基于基尼系数的惠州市用水公平性分析

李 建 芳

(惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司， 广东 惠州 516003)

近年来，水资源短缺问题在国内外受到越来越广泛的关注[1]，如何合理分配区域有限的水资源显得尤为重要，而用水公平性是水量分配中的关键问题，也是水资源可持续利用的核心问题[2-5]。目前，我国关于用水公平性文献大多是以全国范围或省级区域为研究区，市级区域用水公平性的研究还较少。如马海良等[6]采用对比柱形图、加权变异系数、基尼系数、泰尔指数等多种方法，对中国各省份水资源利用的差异性进行分析，构建用水匹配指数，通过指数矩阵对各省水资源消耗的公平性进行评价。王小军等[7]根据我国人口、用水定额、城镇生活用水、农村生活用水数据，计算分析了1980年—2000年我国用水基尼系数变化过程。张志果等[8]利用基尼系数评价1998年—2007年我国城镇居民用水公平程度的变化。董路等[9]利用基尼系数、水资源消费杠杆系数和灰水承载压力系数对1997年—2011年我国用水公平性进行分析，结果表明，时间维度上我国用水处于“相对公平”阶段，空间维度上我国大部分地区属于中高度用水不公平区域，用水总量和污染水量配置低度不公平区域多位于我国西部及部分沿海省份。章恒全等[10]从水资源禀赋、生产用水、生活用水三方面分析湖北省的用水公平性，利用基尼系数分别测算湖北省时间维度和空间维度总用水量-水资源量、生产用水量-GDP、生活用水量-人口的基尼系数。马艳红等[11]根据2016年山西省水资源统计数据，运用洛伦兹曲线与基尼系数的方法，绘制水资源与人口、GDP和各种用水类型的洛伦兹曲线并计算基尼系数，分析山西省水资源的匹配性。李建芳等[12]通过计算人口、国内生产总值(GDP)、参考作物蒸发蒸腾量、降水量等指标与用水量的基尼系数，评价了石羊河流域用水公平性。

我国幅员辽阔，南北差异明显，由于气候、资源禀赋、经济发展程度等的不同，南方地区与北方地区在水资源量、用水水平、用水结构等方面也存在较大差异。本文选取珠三角中心城市之一的惠州市作为研究区，选择与用水量息息相关的人口、粮食播种面积、地区生产总值(GDP)、区域水资源总量4项指标，借鉴评价收入公平的基尼系数，分别计算不同年份各单项指标与用水量的基尼系数，并绘制洛伦茨曲线，对惠州市的用水公平性进行评价。

1 用水量的影响因素分析

影响区域用水量的主要因素包括自然因素和社会经济因素。自然因素主要包括降水、蒸发、水资源总量等；社会经济因素包括人口、经济规模、产业结构、收入水平、节水水平等。

考虑指标的可获取性和便于量化，本文选择人口、粮食播种面积、地区生产总值(GDP)、区域水资源总量四个指标评估用水公平性。人口-用水量的基尼系数反映人均用水公平性；粮食播种面积-用水量的基尼系数从自然因素和社会经济因素两方面反映单位播种面积用水公平性；GDP-用水量的基尼系数从社会经济方面反映单位增加值用水量的公平性；水资源总量-用水量的基尼系数反映本地区水资源对区域发展的支撑程度以及对其他地区水资源的依赖程度。

2 研究方法与资料来源

2.1 基尼系数的内涵与划分标准

基尼系数是指国际上通用的、用以衡量一个国家或地区居民收入差距的常用指标。基尼系数介于0～1之间，基尼系数越大，表示不平等程度越高。

基尼系数是赫希曼根据洛伦茨曲线(见图1)提出的判断分配平等程度的指标。设实际收入分配曲线和收入分配绝对平等曲线(图1中对角线)之间的面积为A，实际收入分配曲线右下方的面积为B。并以A除以(A+B)的商表示不平等程度。这个数值被称为基尼系数或称洛伦茨系数。如果A为零，基尼系数为零，表示收入分配完全平等；如果B为零则系数为1，收入分配绝对不平等。收入分配越是趋向平等，洛伦茨曲线的弧度越小，基尼系数也越小，反之，收入分配越是趋向不平等，洛伦茨曲线的弧度越大，那么基尼系数也越大。

图1洛伦茨曲线

按照国际惯例，通常把0.4作为收入分配贫富差距的“警戒线”。基尼系数在0.2以下，表示社会收入分配“高度平均”或“绝对平均”；基尼系数为0.2～0.3表示收入分配“相对平均”；基尼系数为0.3～0.4表示收入分配“比较合理”；基尼系数为0.4～0.5表示收入分配“差距偏大”；基尼系数为0.5以表示收入分配“高度不平均”[13]。本研究按此标准评价惠州市区域用水公平性。

2.2 基尼系数的计算方法

基尼系数有多种求算方法，如不依赖于洛伦茨曲线的直接计算法、面积法、拟合曲线法等，面积法又包括上梯形面积法、下梯形面积法、矩形面积法等[14]。本研究采用下梯形面积法[4]，将洛伦兹曲线下方的面积近似为若干梯形进行计算，其公式如下：

(1)

式中：Xi为人口、粮食播种面积、GDP、水资源总量等评估指标的累计百分比，%；Yi为用水量的累计百分比，%；i为分配对象，且当i=1时，(Xi-1，Yi-1) 视为(0，0)。

2.3 资料来源

本文通过分析惠州市近年来人口、粮食播种面积、地区生产总值(GDP)、水资源总量等4项指标与用水量的基尼系数来评价惠州市的用水公平性。

惠州市位于广东省东南部、珠江三角洲的东北端，南临南海大亚湾，东接汕尾市，北与韶关、河源两市为邻，西与广州、东莞、深圳三市交界。行政区域在北纬22°24′～23°57′ 和东经113°51′～115°28′之间，东西宽约152 km，南北长约128 km。惠州辖惠城区、惠阳区、惠东县、博罗县、龙门县2区3县，并设有两个国家级开发区：大亚湾经济技术开发区、仲恺高新技术产业开发区。

研究区用水量、水资源总量资料来源于2013—2017年的《惠州市水资源公报》[15]，人口、粮食播种面积、地区生产总值(GDP)资料来源于2013年—2017年的《惠州市统计年鉴》[16]。

3 结果与分析

3.1 各单项指标与用水量基尼系数计算分析

求出用水量与各指标的比值，并由小到大排序，然后计算出各指标的累计值和累计百分比、用水量的累计值和累计百分比，绘制洛伦茨曲线，并按公式(1)计算2013年—2017年各年的人口、粮食播种面积、GDP以及水资源总量四项指标分别与用水量的基尼系数。其中2017年四项指标与用水量的基尼系数结果分别见表1—表4，四项指标和用水量的洛伦兹曲线分别见图2—图5，其他年份不一一列出。

3.2 各单项指标与用水量的基尼系数分析

惠州市2013年—2017年各单项指标与用水量的基尼系数见图6。

表1 2017年惠州市人口-用水量基尼系数的计算

表2 2017年惠州市粮食播种面积-用水量基尼系数的计算

表3 2017年惠州市GDP-用水量基尼系数的计算

表4 2017年惠州市水资源总量-用水量基尼系数的计算

图2 2017年惠州市人口-用水量的洛伦茨曲线

图3 2017年惠州市粮食播种面积-用水量的洛伦茨曲线

图4 2017年惠州市地区生产总值-用水量

的洛伦茨曲线

从图6可以看出，不同年份人口-用水量的基尼系数均在0.2以下，平均值为0.16，基尼系数处于“高度平均”或“绝对平均”范围，说明惠州市各区域人均用水量差异很小，基于人口的用水量平均程度较高；不同年份粮食播种面积-用水量基尼系数在0.25左右，基尼系数处于“相对平均”范围，说明惠州市各区域用水量与粮食播种面积分布基本一致，基于粮食播种面积的用水量相对平均；不同年份的GDP-用水量基尼系数在0.3左右，基尼系数处于“比较合理”范围，说明惠州市各区域用水量与经济发展水平基本协调，基于GDP的用水量分配比较公平；不同年份水资源总量-用水量基尼系数在0.29左右，基尼系数处于“相对平均”范围，说明惠州水各区域用水量与水资源总量分布基本一致，基于水资源总量的用水量相对平均。

图5 2017年惠州市水资源总量-用水量

的洛伦茨曲线

图6惠州市不同年份各指标与用水量基尼系数变化曲线

3.3 用水公平性评价

从近5年四个指标与用水量的基尼系数均值比较，可以看出惠州市基于人口的用水量分配是绝对公平的，其次是粮食播种面积、水资源总量和GDP三个指标的用水量分配是相对平均的。因此，总体上惠州市不同区域的用水量分配较公平。

4 结论与建议

(1) 利用经济学中的基尼系数对惠州市不同区域的用水公平性进行评价。结果表明，基尼系数可以较好地反映区域用水的公平性，对区域的水资源合理配置具有理论和实际意义。

(2) 惠州市各单项指标与用水量的基尼系数均在警戒线0.4以下，表明惠州市区域用水量分配较公平，这与惠州市近年来实施最严格的水资源管理制度密不可分，但可以看出GDP-用水量基尼系数较其他指标与用水量的基尼系数大，说明不同区域工业企业节水水平还是有差异，节水水平落后的地区还需加大力度提高用水效率。