青海省經濟社會發展對水資源現狀的影響研究

趙 露

（中國人民銀行西寧中心支行 青海西寧 810000）

一、研究背景

青海身為三江之源，海拔約1644—6851m，全省平均海拔不小于3000m，區域類型包括農區、牧區、山區、高海拔地區和沿黃流域等。青海水資源豐富但時空分配不均，干旱少雨，年降水量地域分布不均，東南年均降水量約200mm，西北年降水量遞減到15mm，蒸發量大，晝夜溫差最大達20℃左右。地表水和地下水的年徑流量主要受降水和氣溫的影響，年內分配不均，5—9 月氣溫回升，冰雪消融，為豐水期，徑流量增大，占全年徑流量50%—70%，枯水期徑流量減少。

水資源在經濟與環境、人口與社會的全面協調可持續發展過程中占據重要地位，作為保障經濟發展的重要元素，研究經濟社會發展對水資源現狀的影響，有利于客觀把握開發現狀，了解地方經濟對水資源開發的影響，落實“節約優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新時期治水方針。“十三五”期間青海省編制完成了《青海省非常規水源利用規劃》，將非常規水源納入水資源統一配置，印發了《青海省節約用水管理辦法》和《青海省節水行動實施方案》，旨在提高水資源利用效率，以水資源的可持續利用為基礎，促使青海省經濟社會高質量和諧發展。

生態足跡與人口總量、環境自凈能力、經濟生產能力等有關，表示在現有技術和消費水平下，區域人口對環境的影響規模和持續生存對環境提出的需求。Ewing 等指出，水足跡可用于了解消費活動與淡水資源的環境壓力之間的聯系；學者多用區域降水量、人口數量和國內生產總值（GDP）等指標衡量水資源負載指數，反映區域內水資源的利用程度及與經濟發展的關系。曉蘭等運用負載指數法對內蒙古經濟發展指標以及經濟發展程度與水資源開發利用程度的關系進行了分析。作為分布均勻度的量化評價方法，基尼系數廣泛應用于各個領域，如用水結構及趨勢分析。

通過水資源生態足跡模型、基尼系數和負載指數探究青海省經濟社會發展對水資源現狀的影響，有利于實現水資源在時空上與經濟社會發展、人口密度分布的優化配置。

二、數據來源與研究方法

（一）數據資料來源

青海省水資源總量、消耗量等水量數據和社會經濟屬性數據來源于2015—2020年《青海省水資源公報》和《青海統計年鑒》。水資源來源于年降水量、扣除重復部分后的地表水和地下水儲量。2015—2020 年青海省水資源統計表如表1所示。

表1 2015—2020年青海省水資源統計表

（二）研究方法

1.水資源生態足跡模型

水資源生態足跡是通過比較水資源生態足跡和生態承載力，判斷水資源的可持續發展利用情況。萬元GDP水資源生態足跡反映區域內生物生產面積的水資源利用率的高低，值越大，說明水資源利用率越低，反之，水資源利用率越高。計算公式分別如式（1）和式（4）所示。

式中：EFW為水資源生態足跡，hm2；ECW為水資源生態承載力，hm2；EZW為水資源生態盈余或赤字，hm2；EG 為萬元GDP 水資源生態足跡，hm2/萬元；N 為人口數，cap；efw為人均水資源生態足跡，hm2/cap；rw為水資源的全球均衡因子；Ww為消耗水資源量，m3；Pw為水資源全球平均生產能力，m3/hm2；ecw為人均水資源生態承載力，hm2/cap；ψw為區域水資源用地產量因子；Q 為區域水資源總量，m3；60%為水資源總量中60%用于維持生態環境；P 為區域常住人口數，萬人；G 為區域生產總值，億元。

參數確定：Pw=3140 m3/hm2。rw根據世界自然基金會計算確定rw=5.19。ψw為區域單位面積的產水量與水資源全球生產能力的比值，根據表1 計算可得，柴達木盆地2015—2019年年均產水量為8.13×1010m3，ψw=0.3626。

2.基尼系數

青海省水資源量由地表水量和地下水量構成，選取水資源總量作為基本匹配對象，將地下水用量和地表水用量作為匹配分級對象，計算基尼系數。在保證數據精確度的基礎上簡化計算過程，基尼系數的求取采用梯形面積法，計算公式及評價結果分別如式（5）和表2所示。

表2 基尼系數的評價結果

式中：G為基尼系數；Xi為地表用水和地下用水的累計百分比；Yi為水資源總量的累計百分比，當i=1 時，X0=Y0=0，即最小累計百分比的前一項百分比為0。

3.水資源負載指數

水資源負載指數反映區域水資源開發利用水平與人口和經濟總量之間的平衡關系，同時反映區域內水資源可持續利用前景和開發的難易。負載指數與水資源量和水資源的利用水平呈正相關，與人口數和經濟總量呈負相關，計算如式（6）所示，負載指數的分級如表3所示。

表3 水資源負載指數分級

5-10 2-5 1-2＜1ⅡⅢⅣⅤ高，潛力不大中等，潛力較大較低，潛力大低，潛力很大開發困難開發較難開發較易開發容易

式中：C 為區域水資源負載指數；Q 為區域水資源總量，m3；P為區域常住人口數，萬人；G 為區域生產總值，億元；k為降水量決定的系數。

參數確定：k 的取值由年降水量R 的范圍決定，當R≤200 mm 時，k=1；當200 mm＜R≤400 mm 時，k=1.0-0.1（R-200）/200；當400 mm＜R≤800 mm 時，k=0.9-0.2（R-200）/400；當800 mm＜R≤1600 mm 時，k=0.7-0.2（R-200）/800；當R＞1600 mm時，k=0.5，2015—2020年k的取值分別為0.9553、0.94765、0.93055、0.7981、0.913和0.91645。

三、經濟社會發展對水資源現狀影響的研究

（一）水資源現狀分析

1.水資源生態足跡分析

根據式（1）和式（3）計算得水資源生態指標變化趨勢如表4所示。

表4 2015—2020年青海省水資源生態指標單位：106hm2

表4 表明，2015—2020 年青海省水資源生態足跡基本持平，多年水資源生態足跡平均值為2.7195×106hm2。2015 年青海省水資源生態足跡出現最高值，為2.7648×106hm2，以2015 年為基數，2020 年減少0.1826×106hm2，下降6.60%，表明青海省的需水量波動不大。除2019 年同比下降4.42%外，水資源生態承載力整體呈現上升的趨勢，與2015 年相比，2020 年增加10.1313×106hm2，增長71.71%，青海省水資源生態承載力越來越大。

由表1 計算可得，青海省2016—2020 年降水量較上年分別增長5.29%、11.12%、19.15%、-7.38%和-1.84%，與水資源生態承載力變化趨勢一致，兩者呈密切正相關（相關系數R＞99.9%）。2015—2020 年青海省水資源生態承載力遠大于生態足跡，水資源處于盈余狀態，生態盈余均超過11×106ghm2，水資源整體利用率不高，處于可持續發展的狀態，足以維持區域生態環境發展。

青海省多年來人口密度小且變化不大，人均水資源生態指標的變化趨勢與總生態指標一致，人均水資源生態足跡變化不大，平均值為0.46 hm2/cap，始終小于人均水資源生態承載力。與2015 年相比，2020 年人均水資源生態足跡和生態承載力分別降低7.23%和增長70.56%。中國年人均耗水量為702 m3，即人均水資源生態足跡為1.1603 hm2/cap，青海省人均水資源生態足跡明顯低于中國人均水資源生態足跡。

2.基尼系數分析

2015—2020 年青海省各項水資源量和用水量扣除重復部分，按從小到大的順序排列計算各項累計百分比如表6 所示，用水包括地下水供水、地表水供水和其他水源供水，部分年份地表供水和地下供水用水累積百分比小于100%。

表6 2015—2020年青海省水資源統計

按式（5）計算2015 年—2020 年地表水和地下水的總量對用水量的基尼系數在0.2—0.3 范圍內波動，分別為0.2733、0.2668、0.2611、0.2577、0.2698、0.2599。2015 年最大，2018 年最小，表明2015—2020年青海省地下水和地表水利用的匹配度為“相對平均”，水資源利用匹配度較優，不存在過度開采的問題。

（二）經濟社會發展對水資源現狀的影響分析

由式（1）可以計算2015—2020年青海省各部分耗水的水資源生態足跡比例，隨著經濟社會的發展，青海省農田灌溉水足跡占比由60%下降到45%，林牧漁畜水足跡占比由24%增長到28%，工業水足跡比例基本穩定在10%，城鎮公共和居民生活水足跡比例與常住人口數有關，由10%增長為12%。隨著“綠色發展”的提出，政府和人民越來越重視生態保護，生態環境水足跡比例從2%增加到4%。

由式（4）計算萬元GDP 水資源生態足跡如表7 所示，由式（6）計算青海省水資源負載指數如表8所示。

表7 2015—2020年青海省萬元GDP水資源生態足跡

表8 2015—2020年青海省水資源負載指數

由表7 可知，2015—2020 年青海省萬元GDP 水資源生態足跡呈逐年大幅度下降趨勢，降幅分別為7.0%、3.1%、6.5%、4.0%和7.2%，以2015 年為基數，截至2020 年，萬元GDP 水資源生態足跡由0.1144 hm2/萬元下降到0.0859 hm2/萬元，降幅為24.9%，說明青海省水資源利用效率逐年增高，反映了近年來隨著循環經濟、綠色經濟和節約經濟的提倡，青海省的經濟發展水平已經開始從相對粗放式向資源集約型過渡。

由表8 可知，2015—2020 年青海省水資源負載指數總體呈現下降的趨勢，水資源負載指數均為Ⅳ級，利用水平較低，潛力大，開發較易。造成該現象的原因有：（1）常住人口密度影響。青海省多年平均人口總量不足600萬人，地廣人稀，人口密度持續較小，部分地區如鹽湖、沙漠等交通不便，水資源開采利用程度較小。（2）青海省以農業和畜牧業發展為主，伴隨少量的鹽湖工業發展，GDP 總量雖呈上升趨勢，但遠小于發達地區。（3）氣候條件影響。青海省干旱少雨，年降水量不足350 mm，約位居中國各省27 位，水資源的時空不均衡嚴重制約開發利用和經濟社會發展。

四、結論與建議

采用生態足跡模型、基尼系數和負載指數法對青海省經濟社會發展對水資源現狀的影響進行研究，2015—2020年水資源生態足跡基本持平，水資源生態承載力整體呈上升的趨勢，水資源生態承載力遠大于生態足跡，水資源處于盈余狀態。整體利用率不高，處于可持續發展狀態，足以維持區域生態發展。地下水和地表水利用的匹配度為“相對平均”，匹配度較優，不存在過度利用的問題。隨著經濟社會的發展，耗水量水足跡占比呈不同程度的變化。萬元GDP 水資源生態足跡呈逐年下降趨勢，水資源利用率有所增高。水資源負載指數均為Ⅳ級，利用水平較低，潛力大，開發較易。

為保持青海省水資源生態良好狀態，解決水資源未合理配置、利用率低和受降水量調控的影響，應綜合考慮各類水體水質和水量，開采中同時考慮資源自身價值和生態保護并行，結合工業用水需求，從區域環境層次、經濟效益層次和工程建設管理層次等方面，實行水資源時間和空間的合理分配，建立合理的水資源配置模式，保障青海省經濟社會發展與生態保護與建設雙向并行。