宋 建，莊 瑋

(1.新疆昌源水務(wù)公司;2.新疆醫(yī)科大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆是我國典型的干旱地區(qū)，從存量、降水量上來看都是水資源貧乏的。隨著新疆社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民生活、農(nóng)業(yè)和生產(chǎn)用水需求不斷增大，導(dǎo)致水資源供需矛盾越來越突出。在建設(shè)新疆絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)的背景下，對水資源時空匹配性進(jìn)行研究，不但直接關(guān)系到居民的水資源利用效果，也為政府科學(xué)配置有限的水資源提供決策依據(jù)，最終實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。為此，本文利用洛倫茲曲線(Lorenz curve)和基尼系數(shù)(Gini coefficient)方法，對新疆維吾爾自治區(qū)2016年的水資源分布進(jìn)行耕地、人口和第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值的匹配性分析。

1 Lorenz曲線和Gini系數(shù)研究方法

Lorenz曲線原本是1905年美國科學(xué)家洛倫茲提出的一個經(jīng)濟(jì)學(xué)概念，研究的是國家或地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)收入分配的均衡問題，用y=f(x)的曲線圖形反映出區(qū)域人口的經(jīng)濟(jì)收入不均衡狀況，經(jīng)濟(jì)均衡性越高，洛倫茲曲線越趨于直線，經(jīng)濟(jì)均衡性越差，則洛倫茲曲線越接近于橫軸。因而，洛倫茲曲線與絕對平均線之間的面積能夠直觀地顯示出均衡的程度，但缺點是不能定量地表達(dá)。這時候，意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼進(jìn)一步提出了Gini系數(shù)，成為定量測定收入分配差異程度的重要指標(biāo)。該系數(shù)由直線y=x與曲線y=f(x)之間的面積，比上直線y=x與橫軸之間的面積來計算，取值在0～1之間。聯(lián)合國相關(guān)機(jī)構(gòu)總結(jié)了基尼系數(shù)所代表的評價結(jié)果，見表1[1]。

表1 基尼系數(shù)與評價結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系

2 數(shù)據(jù)來源處理及結(jié)果

根據(jù)洛倫茲曲線和基尼系數(shù)的原理可以做出以下假設(shè)，基于一定比例的耕地資源、人口和第二產(chǎn)業(yè)GDP，需要有相同比例的水資源量與之匹配[2]，洛倫茲曲線與絕對平均線之間的面積越大，基尼系數(shù)值越高，水資源與耕地、人口和第二產(chǎn)業(yè)GDP的匹配度就越差。以《2017年新疆統(tǒng)計年鑒》作為數(shù)據(jù)來源，整理獲得2016年新疆15個地州市水資源總量、耕地面積、人口數(shù)、第二產(chǎn)業(yè)GDP狀況。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建洛倫茲曲線，計算基尼系數(shù)值，具體方法為：①將新疆15個地州市單位體積水資源所服務(wù)的耕地面積、人口數(shù)量和第二產(chǎn)業(yè)GDP從高到低排序。②按照排序，計算水資源總量、耕地面積、人口數(shù)量和第二產(chǎn)業(yè)GDP占全疆總量的百分比和累計百分比，見表2～4。③定義橫軸為水資源的累計百分比，縱軸為耕地面積或人口數(shù)量或第二產(chǎn)業(yè)GDP，分別得到水資源與耕地面積、水資源與人口數(shù)量和水資源與第二產(chǎn)業(yè)GDP的洛倫茲曲線，如圖1～3所示。④采用三角形面積法計算基尼系數(shù)[3]，計算結(jié)果見表5。新疆2016年水資源與耕地面積的匹配基尼系數(shù)為0.453，評價結(jié)果為差；水資源與人口的匹配基尼系數(shù)為0.4596，評價結(jié)果為差；水資源與第二產(chǎn)業(yè)的匹配基尼系數(shù)為0.6898，評價結(jié)果為很差。

表2 新疆2016年水資源-耕地資源統(tǒng)計

表3 新疆2016年水資源-人口資源統(tǒng)計

表4 新疆2016年水資源-第二產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計

(1)

式中，G—新疆水資源空間匹配度；xi—水資源的累計百分比；yi—耕地、人口和第二產(chǎn)業(yè)GDP的累計百分比。

圖1 新疆2016年水資源與耕地資源匹配的洛倫茲曲線

圖2 新疆2016年水資源與人口資源匹配的洛倫茲曲線

圖3 新疆2016年水資源與第二產(chǎn)業(yè)匹配的洛倫茲曲線

表5 新疆2016年水資源匹配度及評價結(jié)果

3 結(jié)果分析

新疆2016年水資源總量1093億m3，占全國總量3.8%，相對新疆的國土面積占全國的17%來看，水資源相對較少；相對新疆人口僅占全國總?cè)丝诘?.49%來看，水資源又相對較多。對地廣人稀、水資源類型豐富的新疆來說，水資源分布的時空匹配復(fù)雜，結(jié)合單位水資源匹配的耕地、人口和GDP情況及洛倫茲曲線、基尼系數(shù)情況，分析如下。

3.1 水資源與耕地資源空間匹配

新疆維吾爾自治區(qū)總土地面積166.31萬km2，除去高山、湖泊、沙漠等難以利用的土地，實際綠洲面積為580萬km2，再減去渠道、林帶、道路等，剩下凈耕地面積410萬km2(含兵團(tuán))，僅占總土地面積的2.45%。這其中，按照耕地的產(chǎn)能又可以分為3等，一等地占19.9%，二等地占48.9%，三等地占31.2%，在低產(chǎn)的三等地中一部分與干旱缺水密切相關(guān)。受新疆“三山夾兩盆”地形地貌特征和典型的溫帶大陸性干旱氣候影響，南北疆在氣候、水文、土壤、生物資源等方面呈現(xiàn)差異。耕地資源存在明顯的分布不均問題，北疆耕地總量占據(jù)全疆耕地總量的一半以上，并集中分布在水資源條件較好的地區(qū)。表2中15個地州市單位水資源灌溉的耕地面積呈兩極分化，石河子市和克拉瑪依市最高，克孜勒蘇柯爾克孜自治州最低，石河子每萬立方米的水資源可以灌溉10.94hm2的耕地，是克孜勒蘇柯爾克孜自治州的150多倍?？梢钥闯觯死斠朗泻褪幼邮械乃Y源總量最少，相對來說其耕地面積較大，顯示出水資源的可利用率相對較高。其他地州市單位水資源灌溉耕地面積較小，有3個原因，①顯示出相對于該地州水資源總量來說，耕地面積還有一定增加的空間，如氣候條件較好的哈密、吐魯番、昌吉等；②由于氣候干旱，水資源受季節(jié)因素影響，地表水蒸發(fā)量大，致使一些地方水資源不足，為保證產(chǎn)能，耕地灌溉用水量大，如和田、巴音郭楞蒙古自治州、喀什、阿克蘇等南疆地州；③新疆地形地貌復(fù)雜，多高原山地，多牧場，土地沙化、荒漠化風(fēng)險大，不適合開墾耕地。圖1和表5中，水資源與耕地面積匹配的基尼系數(shù)0.453大于0.4的國際警戒線，說明新疆水資源與耕地之間處于一種分配差距較大的狀態(tài)。

3.2 水資源與人口空間匹配

新疆地廣人稀，從新疆水資源和人口總量占全國的比例來說，水資源相對較多。表3中15個地州市的單位水資源服務(wù)人口數(shù)中，最高值石河子市每億m3水資源服務(wù)110萬人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地州市，是次高值克拉瑪依市的6.5倍，是最低值阿勒泰地區(qū)的786倍。新疆首府烏魯木齊市1.37%的水資源總量服務(wù)者全疆12.52%的人口。可以看出，石河子市、克拉瑪依市、烏魯木齊市人口較集中，人均可利用水資源較少，其他地州水資源總量相對較高。這是因為，人口的分布受水資源分布的直接影響較小，而與城市、城鎮(zhèn)布局和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)聯(lián)較大，行政經(jīng)濟(jì)中心烏魯木齊、石油城克拉瑪依及原兵團(tuán)總部所在地石河子市具有較強(qiáng)的人口牽引力，因而產(chǎn)生了人口集聚，與水資源量不匹配的結(jié)果。阿勒泰、克州等地區(qū)受自然條件、社會經(jīng)濟(jì)條件的限制，單位人口的水資源可利用率有待提升。圖2和表5中，水資源與人口數(shù)匹配的基尼系數(shù)0.4596大于0.4的國際警戒線，說明新疆水資源與人口之間處于一種分配差距較大的狀態(tài)。

3.3 水資源與第二產(chǎn)業(yè)空間匹配

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是國民經(jīng)濟(jì)中三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，是根據(jù)社會生產(chǎn)活動的順序?qū)Ξa(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的劃分。第一產(chǎn)業(yè)的屬性是取自于自然界，第二產(chǎn)業(yè)是加工取自于自然的生產(chǎn)物，其余的全部經(jīng)濟(jì)活動統(tǒng)歸第三產(chǎn)業(yè)。選取第二產(chǎn)業(yè)GDP與水資源做匹配，目的是反映水資源的利用情況，單位水資源帶來的第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值越高，反映出水資源的相對效率越高。表4中石河子市和克拉瑪依市的單位水資源帶來的第二產(chǎn)業(yè)GDP遠(yuǎn)高于其他地州市，最高值882億元/億m3是最低值和田市的3150倍，是烏魯木齊市的19倍?？梢钥闯觯吞?、阿勒泰等單位水資源服務(wù)第二產(chǎn)業(yè)GDP較低的地區(qū)，在水資源承載力內(nèi)，有較大的發(fā)展空間；克拉瑪依、石河子等單位水資源服務(wù)第二產(chǎn)業(yè)GDP較高的地區(qū)，也有水資源過度開發(fā)利用，超過水資源承載力的風(fēng)險。圖3和表5中，水資源與第二產(chǎn)業(yè)GDP匹配的基尼系數(shù)0.6898，遠(yuǎn)大于0.4的國際警戒線，說明新疆水資源與第二產(chǎn)業(yè)GDP之間處于一種分配差距極大的狀態(tài)。

4 討論

4.1 水資源空間分布不均衡有待改善

對比東部河北省某市[4]水資源-耕地/人口/第二產(chǎn)業(yè)基尼系數(shù)結(jié)果0.4548、0.3244、0.4971，新疆水資源與耕地的匹配系數(shù)與其相近，但水資源與人口、水資源與第二產(chǎn)業(yè)的基尼系數(shù)則高出許多。對比西部重慶市[5]水資源-耕地/人口/第二產(chǎn)業(yè)基尼系數(shù)結(jié)果0.3926、0.5334、0.7094，新疆除水資源與耕地的匹配系數(shù)較高外，水資源與人口、水資源與第二產(chǎn)業(yè)的基尼系數(shù)較優(yōu)。上述定量統(tǒng)計分析的結(jié)果與新疆水資源短缺和時空分布不均衡的事實一致。

在提升水資源與耕地的匹配度方面，農(nóng)業(yè)用水占干旱地區(qū)總用水量的絕大部分，如新疆瑪河流域農(nóng)業(yè)用水占總用水的95%，所以應(yīng)該在保障農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)的情況下，在農(nóng)業(yè)灌溉用水定額范圍內(nèi)[6]，大力發(fā)展節(jié)水技術(shù)，利用水權(quán)調(diào)配等方式提高水資源利用率。在提高水資源與人口、第二產(chǎn)業(yè)的匹配度方面，可在水資源豐富、有條件的地州市加大城鎮(zhèn)化建設(shè)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級改造，適應(yīng)水資源總量情況合理布局產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高水資源服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大效益。

4.2 在水資源承載力范圍內(nèi)優(yōu)化配置和利用

當(dāng)前，絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)建設(shè)為新疆經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來新的機(jī)遇，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的水資源壓力更大，水利在國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的重要性更加凸顯[7]。與我國其他省份比，新疆的水資源本身就更脆弱，雖然水資源相對量較豐富，但絕對量有限，2016年用水總量565.39億m3，占到水資源總量的51.73%，已經(jīng)接近規(guī)劃水資源利用量，所以水資源的潛力有限。[8]這種情況下，決不能忽視自然生態(tài)的重要性。2017年10月18日，習(xí)近平同志在十九大報告中指出，堅持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策。新疆水資源管理服務(wù)新疆社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，決不能一味地追求GDP等經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)，必須優(yōu)化水資源配置，采用先進(jìn)的技術(shù)方法，科學(xué)、合理的提高用水效率和效益[9]，一定要考慮到自然生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，考慮到民生的改善和人民生活條件的提高，通過加強(qiáng)水利工程設(shè)施建設(shè)治理水土流失，通過治理水污染、土地沙化等增加良田的方式，提高水資源與耕地、人口和GDP的時空匹配。