“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能安全分析

李東林，劉建華，郝林鋼，馬軍霞，左其亭

(1.鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450001； 2.鄭州大學(xué)管理工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

2013年9月和10月，我國(guó)先后提出共建“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”(“一帶一路”)的重大倡議，得到國(guó)際社會(huì)高度關(guān)注[1]。水資源、糧食和能源不僅是沿線地區(qū)可持續(xù)發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)資源，也是保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略資源，沿線地區(qū)水資源、糧食和能源安全是支撐“一帶一路”倡議順利實(shí)施的基礎(chǔ)條件和關(guān)鍵要素。

目前關(guān)于水資源安全、糧食安全、能源安全和“一帶一路”的研究都較多。水資源安全涉及社會(huì)安全、經(jīng)濟(jì)安全和生態(tài)安全等方面的問題[2-3]，夏軍等[4]在變化環(huán)境下分析了中國(guó)水安全問題并對(duì)水安全研究進(jìn)行了展望。糧食安全方面，康紹忠[5]研究了全球和中國(guó)的水資源安全與糧食安全現(xiàn)狀。能源安全方面，蔡國(guó)田等[6]研究了中國(guó)能源安全的進(jìn)程。左其亭等[7-9]在“一帶一路”水資源研究方面取得了一些標(biāo)志性成果，分析了“一帶一路”中國(guó)大陸區(qū)的水資源特征，確定了“一帶一路”主體路線及主體水資源區(qū)，并研究了其分區(qū)水問題。從目前情況看，關(guān)于“一帶一路”沿線自然資源的研究主要集中在能源、礦產(chǎn)等方面[10-11]，但是針對(duì)該地區(qū)水資源、糧食和能源安全的綜合研究較少。鑒于此，本文基于團(tuán)隊(duì)前期研究成果，研究“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能安全程度，分析“一帶一路”倡議對(duì)破解非洲區(qū)水- 糧- 能安全問題提供的機(jī)遇，以期為該地區(qū)水- 糧- 能安全問題的解決提供參考。

表1 “一帶一路”非洲區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)概況

1 “一帶一路”非洲區(qū)概況

選擇“一帶一路”非洲區(qū)的6個(gè)國(guó)家作為研究對(duì)象，包括北非的埃及、蘇丹，東非的厄立特里亞、吉布提、索馬里和肯尼亞，見圖1。非洲區(qū)以高原、山地和平原地形為主，主要?dú)夂蝾愋桶釒衬畾夂?、熱帶草原氣候等，埃及沿海地區(qū)屬于地中海氣候，厄立特里亞高原地區(qū)屬于熱帶高原氣候。大部分地區(qū)的年平均氣溫為25～35℃，沙漠地區(qū)氣溫最高可達(dá)50℃，且降水較少，主要河流包括尼羅河、謝貝利河、朱巴河、賽迪特河、馬雷布河、塔納河、加拉納河等。

圖1 “一帶一路”非洲區(qū)概況

“一帶一路”非洲區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)概況見表1。表1數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國(guó)外交部網(wǎng)站http://www.fmprc.gov.cn/web/gjhdq_676201/gj_676203/fz_677316/，國(guó)家收入水平按照世界銀行的收入標(biāo)準(zhǔn)劃分?！耙粠б宦贰狈侵迏^(qū)的總面積為245萬km2，總?cè)丝跀?shù)為2億人，占非洲總面積和總?cè)丝诘谋壤謩e為14%和17%，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平落后，收入水平均在中低等收入線及以下，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)單一，以農(nóng)業(yè)、牧業(yè)和服務(wù)業(yè)為主。

2 水- 糧- 能安全評(píng)價(jià)

2.1 數(shù)據(jù)來源

以2015年為例對(duì)“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能安全現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。水資源和糧食數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫(kù)http://www.fao.org/faostat/en/#home，由于缺少數(shù)據(jù)，水資源總量數(shù)據(jù)為多年平均值。能源數(shù)據(jù)來源于美國(guó)能源署數(shù)據(jù)庫(kù)https://www.eia.gov/。具體數(shù)據(jù)見表2。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

a. 水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。人均水資源量短缺和水資源利用率過低或過高都會(huì)導(dǎo)致水安全問題，因此選取人均水資源量W1和水資源利用率W2兩個(gè)指標(biāo)來分析水資源安全程度，并記兩個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)反映的安全指數(shù)分別為IS1和IS2。

表2 2015年“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能數(shù)據(jù)

表3 “一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

人均水資源量反映的水安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：①參考聯(lián)合國(guó)教科文組織制定的標(biāo)準(zhǔn)，人均水資源量1 000～2 000 m3屬于中度缺水；人均水資源量500～1 000 m3屬于重度缺水；人均水資源量小于500 m3屬于極度缺水[12]。②為區(qū)分“一帶一路”非洲區(qū)水資源安全程度差異，認(rèn)為人均水資源量大于或等于2 000 m3，不宜向外地調(diào)水[12]，水資源相對(duì)安全，安全指數(shù)為1；人均水資源量等于1 000 m3，安全指數(shù)為0.7；人均水資源量等于500 m3，安全指數(shù)為0.4；人均水資源量等于100 m3，安全指數(shù)為0.1；人均水資源量等于0，安全指數(shù)為0。

水資源利用率是指某流域或區(qū)域內(nèi)用水總量占水資源總量的比例，表征一個(gè)流域或區(qū)域水資源開發(fā)利用程度的總體情況。水資源利用率屬于雙向指標(biāo)，過低或者過高都會(huì)導(dǎo)致水資源安全程度降低，如當(dāng)水資源利用率超過40%時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)水資源嚴(yán)重短缺和生態(tài)惡化等一系列問題[13]。因此確定：水資源利用率等于30%，安全指數(shù)為1；水資源利用率等于20%或40%，安全指數(shù)為0.7；水資源利用率等于10%或50%，安全指數(shù)為0.4；水資源利用率等于5%或75%，安全指數(shù)為0.1；水資源利用率等于0、等于或大于100%，安全指數(shù)為0。

b. 糧食安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。糧食自給率是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的糧食生產(chǎn)總量占消耗總量的百分比，表征一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的糧食能否實(shí)現(xiàn)自給自足，反映糧食供給水平。由于糧食安全基本等同于糧食生產(chǎn)量或糧食供給水平[14]，故選擇糧食自給率F1來表征糧食安全程度，并記其反映的安全指數(shù)為IS3。

結(jié)合“一帶一路”非洲區(qū)實(shí)際情況，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本文設(shè)定糧食自給率大于或等于100%，安全指數(shù)為1；自給率等于70%，安全指數(shù)為0.7；自給率等于40%，安全指數(shù)為0.4；自給率等于10%，安全指數(shù)為0.1；自給率等于0，安全指數(shù)為0。

c. 能源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。能源自給率為能源生產(chǎn)量占消耗量的比例[15-16]，反映能源供給水平。能源供給安全是國(guó)家能源安全的基本目標(biāo)[17]，因此選取能源自給率作為能源安全指標(biāo)?？紤]到石油、天然氣和煤炭是當(dāng)今世界主要的能源，能源安全具體包含3個(gè)指標(biāo)：石油自給率E1、天然氣自給率E2和煤炭自給率E3，并記其對(duì)應(yīng)反映的安全指數(shù)分別為IS4、IS5和IS6。

結(jié)合“一帶一路”非洲區(qū)實(shí)際情況，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定當(dāng)能源自給率大于或等于100%，安全指數(shù)為1；自給率等于70%，安全指數(shù)為0.7；自給率等于40%，安全指數(shù)為0.4；自給率等于10%，安全指數(shù)為0.1；自給率等于0，安全指數(shù)為0。

“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)見表3。

2.3 評(píng)價(jià)方法

應(yīng)用左其亭等[18]于2008年提出的“單指標(biāo)量化- 多指標(biāo)綜合- 多準(zhǔn)則集成”評(píng)價(jià)方法計(jì)算水資源、糧食和能源各項(xiàng)指標(biāo)的安全指數(shù)、3種資源的安全指數(shù)和水- 糧- 能綜合安全指數(shù)，分析相應(yīng)的安全程度。安全指數(shù)取值范圍為[0，1]，取值越大，表示安全程度越高。

a. 單指標(biāo)量化。指標(biāo)按照從小到大變化與其表征的安全程度變化之間的關(guān)系，可分為正向指標(biāo)、逆向指標(biāo)、雙向指標(biāo)。正向指標(biāo)安全指數(shù)隨指標(biāo)值增加而增加；逆向指標(biāo)安全指數(shù)隨指標(biāo)值增加而減??；雙向指標(biāo)安全指數(shù)隨指標(biāo)值增加而增加，當(dāng)增加到某個(gè)值時(shí)，又隨著指標(biāo)值增加而減小。對(duì)于正向和逆向的指標(biāo)，假設(shè)ai、bi、ci、di和ei分別為某指標(biāo)的最差值、較差值、及格值、較優(yōu)值和最優(yōu)值，利用特征點(diǎn)(ai，0)、(bi，0.1)、(ci，0.4)、(di，0.7)、(ei，1)以及上面的假設(shè), 可以得到安全指數(shù)的計(jì)算公式(式(1)和(2))；對(duì)于雙向指標(biāo)，假設(shè)ai或ki、bi或hi、ci或gi、di或fi和ei分別為某雙向指標(biāo)的最差值、較差值、及格值、較優(yōu)值和最優(yōu)值，利用特征點(diǎn)(ai，0)、(bi，0.1)、(ci，0.4)、(di，0.7)、(ei，1)、(fi，0.7)、(gi，0.4)、(hi，0.1)、(ki，0)及上面的假設(shè), 可以得到安全指數(shù)的計(jì)算公式(式(3))：

(1)

(2)

(3)

式中:ISi為第i個(gè)指標(biāo)的安全指數(shù)，i=1，2，…，n；xi為第i個(gè)指標(biāo)的值。

b. 多指標(biāo)綜合。根據(jù)實(shí)際情況，分別賦予3種資源的各項(xiàng)指標(biāo)不同權(quán)重，加權(quán)計(jì)算其安全指數(shù)。水資源量短缺和水資源開發(fā)利用程度過高或過低均是水資源安全的重要影響因素，因此取W1和W2的權(quán)重均為0.5。由于非洲區(qū)6個(gè)國(guó)家均消耗石油，僅埃及和肯尼亞消耗天然氣和煤炭，所以取E1、E2和E3的權(quán)重分別為0.8、0.1和0.1。

c. 多準(zhǔn)則集成?；谒Y源、糧食和能源的安全指數(shù)，取3種資源安全指數(shù)的權(quán)重均為1/3，加權(quán)計(jì)算水- 糧- 能綜合安全指數(shù)。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

按照上述水- 糧- 能安全評(píng)價(jià)方法計(jì)算2015年“一帶一路”非洲區(qū)水資源、糧食和能源的安全指數(shù)及3種資源的綜合安全指數(shù)，并根據(jù)安全指數(shù)范圍確定安全程度。安全指數(shù)的區(qū)間及安全程度標(biāo)準(zhǔn)為：[0.7，1]表示基本安全；[0.4，0.7]表示輕度不安全；[0.1，0.4]表示重度不安全；[0，0.1]表示極度不安全。

3.1 水資源安全評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 2015年“一帶一路”非洲區(qū)水資源安全指數(shù)和安全程度

2015年“一帶一路”非洲區(qū)水資源安全指數(shù)和安全程度見表4。由表4可知，“一帶一路”非洲區(qū)埃及、蘇丹和肯尼亞屬于重度缺水，厄立特里亞和索馬里屬于中度缺水，吉布提屬于極度缺水?！耙粠б宦贰狈侵迏^(qū)主要?dú)夂蝾愋蜑闊釒衬畾夂蚝蜔釒Р菰瓪夂?，熱帶沙漠氣候主要特征為干旱高溫，降雨極少，熱帶草原氣候主要特征為干旱高溫，雨季和旱季分明，這是造成非洲區(qū)水資源短缺的主要原因。埃及和蘇丹的水資源利用率分別為133.8%和71.2%，均超過水資源利用率極限閾值，即埃及和蘇丹的水資源開發(fā)利用不合理或者過度開發(fā)，其他國(guó)家的水資源利用率相對(duì)較低，水資源的開發(fā)利用空間較大?！耙粠б宦贰狈侵迏^(qū)水資源安全程度和該地區(qū)實(shí)際情況一致，人均水資源量低，缺水嚴(yán)重，大部分國(guó)家水資源利用率低。

3.2 糧食安全評(píng)價(jià)結(jié)果

2015年“一帶一路”非洲區(qū)糧食安全指數(shù)和安全程度見表5。由表5可知，“一帶一路”非洲區(qū)大部分國(guó)家的糧食安全指數(shù)低，糧食安全無法保障。糧食產(chǎn)量低、增產(chǎn)慢，人口增長(zhǎng)快等是“一帶一路”非洲區(qū)糧食不安全的重要原因。此外，發(fā)達(dá)國(guó)家操縱國(guó)際政治和貿(mào)易規(guī)則，使非洲國(guó)家糧食主權(quán)不斷喪失[19]，也是造成“一帶一路”非洲區(qū)糧食不安全的原因之一。

表6 2015年“一帶一路”非洲區(qū)能源安全指數(shù)和安全程度

表5 2015年“一帶一路”非洲區(qū)糧食安全指數(shù)和安全程度

3.3 能源安全評(píng)價(jià)結(jié)果

2015年“一帶一路”非洲區(qū)能源安全指數(shù)和安全程度見表6。由表6可知，“一帶一路”非洲區(qū)只有埃及既生產(chǎn)又消耗3種能源，其能源安全指數(shù)為0.87，基本安全；蘇丹僅生產(chǎn)和消耗石油，能源安全指數(shù)為0.80，基本安全；其他國(guó)家僅依靠進(jìn)口石油，能源安全指數(shù)均為0，極不安全。此外，肯尼亞還依靠進(jìn)口的煤炭，安全指數(shù)為0?！耙粠б宦贰狈侵迏^(qū)埃及能源儲(chǔ)量豐富，其他國(guó)家能源相對(duì)匱乏，生產(chǎn)力水平低是制約該地區(qū)能源供給的重要因素之一。

3.4 水- 糧- 能綜合安全評(píng)價(jià)結(jié)果

2015年“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能綜合安全指數(shù)和綜合安全程度見表7。由表7可知：①“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能綜合安全程度和該地區(qū)實(shí)際情況一致。如：埃及人均水資源量嚴(yán)重短缺，水資源過度開發(fā)利用，水資源重度不安全；糧食自給率為59.2%，糧食輕度不安全；石油和天然氣儲(chǔ)量豐富，天然氣不僅能滿足本國(guó)的需求，還能對(duì)外出口，能源基本安全。故其綜合安全程度表現(xiàn)為輕度不安全。②糧食的生長(zhǎng)需要消耗大量的水資源，確保水資源安全對(duì)保障糧食安全意義重大?！耙粠б宦贰狈侵迏^(qū)部分國(guó)家的水資源安全和糧食安全聯(lián)系密切。如：厄立特里亞水資源和糧食均為輕度不安全。因?yàn)槎蛄⑻乩飦喼饕?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)是農(nóng)業(yè)，且農(nóng)業(yè)用水量又是最大，故水資源安全和糧食安全表現(xiàn)出一致性。③能源的生成、開采、加工和轉(zhuǎn)移等過程離不開水資源，確保水資源的安全是保障能源安全必不可少的前提條件。但是由于該地區(qū)大部分國(guó)家無能源產(chǎn)量且能源消耗量低，故水資源安全和能源安全之間的關(guān)系尚不明確，有待進(jìn)一步研究。

表7 2015年“一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能綜合安全指數(shù)和綜合安全程度

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

a. “一帶一路”非洲區(qū)人均水資源量短缺嚴(yán)重，但每個(gè)國(guó)家人均水資源量短缺程度不同，大部分國(guó)家為重度短缺。除埃及和蘇丹的水資源利用率過高之外，非洲區(qū)其他國(guó)家水資源利用率都相對(duì)較低，水資源可開發(fā)利用空間較大。

b. “一帶一路”非洲區(qū)糧食自給率高低不同，糧食安全程度不同，但大部分國(guó)家均沒有滿足自給自足的要求。

c. “一帶一路”非洲區(qū)能源開發(fā)利用程度低，除埃及和蘇丹能源基本安全外，其他國(guó)家能源均極度不安全。

d. “一帶一路”非洲區(qū)水- 糧- 能綜合安全程度不同，埃及和蘇丹均為輕度不安全，吉布提為極度不安全，其他國(guó)家均為重度不安全。

4.2 建議

a. 水資源安全方面。倡議支援“一帶一路”非洲區(qū)修建水庫(kù)、大壩等水利工程，增加該地區(qū)的總庫(kù)容，提高蓄水能力，增強(qiáng)水資源時(shí)空調(diào)配能力，提高水資源利用效率；“一帶一路”非洲區(qū)可引入先進(jìn)的水資源開發(fā)利用技術(shù)、節(jié)水工藝和水資源管理經(jīng)驗(yàn)等，這些非工程措施可以在一定程度上緩解水資源供需矛盾，增加水資源可利用量；“一帶一路”倡議能帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，人民對(duì)生活品質(zhì)要求的提高，也能對(duì)水資源問題的解決起到倒逼作用。

b. 糧食安全方面。非洲區(qū)通過與“一帶一路”沿線其他國(guó)家開展農(nóng)業(yè)科技合作，引進(jìn)具有高產(chǎn)、抗旱等特性的農(nóng)作物品種和先進(jìn)的農(nóng)作物種植技術(shù)，可以提高糧食產(chǎn)量，從根本上解決該地區(qū)糧食安全問題。此外，在“一帶一路”倡議背景下，通過開展糧食貿(mào)易，在一定程度上可以減少非洲區(qū)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家商品糧的依賴，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，提高非洲區(qū)的糧食自給率。

c. 能源安全方面。肯尼亞和索馬里等國(guó)家可以積極尋求與國(guó)際石油、天然氣公司的合作，引進(jìn)資本和技術(shù)，探明石油和天然氣儲(chǔ)藏分布情況，盡早進(jìn)行開發(fā)，既可以提高能源產(chǎn)量，保障能源的自我供給，又可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。此外，在“一帶一路”建設(shè)背景下，新能源開發(fā)利用技術(shù)的引進(jìn)可以緩解非洲區(qū)傳統(tǒng)能源的供給壓力，為破解該地區(qū)能源安全問題提供新思路。

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