王玉寶 蒲傲婷 閆 星 孫敬新

(1.西北農林科技大學旱區(qū)農業(yè)水土工程教育部重點實驗室， 陜西楊凌 712100; 2.西北農林科技大學旱區(qū)節(jié)水農業(yè)研究院， 陜西楊凌 712100; 3.陜西省水利電力勘測設計研究院， 西安 710001)

0 引言

水資源、能源和糧食是人類生存、社會發(fā)展和文明進步的重要物質基礎，任何一種要素的安全均直接關乎經濟安全、社會穩(wěn)定、生態(tài)安全乃至國家安全。三者之間相互作用、相互制約，各子系統(tǒng)安全緊密相關[1-2]。

面對全球氣候變暖、人口增長、可利用資源匱乏及資源需求量增加等多方面壓力，通過構建水-能源-糧食(WEF)互動關聯(lián)系統(tǒng)來應對相關問題的方法，引起了相關組織和學者的關注，并從不同角度對WEF系統(tǒng)開展研究，取得了初步成果[3-7]。2011年，WEF系統(tǒng)“紐帶關系”在德國波恩會議上正式提出，指出綜合權衡3種資源的生產、消耗和管理，可避免因只基于單一資源戰(zhàn)略而產生的嚴重后果[8]。2013年，聯(lián)合國亞太經濟社會理事會發(fā)布《亞太地區(qū)WEF紐帶關系報告》，旨在考慮多方面因素，提出環(huán)境治理框架，綜合優(yōu)化WEF系統(tǒng)[9]。2014年，聯(lián)合國糧農組織(FAO)出版了《WEF報告：支持糧食安全和可持續(xù)農業(yè)的新途徑》，從實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保障糧食安全的角度詮釋“紐帶關系”，并提出利用“紐帶關系”進行分析決策的方法[10]。國內外學者對WEF系統(tǒng)研究的成果大致可以分為2類[11-12]：①定性闡釋水資源、能源和糧食之間的關聯(lián)關系，為跨部門有效管理提出相關建議[13]。例如，文獻[14-18]從環(huán)境可持續(xù)生計、資源可持續(xù)利用、糧食短缺和水資源管理的視角，通過構建WEF系統(tǒng)框架、跨領域研討及問卷調查的方式，為維持研究區(qū)域WEF系統(tǒng)平衡提出一系列有效措施。②通過構建模型工具來描述水資源、能源和糧食等不同資源之間復雜的關聯(lián)特征[19-21]。其中，DAHER等[22]構建了一種WEF系統(tǒng)框架模型(WEF Nexus Tool 2.0)，作為一個確定資源配置方案的平臺；李桂君等[23-24]通過分析WEF紐帶關系的發(fā)展歷程，從不同角度指出該領域的研究議題、分析工具和面臨的挑戰(zhàn)，并對北京市WEF系統(tǒng)進行了動力學仿真模擬及敏感性分析；彭少明等[25]對黃河流域WEF系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方案進行了分析；文獻[26-28]分別針對全國和省域尺度進行了WEF系統(tǒng)的耦合協(xié)調發(fā)展水平定量評價。雖然大多數學者試圖從不同的角度厘清WEF系統(tǒng)的紐帶關系，但其最根本的目標均是保障WEF系統(tǒng)安全。目前，對于WEF系統(tǒng)安全研究的成果較少，由于WEF系統(tǒng)安全格局具有多元性和綜合性的特點，如何科學客觀地評價WEF系統(tǒng)安全，尚未有確定的理論和方法。

針對WEF紐帶關系復雜、系統(tǒng)安全性需要考慮各子系統(tǒng)安全及其之間的協(xié)同競爭關系等問題，本研究在探討WEF系統(tǒng)耦合機制的基礎上，基于層次分析法原理，建立系統(tǒng)安全性綜合評價指標體系，并以我國WEF系統(tǒng)安全問題突出的新疆為例，采用實碼加速遺傳投影尋蹤模型對WEF系統(tǒng)安全性進行評價，分析區(qū)域WEF系統(tǒng)安全的主要驅動因素，提出提高系統(tǒng)安全的策略，為區(qū)域資源、經濟、社會可持續(xù)發(fā)展政策的制定提供參考。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究區(qū)域概況

新疆位于我國西北邊陲(圖1)，現(xiàn)有14個地、州、市，全區(qū)國土面積約1.6×106km2，耕地資源豐富，以種植小麥和玉米為主[29]。作為中國最大的能源后備區(qū)，新疆擁有豐富的風能、太陽能等清潔能源，遼闊復雜的地貌下蘊藏著量大質優(yōu)的礦產資源，其中煤、石油和天然氣是新疆最具優(yōu)勢的礦產資源，煤炭預測資源總量為2.19萬億噸，占我國煤炭資源總量的40.6%，已探明的石油儲量達56億噸，天然氣預測資源總量超過1×1013m3，均位居全國首位[30]。但是，新疆也是我國典型的干旱地區(qū)，地處內陸，遠離海洋，降水稀少，水資源時空分布不均，對工農業(yè)發(fā)展帶來非常不利的影響[31-32]。

圖1 新疆部分資源概況Fig.1 Overview of some resources in Xinjiang

1.2 區(qū)域WEF系統(tǒng)協(xié)同競爭機制與安全性綜合評價指標的構建

1.2.1WEF系統(tǒng)協(xié)同競爭機制

水資源、能源和糧食三者不僅是資源的提供者，也是資源的消費者(圖2)。能源和糧食的生產加工過程離不開水資源消耗，同時能源為糧食生產及水資源的提取、運輸、處理提供動力；糧食亦可作為虛擬水載體和生物質能源來緩解水資源和能源短缺的壓力。由于3種資源之間的關系日益復雜，若在僅考慮單一資源或割裂任何一種資源的情況下探討資源安全問題，都只會得出片面的結果，甚至會帶來錯誤的導向。為了能夠更好地應對水、能源和糧食安全問題，維持三者平衡發(fā)展，綜合考量WEF系統(tǒng)“紐帶關系”是必然趨勢。

圖2 水-能源-糧食系統(tǒng)“紐帶關系”Fig.2 Water-energy-food nexus

1.2.2WEF系統(tǒng)安全性評價指標構建

(1)層次體系

WEF系統(tǒng)安全程度與其子系統(tǒng)安全密切相關，因此，WEF系統(tǒng)的安全從水資源安全、能源安全、糧食安全及兩兩組合構建的水-糧食系統(tǒng)、能源-糧食系統(tǒng)、水-能源系統(tǒng)的安全等多個方面來綜合考察。其中，兩兩組合構建的子系統(tǒng)指標可交叉反映WEF系統(tǒng)安全。遵循層次分析法原理，將WEF系統(tǒng)安全評價指標體系分為3個層次：第1層為目標層，即WEF系統(tǒng)安全程度(A1)；第2層為準則層，包括水資源安全(B1)、糧食安全(B2)、能源安全(B3)、水-糧食系統(tǒng)安全(B4)、糧食-能源系統(tǒng)安全(B5)、水-糧食系統(tǒng)安全(B6)；第3層為指標層(C1～C16)。

(2)指標選擇

選擇指標時，需要考慮區(qū)域實際情況，盡可能列出可以描述對應準則層狀態(tài)的所有指標，保證考慮到各個方面的影響因素，避免重要指標的遺漏。

(3)指標體系確立

首先，對所選的評價指標進行初步篩選，借鑒已有的研究成果，剔除明顯不適當的指標，并添加一些新的指標；然后通過理論分析，選擇更符合理論的指標[27,33-35]。最后根據實際情況和數據的可獲取性，確定科學合理的評價指標體系(表1)。

表1 EF系統(tǒng)安全評價指標體系Tab.1 Water-energy-food nexus safety evaluation index system

1.3 研究方法

1.3.1評價模型概述

本研究選用實碼加速遺傳投影尋蹤模型進行綜合評價，該模型耦合了投影尋蹤模型和實碼加速遺傳算法。投影尋蹤模型的原理是將高維數據投影到低維子空間，然后利用低維空間上的投影向量分析高維數據特征，在保證數據信息完整的情況下，以投影方向即不同權重組合的方式反映指標間的變化規(guī)律；同時利用實碼加速遺傳算法對全局尋優(yōu)問題進行優(yōu)化，不僅保證求得的指標權重可以更準確反映評價結果，并且解決了計算速度慢及易早熟收斂等缺點[36-41]。

1.3.2評價模型實現(xiàn)流程

(1)樣本評價指標集歸一化處理

設定評價指標集

{x*(i,j)|i=1,2,…,n;j=1,2,…,p}

(1)

式中x*(i,j)——第i個樣本的第j個評價指標的原值

n——樣本個數p——指標個數

利用歸一化處理消除評價指標的量綱并統(tǒng)一變化范圍。

正向性指標

x(i,j)=(x*(i,j)-xmin(j))/(xmax(j)-xmin(j))

(2)

負向性指標

x(i,j)=(xmax(j)-x*(i,j))/(xmax(j)-xmin(j))

(3)

式中x(i,j)——指標特征值歸一化處理后的結果

xmax(j)——樣本中第j個指標原始值的最大值

xmin(j)——樣本中第j個指標原始值的最小值

(2)投影目標函數構建

設a=(a(1),a(2),…,a(p))為投影方向單位長度向量，樣本i在該方向上的一維投影值為

(4)

評價要求投影值散布特征為小集中、大分散。因此投影目標函數為

Q(a)=SZDZ

(5)

其中

(6)

(7)

R=0.1SZ

式中SZ——評價投影值的標準差

DZ——評價投影值的局部密度

E(z)——序列{z(i)|i=1,2,…,n}的平均值

R——局部密度的窗口半徑

r(i,j)——樣本之間的距離

u(R-r(i,j))——單位階躍函數，當R-r(i,j)≥0時，其函數值為1，否則其值為0

(3)投影目標函數優(yōu)化和最佳投影方向確定

當方案集給定時，投影目標函數Q(a)只隨著投影方向的變化而變化，可通過求解投影目標函數最大化來估計最佳投影方向，即

max(Q(a))=SZDZ

(8)

約束條件

(9)

以p維變量a(j)為優(yōu)化變量的非線性優(yōu)化問題，傳統(tǒng)的優(yōu)化處理方法難以處理。本文采用的實碼加速遺傳算法(RAGA)利用模擬生物優(yōu)勝劣汰規(guī)則與群體內部染色體信息交換的原理進行全局優(yōu)化，通過多元替代和疊加運算，加強了計算結果的穩(wěn)定性和精確性。

(4)評價結果等級劃分

把最佳投影方向a代入式(4)得到各樣本的投影值z(i)。目前關于WEF系統(tǒng)安全評價標準還沒有統(tǒng)一，本文依據評價指標本身和實際情況，正向指標以能達到的極限值或目前的最高值作為非常安全的級別標準，最低值作為非常不安全的限定值，逆向指標以能達到的極限值或目前的最低值作為非常安全的級別標準，最高值作為非常不安全的限定值，在非常不安全和非常安全之間平均劃分5個區(qū)間，然后對各評價指標區(qū)間的右端點值運用模型進行上述處理，得到標準樣本投影值。繪制標準樣本投影值散點圖(圖3)，建立等級評價模型，評價等級最低為1等，投影值越大等級越高，等級越高系統(tǒng)越安全，然后進行安全性評價及優(yōu)劣排序，系統(tǒng)安全程度劃分為非常不安全(Ⅰ級)、不安全(Ⅱ級)、基本安全(Ⅲ級)、比較安全(Ⅳ級)和非常安全(Ⅴ級)5個等級。

圖3 投影值與評價等級的關系Fig.3 Relationship of projection value and grade

1.4 數據來源

研究數據來自1997—2016年《新疆統(tǒng)計年鑒》、1997—2003年《新疆水利統(tǒng)計資料匯編》、2004—2015年《水資源公報》和1997—2016年《中國能源統(tǒng)計年鑒》。部分缺失的數據由所有歷史年份的擬合值代替。

2 評價結果與分析

以1997—2016年新疆整體及14個市域指標數據為樣本，利用遺傳投影尋蹤模型，對新疆WEF系統(tǒng)安全變化進行時空評價分析。在實碼加速遺傳計算過程中，父代初始種群規(guī)模為400，交叉概率pc=0.8，變異概率pm=0.8，優(yōu)秀個數為10個，加速次數為20次。借助Matlab仿真計算，得到1997—2016年新疆整體和各市域WEF系統(tǒng)安全的投影值及對應的評價等級。

2.1 新疆WEF系統(tǒng)安全時間變化特征

1997—2016年新疆WEF系統(tǒng)安全評價等級整體上處于穩(wěn)步上升趨勢(圖4)，由最初的非常不安全狀態(tài)逐漸改善到比較安全的狀態(tài)。該評價結果與實際情況較為吻合，在研究時段初期，新疆的發(fā)展水平落后，水資源、能源和糧食的管理機制也還存在較多漏洞，導致WEF系統(tǒng)安全性較低；隨著經濟的發(fā)展，各部門的管理措施不斷完善，對保持各資源可持續(xù)利用的關注度越來越高，WEF系統(tǒng)安全程度也隨之改善。

圖4 1997—2016年新疆WEF系統(tǒng)安全等級Fig.4 WEF nexus security level of Xinjiang from 1997 to 2016

研究時段內，新疆市域WEF系統(tǒng)安全性主要包括不安全、基本安全及比較安全3種類型(圖5)。1997—2016年，除克拉瑪依市、烏魯木齊市和吐魯番市的WEF系統(tǒng)安全等級在降低外(克拉瑪依市下降最快)，其余地區(qū)均在上升，阿勒泰地區(qū)和克孜勒蘇柯爾克孜自治州上升趨勢最為明顯。2009年后多數市域系統(tǒng)安全等級發(fā)生明顯變化，可劃分為1997—2009年和2010—2016年前后兩個階段，變化率如圖6所示。前一階段，大多數市域的系統(tǒng)安全等級均呈上升趨勢，吐魯番市上升最快，克拉瑪依市和烏魯木齊市系統(tǒng)安全等級下降，克拉瑪依市下降最明顯。后一階段，一半市域系統(tǒng)安全等級下降，克拉瑪依市仍下降最快，在增長的市域中，阿勒泰地區(qū)的增長率最大。為具體分析各地區(qū)WEF系統(tǒng)年際變化情況，結合2個階段安全等級的多年平均變化率，將不同市域的變化情況劃分為4種模式：①增長加快模式，主要包括博爾塔拉蒙古自治州、伊犁哈薩克自治州、阿勒泰地區(qū)，這類市域WEF系統(tǒng)安全性持續(xù)增加，且增長速率后期比前期更高。②增長減緩模式，主要包括哈密市、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、和田地區(qū)和塔城地區(qū)，這類市域WEF系統(tǒng)安全等級值前期增長比較明顯，后期雖在增長但速率較慢。③先增后減模式，主要包括吐魯番市、昌吉回族自治州、巴音郭楞蒙古自治州、喀什地區(qū)和阿克蘇地區(qū)，這類市域WEF安全等級值前期增加后期減小。④降低加劇模式，主要包括克拉瑪依市和烏魯木齊市，這類市域WEF系統(tǒng)安全等級值在前后兩個階段均在降低，且后一階段降低速率更高。總體而言，大部分市域前一階段WEF系統(tǒng)安全發(fā)展態(tài)勢良好，后一階段增長速度放緩甚至呈下降趨勢，表明近幾年WEF系統(tǒng)安全受到一定的威脅，需要高度重視。

圖6 新疆各地州市WEF系統(tǒng)安全等級變化率Fig.6 Rate of WEF nexus security level’s change of each region in Xinjiang

2.2 新疆WEF系統(tǒng)安全空間變化特征

為具體分析新疆市域WEF系統(tǒng)安全程度空間分異規(guī)律，選取兩個階段的首末端年份作為代表年(圖7)。1997年，僅有克拉瑪依市WEF系統(tǒng)處于比較安全等級，其余地區(qū)均處于不安全狀態(tài)，其中博爾塔拉蒙古自治州安全等級最低。2009年，屬于基本安全等級的市域增多，克拉瑪依市安全等級仍最高，但安全等級較1997年下降了11.9%，安全等級最低的是喀什地區(qū)，僅為1.54，達到了研究時段中各市域等級的最小值。與2009年相比，2010年大部分市域的WEF系統(tǒng)安全等級發(fā)生了顯著變化，喀什地區(qū)最為明顯，安全等級是2009年的1.35倍，吐魯番市下降最多，等級由2009年的2.96下降至2.26，但同時市域間的等級差異減小。2016年，阿勒泰地區(qū)WEF系統(tǒng)躍到比較安全狀態(tài)，克孜勒蘇柯爾克孜自治州和巴音郭楞蒙古自治州WEF系統(tǒng)達到基本安全狀態(tài)，其余地區(qū)處于不安全范圍內，但安全等級大于2.00的市域明顯增多。

圖7 1997、2009、2010、2016年新疆WEF系統(tǒng)安全水平空間格局Fig.7 Spatial patterns of water-energy-food nexus security in 1997, 2009, 2010 and 2016 of Xinjiang

2.3 影響因素分析

評價指標的最佳投影方向即指標權重，可以反映各指標對WEF系統(tǒng)安全性的影響程度，值越大則影響程度越大，同時意味著優(yōu)先關注權重較大的指標因素，可以提高WEF系統(tǒng)綜合安全。從最佳投影方向(圖8)可以看出，影響WEF系統(tǒng)安全性的因子以2009年為分界點發(fā)生了明顯變化，故導致新疆各市域WEF系統(tǒng)安全性在前后兩個階段存在明顯的差異。1997—2009年，對WEF系統(tǒng)安全程度影響較大的指標依次是：能碳強度、第一產業(yè)能源消耗比例、農業(yè)用水比例、能源自給率、農業(yè)能源利用率、灌溉水利用系數。與前一階段相比，2010—2016年，影響因子的貢獻程度發(fā)生了顯著變化，由大到小依次為：能碳強度、可再生能源自給率、水資源開發(fā)利用率、人均水資源量、單位灌溉面積可利用水量。

圖8 各指標最佳投影方向Fig.8 The best projection direction of each index

對比前后兩個階段，可以發(fā)現(xiàn)，WEF系統(tǒng)安全始終受能碳強度的較強影響，降低高碳能源的消費比例、提高低碳能源的消費比例和推廣使用可再生能源是提高WEF系統(tǒng)安全的有效方法。其他處在前列影響因子均發(fā)生了變化，前一階段主要影響集中在糧食產業(yè)的用水和用能方面，表明新疆在發(fā)展糧食產業(yè)的同時忽略了帶給當地水資源和能源的嚴重壓力，隨著灌溉技術和農業(yè)機械水平的提高，情況有所好轉。后一階段影響因素發(fā)生轉變，水資源安全問題逐漸暴露，究其原因主要與新疆經濟發(fā)展有一定的關聯(lián)。2010年我國19個省市開展了新一輪對口援疆工作，以及之后“一帶一路”倡議的提出，這都為新疆跨越式發(fā)展提供了歷史性機遇。國家針對新疆的資源優(yōu)勢，加大支持力度，吸引了眾多國內外企業(yè)來新疆投資發(fā)展，但多以能源、化工等高污染產業(yè)為主，這勢必會在推動經濟發(fā)展的同時加劇新疆自身存在的水資源缺乏、環(huán)境脆弱等問題。因此近幾年來，WEF系統(tǒng)安全等級較高的地區(qū)，都是水資源相對富裕的地區(qū)；而水資源貧乏的地區(qū)，WEF系統(tǒng)安全就會受到一定的威脅，這意味著在追求經濟發(fā)展的同時，合理開發(fā)利用水資源應得到高度重視。

由于新疆各市域資源系統(tǒng)存在較大差異，以2016年為例，分別對各子系統(tǒng)市域投影值進行測算和排序(表2)，最終反映各市域WEF子系統(tǒng)的優(yōu)劣并得到主要影響因子。WEF系統(tǒng)安全達到基本安全級別以上(Ⅲ～Ⅳ級)的市域有阿勒泰地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州和巴音郭楞蒙古自治州，該類市域豐富的水資源、礦產資源和可再生能源是保證系統(tǒng)安全的優(yōu)勢因素，但由于氣候、地形等因素的影響，該區(qū)耕地條件較差、種植環(huán)境惡劣，因此，合理地提高耕地質量，加大農業(yè)科技投入力度是提高系統(tǒng)安全性的有效手段。其余市域的WEF系統(tǒng)均呈不安全狀態(tài)，其中，烏魯木齊市、克拉瑪依市、吐魯番市和阿克蘇地區(qū)的能源優(yōu)勢對當地WEF系統(tǒng)安全起積極作用，但能源的高耗水及水資源短缺是威脅WEF系統(tǒng)安全的主要因素，所以，通過提高能源用水效率，節(jié)約水資源可在一定程度上改善該類區(qū)域的WEF系統(tǒng)安全性。此外，阿克蘇地區(qū)農業(yè)經濟發(fā)展較快，需要加強節(jié)水灌溉技術的推廣應用；塔城地區(qū)、博爾塔拉蒙古自治州、昌吉回族自治州和伊犁哈薩克自治州的糧食子系統(tǒng)具有優(yōu)勢，在發(fā)展糧食產業(yè)的同時，應盡可能提高水資源和能源等劣勢資源的利用效率，減少農業(yè)耗水量和耗能量；哈密市、喀什地區(qū)和和田地區(qū)的各單一資源子系統(tǒng)安全水平均較差，兩兩資源子系統(tǒng)排名差異較大，因此，應結合當地特點，科學高效地利用各種資源，開源節(jié)流，同時保障各資源協(xié)調發(fā)展。

表2 2016年新疆WEF系統(tǒng)安全評價結果Tab.2 WEF nexus safety evaluation results of Xinjiang in 2016

注：Y1～Y6分別為各子系統(tǒng)投影值。

3 討論

WEF系統(tǒng)安全綜合評價是提高資源利用率和保證三者協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的基礎，同時也可為相關部門采取改善措施提供指導。目前，我國在大力推進生態(tài)文明建設，以實現(xiàn)經濟、社會和資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，因此WEF系統(tǒng)安全評價可作為維持水資源、能源和糧食三者平衡關系的重要手段之一。

本文通過對新疆的實證分析，從各年份指標因子的權重變化可以看出，制約WEF系統(tǒng)安全性的主導因素在不同時間存在差異，近年來，能碳強度和可再生能源是影響WEF系統(tǒng)安全較為突出的因素，不合理的能源消費結構以及化石能源的大量使用，不僅會造成環(huán)境的污染、資源的浪費，更會制約能源子系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展，進而威脅WEF系統(tǒng)安全；此外，水資源開發(fā)利用程度和可利用水資源量也對WEF系統(tǒng)安全影響顯著，不合理地開發(fā)利用水資源不僅加劇水資源短缺問題，可能會導致開采過程中能源的浪費，灌溉用水緊缺，致使WEF系統(tǒng)安全形勢更加嚴峻。各市域WEF系統(tǒng)安全的驅動因素也存在差異，為加強新疆WEF系統(tǒng)安全性，提出3點措施：

(1)加大節(jié)能減排資金投入，改進節(jié)能減排技術，提高能源和水資源的利用效率；調整產業(yè)結構，降低高碳能源使用，加大可再生能源生產，提高清潔能源使用比例。

(2)各級政府應因地制宜，根據各市域資源情況及WEF系統(tǒng)安全水平的不同，有重點地開展WEF系統(tǒng)安全保護工作，以保障當地水資源、能源和糧食協(xié)調發(fā)展。

(3)建立獎懲制度，減少食物浪費，增強公眾節(jié)水節(jié)能意識；在不同平臺開展活動大力宣傳，使群眾充分了解WEF“紐帶關系”，增強危機意識，調動全民保護WEF系統(tǒng)安全的積極性。

4 結論

(1)在時間變化上，1997—2016年新疆WEF系統(tǒng)安全整體呈逐漸好轉的趨勢，已達到比較安全等級。各市域WEF系統(tǒng)安全在2009年前后發(fā)生明顯波動，前一階段大部分地區(qū)WEF系統(tǒng)安全等級增加，后一階段增長速度放緩甚至呈下降趨勢。

(2)在空間變化上，1997—2016年新疆14個市域WEF系統(tǒng)安全主要處于不安全、基本安全及比較安全3種級別。1997—2009年克拉瑪依市、烏魯木齊市、吐魯番市和巴音郭楞蒙古自治州長期處于基本安全等級，其余地區(qū)均為不安全等級；2010—2016年阿勒泰地區(qū)達比較安全等級，克孜勒蘇柯爾克孜自治州和巴音郭楞蒙古自治州處于基本安全等級，其余地區(qū)仍處于不安全等級，各市域WEF系統(tǒng)安全等級差異逐漸縮小。

(3)1997—2009年，能碳強度、第一產業(yè)能源消耗比例、農業(yè)用水比例、能源自給率、農業(yè)能源利用率和灌溉水利用系數是影響WEF系統(tǒng)安全性的主要因素；2010—2016年，主要影響因素包括：能碳強度、人均水資源量、水資源開發(fā)利用率、可再生能源自給率和單位灌溉面積可利用水量，這些指標均可作為提升新疆WEF系統(tǒng)安全重點關注的因子。

(4)2016年各市域優(yōu)劣勢子系統(tǒng)和主要影響因子差異較大，應結合區(qū)域特點制定合理方案，以提高各市域WEF系統(tǒng)安全性。