基于基尼系數(shù)的惠州市用水公平性分析

李 建 芳

(惠州市華禹水利水電工程勘測設計有限公司， 廣東 惠州 516003)

近年來，水資源短缺問題在國內外受到越來越廣泛的關注[1]，如何合理分配區(qū)域有限的水資源顯得尤為重要，而用水公平性是水量分配中的關鍵問題，也是水資源可持續(xù)利用的核心問題[2-5]。目前，我國關于用水公平性文獻大多是以全國范圍或省級區(qū)域為研究區(qū)，市級區(qū)域用水公平性的研究還較少。如馬海良等[6]采用對比柱形圖、加權變異系數(shù)、基尼系數(shù)、泰爾指數(shù)等多種方法，對中國各省份水資源利用的差異性進行分析，構建用水匹配指數(shù)，通過指數(shù)矩陣對各省水資源消耗的公平性進行評價。王小軍等[7]根據(jù)我國人口、用水定額、城鎮(zhèn)生活用水、農(nóng)村生活用水數(shù)據(jù)，計算分析了1980年—2000年我國用水基尼系數(shù)變化過程。張志果等[8]利用基尼系數(shù)評價1998年—2007年我國城鎮(zhèn)居民用水公平程度的變化。董路等[9]利用基尼系數(shù)、水資源消費杠桿系數(shù)和灰水承載壓力系數(shù)對1997年—2011年我國用水公平性進行分析，結果表明，時間維度上我國用水處于“相對公平”階段，空間維度上我國大部分地區(qū)屬于中高度用水不公平區(qū)域，用水總量和污染水量配置低度不公平區(qū)域多位于我國西部及部分沿海省份。章恒全等[10]從水資源稟賦、生產(chǎn)用水、生活用水三方面分析湖北省的用水公平性，利用基尼系數(shù)分別測算湖北省時間維度和空間維度總用水量-水資源量、生產(chǎn)用水量-GDP、生活用水量-人口的基尼系數(shù)。馬艷紅等[11]根據(jù)2016年山西省水資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運用洛倫茲曲線與基尼系數(shù)的方法，繪制水資源與人口、GDP和各種用水類型的洛倫茲曲線并計算基尼系數(shù)，分析山西省水資源的匹配性。李建芳等[12]通過計算人口、國內生產(chǎn)總值(GDP)、參考作物蒸發(fā)蒸騰量、降水量等指標與用水量的基尼系數(shù)，評價了石羊河流域用水公平性。

我國幅員遼闊，南北差異明顯，由于氣候、資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展程度等的不同，南方地區(qū)與北方地區(qū)在水資源量、用水水平、用水結構等方面也存在較大差異。本文選取珠三角中心城市之一的惠州市作為研究區(qū)，選擇與用水量息息相關的人口、糧食播種面積、地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)、區(qū)域水資源總量4項指標，借鑒評價收入公平的基尼系數(shù)，分別計算不同年份各單項指標與用水量的基尼系數(shù)，并繪制洛倫茨曲線，對惠州市的用水公平性進行評價。

1 用水量的影響因素分析

影響區(qū)域用水量的主要因素包括自然因素和社會經(jīng)濟因素。自然因素主要包括降水、蒸發(fā)、水資源總量等；社會經(jīng)濟因素包括人口、經(jīng)濟規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結構、收入水平、節(jié)水水平等。

考慮指標的可獲取性和便于量化，本文選擇人口、糧食播種面積、地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)、區(qū)域水資源總量四個指標評估用水公平性。人口-用水量的基尼系數(shù)反映人均用水公平性；糧食播種面積-用水量的基尼系數(shù)從自然因素和社會經(jīng)濟因素兩方面反映單位播種面積用水公平性；GDP-用水量的基尼系數(shù)從社會經(jīng)濟方面反映單位增加值用水量的公平性；水資源總量-用水量的基尼系數(shù)反映本地區(qū)水資源對區(qū)域發(fā)展的支撐程度以及對其他地區(qū)水資源的依賴程度。

2 研究方法與資料來源

2.1 基尼系數(shù)的內涵與劃分標準

基尼系數(shù)是指國際上通用的、用以衡量一個國家或地區(qū)居民收入差距的常用指標?；嵯禂?shù)介于0～1之間，基尼系數(shù)越大，表示不平等程度越高。

基尼系數(shù)是赫希曼根據(jù)洛倫茨曲線(見圖1)提出的判斷分配平等程度的指標。設實際收入分配曲線和收入分配絕對平等曲線(圖1中對角線)之間的面積為A，實際收入分配曲線右下方的面積為B。并以A除以(A+B)的商表示不平等程度。這個數(shù)值被稱為基尼系數(shù)或稱洛倫茨系數(shù)。如果A為零，基尼系數(shù)為零，表示收入分配完全平等；如果B為零則系數(shù)為1，收入分配絕對不平等。收入分配越是趨向平等，洛倫茨曲線的弧度越小，基尼系數(shù)也越小，反之，收入分配越是趨向不平等，洛倫茨曲線的弧度越大，那么基尼系數(shù)也越大。

圖1洛倫茨曲線

按照國際慣例，通常把0.4作為收入分配貧富差距的“警戒線”?；嵯禂?shù)在0.2以下，表示社會收入分配“高度平均”或“絕對平均”；基尼系數(shù)為0.2～0.3表示收入分配“相對平均”；基尼系數(shù)為0.3～0.4表示收入分配“比較合理”；基尼系數(shù)為0.4～0.5表示收入分配“差距偏大”；基尼系數(shù)為0.5以表示收入分配“高度不平均”[13]。本研究按此標準評價惠州市區(qū)域用水公平性。

2.2 基尼系數(shù)的計算方法

基尼系數(shù)有多種求算方法，如不依賴于洛倫茨曲線的直接計算法、面積法、擬合曲線法等，面積法又包括上梯形面積法、下梯形面積法、矩形面積法等[14]。本研究采用下梯形面積法[4]，將洛倫茲曲線下方的面積近似為若干梯形進行計算，其公式如下：

(1)

式中：Xi為人口、糧食播種面積、GDP、水資源總量等評估指標的累計百分比，%；Yi為用水量的累計百分比，%；i為分配對象，且當i=1時，(Xi-1，Yi-1) 視為(0，0)。

2.3 資料來源

本文通過分析惠州市近年來人口、糧食播種面積、地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)、水資源總量等4項指標與用水量的基尼系數(shù)來評價惠州市的用水公平性。

惠州市位于廣東省東南部、珠江三角洲的東北端，南臨南海大亞灣，東接汕尾市，北與韶關、河源兩市為鄰，西與廣州、東莞、深圳三市交界。行政區(qū)域在北緯22°24′～23°57′ 和東經(jīng)113°51′～115°28′之間，東西寬約152 km，南北長約128 km。惠州轄惠城區(qū)、惠陽區(qū)、惠東縣、博羅縣、龍門縣2區(qū)3縣，并設有兩個國家級開發(fā)區(qū)：大亞灣經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、仲愷高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。

研究區(qū)用水量、水資源總量資料來源于2013—2017年的《惠州市水資源公報》[15]，人口、糧食播種面積、地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)資料來源于2013年—2017年的《惠州市統(tǒng)計年鑒》[16]。

3 結果與分析

3.1 各單項指標與用水量基尼系數(shù)計算分析

求出用水量與各指標的比值，并由小到大排序，然后計算出各指標的累計值和累計百分比、用水量的累計值和累計百分比，繪制洛倫茨曲線，并按公式(1)計算2013年—2017年各年的人口、糧食播種面積、GDP以及水資源總量四項指標分別與用水量的基尼系數(shù)。其中2017年四項指標與用水量的基尼系數(shù)結果分別見表1—表4，四項指標和用水量的洛倫茲曲線分別見圖2—圖5，其他年份不一一列出。

3.2 各單項指標與用水量的基尼系數(shù)分析

惠州市2013年—2017年各單項指標與用水量的基尼系數(shù)見圖6。

表1 2017年惠州市人口-用水量基尼系數(shù)的計算

表2 2017年惠州市糧食播種面積-用水量基尼系數(shù)的計算

表3 2017年惠州市GDP-用水量基尼系數(shù)的計算

表4 2017年惠州市水資源總量-用水量基尼系數(shù)的計算

圖2 2017年惠州市人口-用水量的洛倫茨曲線

圖3 2017年惠州市糧食播種面積-用水量的洛倫茨曲線

圖4 2017年惠州市地區(qū)生產(chǎn)總值-用水量

的洛倫茨曲線

從圖6可以看出，不同年份人口-用水量的基尼系數(shù)均在0.2以下，平均值為0.16，基尼系數(shù)處于“高度平均”或“絕對平均”范圍，說明惠州市各區(qū)域人均用水量差異很小，基于人口的用水量平均程度較高；不同年份糧食播種面積-用水量基尼系數(shù)在0.25左右，基尼系數(shù)處于“相對平均”范圍，說明惠州市各區(qū)域用水量與糧食播種面積分布基本一致，基于糧食播種面積的用水量相對平均；不同年份的GDP-用水量基尼系數(shù)在0.3左右，基尼系數(shù)處于“比較合理”范圍，說明惠州市各區(qū)域用水量與經(jīng)濟發(fā)展水平基本協(xié)調，基于GDP的用水量分配比較公平；不同年份水資源總量-用水量基尼系數(shù)在0.29左右，基尼系數(shù)處于“相對平均”范圍，說明惠州水各區(qū)域用水量與水資源總量分布基本一致，基于水資源總量的用水量相對平均。

圖5 2017年惠州市水資源總量-用水量

的洛倫茨曲線

圖6惠州市不同年份各指標與用水量基尼系數(shù)變化曲線

3.3 用水公平性評價

從近5年四個指標與用水量的基尼系數(shù)均值比較，可以看出惠州市基于人口的用水量分配是絕對公平的，其次是糧食播種面積、水資源總量和GDP三個指標的用水量分配是相對平均的。因此，總體上惠州市不同區(qū)域的用水量分配較公平。

4 結論與建議

(1) 利用經(jīng)濟學中的基尼系數(shù)對惠州市不同區(qū)域的用水公平性進行評價。結果表明，基尼系數(shù)可以較好地反映區(qū)域用水的公平性，對區(qū)域的水資源合理配置具有理論和實際意義。

(2) 惠州市各單項指標與用水量的基尼系數(shù)均在警戒線0.4以下，表明惠州市區(qū)域用水量分配較公平，這與惠州市近年來實施最嚴格的水資源管理制度密不可分，但可以看出GDP-用水量基尼系數(shù)較其他指標與用水量的基尼系數(shù)大，說明不同區(qū)域工業(yè)企業(yè)節(jié)水水平還是有差異，節(jié)水水平落后的地區(qū)還需加大力度提高用水效率。