基于基尼系數(shù)的安徽省水資源空間均衡評(píng)價(jià)

張浩宇 宋占智

當(dāng)前，安徽省現(xiàn)有水資源因子與經(jīng)濟(jì)社會(huì)因子在空間中的匹配關(guān)系的研究尚是空白，本文通過(guò)基尼系數(shù)、不平衡指數(shù)等方法對(duì)于安徽省水資源在空間中的均衡程度進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而分析安徽省水資源空間均衡今后面臨的發(fā)展情形。

一、基于基尼系數(shù)的水資源空間均衡評(píng)價(jià)

（一）洛倫茲曲線

洛倫茲曲線是計(jì)算收入最低任意百分比人口所占的收入百分比來(lái)表示人口累計(jì)百分比和收入累計(jì)百分比之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線。

（二）構(gòu)建洛倫茲曲線

本文選取安徽省2018 年統(tǒng)計(jì)年鑒中各地市的水資源因子（水資源總量、用水總量）、經(jīng)濟(jì)因子（耕地面積、人口數(shù)量和第二產(chǎn)業(yè)GDP）等數(shù)據(jù)，步驟如下：

（1）將安徽省17 個(gè)地市數(shù)據(jù)作為研究樣本，水資源因子作為基本匹配原象，選取耕地面積（人口數(shù)量、第二產(chǎn)業(yè)GDP）作為匹配對(duì)象。

（2）以單位體積水資源所需服務(wù)的經(jīng)濟(jì)因子作為要素匹配水平分級(jí)指標(biāo)，對(duì)研究區(qū)域各要素的數(shù)值從低到高進(jìn)行排序。

（3）計(jì)算17 個(gè)地市的水資源總量、經(jīng)濟(jì)因子占安徽省對(duì)應(yīng)要素的比例值，再分別依次計(jì)算各區(qū)域比例的累計(jì)總和。

（4）定義x 軸為匹配原象（水資源因子）的累計(jì)百分比，y 軸為匹配對(duì)象（經(jīng)濟(jì)因子）的累計(jì)百分比，以耕地面積指標(biāo)為例繪制洛倫茲曲線。

（三）基尼系數(shù)的計(jì)算

安徽省水資源空間匹配度（G）計(jì)算公式：

式中：xi為各地市水資源總量（用水總量）的累計(jì)比例；yi為各地市耕地面積的累計(jì)比例。基尼系數(shù)數(shù)值越大，匹配程度越差，反之，匹配程度越好（見(jiàn)表1）。

表1 基尼系數(shù)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果關(guān)系表

二、基于不平衡指數(shù)的水資源空間均衡評(píng)價(jià)

不平衡指數(shù)I 可以判斷地區(qū)水資源總量、用水量與各經(jīng)濟(jì)社會(huì)因子間是否均衡（圖1），進(jìn)而反映水資源量（用水總量）在安徽省權(quán)重與該地市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展因子占安徽省權(quán)重間的情況。

圖1 不平衡指數(shù)I示意圖

式中：Yi與Xi為兩組對(duì)比數(shù)據(jù)；Yi為第i 個(gè)地市的水資源因子占安徽省權(quán)重；Xi為第i 個(gè)地市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展因子占安徽省權(quán)重；di為點(diǎn)到直線y=x的距離；n 為安徽省地市的個(gè)數(shù)。

對(duì)于安徽省的第i 個(gè)地市的di值來(lái)講，若di＞0，即Yi-Xi＞0，表明第i 個(gè)地市的水資源因子占安徽省權(quán)重高于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展因子占安徽省權(quán)重；di值越大，水資源因子與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展因子就越不均衡；反之，就越均衡。

三、結(jié)果分析

收集整理2017 年安徽省各地市的水資源總量、用水總量、耕地面積、人口數(shù)量和第二產(chǎn)業(yè)GDP 等數(shù)據(jù)。將安徽省各地市作為研究樣本，各地市劃分為3 個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)域：皖北、皖中與皖南地區(qū)。

（一）基于基尼系數(shù)的安徽省各地市計(jì)算結(jié)果分析

根據(jù)洛倫茲曲線的構(gòu)造步驟，計(jì)算水資源總量（用水總量）與耕地面積的洛倫茲曲線。采用式（1）的方法計(jì)算圖2 各洛倫茲曲線圖的基尼系數(shù)，得到圖3、表2。

表2 2017 年安徽省水資源總量與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展因子的基尼系數(shù)、匹配狀況表

圖2 2017 年安徽省水資源總量、用水總量與耕地面積的洛倫茲曲線圖

圖3 2017 年安徽省水資源總量-用水總量的洛倫茲曲線圖

由 圖3、表2 可 知：2017 年，安徽省水資源總量與經(jīng)濟(jì)社會(huì)因子間的基尼系數(shù)均超過(guò)了0.3，這樣的結(jié)果是相對(duì)較差的，其中水資源總量與第二產(chǎn)業(yè)GDP 的匹配狀況最差。用水總量與經(jīng)濟(jì)社會(huì)因子間的基尼系數(shù)均未超過(guò)0.3，匹配結(jié)果相對(duì)較好，尤其與第二產(chǎn)業(yè)GDP 的匹配關(guān)系最好，用水總量與各經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)的匹配關(guān)系反映出，安徽省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展水平與用水量基本相適應(yīng)。

（二）安徽省水資源因子與耕地面積的均衡特性分析

運(yùn)用式（2）～（3）計(jì)算2017 年安徽省各地市水資源總量（或用水總量）與耕地面積的di，得到圖4。

圖4 2017 年安徽省各地市水資源總量、用水總量與耕地面積的di

圖4a 表明：皖北全部地市、皖中大部地市的di值均為負(fù)值，主要因?yàn)榇说貐^(qū)水資源總量不豐富，但是耕地開(kāi)墾面積較大。皖南地區(qū)不平衡指數(shù)di值均為正值，主要因?yàn)榇说貐^(qū)水資源量豐富，但是此地區(qū)多為丘陵山地，可供耕地面積較少。

圖4b 表明：皖北地區(qū)除淮南市的di值均為負(fù)值，用水總量與耕地面積的矛盾未得到緩解。皖中、皖南地區(qū)大部分di值為正值，且di∈[0,0.02]，較為平衡狀態(tài)，主要因?yàn)榇说貐^(qū)較好的水資源稟賦，能夠?yàn)檗r(nóng)田提供充足水源。

（三）安徽省水資源總量與用水總量的均衡特性分析

運(yùn)用式（2）～（3）計(jì)算2017 年安徽省各地市水資源總量與用水總量的di，得到圖5。

圖5 2017 年安徽省各地市水資源總量-用水總量的di

圖5 表明：安徽省水資源總量-用水總量的di值南北差異較大，全省各地市自然資源稟賦、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平均存在差異，水資源量與用水總量間的均衡程度不可能全省統(tǒng)一。

四、結(jié)論

安徽省在2017 年時(shí)水資源總量與經(jīng)濟(jì)社會(huì)因子間的基尼系數(shù)值相對(duì)較差，用水總量與各經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)反映出安徽省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展水平與用水量基本相適應(yīng)。其中：皖北地區(qū)中水資源總量、用水總量與耕地面積、人口數(shù)量間的匹配關(guān)系較差，耕地面積與人口數(shù)量超過(guò)水資源量的支撐范圍；皖中地區(qū)中水資源總量、用水總量與耕地面積、人口數(shù)量間的匹配關(guān)系較差，耕地面積與人口數(shù)量超過(guò)水資源量的支撐范圍；皖南地區(qū)中水資源總量、用水總量與經(jīng)濟(jì)社會(huì)因子間的匹配關(guān)系較差，主要由于當(dāng)?shù)厮Y源量豐富，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后■