李柏年, 蔡曉薇

(安徽財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院,安徽蚌埠 233030)

安徽水資源與可持續(xù)發(fā)展分析

李柏年, 蔡曉薇

(安徽財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院,安徽蚌埠 233030)

依據(jù)安徽省17個地市2009年水資源數(shù)據(jù)對照用水指標(biāo)緊缺性標(biāo)準(zhǔn),建立了安徽省各地市人均水資源量的模糊分布模型,結(jié)果表明17個地市中屬于重度以上缺水的城市占到64171%,然后根據(jù)1995年至2009年安徽省人均水資源擁有量,建立了概率分布模型,計算結(jié)果顯示在1995—2009的15年中有14年屬于中度缺水范圍,比例高達(dá)93133%1最后對安徽省污染治理的投資現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,通過非參數(shù)Cox-Stuart趨勢檢驗(yàn),表明安徽省環(huán)境污染治理投資占GDP的比重呈逐年下降的趨勢.

水資源; 隸屬度; boxcox變換; 非參數(shù)檢驗(yàn)

水資源承載力是指在一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平和社會發(fā)展水平條件下,水資源能夠支持人口、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的最大能力1安徽省作為中部地區(qū)的人口大省(2009年安徽總?cè)丝诰尤珖诎宋?,經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后,最近幾年安徽加快了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐,但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長,人們對資源的需求和消耗日益增大,人口、資源和環(huán)境之間的矛盾日益尖銳1由于片面追求經(jīng)濟(jì)效益最大化,淮河流域的污染日趨嚴(yán)重1因此研究安徽省水資源對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響具有重要的實(shí)際意義[2]1本文依據(jù)安徽省17個地市2004年水資源數(shù)據(jù)對照用水指標(biāo)緊缺性標(biāo)準(zhǔn),建立了安徽省各地市人均水資源量的模糊分布模型,結(jié)果表明17個地市中屬于重度以上缺水的城市占到64171%,這表明安徽省水資源承載力下降,已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展1然后根據(jù)1990年至2004年安徽省人均水資源擁有量,建立了概率分布模型,計算結(jié)果顯示在1990—2004的15年中有14年屬于中度缺水范圍,比例高達(dá)93133%1最后對安徽省污染治理的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,通過非參數(shù)Cox-Stuart趨勢檢驗(yàn)[3],表明安徽省環(huán)境污染治理投資占GDP的比重呈逐年下降的趨勢.

表1 安徽省各地市人均土地、水資源數(shù)據(jù)(2009)

1 安徽省各地市人均水資源量的模糊分布模型

根據(jù)水利部水資源司綜合聯(lián)合國組織和著名國際專家的看法,并結(jié)合中國情況初步確定的用水指標(biāo)緊缺性標(biāo)準(zhǔn)如下表所示:

表2 水資源緊缺指標(biāo)(單位:m3/年)

設(shè)A,B,C,D,E分別表示“不缺水”,“輕度缺水”,“中度缺水”,“重度缺水”和“極度缺水”四個模糊集,依據(jù)水資源緊缺指標(biāo),建立安徽省17個地市關(guān)于水資源的模糊隸屬度函數(shù)[4-5]如下:

根據(jù)隸屬度函數(shù),我們計算出安徽省17個地市人均水資源量的隸屬度,如表3.

表3 各地市水資源隸屬度

通過計算安徽省17個地市中屬于水資源緊缺狀況的百分比,如表4.

表4 水資源分布的百分比

由表4可以看出,2009年安徽省屬于重度以上缺水的城市占到64171%,這表明安徽省水資源承載力下降,已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,必須從節(jié)約用水與污水治理兩個環(huán)節(jié)采取嚴(yán)格措施1此外,從安徽省1995-2009各年人均水資源量的變化也可看出有明顯的下降趨勢.

2 安徽省污染治理的現(xiàn)狀分析

安徽省1995-2009年萬元工業(yè)GDP廢氣排放量、廢水排放量、固體廢物排放量以及用于污染治理的投入經(jīng)費(fèi)比重,見表5.

表5 廢氣、廢水、固體廢物排放量污染治理的投入經(jīng)費(fèi)占GDP比重

首先做出1995-2009年環(huán)境污染治理投資占GDP的比重數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖(圖1),從圖1可以看出呈鋸齒形,那么是否具有下降的趨勢?為此可以進(jìn)行Cox-Stuart趨勢檢驗(yàn):

圖1 安徽省環(huán)境污染治理投資占GDP的比重(1995-2009)

檢驗(yàn)的思路如下[1]:把每一個觀察值和相隔大約n/2的另一個觀測值配對比較;因此大約有n/2個對子1然后看增長的對子與減少的對子各有多少來判別總的趨勢1具體做法如下:取xi和xi+c組成一對(xi,xi+c),這里

此處n=15,于是c=8,共有n′=n-c=7個對子:

用每一對的兩元素差

的符號來衡量增減,令S+為正的Dj的數(shù)目,而令S-為負(fù)的Dj的數(shù)目1顯然當(dāng)正號太多時,即S+很大時(或S-很小時),有下降趨勢1反之則有增長趨勢1上述檢驗(yàn)稱為Cox-Stuart趨勢檢驗(yàn)(1955)1由于在沒有趨勢的零假設(shè)下統(tǒng)計量應(yīng)服從二項(xiàng)分布bin(n′,015),對α=0101,得到統(tǒng)計量的觀測值s-=0,于是由

可知應(yīng)拒絕原假設(shè),即認(rèn)為環(huán)境污染治理投資占GDP的比重有逐年下降的趨勢.

通過對安徽省水資源狀況的分析,可以看到安徽加快發(fā)展的需要與水資源量不足的矛盾還相當(dāng)突出,粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式與建設(shè)環(huán)境友好型社會的要求還很不適應(yīng),生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的任務(wù)十分艱巨1“十二五”是推動安徽省跨越式發(fā)展、實(shí)現(xiàn)奮力崛起的重要時期,也是加快“生態(tài)安徽”與“和諧安徽”建設(shè)的關(guān)鍵階段1只有將科學(xué)發(fā)展觀落到實(shí)處,加快工業(yè)污水的處理,實(shí)現(xiàn)工業(yè)用水的循環(huán)使用,促進(jìn)高效節(jié)水型農(nóng)業(yè)的發(fā)展,才能緩解水資源緊缺給安徽發(fā)展所帶來的壓力.

[1]吳喜之.非參數(shù)統(tǒng)計[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,1999.

[2]李柏年.洪澇災(zāi)害評價的威布爾模型[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2005,(6):32-36.

[3]V.G.Domrachev,O.M.Poleshuk.A regression model for fuzzy initial data[J].Automation and Remote Control,2003,64(11):1715-1723.

[4]李柏年.模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用[M].合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社,2007.

[5]Manas Kumar Maiti,Manoranjan Maiti.Fuzzy inventory model with two warehouses under possibility constraints[J].Fuzzy Sets and Systems,2006,157:52-73.

Analyses of Water Resources and Anhui Sustainable Development

LI Bai-nian, CAI Xiao-wei
(School of statistics&Applied Mathematics,Anhui University of Finance&Economics,Bengbu,Anhui 233030)

T o investigate water resource per capita in seventeen cities of Anhui province,we established a fuzzy distribution model of water resource per capita in seventeen cities of Anhui province which based on the water resource date of Anhui province in 2004,and the numerical results indicated that the very lack of water cities account for 64171%of the seventeen cities in Anhui province.The result of probability distribution model based on the date of water resource per capita in Anhui from 1990 to 2004 demonstrated that there were 14 middling lack of water years from 1990 to 2004 in Anhui province,the ratio reached as high as 93133%.Finally,the present status of the pollute abatement in Anhui province was analysis by using Cox-Stuart nonparameter test,the result shows that the investment rate on anti-pollution in GDPof Anhui province is decreased year after year.

water resources; membership; boxcox transform; non-parameter test

TV213

A

1671-9743(2011)11-0016-04

2011-10-26

安徽省教育廳人文社科基地項(xiàng)目(2008sk215);安徽人文社科項(xiàng)目(2011sk162).

李柏年(1949-),男,安徽阜陽人,安徽財經(jīng)大學(xué)教授,碩士生導(dǎo)師,主要研究數(shù)據(jù)分析.