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甘肃省相对水资源承载力区域差异分析
*
白 洁
（天水师范学院，甘肃 天水 741001）
摘要：分别选取全国和甘肃省为参照区域，分析了甘肃省及其各地区2003~2007年相对水资源人口承载力、相对水资源经济承载力及其变化过程。进而得出，甘肃省水资源相对较匮乏、人口密度较小，经济发展严重不足。水资源总量上，相对全国而言，甘肃省水资源承载的人口严重超载，GDP相对满载；但水资源利用量上，人口与GDP承载力双重富余；相对全省而言，各地区水资源利用量承载的人口和GDP均相当富余的城市为酒泉、张掖和武威，而其处于相当超载的城市则分别为天水和兰州。
关键词：相对水资源人口承载力；相对水资源经济承载力；甘肃省 中图分类号： 文献标志码： 文章编号：
Regional Differences of the Relative Carrying Capacity of Water Resources in Gansu Province
BAI Jie
(Tianshui Normal University, Tianshui 741001, China)
Abstract: The relative population carrying capacity of water resources, relative economic carrying capacity of water resources of Gansu province and its each region have been calculated from 2003 to 2007, compared with whole country and the province respectively.It is concluded that Gansu province has gone into the stage of relatively shortage of water resources, low population density and quite backward economic development from 2003.As far as the water resources amount is concerned, compared with the whole country, the theoretical carrying capacity of population in Gansu province is much more higher than its current level while the GDP is in full load condition.However, taking into account water use efficiency, the population and GDP that Gansu province can carry is far higher than its current level.For the relative carrying capacity of the population and GDP compared with Gansu province, Jiuquan is the most surplus region, followed by Zhangye and Wuwei, and it is in very overloaded condition are Tianshui and Lanzhou respectively.Key words: relative population carrying capacity of water resources;relative economic carrying capacity of water resources;Gansu province 甘肃省地处黄土高原、青藏高原和蒙古高原交汇地带，气候干燥，降水稀少，水资源匮乏。分属黄河、长江和内陆河3大流域，包括9大水系，年径流量大于1亿m3的河流78条。多年平均降水总量1258.31亿m3，折合径流深276.9 mm，多年平均水资源总量289.44亿m3，其中地表水资源量282.139亿m3，平均年产水模数6.37万m3/km2。随着甘肃省水资源开发利用程度不断提高，用水量逐年增长，水资源短缺、生态环境恶化等问题已成为经济发展和社会进步的重要制约因素。通过甘肃省相对水资源人口与经济承载力理论值与其实际量对比，为其合理调控人口和经济规模以及确定未来发展策略提供参考依据。1 研究方法
1921年承载力（Carrying Capacity）概念由人类生态学家Park和Burge提出。在对资源短缺和环境污染问题研究中，“承载力”概念得到延伸并广泛用于说明环境或生态系统承受发展和特定活动能力的限度[1]。水资源承载力研究是随着水资源危机日益突显由我国学者在上世纪80年代末提出，目前常用的水资源承载力评价方法主要有常规趋势法[2]、模糊综合评判法[3]、主成分分析法[4]、系统动力学方法[5]、多目标决策分析法[6]以及投影寻踪法[7]等。相对资源承载力方法是将自然资源和经济资源作为主要的承载资源，与传统的资源承载力研究中注重绝对量计算不同，相对资源承载力是以选择一个或数个参照区作为对比标准，根据 * 基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号：31060065）。
第一作者简介：白洁（1984-），女，陕西绥德人，硕士，助教，研究方向为区域资源环境与生态经济。
通讯地址：天水师范学院生化学院。E-mail: jbai.nwnu@163.com, Tel:***。参照区的人均资源拥有量、消费量及研究区域的资源存量，计算研究区域的各类资源相对承载力[8]。该方法已在区域可持续发展评价模型[9]和人口分布与资源环境关系的研究中得到广泛应用[10]。
在特定时段内，相对水资源承载力以参照值或参照区为对比标准，将研究区水资源与参照值或参照区人均水资源占有量、消费量、单位土地水资源拥有量、单位GDP耗水量等进行对比，核算研究区水资源相对各类参照标准及尺度的承载能力。文中数据来源于中国统计年鉴（2004～2008），甘肃年鉴（2004～2008），中国水资源公报（2003～2007），甘肃省水资源公报（2003～2007）。本文从水资源所承载的人口和经济两方面，分别将甘肃省水资源量与参照区人均水资源量、参照区万元GDP所耗水资源量进行对比，分析研究区相对水资源承载能力，其计算公式为：
（1）相对水资源人口承载力：C（1）
式中：Crp—研究区相对水资源人口承载力（104人）；Ip—水资源承载指数（104人/108m3）；Qw—研究区水资源利用量（108m3）；Cp0—参照区人口数量（104人）；Qw0—参照区水资源利用量（108m3）。
（2）相对水资源经济承载力：Cre
IeQw，IeCe0/Qw0
（2）
rpIpQw，IpCp0/Qw0
式中：Cre—研究区相对水资源经济承载力（108元）；Ie—水资源承载指数（108元/108m3）；Qw—研究区水资源利用量（108m3）；Ce0—参照区GDP（108元）；Qw0—参照区水资源利用量（108m3）。
相对水资源承载力，通过与实际承载人口（或GDP）对比，得出研究区相对参照区承载状态，包括三种类型：1）超载状态：实际承载力大于相对承载力；2）富余状态：实际承载力小于相对承载力；3）临界状态：实际承载力等于相对承载力。式（1）超载：实际人口（P）大于相对水资源人口承载力（Crp），即P-Crp＞0；富余：P-Crp＜0；临界：P-Crp =0。式（2）超载：实际GDP（G）大于相对水资源经济承载力（Cre），即G-Cre＞0；富余：G-Cre＜0；临界：G-Cre =0。2 甘肃省相对水资源承载力分析 2.1 以全国为参照区域
以全国为参照区，分别计算甘肃省水资源总量、水资源利用量对人口和GDP的承载指数，得出在不同指数标准下的水资源承载力。分别将2003~2007年全国和甘肃省的人口数、水资源总量、水资源利用量、GDP数据代入式（1~2），计算可得2003~2007年全国水资源承载指数及甘肃省相对全国的水资源承载力（表1）及其与实际承载人口数的对照情况（图1）。
表1 2003～2007年全国水资源承载力指数及甘肃省相对全国水资源承载力
年份 2003 2004 2005 2006 2007 Ip（104人/108m3)Ip总量 4.7060 5.3870 4.6610 5.1894 5.2318 Ip利用量 24.2908 23.4297 23.2125 22.6830 22.7065
Crp（104人）Crp总量 1315.5022 1075.5664 1418.9914 1146.3182 1406.7612
Crp利用量 2962.7184 2845.9148 2854.2621 2798.5744 2795.2175
Ie（108元/108m3)Ie总量 4.9462 6.6257 6.5311 8.3665 10.1882
Ie利用量 25.5306 28.8173 32.5257 36.5701 44.2182
Cre（108元）Cre总量 1382.6459 1322.8892 1988.3134 1848.1206 2739.5010
Cre利用量 3113.9368 3500.3233 3999.4378 4511.9263 5443.3555
图1 2003~2007年甘肃省相对全国水资源人口承载力
图1表明，以全国为参照区从水资源利用量上，2003~2007年甘肃省相对水资源承载力较稳定，略呈下降趋势，其可承载的人口数略高于实际人口数量，处于轻度富余状态；从水资源总量上，甘肃省相对水资源承载力却远低于实际人口数，属严重超载。说明甘肃省水资源总量相对较短缺，可开发利用的水资源量占其总量的比重较大，为50%左右，武威、嘉峪关、天水、平凉、庆阳等地区地下水超采严重，人口密度相对较小，经济发展不足，实际的水资源承载力较大。
图2 2003~2007年甘肃省相对全国水资源经济承载力
甘肃省相对全国水资源经济承载力与实际GDP量的对照情况表明（图2），从水资源利用量上，2003~2007年甘肃省相对水资源承载力较稳定且呈上升趋势，承载的GDP量远高于实际值，处于相当富余状态；但从水资源总量上，甘肃省水资源可承载的GDP于2004、2006年略低于实际GDP量，其余3年均略高于实际值。表明甘肃省经济发展水平相对落后，相对水资源经济承载力处于富余状态，其还具有相当大的潜力。
2.2 以甘肃省为参照区域
以甘肃省为参照区，分别将2003~2007年甘肃省及其各地区的人口、水资源利用量、GDP数据代入式（1~2），可得甘肃省各地区相对全省的水资源人口承载力（表2）、水资源经济承载力（表3）及其与实际承载的人口和GDP量的对照情况（图
3、图4）。
表2 2003～2007年甘肃省各地区相对全省水资源人口承载力
年份 2003 2004 2005 2006 2007 兰州 355.41 313.33 345.63 358.06 352.13 嘉峪关 29.36 34.37 37.78 38.91 38.48 金昌 120.96 134.75 140.98 144.89 144.51
白银 216.66 228.98 203.15 203.87 204.18
天水 76.92 82.17 89.07 90.38 90.77
酒泉 610.64 616.02 506.46 500.55 505.99
张掖 395.32 394.35 496.35 494.19 504.02
武威 442.00 446.95 445.81 444.73 444.59
定西 66.56 66.96 94.11 94.47 94.40
陇南 62.08 64.22 54.60 55.04 55.12
平凉 69.28 68.16 69.36 70.66 70.25
庆阳 46.13 52.94 27.49 28.42 28.45
临夏州 97.45 100.55 76.06 76.34 76.19
甘南州 14.57 15.03 7.50 7.71 8.09
表2表明，甘肃省各地区相对水资源所承载的人口在300万以上的城市为：酒泉、武威、张掖和兰州，其中以酒泉的相对水资源承载力最高，达616.02万人；承载人口在100万以下的地区依次为：天水、定西、临夏州、平凉、陇南、嘉峪关、庆阳和甘南州，以甘南州为最低，仅8.09万人。
表3 2003～2007年甘肃省各地区相对全省水资源经济承载力
年份 2003 2004 2005 2006 2007 兰州 184.51 192.79 258.10 309.90 360.09 嘉峪关 15.24 21.15 28.21 33.68 39.35 金昌 62.80 82.91 105.27 125.40 147.77
白银 112.48 140.88 151.70 176.45 208.79
天水 39.94 50.56 66.51 78.22 92.82
酒泉 317.02 379.02 378.20 433.22 517.41
张掖 205.23 242.63 370.65 427.72 515.40
武威 229.47 275.00 332.91 384.91 454.62
定西 34.56 41.20 70.28 81.76 96.53
陇南 32.23 39.51 40.77 47.64 56.37
平凉 35.97 41.94 51.79 61.16 71.84
庆阳 23.95 32.57 20.52 24.60 29.10
临夏州 50.59 61.87 56.80 66.07 77.91
甘南州 7.57 9.25 5.60 6.67 8.27
表3表明，2003～2007年甘肃省各地区相对水资源所承载的GDP除庆阳、甘南州外均有较明显的增长趋势，承载GDP最高的城市为酒泉，达517.41亿元，以甘南州为最低，仅5.60亿元。
从图3可以看出：2003～2007年甘肃省各地区相对全省水资源所承载人口的超载/富余状态变化较稳定，突变极少；各地区相对水资源承载力超载情况差异很大，处于富余状态的城市包括酒泉、张掖、武威、金
昌、白银、兰州和嘉峪关，其中以酒泉富余量最大，达518.85万人；处于超载的地区包括天水、庆阳、定西、陇南、平凉、临夏州和甘南州，其中以天水超载人口最多，为268.72万人。
图3 2003～2007年甘肃省各地区相对全省水资源人口承载力超载/富余
图4 2003～2007年甘肃省各地区相对全省水资源经济承载力超载/富余
图4表明：2003～2007年甘肃省各地区相对全省水资源所承载GDP的超载/富余状态变化较明显，部分地区相对水资源承载力超载情况差异很大。处于富余状态的城市包括酒泉、张掖、武威、临夏州和白银，以酒泉富余值最大，达314.17亿元，除临夏州、白银外其余3市承载力富余均呈增长趋势，增幅在20.77%（酒泉）~49.42%（张掖）之间；处于超载的地区包括兰州、庆阳、天水、平凉、嘉峪关、陇南、金昌、甘南州和定西，其中以兰州超载GDP量最大，达372.67亿元，除定西外其余各地区相对水资源承载力超载均呈递增趋势，增速在3.21%（甘南州）~23.7%（兰州）之间。结语
通过相对水资源人口、经济承载力与实际人口和GDP量的对比，有助了解甘肃省相对于全国及甘肃省各地区相对于全省的发展状态。目前甘肃省正处于水资源相对较匮乏、人口承载较富余、经济发展相当不足阶段，经济发展滞后、资源不足制约着水资源对人口的容纳能力，未来应通过提升经济发展水平与质量来提高人口承载力。能否延长数据序列通过对甘肃省各地区相对水资源承载能力的具体分析，为协调地区间人口与经济活动的空间分布和流向提供指导依据，是今后研究的重要方向。
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