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图们江流域水资源利用与经济发展匹配度时空差异

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徐可

摘?要：该研究以图们江主要流经市为例，收集各市2013年和2017年用水人口、全年供水总量、人均日生活用水量、人均GDP数据，借助ArcGIS软件的地理分析和空间统计功能分析水资源利用与经济发展匹配度、匹配度空间自相关性以及匹配度聚类特征。结果表明：（1）延吉市水资源利用与经济发展匹配度变化较为稳定，有小幅增长，其他几市除龙井市外匹配度皆有一定增长;（2）2013年各市水资源利用与经济发展匹配度空间自相关性为中等相关，2017年无空间自相关性;（3）延吉市由得分较高的热点区域变为得分较低的冷点区域，龙井市与和龙市则由冷点区域变为热点区域。结合地理学知识对研究结果进行分析，对延边州相关政策的实施提出建议，为“一带一路”建设提供理论依据。

关键词：匹配度?空间自相关性?空间聚集性

中图分类号：TV213?????????????????文献标识码：A?????????????文章編号：1672-3791（2019）03（a）-0205-03

1?研究区概况

研究区域为中国一侧图们江，位于吉林省延边朝鲜族自治州的东南边境，是中国与朝鲜的界河。图们江发源于长白山东南部，干流全长525km，流经和龙、龙井、图们、珲春4市，注入东侧日本海。由于近靠日本海，受海洋和日本海回流天气系统的影响，图们江流域气温温和，年温差较小，多阴寡照，雨量充足[1]。图们江流域景色优美，人群密集，交通发达，这些条件为城市的发展奠定基础。

2?研究方法与数据来源

2.1匹配度计算

研究某一地区水资源利用与经济发展的匹配度是近年来的一个热点问题，例如杜军凯[2]基于基尼系数法对全国十大水资源一级区水资源与经济社会要素进行时空匹配分析;左其亭[3]基于数列分别从时间和空间上计算匹配度，从而研究水资源利用与经济社会发展匹配程度。本研究借鉴基于数列计算匹配度的方法，根据经济要素占总值比例计算水资源利用与经济发展的匹配度。

假设研究区域内有n个单元，各个单元变量x和y的属性值分别为（x1，y1），（x2，y2），…，（xn，yn），各个单元变量x和y的属性值占总体比例分别以ai，bi表示。若x值越大y值也随之增大，即二者为正向关系，则计算匹配度的公式为：

2.2半变异函数分析

在地统计问题中，可以通过半变异函数建模对某一地区自相关性进行检查和量化，从而实现对该地区空间关联性的探索。半变异函数的表达式为：

在建立半变异函数之前通常要进行插值才能进行拟合，常用的方法如克里金法、反距离权重法、径向基函数插值法等，根据数据的分布情况选择适当的插值方法。

半变异函数有3个重要的特征参数：基台值（still，C0+C1）、变程（range，A0）和块金值（nuggest，C0）。块金值（C0）与基台值（C0+C1）之比为块金系数。块金系数小于0.25，该区域空间自相关性较强;块金系数在0.25到0.75之间，区域空间自相关性适中;块金系数大于0.75，空间相关性弱，区域范围内属性值变异性较大[4]。该研究借助ArcGIS的地统计功能创建半变异函数，对研究区空间自相关性做出评价。

2.3热点区域分析

Getis-OrdGi*统计值广泛用于计算某一区域空间聚集性得分，从体现局部空间自相关性。其表达式为：

2.4数据来源

国内一侧图们江主要流经和龙、龙井、图们、珲春、延吉5市，由于数据局限性，仅以此5市为例。在吉林省统计年鉴中分别收集该区域2013年及2017年人均日生活用水量（L）、人均GDP（元）和用水人口数据，汇总为表格进行计算。

3?结果与分析

3.1匹配度计算结果

根据公式对已有数据进行计算，得到区域水资源利用与经济发展匹配度结果如表1。

根据计算结果能够看出，2013年水资源利用与经济发展匹配度大于0.8的城市为龙井市，匹配度大于0.6且小于0.8的为珲春市、图们市，匹配度小于0.6的为延吉市、和龙市。2017年水资源利用与经济发展匹配度大于0.8的城市为珲春市、和龙市、图们市;匹配度大于0.6且小于0.8的为龙井市;匹配度小于0.6的为延吉市。

研究区域5个城市中，延吉市的匹配度较为稳定，这也证明近年来延吉市用水量与经济发展之间并无太大变化。匹配度小于0.6，说明延吉市水资源利用与经济发展不匹配，这一状况与地理位置和实施政策有关。延吉市位于延边州中心，人口密集，城市化得到高速推进。尽管延吉市有穿城而过的布尔哈通河以及若干水库以便供水，但延吉市用水人口持续增长，结合降水等自然因素，不得不考虑实施相关的节水政策，由此导致了延吉市水资源利用与经济发展不匹配的现状。

除龙井市外，其他几市匹配度皆有所增长。其中和龙市由于山水景色