巩嘉誉

（山东师范大学 人口·资源与环境学院，山东 济南250014）

1 引言

水资源是人类赖以生存的重要物质，也是工业生产、经济发展和改善环境不可替代的自然财富。水资源的供应能力不仅取决于自然系统中可利用水资源的更新能力的更新速度，而且还受到经济发展及人类活动的影响。我国水资源总量是有限的，人口基数大，人均水资源量远低于世界平均水平。随着人口规模的不断扩大，工业化和城市化的加速推进，水资源供需矛盾及短缺问题已经日益成为当前社会经济发展的重要阻碍。由于社会经济的发展离不开水资源，目前“以水定产，以水定发展”的发展方针多次被提出，即水资源承载力问题受到了国内外广泛的关注。

国内水资源承载力的研究起步较晚，至今都没有形成一个系统科学的理论体系。由于我国许多学者对水资源承载力的理解不同，主要是其内涵的界定尚存在一定的分歧，各种定义的表述与侧重点也就不尽相同。综合众多定义，大致分为3种：第一种观点是水资源开发规模论，第二种观点是水资源承载最大人口论，第三种观点是水资源支撑社会经济系统持续发展能力论，即水资源承载力是：某一地区的水资源在某一具体历史发展阶段下，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性循环发展为条件，经过合理优化配置，对该地区社会经济发展的最大支撑能力。

常见的水资源承载力评价方法有向量模法、模糊综合评判法、多目标决策分析法、系统动力学方法、主成份分析方法等。与其它方法相比，主成分分析法可以更客观的确定指标的权重避免了人为因素产生的误差，同时还保留了原数据的大部分信息，更具科学性。

山东省位于中国东部沿海，黄河下游，东临黄海，北濒渤海，总面积15.67万km2，年平均气温11～14℃，年平均降水量一般在550～950mm之间。山东省的水资源主要来源于大气降水。从全省看，水资源比较贫乏，人平均占有量仅为520m3，为全国人均占有量2770m3的18.8%。并且有水资源地区分布不均匀，年际、年内变化剧烈，地表水和地下水联系密切等特点。

2 山东省水资源综合评价

2.1 指标的选取

指标选取可以从不同的角度反映区域水资源供需关系及开发利用的状况。本文通过对区域水资源系统影响因素的综合分析，充分考虑了山东省水资源自然赋存量及开发利用方式，选取如下评价指标。其中，指标为正向，即其值越大水资源承载力越大；指标为逆向，即其值越大水资源承载力越小。

（1）人均水资源量占有量X1，m3：水资源总量／总人口；正。

（2）单位面积水资源量 X2，m3／km2：水资源总量／土地面积；正。

（3）万元 GDP用水量X3，m3：GDP／用水量；正。

（4）人均 GDPX4，元：GDP／总人口；逆。

（5）水资源利用率X5，%：供水量／水资源总量；逆。

（6）供水模数 X6，m3／km2：水平年的供水量／土地面积；逆。

（7）人均供水量X7，m3：水平年的供水量／总人口；正。

（8）农田实灌亩均用量 X8，m3／km2：农业用水量／灌溉面积；正。

（9）城镇居民生活人均用水量X9，m3：城镇生活用水量／非农业人口数；逆。

（10）人口密度X10，人／km2：总人口／土地面积；逆。

（11）城镇化水平X11，%：非农业人口数／总人口；逆。

2.2 主成分推求

依据这11个指标，对山东省17地市的这写指标Xij（i＝1，2，…，17；j＝1，2，…，11）进行标准化，见表1。

应用SPSS软件对数据进行分析计算，得出相关系数矩阵、特征值、贡献率和累计贡献率，见表2，表3。根据主成分的统计信息表及碎石图（图1）所提供的信息，选取特征值大于0.8的成分为主成分。选取累计贡献率达到85%～95%以上的特征值所对应的前m个主成分，这样，原数据的大部分信息得以保留，且达到了降维的目的。三是对碎石图进行分析判断，可以看出有明显的拐点，取拐点前所有的因子及拐点后的第一个因子作为主成分。

表1 标准化矩阵

表2 相关系数矩阵

表3 特征值、主成分贡献率和累计贡献率

综合主成分确定因素及碎石图。选取了3个主成份。第1主成分的特征值为3.353；第2个主成分的特征值为2.948；第3个主成分的特征值为2.150；第4个主成分的特征值为1.113。前4个主成分的累积贡献率为86.941%说明前4个主成分大体可以反映原变量的大部分信息。所以仅选取前4个主成分来代替原有的11个指标变量。

提取方法为主成分分析法。

图1 碎石图

已提取了4个成分。从表4中可以看出，第一主成分与万元GDP用水量、城镇居民生活人均用水量、城镇化水平关系密切，故第一主成分可以看作水资源相对经济承载力；第二主成分与人均水资源量占有量、单位面积水资源量、水资源利用率关系密切，故第二主成分可以看作水资源的自然承载力；第三主成分与人均GDP、农田实灌亩均用量、人口密度关系密切，故第三主成分可以看作水资源相对人口承载力；第四主成分与供水模数、城镇化水平、农田实灌亩均用量关系密切，因此看以看作水资源相对城市发展承载力。

通过SPSS软件还可得到相应的特征向量U。利用特征向量用原来的11个变量表征4个主成分的大小，见表5。

表4 旋转后的因子负荷矩阵

表5 相关矩阵特征向量

通过计算，各指标与主成分之间的线性组合关系为：

各个主成分的地市排名是不相同的，对各个主成分逐一分析只能从单一的角度对水资源承载力进行分析。因此，计算出各类景观类型的第一、二、三主成分的标准化值，再将它们与它们相应的贡献值相乘，最后用3个乘积相加求和得出3个主成分的综合得分，见表6。

表6 各地市水资源承载力综合排名

从表6中可以看出，水资源承载力的综合得分临沂市＞日照市＞莱芜市＞东营市＞济宁市＞烟台市＞淄博市＞济南市＞泰安市＞枣庄市＞德州市＞菏泽市＞威海市＞滨州市＞潍坊市＞聊城市＞青岛市；对于前几名的地市，其经济发展水平却不高，说明在经济建设中没有充分利用水资源的优势；对于排名较往后的地市，说明其水资源承载力较弱，在发展的过程中，应充分考虑到水资源的高效利用问题。

3 结语

目前水资源已经成为各个城市发展的重要瓶颈因素，本文揭示了水资源，流域经济及人口三者的关系，同时基于SPSS软件的基础上，对山东省17地市的水资源承载力进行的综合分析，通过查阅山东省各统计年鉴而获得数据。一方面由于时间不够充足，另一方面由于数据的真实性有待提高，故没有得到理想的结果。保证以后会不断的进行完善。

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