“一帶一路”中亞區水資源利用與經濟社會發展匹配度分析

郝林鋼，左其亭，劉建華，韓春輝，馬軍霞

(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)

“一帶一路”是我國政府提出的國際合作倡議，包括“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”，共有五大走向(中國-中亞、俄羅斯-歐洲、波羅的海和中國-中亞、西亞-波斯灣、地中海)，其中有兩大走向均涉及中亞地區[1]。中亞是“一帶一路”從我國西北“走出去”的第一站，具有重要的戰略地位。然而，中亞存在以跨界水沖突為主的各類水問題[2-4]，水資源制約了經濟社會的發展，有可能阻礙“一帶一路”倡議順利實施。

目前國內有關中亞水資源的研究，多以跨界水沖突等水問題的定性研究為主，如姚海嬌等[3]從水量、水質和水資源利用等方面綜述了中亞跨界水問題，鄧銘江等[4]介紹了中亞跨界水資源利用問題，僅部分研究者對中亞水土匹配關系進行了定量分析[5]。國外相關研究中雖然存在定量分析，但主要集中在氣候變化對水循環的影響和流域水環境等方面[6-7]，對中亞水資源與經濟社會匹配關系進行分析的較少。目前對水資源與經濟社會發展關系的研究主要集中在匹配、協調、和諧等方面[8-12]，匹配分析屬于基礎性研究，多采用洛倫茨曲線和基尼系數進行評價[11-12]，也有研究者提出新的方法，如左其亭等[8]于2014年提出了基于數列的匹配度計算方法，并對實例區時間和空間上水資源利用與經濟社會發展的匹配度進行計算分析。

已有有關中亞水資源研究遠不能滿足為“一帶一路”中亞區提供指導的需求，迫切需要加強水資源與經濟社會相互關系的研究。鑒于此，本文對“一帶一路”中亞區水資源利用與經濟社會發展的匹配程度進行了時空分析，為解決中亞地區水問題、保障“一帶一路”倡議實施提供借鑒和指導。

1 “一帶一路”中亞區概況

中亞地處東西方的交匯處，一般指哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦、吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦5國，經濟社會發展相對比較落后，全部為中等收入國家，2016年5國人均GDP分別為7 510、2 111、6 389、1 077和796美元，農業在中亞經濟發展中占有重要的地位，同時也是水資源利用大戶，除哈薩克斯坦外，其余國家農業用水量占總用水量的比例均在90 %以上。

左其亭等[13-15]在大量研究的基礎上，劃定了“一帶一路”主體路線，考慮沿線水資源、經濟社會情況，繪制出“一帶一路”主體水資源區。如圖1所示，本文的研究區并非整個中亞地區，而是中亞5國在“一帶一路”主體水資源區范圍內的部分地區。其經緯度范圍為56°34′E～87°19′E，35°08′N～55°26′N，包括吉爾吉斯斯坦全國，哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦和土庫曼斯坦60 %左右的國土面積，塔吉克斯坦20%左右的國土面積。區域內地形以丘陵和山地為主，土地利用類型以耕地和草地為主，二者占全區域面積的比例大于40 %。主要氣候類型為溫帶大陸性氣候，多年平均氣溫在5～10℃之間，多年平均降水量低于200 mm[16]。

圖1 “一帶一路”中亞區概況

2 研究方法及數據來源

2.1 基于數列的匹配度計算方法

基于數列的匹配度計算方法由左其亭等[8]于2014年提出，該方法可以對兩種變量之間的匹配關系直接進行定量分析，已在水資源利用與經濟社會發展的時間和空間匹配度研究中得到了應用。參考文獻[8]，本文所采用的基于數列的匹配度計算方法如下：假定研究區分為K個單元，分析變量X和Y的匹配度，(xk，yk)為第k個子單元變量X和Y的值，則空間上的匹配度可按式(1)計算；假定研究時段可分為T個時段，分析變量X和Y的匹配度，(xt，yt)為第t個時間段變量X和Y的值，則時間上的匹配度可按式(2)計算。

(1)

(2)

式中：ak為第k個單元變量X和Y之間的匹配度；at為第t個時間段變量X和Y之間的匹配度；rk為第k個單元變量X占研究區變量X的比例；sk為第k個單元變量Y占研究區變量Y的比例；rt為第t個時間段變量X占研究時段變量X的比例；st為第t個時間段變量Y占研究時段變量Y的比例。

參考文獻[8]和基尼系數劃分標準，確定的基于數列的匹配度評價標準見表1。

表1 匹配度評價標準

2.2 數據來源

國土面積、GDP和人口數據來源于世界銀行數據庫(https://data.worldbank.org.cn/indicator)，總用水量、農業用水量、工業用水量和生活用水量數據來源于世界銀行和聯合國糧農組織數據庫(http://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/query/index.html?lang=en)。由于無法獲得多年連續的水資源利用數據，本研究取1997、2002、2007和2014年4個年份的水資源利用數據進行水資源利用與經濟社會發展的匹配程度分析。考慮到數據的可獲得性，GDP、總用水量與耕地、城鄉工礦用地存在緊密的聯系，人口、工業用水量、生活用水量與城鄉工礦用地存在緊密的聯系，農業用水量與耕地存在緊密的聯系。各個國家主體水資源區內的GDP、總用水量按照主體水資源區內耕地和城鄉工礦用地占全國耕地和城鄉工礦用地的比例進行折算，人口、工業用水量和生活用水量按城鄉工礦用地占比進行折算，農業用水量按耕地面積占比進行折算。土地利用原始數據來源于歐洲太空局，本文通過Arc GIS軟件對其進行了提取分析。本文分析中所用到的數據均為中亞各國主體水資源區內的數據。

3 水資源利用與經濟社會發展匹配分析

3.1 時間匹配分析

采用基于數列的時間匹配度計算方法，分別計算了中亞5國和全區1997、2002、2007和2014年水資源利用與經濟社會發展的匹配度(圖2)。

3.1.1 水資源利用與人口的時間匹配度分析

中亞地區總用水量- 總人口的匹配度均呈現先增加后減小的趨勢，除土庫曼斯坦外，1997年的匹配水平均在不匹配及以下，2007年匹配度達到最大，除吉爾吉斯斯坦外均在相對匹配水平及以上。除土庫曼斯坦外，農業用水量- 農村人口的匹配度呈現先增加后減小的趨勢。各個國家工業用水量-城鎮人口、生活用水量- 總人口的匹配度變化趨勢差異較大，存在先減小后增加、始終減小、先減小后增加再減小等多種形式。

總用水量- 總人口、農業用水量- 農村人口變化趨勢出現的主要原因是從1997—2007年，人口和用水量基本同步增加，匹配度有所提高，自2007年以后，水資源無法滿足人類生產生活需求，匹配度逐漸下降。工業用水量-城鎮人口、生活用水量- 總人口的匹配度變化沒有明顯的規律性，因為城鎮人口和總人口不斷增長，而工業用水量和生活用水量受用水水平、經濟發展程度、生活節水習慣等多種因素影響，隨時間的變化具有不確定性。

3.1.2 水資源利用與GDP的時間匹配度分析

中亞各國總用水量- GDP總量和農業用水量- 農業GDP的總體變化趨勢是先增加后減小，2007年匹配度達到最大值，其中2007年中亞各國總用水量- GDP總量均為高度匹配。對于工業用水量-工業GDP的匹配度，土庫曼斯坦呈下降趨勢，其余各國先增后減。除土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦外，其余各國生活用水量- GDP的匹配度先增后減，2007年達到最大值，均為高度匹配。

中亞各國農業在三大產業中占有重要地位，同時也是用水大戶，一般而言，農業用水量增加，也會帶來更高的糧食產量和GDP產出，因此農業用水量- 農業GDP和總用水量- GDP總量匹配度的變化趨勢基本一致。工業用水量-工業GDP的匹配度先增后減，是因為2007年以前二者基本保持同步變化，其后工業GDP增加的比例明顯大于用水量增加的比例，可能與工業用水水平的提高有關，而土庫曼斯坦工業用水水平較低，用水量增加沒有獲得同等比例的GDP產出，用水- GDP匹配度有所下降。中亞各國GDP總量不斷增加，但生活用水量沒有表現出同步的變化趨勢，因此生活用水量- GDP的匹配度波動性較大，可能與水資源短缺、生活供水不足有關。

3.1.3 中亞各國時間匹配度的對比分析

通過以上分析可以看出，同一國家不同產業的用水量- 經濟社會時間匹配度的變化趨勢不同，如烏茲別克斯坦農業用水量- 農村人口的匹配度先增后減，而工業用水量-城鎮人口先減后增，而后又減。同一產業用水量- 經濟社會時間匹配度的變化情況在各國之間存在差異，如哈薩克斯坦農業用水量與農村人口的匹配度在2002年達到最大值，而烏茲別克斯坦在2007年達到最大值。

同一國家不同產業之間的差異主要是由于產業用水水平、GDP產出不同等因素導致的，不同國家之間存在差異的主要原因是各國經濟社會發展速度、產業結構等因素不同。

中亞全區水資源利用- 經濟社會發展匹配度的變化情況與以上提到的各個國家的主要變化趨勢相一致。時間上的匹配度存在兩個異常值，2014年吉爾吉斯斯坦總用水量與總人口、塔吉克斯坦工業用水量與工業人口的匹配度為0，因為兩種指標在2014年的差異達到了最大值，人口占比為歷年最大值，水資源利用量占比為歷年最小，一方面可能與數據的時間序列過短有關，另一方面可能與2014年水資源利用效率較高有關。

(a) 哈薩克斯坦 (b) 烏茲別克斯坦

(c) 土庫曼斯坦 (d) 吉爾吉斯斯坦

(e) 塔吉克斯坦 (f) 中亞

注：TW-TP為總用水量與總人口之間的匹配度；TW-TGDP為總用水量與GDP總量之間的匹配度；AW-AP為農業用水量與農村人口之間的匹配度；AW-AGDP為農業用水量與農業GDP之間的匹配度；IW-IP為工業用水量與城鎮人口之間的匹配度；IW-IGDP為工業用水量與工業GDP之間的匹配度；DW-TP為生活用水量與總人口之間的匹配度；DW-TGDP為生活用水量與GDP總量之間的匹配度。

圖21997—2014年“一帶一路”中亞區水資源利用與經濟社會發展的時間匹配度變化

3.2 空間匹配分析

采用基于數列的空間上的匹配度計算方法，分別計算了1997、2002、2007和2014年中亞5國水資源利用與經濟社會發展的空間匹配度(圖3)。

3.2.1 水資源利用與人口的空間匹配度分析

除哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦外，從1997—2014年，中亞各國水資源利用- 人口的匹配度波動不大。從1997—2002年，哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦總用水量- 總人口、農業用水量- 農村人口、生活用水量- 總人口的匹配度明顯下降，由較匹配及以上水平變為極不匹配，此后維持在較低水平，對于工業用水量-城鎮人口的匹配度，哈薩克斯坦處于較匹配水平，烏茲別克斯坦為高度匹配。

空間匹配度變化較小主要是因為用水和人口的空間分布格局基本保持不變。哈薩克斯坦用水量- 人口匹配度較低主要是該國用水量和人口在中亞地區的占比呈現相反的變化趨勢，如從1997—2002年，哈薩克斯坦人口占中亞總人口的比例從28.6%增加為44.6%，而用水量占比從28.2%下降到18.4%，這可能與哈薩克斯坦經濟結構轉變、用水效率提高有關。烏茲別克斯坦用水量- 人口不匹配的主要原因是用水量占比基本不變，而人口占比顯著下降。

(a) 總用水量- 人口 (b) 總用水量- GDP

(c) 農業用水量- 農村人口 (d) 農業用水量- 農業GDP

(e) 工業用水量- 城鎮人口 (f) 工業用水量- 工業GDP

(g) 生活用水量- 人口 (h) 生活用水量- GDP圖3 1997—2014年“一帶一路”中亞各國水資源利用與經濟社會發展的空間匹配度變化

3.2.2 水資源利用與GDP的空間匹配度分析

中亞各國用水量- GDP的匹配度變化趨勢與用水量- 人口基本一致，匹配度區間略有差異。

中亞各國工業用水量- GDP的空間匹配度始終處于相對匹配及以上水平，說明中亞各國工業分布格局相對穩定。哈薩克斯坦空間匹配度變化最顯著，總用水量- GDP總量、農業用水量- 農業GDP、生活用水量- GDP長期處于不匹配及以下水平，主要是由農業用水量較低，農業GDP、GDP總量較高導致，如2007年哈薩克斯坦農業用水量占中亞的比例約為15.4%，而GDP占比約為48.0%。

3.2.3 中亞各國空間匹配度的對比分析

總體上看，中亞各國水資源利用與經濟社會發展的匹配度從大到小依次為：塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、土庫曼斯坦、烏茲別克斯坦、哈薩克斯坦。

塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、土庫曼斯坦3國水資源利用與經濟社會發展的空間匹配度長期處于較高水平。除工業用水- GDP外，哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦的匹配度均較低，但原因相反。從1997—2002年，烏茲別克斯坦水資源利用量在中亞占比呈增加趨勢，人口和GDP占比卻有所下降，導致二者的匹配度下降，說明該國水資源利用水平較低，水資源投入與經濟社會產出不呈正比。從1997—2002年，哈薩克斯坦水資源利用- 經濟社會發展匹配度明顯下降，可能是因為該時期哈薩克斯坦用水量在中亞占比下降，而人口和GDP占比增加，2002年以后，二者的匹配度維持在較低的水平，說明水資源是制約哈薩克斯坦進一步發展的重要因素。

此外，總體而言，中亞各國水資源利用- 人口的空間匹配度略低于水資源利用- GDP，說明人口分布相對于水資源利用分布的差異性大于GDP分布相對于水資源利用分布的差異性，如2014年哈薩克斯坦用水量占中亞總用水量的比例約為20%，人口占比約為44%，而GDP占比高達72%。

需要說明的是，雖然總體上中亞水資源利用與經濟社會發展在時間上的匹配度低于空間上的匹配度，但時間和空間上的匹配度計算結果之間不具有比較價值，只能說明中亞各國都處于發展期，水資源與經濟社會的關系隨時間的波動較大，而水資源與經濟社會在空間上的關系格局相對比較穩定。

4 匹配優化建議

“一帶一路”對中亞水資源利用、經濟社會發展既是機遇又是挑戰，且機遇大于挑戰，一方面，會為中亞各國帶來發展機遇，促進經濟增長，改善居民生活水平，另一方面，也對水資源提出了更高的要求。結合“一帶一路”倡議，針對中亞水資源利用、經濟社會發展現狀，提出如下建議。

a. 完善水資源管理制度，制定與水資源相適應的國民經濟發展規劃方案。中亞各國水資源利用與經濟社會發展在時間上的匹配度波動性較大，雖然與水資源量隨時間變化的不確定性有關，也反映出中亞各國水資源管理規劃工作不到位，無法保障相對穩定的供給。中亞屬于干旱區，水資源短期嚴重，可以采取“以水定城”“以水定地”“以水定人”“以水定產”的思路，根據水資源現狀和未來供給能力，制定經濟社會發展方案。

b. 妥善處理水爭議，制定合理的跨界水資源分配方案和補償協議。中亞水資源在空間上分布極不均勻，上游國塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦扮演著“水塔”的角色，但經濟水平卻是中亞地區最為落后的，下游國家經濟社會相對發達，水資源制約了進一步發展，在哈薩克斯坦表現最為明顯。中亞各國在制定跨界水資源量分配方案時，應將經濟補償、工農業產品補償等因素考慮在內，既可以提高水資源利用在空間上的均衡程度，又可以促進區域經濟社會的共同發展。

c. 借力“一帶一路”，加強國際合作。“一帶一路”是國際合作倡議，包括水資源、經貿、人文、基礎設施和工農業等各方面的合作，中國是倡議發起國，積累了豐富的治水經驗，中亞各國可積極與中國開展水資源方面的合作，借鑒節水型社會建設、人水和諧理念、水資源可持續利用思想和最嚴格水資源管理制度等經驗[14]，引進先進的水資源管理方案、開發利用技術等，解決本區域存在的水問題，保障經濟社會持續健康發展，實現水資源利用與經濟社會發展匹配的目標。

5 結 語

通過分析“一帶一路”中亞區1997年、2002年、2007年和2014年水資源利用與經濟社會發展的匹配關系，得出以下主要結論：①從時間上匹配度變化的主要趨勢來看，從1997—2007年，水資源利用量與人口、GDP的匹配度有所升高，水資源利用與經濟社會發展之間的差異性降低，2007—2014年，匹配度又呈現下降趨勢，說明水資源逐漸無法滿足經濟社會發展需求；②總體而言，中亞區塔吉克斯坦水資源利用與經濟社會發展匹配度最高，哈薩克斯坦匹配度最差，其余國家從大到小依次為：吉爾吉斯斯坦、土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦，空間上的差異性主要由各國經濟社會發展水平、產業結構不同等造成；③用水量與GDP的匹配度略高于用水量與人口的匹配度，在分部門用水上，工業用水量與工業GDP的匹配度相對較高。

本文分析了“一帶一路”中亞區不同年代水資源利用與經濟社會發展在時間和空間上匹配度的差異，反映了其總體變化趨勢和現狀情況，但由于數據有限，未能進行長序列的分析，結果可能會受到偶然因素的干擾。進一步研究可以考慮對歷史數據進行合理估計，對“一帶一路”建設下未來時期的數據進行科學預測，以進行更全面準確的分析。

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