河西地區水資源可持續利用研究

摘要：河西地區是甘肅省的關鍵農業生產區之一，隨著人口增長、經濟發展和氣候變化，當地面臨巨大的水資源壓力。以水資源生態足跡法為手段，深入剖析河西地區水資源可持續利用現狀。數據分析發現，2013—2022年，河西地區水資源可持續利用取得顯著成果，農業用水效率和水資源利用效率明顯提高。但是，水資源生態承載力不足，水資源供需關系不平衡，水資源壓力指數波動大，仍面臨較大的挑戰。

關鍵詞：水資源生態足跡；水資源生態承載力；水資源壓力指數；水資源集約利用強度；河西地區

中圖分類號：TV213.4 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）07-0-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.034

Research on Sustainable Utilization of Water Resources in Hexi Region

GAO Lei， GUAN Yingbing， LI Xiaoye

（Gansu Academy of Eco-environmental Sciences， Lanzhou 730000， China）

Abstract： The Hexi region is one of the key agricultural production areas in Gansu Province， with population growth， economic development， and climate change， the local area has faced enormous water resource pressure. Taking the ecological footprint method of water resources as a means， the current situation of sustainable utilization of water resources in Hexi region is analyzed in depth. Data analysis finds that from 2013 to 2022， significant achievements had been made in the sustainable utilization of water resources in the Hexi region， with a significant improvement in agricultural water use efficiency and water resource utilization efficiency. However， the ecological carrying capacity of water resources is insufficient， the supply-demand relationship of water resources is unbalanced， and the water resource pressure index fluctuates greatly， still facing significant challenges.

Keywords： ecological footprint of water resources; ecological carrying capacity of water resources; water resource pressure index; intensity of intensive utilization of water resources; Hexi region

水資源作為維系人類生存和社會發展的基石，在全球范圍內備受關注。河西地區位于我國西北部，是甘肅省的重要農業生產區之一，獨特的地理位置和氣候條件使其對水資源的依賴程度極高。近年來，隨著人口增長、經濟發展和氣候變化，河西地區面臨日益加劇的水資源壓力，如何實現水資源的科學管理和可持續利用成為急待解決的問題。

水資源生態足跡是基于生態足跡概念發展而來的非貨幣度量方法[1]，是一種綜合評估水資源利用狀況的方法，可以全面、定量地分析地區水資源。水資源生態承載力是指可以支撐區域資源、環境和經濟發展需要的水資源能力[2]，通過水資源生態足跡和水資源生態承載力，人們能夠深入了解水資源的供需狀況、利用結構及其在地區可持續發展中的角色。因此，選擇河西地區為研究區，通過水資源生態足跡法深入剖析該地區的水資源可持續利用現狀，為未來的水資源管理提供科學依據。

1 研究區概況

河西地區位于黃河以西的內陸干旱區，屬于典型的溫帶大陸性氣候區，南部、北部均為山地，中部為走廊平原，降水小，蒸發強烈，生態環境脆弱，水資源匱乏是制約當地經濟社會發展、導致生態環境惡化的重要原因[3]。河西地區是國家“三區四帶”和甘肅省“四屏一廊”極其重要的組成部分[4]，主要包括武威市、金昌市、張掖市、酒泉市及嘉峪關市，涉及疏勒河、黑河和石羊河3個內陸河流域[5]。

2 數據與方法

2.1 數據來源

研究區為包括酒泉市、嘉峪關市、張掖市、金昌市和武威市的河西地區，所有數據信息以地級行政區為單位收集和整理。采用的數據來源于2013—2022年《甘肅發展年鑒》和《甘肅省水資源公報》。

2.2 研究方法

2.2.1 水資源生態足跡與水資源承載力

采用生態足跡理論方法[6]，分別通過式（1）和式（2）計算水資源生態足跡和生態承載力。

（1）

（2）

式中：F為水資源生態足跡，hm2；N為人口數量，人；f為人均生態足跡，hm2/人；Fi為第i個部門水資源生態足跡，hm2；i為用水部門編號，取值為1、2、3和4，分別表示農業、工業、生活和生態；γ為水資源全球均衡因子，取5.19（無量綱）[6]；Ui為第i個部門用水量，m3；W為全球水資源平均生產能力，取值為3 140 m3/hm2[6]；C為水資源承載力，hm2；c為人均水資源承載力，hm2/人；θ為水資源產量因子，是區域水資源平均生產能力與全球水資源平均生產能力的比值，取值為0.09（2013—2022年，河西地區水資源平均生產能力為291 m3/hm2）；Q為水資源總量，m3。

2.2.2 水資源可持續利用評價指標

選取水資源生態盈虧[7]、水資源生態壓力指數[8]和水資源集約利用強度[9]等指標，從不同的角度對河西地區水資源可持續利用進行綜合評價。水資源生態盈虧采用式（3）進行計算，水資源生態壓力指數采用式（4）進行計算，水資源集約利用強度采用式（5）進行計算。

D=C-F（3）

（4）

（5）

式中：D為水資源生態盈虧，hm2，正值和負值分別代表水資源生態盈余、虧損，數值絕對值越大，表明水資源生態盈余或虧損越大；P為水資源生態壓力指數，表征水資源承受壓力大小；I為水資源集約利用強度，hm2/萬元，用來衡量區域水資源利用效率，數值越小表示用水效率越高；G為地區生產總值，萬元。

3 數據結果與分析

3.1 水資源生態足跡分析

2013—2022年，河西地區水資源生態足跡略有下降，降幅為4.53%，如圖1（a）所示。農業用水足跡占比最大，超過81%。值得注意的是，農業用水足跡呈現逐年下降的趨勢，反映農業用水效率的提高。相比之下，工業用水足跡略有下降，而生活用水足跡略有上升。農業水足跡下降得益于管理和灌溉技術改進，促進水資源可持續利用。如圖1（b）所示，河西地區5個地級市的水資源生態足跡中，酒泉市的總水足跡最大，嘉峪關市最小。其中，酒泉市、張掖市、武威市和金昌市的水足跡主要受農業用水支配，尤其是張掖市的農業用水足跡占比高達95.22%，武威市也達到86.07%，這與當地農業結構、灌溉方式和水資源管理等有關。這一情況預示這5個城市在農業水資源管理方面面臨巨大的壓力，需要深入研究并制定可持續發展策略。

3.2 水資源可持續利用分析

2013—2022年，河西地區的人均水資源生態足跡約為2.12 hm2/人，而人均水資源承載力僅為0.15 hm2/人，如圖1（c）所示。這表明河西地區水資源供需極不平衡，人均水資源承載力顯著不足。如圖1（d）所示，水資源壓力指數持續維持在11以上，表明河西地區長期面臨嚴重的水資源供需不平衡壓力。與此同時，水資源集約利用強度逐年下降，由2013年的0.79 hm2/萬元降至2022年的0.40 hm2/萬元，降低比例為48.81%。這反映單位經濟產值所需的水資源逐年減少，水資源利用更加高效。

如圖2所示，河西地區5個地級市普遍面臨巨大的水資源壓力，尤以嘉峪關市最為顯著，2022年水資源壓力指數高達631，金昌市次之，張掖市相對最低。2013—2018年，5個城市的水資源壓力呈下降趨勢，其中金昌市降幅達61.52%。然而，2018—2022年，水資源壓力指數呈回升態勢，嘉峪關市升幅達91.15%。

這一動態變化或許受氣候波動、人口增長、產業發展及水資源管理策略調整等因素影響。

2013—2022年，河西地區5個地級市的水資源集約利用強度持續下降，如圖3所示。嘉峪關市集約利用強度最低，其次為金昌市，而張掖市則表現最出色。具體而言，金昌市降幅最大，從2013年的0.31 hm2/萬元降至0.14 hm2/萬元，降幅達54.33%；張掖市從2013年的0.79 hm2/萬元降至0.40 hm2/萬元，降幅為48.81%。

這表明河西地區通過工業結構調整、節水農業推廣、技術創新和水資源管理政策等手段顯著提升水資源利用率，為未來可持續發展奠定堅實基礎。

4 結論

2013—2022年，河西地區通過工業結構調整、節水農業推廣、技術創新和水資源管理政策等手段，成功提升水資源利用率。水資源生態足跡略有下降，尤其是農業用水效率顯著提高，農業用水足跡逐年減少。水資源集約利用強度顯著下降，水資源利用更加高效。值得注意的是，水資源生態承載力不足，水資源供需關系嚴重不平衡。水資源壓力指數波動較大，部分地級市的水資源壓力上升，未來還需要加強對水資源的可持續供給，調整產業結構，優化水資源利用方式。總體而言，河西地區在水資源管理上取得一定成就，未來仍需要深化改革，加強綜合治理，以實現更加科學、可持續的水資源管理，以滿足不斷增長的需求。這對于地區自身和甘肅省水資源管理都具有重要意義。

參考文獻

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3 馬亞麗，牛最榮，孫棟元.河西走廊潛在蒸散發時空格局變化與氣象因素的關系[J].干旱區地理，2024（2）：192-202.

4 薛 健，李宗省，陳雪嬌，等.2000—2020年河西地區生態系統服務功能時空變化與影響因素分析[J].環境生態學，2023（7）：1-12.

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