吳紅艷，王 冬

（呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼倫貝爾 021000）

水資源是人類生產(chǎn)和生活中最重要的資源，人類沒有水資源就無法生存。水資源在人們的生產(chǎn)生活過程中起著非常重要的作用，無論是工業(yè)、生活以及生產(chǎn)方面都需要用水。但是在近些年的發(fā)展過程中，人們在使用水資源時(shí)沒有節(jié)約意識(shí)，讓水資源浪費(fèi)問題開始變得日趨嚴(yán)重，不僅對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了一定的影響，更是阻礙著對(duì)水資源的科學(xué)、合理化的使用。

內(nèi)蒙古地區(qū)的各個(gè)地級(jí)市水資源存在嚴(yán)重的分布不均勻，此次主要是以呼倫貝爾市為研究對(duì)象，目的是在于以呼倫貝爾市水資源現(xiàn)狀以及人口與經(jīng)濟(jì)等情況作為依據(jù)，建立適合呼倫貝爾市水資源承載力的研究指標(biāo)體系，選用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)呼倫貝爾市水資源承載力進(jìn)行研究與分析，通過對(duì)呼倫貝爾市水資源承載力影響因素分析。能夠?yàn)橄嚓P(guān)的水利資源部門和政府提供一定的參考，為未來呼倫貝爾市水資源科學(xué)、合理的發(fā)展提供科學(xué)化策略。

1 研究區(qū)域概況

呼倫貝爾市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的最東部，總共包含13個(gè)旗、縣、市，氣候寒冷，有著長達(dá)9個(gè)多月的冬季，冬季氣溫達(dá)-40 ℃。與黑龍江省、俄羅斯以及蒙古國相鄰。憑借著得天獨(dú)厚的草原優(yōu)勢而聞名，呼倫貝爾市的河流、湖泊非常多，其中有額爾古納河水系和嫩江水系兩大水系。呼倫貝爾市在2021年的水資源總量就達(dá)到了316.19億m3。呼倫貝爾市的地域及氣候特點(diǎn)是地廣人稀、夏季時(shí)間短并且火熱、冬季時(shí)間長并且非常寒冷、雨雪比較多、夏季日照充足等。

從呼倫貝爾市區(qū)域劃分圖（圖1）與呼倫貝爾市主要河流分布圖（圖2）來看。滿洲里市位于海拉爾區(qū)的西北方，附近有呼倫湖；牙克石位于海拉爾區(qū)的正東方向，有海拉爾河途經(jīng)此地；額爾古納市和根河市位于海拉爾區(qū)的偏北方，分別有額爾古納河和根河流經(jīng)；扎蘭屯市位于海拉爾區(qū)的西南方向，有地質(zhì)河和哈尼河等河流。五個(gè)縣級(jí)市周圍均有眾多河流。在分析水資源承載力方面，選取5市更具有代表性。

圖1 呼倫貝爾區(qū)域劃分地圖

圖2 呼倫貝爾市主要河流分布圖

2 水資源承載力評(píng)價(jià)

2.1 數(shù)據(jù)來源與指標(biāo)設(shè)定

充分結(jié)合呼倫貝爾市實(shí)際情況，借鑒許朗學(xué)者的研究體系，選取了12個(gè)主要影響因子作為研究指標(biāo)對(duì)呼倫貝爾市2007~2017年的飲用水資源承載能力狀況進(jìn)行了綜合性評(píng)價(jià)。選取的指標(biāo)具體如下：年底生活總?cè)丝赬1/104人；生產(chǎn)總值X2/108元；工業(yè)生產(chǎn)總值X3/108元；城鄉(xiāng)居民人均最低可支配經(jīng)濟(jì)收入X4/104元；水資源總量X5/108m3；供給飲用水總額X6/108m3；工業(yè)用水總額X7/108m3；農(nóng)業(yè)用水總額X8/108m3；生態(tài)飲用水總額X9/108m3；生態(tài)用水總額X10/108m3；降雨量X11/mm；土地面積X12/khm2。

文章采用主成分分析法和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 22.0完成。數(shù)據(jù)均來源于2008~2018年《呼倫貝爾統(tǒng)計(jì)年鑒》和2008~2018年《內(nèi)蒙古水資源公報(bào)》計(jì)算并整理而獲得。

2.2 研究方法

近年來，各地水資源的開發(fā)與利用情況普遍都受到了廣泛關(guān)注，對(duì)水資源承載力的研究方法也層出不窮，其中應(yīng)用最廣泛的是主成分分析法、層次分析法以及供需平衡法三種。此外，很多學(xué)者在研究不同地區(qū)水資源承載力的過程中也使用了不同的方法以及模型，旨在能夠更加科學(xué)、合理化地對(duì)地區(qū)水資源承載力進(jìn)行分析。

主成分分析法運(yùn)用的是降維的思想，方法運(yùn)用及操作都很簡單，因此被大眾和業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可。在以往的研究中，對(duì)區(qū)域水資源承載力的評(píng)價(jià)和分析只有一種方法。本文將應(yīng)用主成分分析法對(duì)呼倫貝爾市水資源承載力在時(shí)間維度和空間維度進(jìn)行研究與分析。首先，對(duì)比分析了呼倫貝爾市2007~2017年水資源承載力的變化，然后討論了呼倫貝爾市2013年5個(gè)縣級(jí)市的水資源承載力。

3 水資源承載力影響因素實(shí)證分析

3.1 呼倫貝爾市水資源承載力的時(shí)間維度分析

選取反映呼倫貝爾水資源承載力的12個(gè)指標(biāo)對(duì)水資源承載力狀況進(jìn)行分析，得出12個(gè)指標(biāo)的特征值及貢獻(xiàn)率，如表1所示。

表1 主成分特征值和累積貢獻(xiàn)率

通過數(shù)據(jù)可得出前三個(gè)主成分對(duì)水資源承載力最具有影響，所以會(huì)將第一主成分、第二主成分以及第三主成分對(duì)呼倫貝爾市水資源承載力進(jìn)行分析。利用三個(gè)主成分得分和特征值貢獻(xiàn)率最終計(jì)算得到綜合得分。

F1、F2、F3和F的得分可從表2中獲得。可以看出，三個(gè)主成分之間的值是有正有負(fù)，但這里的正負(fù)并不是指資源承載力的真實(shí)水平，而是表明了水資源承載力的相對(duì)位置。綜合得分F值越大，水資源承載力越小，開發(fā)利用潛力越小；綜合得分F值越小，水資源承載力越大，開發(fā)利用潛力越大。

表2 主成分得分及排序

由表2中的排名可以看出，以2013年為分界點(diǎn)，2006~2013年，呼倫貝爾市水資源的承載力呈逐年上升的態(tài)勢；2013~2017年，呼倫貝爾市水資源的承載力呈逐年下降的趨勢。這是由于水資源總量、供給飲用水總額以及降雨量在2007~2013年呈逐漸上升的趨勢，在2013~2017年呈逐漸下降的趨勢。

根據(jù)表2繪制呼倫貝爾市水資源承載力的得分趨勢圖（圖3），可以更加直觀地展示出2007~2017年呼倫貝爾市水資源承載力的動(dòng)態(tài)變化。第一主成分的得分和綜合得分的趨勢線大體一致，所以可以認(rèn)為是影響呼倫貝爾市水資源承載力的主要因素；第二主成分和第三主成分的趨勢與綜合得分相比較，具有較大的波動(dòng)，因此對(duì)綜合得分的影響相對(duì)于第一主成分較小。

圖3 水資源承載力主成分得分與綜合得分趨勢圖

3.2 呼倫貝爾市水資源承載力的空間維度分析

呼倫貝爾市的水資源總量非常充沛，2021年達(dá)到了316.19億m3，然而，由于呼倫貝爾市水資源時(shí)空分布不均勻，這種不均勻的分布減少了水資源的有效供給。為了能全面了解呼倫貝爾市水資源的承載力，在近幾年的數(shù)據(jù)中，2015年的數(shù)據(jù)相對(duì)于其他的時(shí)間比較全面，因此文章選取了呼倫貝爾市2015年5個(gè)城市的數(shù)據(jù)，對(duì)呼倫貝爾市各市水資源承載力的差異進(jìn)行比較與分析。選取的12個(gè)指標(biāo)如下：年底生活總?cè)丝赬1/萬人；人均用水總額X2/m3；水資源總量X3/104m3；農(nóng)民人均純收入X4/元；城鄉(xiāng)居民人均最低可支配經(jīng)濟(jì)收入X5/元；工業(yè)用水總額X6/104m3；農(nóng)業(yè)用水總額X7/104m3；供給飲用水總額X8/104m3；生態(tài)環(huán)境用水總額X9/104m3；萬元GDP用水總額X10/104m3；水資源開發(fā)利用率X11/%；降雨量X12/mm。各變量初始值見表3。

表3 呼倫貝爾市2015年各市綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)初始值

由表4可以看出來前三個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到了91.298%，大于85%，能夠比較全面地反映出各地區(qū)影響水資源承載力的因素。可以認(rèn)為是影響水資源承載力的主要因素。其中第一主成分與呼倫貝爾市5個(gè)城市的水資源利用和降雨量有關(guān)；第二主成分和第三主成分反映了呼倫貝爾市經(jīng)濟(jì)和人口因素的影響。

表4 主成分特征值和累積貢獻(xiàn)率

計(jì)算三個(gè)主成分的因子載荷矩陣，并繪制呼倫貝爾市5個(gè)城市的水資源承載力得分趨勢圖（圖4）：折線圖直觀地反映了呼倫貝爾市2015年5個(gè)縣級(jí)市水資源承載力的動(dòng)態(tài)變化。第一主成分得分與綜合得分的折線趨勢基本一致，所以大致可以認(rèn)為是影響呼倫貝爾市五個(gè)城市水資源承載力的主要因素。第二主成分和第三主成分的趨勢與綜合得分相比較，之間具有較大的波動(dòng)，因此對(duì)綜合得分的影響相對(duì)于第一主成分是比較小的。

圖4 5個(gè)縣級(jí)市水資源承載力主成分得分與綜合得分趨勢圖

由圖4可知，呼倫貝爾市地區(qū)的5個(gè)縣級(jí)市的水資源承載力主成分得分與綜合得分的關(guān)系進(jìn)行看，其中與綜合得分最為相近的則是第一主成分，可見第一成分對(duì)于呼倫貝爾市5個(gè)城市的水資源承載力起著決定性的作用。同時(shí)，與綜合得分較為相近的主成分二和三，即人口因素以及經(jīng)濟(jì)對(duì)水資源承載力也有著一定的影響。

從呼倫貝爾市的飲用水承載力來看。呼倫貝爾市5個(gè)縣級(jí)市的水資源承載力依次為滿洲里市、牙克石市、扎蘭屯市、額爾古納市和根河市。根據(jù)主成分分析確定的第一主成分指數(shù)，可計(jì)算如下：人均飲用水總消耗量、自來水資源總消耗量、工業(yè)飲用水總消耗量、農(nóng)業(yè)飲用水總消耗量、生態(tài)飲用水消費(fèi)總量中萬元GDP總用水量和人均生態(tài)能源消費(fèi)總量在水資源承載力指標(biāo)中占有較高的公平或正權(quán)重，但水資源的開發(fā)利用率和年降雨量是水資源的支撐能力，占據(jù)著比較大和負(fù)責(zé)任的地位。滿洲里市水資源總量和水資源供給總量居5市之首，降雨量居5市之末，因此滿洲里市水資源承載力最大。根河市的平均降雨量是5個(gè)城市中的第一位，但水資源總量和供水總量是最后一位，因此根河市的水資源承載力最小。

從呼倫貝爾市5個(gè)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平狀況上來看。滿洲里市的工業(yè)用水總額、農(nóng)業(yè)用水總額、生態(tài)用水總額以及萬元GDP用水總額處于首位，但降雨量處于末位，因此滿洲里市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平最高；根河市的工業(yè)用水總額、農(nóng)業(yè)用水總額、生態(tài)用水總額以及萬元GDP用水總額處于末位，但降雨量處于首位，因此根河市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平最低。

從呼倫貝爾市5個(gè)城市的社會(huì)生活水平來看，農(nóng)村人均純收入和城鄉(xiāng)居民人均最低可支配經(jīng)濟(jì)收入是最大的影響因素，2015年滿洲里市農(nóng)村人均純收入10 374元，城鄉(xiāng)居民人均最低可支配經(jīng)濟(jì)收入7 568.33元，居5市前列，生活水平最高。2015年，根河市農(nóng)村人均純收入為5 369元，城鄉(xiāng)居民人均最低可支配經(jīng)濟(jì)收入為13 346元，居5市之末，因此，根河市的生活水平最低。

表5 呼倫貝爾市5市水資源承載力的綜合得分及排序

4 結(jié)論

文章通過主成分分析，綜合評(píng)價(jià)了2007~2017年呼倫貝爾市水資源承載力的變化情況以及2015年呼倫貝爾市5個(gè)縣級(jí)市的水資源承載力狀況，經(jīng)過整體的分析得出了人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是對(duì)呼倫貝爾市水資源承載力最主要的影響因素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)水資源的利用與年降水量對(duì)水資源承載力的影響最大。不僅如此，呼倫貝爾市在發(fā)展的過程中，人口與整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)也對(duì)水資源承載力有著一定的影響。整體而言，滿洲里地區(qū)由于其境內(nèi)呼倫湖影響，其水資源承載力高于呼倫貝爾市其余區(qū)域。為實(shí)現(xiàn)各旗縣市經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，各旗縣市需根據(jù)實(shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口規(guī)模以及水資源自然條件，理性開發(fā)水資源，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高水資源利用率，同時(shí)推行節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，提高社會(huì)的節(jié)水意識(shí)。