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水是生命之源,是人类社会赖以生存发展的基础,是经济可持续发展的保障。随着社会发展和人口增加,人们对水资源的开发利用强度越来越大,水资源稀缺已经成为我国21世纪可持续发展面临的主要问题之一,对西北干旱地区而言尤其如此。如何合理利用有限的水资源是急需解决的问题。人类对水资源的利用主要存在于社会经济系统中,辨明水资源在社会经济系统中的循环规律有助于对水管理提出合理的政策建议,实现可持续用水。
黑河流域是我国典型的内陆河流域,流域内降水稀少,蒸发强烈,渗漏损失严重,水资源短缺是制约该地区社会经济可持续发展的瓶颈。如前所述,辨明水资源在社会经济系统中的循环规律有助于实现可持续用水。黑河流域张掖市是节水型社会建设试点,而甘州区是张掖市经济最发达的地区,因此本研究以黑河流域张掖市甘州区为例,研究水资源在甘州区的社会经济循环规律,并为甘州区的水资源管理提供合理的政策建议。选择甘州区作为研究区,还可以将政策建议付诸实施,使理论与实践相结合,更好探寻优良的水管理策略,这对干旱地区乃至全国的节水型社会建设都具有很强的现实指导意义。
在社会经济系统中水资源是以商品和服务为载体随着他们的流动而流动。因此,可以通过研究商品和服务在社会经济系统中的流动研究水资源在社会经济系统中的流动过程。本文构建了研究社会经济系统水循环规律的框架,从局部和整体的角度出发分析社会经济系统水循环规律,并以甘州区为例进行了实证研究。以甘州区统计年鉴、甘肃省投入产出表等为基础,编制了甘州区2000、2002、2005、2007和2009年投入产出表、混合型水资源投入产出表和水资源投入产出表。基于混合型水资源投入产出表,采用因素分解分析、乘数分析和结构化路径分析从局部出发研究了甘州区社会经济系统水循环规律,并提出了相应的政策建议。基于水资源投入产出表,采用上升性理论从整体的角度出发分析了甘州区社会经济水循环系统整体属性的变化,并提出了一些政策建议。本文得出的主要结论和建议如下:
(1)甘州区2000-2009年10年间,完全需水量降低了23%。用水强度和最终需求变化对完全需水量降低的贡献最大,分别为463%和-436%;产业结构变化对完全需水量降低的影响相对较小,仅为75%。可见,要降低完全需水量,需要增加用水强度,降低最终需求(实施虚拟水战略变相降低最终需求),优化产业结构,更多发展用水量较少的产业。
(2)在2000-2009年10年间,甘州区农业的水资源利用乘数明显高于其他行业,10年间种植业、畜牧业和其他农业的水资源利用乘数均值均在0.4立方米/元以上,分别为0.45立方米/元,0.46立方米/元和0.40立方米/元。工业、建筑业和服务业10年间的水资源利用乘数均值小于0.05立方米/元,分别为0.05立方米/元、0.04立方米/元和0.03立方米/元。10年间各行业的水资源利用乘数均逐年降低,农业降低幅度最大,但农业的水资源利用乘数仍远远高于其他行业。工业、建筑业和服务业产出乘数高,水资源利用乘数低,大力发展这些行业即能促进当地经济发展,又能更有效利用当地水资源。
(3)甘州区2009年各部门最终需求变动时,对农业的直接需求引起农业完全需水量的变化占完全需水量总变化的82.60%,这说明当地的产业结构以农业为主。对农业的间接需求引起农业完全需水量的变化占完全需水量总变化的7.47%,在20条主导路径中,整个系统由于对各部门间接需求引起的部门完全需水量的变化占完全需水量总变化的比例也只有8.88%,这说明了各产业部门对农业的依赖。综上可见,对农业的直接和间接需求巨大,致使农业成了甘州区用水大户。要改善该状况,可考虑实施虚拟水战略,降低对本地水量的需求,同时又不阻碍当地经济发展。
(4)在2000-2009年10年间系统总吞吐量(T)变化的整体趋势是降低,从2000年的2.3E+05万立方米降低到2009年的1.7E+05万立方米。这与黑河分水有很大的关系,黑河分水后甘州区分配的水量被控制在10亿立方米以内。资源的约束限制了系统总吞吐量的增加,同时也增强了选择压力。但由于经济系统并不像生态系统那样是自由竞争,甘州区以农业为主的经济结构并无大的改变,这在前面的分析中也曾提及。这使得选择压力并不显著,虽然平均相互信息从0.708比特增加到了0.829比特,但多样性H仍持续增加。系统的发展能力和上升性均降低,发展能力从6.5E+05万立方米比特降低到5.8E+05万立方米比特,上升性从1-6E+05万立方米比特1.4E+05万立方米比特。因此系统处于衰老阶段。
此时要使系统可持续,可从提高系统的上升性即提升系统的质和量两方面入手。从量的方面而言,由于甘州区是定额配水,因此这方面的提升空间不大。从质的方面,则需优化用水结构,提升系统的上升性及其在多样性中的比例。
(5)2000-2009年10年间,表征系统可持续性的R值呈下降的趋势,从2000年的1.8E+05降低到2009年的1.3E+05,这主要是由于系统总吞吐量的降低造成的。要提高R就需要提高F,即需要提高a值,提高上升性在发展能力中的比例。
分析单位流量对最优可持续性的贡献可得,对最优可持续性贡献较大的一阶路径主要有工业调入、种植业的增加值,畜牧业的最终使用等,分别为2.77、1.24和1.09;对最优可持续性贡献较小的一阶路径主要有建筑业-其他农业,建筑业-工业,牧业-服务业等,分别为-10.54、-5.73和-5.31。要提高系统的可持续性就需要加强对最优可持续性贡献大的路径,弱化对最优可持续性贡献小的路径。
(6)将2009年甘州区社会经济水循环网络转化为等价的直链网络可得,种植业处于初级生产者地位,畜牧业是二级生产者,后面依次为其他农业、工业、建筑业和服务业。由此可见,农业在甘州区的绝对基础,农业是工业、建筑业和服务业的基础。农业中,又以种植业最为基础。