0 引言

在干旱地区，水资源是支撑社会经济发展重要的因素。基于水文水资源、气象、土地利用等基础数据，分析自然禀赋与社会经济的相互作用机制，是未来中亚地区水资源利用研究的发展方向[1]。水资源的形成、演化和合理利用不仅意味着水资源在人类代际之间的分配公平，也代表着地区社会经济、生态环境与水资源的协调可持续发展[2]，因此有必要加强地区水资源利用与经济社会发展相互关系的研究。

水资源问题一直是制约中亚干旱区发展的重要问题之一[3]。目前国内外学者对中亚水问题的研究主要为定性分析[4-5]，少部分学者对中亚水土资源的匹配关系进行了定量研究[6]，但对水资源利用状况和经济社会发展相互关系的研究相对较少，研究范围仅限于国家尺度。哈萨克斯坦作为中亚地区水资源及其潜力最丰富的国家，资源、经济均是中亚地区之重。关于哈萨克斯坦水资源的研究，目前主要是从国家层面对其水资源分布储存、开发利用、管理等[7]方面进行描述性分析较多，如龙爱华等[8]对哈萨克斯坦水资源条件进行了分析，认为国民经济可用水较少且保证率低；吴淼等[9]对哈萨克斯坦水资源及其利用情况进行了系统评估，表示农业用水占总用水量较大，是影响全国用水变化的主要原因；热依莎·吉力力等[10]在对哈萨克斯坦水环境现状的研究中，强调人口增长和经济发展加剧了哈萨克斯坦水资源短缺问题；Kamshat 等[11]对哈萨克斯坦农村地区用水系统和卫生设施情况进行了分析，认为人口、经济、水资源在地区间存在矛盾等。

国内外关于水资源利用与经济社会因素匹配关系的研究，大部分文献均采用经济学理论、数学方法及模型等，如从水资源分布与配置的角度，多采用基尼系数法[12]、不平衡指数法[13]、综合指数法[14]；从水足迹的角度，多采用水足迹计算模型[15]；从农产品的角度，采用虚拟水方法[16]；还有通过协整模型[17]、VAR模型[18]的构建等来研究水资源与经济社会发展的关系。由于数据获取不易，各国学者对哈萨克斯坦地级州（市）水资源利用与经济社会之间匹配水平等问题研究甚少，且未涉及到长时间序列的时空变化分析。因此，采用基于数列的匹配度计算方法，分析1995—2015年哈萨克斯坦16个州（市）水资源利用量和人口、GDP的匹配状况，揭示它们的时空匹配规律，并指出问题，有利于促进水资源与经济社会的可持续发展，为保障“一带一路”倡议的有效实施提供一些借鉴与指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

哈萨克斯坦是中亚五国中面积最大的国家，面积272.49万km2，与我国西部地区有着跨界水体的重要联系。地势东南高、西北低，其中多为平原与低地。气候属于温带大陆性气候，北部较湿润，多年平均降水量300～500 mm，西南部较干旱，多年平均降水量100 mm左右。水资源总量约1 084.5亿m3，其地表水资源量和地下水资源量分别为1 006 m3和338.5 m3，境内水资源分布极不均衡，主要集中在东部、南部及东南部[7]，径流补给较少，多来自过境河流。哈萨克斯坦拥有16个地级州（市），主要以农牧业为主，北部是雨养农业区，南部则为灌溉农业区，西南地区缺水十分严重，农业受气候条件变化的影响也较大。南哈萨克斯坦州、克孜勒奥尔达州、阿拉木图州和江布尔州的农业用水量占总用水量的比重较大，而卡拉干达州、曼格斯套州、巴浦洛达尔州的工业用水量占比较多。2017年哈萨克斯坦总人口1 803.44万，主要集中在南哈萨克斯坦州、卡拉干达州和阿拉木图州等地区，人均GDP为8 769美元，而阿拉木图市和阿特劳州的GDP相对较高。

1.2 数据来源

本文数据来源于《哈萨克斯坦地区统计年鉴》（ 个州（市）作为研究区域，时间跨度为1995—2015年。数据包括用水量（总量、农业、工业、生活）、GDP（总值、工业、农业）、人口（农村、城市）等。

1.3 研究方法

匹配是对“2种或2种以上系统或其要素之间配合关系（正、负相关）”的描述[19]。左其亭等[19]在2014年提出了基于数列的匹配度计算方法，其能从时间和空间上，直接、定量地分析2种变量之间的匹配关系，目前已应用到水资源利用与经济社会发展时空匹配的研究中[19-20]。计算方法[19]：假设研究区内有k个单元表示第k个单元变量X与Y的值，则空间上的匹配度计算如式（1）；假设T个研究时段为第t个时间段变量X与Y的值，时间上的匹配度计算方法与上相同。