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基于 DEA 模型的中亚地区水资源利用效率分析

文献类型:学位论文

作者张姣优
答辩日期2019-06-30
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师陈亚宁
关键词水资源 利用效率 数据包络分析 主成分分析 中亚 Water resources Utilization efficiency Data envelopment analysis,Principal component analysis Central Asia.
学位专业理学硕士
其他题名Assessment of Water Use Efficiency in Central Asia Based on DEA Model
英文摘要水资源是人类赖以生存和发展的物质基础,也是农业和工业生产中非常重要的自然资源。中亚地区处于亚欧大陆的内部,气候干旱,水资源分布不平衡。 水资源的储存总量并不是很少,但由于人们在开发利用水资源的过程中, 一方面由于国家之间的水争夺,另一方面,水资源利用效率低下,尤其是在农业用水方面,浪费严重, 导致该地区出现水资源紧张的局面。中亚地区与我国紧邻,位于一带一路的核心地带, 其社会经济和生态环境对我国一带一路的顺利推进具有重要的影响。 水资源问题是中亚地区最突出的社会环境问题,需要我们在一带一路建设中更加关注。本文以中亚地区的水资源为研究对象,基于 DEA 模型对中亚五国的水资源利用效率进行了分析。论文主要内容包括如下几个方面:一是,对中亚地区的水资源利用现状,以及存在的问题进行分析;其次,利用数据包络分析法(DEA模型)对中亚五国的水资源利用效率进行了评价,并运用主成分分析法,对中亚五国的农业水资源综合利用效率进行了对比分析;再是,对中亚地区水资源问题最为严峻的典型流域-咸海流域的水资源利用现状及农业水资源利用效率进行了统计分析。主要分析结果如下:1、基于 DEA 模型计算分析得出, 中亚五个国家的经济收益主要是依靠大量的水资源及劳动力投入来获得,水资源利用的技术有效性比较差。 整个中亚地区的平均水资源相对利用效率为 0.656,是我国水资源利用效率的 79.8%,美国和日本的 65.6%。其中,哈国的水资源相对利用效率最高(0.822),其次是塔国 0.794,乌国 0.741,吉国 0.544,土国最低,为 0.379。中亚五个非 DEA 有效国家经过在有 效 平 面 上 的 投 影 与调 整 , 得 出 整个 中 亚 地 区 的工 业 用 水 量 可以 节 约57.854×108m3, 生活用水量可节约 48.688×108m3, 从业人员可节约 23.284×106,固定资产投资可节约 231.714 亿美元; 农业用水是中亚地区水资源消耗和水资源浪费最大的生产部门,节水潜力较大。2、利用主成分分析法得出,中亚五个国家的农业水资源综合利用效率存在地区差异,哈国的农业综合用水效率>乌国>土国>吉国>塔国。 各国的经济发展水平对农业水资源的综合利用效率具有较大影响。其中, 社会经济效益(第一主成分), 对中亚五个国家农业水资源综合利用效率的贡献率 55.70%;资源利用效率(第二主成分),贡献率 26.22%;生态效益(第三主成分),贡献率 14.45%。另外, 根据影响中亚地区农业水资源利用效率的主要指标,中亚五个国家的灌溉水利用效率平均为 44.40%,即每灌溉 100m3 水,作物实际仅利用 44.4m3 的水,55.6%的水属于无益消耗,用水效率较低。 从经济效益来看, 哈萨克斯坦农业水资源利用的经济效益最高,达 0.5 美元/m3。从生态效益来看,乌兹别斯坦单位耕地面积投入的化肥量最高, 平均每公顷耕地投入 182kg 的化肥,是土壤盐渍化强度较严重的国家,生态问题最突出区域。3、 典型流域-咸海流域的水资源空间分布不平衡,水资源在各国的分配也不平衡。 在 2000-2014 年间,咸海流域的水体面积以每年 1048km2 的速率减少,水体面积比例 2.5%减少到 1.5%, 其中咸海的面积变化最剧烈, 面积由 2000 年的28119.37km2 减少至 2014 年的 11169.01km2,缩小了 60.28%。咸海流域的水资源利用,不仅主要用于农业灌溉,而且还用于水力发电。 为了发电, 位于上游的水库在非生长季释放的水量远大于生长季的释放量。各个国家的取水量主要集中在生长季,非生长季的取水量相对较少,其中乌兹别克斯坦分配的水量最高, 实际取水量也最高,且常年高于用水配额。4、咸海流域的水分生产力, 小麦每消耗立方米水的产量最大,其次是水稻和棉花。而作为经济作物的棉花,每消耗立方米水产生的经济价值最大,其次是粮食作物大米,小麦的水生产力最低。 2000 年至 2014 年,小麦平均每消耗立方米水的产出为 0.881kg 和 0.191 美元。水稻年均水生产力分别为 0.689kg/m3 和0.268 美元/m3,棉花年均水生产力分别为 0.451kg/m3 和 0.727 美元/m3。 2000 年至 2014 年,咸海流域作物的水分生产力(粮食产出) 呈现相对稳定的趋势,年均为 0.674kg/m3。由于受农作物价格影响,水分利用的经济效益呈上升趋势,年平均为 0.467 美元/m3。从空间分布来看,西北部的费尔干纳灌区和塔什干灌区具有较高的水分生产力。
学科主题自然地理学
语种中文
源URL[http://ir.xjlas.org/handle/365004/15271]  
专题中国科学院新疆生态与地理研究所
新疆生态与地理研究所_研究系统
作者单位中国科学院新疆生态与地理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
张姣优. 基于 DEA 模型的中亚地区水资源利用效率分析[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:新疆生态与地理研究所

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