哈密市水資源空間分布與人口基數、GDP的關系

高國文

(哈密東天山水務集團有限公司，新疆 哈密 839000)

水資源是指在特定行政區域內目前或者近期，可以被人類直接或間接利用的水，是自然資源的重要組成部分，對區域發展具有重要意義[1]。水資源主要包括河川徑流、地下水、積雪和冰川、湖泊水、沼澤水、海水。水資源因人口分布和經濟驅動導致空間分布異質性較高，同時，天然水資源量也不等于可利用量[2]。因此，探索經濟社會驅動下，水資源的變化對區域經濟和生態發展具有重要意義[3-4]。

哈密市位于新疆東部，是新疆通向內地的主要通道[5]。北與蒙古國接壤，設有國家一類季節性開放口岸——老爺廟口岸，是新疆與蒙古國發展邊貿的重要開放口岸之一，是新疆重要的經濟樞紐，具有戰略意義[5-6]。屬于溫帶大陸性干旱氣候，因此水資源是哈密市經濟發展的戰略性資源和限制性資源[6-8]。

本文利用2000年、2005年、2010年和2015年四期土地利用數據、人口基數和GDP數據源，分析哈密水資源類型和分布面積，同時探討了水資源與人口基數、GDP之間的關系。

1 研究區域

哈密市位于新疆維吾爾自治區東部，東天山南麓。地理坐標見圖1，面積為8.5萬km2，東西長約404 km，南北寬約322 km。哈密地勢為北高南低、東西傾斜的盆地。北部為天山余脈，南部為低山剝蝕丘陵，中西部為南湖戈壁，中上部為沖積平原，中下部為庫木塔格大沙漠。

圖1 研究區示意圖

2 數據來源

高程數據來源于地理空間數據云(http://www.gscloud.cn/)，分辨率為90 m，處理為空間分辨率為1 km柵格數據。哈密市行政區劃數據數據來源于中國科學院資源與環境數據中心(http://www.resdc.cn/data.aspx？DATAID=282)，2000年、2005年、2010年和2015年四期土地利用數據、人口基數和GDP數據源來源于中國科學院資源與環境數據中心(http://www.resdc.cn/data.aspx?DATAID=282)，空間分辨率為1 km柵格數據。將以上數據統一投影坐標為UTM-WGS-N48，空間分辨率為1 km。

3 研究方法

應用GIS軟件，先將哈密市土地利用數據、人口數據和GDP數據裁剪，然后分析2000年～2015年期間哈密市水資源類型和分布面積，同時探討了水資源與人口基數、GDP之間的關系。

4 結果與分析

4.1 哈密市水資源面積分布特征

哈密市2000年～2015年水資源面積空間分布特征見圖2，哈密市水資源分布類型主要為湖泊、水庫、永久性冰川和灘地，除水庫外，為湖泊、永久性冰川和灘地主要分布在天山山脈兩側。從2000年～2015年哈密市湖泊面積呈現先下降后升高趨勢，總體呈下降趨勢。2000年湖泊面積為136 km2，2015年湖泊面積為131 km2，湖泊面積最低值發生在2005年，面積為103 km2。水庫面積從2000年～2015年呈上升趨勢，2000年水庫面積為8 km2，2015年水庫面積為11 km2，2000年～2010年這10年間上升趨勢緩慢，2010年～2015年期間水庫面積上升顯著。2000年～2015年期間，永久性冰川面積基本無變化面積維持在143 km2。哈密市灘地面積呈現總體下降趨勢，主要下降時間分布在2000年～2005年。哈密市2000年～2015年水資源總面積變化趨勢與湖泊變化趨勢類似，呈現先降低后升高，水資源面積的變化主要是湖泊面積引起的。

表1 2000年～2015年哈密不同類型水資源面積統計 單位：km2

圖2 2000年～2015年哈密不同類型水資源面積分布特征

4.2 哈密市GDP變化趨勢

從2000年～2015年期間，哈密市GDP呈現先緩慢上升，后快速上升過程(2010年～2015年)，平均5 a GDP翻一番(圖3)。從空間分布來看，主要分布在天山南北，主要以伊州區為核心區，GDP依附交通線和交通樞紐呈點線鏈接。2000年哈密市GDP最大值為192.2萬元/km2，平均值為2.39萬元；2005年哈密市GDP最大值為388.44萬元/km2，平均值為4.97萬元；2010年哈密市GDP最大值為815.22萬元/km2，平均值為12.21萬元；2015年哈密市GDP最大值為1943萬元/km2，平均值為30.07萬元。

圖3 2000年～2015年哈密GDP分布特征

4.3 哈密市2000年～2015年人口分布特征

從2000年～2015年期間，哈密市人口呈現先緩慢上升趨勢，由2.38人/km2上升到4.45人/km2。從空間分布來看，主要分布在天山南北，主要以伊州區、伊吾和巴里坤縣城人口分布為核心區，人口分布依附交通線和交通樞紐呈點線鏈接。2000年哈密市人口最大值為256人/km2，平均值為3.58人/km2；2005年哈密市人口最大值為275人/km2，平均值為3.94人/km2；2010年哈密市人口最大值為285人/km2，平均值為4.14人/km2；2015年哈密市人口最大值為287人/km2，平均值為4.45人/km2。

4.4 水資源與GDP、人口基數之間的關系

由表2和圖3可知，哈密市水資源面積和GDP、人口基數之間不存在顯著相關性。經擬合發現，水資源面積與GDP擬合關系式為y=0.0004x2-0.0967x，R2=0.0508；水資源面積與人口基數擬合關系式為y=-4E-05x2+0.0256x，R2=0.0445。

圖4 2000年～2015年哈密人口分布特征

表2 水資源與GDP、人口基數之間的相關性分析

圖5 水資源與GDP、人口基數之間的擬合關系

5 討論

水資源是制約干旱區經濟發展的“瓶頸”，是人類賴以生存和繁衍的不可或缺的物質基礎[9]。水資源的波動性變化對哈密及周邊地區人民的生產生活產生重大影響，對區域經濟可持續發展規劃和城市發展模式的確定起到舉足輕重的作用。本研究發現，哈密市水資源分布類型主要為湖泊、水庫、永久性冰川和灘地，從2000年～2015年哈密市湖泊面積呈現先下降后上升，總體下降趨勢，水庫面積呈上升趨勢，永久性冰川面積基本無變化，灘地面積呈現總體下降趨勢，水資源面積的變化主要是湖泊面積引起的。而王璞玉[9]研究發現，1972年～2011年，榆樹溝6號冰川厚度平均減薄20 m，減薄速率約為0.51 m/a，冰川末端退縮254 m，年均退縮約6.5 m，與本試驗結果冰川面積無變化不一致，主要是由于本研究采用的土地利用數據分辨率為1 km，精度低。

6 結論

哈密市水資源分布類型主要為湖泊、水庫、永久性冰川和灘地，從2000年～2015年哈密市湖泊面積呈先下降后上升，總體下降趨勢，水庫面積呈上升趨勢，永久性冰川面積基本無變化，灘地面積呈現總體下降趨勢，水資源面積的變化主要是湖泊面積引起的。從2000年～2015年期間，哈密市GDP和人口呈現上升趨勢；從空間分布來看，主要分布在天山南北，主要以伊州區、巴里坤和伊吾城市行政區為核心區，依附交通線和交通樞紐呈點線鏈接。經相關性分析發現，哈密市水資源面積和GDP、人口基數之間不存在顯著相關性，水資源面積與GDP擬合關系式為y=0.0004x2-0.0967x，R2=0.0508；水資源面積與人口基數擬合關系式為y=-4E-05x2+0.0256x，R2=0.0445。綜上所述，在2000年～2005年期間的水資源生態處于退化狀態，2005年～2015年期間的水資源生態處于恢復狀態，整體人口基數和GDP呈上升趨勢，有利于水資源生態的良性發展。