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(zhèn)化是人類社會發(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，同時又是影響城鎮(zhèn)化進程的重要因子之一。干旱地區(qū)的城鎮(zhèn)化進程和水資源利用關(guān)系尤其值得關(guān)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(guān)系，探討了水資源約束下城市化發(fā)展模式;文獻［3］以水資源十分緊缺的海河流域城鎮(zhèn)為研究對象，對海河流域城鎮(zhèn)發(fā)展與水資源開發(fā)利用關(guān)系進行定性定量研究。

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［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，指出阿克蘇地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)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(qū)城鎮(zhèn)化進程與水資源利用之間的關(guān)系勢在必行，對該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有深遠的戰(zhàn)略意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

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)模不斷擴大的一種歷史過程。從這一過程來看，單純地用城鎮(zhèn)人口占一個國家或地區(qū)的總的人口的比重來定義城鎮(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)濟城鎮(zhèn)化則是城鎮(zhèn)化的主要動力，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)化水平評測方面文章主要選取了兩個個指標: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指標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(guān)系數(shù)，以充分反映兩組變量間的關(guān)系。這樣就可以把研究兩組隨機變量間相關(guān)關(guān)系的問題轉(zhuǎn)化為研究兩個隨機變量間的相關(guān)關(guān)系。如果一對變量(u，v)還不能完全刻畫兩組變量間的相關(guān)關(guān)系時，可以繼續(xù)找第二對變量，希望這對變量在與第一對變量(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，直至進行到找不到相關(guān)變量對為止。

在對水資源利用情況的相關(guān)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(tǒng)一的無量綱數(shù)值。本文采用“最小—最大標準化”方法對數(shù)據(jù)進行處理，即

其中t`為標準化數(shù)據(jù)，t為原始數(shù)據(jù)，tmin為指標列中最小數(shù)據(jù)，tmin為指標列中最大數(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)計分析系統(tǒng)SAS中的典型相關(guān)分析模塊對上述數(shù)據(jù)進行分析，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)指標的典型相關(guān)結(jié)果。通過分析城鎮(zhèn)化水平指標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 各指標之間的相關(guān)系數(shù)矩陣

進一步由運行結(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)化水平指標和水資源利用間任一個相關(guān)系數(shù)，且其貢獻率為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)計分析系統(tǒng)SAS的cancorr過程運行結(jié)果還給出了用原指標來線性表達第一對典型變量的系數(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)系的問題，從而實現(xiàn)了多指標評測的城鎮(zhèn)化水平與多指標評測的水資源利用之間的相關(guān)關(guān)系的研究。

3.2 以往許多文獻在討論城鎮(zhèn)化水平時都采用了單一的人口指標法，即從城鎮(zhèn)人口(或非農(nóng)業(yè)人口)比率來討論城鎮(zhèn)化水平，但通過本文分析結(jié)果來看，就阿克蘇地區(qū)城鎮(zhèn)水平進行研究時第三產(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)計年鑒不再統(tǒng)計城鄉(xiāng)人口，這樣就意味著對該地區(qū)城鎮(zhèn)化水平進行研究時必須特別注意經(jīng)濟城鎮(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)濟以農(nóng)業(yè)為主，所以在討論城鎮(zhèn)化水平時不能用傳統(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)該采用綜合指標法對其進行研究。同時，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)境擾動因子的作用強度被加大，從而導(dǎo)致環(huán)境景觀體系發(fā)生異變，而異變的鏈式反應(yīng)又會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)推進城鎮(zhèn)化時，必須要加強城鎮(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增加。同時，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，必將會引起用水總量的增加，對水資源開發(fā)造成壓力，而過度開發(fā)水資源又會破壞生態(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(chuàng)琳.河西走廊城市化與水資源利用關(guān)系的量化研究［J］.自然資源學報，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［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(fā)達地區(qū)人口、土地與經(jīng)濟城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)發(fā)展度研究［J］.中國人口·資源與環(huán)境，2012，22(2):141 －146.