为合理利用、优化配置阿克苏河流域水资源，提高流域水资源承载力，采用主成分分析法定量衡量阿克苏河流域2006～2015年影响水资源承载力的15个指标，并根据主成分的得分贡献率，计算综合得分，以判定水资源承载力年际变化的规律。结果表明，影响阿克苏河流域水资源承载力的主要因素为人口、经济、水资源总量和农业用水。其中，2006年阿克苏河流域水资源承载力最小，综合得分为-25.053，随后为区间波动但总体上升的变化趋势，直至2015年承载力达到最大，综合得分为30.555。因此应加强水资源的管理和规划，实行严格的用水定额管理，以加强本流域的水资源承载力。
1研究区概况
阿克苏河流域地处东经78°03′～84°07′、北纬39°30′～42°41′间，位于塔里木盆地西北部，地处天山中段西部地区、阿克苏三角洲和塔里木河上游平原地区，流域位置见图1。该流域为典型的荒漠绿洲，属于温带干旱大陆性气候，降水稀少，蒸发量大，光照充足，无霜期长，热量资源丰富，昼夜温差大[1]，阿克苏河流域年蒸发量为1839.0～1993.6mm，降水量仅43.9～100mm，日照时数可达2600～3000h左右，无霜期一般在188～207d之间，属于典型的灌溉农业区，是新疆重要的粮食、棉花和瓜果生产基地之一，也是水稻的主要生产地。近年来，随着阿克苏河流域经济和社会的发展，导致水资源总量不断缩小，人均用水规模却不断扩大，无节制地开采地下水，导致水资源承载力逐渐减弱。为此，本文采用主成分分析法对阿克苏河流域2006～2015年间水资源承载力进行评价，从而得出流域10年范围内水资源承载力年际变化，不仅对阿克苏河流域今后水资源承载力的变化具有指导作用，也对类似干旱区流域水资源承载力变化具有借鉴作用。
2水资源承载力评价体系构建
2.1指标体系构建
以水资源承载力评价原则为依据，考虑阿克苏河流域的水资源特点，根据水资源承载力评价原则，运用主成分分析法[2]，从水资源子系统、社会子系统和经济子系统三个角度选择15个指标(表1)，用于定量衡量阿克苏河流域水资源的承载力演变特征。
2.2指标属性数据获取
以《中国统计年鉴》(2007～2016)、《新疆统计年鉴》(2007～2016)、《阿克苏地区统计年鉴》(2007～2016)和《阿克苏地区水资源公报》(2007～2016)为基础，计算得到各指标的数据见表2。2.3主成分分析法主成分分析法(PCA)[2]为多元统计方法，该方法线性组合原始变量，使其形成几个综合指标，有利于实现非线性空间的降维问题，从而抓住主要矛盾，又不至于丢失过多的信息，以揭露原始变量之间的内在联系。根据累积贡献率≥85%的原则确定主成分得分。各主成分得分计算公式：Fi=UiX=u1ix1+u2ix2+，…，+upixp(1)式中，Fi为第i个主成分得分;Ui为第i个主成分得分系数矩阵;X为标准差标准化的原始数据矩阵;u1i，u2i，…，upi为第i个主成分的得分系数xp为标准差标准化后的原始数据。综合得分计算公式：F=W1F1+W2F2+，…，+WiFi(2)式中，F为主成分的综合得分;Wi为第i个主成分的权重，即各主成分因子贡献率[3]。
3水资源承载力评价结果分析
3.1主成分因子分析
运用SPSS17.0软件分析所得主成分的特征值和贡献率见表3。由表3可知，前4个主成分的累计贡献率达到93.493%，客观反映出决定阿克苏水资源承载力的主要影响因子，展现了阿克苏地区的水资源年际变化趋势。
3.2主成分与各变量之间相关性分析
阿克苏河流域水资源承载力指标相关系数矩阵见表4。由表4可知，流域水资源承载力各指标之间存在一定的相关关系，这是进行主成分分析的基础和条件，同时也验证了对流域各承载力指标进行主成分分析的必要性。主成分载荷反映了主成分与变量之间的相关系数，阿克苏河流域水资源承载力主成分得分系数矩阵见表5。由表5可知，第一主成分与X8、X9、X12、X13有较强的正相关，与X3、X4、X5、X6、X9、X10、X14、X15呈负相关，反映出人口和经济双重因素对水资源承载力的影响。其中，人口因素是持续发展的外因，对水资源承载力产生显著影响，随着人口的逐年增加，固定资产投资额加大，水资源的承载压力也相应增强。由表2可看出，2006～2015年的GDP总量从193.77×107增长到810.18×108元，增长率为318.11%，经济的增长需大量的水资源作为支撑，用水规模的增大也必然会造成水体的污染，水资源承载能力也相应降低。而经济与科技并轨进步不仅能提高水资源的利用效率，且能提升水资源单位面积的承载能力。第二主成分与X3、X4有较强的正相关，反映出水资源自然状况对水资源承载力的影响，其中对水资源影响最大者为水资源总量。由表2可看出，水资源总量变化从2006年的72.1×108m3上升到2015年的79.23×108m3，期间水资源总量的波动变化明显，峰值出现在2007年，波谷在2014年。总体变化趋势表现为2006～2007年总量上升，2007～2010年呈缓慢下降趋势，2011～2014年降到波谷，之后回升到2015年的79.23×108m3，水资源总量的增减直接影响水资源的承载能力。阿克苏河流域是一个严重缺水的地带，再加上该地区的境外来水量少，大气降水稀缺，水资源总量的逐年波动下降，使水资源承载的压力也随之增加，水资源的合理分配变得更加严峻。2006～2015年水域用地的面积缩减，水域用地拥有天然的储水条件，用地面积的减少会导致水资源总量的减少和加剧水资源的承载压力。第三主成分与X5、X14有较强的正相关，反映出生态和农业用水对水资源承载力的影响。阿克苏河流域是以种植业为主的地区，2015年阿克苏河流域耕地面积占总用地面积比例为27%，总的农用地占比为55.63%，农业种植向来是用水大户，以灌溉为目的的用水约占第一产业用水的85%，国内农用水的效率较低现象较为普遍，尤其是大水漫灌既造成水资源严重浪费，又一定程度上降低了水资源承载能力。
3.3主成分综合得分
计算四个主成分得分，并根据四个主成分F1、F2、F3、F4的得分贡献率，得出综合得分F，F值大小对应于当年水资源的承载力大小，主成分在综合得分的正负值并不能代表水资源承载力的真实水平，表现其所处的相对位置，具体水资源承载力的各主成分得分和综合得分及其排序见表6。由表6可知，阿克苏河流域的水资源承载力逐年波动，但总体为上升趋势，其中2006年承载力最低，2015年最高，主要是因为自2010年开始该地区采取节水灌溉模式，渠道修筑，大量的农田水利设施的更新和建设，促进了水资源的合理利用。同时，随着当地经济和科技的快速发展，水资源的利用效率也在不断增强，2014年3月21日，阿克苏河流域实行排污申报审批制度和各类用水价格的规范标准，增强了节水意识，有效控制了污水，提高了阿克苏地区水资源的承载能力。
4结论
a.采用主成分分析法对阿克苏河流域水资源承载力进行综合评价，将15个原始指标降维至4个主成分，累积贡献率为93.493%，并根据主成分的得分贡献率计算出每一年的综合得分，较为客观地分析了不同年际间阿克苏河流域水资源承载力的变化规律。b.经济社会发展与水量需求呈正相关性变化，致使水资源供需矛盾愈加尖锐，水资源的规划与管理势必成为节约水资源的重要举措。
参考文献：
[1]张守红，刘苏峡，莫兴国，等.阿克苏河流域气候变化对潜在蒸散量影响分析[J].地理学报，2010，65(11)：1363-1370.
[2]胡启玲，董增川，王雪薇，等.基于三角模糊数的联系数模型的水资源承载力评价[J].水电能源科学，2019，37(2)：39-42，46.
[3]PEARSONK.Onlinesandplanesofclosestfittoasystemsofpointsinspace[J].TheLondon，Edin-burgh，andDublinphilosophicalmagazineandjour-nalofscience2，1901，2(11)：559-572.
《河流域水资源承载力变化分析》来源：《水电能源科学》，作者：张旭 刘新华 张桂林 魏光辉 刘锋
