哈密市水資源空間分布與人口基數(shù)、GDP的關(guān)系

高國文

(哈密東天山水務(wù)集團(tuán)有限公司，新疆 哈密 839000)

水資源是指在特定行政區(qū)域內(nèi)目前或者近期，可以被人類直接或間接利用的水，是自然資源的重要組成部分，對區(qū)域發(fā)展具有重要意義[1]。水資源主要包括河川徑流、地下水、積雪和冰川、湖泊水、沼澤水、海水。水資源因人口分布和經(jīng)濟(jì)驅(qū)動導(dǎo)致空間分布異質(zhì)性較高，同時，天然水資源量也不等于可利用量[2]。因此，探索經(jīng)濟(jì)社會驅(qū)動下，水資源的變化對區(qū)域經(jīng)濟(jì)和生態(tài)發(fā)展具有重要意義[3-4]。

哈密市位于新疆東部，是新疆通向內(nèi)地的主要通道[5]。北與蒙古國接壤，設(shè)有國家一類季節(jié)性開放口岸——老爺廟口岸，是新疆與蒙古國發(fā)展邊貿(mào)的重要開放口岸之一，是新疆重要的經(jīng)濟(jì)樞紐，具有戰(zhàn)略意義[5-6]。屬于溫帶大陸性干旱氣候，因此水資源是哈密市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源和限制性資源[6-8]。

本文利用2000年、2005年、2010年和2015年四期土地利用數(shù)據(jù)、人口基數(shù)和GDP數(shù)據(jù)源，分析哈密水資源類型和分布面積，同時探討了水資源與人口基數(shù)、GDP之間的關(guān)系。

1 研究區(qū)域

哈密市位于新疆維吾爾自治區(qū)東部，東天山南麓。地理坐標(biāo)見圖1，面積為8.5萬km2，東西長約404 km，南北寬約322 km。哈密地勢為北高南低、東西傾斜的盆地。北部為天山余脈，南部為低山剝蝕丘陵，中西部為南湖戈壁，中上部為沖積平原，中下部為庫木塔格大沙漠。

圖1 研究區(qū)示意圖

2 數(shù)據(jù)來源

高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)，分辨率為90 m，處理為空間分辨率為1 km柵格數(shù)據(jù)。哈密市行政區(qū)劃數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源與環(huán)境數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn/data.aspx？DATAID=282)，2000年、2005年、2010年和2015年四期土地利用數(shù)據(jù)、人口基數(shù)和GDP數(shù)據(jù)源來源于中國科學(xué)院資源與環(huán)境數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn/data.aspx?DATAID=282)，空間分辨率為1 km柵格數(shù)據(jù)。將以上數(shù)據(jù)統(tǒng)一投影坐標(biāo)為UTM-WGS-N48，空間分辨率為1 km。

3 研究方法

應(yīng)用GIS軟件，先將哈密市土地利用數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)和GDP數(shù)據(jù)裁剪，然后分析2000年～2015年期間哈密市水資源類型和分布面積，同時探討了水資源與人口基數(shù)、GDP之間的關(guān)系。

4 結(jié)果與分析

4.1 哈密市水資源面積分布特征

哈密市2000年～2015年水資源面積空間分布特征見圖2，哈密市水資源分布類型主要為湖泊、水庫、永久性冰川和灘地，除水庫外，為湖泊、永久性冰川和灘地主要分布在天山山脈兩側(cè)。從2000年～2015年哈密市湖泊面積呈現(xiàn)先下降后升高趨勢，總體呈下降趨勢。2000年湖泊面積為136 km2，2015年湖泊面積為131 km2，湖泊面積最低值發(fā)生在2005年，面積為103 km2。水庫面積從2000年～2015年呈上升趨勢，2000年水庫面積為8 km2，2015年水庫面積為11 km2，2000年～2010年這10年間上升趨勢緩慢，2010年～2015年期間水庫面積上升顯著。2000年～2015年期間，永久性冰川面積基本無變化面積維持在143 km2。哈密市灘地面積呈現(xiàn)總體下降趨勢，主要下降時間分布在2000年～2005年。哈密市2000年～2015年水資源總面積變化趨勢與湖泊變化趨勢類似，呈現(xiàn)先降低后升高，水資源面積的變化主要是湖泊面積引起的。

表1 2000年～2015年哈密不同類型水資源面積統(tǒng)計 單位：km2

圖2 2000年～2015年哈密不同類型水資源面積分布特征

4.2 哈密市GDP變化趨勢

從2000年～2015年期間，哈密市GDP呈現(xiàn)先緩慢上升，后快速上升過程(2010年～2015年)，平均5 a GDP翻一番(圖3)。從空間分布來看，主要分布在天山南北，主要以伊州區(qū)為核心區(qū)，GDP依附交通線和交通樞紐呈點(diǎn)線鏈接。2000年哈密市GDP最大值為192.2萬元/km2，平均值為2.39萬元；2005年哈密市GDP最大值為388.44萬元/km2，平均值為4.97萬元；2010年哈密市GDP最大值為815.22萬元/km2，平均值為12.21萬元；2015年哈密市GDP最大值為1943萬元/km2，平均值為30.07萬元。

圖3 2000年～2015年哈密GDP分布特征

4.3 哈密市2000年～2015年人口分布特征

從2000年～2015年期間，哈密市人口呈現(xiàn)先緩慢上升趨勢，由2.38人/km2上升到4.45人/km2。從空間分布來看，主要分布在天山南北，主要以伊州區(qū)、伊吾和巴里坤縣城人口分布為核心區(qū)，人口分布依附交通線和交通樞紐呈點(diǎn)線鏈接。2000年哈密市人口最大值為256人/km2，平均值為3.58人/km2；2005年哈密市人口最大值為275人/km2，平均值為3.94人/km2；2010年哈密市人口最大值為285人/km2，平均值為4.14人/km2；2015年哈密市人口最大值為287人/km2，平均值為4.45人/km2。

4.4 水資源與GDP、人口基數(shù)之間的關(guān)系

由表2和圖3可知，哈密市水資源面積和GDP、人口基數(shù)之間不存在顯著相關(guān)性。經(jīng)擬合發(fā)現(xiàn)，水資源面積與GDP擬合關(guān)系式為y=0.0004x2-0.0967x，R2=0.0508；水資源面積與人口基數(shù)擬合關(guān)系式為y=-4E-05x2+0.0256x，R2=0.0445。

圖4 2000年～2015年哈密人口分布特征

表2 水資源與GDP、人口基數(shù)之間的相關(guān)性分析

圖5 水資源與GDP、人口基數(shù)之間的擬合關(guān)系

5 討論

水資源是制約干旱區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”，是人類賴以生存和繁衍的不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。水資源的波動性變化對哈密及周邊地區(qū)人民的生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃和城市發(fā)展模式的確定起到舉足輕重的作用。本研究發(fā)現(xiàn)，哈密市水資源分布類型主要為湖泊、水庫、永久性冰川和灘地，從2000年～2015年哈密市湖泊面積呈現(xiàn)先下降后上升，總體下降趨勢，水庫面積呈上升趨勢，永久性冰川面積基本無變化，灘地面積呈現(xiàn)總體下降趨勢，水資源面積的變化主要是湖泊面積引起的。而王璞玉[9]研究發(fā)現(xiàn)，1972年～2011年，榆樹溝6號冰川厚度平均減薄20 m，減薄速率約為0.51 m/a，冰川末端退縮254 m，年均退縮約6.5 m，與本試驗結(jié)果冰川面積無變化不一致，主要是由于本研究采用的土地利用數(shù)據(jù)分辨率為1 km，精度低。

6 結(jié)論

哈密市水資源分布類型主要為湖泊、水庫、永久性冰川和灘地，從2000年～2015年哈密市湖泊面積呈先下降后上升，總體下降趨勢，水庫面積呈上升趨勢，永久性冰川面積基本無變化，灘地面積呈現(xiàn)總體下降趨勢，水資源面積的變化主要是湖泊面積引起的。從2000年～2015年期間，哈密市GDP和人口呈現(xiàn)上升趨勢；從空間分布來看，主要分布在天山南北，主要以伊州區(qū)、巴里坤和伊吾城市行政區(qū)為核心區(qū)，依附交通線和交通樞紐呈點(diǎn)線鏈接。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，哈密市水資源面積和GDP、人口基數(shù)之間不存在顯著相關(guān)性，水資源面積與GDP擬合關(guān)系式為y=0.0004x2-0.0967x，R2=0.0508；水資源面積與人口基數(shù)擬合關(guān)系式為y=-4E-05x2+0.0256x，R2=0.0445。綜上所述，在2000年～2005年期間的水資源生態(tài)處于退化狀態(tài)，2005年～2015年期間的水資源生態(tài)處于恢復(fù)狀態(tài)，整體人口基數(shù)和GDP呈上升趨勢，有利于水資源生態(tài)的良性發(fā)展。