阿克蘇地區城鎮化水平與水資源利用的相關性分析

晁增福 張艷波 韓天紅 邢小寧

(1 塔里木大學信息工程學院，新疆阿拉爾 843300)

(2 塔里木大學水利與建筑工程學院，新疆阿拉爾 843300)

城鎮化是人類社會發展的必然產物，而水資源是城市形成和發展的基本保障，同時又是影響城鎮化進程的重要因子之一。干旱地區的城鎮化進程和水資源利用關系尤其值得關注。文獻［1］指出，快速城市化進程中水資源的硬約束作用將會越來越大。一些學者也進行了實證研究，文獻［2］分析了河西走廊城市化水平與水資源利用的關系，探討了水資源約束下城市化發展模式;文獻［3］以水資源十分緊缺的海河流域城鎮為研究對象，對海河流域城鎮發展與水資源開發利用關系進行定性定量研究。

阿克蘇地區位于新疆天山南麓、塔里木盆地北緣，屬暖溫帶干旱氣候區，降水稀少，蒸發量大，氣候干燥，是新疆水資源最為豐富的地區之一。文獻［4］根據非農業人口口徑就阿克蘇地區的城鎮化水平做了預測，指出阿克蘇地區的社會經濟發展和城鎮化建設還遠遠滯后于全疆平均水平，與全國平均水平的差距更大，而且這種差距有不斷擴大的趨勢。研究該地區城鎮化進程與水資源利用之間的關系勢在必行，對該地區可持續發展具有深遠的戰略意義。

1 數據與方法

1.1 數據來源

城鎮化是指農村人口不斷向城鎮聚集，第二、三產業比重不斷增加，從而使城鎮數量和城鎮規模不斷擴大的一種歷史過程。從這一過程來看，單純地用城鎮人口占一個國家或地區的總的人口的比重來定義城鎮化水平(也稱城鎮化率)是片面的，人口城鎮化是城鎮化的核心，而經濟城鎮化則是城鎮化的主要動力，第三產業的興起與興旺則是城鎮化程度的表現［5］。為此，在城鎮化水平評測方面文章主要選取了兩個個指標:城鎮人口比率(y1)和第三產業占地區生產總值的比率(y2)，并根據新疆統計年鑒(2005～2011)得到了相關數據(表1)。

表1 2004～2009阿克蘇地區人口和經濟相關情況

阿克蘇地區生態環境極其脆弱，屬于典型的綠洲生態系統，水資源是該生態系統的重要約束條件，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，還考慮了生態用水量(x3)。表2給出了水資源利用方面三個指標2004～2009年的數據，從中可以看到，生態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

典型相關分析是用以分析兩組變量之間關系的一種方法。其基本原理是:尋找第一組變量(X1，X2，…，Xp)的一個線性組合和第二組變量(Y1，Y2，…，Yq)的一個線性組合v，使u和v之間有最大可能的相關系數，以充分反映兩組變量間的關系。這樣就可以把研究兩組隨機變量間相關關系的問題轉化為研究兩個隨機變量間的相關關系。如果一對變量(u，v)還不能完全刻畫兩組變量間的相關關系時，可以繼續找第二對變量，希望這對變量在與第一對變量(u，v)不相關的情況下也具有盡可能大的相關系數。以此類推，直至進行到找不到相關變量對為止。

在對水資源利用情況的相關指標進行分析時，為消除各指標間量綱的差異，先對其進行標準化處理，使之變換成統一的無量綱數值。本文采用“最小—最大標準化”方法對數據進行處理，即

其中t`為標準化數據，t為原始數據，tmin為指標列中最小數據，tmin為指標列中最大數據。

表2 2004～2009阿克蘇地區水資源利用相關情況

2 結果分析

2.1 相關性分析

調用統計分析系統SAS中的典型相關分析模塊對上述數據進行分析，即可得到阿克蘇地區城鎮化水平與水資源利用情況相關指標的典型相關結果。通過分析城鎮化水平指標和水資源利用間相關系數(表3)發現:組間相關系數均比較小，其中城鎮人口比率(Y1)和生態用水量(X1)之間的相關系數最大為 －0.482 6;城鎮化水平組內兩指標的相關系數僅為 －0.160 2;水資源利用組內較大的相關指標為用水總量(X2)和生態用水量(X3)，其相關系數為0.729 9。

表3 各指標之間的相關系數矩陣

進一步由運行結果可知，第一組典型變量之間的典型相關系數為0.797 205，大于城鎮化水平指標和水資源利用間任一個相關系數，且其貢獻率為99.83%，即第一組典型變量能更好地反映城鎮化水平指標和水資源利用間的相關性。

2.2典型變量的系數與典型結構

統計分析系統SAS的cancorr過程運行結果還給出了用原指標來線性表達第一對典型變量的系數，即

典型結構(表4)給出了典型變量與原始變量之間的相關系數。從中可以看到典型變量在與同組原始變量中與第三產業占地區生產總值的比率(Y2)的相關系數達到了0.846 5，而在與異組原始變量中與生態用水量(X3)的相關系數最大;典型變量在與同組原始變量中與生態用水量(X3)的相關系數達到了0.892 0，而在與異組原始變量中與第三產業占地區生產總值的比率(Y2)的相關系數最大。

表4 原始變量與典型變量之間的相關系數表

3 討論

3.1 本文借助典型相關分析克服了以往討論城鎮化水平與水資源利用關系時只能分別討論城鎮人口(或非農業人口)比率與水資源利用相關指標關系的弊端，較好地解決了兩組變量間相關關系的問題，從而實現了多指標評測的城鎮化水平與多指標評測的水資源利用之間的相關關系的研究。

3.2 以往許多文獻在討論城鎮化水平時都采用了單一的人口指標法，即從城鎮人口(或非農業人口)比率來討論城鎮化水平，但通過本文分析結果來看，就阿克蘇地區城鎮水平進行研究時第三產業占地區生產總值的比率與典型變量的相關系數更大，而且自2010年起新疆統計年鑒不再統計城鄉人口，這樣就意味著對該地區城鎮化水平進行研究時必須特別注意經濟城鎮化的研究。

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

3.4 阿克蘇地區經濟以農業為主，所以在討論城鎮化水平時不能用傳統的城鎮人口(或非農業人口)比率衡量其城鎮化水平，而應該采用綜合指標法對其進行研究。同時，城鎮化與生態環境具有較大的相關性，特別是在生態環境脆弱地區生態環境擾動因子的作用強度被加大，從而導致環境景觀體系發生異變，而異變的鏈式反應又會完全或部分的改變區域生態環境。所以在生態環境脆弱地區推進城鎮化時，必須要加強城鎮化與生態環境關系的研究。

3.5 城鎮化水平典型變量和水資源利用變量典型變量之間的相關系數為正，即二者呈現正相關性，這就意味著隨著城鎮化水平的增加，水資源利用情況也會增加。同時，水資源利用典型變量和生態用水量、用水總量之間均呈現較大的正相關性，即水資源利用情況的增加也會導致生態用水量和用水總量的增加。這就意味著，一方面隨著城鎮化水平的提升，人們會更加關注生態環境;另一方面隨著城鎮化水平的提升，必將會引起用水總量的增加，對水資源開發造成壓力，而過度開發水資源又會破壞生態環境。所以，“關注生態環境”和“破壞生態環境”的矛盾會長期存在。

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

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

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

［4］邢小寧，晁增福.阿克蘇地區城鎮化建設特征及其發展預測［J］.塔里木大學學報，2011，23(3):104 －108.

［5］曹文莉，張小林，潘義勇等.發達地區人口、土地與經濟城鎮化協調發展度研究［J］.中國人口·資源與環境，2012，22(2):141 －146.