中国人口分布的水资源限制性与限制度研究，本文主要内容关键词为：限制性论文,水资源论文,中国人口论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：X24 文献标志码：A 文章编号：1000－3037(2014)10－1637－12 DOI:10.11849/zrzyxb.2014.10.001 中国是水资源短缺的国家，加之水资源时空分布不均，水资源与人口、耕地的分布不相匹配，水资源长久以来就是制约中国社会经济可持续发展的重要瓶颈因素[1-3]。近年来，中国城市化进程加快，伴随人口的大量迁移和集中，局部地区高强度需水与水资源天然分布不匹配的矛盾日益加剧，严重制约了区域社会经济建设与可持续发展[4-6]。如何统筹解决人口布局、经济社会发展与水资源供需的矛盾，实现水资源与社会、经济和生态环境的协调发展，是当前学界和政界普遍关注的重点议题之一[7-10]。 早在1935年，胡焕庸先生便研究发现，中国人口分布整体格局深受自然条件的影响，与降水、地形等自然要素密切相关[11]。2005年中国人口超过了13亿，胡焕庸先生揭示的中国东密西疏的人口分布大势并没有发生根本变化。水资源等自然环境条件对中国人口分布的约束作用究竟有多大、时空分布与地域特征如何，由此成为亟待理清的科学问题[12-14]。事实上，新中国成立初期，为加强中国北方水资源的合理利用，中国科学院就率先开展了新疆、河西、西北等地水资源供需平衡的研究工作，定量分析了水资源对区域人口增加和社会经济发展的支撑能力[15-18]。近年来，随着人口的持续增长与社会经济快速发展，水资源短缺与污染等问题日益成为制约部分地区可持续发展的重要限制因子，国家一系列科技攻关等重大项目又着力对西北、东北等典型地区水资源对社会经济的支持能力和承载水平进行了深入探讨[19-21]。与此同时，伴随着资源环境承载力研究领域的不断拓展，国内外诸多学者建立区域水资源承载力评价模型与方法，广泛开展了中国的水资源承载能力研究工作，探讨了水资源对区域人口、经济、环境的支撑能力和保障水平，试图为实现区域水资源安全和人口、资源、环境与社会经济可持续发展提供科学依据[22-25]。 立足于水资源对区域人口分布的限制与约束作用，本文采用水资源限制性与限制度来表征与量化区域人口分布与水资源之间的适应关系。其中，水资源限制性通过水资源承载力分级评价来表达，描述了区域人口分布是否受水资源限制的类型特征；水资源限制度则在此基础上，定量反映不同地区人口分布的水资源适应程度，水资源限制度越大，表明区域人口分布的水资源限制性愈强，反之则弱。具体而言，本文采用水资源承载指数等模型，系统梳理与回顾1949—2010年中国水资源承载能力与限制性水平，并从分省和分县等尺度，以2000和2010年为代表年份，进一步评估中国不同地区的水资源承载能力差异和限制类型；在此基础上，建立水资源限制度模型，从全国、分省和分县等三个不同尺度，系统评价2000和2010年中国人口分布的水资源限制度，定量揭示中国人口分布的水资源限制程度地域格局及其变化规律，试图为促进中国不同地区人口、资源、环境、经济、社会的可持续发展提供科学依据和量化支持。 1 数据来源与研究方法 中国人口分布的水资源限制性与限制度反映的是人口与水资源之间的适应关系。水资源限制性表征了不同地区水资源承载水平，揭示了水资源超载、平衡或盈余的状态，本文具体通过水资源承载力模型进行评估；水资源限制度表征了不同地区人口分布的水资源适应程度，本文在水资源限制性评价的基础上，建立水资源限制度模型，通过计算生活在水资源超载地区的人口规模与比例，定量评估中国不同地区人口分布的水资源限制程度。具体计算公式如下：
式中：
为i县水资源承载力(人)；
为水资源量(
)；Wpc为人均综合用水量(
/人)，本文以近年全国人均综合用水量500
/人来评价；
为i县水资源承载指数，
为i县人口数量(人)。根据区域水资源承载力评价标准，按WCCI＜0.67、0.67≤WCCI＜1.33、WCCI≥1.33，可以将不同地区的水资源承载力划分为水量盈余、人水平衡和人口超载3种类型区，从而揭示区域水资源的限制性[22]。
为i县水资源限制度；
为i县水资源超载人口数量(人)；
值介于0～100之间，值越大，表明i县人口分布的水资源限制性愈强，反之愈弱。 根据上述模型方法，本文以分县为基本研究单元，采用水资源承载力计算模型与评价标准，将中国不同地区水资源承载水平划分为人口超载、人水平衡和水量盈余3种类型，定量评价了1949—2010年国家水平的水资源限制性；考虑到中国分县常住人口数据可得性与权威性，本文选取第五次和第六次人口普查年份为时间节点，即2000年和2010年，定量评估了中国分县和分省尺度的水资源支持能力与保障水平，揭示了中国水资源限制性的时空格局；在此基础上，根据水资源限制度模型，首先以分县为基本单元，定量计算了2000年和2010年中国分县人口分布的水资源限制度；然后以分省和全国为汇总单元，采用自下而上的方法，汇总评价了2000年和2010年中国分省和国家水平的水资源限制度，揭示了中国人口分布的水资源限制度的数量特征、地域格局与变化规律(图1)。
图1 研究技术路线 本文主要涉及分县、分省以及全国三个尺度的人口、水资源和基础地理数据等。其中，人口数据主要包括1949—2010年全国人口数量，以及2000年和2010年分省、分县人口数量数据。历年全国人口数据源于2011年中国统计年鉴，2000年分县、分省常住人口数据源于第五次人口普查公报；2010年分县、分省常住人口数据源于分省和地市公布的第六次人口普查公报。为避免不同水文年型水资源量波动对区域基于人口分布的水资源限制性和限制度产生影响，本文对不同时间节点的水资源量均采用多年平均值，全国和分省水资源总量数据源于全国和各省水资源公报，分县多年平均水资源量数据源于国家人口发展战略研究成果。此外，研究还采用了2000年和2010年中国分省、分县数字化行政区划图等基础地理数据。2000年数字化行政区划图来源于国家科学数据共享网；2010年数字化行政区划图是以2006年全国1∶25万分省、分县数字化行政区划图为基础，根据2010年中国31个省级行政区划地图(因资料限制，未计算香港、澳门和台湾地区)，经扫描、配准、校对、修改后拼接形成。 2 基于水资源承载力的中国水资源限制性分析 2.1 国家水平 1949—2010年基于水资源承载力的中国水资源限制性研究表明，中国的水资源承载力以水量盈余为主要特征；伴随人口持续稳定增长，中国人均水资源量持续减少，人水关系趋于紧张。具体而言(图2)： 以近年来中国平均人均综合用水量500
/人为标准定量计算中国水资源承载力，结果表明，中国水资源承载指数1949年以来一直在0.10～0.24之间波动，中国的水资源承载力总体上以水量盈余为主要特征。其中，1949年新中国成立初期，中国人口总量约为5.4亿，人均水资源量在5000
以上，人均占有水平较高，水资源限制性较弱；随着中国人口总量由5亿登上7亿(1964年)及至10亿(1981年)，中国人均水资源占有量分别降低到4000
和2800
，水资源对社会经济发展的约束作用开始显现；1981年以后，伴随中国人口持续稳定增长，人均水资源量继续减少，2005年中国人口突破13亿，人均水资源量跌至2151
；2010年，中国人均水资源量约为2099
，水资源对人口与社会经济发展的限制性日益增强。
图2 1949年以来中国水资源限制性演变趋势 2.2 分省格局 2000年和2010年基于水资源承载力的中国分省水资源限制性研究表明，中国分省水资源承载力以水量盈余为主要特征，除却京津沪三个直辖市外，只有冀晋鲁宁处于超载水平(图3)，分省水资源限制性整体较弱。具体而言： 2000年中国人口超载、人水平衡和水量盈余的省份依次为7个、2个和22个，分省水资源承载力以水量盈余为主要特征，水资源限制性整体较弱。其中，除京津沪三个直辖市受人口高度集聚影响、水资源超载严重外，北方黄淮海流域的河北、山西、山东、宁夏等省份水资源承载指数在1.33以上，也位列超载地区，人水关系紧张；江苏和河南二省水资源承载指数介于0.67～1.33之间，处于人水平衡状态；南方长江、珠江流域大部分省份水资源丰富，水资源承载指数均在0.67以下，水量盈余；由于人口规模较小，内蒙古、新疆等省区也以水量盈余为主要特征，人口发展基本不受水资源限制。
图3 2000和2010年中国分省水资源限制性空间格局 2010年中国也是7个省份人口超载、2个省份人水关系基本平衡，其他22个省份处在水量盈余状态，中国分省水资源承载力与2000年相比未有显著变化，仍以水量盈余为主要特征，水资源限制性较弱。 2.3 分县尺度 2000年和2010年基于水资源承载力的分县水资源限制性研究表明，中国分县水资源承载力以水量盈余为主要特征，水资源限制性较弱；2010年与2000年相比，中国水量盈余地区在减少，人口超载地区在增加，人口分布的水资源限制性趋于增强(表1)。具体而言：
2000年，中国分县水资源承载力以水量盈余为主要特征，水资源限制性较弱。人口超载、人水平衡和水量盈余区的土地面积分别为196.80×
、83.96×
和675.52×
，依次占全国总量的20.58％、8.78％和70.64％；相应的分县单元分别为580、383和1413个，各占全国的24.41％、16.12％和59.47％。 2010年，中国分县水资源承载状况仍以水量盈余为主要特征，水资源限制性较弱。人口超载、人水平衡和水量盈余区的面积分别为199.77×
、85.11×
和671.41×
，依次占全国总量的20.89％、8.90％和70.21％；分县单元个数分别为598、361和1 394个，各占全国的25.42％、15.34％和59.24％。与2000年相比，2010年中国人口超载地区在增加，水量盈余地区在减少，人水关系趋于紧张，基于人口分布的水资源限制性趋于增强。
图4 2000和2010年中国分县水资源限制性空间格局 从空间分布情况来讲，中国分县水资源限制性区域差异十分显著，近年分布格局基本稳定(图4)。人口分布受到水资源限制的超载地区主要分布在塔里木河中上游、河西走廊、黄河中上游、华北平原、长江三角洲和部分省会城市、大城市及沙地(漠)、戈壁等地区；人水平衡地区主要分布在东北平原、黄淮平原、珠江三角洲、汉江下游和西北诸河部分地区，人口分布受到水资源一定限制；人口分布基本不受水资源限制的水量盈余地区主要分布在西南诸河流域、长江中上游、珠江流域、东南诸河流域和东北山地区。 3 基于人口分布的中国水资源限制度分析 在对中国不同地区水资源限制性进行评价的基础上，本文采用水资源限制度等模型，从全国、分省到分县等三个不同尺度，系统计算了中国2000年和2010年基于人口分布的水资源限制度，定量揭示了中国不同地区人口分布与水资源之间的适应程度和耦合关系，探讨了中国人口与水资源关系的地域格局与分布规律。 3.1 国家水平 中国基于人口分布的水资源限制度研究表明，2010年与2000年相比，随着人口的持续增加，中国人口分布的水资源限制度有所增强(图5)。具体来看： 2000年，中国约3.9亿人生活在水资源超载地区，中国水资源限制度约为30.66，超过3/10的人口生活在水资源超载地区，超载人口为2.20亿，人口超载率为17.36％。 2010年，中国约4.7亿人生活在水资源超载地区，与2000年相比，增加了8 415万人；中国水资源限制度约为35.25，与2000年相比，近10年来中国基于人口分布的水资源限制度有所增强。2010年中国水资源超载人口为2.81亿，较2000年增加了6143万人，人口超载率约为20.99％，较2000年增加了近4个百分点。
图5 2000和2010年中国水资源限制度 3.2 分省格局 中国分省基于人口分布的水资源限制度研究表明，2000年与2010年中国分省人口分布的水资源限制度差异显著。整体看，中国大部分省份人口分布的水资源限制度处于低水平，2010年与2000年相比，分省人口分布的水资源限制度同样有所增强。具体而言： 2000年，中国水资源限制度较高的有8个省超过60，较低的有12个省不到10，分省差异明显［图6(a)］。其中，中国水资源限制度高于80的省份有4个，除京津沪三个直辖市人口集聚效应明显，人均水资源量不足200
，水资源限制度较高外，地处西北黄土高原的宁夏自产水资源量有限，人均水资源量在300
以下，也是中国水资源限制度最高的省份；水资源限制度介于60～80、水资源限制度较高的省份有4个，分别是北方黄河流域和淮河流域的河北、山西、山东和甘肃；水资源限制度介于40～60的省份主要包含河南、江苏、辽宁和陕西4省，水资源限制度较低；水资源限制度低于40、水资源限制度有限的省份有19个，这表明中国大部分省份人口分布与水资源之间的适应程度较好。水资源限制度低的省份大多位于中国南方地区，其中珠江流域和西南诸河地区的滇、黔、琼、桂、粤、赣水资源总量丰富，人口分布基本不受水资源限制；青、藏两省由于人口规模较小，基本也不受水资源限制。
图6 2000和2010年中国分省水资源限制度空间分布格局 2010年，中国分省人口分布的水资源限制度较高的有10个省超过60，较低的有9个省不到10，省区差异仍十分明显［图6(b)］。与2000年相比，随着人口持续增加，中国水资源限制度较高的省份在增多，分省人口分布的水资源限制度整体有所提高。具体来看，中国21个省份水资源限制度在增加，特别是广东、内蒙古、上海等省份水资源对人口分布的约束作用显著增强；桂、琼、黔、滇、藏、青等省份水资源总量丰富，近10年水资源基本未构成区域人口发展的限制性要素；受人口迁移流出的影响，甘宁新等省区部分地区水资源承载力较2000年有所提高，水资源限制度略有降低。 3.3 分县尺度 中国分县基于人口分布的水资源限制度研究表明(表2)，2000年和2010年，中国有3/4左右的分县单元基本不受水资源限制，基于人口分布的水资源限制度整体较低；2010年与2000年相比，中国水资源限制度较高的地区在增多、较低的地区在减少，水资源限制度趋于增强。具体而言：
2000年，中国基本不受水资源限制的分县单元有1 796个，占全国的75.59％；相应人口8.78亿，占全国的69.34％，土地面积759.39×
，占全国的79.41％；无论是人口还是土地都占绝对优势。水资源限制度介于0～40、水资源轻度限制的分县单元有29个，占全国的1.22％；相应人口1 873.43万，占全国的1.48％；土地面积4.3×
，占全国的0.45％。水资源限制度介于40～80、水资源中度限制的分县单元共167个，占全国的7.03％；相应人口约1.16亿，占全国的9.19％；土地面积27.07×
，仅占全国的2.83％。水资源限制度高于80、水资源高度限制的分县单元达384个，占全国的16.16％；土地面积165.53×
，占地17.31％；相应人口2.53亿人，占全国的19.99％。 2010年，中国基本不受水资源限制的分县单元有1 755个，占全国的74.58％；相应人口8.67亿，占64.75％；土地面积约756.52×
，占地79.11％，无论是土地还是人口仍占绝对优势。水资源限制度介于0～40、水资源低度限制的分县单元为19个，占全国的0.81％；相应人口2 317.72万，占1.73％；土地面积3.25×
，占0.34％。水资源限制度介于40～80、水资源中度限制的分县单元共164个，占全国的6.97％；相应人口1.10亿，占8.21％；土地面积30.21×
，只占全国的3.16％。水资源限制度高于80、水资源高度限制的分县单元达415个，占17.64％；土地面积166.30×
，占地17.39％，相应人口3.39亿人，占全国的25.31％。 2010年与2000年相比，中国基本不受水资源限制的分县单元减少了41个，相应人口减少1 038万，占比降低4.59％；水资源高度限制的分县单元增加了31个，集中分布在城市地区，相应人口增加了8605万。由此可见，中国水资源限制度较低的地区在减少，较高的地区在增加，中国分县人口分布的水资源限制度有所增强。 就地域分异来看，中国人口分布的水资源限制度整体呈现北部强于南部、泛黄河流域强于长江流域的基本格局(图7)。水资源限制度较低的地区主要遍布于西南诸河、长江中上游、珠江、东南诸河和东北诸河等大部分地区，作为背景大面积分布；水资源限制度较高的地区主要集中在人口众多或水资源短缺的黄淮海、长三角和西北内陆河地区。
图7 2000和2010年中国分县水资源限制度空间格局 4 结论与讨论 4.1 结论 本文以人口和水资源的互动关系为主线，采用水资源承载指数等指标，计算了全国、分省、分县等三个不同尺度的水资源承载能力，揭示了中国不同地区的水资源限制性；在此基础上，建立水资源限制度模型，从全国、分省和分县等三个不同尺度，系统评估了2000—2010年中国人口分布的水资源限制度，定量揭示了中国人口分布的水资源限制程度、空间格局与变化规律。主要结论归纳如下： (1)中国水资源限制性和限制度研究表明，1949～2010年中国水资源承载力以水量盈余为主要特征；伴随人口持续稳定增长，中国人均水资源量持续减少，人水关系趋于紧张。2010年与2000年相比，中国人口分布的水资源限制度由30.66提高到35.25，提高了11.4％，中国人口分布的水资源限制度在明显增强。 (2)中国分省水资源限制性和限制度研究表明，2000和2010年，中国分省水资源承载力以水量盈余为主要特征；中国分省人口分布的水资源限制度差异显著，大部分省份人口分布的水资源限制度处于较低水平；2010年与2000年相比，中国21个省份水资源限制度在增强，中国分省人口分布的水资源限制度有所提高。 (3)中国分县水资源限制性和限制度研究表明，中国分县水资源承载力以水量盈余为主要特征，2010年与2000年相比中国水量盈余地区在减少，水资源超载地区在增加，人水关系趋于紧张。2000年和2010年，中国有3/4左右的分县单元基本不受水资源限制，基于人口分布的水资源限制度整体较低；2010年与2000年相比，中国基本不受水资源限制地区人口减少1 038万，受水资源高度限制地区人口增加8 605万，水资源限制度有所增强；就地域分布看，中国人口分布的水资源限制度整体呈现出北部强于南部、泛黄河流域强于长江流域的基本地理格局。 4.2 讨论 水资源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，对人口分布有深远长久的影响。研究结果表明，中国基于人口分布的水资源限制度整体较低，近10年来，中国水资源限制度有所增强。伴随中国人口迁移流动日趋活跃，人口聚集区对资源有着更强烈的需求，人类活动引起的资源供需矛盾是实现区域可持续发展的关键问题之一。本研究加深了人们对人口分布与水资源关系的认识，有助于增强人们保护自然资源的意识，有利于制定相应政策，以实现资源的有效配置以及人口、资源、环境的协调发展。基于上述研究结论，要从根本上降低中国人口分布的水资源限制度，在采取开源与节流等多种措施增强区域水资源承载力的同时，必须引导人口由水资源超载地区向水资源盈余地区、由水资源承载力较弱地区向较强地区有序流动，才能促进中国不同地区的人口分布与资源环境承载力相协调。在人口高度集聚的城市地区，城市群建设与城市化发展必须优化人口布局，关注区域水资源承载力与水资源保障问题，充分考虑资源环境承载力跨区占用与流域水资源综合管理问题。 为减小不同水文年型水资源量波动对研究产生的影响，本文采用多年平均水资源量数据对中国的水资源限制性和限制度进行了分析，虽然研究结果基本可以揭示人口分布与水资源的适应关系，但考虑到水资源在不同降水年型的差异，我们可能乐观或保守地估计了枯水年份或丰水年的水资源限制度，未来可以进一步开展不同水文年型的水资源限制度研究。由于数据限制，本文仅对2000年和2010年两个人口普查节点年份的水资源限制度进行了分析，在下一步研究中，可以就长时间序列的中国水资源限制度的变化过程进行系统分析；此外，本研究仅考虑了水资源数量对区域人口分布的限制性作用，事实上，随着社会经济的发展，水质问题业已成为中国人口与资源环境经济社会协调发展的最大负面影响，今后需将其纳入区域水资源限制性和限制度评价体系。 收稿日期：2013－09－03；修订日期：2013－12－17。
标签：承载力论文; 中国水资源论文; 水污染论文;
