河南省水资源与经济社会发展状况匹配关系的研究

祁丽霞, 杨承佳, 王国帅

(华北水利水电大学 管理与经济学院,河南 郑州 450046)



河南省水资源与经济社会发展状况匹配关系的研究

祁丽霞, 杨承佳, 王国帅

(华北水利水电大学 管理与经济学院,河南 郑州 450046)

运用基尼系数的相似方法构建区域基尼系数模型,根据河南省2014年的水资源统计数据,绘制水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值、农业用水量与农业劳动力数量及耕地面积之间的洛伦兹曲线,并依次计算其基尼系数,分析河南省水资源利用与经济总量、产业间水资源分配、农业生产要素间的匹配程度。结果表明:河南省水资源利用总量与地区GDP处于相对匹配状态;农业、工业用水量与第一、第二产业值均处于相对匹配状态;农业用水量与农业劳动力数量处于相对匹配状态;农业用水量与耕地面积处于比较合理匹配状态。同时，通过对2010—2014年河南省水资源利用与经济社会要素的时空匹配关系的差异性分析,结果表明，河南省水资源利用与经济发展匹配状况多年均处于相对匹配状态。通过对地区差异原因进行分析,提出对河南省水资源分配不合理的地区应采取用水管理措施,为实现水资源高效配置奠定良好的基础。

水资源配置;水资源与经济社会要素的时空匹配关系;洛伦兹曲线;基尼系数;河南省

水是人类赖以生存的基础性自然资源,同时也是战略性经济资源。河南省2014年水资源公报数据显示,河南省各行业总用水量209.289亿m3,其中农、林、牧、渔业用水112.696亿m3(农田灌溉用水104.27亿m3),占总用水量的53.85%;工业用水52.598亿m3,占25.13%;城市生活、生态用水43.995亿m3,占21.02%。由于水源条件、产业结构、生活水平和经济发展状况的差异,各市用水量及其结构也有所不同。为实现水资源在各行业中的高效配置,针对水资源量相对不足的现状以及水资源分布不均衡的情况,对河南省水资源利用高效配置情况进行系统分析和定量研究具有重要意义。

洛伦兹曲线和基尼系数原本是经济学中用来衡量收入和分配不平等程度的重要指标,现已在很多领域得到了广泛应用。如何祯祥等[1]研究了洛伦兹曲线在植物生态方面的应用;刘洋等[2]参照洛伦兹曲线的构建原理及基尼系数的计算方法,进行了区域水资源的空间匹配分析;刘新有等[3]运用基尼系数进行了人居环境气候评价；姜宁等[4]基于基尼系数进行了黑龙江省水资源空间匹配分析;徐玉霞[5]对宝鸡市12区(县)水资源生态安全的基尼系数进行了分析;秦迪岚等[6]基于环境基尼系数研究了洞庭湖区水污染总量的分配。上述研究体现出洛伦兹曲线和基尼系数在非经济领域，尤其是在评价水资源空间匹配方面有较强的适用性。张晓涛等[7]采取区域基尼系数方法,对黄河流域地级行政区层面上的经济发展与水资源利用、水资源与耕地资源、水资源与农业劳动力资源彼此之间的匹配状况进行了分析。但只分析了某一年的水资源与经济发展的匹配程度,没有考虑水资源利用与经济发展匹配状况的时间差异。

本文借鉴前人的方法,运用基尼系数相似方法来构建区域基尼系数模型,在对河南省18个市级行政区2014年的水资源、耕地资源、农业劳动力资源与区域生产总值之间的匹配程度进行分析的基础上,进而对河南省2010—2014年水资源与经济发展状况匹配关系的时间差异进行分析,以期得到实现区域经济发展与水土资源等要素匹配的政策性含义,并有针对性地提出相关建议。

1 区域基尼系数模型构建

基尼系数是20世纪初由意大利经济学家基尼提出的,用来反映居民收入贫困差异的程度[8]。基于基尼系数的特点,采用相似的方法,构建地区GDP与水资源利用总量、第一产业值与农业用水量、第二产业值与工业用水量、农业用水量与耕地面积、农业用水量与农业劳动力资源之间匹配的基尼系数。区域基尼系数模型构建的基本步骤如下:

1)将河南省按照市级行政区划分为18个子区域,以各市级行政区的水资源总用量、农业用水量、工业用水量、各市地区GDP、第一产业值、第二产业值、农业劳动力资源、耕地面积作为研究对象,其各市级行政区研究对象匹配水平分级指标分别为RWP、RW1P1、RW2P2、RW1C、RW1L。

式中:RWP、RW1P1、RW2P2、RW1C、RW1L分别为单位水资源所需贡献的地区GDP值、单位农业用水量所需贡献的第一产业值、单位工业用水量所需贡献的第二产业值、单位农业用水量所需服务的耕地面积、单位农业用水量所需服务的农业劳动力数量,这些相对值即为要素匹配水平的分级指标;P、W、P1、W1、P2、W2、C、L分别表示地区GDP、水资源利用总量、第一产业值、农业用水量、第二产业值、工业用水量、耕地面积、农业劳动力数量。

2)分别计算不同市级行政区的研究指标占全省所对应的研究指标的比例rPi、rWi、rP1i、rW1i、rP2i、rW2i、rCi、rLi(i=1,2,…,18)。

式中:Pi、Wi、P1i、W1i、P2i、W2i、Ci、Li分别为河南省各市级行政区的地区GDP、水资源利用总量、第一产业值、农业用水量、第二产业值、工业用水量、耕地面积、农业劳动力数量;PT、WT、P1T、W1T、P2T、W2T、CT、LT分别为全省的地区GDP、水资源利用总量、第一产业值、农业用水量、第二产业值、工业用水量、耕地面积、农业劳动力数量。

3)按照升序排列,分别计算出每两种研究指标在各市级行政区的比例的累计总和rTPi、rTWi、rTP1i、rTW1i、rTP2i、rTW2i、rTCi、rTLi。

本文采取联合国对基尼系数(G)的划分标准[12]:G<0.2,表示两种资源处于高度匹配或者绝对匹配状态;0.2≤G<0.3,表示两种资源处于相对匹配状态;0.3≤G<0.4,表示两种资源处于比较匹配状态;0.4≤G<0.5,表示两种资源处于相对不匹配状态;G≥0.5,表示两种资源处于高度不匹配状态。

2 基尼系数计算

2.1 数据列表及洛伦兹曲线

本文拟采用的数据来源于河南省历年的《统计年鉴》和《水资源公报》。

根据上述区域基尼系数模型构建的基本步骤,依次计算单位水资源利用量带来的地区GDP、单位农业用水量带来的第一产业值、单位工业用水量带来的第二产业值、单位农业用水量服务的农业劳动力数量、单位农业用水量灌溉的耕地面积。按照计算出的匹配分级指标进行升序排列,并建立各研究指标间的关系,见表1—5。

表1 河南省2014年水资源利用总量与地区GDP的关系

续表

表2 河南省2014年农业用水量与第一产业值的关系

表3 河南省2014年工业用水量与第二产业值的关系

续表

表4 河南省2014年农业用水量与农业劳动力数量的关系

表5 河南省2014年农业用水量与耕地面积的关系

根据上述关系列表依次绘制水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值、农业用水量与农业劳动力数量、农业用水量与耕地面积的洛伦兹曲线,分别如图1—5所示。图中的曲线即为洛伦兹曲线,对应的方程即为洛伦兹曲线的函数方程。

图1 水资源利用总量与地区GDP的洛伦兹曲线

图2 农业用水量与第一产业值的洛伦兹曲线

图3 工业用水量与第二产业值的洛伦兹曲线

图4 农业用水量与农业劳动力的洛伦兹曲线

图5 农业用水量与耕地面积的洛伦兹曲线

2.2 基尼系数计算

基尼系数的计算方法主要有几何法、基尼平均差法、协方差法及矩阵法、梯形面积法[13]。本文采用几何法求取基尼系数。如图1所示,按照两要素的累计比值,建立洛伦兹曲线的函数方程,并对洛伦兹曲线在[0,1]上积分，即

式中Y为洛伦兹曲线的函数方程。

基尼系数G的计算式如下:

G=SA/(SA+SB)。

式中SA+SB=0.5。

根据图1—5,按照上述方法进行计算,可得水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值、农业用水量与农业劳动力数量、农业用水量与耕地面积的基尼系数分别为0.248、0.258、0.296、0.252、0.272。

3 结果分析

河南省的水资源利用总量与地区GDP的基尼系数为0.248,根据基尼系数的区段划分标准,可知河南省水资源利用总量与地区GDP的匹配程度处于相对匹配状态。这表明在既有的水资源条件下,河南省水资源利用总量与地区GDP的分布相对均衡;同时,也表明河南省利用一定比例的水资源能够带来相同比例的地区GDP。但河南省个别区域也存在不平衡现象。由表1可知,郑州市水资源利用总量占全省的8.53%,地区GDP占全省的19.8%,而南阳市水资源利用总量占全省的10.87%,地区GDP仅占全省的6.85%,二者相差较为悬殊。因此,河南省由水资源利用所带来的地区GDP有进一步提升的空间。

3.1 水资源在产业间的分配情况

农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值的基尼系数分别为0.258、0.296,根据基尼系数的区段划分标准,可知河南省农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值间的匹配程度均处于相对匹配状态。也就是,农业、工业在生产过程中耗用一定比例的水资源时能够带来相同比例的GDP值。这表明河南省农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值的分配相对均衡。根据表2和表3可知,安阳市占全省8.70%的农业用水量贡献了全省3.58%的第一产业值,三门峡市仅占全省1.38%的农业用水量却贡献了全省2.98%的第一产业值;郑州市占全省10.67%的工业用水量贡献了全省2.37%的第二产业值,而漯河市仅占全省1.42%的工业用水量却贡献了全省4.07%的第二产业值。从计算结果来看,河南省个别地区在水资源利用量与要素间的分配不均衡,没有实现经济社会发展与水资源利用之间的高效配置,说明河南省水资源利用效率还具备提高的潜力。

3.2 水资源与农业劳动力资源匹配情况

农业用水量与农业劳动力资源间的基尼系数为0.252,根据基尼系数的区段划分标准,可知河南省农业用水量与农业劳动力资源的匹配程度处于相对匹配状态。这表明河南省各市农业劳动力人口人均可利用的水资源分配相对均衡。但从计算结果(表4)来看,人口有向大城市集中的趋势。如周口市经济社会发展在河南省各市中排名靠前,周口市农业用水量占全省的7.65%,但周口市农业劳动力人口占全省的比例却高于这一比例。这说明，在河南省经济发达的地区,随着农业劳动力数量的攀升,缺水的状况越来越严重,河南省部分城市缺水现象已然呈现,过度追求城市化发展而导致了土地的水资源涵养能力差;农业劳动力人口在用水方面也表现出缺乏节水意识,导致水资源循环利用率很低;农业用水量与农业劳动力资源分配不平衡,人均可利用水资源分配不均衡,说明河南省在水资源利用与农业劳动力资源的配置上仍存在进一步优化的空间。

3.3 水资源与耕地面积匹配情况

农业用水量与耕地面积间的匹配基尼系数为0.272,根据基尼系数的区段划分标准,可知河南省农业用水量与耕地面积的匹配程度处于相对合理状态,也就是,河南省对水资源的利用与耕地面积的分布相对比较均衡。从表5可知,焦作市占全省6.18%的农业用水量灌溉了全省2.40%的耕地面积,而驻马店市仅占全省4.36%的农业用水量却灌溉了全省11.68%的耕地面积。二者相差悬殊,说明河南省个别地区的水资源与耕地面积分配不平衡。同时也说明在既有的水资源条件下,个别地区没有合理灌溉,还在采取传统的土渠输水和漫灌方式。因此,河南省在水资源利用与耕地面积的分配上还有提升的空间。

4 河南省水资源与经济发展匹配状况的时间差异分析

为了反映河南省水资源利用与经济发展的协调关系,分别计算出2010—2014年河南省18个地级行政区的水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值的基尼系数,见表6—8。由表6—8可看出,河南省在2010—2014年间,水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值均处于相对匹配状态,表明河南省的水资源利用能够贡献高比例的经济值。

表6 2010—2014年河南省水资源量与GDP的基尼系数

表7 2010—2014年河南省农业用水量与第一产业值的基尼系数

表8 2010—2014年河南省工业用水量与第二产业值的基尼系数

5 相关建议

通过对河南省各市经济、产业发展与水资源、农业要素与水资源之间的匹配情况进行分析,提出以下建议:

1)针对河南省个别地区的水资源与要素间分配不均衡的情况,建议政府制定水资源利用战略计划;采取技术、经济管理措施,逐步实现经济社会发展与水资源利用之间的高效配置。

2)鉴于河南省个别地区的农业劳动力人口利用水资源仍存在不合理性、农业用水量与农业劳动力资源分配不平衡、人均可利用水资源分配不均衡,建议以政府为主导实施农业劳动力人口利用水资源的管理,宣传节水知识来提高农业劳动力的节水意识,逐步实现水资源利用与农业劳动力人口的高效配置。

3)河南省部分地区的农业生产要素与水资源利用之间具有显著的差异性。建议河南省各市根据地区水资源的分布情况,调整地区农业种植结构,逐步建立与水资源高效配置的农业种植结构;在既有的水资源条件下,通过合理灌溉和提升水资源的利用效率,来提高农业生产总值,推动地区经济发展;在水资源管理方面,需要改变以往的土渠输水和漫灌的方式,采用节水的沟灌、渗灌、喷灌、滴灌以及微灌的节水方式,同时实行需水管理,逐步实现水资源与耕地面积的高效配置。

4)虽然通过时间差异分析得出河南省水资源利用与经济发展匹配程度均处于相对匹配状态,表明河南省的水资源利用能够贡献高比例的经济值,但通过对河南省2014年的水资源利用与经济总量、产业间水资源分配、农业生产要素间匹配程度的分析,河南省在水资源利用方面存在地区差异。因此,河南省在未来利用既定水资源时,不能忽视个别地区在水资源利用方面存在的差异性。

[1]何祯祥,钦佩,阮成江,等.Lorenz曲线及其在植物生态研究中的应用[J].南京林业大学学报(自然科学版),2004,28(1):37-41.

[2]刘洋,金风君,甘红.区域水资源空间匹配分析[J].辽宁工程技术大学学报,2005,24(5):657-660.

[3]刘新有,史止涛,唐皎艳,等.基尼系数在人居环境气候评价中的运用[J].热带地理,2008,28(1):7-20.

[4]姜宁,付强.基于基尼系数的黑龙江省水资源空间匹配分析[J].东北农业大学学报,2010,41(5):56-60.

[5]徐玉霞.宝鸡市12区县水资源生态安全基尼系数分析[J].干旱地区农业研究,2012,30(5):175-179.

[6]秦迪岚,韦安磊,卢少勇,等.基于环境基尼系数的洞庭湖区水污染总量分配[J].环境科学研究,2013,26(1):8-15.

[7]张晓涛,于法稳.黄河流域经济发展与水资源匹配状况分析[J].中国人口·资源与环境,2012,22(10):1-6.

[8]任保平,宋宇.微观经济学[M].北京:科学出版社,2009:264-266.

[9]徐映梅,张学新.中国基尼系数警戒线的一个估计[J].统计研究,2011,28(1):80-83.

[10]董春芳.基尼系数的计算方法及应用[J].天津职业院校联合学报,2008,10(2):80-80.

(责任编辑：陈海涛)

Study on the Matching Relations of Henan Provincial Water Resources with Social and Economic Development

QI Lixia, YANG Chengjia, WANG Guoshuai

(School of Management and Economics, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China)

Using a similar method to construct a regional Gini coefficient model, according to the statistics data of water resources in Henan Province in 2014, Lorenz curve was drawn between gross water use and regional Gross Domestic Product, the amount of agricultural water consumption and the value of primary industry, the amount of industrial water consumption and the value of the secondary industry, and among the amount of agricultural water consumption, the amount of labor and the area of arable land, sequentially, Gini coefficient was calculated, it was analyzed that the degrees of Henan provincial water resources matched economy, water allocation among the key production factors in industry and agriculture. Results show that Henan provincial total amount of water use relatively matches regional Gross Domestic Product, the amount of industrial and agricultural water consumption matches with the values of primary industry and secondary industry, the amount of agricultural water consumption relatively matches the amount of agricultural labor, the amount of agricultural water consumption relatively and reasonably matches the area of arable land. At the same time, according to the difference analytical results of the temporal-spatial matching relations of water use in Henan Province with the social and economic key factors from 2010 to 2014, Henan provincial water resources consumption relatively matches economic development for many years. And by analyzing the reason causing the difference, it is proposed that the area of irrational water allocation in Henan Province should use the measures of water management, which will provide a good basis for realizing efficient water allocation.

water allocation; the temporal-spatial matching relations of water resources with social and economic key factors; Lorenz curve; Gini coefficient; Henan Province

2016-11-09

祁丽霞(1977—),女,河北灵寿人,副教授,博士,从事人因工程方面的研究。E-mail:57401582@qq.com。 杨承佳(1989—),男,仡佬族,贵州遵义人,硕士研究生,从事技术经济评价方面的研究。E-mail:532646517@qq.com。

10.3969/j.issn.1002-5634.2017.02.007

TV213.9

A

1002-5634(2017)02-0030-07