【摘 要】
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水资源和能源是推动经济发展必不可少的要素。随着社会经济的高速发展,人类对水和能源的需求剧增,由此引发的资源短缺问题日益突出。能源开采利用过程中会消耗大量的水资源,而水资源开发传输过程中也需要大量能源提供动力,水资源和能源密切相关。然而,以往的资源管理多关注单一资源,忽略了两者之间的关联性。哈萨克斯坦常年由于水能矛盾,限制其经济发展,因此,建立有效的方法明晰水-能耦合关系及分析虚拟水代谢系统状况,对
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水资源和能源是推动经济发展必不可少的要素。随着社会经济的高速发展,人类对水和能源的需求剧增,由此引发的资源短缺问题日益突出。能源开采利用过程中会消耗大量的水资源,而水资源开发传输过程中也需要大量能源提供动力,水资源和能源密切相关。然而,以往的资源管理多关注单一资源,忽略了两者之间的关联性。哈萨克斯坦常年由于水能矛盾,限制其经济发展,因此,建立有效的方法明晰水-能耦合关系及分析虚拟水代谢系统状况,对于促进哈萨克斯坦资源综合管理具有重要意义。本文综合利用投入产出模型（Input output model）、生态网络分析（Ecological network analysis）和析因分析（Factorial analysis）方法构建了哈萨克斯坦水-能耦合框架,核算了经济活动中消耗的能源、与能源相关的耗水、虚拟水及与水相关耗能,全面评估了水-能耦合系统内的复杂生态关系,并量化不同的耗水量对虚拟水代谢系统的影响,确定最佳供水方案,以缓解哈萨克斯坦的水资源短缺压力,促进资源高效利用。本文主要研究结果如下:（1）2014年哈萨克斯坦虚拟水总量为192.9×10~9m~3。农业出口虚拟水19.5×10~9m~3,其中,蔬菜、水果、坚果占农业出口总额的86.0%。与水相关耗能总量为487.6万吨标准煤。其中轻工业占比最大,达42.8%。2014年哈萨克斯坦各部门能源消费总量为1.1亿吨标准煤。其中电气供应业能源投入最多,占49.9%,其次为金属制造业,占20.3%。与能源相关耗水量为7.2×10~8m~3,占比较大的部门为电气供应业、化工业、金属制造业,共占79.6%。（2）农业、高级制造业、初级制造业和服务业对虚拟水代谢系统鲁棒性的贡献率高达96.9%。81种全因子情景设计的结果表明情景FS20和FS60是最佳节水方案。在这两种情景下,总用水量将减少3.7%～4.8%,竞争关系的比例将降至24.4%,代谢系统的鲁棒性将提高到0.35。因此,优先保障初级制造业的用水,提高农业和高级制造业用水效率,有助于优化用水结构并提高代谢系统性能。（3）哈萨克斯坦的产业升级不足,50%以上的农产品由农业转移到畜牧业,23%转移到初级制造业进行精加工,需要增加精加工的农产品数量以提高其附加值。第一产业用水效率普遍较低,决策者可以改善农业灌溉技术和改变种植结构（用虚拟水含量低的农作物代替虚拟水含量高的农作物）策略进行节水。电气供应业和轻工业的完全能源消耗系数较高,建议通过调整能源结构（可再生、新型能源替代传统能源）及提高能源利用效率（升级节能技术）策略进行节能。
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