韋良煥

（喀什師范學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)系，新疆喀什 844000）

新疆喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)水安全初步研究

韋良煥

（喀什師范學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)系，新疆喀什 844000）

虛擬水是指生產(chǎn)商品和服務(wù)過程中所使用的所有水資源水量。本文在虛擬水理論的基礎(chǔ)上，通過查閱2003-2009年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》中的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算并分析了喀什地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量。結(jié)果表明：喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于區(qū)域可提供的水資源總量，農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)處于不安全狀態(tài)。

虛擬水；農(nóng)產(chǎn)品；喀什地區(qū)

眾所周知，水資源對(duì)人類的生存和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，它是所有生命系統(tǒng)所必需的。然而，隨著現(xiàn)代社會(huì)科技的不斷進(jìn)步、生產(chǎn)力的不斷增長，人口的增多，各個(gè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域?qū)λY源的需求也越來越大。再加之近年來環(huán)境污染、生態(tài)破壞對(duì)水資源的影響，使各國的缺水形勢異常嚴(yán)峻，甚至于在一些富水地區(qū)也出現(xiàn)了水質(zhì)性缺水。因此，針對(duì)目前水資源的合理利用及其利用現(xiàn)狀等問題成為當(dāng)前國際研究的熱點(diǎn)，通過研究，使得一個(gè)地區(qū)的水資源可以實(shí)現(xiàn)均衡分布，解決水資源短缺的問題。由英國學(xué)者TonyAllan在20世紀(jì)90年代初提出并發(fā)展的“虛擬水”理論為在全球、區(qū)域以及國家不同尺度上實(shí)現(xiàn)水資源合理分配提供了一種可能。

在國外，用虛擬水來衡量農(nóng)業(yè)安全用水已經(jīng)受到了全球范圍內(nèi)水資源研究學(xué)者的關(guān)注，尤其是在一些與水關(guān)系比較密切的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方面，很多學(xué)者都進(jìn)行了大量的研究。2002年12月，第一次關(guān)于虛擬水的國際會(huì)議在荷蘭代爾夫特舉行，2003年3月在日本召開了第三屆世界水論壇會(huì)議，在會(huì)議中對(duì)虛擬水貿(mào)易進(jìn)行了專題討論，這兩次會(huì)議推動(dòng)了虛擬水在全球范圍內(nèi)研究工作的展開。在國內(nèi)，程國棟院士以西北干旱區(qū)為例，應(yīng)用“虛擬水”理論，計(jì)算了2000年西北各省（區(qū)）虛擬水消費(fèi)量。此后，有的學(xué)者對(duì)虛擬水的理論和實(shí)際意義作了一定的研究，還有部分研究者將虛擬水的理論和計(jì)算方法應(yīng)用到地區(qū)或者城市的實(shí)踐中去。本文在虛擬水理論的基礎(chǔ)上，通過查閱2002-2008年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》，計(jì)算并分析喀什地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量，并提出喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)用水安全的對(duì)策。

1 研究區(qū)域概況

喀什地區(qū)位于祖國西陲、新疆維吾爾自治區(qū)西南部。地處在東經(jīng)71°39′～79°52′，北緯35°28′～40°16′之間”，東臨塔克拉瑪干大沙漠，南依喀喇昆侖山與西藏阿里地區(qū)為鄰，西靠帕米爾高原，東北與阿克蘇地區(qū)柯坪縣、阿瓦提縣相連，西北與克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿圖什市、烏恰縣、阿克陶縣相連，東南與和田地區(qū)皮山縣相連。喀什地區(qū)西、南、北三面環(huán)山，東面朝塔里木盆地開口地勢，由西南向東北傾斜。主要河流為葉爾羌河、提孜那甫河、克孜勒河、蓋孜河、庫山河等五條大河、八條小河。屬溫帶大陸性干旱氣候。因?yàn)榈匦螐?fù)雜，氣候差異大，可分為平原，沙漠荒漠，山地丘陵，帕米爾高原和昆侖山氣候區(qū)。喀什市屬平原氣候區(qū)，四季分明，夏長冬短，氣溫年和日變化大，降水稀少，蒸發(fā)旺盛。

2 研究方法

2.1 農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水含量計(jì)算

虛擬水是指生產(chǎn)商品和服務(wù)過程中所使用的所有水資源水量。農(nóng)作物的需水量是計(jì)算作物虛擬水含量的前提，它是作物在生長發(fā)育期間的累積蒸發(fā)蒸騰水量。在已知生產(chǎn)某一產(chǎn)品過程中所消費(fèi)的虛擬水及該產(chǎn)品產(chǎn)量的條件下，可計(jì)算農(nóng)產(chǎn)品總的虛擬水含量。

影響農(nóng)作物需水量的主要因素主要是各類氣象因素，如降水、氣溫、日照、風(fēng)速、作物類型、土壤條件以及種植時(shí)間等，其數(shù)值為：

式中，ET是某一作物的蒸發(fā)蒸騰水量；ET0是參考作物蒸發(fā)蒸騰水量；K是作物系數(shù)，反映實(shí)際作物與參考作物表面植被覆蓋與空氣動(dòng)力學(xué)阻力以及生理與物理特征的差異。

在計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰水量時(shí)，可根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）推薦并修正的標(biāo)準(zhǔn)彭曼公式計(jì)算。其計(jì)算公式如下：

式中，△是飽和水汽壓與溫度相關(guān)曲線的斜率（kPa/℃）；Rn為作物表面的凈輻射量（MJ/m2）；G為土壤熱流量（MJ/m2.d）；T為平均氣溫（℃）；V2為離地面2m高處的風(fēng)速（m/s）；pa為飽和水氣壓（kPa）；pd為實(shí)際水氣壓（kPa）；γ為干濕度常量（kPa/℃）。

在得到作物的需水量后，就可計(jì)算單位作物所含的虛擬水量，其計(jì)算公式如下：

式中Dn表示n區(qū)域某一種作物的虛擬水含量（m3/t）；Wn為n區(qū)域某一種作物的需水量（m3/ hm2）；Yn為n區(qū)域某一作物的產(chǎn)量（t / hm2）。

2.2 動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量計(jì)算

動(dòng)物產(chǎn)品的虛擬水含量是指某一動(dòng)物從母體分離出來到其生命結(jié)束，這一生命周期內(nèi)該動(dòng)物生存生長所消耗的總水量，比如飼料中所含的虛擬水、飲用水、動(dòng)物飼舍的清潔用水等耗水。

動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量主要依賴于該動(dòng)物的類型、動(dòng)物成長的自然環(huán)境以及動(dòng)物的飼養(yǎng)結(jié)構(gòu)等。計(jì)算不同動(dòng)物產(chǎn)品的虛擬水含量需要將活動(dòng)物的虛擬水含量在動(dòng)物加工產(chǎn)品間進(jìn)行分配。而動(dòng)物加工產(chǎn)品虛擬水含量為活體動(dòng)物的虛擬水量加上加工用水在該動(dòng)物的不同產(chǎn)品中的分配，取決于其原料來源的動(dòng)物類型、動(dòng)物的生長過程中的飼養(yǎng)狀況和生產(chǎn)這種產(chǎn)品的地理位置。

3 喀什地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量的計(jì)算

3.1 農(nóng)產(chǎn)品單位虛擬水含量

要對(duì)虛擬水進(jìn)行量化分析，首先需要知道單位農(nóng)產(chǎn)品中的虛擬水含量。參考已有的研究結(jié)果，結(jié)合喀什地區(qū)的實(shí)際，分析得出喀什地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量的參考系數(shù)，見表1。

從表1可以看出:在農(nóng)產(chǎn)品中，單位質(zhì)量虛擬水含量最大的是棉花，其次是油料、大豆，最低的是蔬菜、水稻；而在動(dòng)物產(chǎn)品中，單位質(zhì)量虛擬水含量最大的是牛肉、羊肉，而豬肉的則比較小。

表1 喀什地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量Table 1 Virtual water contents of the primary farm products in Kashi region

3.2 農(nóng)產(chǎn)品總虛擬水含量的計(jì)算

根據(jù)表1的參考系數(shù)，結(jié)合喀什地區(qū)2002-2008的主要農(nóng)產(chǎn)品和動(dòng)物產(chǎn)品的產(chǎn)量（見表2），可以計(jì)算出喀什地區(qū)2002-2008年這七年主要農(nóng)產(chǎn)品以及動(dòng)物產(chǎn)品生產(chǎn)的總虛擬水總量。虛擬水的計(jì)算主要包括兩部分：一部分農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水含量，另一部分是動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量。計(jì)算中由于計(jì)算的是農(nóng)作物產(chǎn)品中的初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量，也就更能反映農(nóng)作物產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中對(duì)水資源的需求量的多少。計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表2 喀什地區(qū)2002-2008年主要農(nóng)作物產(chǎn)品產(chǎn)量Table 2 Outputs of the primary farm products from 2002 to 2008 Kashi region

表3 喀什地區(qū)2002-2008年主要農(nóng)作物產(chǎn)品總虛擬水含量Table 3 Virtual water contents of the primary farm products from 2002 to 2008 Kashi region

從表3可以看出，喀什地區(qū)每一種農(nóng)產(chǎn)品和動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水的含量以及每一年主要農(nóng)產(chǎn)品的總的虛擬水含量。在農(nóng)產(chǎn)品中，總虛擬水含量最多的是棉花，其次是小麥、鮮瓜果、玉米，最少的是水稻；在動(dòng)物產(chǎn)品中總虛擬水含量最多的是羊肉，其次是牛肉，最少的是豬肉。這說明農(nóng)產(chǎn)品中虛擬水含量的多少一方面是由作物類型決定的，不同作物需要的虛擬水含量是不一樣的；另一方面取決于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，而且農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量對(duì)虛擬水含量的影響是最主要的，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量越多，所需的虛擬水含量就越高。這一結(jié)果為區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供了依據(jù)，同時(shí)也有利于區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的合理用水。

另外，表3數(shù)據(jù)顯示：2002-2008年喀什地區(qū)總的虛擬水含量呈上升趨勢，說明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上面的需水量也在逐年增加。比如2007年喀什地區(qū)水資源總量為93.96×108m3，總供水量為106.92×108m3，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水量為0.74×108m3，占總供水量的0.69%；而2007年喀什地區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品和動(dòng)物產(chǎn)品生產(chǎn)的虛擬水含量為336.28×108m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于喀什地區(qū)水資源的總量，說明喀什地區(qū)可提供的水資源總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，用水非常緊張，尤其是農(nóng)業(yè)用水更為緊張，也說明水分條件是喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要的限制條件之一。又由于降水是水資源總量補(bǔ)給的重要來源之一，而喀什地區(qū)屬于溫帶大陸性干旱氣候，年降雨量很少，會(huì)直接影響到區(qū)域水資源總量的供給情況，進(jìn)而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量自然也會(huì)受到影響，致使農(nóng)業(yè)用水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)處于不安全的狀態(tài)。

4 結(jié)論

由此可見，虛擬水是包含在農(nóng)作物產(chǎn)品中的包含在產(chǎn)品中一種“看不見”的以虛擬的形式體現(xiàn)出來水，并不是真正意義上的水，消費(fèi)者從產(chǎn)品中也看不見水的影子，因此又稱為“嵌入水”或者“外生水”。本文從宏觀上分析了喀什地區(qū)2002-2008年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)用水安全之間的關(guān)系，水資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要決定性因素之一，而農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的需水量大于環(huán)境能提供的水資源總量，形成了水資源的短缺的問題，造成了目前喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)用水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)處于不安全狀態(tài)。針對(duì)喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況及區(qū)域水資源狀況，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保證區(qū)域水資源安全，提出提高農(nóng)業(yè)用水安全的對(duì)策。

4.1 調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理利用水資源

喀什地區(qū)屬于生態(tài)貧水地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水約占全地區(qū)用水總量的80%以上，面對(duì)農(nóng)業(yè)水資源短缺的問題，可以通過種植一些優(yōu)質(zhì)物種，通過管理提高產(chǎn)量，從而降低虛擬水含量，也可以種植一些虛擬水含量較低的農(nóng)作物，以節(jié)約用水，提高農(nóng)業(yè)用水安全。

4.2 改變農(nóng)業(yè)灌溉方式，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)

由于喀什地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，而南疆地區(qū)人均水利建設(shè)資金投入又偏低，農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后導(dǎo)致大量農(nóng)業(yè)用水跑冒滲漏。因此，通過改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉方式，推廣滴灌、噴灌技術(shù)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，以提高水資源的利用效率。

4.3 通過貿(mào)易維持區(qū)域水平衡

根據(jù)表3的分析可知，在喀什地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品中，需水量最多的是棉花，而在動(dòng)物產(chǎn)品中，需水量最多的是羊肉，這與千百年來這里的氣候和人民生活習(xí)慣有關(guān)?？梢酝ㄟ^從富水地區(qū)提供需水量大的產(chǎn)品供給缺水地區(qū)，實(shí)現(xiàn)缺水地區(qū)的水資源節(jié)約，同時(shí)還可以提高區(qū)域水資源的平衡，從而緩解喀什地區(qū)水資源短缺的壓力。

Study of Virtual Water of Agricultural Products in Kashi Region

WEI Lianghuan
(Normal University of Kashi, Kashi 844000)

Virtual water refers to the process of production of goods and services used in the water. In this paper, based on the theory of virtual water, through inspection the relevant data of 2003-2009《Statistical Yearbook of Xinjiang》, calculation and analysis of the Kashi region of the virtual water content of agricultural products. The results showed that water for agricultural production in Kashi region is much larger than the total available water resources, agriculture water and agricultural production in a state of insecurity.

virtual water; agricultural; Kashi region

X171.3

A

1673-288X（2012）03-0078-04

韋良煥, 講師, 研究方向: 環(huán)境污染與治理