基于基尼系数的安徽省水资源空间均衡评价

张浩宇 宋占智

当前，安徽省现有水资源因子与经济社会因子在空间中的匹配关系的研究尚是空白，本文通过基尼系数、不平衡指数等方法对于安徽省水资源在空间中的均衡程度进行识别，进而分析安徽省水资源空间均衡今后面临的发展情形。

一、基于基尼系数的水资源空间均衡评价

（一）洛伦兹曲线

洛伦兹曲线是计算收入最低任意百分比人口所占的收入百分比来表示人口累计百分比和收入累计百分比之间对应关系的曲线。

（二）构建洛伦兹曲线

本文选取安徽省2018 年统计年鉴中各地市的水资源因子（水资源总量、用水总量）、经济因子（耕地面积、人口数量和第二产业GDP）等数据，步骤如下：

（1）将安徽省17 个地市数据作为研究样本，水资源因子作为基本匹配原象，选取耕地面积（人口数量、第二产业GDP）作为匹配对象。

（2）以单位体积水资源所需服务的经济因子作为要素匹配水平分级指标，对研究区域各要素的数值从低到高进行排序。

（3）计算17 个地市的水资源总量、经济因子占安徽省对应要素的比例值，再分别依次计算各区域比例的累计总和。

（4）定义x 轴为匹配原象（水资源因子）的累计百分比，y 轴为匹配对象（经济因子）的累计百分比，以耕地面积指标为例绘制洛伦兹曲线。

（三）基尼系数的计算

安徽省水资源空间匹配度（G）计算公式：

式中：xi为各地市水资源总量（用水总量）的累计比例；yi为各地市耕地面积的累计比例。基尼系数数值越大，匹配程度越差，反之，匹配程度越好（见表1）。

表1 基尼系数对应的评价结果关系表

二、基于不平衡指数的水资源空间均衡评价

不平衡指数I 可以判断地区水资源总量、用水量与各经济社会因子间是否均衡（图1），进而反映水资源量（用水总量）在安徽省权重与该地市经济社会发展因子占安徽省权重间的情况。

图1 不平衡指数I示意图

式中：Yi与Xi为两组对比数据；Yi为第i 个地市的水资源因子占安徽省权重；Xi为第i 个地市的经济社会发展因子占安徽省权重；di为点到直线y=x的距离；n 为安徽省地市的个数。

对于安徽省的第i 个地市的di值来讲，若di＞0，即Yi-Xi＞0，表明第i 个地市的水资源因子占安徽省权重高于经济社会发展因子占安徽省权重；di值越大，水资源因子与经济社会发展因子就越不均衡；反之，就越均衡。

三、结果分析

收集整理2017 年安徽省各地市的水资源总量、用水总量、耕地面积、人口数量和第二产业GDP 等数据。将安徽省各地市作为研究样本，各地市划分为3 个评价区域：皖北、皖中与皖南地区。

（一）基于基尼系数的安徽省各地市计算结果分析

根据洛伦兹曲线的构造步骤，计算水资源总量（用水总量）与耕地面积的洛伦兹曲线。采用式（1）的方法计算图2 各洛伦兹曲线图的基尼系数，得到图3、表2。

表2 2017 年安徽省水资源总量与经济社会发展因子的基尼系数、匹配状况表

图2 2017 年安徽省水资源总量、用水总量与耕地面积的洛伦兹曲线图

图3 2017 年安徽省水资源总量-用水总量的洛伦兹曲线图

由 图3、表2 可 知：2017 年，安徽省水资源总量与经济社会因子间的基尼系数均超过了0.3，这样的结果是相对较差的，其中水资源总量与第二产业GDP 的匹配状况最差。用水总量与经济社会因子间的基尼系数均未超过0.3，匹配结果相对较好，尤其与第二产业GDP 的匹配关系最好，用水总量与各经济社会指标的匹配关系反映出，安徽省经济社会的发展水平与用水量基本相适应。

（二）安徽省水资源因子与耕地面积的均衡特性分析

运用式（2）～（3）计算2017 年安徽省各地市水资源总量（或用水总量）与耕地面积的di，得到图4。

图4 2017 年安徽省各地市水资源总量、用水总量与耕地面积的di

图4a 表明：皖北全部地市、皖中大部地市的di值均为负值，主要因为此地区水资源总量不丰富，但是耕地开垦面积较大。皖南地区不平衡指数di值均为正值，主要因为此地区水资源量丰富，但是此地区多为丘陵山地，可供耕地面积较少。

图4b 表明：皖北地区除淮南市的di值均为负值，用水总量与耕地面积的矛盾未得到缓解。皖中、皖南地区大部分di值为正值，且di∈[0,0.02]，较为平衡状态，主要因为此地区较好的水资源禀赋，能够为农田提供充足水源。

（三）安徽省水资源总量与用水总量的均衡特性分析

运用式（2）～（3）计算2017 年安徽省各地市水资源总量与用水总量的di，得到图5。

图5 2017 年安徽省各地市水资源总量-用水总量的di

图5 表明：安徽省水资源总量-用水总量的di值南北差异较大，全省各地市自然资源禀赋、经济社会发展水平均存在差异，水资源量与用水总量间的均衡程度不可能全省统一。

四、结论

安徽省在2017 年时水资源总量与经济社会因子间的基尼系数值相对较差，用水总量与各经济社会指标反映出安徽省经济社会的发展水平与用水量基本相适应。其中：皖北地区中水资源总量、用水总量与耕地面积、人口数量间的匹配关系较差，耕地面积与人口数量超过水资源量的支撑范围；皖中地区中水资源总量、用水总量与耕地面积、人口数量间的匹配关系较差，耕地面积与人口数量超过水资源量的支撑范围；皖南地区中水资源总量、用水总量与经济社会因子间的匹配关系较差，主要由于当地水资源量丰富，但经济发展水平相对落后■