陜西省水貧困與經濟貧困耦合分析

周 凱，王義民

（西安理工大學 省部共建西北旱區生態水利國家重點實驗室，陜西 西安 710048）

截至2020 年11 月23 日，全國832 個貧困縣全部脫貧“摘帽”，脫貧攻堅取得階段性勝利。 貧困縣多位于自然條件惡劣、基礎設施相對薄弱、教育和衛生等基本社會服務水平較低、公共投入嚴重不足的地區。 貧困地區的自然生態環境、社會基礎決定了貧困縣脫貧成果的脆弱性，需要進行脫貧成果的鞏固和加強，確?？沙掷m脫貧。 習近平總書記在打好精準脫貧攻堅戰座談會上指出：“如何鞏固脫貧成效，實現脫貧效果的可持續性，是打好脫貧攻堅戰必須正視和解決好的重要問題?！保?］

水貧困概念建立在一般的貧困理論基礎上。 圍繞國民經濟發展的基礎性要素——水資源的開發、利用、管理及外部影響進行綜合評估，分析地區水貧困狀態演化與空間分布，探究其與區域貧困狀態的作用機理及多維度關聯關系，對于減輕區域水貧困和實現貧困地區持久穩定脫貧具有重要意義。 許多學者［2-4］曾對水貧困與經濟社會發展的關系進行過研究，孫才志等［5］以省級行政區為單位，構建適于中國農村的水貧困與經濟貧困評價指標體系，分析水貧困與經濟貧困之間的共生關系；聞豪等［6］構建經濟發展和水貧困評價指標體系，利用均衡賦值法為指標賦權，對2006—2013 年經濟發展指數及水貧困指數進行定量分析，分析經濟發展與水貧困的耦合關系；貢力等［7］引入水貧困指數作為城市水安全的評價指標，為建立城市水安全預警機制提供依據；李歡等［8］構建水貧困與城市化發展模型，采用耦合協調度模型，定量評估水貧困與城市化耦合協調關系的時空變化；劉青利等［9］構建了水貧困與城鎮化發展評價指標體系，采用熵權法和耦合協調度模型，研究河南省2006—2016 年水貧困和城鎮化發展及其耦合協調的時空特征。

一般認為，水貧困是指一個地區沒有充足而穩定的水供應狀態，或人們負擔不起可持續清潔水供應費用的一種狀態，是由水資源供應條件和地區收入水平共同導致的。 隨著研究的深入和水貧困概念的發展，學者們增加了制度、政策、管理等社會因素，進一步提出水貧困是指缺乏獲得水的能力或者用水權利的缺失。 一個地區的水貧困狀態不只是水資源短缺的結果或人們利用水資源能力的不足，而是涉及水資源的開發、利用、管理全過程及外部影響因素，是包含資源、環境、社會、經濟等多個領域在內的綜合性概念。

筆者以陜西省縣級行政區為研究對象，構建農村水貧困和經濟貧困綜合測度指標體系，并采用耦合模型、相關系數法及因果關系檢驗等方法，分析水貧困和經濟貧困的耦合關系，定量表征各縣（市）的水貧困與經濟綜合貧困程度，以期為陜西省鞏固脫貧成果和實現可持續脫貧提供參考。

1 研究區概況與數據來源

陜西省面積20.56 萬km2，分陜南、陜北和關中三大地理區域，區域間氣候差異顯著。 陜北地區多年平均降水量為400 mm，年平均氣溫9.5 ℃；關中地區多年平均降水量550 mm，年平均氣溫13 ℃；陜南地區多年平均降水量800 mm，年平均氣溫15 ℃［10］。 陜西省水資源時空分布不均，多年平均水資源量為440 億m3（71%集中于陜南），全省人均水資源量僅為全國人均水資源量的54%［11］。

陜西省2006—2017 年33 個氣象站月平均氣溫與降水統計資料來源于氣象數據網（http：／／data.cma.cn），各縣（市）灌區、堤防、泵站、水電站、水土保持、農村供用水、水環境等統計資料來源于2006—2017 年水利統計年鑒，數字高程來源于地理數據空間云（https：／／www.gscloud.cn），地形要素來源于國家基礎地理信息中心（http：／／www.ngcc.cn／ngcc）。 文中所涉56 個貧困縣為國務院扶貧開發領導小組辦公室劃定的國定（國家級）貧困縣。

2 研究方法

2.1 水貧困與經濟貧困測度指標體系

在借鑒相關研究的基礎上，依據《中國農村扶貧開發綱要》相關要求，考慮陜西水資源管理和利用現狀，遵循可靠性、可獲得性、科學性、典型性等原則，從資源、設施、使用、能力、環境5 個方面選取22 個指標，構建水貧困測度指標體系，見表1。

表1 水貧困測度指標體系

資源目標包括研究區的水資源稟賦，即當地水資源的總量、分布及其與人口的關系；設施目標包括水資源蓄積、提取、處理與分配的供用水基礎設施，防洪減災的水利工程及開發建設的水電站3 方面設施狀況；使用目標包括對水利基礎設施的控制、管理及高效利用；能力目標包括當地經濟水平的存量與可能增量、當地對水利設施的建設投資、使用成本及設施維護狀況；環境目標包括水環境保護和治理的情況。

從經濟水平、產業結構、教育、醫療4 個方面選擇14 個指標，構建經濟貧困測度指標體系，見表2。

表2 經濟貧困測度指標體系

2.2 主客觀綜合賦權及水貧困指數計算方法

為了區分不同層次指標在水貧困測度中的相對重要程度，需確定指標權重。 層次分析法根據經驗確定指標相對重要程度，主觀性較強［12-13］。 熵權法根據客觀信息確定權重，但賦權易受指標波動性的干擾［14-15］。 為兼顧兩種方法的優點，提高評價的科學性，采用層次分析法確定目標層及準則層指標的主觀權重，采用熵權法確定準則層指標的客觀權重，構建基于最小二乘法的權重優化模型［16］，計算指標綜合權重。 指標分別加權求和，獲得當地水貧困指數，計算公式為

式中：WPI為水貧困指數，其值越大表示水貧困狀態越嚴重；R、A、C、U、E分別為資源、設施、使用、能力、環境目標層指數；ω為利用層次分析法獲得的各目標層主觀權重。

各項指標的主觀權重向量表達式為

式中：k1、k2、…、kn為各項指標主觀權重；n為指標數目。

各項指標客觀權重向量表達式為

式中：λ1、λ2、…、λn為各項指標的客觀權重。

基于最小二乘法的各項指標的綜合權重向量［16］表達式為

式中：w1、w2、…、wn為各項指標的綜合權重。

綜合權重優化模型表達式為

第i個目標層的水貧困指數計算公式為

式中：kj為第j個指標的主觀權重；λj為第j個指標的客觀權重；wj為第j個指標的綜合權重；zij為第i個目標層第j個指標得分。

2.3 耦合模型的構成

采用耦合模型對水貧困與經濟貧困狀態進行耦合分析，衡量水資源與經濟系統相互作用的程度，耦合程度越高，水資源因素在經濟發展中的重要性越大。 采用參考文獻［17］中耦合度公式計算耦合度：

式中：C為水貧困和經濟貧困的耦合度；x為水貧困指標；f（x）為水貧困測度函數；y為經濟貧困指標；g（y）為經濟貧困測度函數；α和β為權數，鑒于解決水貧困和經濟貧困同等重要，取α＝β＝0.5；k為調節系數，取k＝2。

3 結果與分析

采用標準差分級法，按水貧困測度得分將水貧困分為非水貧困（0～0.24）、輕度水貧困（0.24 ～0.36）、低度水貧困（0.36 ～0.48）、中度水貧困（0.48 ～0.60）、高度水貧困（0.60 ～1.00）5 個等級，按經濟貧困測度得分將經濟貧困劃分為非經濟貧困（0 ～0.26）、輕度經濟貧困（0.26～0.39）、低度經濟貧困（0.39 ～0.52）、中度經濟貧困（0.52 ～0.65）、高度經濟貧困（0.65 ～1.00）5 個等級。 測度得分越高，貧困程度越高。

3.1 水貧困與經濟貧困耦合關系的時間演變

水貧困與經濟貧困的耦合類型按耦合度大小分為極度耦合、高度耦合、中度耦合和低度耦合4 類（見表3）。 2006—2017 年陜西省所有縣（市）不同耦合類型占比見圖1。 由圖1 可知，多數縣（市）水貧困與經濟貧困狀態耦合度相對較高，極度耦合與高度耦合占比之和最大，約為75%。 極度耦合縣（市）年均占比較高，是主要耦合類型，極度耦合縣（市）數量近年略有增加。 高度耦合縣（市）年均占比為24%，高度耦合的縣（市）數量顯著減少；中度耦合縣（市）年均占比為9%，呈波動變化；低度耦合縣（市）年均占比為15%，2012 年達到最大值后逐漸減小，但趨勢不顯著。

表3 水貧困與經濟貧困耦合類型劃分標準

3.2 水貧困與經濟貧困耦合關系的空間分布

2006—2017 年陜西省各縣（市）水貧困與經濟貧困年均耦合度計算結果如圖2 所示。 56 個貧困縣水貧困與經濟貧困的耦合類型主要為高度耦合與極度耦合，空間上以面狀和團塊狀分布，低度耦合與中度耦合呈零星點狀分布。 陜北除府谷、神木、延安市區和洛川為中度耦合外，其他均為高度耦合與極度耦合類型，反映出陜北水貧困與經濟貧困的耦合度較高。 水貧困與經濟貧困之間存在穩定互饋關系，經濟貧困的減輕為水貧困狀態減輕提供保障，水貧困狀態減輕促進經濟的穩步發展。 關中水貧困與經濟貧困耦合類型相對較多，反映出該地區水貧困與經濟貧困互饋關系的復雜性。 關中水貧困與經濟貧困低度耦合的縣（區）有周至、寶雞城區、咸陽城區、渭南城區、大荔，其中3 個城區能力與設施指標得分較高，但人口較多、水資源條件差，常處于低度水貧困與輕度水貧困狀態，因而呈現低度耦合。 周至境內有重要飲用水源——金盆水庫，脫貧進程相對遲緩，歷年為中等水貧困及低度經濟貧困狀態，水貧困與經濟貧困呈現低度耦合。 陜南水貧困與經濟貧困有4 種耦合類型，其中漢中市城區、鎮巴縣、寧陜縣為低度耦合類型。 漢中城區低度耦合的原因與關中地區類似，鎮巴縣與寧陜縣屬連片特困地區，交通不便，產業發展緩慢，基礎設施不健全，發展相對滯后，處于高度與中度經濟貧困狀態，當地資源環境指標得分高，帶動水貧困綜合測度得分高，常處于微水貧困及非水貧困狀態，所以水貧困與經濟貧困呈現低度耦合。

圖2 陜西省各縣（市）水貧困與經濟貧困年均耦合度

采用Kendall 趨勢檢驗［18-19］對陜西省各縣（市）耦合度演變進行統計，趨勢統計量分布如圖3 所示。51%的縣（市）水貧困與經濟貧困耦合度上升，耦合互饋關系轉好，其中13 個縣（市）耦合度呈現顯著上升趨勢，主要位于關中地區。 水貧困與經濟貧困的耦合度下降，耦合互饋關系變差的縣（市）有47 個，占比為49%，位于關中部分地區及陜北地區，其中12 個縣（市）耦合度呈現顯著下降趨勢，均位于關中地區。 水貧困與經濟貧困耦合度顯著上升的縣（市）與顯著下降的縣（市）大多數位于關中地區，反映出關中地區水貧困與經濟貧困互饋關系的復雜性和差異性。

圖3 陜西省各縣（市）水貧困與經濟貧困耦合度趨勢統計量分布

3.3 水貧困與經濟貧困的相關關系分析

為探究水貧困與經濟貧困的關聯關系，采用相關系數對水貧困與經濟貧困進行相關性分析，相關系數越大，水貧困與經濟貧困聯系越緊密，即水利因素與經濟發展關系越密切。 2006—2017 年陜西省水貧困與經濟貧困相關系數見表4。 按照全省縣（市）、貧困縣與非貧困縣3 類對象進行分析，非貧困縣水貧困與經濟貧困相關系數最大，全省縣（市）相關系數次之，貧困縣的相關系數最小（見表4）。

表4 水貧困與經濟貧困相關系數及檢驗值

2006—2017 年陜西全省縣（市）水貧困與經濟貧困相關系數為0.17 ～0.34，通過了95%置信度檢驗（除2010 年），表明水貧困與經濟貧困之間顯著相關。2006—2010 年水貧困與經濟貧困相關系數呈減小趨勢，相關關系減弱，水利建設與經濟社會發展存在脫節，但仍通過檢驗，說明水貧困仍是影響經濟貧困的關鍵因素。 2006—2010 年陜西省水利投資占農林牧漁總產值的比例低于5%，也低于同期全國水利投資占比。 2011—2017 年水貧困與經濟貧困相關系數波動增大，相關關系增強，通過了99%置信度檢驗，表明水貧困是影響經濟貧困的關鍵因素，水利建設與經濟發展緊密關聯。 2011—2017 年陜西省水利投資占農林牧漁產值的比例提升，達到7%～8%，水利建設加速，促進了經濟發展。

貧困縣相關系數為-0.19 ～0.08，而非貧困縣相關系數為0.38～0.57，均通過99%置信度檢驗，表明貧困縣水貧困與經濟貧困相關性較差，而非貧困縣水貧困與經濟貧困之間為顯著相關關系，反映出貧困縣水利建設相對滯后于經濟發展。 2006—2010 年貧困縣相關系數減小，相關性減弱，而2011—2017 年相關系數增大，相關性逐步增強，反映出2011 年后貧困縣水貧困成為經濟貧困的關鍵因素。 以安康地區為例，其各縣均為貧困縣，深度貧困縣有4 個，2006—2017 年安康水利投資占農林牧漁總產值的平均比例為7.5%，2006—2010 年平均占比為4.2%，而2011—2017 年平均占比為9.5%，水利建設投資有力推動了經濟的快速發展。

3.4 水貧困與經濟貧困的因果關系檢驗

為明晰水貧困與經濟貧困的因果關系，采用Granger 因果關系檢驗法［20］對水貧困與經濟貧困關系進行分析。 為消除異方差影響，對全省縣（市）、貧困縣及非貧困縣3 個類別的水貧困指數（WPI）和經濟貧困指數（EPI）進行對數化處理，即lnWPI和lnEPI、lnPWPI和lnPEPI（貧困縣）、lnFWPI和lnFEPI（非貧困縣）。 水貧困與經濟貧困指數序列處于非平穩狀態，無法直接用于因果關系分析，因此進行單位根檢驗。 采用ADF 法確定變量穩定性，檢驗結果見表5。由于lnWPI和lnEPI、lnPWPI和lnPEPI、lnFWPI和lnFEPI變量未通過穩定性檢驗，為非平穩序列，通過一階差分方式進行處理，得到DlnWPI和DlnEPI、DlnPWPI和DlnPEPI、DlnFWPI和DlnFEPI，經一階差分后均為平穩序列。

表5 水貧困與經濟貧困測度序列ADF 檢驗

Granger 因果檢驗結果見表6。 3 類對象間因果關系差異較大。 10%顯著性水平下，接受DlnWPI不是DlnEPI的Granger 成因假設，拒絕DlnEPI不是DlnWPI的Granger 成因假設，反映出DlnWPI和DlnEPI之間存在單向因果關系，即水貧困不是經濟貧困的原因，經濟貧困是導致水貧困發生的原因。 接受DlnFWPI不是DlnFEPI的Granger 成因假設，接受DlnFEPI不是DlnFWPI的Granger 成因假設，反映出DlnFWPI和DlnFEPI之間不存在顯著的統計因果關系，即非貧困縣中水貧困不是經濟貧困的原因，經濟貧困不是水貧困的原因。 5% 顯著性水平下，接受DlnPWPI不是DlnPEPI的Granger 成因假設，拒絕DlnPEPI不是DlnPWPI的Granger 成因假設，反映出DlnPWPI和DlnPEPI之間存在單向因果關系，即在貧困縣中水貧困不是經濟貧困的原因，經濟貧困是水貧困的原因。 檢驗結果反映了在經濟貧困與水貧困之間，經濟貧困占主導地位，是矛盾的主要方面，正是由于貧困縣經濟水平相對較低，拿不出經濟資源用于水問題治理，降低水資源從自然狀態轉為社會狀態的成本，自然也無法享受“社會狀態”下水資源改善所帶來的收益，因此才處于水貧困狀態。 水貧困狀態是經濟貧困狀態所派生的，經濟貧困不發生重大改變，水貧困狀態就很難發生較大幅度的減輕。

表6 水貧困與經濟貧困的Granger 因果關系檢驗

4 結 論

（1）水貧困與經濟貧困的耦合類型分極度耦合、高度耦合、中度耦合和低度耦合4 種，陜西省多數貧困縣水貧困與經濟貧困狀態匹配，主要耦合類型為極度耦合。

（2）陜西省水貧困與經濟貧困高度耦合與極度耦合類型在空間上呈面狀和團塊狀分布，低度耦合與中度耦合類型呈零星點狀分布。 有13 貧困縣水貧困與經濟貧困耦合度明顯增大，12 個明顯減小，均位于關中地區。

（3）非貧困縣水貧困與經濟貧困的相關系數較大，貧困縣水貧困與經濟貧困的相關系數較小，反映出貧困縣水貧困與經濟貧困關系不夠緊密，水利建設相對滯后于經濟社會發展。

（4）在10%的顯著性水平下，陜西省水貧困與經濟貧困之間存在單向因果關系，經濟貧困導致了水貧困狀態的產生；非貧困縣水貧困與經濟貧困之間不存在統計因果關系。 在5%的顯著性水平下，貧困縣水貧困與經濟貧困之間存在單向因果關系，經濟貧困導致了貧困縣的水貧困狀態，水貧困狀態是經濟貧困狀態派生出來的。