賽衣旦·艾力

(新疆水利水電科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 新疆水資源現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)社會(huì)加速發(fā)展的同時(shí)，各行業(yè)對(duì)有限水資源的需求也是越來越大，最突出的用水矛盾是農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)、人飲用水等方面[1]。即使約占全國(guó)水資源總量3%新疆，現(xiàn)今也存在亟待解決的用水矛盾。根據(jù)《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃》成果，新疆多年平均降水總量2 544億 m3，多年平均年自產(chǎn)水資源量832億 m3。新疆地處亞歐大陸腹地，有大量出境水資源和生態(tài)用水，由于氣候干旱少雨且蒸發(fā)較快，水資源十分有限，目前，新疆正處在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，也是生態(tài)文明建設(shè)的重要時(shí)期，社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源需求仍然迫切，從現(xiàn)狀用水總量角度來看新疆實(shí)現(xiàn)2030年用水總量控制目標(biāo)難度較大，落實(shí)用水總量控制目標(biāo)的關(guān)鍵是將灌溉面積控制在合理的范圍內(nèi)，但在新疆部分地區(qū)存在農(nóng)業(yè)高效節(jié)水難度大，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，用水結(jié)構(gòu)調(diào)整困難等問題。因此，客觀評(píng)價(jià)新疆水資源承載力，對(duì)于合理開發(fā)水資源及促進(jìn)新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[2-3]。

2 研究方法

本文所選取的數(shù)據(jù)來自《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》和《新疆水資源公報(bào)》中2002-2016年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在參考其他專家學(xué)者對(duì)水資源承載力研究的基礎(chǔ)上[4-5]，主要選取2002-2016年間的10個(gè)指標(biāo)因子對(duì)新疆水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，選取的10個(gè)指標(biāo)因子為：X1為常住人口(104人)、X2為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(108元)、X3為固定資產(chǎn)投資(108元)、X4為用水量(108m3)、X5為降水量(mm)、X6為水資源總量(108m3)、X7為人均用水量(m3/人)、X8為萬元GDP用水量(m3/104元)、X9為農(nóng)田畝均用水量(m3/畝)、X10為耗水總量(108m3)。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化矩陣見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)化矩陣

3 水資源承載力計(jì)算

3.1 數(shù)據(jù)共同度分析

選取10個(gè)影響新疆水資源承載力的指標(biāo)因子，運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)主成分分析，公因子方差見表2。由表2可知，初始共同度均為1.000，提取主成分后的共同度均較高，其中有8個(gè)變量的公因子方差超過了0.900。因此，提取的公因子均能較好的反映原始變量所包含的信息，適合用主成分分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 公因子方差

3.2 主成分的確定

利用SPSS對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，變化驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)系數(shù)矩陣見表3，主成分特征值和方差貢獻(xiàn)率見表4，旋轉(zhuǎn)主成分荷載矩陣見表5。

由表3可知，X1與X2、X3、X4及X10的相關(guān)性大于0.8，X2與X3、X4及X10的相關(guān)性大于0.8，X3與X4、X5的相關(guān)性大于0.8，X4與X10的相關(guān)性大于0.9，X8與X9的相關(guān)性大于0.8，表明各變量之間存在較大的相關(guān)性，符合主成分分析的必要條件。

表3 新疆各地州水資源承載力變化驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)系數(shù)矩陣

由表4可知，主成分1和主成分2的累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%，這兩個(gè)主成分對(duì)水資源承載力的綜合信息能力很強(qiáng)。前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為93.458%，具有較強(qiáng)的信息綜合能力，能夠全面的反映新疆各地州水資源承載力變化的驅(qū)動(dòng)因子。

表4 主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率

由表5可知，主成分1與人口X1、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值X2、固定資產(chǎn)投資X3、用水量X4及總耗水量X10呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與萬元GDP用水量X8、農(nóng)田畝均用水量X9存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；主成分2與降水量X5、水資源總量X6呈顯著正相關(guān)關(guān)系；主成分3與人均用水量X7存在較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。

表5 旋轉(zhuǎn)主成分荷載矩陣

第一主成分占61.437%的貢獻(xiàn)率，是人口及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源造成的壓力，人口、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資、用水量及耗水量屬于主要控制因子，對(duì)水資源承載力的影響較為明顯。從2002-2016年，全疆人口從1 905.19萬人增加到2 398.08萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率從33.8%增長(zhǎng)到48.35% 隨著人口增加、城市化發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)水資源需求逐漸增大，各行業(yè)用水量和耗水量逐漸加大，對(duì)水資源承載力造成巨大壓力。因此，充分挖掘水資源開發(fā)利用率及加大節(jié)水措施是很有必要的。

第二主成分占20.492%的貢獻(xiàn)率，反映降水量及水資源量情況，是水資源稟賦因子。2002-2016年期間，新疆水資源量的變化趨勢(shì)基本與降水量的變化趨勢(shì)相同2002、2005、2010年和2016年降水偏多，同年水資源量也有明顯的增多，2007、2008、2009年和2014年降水量偏少，導(dǎo)致水資源量也相應(yīng)的減少。

第三主成分為人均用水量情況，受第一主成分的影響，人口和用水量的耦合性反過來也影響水資源的承載力，隨著新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人民生活水平有了顯著提高，日常用水、公共服務(wù)、城市綠化等方面的用水量不斷加劇水資源的承載力。

3.3 主成分得分及綜合得分

根據(jù)各個(gè)主成分在整個(gè)主成分中的貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，計(jì)算出新疆2002-2016年水資源承載力的綜合得分，結(jié)果見表6及圖1。

圖1 主成分綜合得分趨勢(shì)圖

表6 新疆水資源承載力綜合評(píng)價(jià)值

從表6及圖1可以看出，新疆水資源承載力呈現(xiàn)以下特征：

(1)2002-2007年，新疆水資源承載力隨時(shí)間變化呈顯著增加趨勢(shì)，2008-2016年呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，第一主成分的變化趨勢(shì)和綜合得分趨勢(shì)一致，而第二、第三主成分波動(dòng)較大。在2002-2009年的主成分得分為負(fù)值表明這8年水資源承載力處于平均值以下，而2010-2016的主成分得分為正值表明水資源承載力在這7年處于平均水平之上。

(2)第一主成分呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，說明人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源承載力具有較大影響。第二主成分呈減少-增加-減少-增加趨勢(shì)，說明降水量豐沛程度對(duì)水資源承載力也具有一定程度影響。新疆人均用水量呈減少-增加-減少趨勢(shì)的影響，第三主成分呈增加-減少-增加-減少趨勢(shì)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，節(jié)水意識(shí)提高，多種節(jié)水措施下，人類活動(dòng)對(duì)水資源的需求不斷合理化，緩解了水資源承載力的壓力。

4 用水效率分析

目前新疆各行業(yè)整體用水效率不高，工農(nóng)業(yè)用水定額均高于全國(guó)平均水平。2002-2016年萬元GDP用水量、人均用水量及農(nóng)業(yè)灌溉畝均用水量變化趨勢(shì)見圖2。

由圖2可以看出，2002-2016年，新疆萬元GDP用水量呈顯著下降趨勢(shì)，由2 969 m3下降到562 m3；人均用水量隨時(shí)間變化呈波動(dòng)變化，平均值為2 466 m3；農(nóng)業(yè)畝均用水量在2008年以前呈顯著性下降趨勢(shì)，2008年以后呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，下降幅度不明顯，值由821 m3下降到593 m3。相比較2002年，2016年新疆工農(nóng)業(yè)用水效率提升較為明顯，但與其他省份相比，新疆用水效率還有很大提升空間。

圖2 行業(yè)用水效率變化趨勢(shì)圖

5 結(jié)語

針對(duì)新疆水資源承載力和用水效率評(píng)價(jià)分析，得到以下結(jié)論：

(1)2002-2016年新疆水資源承載力水平呈上升趨勢(shì)，水資源承載力因子是人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素、水資源稟賦因子、人口用水水平因子，人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素貢獻(xiàn)率為61.44%，對(duì)水資源承載綜合得分影響最大。水資源稟賦因子貢獻(xiàn)率為20.49%，說明水資源承載力受降水和水資源量自然條件的限制。人口用水水平是受第一主成分的影響，人口和用水量的耦合性反過來也影響水資源的承載力，人類活動(dòng)對(duì)水資源的需求不斷合理化、節(jié)約化，緩解了水資源承載力的壓力。

(2)2002-2016年，新疆萬元GDP用水量、農(nóng)業(yè)畝均用水量呈顯著下降趨勢(shì)，用水效率提升較為明顯，但仍然高于全國(guó)平均水平，新疆用水效率具有較大提升空間。

在城市化迅速發(fā)展的背景下，有限的水資源與增長(zhǎng)的人口及社會(huì)經(jīng)濟(jì)矛盾日益突出，建立“節(jié)水型”城市、制定節(jié)水制度、提高節(jié)水意識(shí)能有效緩解水資源承載力的壓力。新疆為農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)用水占比較高，占總用水量的90%以上。因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水的潛力在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各行業(yè)中是最具潛力的，可采取發(fā)展高效節(jié)水灌溉、調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、推動(dòng)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革和加快水權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)等措施加大農(nóng)業(yè)節(jié)水力度。