河西地区水资源可持续利用研究

摘要：河西地区是甘肃省的关键农业生产区之一，随着人口增长、经济发展和气候变化，当地面临巨大的水资源压力。以水资源生态足迹法为手段，深入剖析河西地区水资源可持续利用现状。数据分析发现，2013—2022年，河西地区水资源可持续利用取得显著成果，农业用水效率和水资源利用效率明显提高。但是，水资源生态承载力不足，水资源供需关系不平衡，水资源压力指数波动大，仍面临较大的挑战。

关键词：水资源生态足迹；水资源生态承载力；水资源压力指数；水资源集约利用强度；河西地区

中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：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

水资源作为维系人类生存和社会发展的基石，在全球范围内备受关注。河西地区位于我国西北部，是甘肃省的重要农业生产区之一，独特的地理位置和气候条件使其对水资源的依赖程度极高。近年来，随着人口增长、经济发展和气候变化，河西地区面临日益加剧的水资源压力，如何实现水资源的科学管理和可持续利用成为急待解决的问题。

水资源生态足迹是基于生态足迹概念发展而来的非货币度量方法[1]，是一种综合评估水资源利用状况的方法，可以全面、定量地分析地区水资源。水资源生态承载力是指可以支撑区域资源、环境和经济发展需要的水资源能力[2]，通过水资源生态足迹和水资源生态承载力，人们能够深入了解水资源的供需状况、利用结构及其在地区可持续发展中的角色。因此，选择河西地区为研究区，通过水资源生态足迹法深入剖析该地区的水资源可持续利用现状，为未来的水资源管理提供科学依据。

1 研究区概况

河西地区位于黄河以西的内陆干旱区，属于典型的温带大陆性气候区，南部、北部均为山地，中部为走廊平原，降水小，蒸发强烈，生态环境脆弱，水资源匮乏是制约当地经济社会发展、导致生态环境恶化的重要原因[3]。河西地区是国家“三区四带”和甘肃省“四屏一廊”极其重要的组成部分[4]，主要包括武威市、金昌市、张掖市、酒泉市及嘉峪关市，涉及疏勒河、黑河和石羊河3个内陆河流域[5]。

2 数据与方法

2.1 数据来源

研究区为包括酒泉市、嘉峪关市、张掖市、金昌市和武威市的河西地区，所有数据信息以地级行政区为单位收集和整理。采用的数据来源于2013—2022年《甘肃发展年鉴》和《甘肃省水资源公报》。

2.2 研究方法

2.2.1 水资源生态足迹与水资源承载力

采用生态足迹理论方法[6]，分别通过式（1）和式（2）计算水资源生态足迹和生态承载力。

（1）

（2）

式中：F为水资源生态足迹，hm2；N为人口数量，人；f为人均生态足迹，hm2/人；Fi为第i个部门水资源生态足迹，hm2；i为用水部门编号，取值为1、2、3和4，分别表示农业、工业、生活和生态；γ为水资源全球均衡因子，取5.19（无量纲）[6]；Ui为第i个部门用水量，m3；W为全球水资源平均生产能力，取值为3 140 m3/hm2[6]；C为水资源承载力，hm2；c为人均水资源承载力，hm2/人；θ为水资源产量因子，是区域水资源平均生产能力与全球水资源平均生产能力的比值，取值为0.09（2013—2022年，河西地区水资源平均生产能力为291 m3/hm2）；Q为水资源总量，m3。

2.2.2 水资源可持续利用评价指标

选取水资源生态盈亏[7]、水资源生态压力指数[8]和水资源集约利用强度[9]等指标，从不同的角度对河西地区水资源可持续利用进行综合评价。水资源生态盈亏采用式（3）进行计算，水资源生态压力指数采用式（4）进行计算，水资源集约利用强度采用式（5）进行计算。

D=C-F（3）

（4）

（5）

式中：D为水资源生态盈亏，hm2，正值和负值分别代表水资源生态盈余、亏损，数值绝对值越大，表明水资源生态盈余或亏损越大；P为水资源生态压力指数，表征水资源承受压力大小；I为水资源集约利用强度，hm2/万元，用来衡量区域水资源利用效率，数值越小表示用水效率越高；G为地区生产总值，万元。

3 数据结果与分析

3.1 水资源生态足迹分析

2013—2022年，河西地区水资源生态足迹略有下降，降幅为4.53%，如图1（a）所示。农业用水足迹占比最大，超过81%。值得注意的是，农业用水足迹呈现逐年下降的趋势，反映农业用水效率的提高。相比之下，工业用水足迹略有下降，而生活用水足迹略有上升。农业水足迹下降得益于管理和灌溉技术改进，促进水资源可持续利用。如图1（b）所示，河西地区5个地级市的水资源生态足迹中，酒泉市的总水足迹最大，嘉峪关市最小。其中，酒泉市、张掖市、武威市和金昌市的水足迹主要受农业用水支配，尤其是张掖市的农业用水足迹占比高达95.22%，武威市也达到86.07%，这与当地农业结构、灌溉方式和水资源管理等有关。这一情况预示这5个城市在农业水资源管理方面面临巨大的压力，需要深入研究并制定可持续发展策略。

3.2 水资源可持续利用分析

2013—2022年，河西地区的人均水资源生态足迹约为2.12 hm2/人，而人均水资源承载力仅为0.15 hm2/人，如图1（c）所示。这表明河西地区水资源供需极不平衡，人均水资源承载力显著不足。如图1（d）所示，水资源压力指数持续维持在11以上，表明河西地区长期面临严重的水资源供需不平衡压力。与此同时，水资源集约利用强度逐年下降，由2013年的0.79 hm2/万元降至2022年的0.40 hm2/万元，降低比例为48.81%。这反映单位经济产值所需的水资源逐年减少，水资源利用更加高效。

如图2所示，河西地区5个地级市普遍面临巨大的水资源压力，尤以嘉峪关市最为显著，2022年水资源压力指数高达631，金昌市次之，张掖市相对最低。2013—2018年，5个城市的水资源压力呈下降趋势，其中金昌市降幅达61.52%。然而，2018—2022年，水资源压力指数呈回升态势，嘉峪关市升幅达91.15%。

这一动态变化或许受气候波动、人口增长、产业发展及水资源管理策略调整等因素影响。

2013—2022年，河西地区5个地级市的水资源集约利用强度持续下降，如图3所示。嘉峪关市集约利用强度最低，其次为金昌市，而张掖市则表现最出色。具体而言，金昌市降幅最大，从2013年的0.31 hm2/万元降至0.14 hm2/万元，降幅达54.33%；张掖市从2013年的0.79 hm2/万元降至0.40 hm2/万元，降幅为48.81%。

这表明河西地区通过工业结构调整、节水农业推广、技术创新和水资源管理政策等手段显著提升水资源利用率，为未来可持续发展奠定坚实基础。

4 结论

2013—2022年，河西地区通过工业结构调整、节水农业推广、技术创新和水资源管理政策等手段，成功提升水资源利用率。水资源生态足迹略有下降，尤其是农业用水效率显著提高，农业用水足迹逐年减少。水资源集约利用强度显著下降，水资源利用更加高效。值得注意的是，水资源生态承载力不足，水资源供需关系严重不平衡。水资源压力指数波动较大，部分地级市的水资源压力上升，未来还需要加强对水资源的可持续供给，调整产业结构，优化水资源利用方式。总体而言，河西地区在水资源管理上取得一定成就，未来仍需要深化改革，加强综合治理，以实现更加科学、可持续的水资源管理，以满足不断增长的需求。这对于地区自身和甘肃省水资源管理都具有重要意义。

参考文献

1 欧阳兴涛，廖浩宇，姜秋香，等.基于改进水资源生态足迹模型的中国水资源可持续利用仿真及调控[J].环境科学，2023（3）：1368-1377.

2 刘文铮.区域水资源生态承载力耦合模型研究[J].海河水利，2022（3）：98-101.

3 马亚丽，牛最荣，孙栋元.河西走廊潜在蒸散发时空格局变化与气象因素的关系[J].干旱区地理，2024（2）：192-202.

4 薛 健，李宗省，陈雪娇，等.2000—2020年河西地区生态系统服务功能时空变化与影响因素分析[J].环境生态学，2023（7）：1-12.

5 景宝国.河西走廊防护林建设与对策分析[J].甘肃林业，2021（5）：29-30.

6 黄林楠，张伟新，姜翠玲，等.水资源生态足迹计算方法[J].生态学报，2008（3）：1279-1286.

7 黄丽想，王健泉，邸齐梦，等.基于生态足迹和SD模型的山东省水资源可持续利用评价[J].人民珠江，2024（1）：1-12.

8 刘雅婷，杨 岚，李东鹏，等.基于水足迹理论的沿淮河省份水资源利用的时空变化评价与研究[J].环境科学与管理，2023（8）：39-44.

9 李 平，秦瑞杰，王玲玲，等.基于生态足迹理论的兰州市水资源利用评价[J].农业科技与信息，2022（22）：55-58.