張家欣，鄧銘江, ，李鵬，李占斌，黃會(huì)平，時(shí)鵬，馮朝紅

（1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，南京 210098；2.西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710048；3.華北水利水電大學(xué)水資源學(xué)院，鄭州 450046）

一、前言

在我國西北地區(qū)，水資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的命脈，有水就有綠洲，無水皆為荒漠。西北地區(qū)作為我國光熱資源、土地資源的主要儲(chǔ)備地 [1]，對國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)穩(wěn)定、國土安全都具有重大的價(jià)值 [2]。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于西北地區(qū)崛起起著不可替代的作用，然而西北地區(qū)是全國最缺水的區(qū)域，氣候干旱、降雨量少、蒸發(fā)量大，水資源總量僅占全國的5.7%，單位面積水資源量僅為全國平均水平的15%。尤為突出的是，農(nóng)業(yè)用水占到西北地區(qū)用水總量的80%，水資源供需矛盾突出，水土資源配置失衡，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平受到嚴(yán)重制約 [3]。因此，充分緩解水資源所面臨的嚴(yán)峻壓力，可靠承載農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，穩(wěn)定支撐區(qū)域糧食供給安全，是實(shí)現(xiàn)西北地區(qū)健康持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

虛擬水概念在20世紀(jì)末被提出 [4]，為解決水資源短缺問題提供了新的研究視角 [5]，支持研究者重新審視虛擬水視角下的糧食安全、水安全、農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易等課題。經(jīng)過多年發(fā)展，學(xué)術(shù)界將虛擬水與水足跡概念相結(jié)合，認(rèn)為農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)和消費(fèi)過程中對水資源的需求可稱為“農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)（消費(fèi)）水足跡”，而在農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生貿(mào)易時(shí)才稱之為虛擬水 [6]。目前，水足跡依然是相關(guān)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，有關(guān)水足跡和虛擬水的研究集中在時(shí)空差異變化、具體農(nóng)產(chǎn)品的水足跡計(jì)算、與經(jīng)濟(jì)水平的耦合關(guān)系 [7,8]等方面；對于水足跡視角下作物生產(chǎn)、消費(fèi)、貿(mào)易情況以及在當(dāng)前虛擬水流動(dòng)情況下如何破解水土資源配置不均衡等問題，已有研究涉及不多。

當(dāng)前，西北地區(qū)幾乎所有的內(nèi)陸河流都處于過度開發(fā)利用狀態(tài)，糧食、棉花、瓜果等主產(chǎn)區(qū)重心不斷北移，使得區(qū)域內(nèi)為了維持棉花、特色林果等大宗農(nóng)產(chǎn)品流出的虛擬水經(jīng)濟(jì)而消耗了30%~40%的水資源；當(dāng)?shù)氐乃Y源狀況很難支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，西北內(nèi)陸地區(qū)的水安全在中遠(yuǎn)期面臨隱患。針對于此，本文通過剖析大宗農(nóng)作物生產(chǎn)水足跡的組成及時(shí)空演變規(guī)律，評價(jià)虛擬水流動(dòng)對區(qū)域水資源的影響，嘗試提出解決西北地區(qū)水資源安全的新發(fā)展思路，以期為維系以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的“虛擬水經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式”提供改善建議。

二、西北地區(qū)水資源調(diào)控需求分析

（一）水資源緊缺

西北地區(qū)是我國重要的糧食生產(chǎn)后備基地，以占全國10%的水資源量、15%的糧食種植面積生產(chǎn)了全國12%的糧食 [9]，承擔(dān)了我國新增5×1010kg糧食生產(chǎn)能力任務(wù)中的65 %。然而，西北地區(qū)多年平均地表水資源量為1.426×1011m3，地下水資源量為6.996×1010m3，水資源多年平均總量只有1.593×1011m3（扣除重復(fù)量，僅占全國總量的5.7%），是我國最缺水的區(qū)域 [1]。

近幾十年來，我國氣候暖濕化現(xiàn)象明顯，如西北干旱地區(qū)的平均溫度上升速率為0.4 ℃/10 a，降水量增加速度為 10.1 mm/10 a [10]。但從區(qū)域水資源量的角度看，這種暖濕化趨勢所帶來的改善微乎其微：一是西北地區(qū)的降水量普遍為150~250 mm/a，1 mm/a的增長趨勢不會(huì)改變其降雨量特征；二是西北地區(qū)干旱嚴(yán)重，河道和水面蒸發(fā)強(qiáng)烈，潛在蒸散量是降水量的5倍以上，因而西北干旱區(qū)的暖濕化所帶來的水資源增加難以改變該區(qū)域的干旱特征；三是西北地區(qū)的東部降雨量并未呈現(xiàn)出增加趨勢。

（二）開發(fā)利用量大但效率較低

西北地區(qū)水資源開發(fā)利用率高，水資源嚴(yán)重超載，用水安全存在巨大隱患。近年來，全國水資源的開發(fā)利用率為22.6%，而西北地區(qū)達(dá)到59.8%，其中黃河流域?yàn)?2.6%，內(nèi)陸河流域?yàn)?6.3%；尤其是在石羊河流域、黑河流域、塔里木河流域、準(zhǔn)噶爾盆地，內(nèi)流區(qū)水資源開發(fā)利用率分別高達(dá)154%、112%、91%、92%。

與此同時(shí)，西北地區(qū)的用水效率相對較低。受客觀（干旱和半干旱區(qū)）和主觀因素的綜合影響，2018年西北地區(qū)農(nóng)田灌溉定額為476.59 m3/畝（1畝≈ 666.7 m2），是全國平均值的1.31倍；萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）用水量為224.43 m3/萬元，是全國平均值的3.36倍；單位水GDP產(chǎn)出量為44.6元/m3，僅為全國平均值的30%。

（三）用水結(jié)構(gòu)不合理

從供水結(jié)構(gòu)來看，2018年西北地區(qū)總供水量為9.29×1010m3，其中地表水為 7.16×1010m3（占比為77.1%），地下水為 2.016×1010m3（占比為 21.7%），回用污水及利用雨水為 1.133×109m3（占 1.2%）。從用水結(jié)構(gòu)來看，在2018年西北地區(qū)全部用水量中，農(nóng)業(yè)用水為 7.71×1010m3（占比為 83%），工業(yè)用水為 5.117×109m3（占比為 5.5%），生活用水為3.581×109m3（占比為 3.8 %）。這些數(shù)據(jù)表明，西北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水量過大，用水結(jié)構(gòu)不合理。從用水的發(fā)展趨勢來看，近二十年來西北地區(qū)對生態(tài)建設(shè)的重視程度逐年增加，但受限于發(fā)展水平和發(fā)展模式，農(nóng)業(yè)仍然是最主要的產(chǎn)業(yè)。

水資源匱乏、生態(tài)環(huán)境脆弱，有限水資源能否持續(xù)支持以農(nóng)業(yè)為主的發(fā)展模式，仍然是西北地區(qū)發(fā)展面臨的迫切問題。尤為典型的是，西北地區(qū)的大宗農(nóng)產(chǎn)品以虛擬水的形式轉(zhuǎn)移到中部、東部地區(qū)，如新疆維吾爾自治區(qū)生產(chǎn)了全國80%以上的棉花，為全國供應(yīng)了大量優(yōu)質(zhì)果品。這種以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的“虛擬水經(jīng)濟(jì)”如何維系，是西北地區(qū)可持續(xù)發(fā)展面臨的重大抉擇。

三、研究方法及數(shù)據(jù)來源

（一）研究區(qū)概況

從地形地貌、水文氣象、生態(tài)景觀、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的梯度分布及空間分異特征的角度，可用3條大致平行的線對西北地區(qū)進(jìn)行空間格局劃分，即西北“水三線” [1]：“胡煥庸線”“陽關(guān)線”“奇策線”?！昂鸁ㄓ咕€”作為我國人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)景觀、氣象降水分布沿“愛輝-騰沖”一線的天然分界線，是我國的“九成線”?！瓣栮P(guān)線”平行于“胡煥庸線”，向西到敦煌市，是我國干旱區(qū)與半干旱區(qū)的分界線?！捌娌呔€”是新疆維吾爾自治區(qū)人口、經(jīng)濟(jì)、水資源時(shí)空分布的“九成線”，即此線以西的水資源占全疆93%，人口、GDP分別占到全疆的87%、89%。

考慮市級行政邊界區(qū)劃的因素，將西北“水三線”劃分為半干旱草原區(qū)、黃河流域、河西內(nèi)陸河流域、柴達(dá)木盆地、新疆地區(qū)；再根據(jù)天山、“奇策線”，將新疆地區(qū)劃分為“奇策線”東北、“奇策線”東南、“奇策線”西北、“奇策線”西南等區(qū)域。

（二）研究方法

作物生產(chǎn)水足跡（W，m3/kg）指單位質(zhì)量的作物在生產(chǎn)過程中消耗的廣義水資源量，包括綠水足跡（土壤水，Wgreen）、藍(lán)水足跡（灌溉水，Wblue） [11,12]。按照《水足跡評價(jià)手冊》 [13]，水足跡計(jì)算方法如下：

式（1）~（4）中，Y為作物單產(chǎn)量（kg/hm2），常量因子10是將水的深度（mm）轉(zhuǎn)化為單位陸地面積水量（m3/hm2）的轉(zhuǎn)化系數(shù)，Egreen、Eblue分別為作物蒸發(fā)蒸騰量中有效降水部分、灌溉水部分（mm），Kc為作物系數(shù)，Peff為作物生育期所利用的有效降水量（mm），E0為作物潛在蒸散量（由彭曼公式計(jì)算，mm/d）。

作物消費(fèi)水足跡（WFcon）指區(qū)域內(nèi)居民通過消費(fèi)來占據(jù)消費(fèi)品中所包含的水資源量，計(jì)算公式為：

式（5）、（6）中，Wcon為研究區(qū)農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)水足跡總量（m3），i代表消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品類型，Pi為該類型農(nóng)產(chǎn)品的年消費(fèi)總量；Pcity、Pcountry分別為對應(yīng)年份下該類型農(nóng)產(chǎn)品的城市、鄉(xiāng)村人均消費(fèi)量，Ncity、Ncountry分別為對應(yīng)年份下城市、鄉(xiāng)村常住人口數(shù)。

基于區(qū)域農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)-消費(fèi)模式下的虛擬水流動(dòng)過程，即可比較區(qū)域內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)水足跡總量與消費(fèi)水足跡總量的大小關(guān)系 [14]。在分析區(qū)域的虛擬水流動(dòng)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)假設(shè)：消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)先來自于本地區(qū)，提供消費(fèi)后的剩余農(nóng)產(chǎn)品全部出口到區(qū)域外。相應(yīng)計(jì)算公式如下：

式（7）中，Wflow為虛擬水流動(dòng)量；若W＞W(wǎng)con，即區(qū)域的虛擬水輸出到其他地區(qū)（國家），差值為輸出量；若W＜Wcon，即區(qū)域虛擬水需要從其他地區(qū)（國家）輸入，差值為輸入量。

采用水資源壓力指數(shù)β[15]來反映區(qū)域生產(chǎn)水足跡對區(qū)域可利用水資源的占用情況，計(jì)算公式為：

式（8）中，G為區(qū)域可利用水資源量。

（三）數(shù)據(jù)來源

2000—2018年，西北“水三線”逐日氣象觀測數(shù)據(jù)（最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、降水量、風(fēng)速、水汽壓、日照時(shí)數(shù)等氣象因子以及各站點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔高程）來源于中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http://data.cma.cn/）；作物產(chǎn)量、播種面積、消費(fèi)量、人口等數(shù)據(jù)來源于相關(guān)省份的統(tǒng)計(jì)年鑒和經(jīng)濟(jì)年鑒；可利用水資源量來源于相關(guān)省份的水資源公報(bào)。

四、西北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及貿(mào)易用水趨勢分析

（一）作物生產(chǎn)水足跡

2000—2018年，西北“水三線”作物生產(chǎn)水足跡呈現(xiàn)先增后減的趨勢：從2000年的1.243×1011m3增加至 2015 年的 1.7×1011m3，隨后因 2015—2018 年作物種植面積下降至 1.401×106hm2而導(dǎo)致作物生產(chǎn)水足跡呈現(xiàn)持續(xù)性的下降趨勢，2018年降至1.601×1011m3。 從 用 水 結(jié) 構(gòu) 來 看， 作 物 生 產(chǎn) 藍(lán)水、綠水足跡的占比分別保持在67.2%~72%、28.0%~32.8%（見表1），這與西北“水三線”降雨量較少而需要更多的灌溉水來補(bǔ)給有關(guān)。

表1 西北“水三線”作物生產(chǎn)水足跡及藍(lán)水、綠水占比情況（2000—2018年）

2000—2018年，西北“水三線”具體分區(qū)作物的水足跡時(shí)空變化差異性顯著（見圖1）。從時(shí)間分布來看，“奇策線”西南部、“奇策線”西北部、黃河流域變化劇烈，以2015年為分界點(diǎn)，作物水足跡呈現(xiàn)出先增加后下降的趨勢；半干旱草原區(qū)、河西內(nèi)陸河流域的總生產(chǎn)水足跡近二十年來一直呈增加趨勢，年增長率分別為23.2%、27.8%；“奇策線”的東北部、東南部作物水足跡變化量相對較少，2000—2018 年分別增加了 9.4×108m3、34.5×109m3；柴達(dá)木盆地的作物水足跡與其他各區(qū)差距懸殊，常年維持在 6×108~8.9×108m3。

圖1 西北“水三線”具體分區(qū)作物生產(chǎn)水足跡變化趨勢（2000—2018年）

從空間分布來看，黃河流域作物生產(chǎn)水足跡最大（6.319×1010m3），“奇策線”西北部次之，兩區(qū)作物合計(jì)占比超過60%，表明農(nóng)業(yè)耗水量較高；作物水足跡在 1×1010~3×1010m3的有半干旱草原區(qū)、“奇策線”西南部；其余4個(gè)區(qū)在1×1010m3以下。其中，柴達(dá)木盆地占比最?。▋H占整體的0.4%~0.6%），這與西北“水三線”作物生長格局密切相關(guān)：柴達(dá)木盆地多年平均作物產(chǎn)量僅有2.7×105t，多年平均作物種植面積僅有7.42×104hm2，僅占西北“水三線”所有作物種植面積的0.5%。

2000—2018年，西北“水三線”地區(qū)作物生產(chǎn)水足跡占比演變情況如圖2所示，具體作物多年平均生產(chǎn)水足跡占比排序?yàn)椋杭Z食＞水果＞棉花＞油料＞蔬菜＞牧草。其中，糧食生產(chǎn)水足跡占比逐年下降（由2000年的67.4%下降至2018年的54.3%），水果、棉花生產(chǎn)水足跡占比明顯上升（分別由2000年的9.1%、7.4%上升到2018年的15%、13.8%）。這與作物種植面積、種植結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)， 2000—2018年糧食種植面積下降了13.1%，棉花、水果種植面積分別上升了7.1%、5.8%。

圖2 西北“水三線”作物生產(chǎn)水足跡占比演變情況（2000—2018年）

2018年，西北“水三線”地區(qū)具體分區(qū)作物生產(chǎn)水足跡結(jié)構(gòu)特征如圖3所示?！捌娌呔€”東北部的水果生產(chǎn)水足跡占比最大（為55.9%），“奇策線”東南部的作物生產(chǎn)水足跡以棉花為主（占比為45.6%），河西內(nèi)陸河流域、柴達(dá)木盆地、半干旱草原區(qū)、黃河流域的生產(chǎn)水足跡以糧食為主（占比分別為68.2%、64.6%、69.9%、65.4%），“奇策線”西北部、西南部的生產(chǎn)水足跡分別以糧食、棉花為主。

圖3 西北“水三線”具體分區(qū)具體作物生產(chǎn)水足跡結(jié)構(gòu)特征（2018年）

（二）作物虛擬水流動(dòng)量

西北“水三線”地區(qū)是虛擬水出口區(qū)，輸出量由 2000年的 8.55×109m3持續(xù)增加到 2018年的2.178×1010m3。半干旱草原區(qū)、河西內(nèi)陸河流域、“奇策線”西南部、“奇策線”西北部、“奇策線”東南部、“奇策線”東北部是主要的流出區(qū)，其中“奇策線”西北部虛擬水輸出量最大并保持輸出量增加態(tài)勢（由2000 年的 9.87×109m3增加到 2018 年的 1.528×1010m3），占“奇策線”輸出總量的49.7%~83.5%。黃河流域是主要的流入?yún)^(qū)，流入量由2000年的7.96×198m3增加到 2018年的1.144×1010m3。在生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響下，柴達(dá)木盆地農(nóng)業(yè)虛擬水流動(dòng)情況發(fā)生了明顯變化，自2005年起由流出區(qū)轉(zhuǎn)變成流入?yún)^(qū)（見表2）。虛擬水流出逐漸成為影響西北“水三線”水資源短缺問題的重要原因，將會(huì)對當(dāng)?shù)厮踩珮?gòu)成直接威脅。

表2 西北“水三線”作物虛擬水流動(dòng)量演變趨勢（2000—2018年）

西北“水三線”虛擬水出口量逐年增長，棉花、水果是主要構(gòu)成；這兩種作物多年平均產(chǎn)量占西北“水三線”作物總產(chǎn)量的23.5%，相應(yīng)出口量分別從 2000 年的 7.59×109m3、6.68×109m3上升至2018 年的 2.026×1010m3、1.186×1010m3。虛擬水進(jìn)口主要由糧食引起，這是因?yàn)樾枰揽窟M(jìn)口來滿足區(qū)域內(nèi)居民糧食消費(fèi)需求；區(qū)域糧食生產(chǎn)水足跡無法滿足區(qū)域消耗量，如2018年糧食虛擬水流入量為 1.481×1010m3（見圖4）。

圖4 西北“水三線”具體作物虛擬水流動(dòng)量演變趨勢圖（2000—2018年）

由表3可見，2018年，糧食虛擬水流入?yún)^(qū)集中在黃河流域、“奇策線”西南部；棉花虛擬水流出區(qū)主要是“奇策線”西北部、“奇策線”西南部、“奇策線”東北部、“奇策線”東南部；水果虛擬水流出區(qū)以“奇策線”西北部、“奇策線”西南部、“奇策線”東北部、“奇策線”東南部、黃河流域?yàn)橹?。考慮西北“水三線”水資源短缺的大背景，對實(shí)體水的過度開發(fā)利用使得區(qū)域水安全面臨隱患。

表3 西北“水三線”各分區(qū)的作物虛擬水流動(dòng)量（2018年） （單位：×108 m3）

（三）區(qū)域水資源壓力評價(jià)

2000—2018年，西北“水三線”具體分區(qū)水資源壓力指數(shù)分布見圖5，其中黃河流域、半干旱草原區(qū)、“奇策線”西北部、河西內(nèi)陸河流域的水資源壓力指數(shù)都高于1，說明這些地區(qū)作物生產(chǎn)水足跡大于可用水資源量，區(qū)域水資源承壓較大而處于超載狀態(tài)。柴達(dá)木盆地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量占該區(qū)可利用水資源量的比重最小，水資源壓力數(shù)僅為0.1，這與區(qū)域生產(chǎn)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

圖5 西北“水三線”多年平均水資源壓力指數(shù)空間分布情況（2000—2018年）

對2000—2018年西北“水三線”生產(chǎn)-消費(fèi)-貿(mào)易格局進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)叵M(fèi)量占比由2000年的93.1%降至2018年的86.4%；隨著產(chǎn)品調(diào)運(yùn)量的增加，虛擬水輸出量整體呈增加趨勢（見圖6）。這表明，西北“水三線”農(nóng)作物的種植規(guī)模與產(chǎn)出，并非僅為滿足流域自身范圍內(nèi)的消費(fèi)需求，更多的是期望通過貿(mào)易來滿足外地需求進(jìn)而獲取更大收益。然而，這種以農(nóng)業(yè)為主體的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式導(dǎo)致的大量虛擬水消耗和輸出，需要更多的實(shí)體灌溉水支持，使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用水量在不斷增長。

圖6 西北“水三線”作物虛擬水生產(chǎn)/消費(fèi)量演變趨勢圖（2000—2018年）

根據(jù)作物虛擬水流動(dòng)情況，進(jìn)一步研究西北“水三線”水果、棉花的生產(chǎn)-消費(fèi)-貿(mào)易格局。2000—2018年，西北“水三線”水果、棉花的虛擬水輸出量分別占作物生產(chǎn)水足跡的21.5%~59.1%、82.9%~91.6%（見圖7）。水資源內(nèi)嵌于水果、棉花中，從經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西北“水三線”向經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的東部輸出，由缺水的北方向豐水的南方輸出，這一趨勢加劇了西北地區(qū)本就匱乏的水資源壓力。

圖7 西北“水三線”水果和棉花虛擬水輸出量及當(dāng)?shù)叵M(fèi)量（2000—2018年）

五、研究結(jié)論與調(diào)控對策

（一）研究結(jié)論

2000—2018年，西北“水三線”作物生產(chǎn)水足跡呈現(xiàn)波動(dòng)增長趨勢。糧食作物是主要農(nóng)作物生產(chǎn)水足跡最大的作物，其次是水果、棉花。西北地區(qū)內(nèi)的作物生產(chǎn)水足跡時(shí)空分布不均且差異較大，其中黃河流域的作物生產(chǎn)水足跡遠(yuǎn)大于其他區(qū)域。

西北“水三線”作物虛擬水流動(dòng)量日益增加，虛擬水輸出量由 2000 年的 8.55×109m3上升至 2018 年的2.178×1010m3。水果、棉花的出口使得西北“水三線”整體表現(xiàn)為虛擬水流出區(qū)，其中黃河流域?yàn)橹饕奶摂M水流入?yún)^(qū)，“奇策線”西北部為主要的虛擬水流出區(qū)。

2000—2018年，西北“水三線”分別約21.5%~59.1%、82.9%~91.6%的水果、棉花生產(chǎn)水足跡用于貿(mào)易，以此獲取更大收益。當(dāng)?shù)厮Y源系統(tǒng)超載嚴(yán)重，不足以支持區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求?？梢钥紤]外水調(diào)入來緩解該區(qū)域的水資源短缺問題，提升水安全保障能力。

（二）調(diào)控對策

綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源存量狀況，應(yīng)采取優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、調(diào)整貿(mào)易結(jié)構(gòu)、實(shí)施實(shí)體水-虛擬水調(diào)控等措施，以此緩解西北地區(qū)水土資源空間錯(cuò)位壓力，進(jìn)而通過可持續(xù)發(fā)展以更好保障水資源安全。

1.優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，挖掘農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力

在保障區(qū)域糧食安全、守住口糧自給率的前提下，西北地區(qū)可考慮調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)，減少高耗水作物面積，科學(xué)規(guī)劃農(nóng)作物種植空間，提高種植布局契合度。積極發(fā)展風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等開發(fā)項(xiàng)目，因地制宜加大新能源項(xiàng)目反哺農(nóng)業(yè)的力度，為減少水資源使用、緩解水安全壓力提供間接條件。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)力度，推進(jìn)農(nóng)藥、化肥減量化行動(dòng)，減少農(nóng)業(yè)灰水排放，為提高農(nóng)業(yè)水資源的循環(huán)利用效率創(chuàng)造條件。

2.調(diào)整貿(mào)易結(jié)構(gòu)，促進(jìn)虛擬水經(jīng)濟(jì)與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展

西北“水三線”作為新亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)走廊、中國-中亞-西亞經(jīng)濟(jì)走廊的必經(jīng)之地，在服務(wù)“一帶一路”倡議、新一輪西部大開發(fā)等方面具有重大價(jià)值。中亞五國均是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)國家，以畜牧業(yè)和種植業(yè)（糧食、油料、棉花）為主，尤其是在棉花育種及種植、棉花生理生化、灌溉制度等方面技術(shù)水平較高 [16]。我國具有農(nóng)業(yè)技術(shù)與管理優(yōu)勢以及相對的資金優(yōu)勢，同時(shí)西北地區(qū)的哈密瓜、葡萄、紅花、西紅柿等經(jīng)濟(jì)作物世界馳名。因此可充分利用這一地緣優(yōu)勢，發(fā)揮中國-中亞的農(nóng)業(yè)互補(bǔ)性、互利性，優(yōu)先從產(chǎn)品貿(mào)易的角度出發(fā)著手解決西北“水三線”水資源短缺問題。例如，在保障當(dāng)?shù)丶Z食自給能力的前提下，可適度增加當(dāng)?shù)丶Z食進(jìn)口量，加大水資源密集型產(chǎn)品的進(jìn)口量，緩解當(dāng)?shù)厮Y源短缺的矛盾；加強(qiáng)與中亞國家之間的技術(shù)合作交流，克服水資源和種植技術(shù)對提高單產(chǎn)的限制，促進(jìn)品種改良與節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用。

3.實(shí)施實(shí)體水-虛擬水循環(huán)調(diào)控措施，緩解水土資源空間錯(cuò)位壓力

水資源對保障西北地區(qū)棉花、瓜果生產(chǎn)甚至是全國的紡織業(yè)、瓜果業(yè)、肉蛋奶業(yè)的穩(wěn)定等都起著決定性作用。西北“水三線”以棉花、瓜果、蔬菜、油料形式輸出了大量的虛擬水，農(nóng)產(chǎn)品外調(diào)造成的虛擬水間接輸出，給西北地區(qū)當(dāng)?shù)氐目衫盟Y源造成了直接壓力。如果不能解決農(nóng)作物種植過程中的水源問題，那么通過開發(fā)西北地區(qū)土地來實(shí)現(xiàn)全國耕地占補(bǔ)平衡、保障糧食安全的設(shè)想也將難以落實(shí) [17]。目前，西北內(nèi)陸地區(qū)調(diào)水工程的水源均來源于內(nèi)部，沒有外部水源調(diào)入；從維持區(qū)域水量平衡的角度看，虛擬水的持續(xù)流出進(jìn)一步加劇了西北內(nèi)陸干旱區(qū)的水資源壓力；在沒有外部水資源補(bǔ)充的情況下，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展受阻、生態(tài)危機(jī)加劇是大概率事件。建議從水量平衡的角度對虛擬水流出的西北地區(qū)以實(shí)體水的形式給予補(bǔ)償，推動(dòng)國家大水網(wǎng)建設(shè)，通過跨流域調(diào)水保障西北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)西北地區(qū)實(shí)體水-虛擬水平衡的可持續(xù)性發(fā)展。