；人均水資源量等于1 000 m3，安全指數為0.7；人均水資源量等于500 m3，安全指數為0.4；人均水資源量等于100 m3，安全指數為0.1；人均水資源量等于0，安全指數為0。

水資源利用率是指某流域或區域內用水總量占水資源總量的比例，表征一個流域或區域水資源開發利用程度的總體情況。水資源利用率屬于雙向指標，過低或者過高都會導致水資源安全程度降低，如當水資源利用率超過40%時，就會出現水資源嚴重短缺和生態惡化等一系列問題[13]。因此確定：水資源利用率等于30%，安全指數為1；水資源利用率等于20%或40%，安全指數為0.7；水資源利用率等于10%或50%，安全指數為0.4；水資源利用率等于5%或75%，安全指數為0.1；水資源利用率等于0、等于或大于100%，安全指數為0。

b. 糧食安全評價指標與標準。糧食自給率是一個國家或地區的糧食生產總量占消耗總量的百分比，表征一個國家或地區的糧食能否實現自給自足，反映糧食供給水平。由于糧食安全基本等同于糧食生產量或糧食供給水平[14]，故選擇糧食自給率F1來表征糧食安全程度，并記其反映的安全指數為IS3。

結合“一帶一路”非洲區實際情況，參考相關標準，本文設定糧食自給率大于或等于100%，安全指數為1；自給率等于70%，安全指數為0.7；自給率等于40%，安全指數為0.4；自給率等于10%，安全指數為0.1；自給率等于0，安全指數為0。

c. 能源安全評價指標與標準。能源自給率為能源生產量占消耗量的比例[15-16]，反映能源供給水平。能源供給安全是國家能源安全的基本目標[17]，因此選取能源自給率作為能源安全指標。考慮到石油、天然氣和煤炭是當今世界主要的能源，能源安全具體包含3個指標：石油自給率E1、天然氣自給率E2和煤炭自給率E3，并記其對應反映的安全指數分別為IS4、IS5和IS6。

結合“一帶一路”非洲區實際情況，參考相關標準，設定當能源自給率大于或等于100%，安全指數為1；自給率等于70%，安全指數為0.7；自給率等于40%，安全指數為0.4；自給率等于10%，安全指數為0.1；自給率等于0，安全指數為0。

“一帶一路”非洲區水- 糧- 能安全評價指標與標準見表3。

2.3 評價方法

應用左其亭等[18]于2008年提出的“單指標量化- 多指標綜合- 多準則集成”評價方法計算水資源、糧食和能源各項指標的安全指數、3種資源的安全指數和水- 糧- 能綜合安全指數，分析相應的安全程度。安全指數取值范圍為[0，1]，取值越大，表示安全程度越高。

a. 單指標量化。指標按照從小到大變化與其表征的安全程度變化之間的關系，可分為正向指標、逆向指標、雙向指標。正向指標安全指數隨指標值增加而增加；逆向指標安全指數隨指標值增加而減小；雙向指標安全指數隨指標值增加而增加，當增加到某個值時，又隨著指標值增加而減小。對于正向和逆向的指標，假設ai、bi、ci、di和ei分別為某指標的最差值、較差值、及格值、較優值和最優值，利用特征點(ai，0)、(bi，0.1)、(ci，0.4)、(di，0.7)、(ei，1)以及上面的假設, 可以得到安全指數的計算公式(式(1)和(2))；對于雙向指標，假設ai或ki、bi或hi、ci或gi、di或fi和ei分別為某雙向指標的最差值、較差值、及格值、較優值和最優值，利用特征點(ai，0)、(bi，0.1)、(ci，0.4)、(di，0.7)、(ei，1)、(fi，0.7)、(gi，0.4)、(hi，0.1)、(ki，0)及上面的假設, 可以得到安全指數的計算公式(式(3))：

(1)

(2)

(3)

式中:ISi為第i個指標的安全指數，i=1，2，…，n；xi為第i個指標的值。

b. 多指標綜合。根據實際情況，分別賦予3種資源的各項指標不同權重，加權計算其安全指數。水資源量短缺和水資源開發利用程度過高或過低均是水資源安全的重要影響因素，因此取W1和W2的權重均為0.5。由于非洲區6個國家均消耗石油，僅埃及和肯尼亞消耗天然氣和煤炭，所以取E1、E2和E3的權重分別為0.8、0.1和0.1。

c. 多準則集成。基于水資源、糧食和能源的安全指數，取3種資源安全指數的權重均為1/3，加權計算水- 糧- 能綜合安全指數。

3 評價結果與分析

按照上述水- 糧- 能安全評價方法計算2015年“一帶一路”非洲區水資源、糧食和能源的安全指數及3種資源的綜合安全指數，并根據安全指數范圍確定安全程度。安全指數的區間及安全程度標準為：[0.7，1]表示基本安全；[0.4，0.7]表示輕度不安全；[0.1，0.4]表示重度不安全；[0，0.1]表示極度不安全。

3.1 水資源安全評價結果

表4 2015年“一帶一路”非洲區水資源安全指數和安全程度

2015年“一帶一路”非洲區水資源安全指數和安全程度見表4。由表4可知，“一帶一路”非洲區埃及、蘇丹和肯尼亞屬于重度缺水，厄立特里亞和索馬里屬于中度缺水，吉布提屬于極度缺水。“一帶一路”非洲區主要氣候類型為熱帶沙漠氣候和熱帶草原氣候，熱帶沙漠氣候主要特征為干旱高溫，降雨極少，熱帶草原氣候主要特征為干旱高溫，雨季和旱季分明，這是造成非洲區水資源短缺的主要原因。埃及和蘇丹的水資源利用率分別為133.8%和71.2%，均超過水資源利用率極限閾值，即埃及和蘇丹的水資源開發利用不合理或者過度開發，其他國家的水資源利用率相對較低，水資源的開發利用空間較大。“一帶一路”非洲區水資源安全程度和該地區實際情況一致，人均水資源量低，缺水嚴重，大部分國家水資源利用率低。

3.2 糧食安全評價結果

2015年“一帶一路”非洲區糧食安全指數和安全程度見表5。由表5可知，“一帶一路”非洲區大部分國家的糧食安全指數低，糧食安全無法保障。糧食產量低、增產慢，人口增長快等是“一帶一路”非洲區糧食不安全的重要原因。此外，發達國家操縱國際政治和貿易規則，使非洲國家糧食主權不斷喪失[19]，也是造成“一帶一路”非洲區糧食不安全的原因之一。

表6 2015年“一帶一路”非洲區能源安全指數和安全程度

表5 2015年“一帶一路”非洲區糧食安全指數和安全程度

3.3 能源安全評價結果

2015年“一帶一路”非洲區能源安全指數和安全程度見表6。由表6可知，“一帶一路”非洲區只有埃及既生產又消耗3種能源，其能源安全指數為0.87，基本安全；蘇丹僅生產和消耗石油，能源安全指數為0.80，基本安全；其他國家僅依靠進口石油，能源安全指數均為0，極不安全。此外，肯尼亞還依靠進口的煤炭，安全指數為0。“一帶一路”非洲區埃及能源儲量豐富，其他國家能源相對匱乏，生產力水平低是制約該地區能源供給的重要因素之一。

3.4 水- 糧- 能綜合安全評價結果

2015年“一帶一路”非洲區水- 糧- 能綜合安全指數和綜合安全程度見表7。由表7可知：①“一帶一路”非洲區水- 糧- 能綜合安全程度和該地區實際情況一致。如：埃及人均水資源量嚴重短缺，水資源過度開發利用，水資源重度不安全；糧食自給率為59.2%，糧食輕度不安全；石油和天然氣儲量豐富，天然氣不僅能滿足本國的需求，還能對外出口，能源基本安全。故其綜合安全程度表現為輕度不安全。②糧食的生長需要消耗大量的水資源，確保水資源安全對保障糧食安全意義重大。“一帶一路”非洲區部分國家的水資源安全和糧食安全聯系密切。如：厄立特里亞水資源和糧食均為輕度不安全。因為厄立特里亞主要經濟產業是農業，且農業用水量又是最大，故水資源安全和糧食安全表現出一致性。③能源的生成、開采、加工和轉移等過程離不開水資源，確保水資源的安全是保障能源安全必不可少的前提條件。但是由于該地區大部分國家無能源產量且能源消耗量低，故水資源安全和能源安全之間的關系尚不明確，有待進一步研究。

表7 2015年“一帶一路”非洲區水- 糧- 能綜合安全指數和綜合安全程度

4 結論與建議

4.1 結論

a. “一帶一路”非洲區人均水資源量短缺嚴重，但每個國家人均水資源量短缺程度不同，大部分國家為重度短缺。除埃及和蘇丹的水資源利用率過高之外，非洲區其他國家水資源利用率都相對較低，水資源可開發利用空間較大。

b. “一帶一路”非洲區糧食自給率高低不同，糧食安全程度不同，但大部分國家均沒有滿足自給自足的要求。

c. “一帶一路”非洲區能源開發利用程度低，除埃及和蘇丹能源基本安全外，其他國家能源均極度不安全。

d. “一帶一路”非洲區水- 糧- 能綜合安全程度不同，埃及和蘇丹均為輕度不安全，吉布提為極度不安全，其他國家均為重度不安全。

4.2 建議

a. 水資源安全方面。倡議支援“一帶一路”非洲區修建水庫、大壩等水利工程，增加該地區的總庫容，提高蓄水能力，增強水資源時空調配能力，提高水資源利用效率；“一帶一路”非洲區可引入先進的水資源開發利用技術、節水工藝和水資源管理經驗等，這些非工程措施可以在一定程度上緩解水資源供需矛盾，增加水資源可利用量；“一帶一路”倡議能帶動經濟發展，隨著經濟社會發展，人民對生活品質要求的提高，也能對水資源問題的解決起到倒逼作用。

b. 糧食安全方面。非洲區通過與“一帶一路”沿線其他國家開展農業科技合作，引進具有高產、抗旱等特性的農作物品種和先進的農作物種植技術，可以提高糧食產量，從根本上解決該地區糧食安全問題。此外，在“一帶一路”倡議背景下，通過開展糧食貿易，在一定程度上可以減少非洲區對發達國家商品糧的依賴，轉變農業發展模式，提高非洲區的糧食自給率。

c. 能源安全方面。肯尼亞和索馬里等國家可以積極尋求與國際石油、天然氣公司的合作，引進資本和技術，探明石油和天然氣儲藏分布情況，盡早進行開發，既可以提高能源產量，保障能源的自我供給，又可以促進經濟社會發展。此外，在“一帶一路”建設背景下，新能源開發利用技術的引進可以緩解非洲區傳統能源的供給壓力，為破解該地區能源安全問題提供新思路。

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