寧夏水資源配置與經濟社會發展匹配關系的演化分析

杜 軍,馬術梅

(1.北方民族大學 土木工程學院,寧夏 銀川 750021;2.寧夏發展與改革委員會經濟研究中心,寧夏 銀川 750001)

0 引言

水資源在空間上的優化配置是人類追求的長期目標,而對水資源供需在空間上的匹配情況進行較準確地評價與把握,是區域水資源空間優化配置的前提和基礎[1]。受地理環境和氣候條件的影響,寧夏境內水資源短缺,且時空分布不均,對當地經濟社會發展影響較大。由于地區間自然資源(水資源)稟賦條件、經濟社會發展基礎條件的差異,精準評價水資源配置與經濟社會發展關系受到越來越多的關注。諸多學者采用基尼系數[2-6]、耦合關系[7]、灰色關聯度[8]等方法分析了遼寧省、黑龍江省、河南省、甘肅省、湖北省、寧夏等區域以及黃河流域內9省的水資源、自然條件等與經濟社會的匹配性,準確的評價了各個地區內的自然資源在空間配置的優化度。但是針對寧夏5個地級市(22個市縣)的水資源配置與其經濟社會發展關系的演化鮮有報道。對此,筆者參閱寧夏近20 a的《寧夏統計年鑒》和《寧夏水利統計公報》基礎上,運用基尼系數分析產業發展規模與水資源配置的匹配性,為寧夏水資源配置提供一定的理論借鑒。

1 基尼系數模型構建與計算

1.1 匹配原象、對象參數設定

基尼系數也稱洛倫茲系數,它是一個評價居民內部收入分配差異的指標?；嵯禂荡笮∈欠从呈杖敕峙涫欠窆降闹笜?在0～1區間內,數值越小,收入分配的公平性就越高。

1)匹配對象:(1)GDP,反映水資源配置與區域經濟發展的匹配度;(2)第一產業值,反映水資源配置與區域農業發展的匹配度;(3)第二產業值,反映水資源配置與區域工業發展的匹配度;(4)農作物播種面積,反映不同類型水資源配置與耕地發展規模的匹配度;(5)人口規模,反映水資源配置與區域人口發展和服務業的匹配度;

2)匹配原象:取水總量、農業取水量、工業取水量、生活取水量為匹配原象,其中取水總量對應GDP、農業取水量對應第一產業值、工業取水量對應第二產業值、生活取水量對應人口規模、農業取水量對應農作物播種面積。

3)匹配原象、對象各項指標值:以2016-2020年間,寧夏20個市縣區(銀川三區市興慶區、金鳳區和西夏區合并為銀川三區)的統計值確定匹配原象和匹配對象指標值。

1.2 洛倫茲曲線構建

各匹配原象與匹配對象指標統計值:

(1)各市縣區研究對象匹配水平分級指標分別為 R1(單位總取水量貢獻的地區 GDP 值)、R2(單位農業取水量所需貢獻的第一產業值)、R3(單位工業取水量所需貢獻的第二產業值)、R4(單位農業用水量所服務的農作物播種面積)、R5(單位生活取水量所服務的人口規模);

(2)R1=GDPi/Wi、R2=DYCPi/Wnyi、R3=DECPi/Wgyi、R4=GDi/Wnyi、R5=RKi/Wshi,其中:GDPi為各市縣生產總值,Wi為各市縣取水總量,DYCPi為各市縣第一產業值,Wnyi為各市縣農業取水量,DECPi為各市縣第二產業值,Wgyi為各市縣工業取水量,GDi為各市縣農作物播種面積面積,RKi為各市縣人口數量,Wshi為各市縣生活取水量。

(3)分別計算出各市縣分級指標Ri、各市縣基本匹配原象占相應全區總量比值、匹配對象占相應全區總量比值后,以Ri為基準,按照其升序原則,排列各市縣相應基本匹配原象、匹配對象,并計算原象與對象的分別占全區的累計比例。

(4)根據上述4個步驟,分別計算出2016-2020年各年的相應統計量。

以各原象取水量為橫坐標、其他對象為縱坐標,依次繪制取水總量與地區GDP、農業取水量與第一產業值、工業取水量與第二產業值、農業取水量與農作物播種面積面積、生活取水量與人口數量的洛倫茲曲線,分別如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示。

圖1 取水總量與GDP

圖2 農業取水總量與第一產值

圖4 農業取水總量與播種面積

圖5 生活取水總量與人口規模

1.3 基尼系數計算方法

本文采用梯形面積法計算基尼系數。其模型為:

(1)

式中:Gini為評價指標基尼系數;Xi、Xi-1為匹配原象累積百分比;Yi、Yi-1為匹配對象累積百分比;n為寧夏市縣區總數,取值20;i為排序號,當i=1,(Xi-1,Yi-1) 視為(0,0)。

表1 近5 a內寧夏各行業取水量與其匹配基尼系數統計表

2 結果與分析

2.1 取水量與GDP 匹配性分析

寧夏取水總量與相應GDP的Gini1為0.413,按照聯合國對基尼系數( G)的劃分標準0.4≤G<0.5,此值表示寧夏各縣區取水總量與相應地區GDP處于相對不匹配關系。由于寧夏特殊的地理環境和氣候條件等因素影響,寧夏5個地級市取水量和GDP呈現出顯著的區域與產業配置特征:銀川市為寧夏政治經濟文化中心,具有便利的引黃灌溉條件,取水總量和GDP都排第一;盡管吳忠市、中衛市(農業、旅游業主導)和石嘴山(工業主導)都處于引黃灌區,由于在主導產業的影響下,取水量與GDP沒有呈現一致性的變化;固原市地處寧夏南部,受到地理環境制約,工農業生產用水主要依托當地地表水,取水量與GDP最小。取水量一般為來自黃河水和地下水,并未對降水量作統計。從銀川市和固原市兩個地區降水量來看,銀川市、固原市年降水量分別為208 mm和538 mm,在一定程度上平衡取水量差值。固原地區較大的降水量降低了農業種植的人工灌溉量,直接降低農業種植成本,間接地降低了養殖業的發展成本。對于銀川市來講,盡管降水量較少,但是銀川市轄區內的6個市縣區地處寧夏引黃灌區,取用黃河水便捷、適宜農業灌溉農作物播種面積面積較多、交通設施完善、經濟技術發展優越等先天條件,促進了農業種植結構完善、工業產業規模較大、城鎮發展快速、人口規模逐漸增加等,需水量也就隨之增加。由此可見,盡管從寧夏各個市縣取水總量與相應地區GDP的Gini1為0.413認為兩者相對不匹配,但是,從寧夏地理環境、區位優勢等來看,當前的取水量與GDP的關系符合寧夏本區的實際情況。

2.2 農業取水量與第一產業值、農作物播種面積間的分配情況

農業取水量對第一產業值有直接影響,兩者之間的Gini2=0.336,在0.3≤G<0.4之間,表示兩種資源處于比較匹配狀態;農業取水量與農作物播種面積Gini4=0.602,大于0.5表示此兩種資源處于高度不匹配狀態。從寧夏本地水資源空間和時間考慮,固原地區農業取用黃河水量和地下水水量相對較少,農業發展主要依賴于降水補給。從農業種植結構來看,受到氣候條件影響,固原地區糧食播種面積較大,但取用地表水和地下水水量將對較少,第一產值也就相對較高。而銀川市等引黃灌區內耗水量較高的農作物種植面積較大,在相對區位優勢較高的影響,引黃灌區內農業產業附加值相對較高。由此可見,農業取水量與第一產值的基尼系數處于比較匹配的區間是在相對合理范圍,農業取水量與農作物播種面積基尼系數處于高度不匹配狀態也是相對合理的。

2.3 工業取水量與與第二產業值匹配情況

從2020年寧夏各市縣區工業取水量來看,銀川市工業取水量占據寧夏工業取水量的58.04%,工業產值占據寧夏工業產值的51.75%。從其他4個地級市來看,石嘴山市、吳忠市、固原市和中衛市工業取水量依次占總取水量的17.87%、10.28%、2.05%和11.76%,工業產值占比依次為16.11%、16.97%、4.30%、10.88%。從工業產業類型來看,地區工業發展往往與本區域內資源稟賦有著直接的關系。煤炭資源是寧夏重要資源之一,圍繞其在銀川靈武市和石嘴山市相繼建設能源化工基地。在固原地區發展適度的鹽化工,而在吳忠市、中衛市主要發展加工、紡織等規模較小的企業。從單位水資源增加值來看,寧夏萬元GDP取水量、萬元工業增加值取水量顯著下降。由此可見,工業取水量與第二產業值的Gini3=0.323在0.3≤G<0.4之間,表示兩種資源處于比較匹配狀態,屬于合理范疇。

2.4 生活取水量與人口數量匹配情況

居民生活取水量是水資源消耗主要途徑,由人口總量、經濟條件決定區域內生活取水量大小。截止2020年,5個地級市銀川市、石嘴山市、吳忠市、固原市和中衛市的總人口分別為286.17萬人、75.21萬人、138.40萬人、114.32萬人和106.83萬人,生活取水量分別為1.723億 m3、0.419億 m3、0.68億 m3、0.335億 m3和0.548億 m3。從生活取水量與人口數量Gini5=0.206來看,此基尼系數在0.2≤G<0.3之間,表示兩種資源處于相對匹配狀態。

2.5 近5 a寧夏水資源與經濟發展匹配狀況差異分析

通過分析2016-2020年間每年各個市縣區各行業取水量與相應產值(規模)的匹配基尼系數來看,除工業取水量與第二產業在2018年的基尼系數突變較為明顯外,其他4類匹配的基尼系數相對穩定。即近5年內,寧夏水資源利用總量與地區 GDP 的關系、農業取水量與第一產業關系、工業取水量與第二產業關系、農業取水量與農作物播種面積和生活取水量與人口的基尼系數平均值分別為0.44、0.33、0.32、0.56和0.24,分別處在相對不匹配狀態、比較匹配狀態、比較匹配狀態、高度不匹配狀態和相對匹配狀態。詳細見表1。

3 結語

寧夏各個地區間的水資源配置與產業發展關系處于良好狀態,2016-2020年間取水總量與GDP產值、農業取水量與第一產業值、工業取水量與第二產業值、農業用水與耕地面積、生活取水量與人口數量的平均基尼系數分別為0.44、0.33、0.32、0.56和0.24。