干旱区绿洲规模适宜度评价

摘 要 以绿洲自组织和可持续发展理论为指导，从人与自然协调发展的角度出发，建立绿洲规模适宜度评价指标体系.同时，根据于田县1980―2010年的统计数据，计算出于田绿洲经济、社会和生态环境三大子系统间的协调度指数，并据此对不同时期于田绿洲规模的适宜度作出评价.研究结果表明：（1）1980―1990年，于田绿洲经济、社会和生态环境三大子系统的协调度指数相对较高，绿洲的发展规模适宜；（2）1991―2000年，三大子系统的协调度指数相较于上一阶段有所下降.但是，其大部分数值仍处于0.6以上，绿洲的规模也较为适宜；（3）2001―2010年，三大子系统的协调度指数处于三个时期中最低水平，绿洲规模的适宜度也从2003年起由适宜转变为勉强适宜和不适宜.

关键词 于田绿洲；绿洲规模适宜度；绿洲自组织；可持续发展

中图分类号 K903 文献标识码 A 文章编号 10002537（2016）03000107

Abstract Based on the theory of oasis self-organization and sustainable development， from the perspective of harmonious development between man and nature， we establish an oasis scale suitability evaluation index system. At the same time， according to the statistical data of Keriya County from 1980 to 2010， we figure out the coordination degree index for the three subgroups of economic， social and ecological environment system in Keriya Oasis. As a result， we evaluate the suitability of Keriya Oasis scale at different periods. Our research results show that from 1980 to 1990， coordination degree index of three major subsystems of Keriya oasis economic， social and ecological environment system is relatively high， and the scale of Keriya Oasis is appropriate. From 1991 to 2000， the coordination degree index of three subsystems decreased considerably. However， most of the numerical values are more than 0.6， suggesting that the size of the oasis is also appropriate. From 2001 to 2010， the coordination degree index of three subsystems is the lowest of the three stages， and the suitability of oasis scale is also changed from appropriate in 2003 into reluctantly appropriate and inappropriate.

Key words Keriya oasis； oasis scale suitability； self-organization of oasis； sustainable development

近年来，由于干旱区绿洲社会经济的发展和人口数量的快速增加，人们对绿洲的开发力度不断增强.为了供养持续增长的新增人口，大量的荒地被开垦出来进行粮食种植，绿洲的面积也随之扩张.一方面，绿洲规模的扩张促进了当地社会经济的发展；另一方面，却加剧了当地人与自然资源之间的矛盾，引发了许多生态环境问题[1].据悉， 1958―1990年，于田县的盐渍化耕地面积增加了4 034 hm2；1999―2011年，于田县的沙漠面积增加了9 103 hm2.因此，在这种背景下进行绿洲适宜规模的研究，对于维持绿洲生态系统的稳定和绿洲区社会经济的可持续发展具有重要意义[2-4].

目前，关于绿洲适宜规模方面的研究主要集中在国内[5].国外关于干旱区绿洲适宜规模的研究较少，并且主要集中在计算绿洲生态系统生态水消耗量、作物需水量以及河流河道的水消耗量等.例如，Moran与 Clarke[6]等人利用大气表层温度与光谱植被指数之间的关系估算作物缺水状况；Monireh与Rainer[7]等基于一个校准的水文模型模拟了伊朗旱作小麦产量以及灌溉水资源的利用率与消耗量.国内关于绿洲适宜规模的研究则主要是运用水热平衡和水量平衡的方法[8-12].例如，曹志超[13]等基于水热平衡原理计算出了20世纪70～90年代以及2000年以来塔里木河下游绿洲适宜规模与耕地面积.黄领梅[14]等基于水热平衡原理，并结合生态环境的要求建立了绿洲适宜规模与适宜灌溉规模的数学模型，并据此计算出了新疆和田绿洲的适宜规模.此外，也有学者对干旱区绿洲规模扩张的预警进行了研究.例如，姜逢清[15]等人讨论了绿洲规模扩张预警的意义和预警指标体系构建的原则及步骤，并在此基础上提出了干旱区绿洲规模扩张预警的指标体系.瓦哈甫・哈力克和杜晓梅[16]通过系统地分析于田绿洲系统，并结合当地的野外调查数据和空间数据对绿洲规模扩张预警的指标体系进行分类归并，构思出了包含3大类28项指标的绿洲规模扩张预警指标体系框架.然而，却鲜有学者从绿洲规模适宜度评价的角度进行干旱区绿洲适宜规模的研究.

于田绿洲位于我国新疆维吾尔自治区南部，是一个典型的生态脆弱区.随着人口规模的快速增长和生产技术的不断进步，其规模的扩张也就成为一种必然趋势[17].本研究主要以于田绿洲为例，在绿洲自组织和可持续发展理论的指导下，从实现人与自然协调发展的角度出发，建立了于田绿洲规模适宜度的评价指标体系.并根据目前所掌握的数据资料对1980―2010年于田绿洲规模的适宜度进行评价，从而为实现当地人与自然的和谐发展提供一定的理论参考.

1 研究区概况与数据来源

于田县位于我国新疆塔里木盆地南缘，北依绵延的昆仑山山脉，南临广袤的塔克拉玛干沙漠，其地理坐标为东经81°09′～82°51′、北纬35°14′～39°29′[18].该县南北长约466 km，东西宽30～120 km.地势南高北低，自南向北大致可分为高山、低山丘陵、冲积平原、戈壁等地貌单元，具有明显的垂直地带性差异.全区属于典型的暖温带大陆性荒漠气候，全年四季分明，降水稀少，蒸发量大，春季与夏季多风沙和浮尘等灾害性天气.其多年平均降水量为44.7 mm，平均气温为11.6 ℃[19].区内沙漠广布，植被覆盖率低，生态环境十分脆弱.该县是一个以维吾尔族为主体的民族聚居区，其中维吾尔族约有22.13万人，约占总人口的98.3%.当地盛产苜蓿、棉花、大芸、葡萄干、杏干等，是一个以农业和畜牧业为主的农业县.

本文所使用的数据主要来源于于田地区的统计资料，新疆统计年鉴、和田地区统计年鉴以及实验室成员在于田地区进行实地调查时所搜集整理的数据和资料.其中，社会经济发展方面的数据主要来源于：《于田统计五十年（1949―1998）》、《于田县主要经济指标汇编（1999年―2008年）》、《辉煌于田十一・五》和《于田县志》等.

2 研究方法及评价指标体系的建立

根据绿洲自组织和可持续发展理论，绿洲规模的适度与否与绿洲区社会、经济和生态环境三个系统的动态协调程度有着十分密切的联系.因此，对干旱区绿洲规模演变的适宜度进行评价，应当在综合三个系统的评价值的基础上进行.本文主要从人与自然协调发展的角度出发，对于田绿洲规模演变过程中经济、社会与生态环境的综合效益进行评价，并以这三个系统综合效益的协调度为标准对于田绿洲规模的适宜程度作出判断.

2.1 建立评价指标体系

本文主要是在绿洲自组织和可持续发展理论的指导下，从人与自然协调发展的角度出发，根据目前所掌握的数据资料，并参考相关文献[20-23]，建立于田绿洲规模适宜度的评价指标体系.整个评价指标体系主要包括经济效益评价、社会效益评价和生态环境效益评价三大部分，共有14项指标，如图2所示.其中，基于于田绿洲农牧业生产的投入-产出效益与经济生产结构的合理性，选取了6项指标对于田绿洲的经济效益进行评价.对于田绿洲社会效益评价指标的选取则主要考虑了城乡均衡发展、人民的生活水平和人均资源占有量三方面的因素.由于缺少当地生态环境污染、环境治理与保护方面的长时间序列数据，所以选取了粮食单产、化肥使用量、种植业总产值和林业总产值4项指标反映土地的生产效率、农业生产活动中的生态环境污染状况和土地资源的利用结构与效率，从而对于田绿洲规模演变过程中的生态环境效益进行评价.

2.2 研究方法

2.2.1 各评价指标权重的确定 为了客观地对于田绿洲规模演变过程中的经济、社会和生态环境进行评价，本文采用熵值法来确定各评价指标的权重值.在信息学中，熵是对系统的有序化程度的一种度量，也可以用来衡量信息的不确定性.某个指标的熵值越小，说明蕴含的信息量越多，指标所占的权重也就越大.相反，指标所占的权重也就越小.其具体计算步骤如下：

2.2.2 建立评价模型 根据绿洲自组织和可持续发展理论可知，适宜的绿洲规模必须要满足经济、社会与生态环境3个子系统的协调发展.本研究根据所建立的指标体系分别计算出于田绿洲经济、社会与生态环境3个子系统的效益指数，并在此基础上计算3个系统的协调度指数，进而据此对于田绿洲规模的适宜度进行评价.具体的计算步骤如下：

（1）计算各子系统的效益指数F（x）：F（x）=∑mi=1WiXi，式中，F（x）表示各子系统效益指数的评价值；Wi表示各子系统中第i项指标的权重；Xi表示各子系统中第i项指标标准化后的值；m表示各子系统评价指标的个数.

（2）计算各子系统间的协调度指数Ci：Ci=1-Di/Ai，其中，Ci表示经济、社会、生态环境3个子系统的协调度指数；Di表示3个子系统效益指数的标准差；Ai表示3个子系统效益指数的均值.同时，本文借鉴协同理论的协调度标准，在全面剖析于田绿洲经济、社会和生态环境三大子系统的基础上，并参考相关的研究成果[21，24]，对绿洲规模的适宜度进行了分类，确立了绿洲规模适宜度的评价标准，如表1所示.

3 结果分析

首先，运用均值变换法对1980―2010年于田绿洲规模适宜度评价指标体系中14个指标的原始数据进行归一化处理，以消除量纲的影响.其次，运用上文所述的方法计算出于田绿洲经济、社会、生态环境3个子系统的效益指数和3个子系统间的协调度指数.最后，根据各子系统间的协调度指数对于田绿洲规模的适宜度进行评价.

3.1 各子系统指标权重分析

根据表2中各指标权重的计算结果可知，在经济子系统中各指标权重排名前3位的分别是第三产业比重（0.077 3）、粮食总产量（0.059 6）和有效灌溉面积（0.039 8）；在社会子系统中各指标权重排名前两位的分别是农牧民人均纯收入（0.365 3）和人均粮食占有量（0.050 6）；在生态环境子系统中各指标权重排名前两位的分别是化肥使用量（0.202 5）和林业总产值（0.061 8）.这说明这7个指标在实现于田绿洲经济、社会和生态环境3个子系统协调发展中贡献最大.今后在促进当地人与自然协调发展过程中，应当重点考虑这7大因素.

3.2 经济、社会、生态环境效益评价结果分析

从图3可以看出，1980―2010年于田绿洲的经济效益指数与社会效益指数均呈现出不断上升的趋势.其中，经济效益指数上升的速度较为平缓，其最大值出现在2010年.这表明，在1980―2010年于田绿洲的经济发展正处于稳步上升的阶段.据统计，十一・五期间，于田县国内生产总值累计达44.15亿元，是十・五期间的1.87倍，年均增长9.37%.产业结构调整的步伐加快，到2010年三大产业结构已由十・五末的56.2∶10.97∶32.83转变为40.86∶10.01∶49.13.而社会效益指数是三者中上升幅度最大，上升速度最快的.这主要得益于城乡经济的持续发展和人民生活水平的不断提高.2010年于田县城镇居民人均可支配收入为10 988.54元，比2005年增加了4 850元.

与前两者不同，生态环境效益指数呈现出了波动变化的状态.1980―1997年，于田绿洲生态环境效益指数呈持续上升的状态.因为此阶段于田县的社会经济处于发展初期，人口与经济的规模比较有限，农业生产中化肥、农药等对生态环境有不良影响的生产资料投入较少.1998―2005年，生态效益指数又呈现出快速下降的趋势.这主要是受经济发展为第一要务理念的影响，在工农业生产的过程中忽视了对绿洲生态环境的保护.2006―2010年，生态环境效益指数又呈现出了小幅上升的趋势.这一趋势则与当地政府与居民发展理念的转变，对生态环境保护认识的提高有重要的联系.

3.3 于田绿洲规模适宜度评价

按照时间序列，我们将表2中于田绿洲规模适宜度的评价结果划分为3个阶段.第一阶段为1980―1990年，在这期间于田绿洲经济、社会和生态环境3大子系统的协调度指数相对较高，特别是在1987年和1990年出现了两个高值，说明这一时期于田绿洲社会经济与生态环境的发展比较协调，绿洲的发展规模适宜.第二阶段为1991―2000年，这一时期于田绿洲3大子系统的协调度指数相较于上一阶段有所下降.其中，在1995年还出现了一个低值.说明这一时期3大子系统的发展相较于前一阶段略有失调.但是，其大部分数值仍处于0.6以上，绿洲的发展规模也较为适宜.第三阶段为2001―2010年，这一阶段3大子系统的协调度指数处于3个时期中的最低水平，绿洲发展规模的适宜度也从2003年起由适宜转变为勉强适宜和不适宜.这主要是由于这一时期人口增长与经济发展的压力增大，大量的荒地与地下水资源被过度开采，绿洲系统的发展有所失衡.于田县的统计资料显示，2003―2010年期间该县的总人口由221 483人增长到248 943人；耕地面积由26 490 hm2扩展到31 053.33 hm2.耕地面积的扩张增加了当地农民的收入，促进了农村经济的发展.但是，盲目地开垦荒地会导致大面积的土地被撂荒，加快了土地盐碱化的进程.这一现象应当引起当地政府的足够重视，应当积极引导当地工农业发展方向，适当控制人口与耕地规摸，有计划、合理地开发利用当地的自然资源，实现本区域人与自然的可持续发展.

4 结论

通过对1980―2010年于田绿洲规模适宜度评价指标数据的处理，得到了这31年期间于田绿洲经济、社会与生态环境3大子系统间的协调度指数，并据此对于田绿洲规模的适宜度进行了评价.具体的研究结论如下：

（1）在经济子系统、社会子系统和生态环境子系统中指标权重排名最靠前的3个指标分别是第三产业比重、农牧民人均纯收入和化肥使用量.这表明在实现于田绿洲人与自然协调发展的过程中，本地区的产业结构、人民的生活水平与生态环境的保护是至关重要的3个方面，应当引起当地政府与群众的足够重视.

（2）1980―2010年于田绿洲的经济效益指数与社会效益指数均呈现出不断上升的趋势，而生态环境效益指数却呈现出波动变化的状态.这说明，这一时期于田县社会经济的发展势头良好，人民的生活质量与经济发展水平均有较大的提高.但是，在生态环境保护方面却有所忽视，绿洲的生态系统也因此受到了一定的扰动.

（3）从最终的评价结果可知，上世纪80年代于田绿洲经济、社会和生态环境3大子系统的协调度指数相对较高，绿洲的发展规模适宜.到了90年代，3大子系统的协调度指数相较于前一阶段有所下降，绿洲的发展规模转变为较为适宜.2000―2010年，3大子系统的协调度指数处于3个时期中的最低水平，绿洲发展规模的适宜度也从2003年起由适宜转变为勉强适宜和不适宜.

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