衛(wèi)孟茹, 霍軍軍, 姚立強(qiáng), 洪曉峰, 袁喆, 許繼軍*

(1.河海大學(xué)水利水電學(xué)院， 南京 210098； 2.長(zhǎng)江科學(xué)院，水資源綜合利用研究所， 武漢 430010)

水資源是人類進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)域社會(huì)生產(chǎn)、生態(tài)平衡以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展極其重要。近年來(lái)，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展及人口快速增長(zhǎng)，日益增長(zhǎng)的水資源需求與其本身的稀缺性、有限性之間的矛盾更加突出，水資源逐漸成為制約區(qū)域發(fā)展的瓶頸因素。而水資源的空間均衡是貫穿長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的主線與核心，結(jié)合“以水定城，以水定地，以水定人，以水定產(chǎn)”思路，把水資源作為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素，從而分析水資源與人口經(jīng)濟(jì)和其他資源環(huán)境的空間均衡。由于水資源區(qū)域分布不均衡，人均水資源占有量明顯不足，人多地少水資源短缺問(wèn)題依舊是制衡區(qū)域發(fā)展的重要問(wèn)題。

水資源空間均衡是水資源空間分布、經(jīng)濟(jì)社會(huì)空間布局、生態(tài)環(huán)境空間功能所呈現(xiàn)的一種平衡狀態(tài)[1]。目前，區(qū)域水資源與自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的均衡發(fā)展已成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)，開(kāi)展水資源空間均衡研究對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源管理政策提供一定的指導(dǎo)意義。國(guó)外有關(guān)水資源空間均衡的研究較少，對(duì)于水資源管理方面理論研究比較深入。Renouf等[2]提出15個(gè)城市水資源管理定量指標(biāo)，對(duì)城市區(qū)域水資源管理量化，改善區(qū)域水資源的可持續(xù)管理。Arto等[3]從全球角度對(duì)各國(guó)水資源均衡性評(píng)估，提出全球可持續(xù)用水戰(zhàn)略政策。Naie等[4]基于宏觀、微觀幾個(gè)角度提出水資源綜合管理指標(biāo)來(lái)解釋水資源的系統(tǒng)管理問(wèn)題。中國(guó)關(guān)于水資源空間均衡研究較多，研究?jī)?nèi)容主要集中于以下三個(gè)方面：一是水資源與單因素的兩兩匹配[5-7]；二是水資源與多要素耦合的水資源空間均衡系數(shù)，定量對(duì)水資源空間均衡特征評(píng)價(jià)[8]；三是構(gòu)建水資源負(fù)載指數(shù)[9-10]。在研究方法上主要采用聯(lián)系數(shù)[11]、泰爾指數(shù)[12]、均衡系數(shù)[13]、水資源負(fù)載指數(shù)[14]、協(xié)調(diào)發(fā)展度[15]、基尼系數(shù)[16]等。金菊良等[17]提出了基于聯(lián)系數(shù)和洛倫茲曲線的評(píng)價(jià)方法，為區(qū)域水資源空間均衡有效評(píng)價(jià)提供新思路。郭旭寧等[18]以水資源空間均衡度為評(píng)價(jià)指標(biāo)開(kāi)展京津冀水資源空間均衡評(píng)價(jià)。黃鋒華等[19]通過(guò)泰爾指數(shù)、基尼系數(shù)分析了區(qū)域水資源均衡程度。夏帆等[20]采用基尼系數(shù)與協(xié)調(diào)發(fā)展度的方法，基于水資源負(fù)載指數(shù)和水資源空間均衡系數(shù)對(duì)水資源空開(kāi)發(fā)利用和均衡性進(jìn)行評(píng)價(jià)。左其亭等[1]分析了水資源空間均衡理論應(yīng)用到量化方法。

綜上，學(xué)者們對(duì)于水資源空間均衡的研究多集中于水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的平衡狀態(tài)，且研究對(duì)象多集中于省級(jí)層面，有關(guān)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源空間均衡研究文獻(xiàn)相對(duì)較少。從研究維度來(lái)看，多采用靜態(tài)分析，缺乏時(shí)空動(dòng)態(tài)探討。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶橫跨中國(guó)東中西三大區(qū)域，是國(guó)家實(shí)施的重點(diǎn)戰(zhàn)略需求之一。其中，水資源是貫穿長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的主線與核心，但水資源空間不均衡會(huì)導(dǎo)致不同省市之間發(fā)展不平衡問(wèn)題突出，目前已然成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要限制因素。研究長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源空間均衡，有利于了解該地區(qū)的水資源的開(kāi)發(fā)利用情況，是保障長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)從水資源空間均衡的定義出發(fā)，選取了水資源-土地資源、水資源-人口、水資源-經(jīng)濟(jì)三個(gè)匹配指標(biāo)，以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省級(jí)行政區(qū)為研究單元，采用基于水資源空間均衡評(píng)價(jià)的基尼系數(shù)法，對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源-土地資源、水資源-人口、水資源-經(jīng)濟(jì)匹配程度進(jìn)行初步分析，最后采用水資源負(fù)載指數(shù)，對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶省內(nèi)水資源均衡程度時(shí)空分異特征進(jìn)一步分析，以期為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源的可持續(xù)管理提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶是重大國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展區(qū)域之一，橫跨東中西三個(gè)區(qū)域，覆蓋全國(guó)11個(gè)省(直轄市)，是中國(guó)流域經(jīng)濟(jì)之首，發(fā)展?jié)摿薮?。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶在區(qū)域發(fā)展的總體格局中具有戰(zhàn)略地位，是中國(guó)經(jīng)濟(jì)的新支撐帶。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶2010—2019年多年平均水資源量1.28萬(wàn)億m3。多年平均降雨量為1 100 mm。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶占全國(guó)約21%的土地面積，保有全國(guó)約34.9%的耕地面積，是中國(guó)重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)。2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶常住人口6.04億人，各省市城市化率平均值61.7%，超過(guò)全國(guó)平均水平(60.6%)，地區(qū)生產(chǎn)總值上升至45.8萬(wàn)億元。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省級(jí)行政區(qū)作為研究單元，其中各地級(jí)市級(jí)行政區(qū)水資源總量、降雨量來(lái)源于各省水資源公報(bào)(2010—2019年)；人口、GDP數(shù)據(jù)來(lái)自各省統(tǒng)計(jì)年鑒(2010—2019年)；各地市級(jí)行政區(qū)土地利用數(shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)科學(xué)院環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心2010年、2015年、2018年土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分辨率為1 km(https://www.resdc.cn/ )，在土地資源指標(biāo)的選取上，采用耕地面積。為保證研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑的一致性，由于各個(gè)年份土地利用變化不大，缺失年份數(shù)據(jù)采取鄰近年份數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

關(guān)于區(qū)域空間均衡匹配程度評(píng)價(jià)方法可以引入經(jīng)濟(jì)學(xué)中收入分配的原理，采用基尼系數(shù)法。以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各地級(jí)市行政區(qū)為研究單元，其中根據(jù)水資源量和各地級(jí)市耕地面積數(shù)據(jù)、常住人口數(shù)據(jù)以及地區(qū)生產(chǎn)總值，計(jì)算其基尼系數(shù)。同時(shí)根據(jù)人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)，構(gòu)建水資源負(fù)載指數(shù)，從而進(jìn)一步反映長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源時(shí)空分異特征及開(kāi)發(fā)利用程度。由于重慶、上海直轄市面積較小，采用基尼系數(shù)計(jì)算匹配程度缺乏一定可信度，將四川-重慶，江蘇-上海作為整體進(jìn)行研究。

2.2.1 基于基尼系數(shù)法的水資源空間均衡評(píng)價(jià)

基尼系數(shù)是1912年意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼(Gini)提出的研究收入分配平均程度，其理論基礎(chǔ)為洛倫茲曲線，可以直觀反映區(qū)域的收入差距，其系數(shù)在0～1，基尼系數(shù)趨于0說(shuō)明收入分配越公平。本文基于基尼系數(shù)法的水資源空間均衡對(duì)區(qū)域水資源、土地資源、人口和經(jīng)濟(jì)進(jìn)行匹配分析，綜合反映地區(qū)人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、水資源空間分布、土地資源等要素的區(qū)域集聚程度變化。因而，本文中構(gòu)建了基于基尼系數(shù)法的水資源空間均衡評(píng)價(jià)，對(duì)區(qū)域水資源-土地資源、水資源-人口、水資源-經(jīng)濟(jì)匹配進(jìn)行計(jì)算，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 基尼系數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Gini coefficient evaluation criteria

基尼系數(shù)有多種計(jì)算方法，如積分法、分組法等。為保證計(jì)算結(jié)果精確性，根據(jù)收集到的資料同時(shí)結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)，采用的計(jì)算公式[21-22]為

(1)

式(1)中：Gi為基尼系數(shù)；Xi為某省第i個(gè)地市級(jí)行政區(qū)的水資源總量占全省水資源總量的累計(jì)百分比；Yi為第i個(gè)地市級(jí)行政區(qū)的耕地面積、人口、GDP占全省的累計(jì)百分比；n為該省地市級(jí)行政區(qū)個(gè)數(shù)。其中：某省基尼系數(shù)的具體計(jì)算過(guò)程如下：①對(duì)某省各地級(jí)市行政區(qū)的水資源量、耕地面積、人口、GDP進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；②計(jì)算某省各地級(jí)市行政區(qū)單位耕地面積、單位人口、單位GDP所擁有的水資源量，將該數(shù)據(jù)進(jìn)行升序排列；③按照該排序計(jì)算各地級(jí)市行政區(qū)水資源量、耕地、人口和GDP的累計(jì)百分比；④根據(jù)式(1)計(jì)算某省的基尼系數(shù)。

2.2.2 水資源負(fù)載指數(shù)

水資源負(fù)載指數(shù)能夠反映水資源的時(shí)空分異以及水資源開(kāi)發(fā)的難易程度，可對(duì)水資源時(shí)空分布及開(kāi)發(fā)利用的均衡性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析[20-22]。主要是通過(guò)建立區(qū)域水資源與人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系來(lái)反映水資源的開(kāi)發(fā)利用程度[23]。具體計(jì)算公式為

(2)

式(2)中：C為水資源負(fù)載指數(shù)，表示水資源的開(kāi)發(fā)利用程度；R為人口，萬(wàn)人；Z為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值，億元；W為水資源總量，億 m3。K為與降水有關(guān)的系數(shù)，其計(jì)算公式為

(3)

式(3)中：P為全年降水量，mm。

為直觀反映水資源時(shí)空分布及開(kāi)發(fā)利用的狀況，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，并參照夏帆等[20]的研究成果，將水資源負(fù)載指數(shù)劃分為5 個(gè)等級(jí)，如表 2 所示。其中等級(jí)越小說(shuō)明該區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用潛力越小,水資源壓力越大，用水越緊張。

表2 水資源負(fù)載指數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)劃分Table 2 Classification of water resource load index evaluation grade

3 結(jié)果分析與討論

3.1 基于基尼系數(shù)法的水資源空間均衡評(píng)價(jià)

3.1.1 基于基尼系數(shù)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源-土地資源匹配評(píng)價(jià)

為深入了解長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省行政區(qū)區(qū)域內(nèi)部水資源-土地資源匹配狀況，本研究分別計(jì)算了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省級(jí)行政區(qū)2010—2019年基尼系數(shù)，從圖1可以看出，貴州、湖南、江西內(nèi)部水資源-土地資源匹配程度較好，其基尼系數(shù)小于0.2，可以達(dá)到高度平均的水平；江蘇-上海內(nèi)部水資源-土地資源匹配情況次之，處于比較平均水平。云南、浙江區(qū)域內(nèi)部水資源-土地資源匹配程度相對(duì)均衡，其平均基尼系數(shù)介于0.3～0.4，達(dá)到了相對(duì)合理水平；湖北、安徽水資源-土地資源匹配程度達(dá)到了差距較大水平；四川-重慶水資源-土地資源匹配平均基尼系數(shù)為0.54，達(dá)到了差距懸殊的水平。其中，湖北、安徽、四川-重慶超過(guò)了聯(lián)合國(guó)規(guī)定的警戒線0.4，需要重點(diǎn)關(guān)注。

2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源-土地資源匹配基尼系數(shù)為0.37，處于相對(duì)合理的水平。其中，2019年浙江單位耕地面積所擁水資源量達(dá)到5萬(wàn)m3/hm2，而江蘇單位耕地面積所擁有水資源量?jī)H有0.37萬(wàn)m3/hm2，差距為10倍以上。主要原因是江蘇、安徽耕地面積較多，而水資源量相對(duì)較少，土地資源分布與水資源分布存在局部不平衡。特別的，針對(duì)江蘇、上海內(nèi)部而言，其水資源-土地資源基尼系數(shù)處于比較平均水平，但其單位耕地面積所擁水資源量遠(yuǎn)低于其他區(qū)域，說(shuō)明其內(nèi)部水土資源分布雖然合理，但該地區(qū)水資源短缺，政府和相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)水資源管理，進(jìn)一步落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度。合理利用其區(qū)域資源，保障區(qū)域資源均衡的持續(xù)健康發(fā)展。然而從四川省內(nèi)水資源-土地資源匹配情況來(lái)看，四川-重慶研究區(qū)域中阿壩州、甘孜州單位耕地面積所擁水資源量遠(yuǎn)超研究區(qū)其他地市級(jí)行政區(qū)，因此加劇了省內(nèi)的水資源-土地資源的不均衡程度。從降雨分布來(lái)看，四川省降雨主要分布在川西高原及四川盆地。從地理位置上來(lái)看，阿壩州和甘孜州位于川西北高原地區(qū)，該地區(qū)土地利用類型以草地、林地為主，但是耕地資源相對(duì)較少。

圖1 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶2010—2019年水資源-土地資源匹配基尼系數(shù)Fig.1 Gini coefficient of water resources and land resources matching in the Yangtze River Economic Belt from 2010 to 2019

因此針對(duì)土地利用情況，應(yīng)發(fā)揮這兩州草地區(qū)位優(yōu)勢(shì)，不能盲目犧牲草林地來(lái)開(kāi)發(fā)耕地資源，同時(shí)川西地區(qū)旅游業(yè)發(fā)展較好，應(yīng)統(tǒng)籌好該地區(qū)農(nóng)牧用地、旅游用地及耕地關(guān)系，促進(jìn)該地區(qū)區(qū)域資源的合理利用。

從時(shí)間變化上來(lái)看，根據(jù)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省水資源-土地資源基尼系數(shù)變化趨勢(shì)分析，江蘇-上海、江西、湖南、四川-重慶、貴州地區(qū)水資源-土地資源基尼系數(shù)有小幅上升趨勢(shì)，說(shuō)明地區(qū)內(nèi)部水資源-土地資源匹配差異逐漸變大。而浙江、安徽、湖北及云南地區(qū)2010—2019年水資源-土地資源基尼系數(shù)穩(wěn)中有降，表明這些地區(qū)內(nèi)部水資源-土地資源差異有縮小趨勢(shì)。整體來(lái)看，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各地區(qū)水資源-土地資源基尼系數(shù)變化不大。但是，值得注意的是，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶總體耕地面積有減少趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展導(dǎo)致部分農(nóng)用地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫?。針?duì)這種現(xiàn)象，政府應(yīng)采取相關(guān)措施，恪守耕地紅線，嚴(yán)格控制耕地轉(zhuǎn)為非耕地，從而實(shí)現(xiàn)耕地總量動(dòng)態(tài)平衡，避免區(qū)域水土資源時(shí)空分布的不均衡，保障水土資源的可持續(xù)利用。

3.1.2 基于基尼系數(shù)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源-人口匹配評(píng)價(jià)

根據(jù)2010—2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶130個(gè)地級(jí)市行政區(qū)水資源量和常住人口數(shù)據(jù)，依據(jù)基尼系數(shù)計(jì)算，繼而分析水資源與人口的匹配程度。圖2展示了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省行政區(qū)2010—2019年水資源-人口匹配基尼系數(shù)。其中江西區(qū)域內(nèi)部水資源-人口匹配程度最好，其平均基尼系數(shù)低于0.2，處于高度平均水平。貴州、湖南、江蘇-上海區(qū)域內(nèi)部水資源-人口匹配程度較好，其平均基尼系數(shù)介于0.2～0.3，處于比較平均的水平；湖北、浙江區(qū)域內(nèi)部水資源-人口匹配程度處于中等水平，達(dá)到相對(duì)合理水平；安徽、四川-重慶區(qū)域內(nèi)部水資源-人口匹配程度最差，其平均基尼系數(shù)大于0.5，達(dá)到差距懸殊水平，且超過(guò)了聯(lián)合國(guó)規(guī)定的警戒線0.4，需要重點(diǎn)關(guān)注。

整體來(lái)看，2010—2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶平均水資源-人口基尼系數(shù)為0.37。其中，2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)部基尼系數(shù)為0.35，處于相對(duì)合理水平。此外，2019年江西、四川、云南、貴州、湖南五省人均水資源量均超過(guò)3 000 m3/人，遠(yuǎn)超江蘇、上海，根據(jù)各地級(jí)市人均水資源量來(lái)看，四川省甘孜州人均水資源量達(dá)53 780 m3/人，大約是上海市的200倍。導(dǎo)致這種情況主要原因是江蘇、上海水資源量較少，但人口總數(shù)較多。截至2019年底，上海市常住人口已達(dá)2 428.14萬(wàn)人，江蘇省會(huì)南京達(dá)到850萬(wàn)人，

圖2 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶2010—2019年水資源-人口匹配基尼系數(shù)Fig.2 Gini coefficient of water resources and population matching in the Yangtze River Economic Belt from 2010 to 2019

常住人口超過(guò)500萬(wàn)人的城市有5個(gè)，這就導(dǎo)致上海、江蘇人均水資源量遠(yuǎn)低于其他省份，但從江蘇-上海水資源-人口基尼系數(shù)來(lái)看，其內(nèi)部人均水資源量雖然較低，但其區(qū)域分布卻比較合理，水資源-人口內(nèi)部匹配程度較好。四川省內(nèi)部水資源-人口匹配差距較大的原因集中在阿壩州和甘孜州，位于川西北高原地區(qū)，地廣人稀，人口密度較小，其人均水資源量遠(yuǎn)高于四川其他地區(qū)，導(dǎo)致四川省內(nèi)水資源-人口匹配不均衡。安徽省內(nèi)部水資源-人口匹配差距較大的原因主要在于黃山市，由于省會(huì)級(jí)城市的虹吸作用，故邊緣地區(qū)人口相對(duì)較少。從黃山市人均水資源量來(lái)看，2019年黃山市人均水資源量為7 532 m3/人，而安徽其他地級(jí)市人均水資源量分布參差不齊，從導(dǎo)致了水資源-人口匹配的不均衡。

從時(shí)間變化上來(lái)看，江蘇-上海、浙江、安徽、江西、湖北、云南地區(qū)基尼系數(shù)有小幅下降趨勢(shì)，說(shuō)明2010—2019年這些地區(qū)內(nèi)部水資源-人口匹配差異有逐漸縮小的趨勢(shì)。導(dǎo)致這種差異的原因主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，人口增長(zhǎng)呈現(xiàn)西高東低的現(xiàn)象。長(zhǎng)江下游地區(qū)常住人口增長(zhǎng)速度較緩，而自身水資源壓力較大，人口增長(zhǎng)放緩進(jìn)一步縮小了水資源-人口匹配的差異，而江西、云南、安徽由于本身水資源壓力較小，人口的增長(zhǎng)可能會(huì)縮小其內(nèi)部水資源-人口匹配的差異。同時(shí)根據(jù)2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶社會(huì)發(fā)展報(bào)告，2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省市城鎮(zhèn)化率平均值為61.7%，超過(guò)全國(guó)平均水平(60.6%)，其中下游的江浙滬三省均超過(guò)70%。但是湖南、四川-重慶、貴州2010—2019年水資源-人口匹配基尼系數(shù)有小幅上升趨勢(shì)，說(shuō)明地區(qū)內(nèi)部水資源與人口匹配差異程度逐漸增大，其中貴州城市化率較低不及50%，其地形地貌是限制人口城市化進(jìn)程的關(guān)鍵因素。針對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源-人口匹配情況，由于資源稟賦條件以及區(qū)域地形地貌，應(yīng)加強(qiáng)各省之間的互動(dòng)及聯(lián)系，發(fā)揮長(zhǎng)江上中下游各區(qū)位優(yōu)勢(shì)，保證區(qū)域空間均衡的協(xié)同發(fā)展。

3.1.3 基于基尼系數(shù)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源-經(jīng)濟(jì)匹配評(píng)價(jià)

根據(jù)基尼系數(shù)計(jì)算可知，2010—2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省級(jí)行政區(qū)水資源-經(jīng)濟(jì)匹配基尼系數(shù)如圖3所示。四川-重慶、云南、湖北、安徽區(qū)域水資源-經(jīng)濟(jì)的匹配程度極差，其水資源-經(jīng)濟(jì)基尼系數(shù)超過(guò)0.5，達(dá)到差距懸殊水平；江蘇-上海、貴州、湖南區(qū)域內(nèi)部水資源-經(jīng)濟(jì)匹配程度處于較差水平，其水資源-經(jīng)濟(jì)基尼系數(shù)介于0.4～0.5，達(dá)到差距較大水平；江西、浙江區(qū)域內(nèi)部水資源與經(jīng)濟(jì)的匹配程度達(dá)到中等水平，其水資源-經(jīng)濟(jì)基尼系數(shù)介于0.3～0.4；達(dá)到相對(duì)合理水平。

從整體來(lái)看，2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源-經(jīng)濟(jì)基尼系數(shù)為0.52，已經(jīng)達(dá)到差距懸殊水平。造成這種現(xiàn)象的主要原因在于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)區(qū)域發(fā)展不平衡，水資源量已經(jīng)不是其制約因素。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各城市發(fā)展水平不一致，從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，上海、武漢、重慶等超大城市萬(wàn)元GDP水資源量遠(yuǎn)超其他城市，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶東中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也不平衡。從省內(nèi)來(lái)看，以省級(jí)行政區(qū)為單位的中心地區(qū)與邊緣地區(qū)的經(jīng)濟(jì)差異比較顯著。針對(duì)這種情況，要發(fā)揮好長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各城市群輻射作用，推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的均衡發(fā)展。

3.1.4 基于基尼系數(shù)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源-土地資源、水資源-經(jīng)濟(jì)、水資源-人口整體評(píng)價(jià)

圖4給出了2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省水資源量與土地資源、經(jīng)濟(jì)、人口匹配的洛倫茲曲線。從單個(gè)省份來(lái)看，可以看出江蘇-上海地區(qū)水資源-土地資源>水資源-經(jīng)濟(jì)>水資源-人口，水資源-經(jīng)濟(jì)與水資源-土地資源兩條曲線相近，說(shuō)明在該地區(qū)的人口相對(duì)于土地資源、經(jīng)濟(jì)較為平均，水資源-土地資源與水資源-經(jīng)濟(jì)差別不大。湖北地區(qū)水資源-經(jīng)濟(jì)>水資源-土地資源>水資源-人口，說(shuō)明湖北地區(qū)人口相對(duì)于其他因素較平均。浙江、安徽、江西、湖南、四川-重慶、云南、貴州地區(qū)水資源-經(jīng)濟(jì)>水資源-人口>水資源-土地資源，說(shuō)明這些地區(qū)的土地資源相對(duì)于人口、經(jīng)濟(jì)較為平均。

圖3 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶2010—2019年水資源-經(jīng)濟(jì)匹配基尼系數(shù)Fig.3 Gini coefficient of water resources and economy matching in the Yangtze River Economic Belt from 2010 to 2019

從洛倫茲曲線整體來(lái)看，江蘇-上海、貴州、江西、浙江地區(qū)的水資源-土地資源、經(jīng)濟(jì)、人口洛倫茲曲線與絕對(duì)平均線最為接近，表明這些地區(qū)整體匹配比較好。而安徽、四川-重慶水資源-土地資源、經(jīng)濟(jì)、人口洛倫茲曲線與絕對(duì)平均線差距較大。比如，安徽省淮南1.4%的水資源量對(duì)應(yīng)5.4%的耕地，合肥市4%的水資源量產(chǎn)生25.4%的GDP，阜陽(yáng)市3%的水資源量對(duì)應(yīng)13%的人口，而黃山市19.8%的水資源量對(duì)于1.6%的耕地，產(chǎn)生全省2.2%的GDP。主要原因在于黃山由于地形差異，地少人少，處于山區(qū)，基本不發(fā)展工業(yè)，雖然旅游業(yè)發(fā)展較好，但第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也難以帶動(dòng)城市的發(fā)展，導(dǎo)致水資源量與人口、經(jīng)濟(jì)極不匹配。四川省遂寧市0.49%的水資源量對(duì)應(yīng)2.8%的耕地和2.7的人口，成都市3%的水資源量產(chǎn)生24%的GDP，而阿壩州、甘孜州14.4%、19.9%的水資源量對(duì)應(yīng)1%的耕地和人口，產(chǎn)生的GDP不到全省的1%。阿壩州、甘孜州地廣人稀，其中阿壩州坐落于青藏高原，交通不便導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為一般，主要是第三產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)。整體來(lái)看，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省水資源-經(jīng)濟(jì)的不均衡程度要高于水資源-人口、土地資源的不均衡程度。

3.2 水資源負(fù)載分析

水資源負(fù)載指數(shù)可以說(shuō)明區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用及開(kāi)發(fā)難易程度，從計(jì)算結(jié)果可以看出長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源負(fù)載指數(shù)呈現(xiàn)的特點(diǎn)是東部高，西部低的特點(diǎn)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源開(kāi)發(fā)利用程度和開(kāi)大利用極不均衡。

圖5給出了2010—2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省級(jí)行政區(qū)水資源負(fù)載指數(shù)，可以看出長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源負(fù)載指數(shù)超過(guò)2，其中江蘇、上海水資源負(fù)載指數(shù)超過(guò)10，其中上海人口密度較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，其水資源量較為短缺，其水資源負(fù)載指數(shù)遠(yuǎn)超其他地區(qū)，說(shuō)明長(zhǎng)三角地區(qū)水資源壓力相對(duì)其他地區(qū)壓力較大，江蘇、上海水資源開(kāi)發(fā)利用程度很高，繼續(xù)開(kāi)發(fā)水資源潛力很小，可能需要通過(guò)外部調(diào)水來(lái)緩解用水緊張，其水資源時(shí)空分布、開(kāi)發(fā)利用與人口經(jīng)濟(jì)極不匹配。重慶、湖北、安徽、浙江水資源負(fù)載指數(shù)在5～10，說(shuō)明這些地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用程度高，繼續(xù)開(kāi)發(fā)潛力較小，用水較緊張。四川、云南、貴州、湖南、江西地區(qū)水資源負(fù)載指數(shù)處于2～5，水資源開(kāi)發(fā)利用處于中等水平，主要是因?yàn)檫@些省份水資源豐富，降雨量比較豐富，但人口密度相對(duì)較小，水資源壓力一般，水資源負(fù)載指數(shù)遠(yuǎn)低于長(zhǎng)三角地區(qū)?？梢园l(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)，水資源開(kāi)發(fā)利用程度也較高。其中長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶上中下游、沿江兩岸水資源負(fù)載指數(shù)差異明顯，進(jìn)一步凸顯長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域發(fā)展不均衡，產(chǎn)業(yè)布局不合理，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶下游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、社會(huì)建設(shè)水平、區(qū)域發(fā)展水平和水資源開(kāi)發(fā)利用程度平均高于中游地區(qū)和上游地區(qū)，各區(qū)域的發(fā)展不均衡。對(duì)于水資源負(fù)載指數(shù)較高地區(qū)，應(yīng)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，協(xié)調(diào)水資源、人口與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，加強(qiáng)水資源管理。同時(shí)，可以加強(qiáng)水資源的多維調(diào)配以提高區(qū)域水資源高效利用[24]。

圖4 2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省水資源-土地、經(jīng)濟(jì)、人口匹配洛倫茲曲線Fig.4 Lorentz curve of water resources - land, economy and population matching of provinces in the Yangtze River Economic Belt in 2019

從2010—2019年水資源負(fù)載指數(shù)的時(shí)間變化分析，除上海市外，其余各省級(jí)行政區(qū)水資源負(fù)載指數(shù)有上升趨勢(shì)。說(shuō)明長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源開(kāi)發(fā)利用程度在變高。其中，上海市由于工商業(yè)發(fā)達(dá)，工業(yè)、商業(yè)用水量較多，絕對(duì)用水量達(dá)，由于水資源開(kāi)發(fā)利用程度本身就很大，隨著國(guó)家實(shí)行最嚴(yán)格水資管理制度，上海市水資源負(fù)載指數(shù)隨時(shí)間變化有所緩解。針對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源開(kāi)發(fā)利用情況，應(yīng)合理開(kāi)發(fā)利用水資源，實(shí)施水資源的統(tǒng)一監(jiān)督管理，做好中長(zhǎng)期跨區(qū)域的水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃。

4 結(jié)論

基于2010—2019年數(shù)據(jù)，采用基尼系數(shù)法和水資源負(fù)載指數(shù)對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源空間均衡特征進(jìn)行測(cè)算，分析了其時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征和空間均衡特征。本研究的主要結(jié)論如下：

(1)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶局部地區(qū)水資源與土地資源空間分布存在錯(cuò)位，各市水資源-土地資源匹配差距較大。四川省阿壩州、甘孜州、安徽黃山等地區(qū)水資源-土地資源匹配程度較低。各省的水資源-土地資源差異呈現(xiàn)四川-重慶>安徽>湖北>云南>浙江>江蘇-上海>湖南>江西>貴州。其中四川-重慶、安徽、湖北地區(qū)基尼系數(shù)超過(guò)了聯(lián)合國(guó)規(guī)定的警戒線0.4。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源-土地資源匹配程度近幾年相對(duì)平穩(wěn)，整體變化不大。但其總體耕地面積有減少趨勢(shì)，建議應(yīng)采取相關(guān)措施，恪守耕地紅線，保障水土資源的可持續(xù)利用。

圖5 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶2010—2019水資源負(fù)載指數(shù)Fig.5 Water resource load index of the Yangtze River Economic Belt from 2010 to 2019

(2)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省級(jí)行政區(qū)水人匹配差異呈現(xiàn)四川-重慶>安徽>云南>湖北>浙江>貴州>江蘇-上海>湖南>江西，四川-重慶、安徽、云南地區(qū)超過(guò)聯(lián)合國(guó)規(guī)定的警戒線0.4。2010—2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶平均水資源-人口基尼系數(shù)為0.37，處于相對(duì)合理水平。其中，根據(jù)各地級(jí)市人均水資源量來(lái)看，四川省甘孜州人均水資源量約是上海市的200倍，部分地級(jí)市水資源-人口匹配差距懸殊。江蘇-上海水資源-人口基尼系數(shù)來(lái)看，其內(nèi)部人均水資源量雖然較低，但其區(qū)域分布卻比較合理。

(3)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省級(jí)行政區(qū)水資源-經(jīng)濟(jì)匹配差異呈現(xiàn)四川-重慶>云南>湖北>安徽>湖南>貴州>江蘇-上海>浙江>江西，除江西外，其他省份都超過(guò)聯(lián)合國(guó)規(guī)定的警戒線0.4，水資源-經(jīng)濟(jì)匹配差異較大。2019年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源-經(jīng)濟(jì)基尼系數(shù)為0.52，已經(jīng)達(dá)到差距懸殊水平。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各城市發(fā)展水平不一致，從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，上海、武漢、重慶等超大城市萬(wàn)元GDP水資源量遠(yuǎn)超其他城市，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶東中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也不平衡。以省級(jí)行政區(qū)為單位的中心地區(qū)與邊緣地區(qū)的經(jīng)濟(jì)差異也比較顯著。

(4)基于洛倫茲曲線分析，直觀看出江蘇-上海、貴州、江西、浙江地區(qū)的水資源-土地資源、經(jīng)濟(jì)、人口整體匹配比較好。而安徽、四川-重慶水資源-土地資源、經(jīng)濟(jì)、人口整體匹配差距較大。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體平均匹配差異表現(xiàn)為水資源-經(jīng)濟(jì)平均基尼系數(shù)>水資源-土地資源匹配基尼系數(shù)>水資源-人口匹配基尼系數(shù)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各省水資源-經(jīng)濟(jì)的不均衡程度要高于水資源-人口、土地資源的不均衡程度，可見(jiàn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源空間分布于生產(chǎn)力布局不協(xié)調(diào)。

(5)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源負(fù)載指數(shù)呈現(xiàn)上海>江蘇>安徽>湖北>重慶>浙江>云南>湖南>四川>江西>貴州。其中上海、江蘇水資源負(fù)載指數(shù)遠(yuǎn)超10，需要通過(guò)外部調(diào)水來(lái)緩解用水緊張。根據(jù)對(duì)水資源負(fù)載指數(shù)的時(shí)空變化分析可知，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源負(fù)載指數(shù)呈上升趨勢(shì)，只有上海水資源負(fù)載指數(shù)呈下降趨勢(shì)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體水資源開(kāi)發(fā)利用程度呈現(xiàn)東高西低。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶上中下游、沿江兩岸水資源負(fù)載指數(shù)差異明顯，進(jìn)一步凸顯長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域發(fā)展不均衡，產(chǎn)業(yè)布局不合理，各區(qū)域的發(fā)展不均衡。