阿克蘇地區(qū)城鎮(zhèn)化水平與水資源利用的相關(guān)性分析

晁增福 張艷波 韓天紅 邢小寧

(1 塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

(2 塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

城鎮(zhèn)化是人類社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，而水資源是城市形成和發(fā)展的基本保障，同時(shí)又是影響城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要因子之一。干旱地區(qū)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程和水資源利用關(guān)系尤其值得關(guān)注。文獻(xiàn)［1］指出，快速城市化進(jìn)程中水資源的硬約束作用將會(huì)越來(lái)越大。一些學(xué)者也進(jìn)行了實(shí)證研究，文獻(xiàn)［2］分析了河西走廊城市化水平與水資源利用的關(guān)系，探討了水資源約束下城市化發(fā)展模式;文獻(xiàn)［3］以水資源十分緊缺的海河流域城鎮(zhèn)為研究對(duì)象，對(duì)海河流域城鎮(zhèn)發(fā)展與水資源開(kāi)發(fā)利用關(guān)系進(jìn)行定性定量研究。

阿克蘇地區(qū)位于新疆天山南麓、塔里木盆地北緣，屬暖溫帶干旱氣候區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)量大，氣候干燥，是新疆水資源最為豐富的地區(qū)之一。文獻(xiàn)［4］根據(jù)非農(nóng)業(yè)人口口徑就阿克蘇地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平做了預(yù)測(cè)，指出阿克蘇地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于全疆平均水平，與全國(guó)平均水平的差距更大，而且這種差距有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。研究該地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程與水資源利用之間的關(guān)系勢(shì)在必行，對(duì)該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

城鎮(zhèn)化是指農(nóng)村人口不斷向城鎮(zhèn)聚集，第二、三產(chǎn)業(yè)比重不斷增加，從而使城鎮(zhèn)數(shù)量和城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的一種歷史過(guò)程。從這一過(guò)程來(lái)看，單純地用城鎮(zhèn)人口占一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的總的人口的比重來(lái)定義城鎮(zhèn)化水平(也稱城鎮(zhèn)化率)是片面的，人口城鎮(zhèn)化是城鎮(zhèn)化的核心，而經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化則是城鎮(zhèn)化的主要?jiǎng)恿?，第三產(chǎn)業(yè)的興起與興旺則是城鎮(zhèn)化程度的表現(xiàn)［5］。為此，在城鎮(zhèn)化水平評(píng)測(cè)方面文章主要選取了兩個(gè)個(gè)指標(biāo):城鎮(zhèn)人口比率(y1)和第三產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值的比率(y2)，并根據(jù)新疆統(tǒng)計(jì)年鑒(2005～2011)得到了相關(guān)數(shù)據(jù)(表1)。

表1 2004～2009阿克蘇地區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)相關(guān)情況

阿克蘇地區(qū)生態(tài)環(huán)境極其脆弱，屬于典型的綠洲生態(tài)系統(tǒng)，水資源是該生態(tài)系統(tǒng)的重要約束條件，所以水資源利用方面文章除選取人均用水量(x1)和用水總量(x2)之外，還考慮了生態(tài)用水量(x3)。表2給出了水資源利用方面三個(gè)指標(biāo)2004～2009年的數(shù)據(jù)，從中可以看到，生態(tài)用水近幾年大幅增加，但占用水總量方面的比例仍很小。

1.2 研究方法

典型相關(guān)分析是用以分析兩組變量之間關(guān)系的一種方法。其基本原理是:尋找第一組變量(X1，X2，…，Xp)的一個(gè)線性組合和第二組變量(Y1，Y2，…，Yq)的一個(gè)線性組合v，使u和v之間有最大可能的相關(guān)系數(shù)，以充分反映兩組變量間的關(guān)系。這樣就可以把研究?jī)山M隨機(jī)變量間相關(guān)關(guān)系的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究?jī)蓚€(gè)隨機(jī)變量間的相關(guān)關(guān)系。如果一對(duì)變量(u，v)還不能完全刻畫兩組變量間的相關(guān)關(guān)系時(shí)，可以繼續(xù)找第二對(duì)變量，希望這對(duì)變量在與第一對(duì)變量(u，v)不相關(guān)的情況下也具有盡可能大的相關(guān)系數(shù)。以此類推，直至進(jìn)行到找不到相關(guān)變量對(duì)為止。

在對(duì)水資源利用情況的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析時(shí)，為消除各指標(biāo)間量綱的差異，先對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使之變換成統(tǒng)一的無(wú)量綱數(shù)值。本文采用“最小—最大標(biāo)準(zhǔn)化”方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即

其中t`為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，t為原始數(shù)據(jù)，tmin為指標(biāo)列中最小數(shù)據(jù)，tmin為指標(biāo)列中最大數(shù)據(jù)。

表2 2004～2009阿克蘇地區(qū)水資源利用相關(guān)情況

2 結(jié)果分析

2.1 相關(guān)性分析

調(diào)用統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)SAS中的典型相關(guān)分析模塊對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可得到阿克蘇地區(qū)城鎮(zhèn)化水平與水資源利用情況相關(guān)指標(biāo)的典型相關(guān)結(jié)果。通過(guò)分析城鎮(zhèn)化水平指標(biāo)和水資源利用間相關(guān)系數(shù)(表3)發(fā)現(xiàn):組間相關(guān)系數(shù)均比較小，其中城鎮(zhèn)人口比率(Y1)和生態(tài)用水量(X1)之間的相關(guān)系數(shù)最大為 －0.482 6;城鎮(zhèn)化水平組內(nèi)兩指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)僅為 －0.160 2;水資源利用組內(nèi)較大的相關(guān)指標(biāo)為用水總量(X2)和生態(tài)用水量(X3)，其相關(guān)系數(shù)為0.729 9。

表3 各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)矩陣

進(jìn)一步由運(yùn)行結(jié)果可知，第一組典型變量之間的典型相關(guān)系數(shù)為0.797 205，大于城鎮(zhèn)化水平指標(biāo)和水資源利用間任一個(gè)相關(guān)系數(shù)，且其貢獻(xiàn)率為99.83%，即第一組典型變量能更好地反映城鎮(zhèn)化水平指標(biāo)和水資源利用間的相關(guān)性。

2.2典型變量的系數(shù)與典型結(jié)構(gòu)

統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)SAS的cancorr過(guò)程運(yùn)行結(jié)果還給出了用原指標(biāo)來(lái)線性表達(dá)第一對(duì)典型變量的系數(shù)，即

典型結(jié)構(gòu)(表4)給出了典型變量與原始變量之間的相關(guān)系數(shù)。從中可以看到典型變量在與同組原始變量中與第三產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值的比率(Y2)的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.846 5，而在與異組原始變量中與生態(tài)用水量(X3)的相關(guān)系數(shù)最大;典型變量在與同組原始變量中與生態(tài)用水量(X3)的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.892 0，而在與異組原始變量中與第三產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值的比率(Y2)的相關(guān)系數(shù)最大。

表4 原始變量與典型變量之間的相關(guān)系數(shù)表

3 討論

3.1 本文借助典型相關(guān)分析克服了以往討論城鎮(zhèn)化水平與水資源利用關(guān)系時(shí)只能分別討論城鎮(zhèn)人口(或非農(nóng)業(yè)人口)比率與水資源利用相關(guān)指標(biāo)關(guān)系的弊端，較好地解決了兩組變量間相關(guān)關(guān)系的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了多指標(biāo)評(píng)測(cè)的城鎮(zhèn)化水平與多指標(biāo)評(píng)測(cè)的水資源利用之間的相關(guān)關(guān)系的研究。

3.2 以往許多文獻(xiàn)在討論城鎮(zhèn)化水平時(shí)都采用了單一的人口指標(biāo)法，即從城鎮(zhèn)人口(或非農(nóng)業(yè)人口)比率來(lái)討論城鎮(zhèn)化水平，但通過(guò)本文分析結(jié)果來(lái)看，就阿克蘇地區(qū)城鎮(zhèn)水平進(jìn)行研究時(shí)第三產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值的比率與典型變量的相關(guān)系數(shù)更大，而且自2010年起新疆統(tǒng)計(jì)年鑒不再統(tǒng)計(jì)城鄉(xiāng)人口，這樣就意味著對(duì)該地區(qū)城鎮(zhèn)化水平進(jìn)行研究時(shí)必須特別注意經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化的研究。

3.3 阿克蘇地區(qū)生態(tài)用水在水資源利用總量方面的比例非常小——2004～2009年生態(tài)用水量占用水總量的比例平均僅為0.14%，但從本文分析結(jié)果來(lái)看，城鎮(zhèn)化水平與生態(tài)用水量關(guān)系密切。第一組典型變量之間的典型相關(guān)系數(shù)為0.797 205，而水資源利用方面典型變量與生態(tài)用水的相關(guān)系數(shù)最大。

3.4 阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主，所以在討論城鎮(zhèn)化水平時(shí)不能用傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)人口(或非農(nóng)業(yè)人口)比率衡量其城鎮(zhèn)化水平，而應(yīng)該采用綜合指標(biāo)法對(duì)其進(jìn)行研究。同時(shí)，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境具有較大的相關(guān)性，特別是在生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)因子的作用強(qiáng)度被加大，從而導(dǎo)致環(huán)境景觀體系發(fā)生異變，而異變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)又會(huì)完全或部分的改變區(qū)域生態(tài)環(huán)境。所以在生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)推進(jìn)城鎮(zhèn)化時(shí)，必須要加強(qiáng)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的研究。

3.5 城鎮(zhèn)化水平典型變量和水資源利用變量典型變量之間的相關(guān)系數(shù)為正，即二者呈現(xiàn)正相關(guān)性，這就意味著隨著城鎮(zhèn)化水平的增加，水資源利用情況也會(huì)增加。同時(shí)，水資源利用典型變量和生態(tài)用水量、用水總量之間均呈現(xiàn)較大的正相關(guān)性，即水資源利用情況的增加也會(huì)導(dǎo)致生態(tài)用水量和用水總量的增加。這就意味著，一方面隨著城鎮(zhèn)化水平的提升，人們會(huì)更加關(guān)注生態(tài)環(huán)境;另一方面隨著城鎮(zhèn)化水平的提升，必將會(huì)引起用水總量的增加，對(duì)水資源開(kāi)發(fā)造成壓力，而過(guò)度開(kāi)發(fā)水資源又會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。所以，“關(guān)注生態(tài)環(huán)境”和“破壞生態(tài)環(huán)境”的矛盾會(huì)長(zhǎng)期存在。

［1］陳波罛，郝壽義.自然資源對(duì)中國(guó)城市化水平的影響研究［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2005，20(3):394 －399.

［2］鮑超，方創(chuàng)琳.河西走廊城市化與水資源利用關(guān)系的量化研究［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2006，21(2):301 －310.

［3］李恒義.海河流域城鎮(zhèn)化與水資源利用關(guān)系研究［J］.人民黃河，2013，35(2):50 －52.

［4］邢小寧，晁增福.阿克蘇地區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)特征及其發(fā)展預(yù)測(cè)［J］.塔里木大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，23(3):104 －108.

［5］曹文莉，張小林，潘義勇等.發(fā)達(dá)地區(qū)人口、土地與經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)發(fā)展度研究［J］.中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2012，22(2):141 －146.