基于主成分的河北省水資源承載力評價研究

倪健康 閆海波

◆摘? 要：本文運用主成分分析法對河北省水資源承載力從橫向和縱向兩個角度進行綜合評價。研究表明經(jīng)濟發(fā)展、人口規(guī)模和水資源是影響水資源承載力的主要綜合指標(biāo);2009-2019年，河北省水資源承載力變化趨勢先上升，后波動;同時存在區(qū)域差異，2017年各行政區(qū)綜合分析結(jié)果表明該水平年石家莊、唐山等地區(qū)承載力排名靠前，保定、廊坊等地區(qū)排名居中，張家口等地區(qū)排名靠后

◆關(guān)鍵詞：水資源承載力;主成分分析法;區(qū)域差異

1 研究方法與指標(biāo)體系

1.1 研究方法

主成分分析法的本質(zhì)是對高維變量進行系統(tǒng)的降維達到最優(yōu)綜合與簡化的目的，處理過中會合理給出各個指標(biāo)的權(quán)重，從而避免人為的主觀任意性。利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，將新的變量也就是主成分與原變量的線性結(jié)合，再用少量占主導(dǎo)的主成分作為變差信息的主成分進行分析。主成分占變差信息的比重愈大，則其對整體評估的影響愈大。

1.2 指標(biāo)選取

綜合考慮現(xiàn)有文獻中已構(gòu)建的水資源評價指標(biāo)體系，參照《河北省統(tǒng)計年鑒》、《河北省水資源公報》以及其他相關(guān)材料，選取指標(biāo)為生產(chǎn)總值（億元）、第一、二產(chǎn)業(yè)增加值（億元）、萬元GDP用水量（立方米）、有效灌溉面積（千公頃）、人均GDP（元/人）、人均糧食產(chǎn)量（千克/人）、常住人口（萬人）、城鎮(zhèn)化率（%）、人均用水量（立方米/人）、工業(yè)生產(chǎn)用水量（億立方米）、生態(tài)用水量（億立方米）、水資源總量（億立方米）、農(nóng)業(yè)用水量（億立方米）、生活用水量（億立方米）、年平均降水量（毫米）、地下水供水量（億立方米），固定資產(chǎn)投資額（萬元）、年末人口（萬人）、工業(yè)廢水排放量（萬噸）、城市人均日生活用水量（升）、降水量（億立方米）;居民人均可支配收入（元）、城鎮(zhèn)污水處理率（%）共17個指標(biāo)。

2 水資源承載力綜合評價分析

2.1 時序結(jié)果分析

通過對 Bartlett球形度的檢驗分析，可行性檢驗得出了主要成份的特征和貢獻。P值小于0.05，表明：適宜進行主成份分析;前兩種主要成份的累積貢獻率為85.261%，已經(jīng)超過了85%的標(biāo)準(zhǔn)，能夠全面的反映河北省水資源承載力變化的影響因子，因此提取兩個主成分。其中第一主成分與生產(chǎn)總值GDP、人均GDP、第一產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值、常住人口、城鎮(zhèn)化率之間存在較強的相關(guān)關(guān)系，代表社會經(jīng)濟發(fā)展與人口規(guī)模因子。第二主成分與水資源總量、年平均降水量等與水相關(guān)的指標(biāo)有較強的相關(guān)關(guān)系，代表水資源因子。

計算各個年份綜合得分，結(jié)果如表1所示，河北省水資源承載力在前五年也就是2009年-2014年呈逐年遞增態(tài)勢，中間存在波動，直到最近三年河北省水資源承載力呈現(xiàn)輕微遞減趨勢。

2.2 各行政區(qū)結(jié)果分析

計算各地區(qū)的總得分，見表2。各地區(qū)的主要成分和一級主成分的分?jǐn)?shù)比率變化趨勢是基本相同的。結(jié)果表明，人口規(guī)模因子和水資源因子對水資源的承載能力起著決定性的作用。

3 結(jié)論

利用主成分分析方法，對河北省水資源承載能力進行了全面的評估，河北省水資源承載能力受經(jīng)濟規(guī)模、人口規(guī)模因素和水資源因素等因素的影響。2009-2014年河北省水資源承載力呈逐年上升態(tài)勢;中間存在波動;后三年呈遞減趨勢。

河北省區(qū)域水資源承載力差距的原因是水資源供求不平衡、用水量差異大、經(jīng)濟發(fā)展和人口等原因造成的。為了使各地級城市的經(jīng)濟的可持續(xù)健康發(fā)展，各區(qū)域要充分利用水資源，要充分發(fā)揮其經(jīng)濟發(fā)展水平、人口數(shù)量、水資源的自然條件，需要進行工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高水資源利用效率，實行節(jié)水型社會，增強社會節(jié)約用水意識。

參考文獻

[1]張保成，孫林巖. 國內(nèi)外水資源承載力的研究綜述[J]. 當(dāng)代經(jīng)濟科學(xué)，2006，28（06）：97-101+126.

[2]雍志勤，張鑫.基于投影尋蹤模型的榆林市水資源承載能力研究[J].灌溉排水學(xué)報，2019，38（01）：101-107.

作者簡介

倪健康（1997-），男，重慶酉陽人，碩士研究生，主要研究方向大數(shù)據(jù)分析;

閆海波（1997-），男，安徽淮南人，碩士研究生，主要研究方向大數(shù)據(jù)分析。