為合理利用、優(yōu)化配置阿克蘇河流域水資源，提高流域水資源承載力，采用主成分分析法定量衡量阿克蘇河流域2006～2015年影響水資源承載力的15個(gè)指標(biāo)，并根據(jù)主成分的得分貢獻(xiàn)率，計(jì)算綜合得分，以判定水資源承載力年際變化的規(guī)律。結(jié)果表明，影響阿克蘇河流域水資源承載力的主要因素為人口、經(jīng)濟(jì)、水資源總量和農(nóng)業(yè)用水。其中，2006年阿克蘇河流域水資源承載力最小，綜合得分為-25.053，隨后為區(qū)間波動(dòng)但總體上升的變化趨勢(shì)，直至2015年承載力達(dá)到最大，綜合得分為30.555。因此應(yīng)加強(qiáng)水資源的管理和規(guī)劃，實(shí)行嚴(yán)格的用水定額管理，以加強(qiáng)本流域的水資源承載力。

　　1研究區(qū)概況

　　阿克蘇河流域地處東經(jīng)78°03′～84°07′、北緯39°30′～42°41′間，位于塔里木盆地西北部，地處天山中段西部地區(qū)、阿克蘇三角洲和塔里木河上游平原地區(qū)，流域位置見圖1。該流域?yàn)榈湫偷幕哪�綠洲，屬于溫帶干旱大陸性氣候，降水稀少，蒸發(fā)量大，光照充足，無(wú)霜期長(zhǎng)，熱量資源豐富，晝夜溫差大[1]，阿克蘇河流域年蒸發(fā)量為1839.0～1993.6mm，降水量?jī)H43.9～100mm，日照時(shí)數(shù)可達(dá)2600～3000h左右，無(wú)霜期一般在188～207d之間，屬于典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，是新疆重要的糧食、棉花和瓜果生產(chǎn)基地之一，也是水稻的主要生產(chǎn)地。近年來(lái)，隨著阿克蘇河流域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，導(dǎo)致水資源總量不斷縮小，人均用水規(guī)模卻不斷擴(kuò)大，無(wú)節(jié)制地開采地下水，導(dǎo)致水資源承載力逐漸減弱。為此，本文采用主成分分析法對(duì)阿克蘇河流域2006～2015年間水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而得出流域10年范圍內(nèi)水資源承載力年際變化，不僅對(duì)阿克蘇河流域今后水資源承載力的變化具有指導(dǎo)作用，也對(duì)類似干旱區(qū)流域水資源承載力變化具有借鑒作用。

　　2水資源承載力評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

　　2.1指標(biāo)體系構(gòu)建

　　以水資源承載力評(píng)價(jià)原則為依據(jù)，考慮阿克蘇河流域的水資源特點(diǎn)，根據(jù)水資源承載力評(píng)價(jià)原則，運(yùn)用主成分分析法[2]，從水資源子系統(tǒng)、社會(huì)子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)三個(gè)角度選擇15個(gè)指標(biāo)(表1)，用于定量衡量阿克蘇河流域水資源的承載力演變特征。

　　2.2指標(biāo)屬性數(shù)據(jù)獲取

　　以《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007～2016)、《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007～2016)、《阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007～2016)和《阿克蘇地區(qū)水資源公報(bào)》(2007～2016)為基礎(chǔ)，計(jì)算得到各指標(biāo)的數(shù)據(jù)見表2。2.3主成分分析法主成分分析法(PCA)[2]為多元統(tǒng)計(jì)方法，該方法線性組合原始變量，使其形成幾個(gè)綜合指標(biāo)，有利于實(shí)現(xiàn)非線性空間的降維問(wèn)題，從而抓住主要矛盾，又不至于丟失過(guò)多的信息，以揭露原始變量之間的內(nèi)在聯(lián)系。根據(jù)累積貢獻(xiàn)率≥85%的原則確定主成分得分。各主成分得分計(jì)算公式：Fi=UiX=u1ix1+u2ix2+，…，+upixp(1)式中，F(xiàn)i為第i個(gè)主成分得分;Ui為第i個(gè)主成分得分系數(shù)矩陣;X為標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化的原始數(shù)據(jù)矩陣;u1i，u2i，…，upi為第i個(gè)主成分的得分系數(shù)xp為標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化后的原始數(shù)據(jù)。綜合得分計(jì)算公式：F=W1F1+W2F2+，…，+WiFi(2)式中，F(xiàn)為主成分的綜合得分;Wi為第i個(gè)主成分的權(quán)重，即各主成分因子貢獻(xiàn)率[3]。

　　3水資源承載力評(píng)價(jià)結(jié)果分析

　　3.1主成分因子分析

　　運(yùn)用SPSS17.0軟件分析所得主成分的特征值和貢獻(xiàn)率見表3。由表3可知，前4個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到93.493%，客觀反映出決定阿克蘇水資源承載力的主要影響因子，展現(xiàn)了阿克蘇地區(qū)的水資源年際變化趨勢(shì)。

　　3.2主成分與各變量之間相關(guān)性分析

　　阿克蘇河流域水資源承載力指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣見表4。由表4可知，流域水資源承載力各指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)關(guān)系，這是進(jìn)行主成分分析的基礎(chǔ)和條件，同時(shí)也驗(yàn)證了對(duì)流域各承載力指標(biāo)進(jìn)行主成分分析的必要性。主成分載荷反映了主成分與變量之間的相關(guān)系數(shù)，阿克蘇河流域水資源承載力主成分得分系數(shù)矩陣見表5。由表5可知，第一主成分與X8、X9、X12、X13有較強(qiáng)的正相關(guān)，與X3、X4、X5、X6、X9、X10、X14、X15呈負(fù)相關(guān)，反映出人口和經(jīng)濟(jì)雙重因素對(duì)水資源承載力的影響。其中，人口因素是持續(xù)發(fā)展的外因，對(duì)水資源承載力產(chǎn)生顯著影響，隨著人口的逐年增加，固定資產(chǎn)投資額加大，水資源的承載壓力也相應(yīng)增強(qiáng)。由表2可看出，2006～2015年的GDP總量從193.77×107增長(zhǎng)到810.18×108元，增長(zhǎng)率為318.11%，經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)需大量的水資源作為支撐，用水規(guī)模的增大也必然會(huì)造成水體的污染，水資源承載能力也相應(yīng)降低。而經(jīng)濟(jì)與科技并軌進(jìn)步不僅能提高水資源的利用效率，且能提升水資源單位面積的承載能力。第二主成分與X3、X4有較強(qiáng)的正相關(guān)，反映出水資源自然狀況對(duì)水資源承載力的影響，其中對(duì)水資源影響最大者為水資源總量。由表2可看出，水資源總量變化從2006年的72.1×108m3上升到2015年的79.23×108m3，期間水資源總量的波動(dòng)變化明顯，峰值出現(xiàn)在2007年，波谷在2014年。總體變化趨勢(shì)表現(xiàn)為2006～2007年總量上升，2007～2010年呈緩慢下降趨勢(shì)，2011～2014年降到波谷，之后回升到2015年的79.23×108m3，水資源總量的增減直接影響水資源的承載能力。阿克蘇河流域是一個(gè)嚴(yán)重缺水的地帶，再加上該地區(qū)的境外來(lái)水量少，大氣降水稀缺，水資源總量的逐年波動(dòng)下降，使水資源承載的壓力也隨之增加，水資源的合理分配變得更加嚴(yán)峻。2006～2015年水域用地的面積縮減，水域用地?fù)碛刑烊坏膬?chǔ)水條件，用地面積的減少會(huì)導(dǎo)致水資源總量的減少和加劇水資源的承載壓力。第三主成分與X5、X14有較強(qiáng)的正相關(guān)，反映出生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水對(duì)水資源承載力的影響。阿克蘇河流域是以種植業(yè)為主的地區(qū)，2015年阿克蘇河流域耕地面積占總用地面積比例為27%，總的農(nóng)用地占比為55.63%，農(nóng)業(yè)種植向來(lái)是用水大戶，以灌溉為目的的用水約占第一產(chǎn)業(yè)用水的85%，國(guó)內(nèi)農(nóng)用水的效率較低現(xiàn)象較為普遍，尤其是大水漫灌既造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)，又一定程度上降低了水資源承載能力。

　　3.3主成分綜合得分

　　計(jì)算四個(gè)主成分得分，并根據(jù)四個(gè)主成分F1、F2、F3、F4的得分貢獻(xiàn)率，得出綜合得分F，F(xiàn)值大小對(duì)應(yīng)于當(dāng)年水資源的承載力大小，主成分在綜合得分的正負(fù)值并不能代表水資源承載力的真實(shí)水平，表現(xiàn)其所處的相對(duì)位置，具體水資源承載力的各主成分得分和綜合得分及其排序見表6。由表6可知，阿克蘇河流域的水資源承載力逐年波動(dòng)，但總體為上升趨勢(shì)，其中2006年承載力最低，2015年最高，主要是因?yàn)樽?010年開始該地區(qū)采取節(jié)水灌溉模式，渠道修筑，大量的農(nóng)田水利設(shè)施的更新和建設(shè)，促進(jìn)了水資源的合理利用。同時(shí)，隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，水資源的利用效率也在不斷增強(qiáng)，2014年3月21日，阿克蘇河流域?qū)嵭信盼凵陥?bào)審批制度和各類用水價(jià)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)了節(jié)水意識(shí)，有效控制了污水，提高了阿克蘇地區(qū)水資源的承載能力。

　　4結(jié)論

　　a.采用主成分分析法對(duì)阿克蘇河流域水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將15個(gè)原始指標(biāo)降維至4個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率為93.493%，并根據(jù)主成分的得分貢獻(xiàn)率計(jì)算出每一年的綜合得分，較為客觀地分析了不同年際間阿克蘇河流域水資源承載力的變化規(guī)律。b.經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水量需求呈正相關(guān)性變化，致使水資源供需矛盾愈加尖銳，水資源的規(guī)劃與管理勢(shì)必成為節(jié)約水資源的重要舉措。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　《河流域水資源承載力變化分析》來(lái)源：《水電能源科學(xué)》，作者：張旭 劉新華 張桂林 魏光輝 劉鋒