浅谈绿洲城市综合规模与水资源的相互作用关系

摘要：本文选取绿洲城市喀什为研究对象，基于喀什城市经济数据和水资源数据，运用灰色关联法和SPSS软件，定量研究绿洲城市综合规模与城市用水相互作用关系。提出了适度提高城市综合规模、提高水资源利用效率、调整产业结构和污水处理与利用等途径促进城市综合规模发展与水资源协调发展。

关键词：城市综合规模；用水结构；灰色关联；喀什市

绿洲是干旱地区有稳定的水源可以对土地进行灌溉适于植物生长[1]，明显区别荒漠景观的地方。新疆的经济活动主要集中在面积仅占新疆的4.3%[2]左右，500多个大小不等的绿洲上，绿洲呈“岛屿”状存在于荒漠之中或被荒漠包围[3]，使得绿洲经济空间分布具有离散性、封闭性、局限性与不平衡性等特征[4]。

1 研究区概况

喀什市是祖国最西部的一座边陲城市，古称疏勒，为喀什地区的首府，地处亚欧大陆中部，位于35°28′―40°16′N，71°39′―79°52′E之间，全区总面积16.2万km2，约占新疆土地总面积的8.3%。属暖温带大陆性干旱气候，四季分明，夏无酷热，冬无严寒，年平均气温11.7℃；年降水量仅67，而年蒸发量达2173。喀什市水资源总量平均为0.043亿m?，最大为0.091亿m?，最小为0.0051亿m?，其中地下水资源量平均为0.9944亿m?。在国家西部大开发背景下，喀什市城市规模进入快速发展阶段，2008年，喀什市人口总数为45.06万人，其中非农人口为26.44万人；建成区面积41.55平方公里；地区生产总值为58.5亿元。喀什市是喀什地区的中心城市，也是祖国向西开放的重要门户，战略地位十分突出，随着喀什市的发展，水资源紧缺的矛盾成为城市进一步发展的重要因素。

2 方法与数据

灰色系统理论是20世纪80年代初由中国学者邓聚龙[5]首先提出来的，灰色关联分析依据序列曲线几何形状的相似程度来判断比较序列与参考序列的关系是否紧密，通过关联度计算找出影响目标值的主要因素，非常适合动态历程分析。本文运用灰色关联理论计算喀什市综合城市水平组成因素的权重值以及城市综合规模与用水结构的关联度。

2.1研究方法

2.1.1城市综合规模模型

城市规模一般用城镇人口表述，有人也用建成区面积来表示[6]，本文结合绿洲城市社会经济“离散性”以及绿洲可利用土地面积稀缺性特点和前人研究成果，从3个方面，8个指标建立城市综合规模指标体系（表1）。

特点，采用城市综合规模，其计算公式如下：

（1）

其中， =1，2…n（n为因素指标个数），Z为城市综合规模， 、 分别为第 个指标的权重系数和标准化指标值。确定指标权重就是对各指标的重要性进行评价，指标越重要，其权重就越大。权重一般要进行归一化处理，使之介于0与1之间，各指标权重之和等于1。目前，确定指标权重的方法比较多，本文采用熵值法确定了指标权重。采用熵值法计算评价指标权重的主要步骤如下：

（1）原始数据标准化处理

我们选择的指标是反映城市化与生态环境和谐度的参数，但原始指标可能存在着量纲不同和原始数据大小差异悬殊等问题。因此，确定各指标权重之前，必须对指标进行标准化处理，使其具有无量纲性和可比性，并且能体现其本身对城市化与生态环境和谐的影响力。

有些指标呈正相关的关系，称为正向型指标；而有些指标呈负相关的关系，称为负向型指标。

（2）各指标权重的计算

首先，第 项指标下第 样本指标的比重 ：

2.1.2灰色关联度

为了能够完整、全面地反映喀什地区城市化与用水结构变化的关系，在影响城市化进程的诸多因素中，选取城市化水平（X1）、产业结构（X2）、经济发展水平（X3）、居民生活水平（X4）等具有代表性、以量化的指标反映城市化发展。城市化水平为城镇人口/总人口，反映农村人口转化为城市人口的过程；产业结构为第二、三产业生产总值/地区生产总值，反映生产方式的非农化转移过程；经济水平为人均GDP，反映经济发达程度；居民生活水平为城镇居民可支配收入，代表城镇居民生活质量和生活状况，反映居民生活方式的转变。采用全疆水资源综合规划规定用水分类口径，将水资源利用类型分为农业用水（Y1）、工业用水（Y2）、生活用水（Y3）和生态环境用水（Y4）共4个一级类型。根据上述指标，构建城市化与用水结构关联度指标体系。

城市综合规模与城市用水结构关系可以用灰色关联度较好的表示，参考有关文献[7]，在t=k时刻，ξ（k）记为比较序列与参考序列的关联系数：

（7）

式中：ζ为分辨系数，用来削弱极值的影响，提高关联系数间的差异显著性，通常取ζ=0.5。

（8）

关联度 越大，表示比较数列 对参考数列 的依赖性就越强，两者之间的关联程度就越大、关系越密切。当0< ≤0.35时，关联性弱；0.35< ≤0.65时，关联度中；当0.65< ≤0.85时，关联度较强；当0.85< ≤1时，关联度极强，表示两指标相互作用规律几乎一样。

2.2数据来源

主要数据来自于《喀什地区统计年鉴》（喀什地区统计主要数据来自于局，2003―2009年）；喀什地区历年统计年鉴和水资源公报（2002―2008）。鉴于资料的可得性，主要以喀什市为基本研究单元。

3结果分析

3.1城市综合规模

本文用喀什市城镇人口表示人口规模，用建成区面积表示空间规模，用GDP表示经济规模。根据喀什地区统计年鉴及相关数据，得出喀什市人口规模、城市空间规模和经济规模值。依据公式（2）-（6）求出城市综合规模体系中各指标的权重为（0.13，0.12，0.07，0.13，0.14，0.10，0.14，0.16），对喀什市城市规模发展影响最大的是经济规模（0.38），其次是人口规模（0.32），最后是空间规模（0.30）。把指标权重带入公式（1），求出2002―2008年喀什市城市综合规模（表2），喀什市城市综合发展规模在2004年、2007年出现加速发展阶段。