宁夏水资源配置与经济社会发展匹配关系的演化分析

杜 军,马术梅

(1.北方民族大学 土木工程学院,宁夏 银川 750021;2.宁夏发展与改革委员会经济研究中心,宁夏 银川 750001)

0 引言

水资源在空间上的优化配置是人类追求的长期目标,而对水资源供需在空间上的匹配情况进行较准确地评价与把握,是区域水资源空间优化配置的前提和基础[1]。受地理环境和气候条件的影响,宁夏境内水资源短缺,且时空分布不均,对当地经济社会发展影响较大。由于地区间自然资源(水资源)禀赋条件、经济社会发展基础条件的差异,精准评价水资源配置与经济社会发展关系受到越来越多的关注。诸多学者采用基尼系数[2-6]、耦合关系[7]、灰色关联度[8]等方法分析了辽宁省、黑龙江省、河南省、甘肃省、湖北省、宁夏等区域以及黄河流域内9省的水资源、自然条件等与经济社会的匹配性,准确的评价了各个地区内的自然资源在空间配置的优化度。但是针对宁夏5个地级市(22个市县)的水资源配置与其经济社会发展关系的演化鲜有报道。对此,笔者参阅宁夏近20 a的《宁夏统计年鉴》和《宁夏水利统计公报》基础上,运用基尼系数分析产业发展规模与水资源配置的匹配性,为宁夏水资源配置提供一定的理论借鉴。

1 基尼系数模型构建与计算

1.1 匹配原象、对象参数设定

基尼系数也称洛伦兹系数,它是一个评价居民内部收入分配差异的指标。基尼系数大小是反映收入分配是否公平的指标,在0～1区间内,数值越小,收入分配的公平性就越高。

1)匹配对象:(1)GDP,反映水资源配置与区域经济发展的匹配度;(2)第一产业值,反映水资源配置与区域农业发展的匹配度;(3)第二产业值,反映水资源配置与区域工业发展的匹配度;(4)农作物播种面积,反映不同类型水资源配置与耕地发展规模的匹配度;(5)人口规模,反映水资源配置与区域人口发展和服务业的匹配度;

2)匹配原象:取水总量、农业取水量、工业取水量、生活取水量为匹配原象,其中取水总量对应GDP、农业取水量对应第一产业值、工业取水量对应第二产业值、生活取水量对应人口规模、农业取水量对应农作物播种面积。

3)匹配原象、对象各项指标值:以2016-2020年间,宁夏20个市县区(银川三区市兴庆区、金凤区和西夏区合并为银川三区)的统计值确定匹配原象和匹配对象指标值。

1.2 洛伦兹曲线构建

各匹配原象与匹配对象指标统计值:

(1)各市县区研究对象匹配水平分级指标分别为 R1(单位总取水量贡献的地区 GDP 值)、R2(单位农业取水量所需贡献的第一产业值)、R3(单位工业取水量所需贡献的第二产业值)、R4(单位农业用水量所服务的农作物播种面积)、R5(单位生活取水量所服务的人口规模);

(2)R1=GDPi/Wi、R2=DYCPi/Wnyi、R3=DECPi/Wgyi、R4=GDi/Wnyi、R5=RKi/Wshi,其中:GDPi为各市县生产总值,Wi为各市县取水总量,DYCPi为各市县第一产业值,Wnyi为各市县农业取水量,DECPi为各市县第二产业值,Wgyi为各市县工业取水量,GDi为各市县农作物播种面积面积,RKi为各市县人口数量,Wshi为各市县生活取水量。

(3)分别计算出各市县分级指标Ri、各市县基本匹配原象占相应全区总量比值、匹配对象占相应全区总量比值后,以Ri为基准,按照其升序原则,排列各市县相应基本匹配原象、匹配对象,并计算原象与对象的分别占全区的累计比例。

(4)根据上述4个步骤,分别计算出2016-2020年各年的相应统计量。

以各原象取水量为横坐标、其他对象为纵坐标,依次绘制取水总量与地区GDP、农业取水量与第一产业值、工业取水量与第二产业值、农业取水量与农作物播种面积面积、生活取水量与人口数量的洛伦兹曲线,分别如图1、图2、图3、图4和图5所示。

图1 取水总量与GDP

图2 农业取水总量与第一产值

图4 农业取水总量与播种面积

图5 生活取水总量与人口规模

1.3 基尼系数计算方法

本文采用梯形面积法计算基尼系数。其模型为:

(1)

式中:Gini为评价指标基尼系数;Xi、Xi-1为匹配原象累积百分比;Yi、Yi-1为匹配对象累积百分比;n为宁夏市县区总数,取值20;i为排序号,当i=1,(Xi-1,Yi-1) 视为(0,0)。

表1 近5 a内宁夏各行业取水量与其匹配基尼系数统计表

2 结果与分析

2.1 取水量与GDP 匹配性分析

宁夏取水总量与相应GDP的Gini1为0.413,按照联合国对基尼系数( G)的划分标准0.4≤G<0.5,此值表示宁夏各县区取水总量与相应地区GDP处于相对不匹配关系。由于宁夏特殊的地理环境和气候条件等因素影响,宁夏5个地级市取水量和GDP呈现出显著的区域与产业配置特征:银川市为宁夏政治经济文化中心,具有便利的引黄灌溉条件,取水总量和GDP都排第一;尽管吴忠市、中卫市(农业、旅游业主导)和石嘴山(工业主导)都处于引黄灌区,由于在主导产业的影响下,取水量与GDP没有呈现一致性的变化;固原市地处宁夏南部,受到地理环境制约,工农业生产用水主要依托当地地表水,取水量与GDP最小。取水量一般为来自黄河水和地下水,并未对降水量作统计。从银川市和固原市两个地区降水量来看,银川市、固原市年降水量分别为208 mm和538 mm,在一定程度上平衡取水量差值。固原地区较大的降水量降低了农业种植的人工灌溉量,直接降低农业种植成本,间接地降低了养殖业的发展成本。对于银川市来讲,尽管降水量较少,但是银川市辖区内的6个市县区地处宁夏引黄灌区,取用黄河水便捷、适宜农业灌溉农作物播种面积面积较多、交通设施完善、经济技术发展优越等先天条件,促进了农业种植结构完善、工业产业规模较大、城镇发展快速、人口规模逐渐增加等,需水量也就随之增加。由此可见,尽管从宁夏各个市县取水总量与相应地区GDP的Gini1为0.413认为两者相对不匹配,但是,从宁夏地理环境、区位优势等来看,当前的取水量与GDP的关系符合宁夏本区的实际情况。

2.2 农业取水量与第一产业值、农作物播种面积间的分配情况

农业取水量对第一产业值有直接影响,两者之间的Gini2=0.336,在0.3≤G<0.4之间,表示两种资源处于比较匹配状态;农业取水量与农作物播种面积Gini4=0.602,大于0.5表示此两种资源处于高度不匹配状态。从宁夏本地水资源空间和时间考虑,固原地区农业取用黄河水量和地下水水量相对较少,农业发展主要依赖于降水补给。从农业种植结构来看,受到气候条件影响,固原地区粮食播种面积较大,但取用地表水和地下水水量将对较少,第一产值也就相对较高。而银川市等引黄灌区内耗水量较高的农作物种植面积较大,在相对区位优势较高的影响,引黄灌区内农业产业附加值相对较高。由此可见,农业取水量与第一产值的基尼系数处于比较匹配的区间是在相对合理范围,农业取水量与农作物播种面积基尼系数处于高度不匹配状态也是相对合理的。

2.3 工业取水量与与第二产业值匹配情况

从2020年宁夏各市县区工业取水量来看,银川市工业取水量占据宁夏工业取水量的58.04%,工业产值占据宁夏工业产值的51.75%。从其他4个地级市来看,石嘴山市、吴忠市、固原市和中卫市工业取水量依次占总取水量的17.87%、10.28%、2.05%和11.76%,工业产值占比依次为16.11%、16.97%、4.30%、10.88%。从工业产业类型来看,地区工业发展往往与本区域内资源禀赋有着直接的关系。煤炭资源是宁夏重要资源之一,围绕其在银川灵武市和石嘴山市相继建设能源化工基地。在固原地区发展适度的盐化工,而在吴忠市、中卫市主要发展加工、纺织等规模较小的企业。从单位水资源增加值来看,宁夏万元GDP取水量、万元工业增加值取水量显著下降。由此可见,工业取水量与第二产业值的Gini3=0.323在0.3≤G<0.4之间,表示两种资源处于比较匹配状态,属于合理范畴。

2.4 生活取水量与人口数量匹配情况

居民生活取水量是水资源消耗主要途径,由人口总量、经济条件决定区域内生活取水量大小。截止2020年,5个地级市银川市、石嘴山市、吴忠市、固原市和中卫市的总人口分别为286.17万人、75.21万人、138.40万人、114.32万人和106.83万人,生活取水量分别为1.723亿 m3、0.419亿 m3、0.68亿 m3、0.335亿 m3和0.548亿 m3。从生活取水量与人口数量Gini5=0.206来看,此基尼系数在0.2≤G<0.3之间,表示两种资源处于相对匹配状态。

2.5 近5 a宁夏水资源与经济发展匹配状况差异分析

通过分析2016-2020年间每年各个市县区各行业取水量与相应产值(规模)的匹配基尼系数来看,除工业取水量与第二产业在2018年的基尼系数突变较为明显外,其他4类匹配的基尼系数相对稳定。即近5年内,宁夏水资源利用总量与地区 GDP 的关系、农业取水量与第一产业关系、工业取水量与第二产业关系、农业取水量与农作物播种面积和生活取水量与人口的基尼系数平均值分别为0.44、0.33、0.32、0.56和0.24,分别处在相对不匹配状态、比较匹配状态、比较匹配状态、高度不匹配状态和相对匹配状态。详细见表1。

3 结语

宁夏各个地区间的水资源配置与产业发展关系处于良好状态,2016-2020年间取水总量与GDP产值、农业取水量与第一产业值、工业取水量与第二产业值、农业用水与耕地面积、生活取水量与人口数量的平均基尼系数分别为0.44、0.33、0.32、0.56和0.24。