基于基尼系數的安徽省水資源空間均衡評價

張浩宇 宋占智

當前，安徽省現有水資源因子與經濟社會因子在空間中的匹配關系的研究尚是空白，本文通過基尼系數、不平衡指數等方法對于安徽省水資源在空間中的均衡程度進行識別，進而分析安徽省水資源空間均衡今后面臨的發展情形。

一、基于基尼系數的水資源空間均衡評價

（一）洛倫茲曲線

洛倫茲曲線是計算收入最低任意百分比人口所占的收入百分比來表示人口累計百分比和收入累計百分比之間對應關系的曲線。

（二）構建洛倫茲曲線

本文選取安徽省2018 年統計年鑒中各地市的水資源因子（水資源總量、用水總量）、經濟因子（耕地面積、人口數量和第二產業GDP）等數據，步驟如下：

（1）將安徽省17 個地市數據作為研究樣本，水資源因子作為基本匹配原象，選取耕地面積（人口數量、第二產業GDP）作為匹配對象。

（2）以單位體積水資源所需服務的經濟因子作為要素匹配水平分級指標，對研究區域各要素的數值從低到高進行排序。

（3）計算17 個地市的水資源總量、經濟因子占安徽省對應要素的比例值，再分別依次計算各區域比例的累計總和。

（4）定義x 軸為匹配原象（水資源因子）的累計百分比，y 軸為匹配對象（經濟因子）的累計百分比，以耕地面積指標為例繪制洛倫茲曲線。

（三）基尼系數的計算

安徽省水資源空間匹配度（G）計算公式：

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

表1 基尼系數對應的評價結果關系表

二、基于不平衡指數的水資源空間均衡評價

不平衡指數I 可以判斷地區水資源總量、用水量與各經濟社會因子間是否均衡（圖1），進而反映水資源量（用水總量）在安徽省權重與該地市經濟社會發展因子占安徽省權重間的情況。

圖1 不平衡指數I示意圖

式中：Yi與Xi為兩組對比數據；Yi為第i 個地市的水資源因子占安徽省權重；Xi為第i 個地市的經濟社會發展因子占安徽省權重；di為點到直線y=x的距離；n 為安徽省地市的個數。

對于安徽省的第i 個地市的di值來講，若di＞0，即Yi-Xi＞0，表明第i 個地市的水資源因子占安徽省權重高于經濟社會發展因子占安徽省權重；di值越大，水資源因子與經濟社會發展因子就越不均衡；反之，就越均衡。

三、結果分析

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、人口數量和第二產業GDP 等數據。將安徽省各地市作為研究樣本，各地市劃分為3 個評價區域：皖北、皖中與皖南地區。

（一）基于基尼系數的安徽省各地市計算結果分析

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

表2 2017 年安徽省水資源總量與經濟社會發展因子的基尼系數、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濟社會因子間的基尼系數均超過了0.3，這樣的結果是相對較差的，其中水資源總量與第二產業GDP 的匹配狀況最差。用水總量與經濟社會因子間的基尼系數均未超過0.3，匹配結果相對較好，尤其與第二產業GDP 的匹配關系最好，用水總量與各經濟社會指標的匹配關系反映出，安徽省經濟社會的發展水平與用水量基本相適應。

（二）安徽省水資源因子與耕地面積的均衡特性分析

運用式（2）～（3）計算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值均為負值，主要因為此地區水資源總量不豐富，但是耕地開墾面積較大。皖南地區不平衡指數di值均為正值，主要因為此地區水資源量豐富，但是此地區多為丘陵山地，可供耕地面積較少。

圖4b 表明：皖北地區除淮南市的di值均為負值，用水總量與耕地面積的矛盾未得到緩解。皖中、皖南地區大部分di值為正值，且di∈[0,0.02]，較為平衡狀態，主要因為此地區較好的水資源稟賦，能夠為農田提供充足水源。

（三）安徽省水資源總量與用水總量的均衡特性分析

運用式（2）～（3）計算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、經濟社會發展水平均存在差異，水資源量與用水總量間的均衡程度不可能全省統一。

四、結論

安徽省在2017 年時水資源總量與經濟社會因子間的基尼系數值相對較差，用水總量與各經濟社會指標反映出安徽省經濟社會的發展水平與用水量基本相適應。其中：皖北地區中水資源總量、用水總量與耕地面積、人口數量間的匹配關系較差，耕地面積與人口數量超過水資源量的支撐范圍；皖中地區中水資源總量、用水總量與耕地面積、人口數量間的匹配關系較差，耕地面積與人口數量超過水資源量的支撐范圍；皖南地區中水資源總量、用水總量與經濟社會因子間的匹配關系較差，主要由于當地水資源量豐富，但經濟發展水平相對落后■