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基于洛伦兹曲线对新疆第二、三产业水资源利用分析

2019-08-07 22:14 来源:www.xdsyzzs.com 发布:现代商业 阅读:

王光焰 塔里木河流域干流管理局

基金项目:“塔里木河流域主要产业水资源利用效率研究”(TDSHHX1601

摘要:本文研究新疆第二产业用水和第三产业用水匹配情况,根据新疆各地州水资源与第二、第三产业用水的数据绘制出洛伦兹曲线以求得基尼系数,分析研究新疆第二产业、第三产业分布均衡程度。结果表明第二产业用水和第三产业用水的基尼系数大于0.5,处于高度不平均状态,需要更合理利用水资源。

关键词:新疆;第二产业用水;第三产业用水;洛伦兹曲线

新疆是为我国典型的干旱地区,水资源贫乏、人均占有量低、分布不均、开发利用率低。2017年新疆总用水量552.33亿立方米,其中第一产业用水514.36亿立方米,第二产业用水13.94亿立方米,第三产业用水2.03亿立方米。新疆生产用水主要是第一产业用水,第二、三产业用水少,本文通过洛伦斯曲线深入分析新疆第二、三产业水资源利用配置,通过基尼系数来定量地评价新疆二、三产业水资源分布合理化程度,从而提出优化新疆水资源配置的相应对策。

一、洛伦兹曲线的绘制原理

洛伦兹曲线(Lorenz Curves)于1905年由美国经济统计学家洛伦兹(Lorenz)提出的,它被用来分析和对比不同时期同一国家或同一时期不同国家的财富差异,人口百分比对应各个人口百分比的收入百分比的的曲线,洛伦兹曲线与绝对平均线差距越大,说明越不平均。意大利经济学家基尼于1912年将洛伦兹曲线进一步量化提出基尼系数,是根据洛伦兹曲线找出了可以定量描述资源的匹配程度,判断分配平衡程度的指标。

首先根据第二、产业用水的区位熵作为要素匹配水平分级指标,并对研究区域各要素匹配水平分级指标从低到高进行排序。区位熵的公式为:KQ=Qjk/QK/Qj/Q),公式中KQ 为区位熵,Qjk为新疆各地州第二或第三产业用水总量,QK为新疆第二或第三产业用水总量,Qj为新疆各地州用水总量,Q为新疆总用水量。其次计算新疆各地州用水总量、各地州第二、三产业用水占全疆第二、三产业用水的比例,并依据用水区位熵从低到高的排序,依次计算累计百分比。 然后,以x轴为15个子区域水资源量的累计比例,y轴为匹配对象第二、三产业的累计比例,根据相应的数据分别绘制相应的洛伦兹曲线。采用三角形面积法,计算基尼系数,并根据基尼系数评价表进行评价(见表1),基尼系数公式如下:

基尼系数公式

基尼系数评价指标表

表1  基尼系数评价指标表

二、基于洛伦兹曲线和基尼系数对新疆各地州第二、三产业用水的分析

(一)新疆各地州第二产业用水分析

本文采用2017年新疆各地州第二产业用水数据,根据第二产业用水区位熵公式计算出新疆各地州第二产业用的区位熵,并根据区位熵的大小从高到低进行排列(见表2),可以看出,共有8个地区的区位熵<1,说明这些地区的第二产业用水小于全疆平均水平,有7个地区的区位熵>1,说明这些地区的第二产业用水大于全疆平均水平。可以看出第二产业用水小于全疆平均水平的地区比较多。

采用各地州第二产业用水占全疆第二用水的比例计算累计百分比(见表2)作为纵轴,根据各地州用水总量占全疆用水总量的比例计算累计百分比(见表2)作为横轴,绘制洛伦茨曲线,如图1,从图可以看出,第二产业用水的洛伦茨曲线距离绝对平均线比较远,说明第二产业用水分布较为集中,新疆第二产业用水利用程度具有较大差异性。根据基尼系数的计算公式,采用图1中第二产业用水洛伦兹曲线的数据,计算新疆第二产业用水基尼系数为0.5472,基尼系数值高于0.5,说明新疆第二产业用水与总用水量的匹配程度高度不合理。

2 新疆各地州第二产业用水比例

表2 新疆各地州第二产业用水比例
图1  新疆第二产业用水洛伦兹曲线图

新疆第二产业用水洛伦兹曲线图

(二)新疆各地州第三产业用水分析

本文采用2017年新疆各地州第三产业用水数据,根据第三产业用水区位熵公式计算出新疆各地州第三产业用的区位熵,并根据区位熵的大小从高到低进行排列(见表3),可以看出,共有9个地区的区位熵<1,说明这些地区的第三产业用水小于全疆平均水平,有6个地区的区位熵>1,说明这些地区的第三产业用水大于全疆平均水平。可以看出第三产业用水小于全疆平均水平的地区比较多。

    采用各地州第三产业用水占全疆第三用水的比例计算累计百分比(见表3)作为纵轴,根据各地州用水总量占全疆用水总量的比例计算累计百分比(见表3)作为横轴,绘制洛伦茨曲线,如图2,从图可以看出,第三产业用水的洛伦茨曲线距离绝对平均线比较远,说明新疆第三产业用水利用程度具有较大差异性。根据基尼系数的计算公式,采用图2中第三产业用水洛伦兹曲线的数据,计算新疆第三产业用水基尼系数为0.5115,基尼系数值高于0.5,说明新疆第三产业用水与总用水量的匹配程度高度不合理。

3 新疆各地州第三产业用水比例

表3 新疆各地州第三产业用水比例
 
图3  新疆第三产业用水洛伦兹曲线图

新疆第三产业用水洛伦兹曲线图

三、结果分析及对策建议

   根据新疆各地州第二产业用水累计百分比和各地州用水总量累计百分比绘制新疆第二产业用水和第三产业用水洛伦茨曲线图,从图中看出第二产业和第三产业用水的洛伦茨曲线距离绝对平均线比较远,各地州用水利用程度具有较大差异性。根据基尼系数的计算公式,新疆第二产业用水基尼系数为0.5472,新疆第三产业用水基尼系数为0.5115,基尼系数值高于0.5,说明新疆第二、三产业用水与总用水量的匹配程度高度不合理。提出以下建议:

优化新疆的产业结构,合理利用水资源,加快第二、第三产业转型,发展新兴低耗水产业。必须合理提高新疆第二产业和第三产业水资源利用率,在第二产业用水方面,在节水技术方面要给予更多的政策支持,鼓励更多的企业采用先进的技术、工艺和有利于提高水循环使用的设备。在第三产业用水方面,应适当的提高节水意识,重视节水、再生水技术的推广应用,促进水资源的集约高效利用。                   

参考文献:

[1]魏寿煜,谢世友.基于基尼系数和洛伦兹曲线的重庆市水资源空间匹配分析[J].中国农村水利水电,2015(02).

[2]冯颖,屈国俊.基于基尼系数和洛伦兹曲线的陕西省用水结构态势分析[J].统计与决策,2017(16).

[3]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(05).

[4]王志新.西辽河平原区水土资源优化配置研究[D].沈阳农业大学,2016.

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