葉正偉，孫艷麗

（1．江蘇省環(huán)洪澤湖生態(tài)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點實驗室，江蘇 淮安223300；2．淮陰師范學(xué)院 城市與環(huán)境學(xué)院，江蘇 淮安223300；3．許昌學(xué)院 城市與環(huán)境學(xué)院，河南 許昌461000）

水資源環(huán)境安全是區(qū)域社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)與健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著人口、科技及經(jīng)濟的快速發(fā)展，水環(huán)境成為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的制約因素，水資源短缺、水環(huán)境惡化和水災(zāi)害加劇等區(qū)域水安全問題越來越突出［1－3］。水環(huán)境安全是指使水體保持足夠的水量、安全的水質(zhì)條件以維護其正常的生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)功能，保障水生物有效生存，周圍環(huán)境處于良好狀態(tài)，使水環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)功能可持續(xù)正常發(fā)揮，同時能較大限度地滿足人類生產(chǎn)和生活的需要，使人類自身和人類群際關(guān)系處于不受威脅的狀態(tài)［2－3］。國內(nèi)外對水環(huán)境安全的研究主要從水量安全、水質(zhì)安全、水資源管理等方面進行，研究內(nèi)容主要集中在水資源短缺、水災(zāi)害、水環(huán)境等方面［2］。因此，水安全不僅是一個生態(tài)環(huán)境問題，也是關(guān)系到社會、經(jīng)濟、政治發(fā)展的重大問題，所以，在進行區(qū)域水安全研究與分析中，不僅要考慮地區(qū)的水資源狀況，同時還要綜合分析與之緊密相關(guān)的社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境及生態(tài)等多方面因素。

隨著江蘇沿海大開發(fā)戰(zhàn)略的實施和區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源環(huán)境面臨更大的威脅，常出現(xiàn)水質(zhì)型、水量型缺水等水環(huán)境安全問題［4］，因此，對沿海地區(qū)水環(huán)境安全研究具有重要的意義。由此，本文以鹽城市為例，對水環(huán)境安全進行測度與評價，分析水環(huán)境安全的變化規(guī)律及制約因素。

1 研究區(qū)概況

江蘇沿海地區(qū)地處我國東部，包括南通、鹽城、連云港三市，該區(qū)位于我國北亞熱帶向暖溫帶過渡區(qū)，屬海洋性氣候，具有明顯的季風(fēng)特性，四季分明，雨量充沛［5］。鹽城市是江蘇沿海大開發(fā)國家戰(zhàn)略的重要城市，位于江蘇沿海的中部，承南接北，其地理位置為32°34′—34°28′N，119°27′—120°54′E。鹽城市東臨黃海，南與南通市毗鄰，北與連云港接壤，西與揚州、淮安相連。多年平均降水1 030mm左右，主要集中在汛期6—9月間，年平均氣溫15．5℃［4，6］。鹽城境內(nèi)為平原地貌，地形上西北部和東南部高，中部和東北部低洼，大部分地區(qū)海拔小于5m，水系交錯。鹽城市下轄東臺、大豐兩個縣級市和建湖、射陽、阜寧、濱海、響水5個縣，市區(qū)下設(shè)鹽都、亭湖兩個區(qū)。土地總面積14 983km2，其中沿海灘涂面積45．53萬hm2。海岸線長582km，占全省海岸線總長度的56%。2011年人口820．69萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值2 771．3億元［4－6］。

表1 鹽城市水環(huán)境安全PSR模型指標(biāo)體系及年份值

2 評價體系與分析方法

2．1 PSR模型指標(biāo)體系的構(gòu)建

20世紀(jì)80年代末，政府間國際經(jīng)濟組織的經(jīng)濟合作和開發(fā)組織（OECD）與聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同提出了環(huán)境診斷的PSR概念模型，即“壓力—狀 態(tài)—響 應(yīng) ”模 型 （Pressure－State－Response，PSR）［6－7］。PSR 模型 在選取 指標(biāo)時采 用 “壓 力—狀態(tài)—響應(yīng)”這一邏輯思維方式，即人類活動對環(huán)境施加了一定的壓力；由此導(dǎo)致環(huán)境狀態(tài)發(fā)生了一定的變化；而人類社會即應(yīng)當(dāng)對環(huán)境的變化做出響應(yīng)措施，以恢復(fù)環(huán)境質(zhì)量。

本文依據(jù)PSR模型，構(gòu)建包括水環(huán)境壓力、水環(huán)境狀態(tài)、水環(huán)境響應(yīng)3個方面的指標(biāo)體系，其中，水環(huán)境壓力指標(biāo)表征人類社會活動對水環(huán)境造成的負荷，水環(huán)境狀態(tài)表示水環(huán)境的當(dāng)前狀態(tài)或趨勢，水環(huán)境響應(yīng)表征人類針對水環(huán)境問題所采取的措施［8］。根據(jù)代表性、系統(tǒng)性、獨立性和可操作性的原則，本研究選取24項評價指標(biāo)，構(gòu)建鹽城市水環(huán)境安全評價的PSR模型（表1），其中，“壓力”層指標(biāo)6項，“狀態(tài)”層指標(biāo)11項，“響應(yīng)”層指標(biāo)7項，涵蓋了自然資源、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟的各個方面，具有較強的代表性和適用性。

2．2 基于AHP的指標(biāo)權(quán)重確定

本文采用層次分析法（AHP）來確定水環(huán)境安全評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。AHP方法是指標(biāo)權(quán)重確定的一種有效方法［9－10］，它將相互關(guān)聯(lián)的要素按隸屬關(guān)系劃分為若干層次，建立層次清晰的指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，建立準(zhǔn)則層—要素層、要素層—指標(biāo)層的判斷矩陣。然后，利用數(shù)學(xué)方法，以及綜合調(diào)查訪問及專家問卷咨詢，得到各層次各要素的相對重要性權(quán)重，并計算判斷矩陣的隨機一致性比例，且要求一致性比例CR小于0．1，最后求得各指標(biāo)的綜合權(quán)重（表1）。

2．3 指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

本文對鹽城市水環(huán)境安全的研究主要基于時間序列的分析，因此，指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理采用線性插值法進行［11－13］，公式如下：

式中：X——原始值；X′——標(biāo)準(zhǔn)化值；Xmax，Xmin——指標(biāo)時間序列最大值、最小值。

本評價體系指標(biāo)中的數(shù)據(jù)時段為2005—2010年，各指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于相應(yīng)年份江蘇統(tǒng)計年鑒、鹽城市統(tǒng)計年鑒、江蘇省水資源公報，鹽城市水資源公報。PSR模型各指標(biāo)原始值見表1，其無量綱標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值見表2。

表2 鹽城市水環(huán)境安全PSR模型指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化的年份值

2．4 綜合評價指數(shù)的確定

水環(huán)境安全評價的綜合指數(shù)計算主要是利用各子指標(biāo)加權(quán)求和而成［8，13－14］，其公式為：

式中：Si——水環(huán)境安全評價綜合指數(shù)；Wj——各指標(biāo)的權(quán)重；Yij——各指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。同時，采用綜合指數(shù)分級方法，將水環(huán)境安全綜合指數(shù)劃分為5級：（0，0．2］為安全程度極低，（0．2，0．4］為安全程度較低，（0．4，0．6］為安全程度一般，（0．6，0．8］為安全程度較高，（0．8，1．0］為安全程度很高［3］。

3 結(jié)果與分析

3．1 指標(biāo)權(quán)重分析

采用AHP分析方法，得到PSR模型各評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，見表3。

宏觀上，準(zhǔn)則層中，壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三者權(quán)重的比為0．139 6∶0．332 5∶0．527 8，這說明，PSR模型中的響應(yīng)層對水環(huán)境安全具有最為重要的作用與影響，其次為水環(huán)境的狀態(tài)，最后為壓力。

我們只要肯定語言間的差異，那么不可譯性就是要面對的問題。對于語言不可譯，文化不可譯，通?？梢圆扇∪缦聨讉€翻譯策略。

表3 PSR模型中各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)

在壓力指標(biāo)組中，權(quán)重系數(shù)排在前三位的依次為：X3人均 GDP（0．037 7）、X5人口自然增長率（0．034 8）和X1GDP年增長率（0．032），說明鹽城市水環(huán)境安全的主要威脅來自于人類經(jīng)濟活動和人口增長的壓力與脅迫，這也反映了江蘇沿海大開發(fā)地區(qū)的快速經(jīng)濟增長對水環(huán)境所造成的巨大風(fēng)險。

在狀態(tài)指標(biāo)組中，權(quán)重系數(shù)最高的前三位依次為：X9萬元 GDP用水量（0．063 9）、X7COD 處理量（0．055 9）和X10萬元工業(yè)增加值用水量（0．047 2），由此表明，在當(dāng)前鹽城市以工業(yè)化為主的快速城市化發(fā)展中，工業(yè)用水量的變化以及COD處理量對水環(huán)境狀態(tài)具有重要的影響。同時也表明，受人類活動影響，這些工業(yè)活動的相關(guān)指標(biāo)具有較大的彈性變幅，可作為水環(huán)境安全適應(yīng)策略中調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展的著眼點。

在響應(yīng)指標(biāo)組中，權(quán)重系數(shù)前三位的依次是：X19工業(yè)廢水達標(biāo)排放率（0．151 5）、X20環(huán)保投入占 GDP比值（0．138 7）、X21地表水質(zhì)達標(biāo)率（0．090 3），并且，這三項指標(biāo)也是所有PSR模型指標(biāo)中權(quán)重系數(shù)最大的前三項?？梢?，在水環(huán)境安全中，鹽城市的區(qū)域經(jīng)濟調(diào)整及政府職能部門對各種壓力和狀態(tài)所做出的響應(yīng)具有更為重要的作用。

3．2 壓力、狀態(tài)、響應(yīng)指數(shù)分析

從PSR模型中壓力、狀態(tài)、響應(yīng)的各自指數(shù)變化（圖1）來看，壓力指數(shù)波動較小，有微弱的升高趨勢，近6a中以2010年為最高，最低為2008年。由于壓力指數(shù)的變化主要來自于人口以及GDP的相關(guān)指標(biāo)變化，尤其2010年人均GDP明顯偏大，意味著社會創(chuàng)造的財富更大，對水資源環(huán)境的壓力與需求也就越大，使得鹽城市水環(huán)境壓力指數(shù)略趨增加。

圖1 水環(huán)境安全PSR模型中壓力－狀態(tài)－響應(yīng)指數(shù)變化

狀態(tài)指數(shù)在近6a中無顯著升高過程，有一定的波動，但仍以2010年為最高。并且，從表3也可以看出，位于狀態(tài)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)前三位的萬元GDP用水量、COD處理量和萬元工業(yè)增加值用水量三者的數(shù)值在近6a中有較大幅度的減少，尤其萬元GDP用水量，由2005年的401m3／萬元減少到2010年的237m3／萬元，萬元工業(yè)增加值用水量也由2005年的69m3／萬元劇減到2010年的27m3／萬元。這些指標(biāo)值的減少，體現(xiàn)了鹽城市相關(guān)政府職能部門對水資源環(huán)境整治與調(diào)控策略的顯著效果，并由此減少了水資源消耗，提高了水環(huán)境的安全指數(shù)。

響應(yīng)指數(shù)的變化則表現(xiàn)出了顯著的升高趨勢與增加幅度，尤其是2009年與2010年。這一變化趨勢對于鹽城市水環(huán)境安全具有重要的正面意義，對于有效降低水資源環(huán)境威脅，提高水環(huán)境安全指數(shù)有較大的促進作用。而結(jié)合表1中響應(yīng)指標(biāo)組分來看，環(huán)保投入占GDP比值在近6a有較大增加，反映了政府注重并加強環(huán)保經(jīng)費的投入，其直接結(jié)果是使得工業(yè)廢水達標(biāo)排放率、地表水質(zhì)達標(biāo)率保持穩(wěn)定并略有升高。而R＆D經(jīng)費支出占GDP比重的增加則可能通過技術(shù)改造而使工業(yè)用水量及單位工業(yè)增加值用水量有了較大程度的減少，亦提高了鹽城市區(qū)域水環(huán)境安全指數(shù)。此外，森林覆蓋率與城市綠地的逐步增加，也加強了森林與綠地的水土保持與凈化功能，為水資源環(huán)境安全提供了重要保證。

3．3 水環(huán)境安全綜合指數(shù)分析

利用AHP確定的權(quán)重與標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，計算得到2005—2010年間鹽城市PSR模型的水環(huán)境安全綜合指數(shù)變化（圖2）。從圖2中可以看出，鹽城市近6a來水環(huán)境安全指數(shù)呈波動上升趨勢，表明水環(huán)境總體趨于好轉(zhuǎn)，反映了江蘇沿海地區(qū)在沿海大開發(fā)戰(zhàn)略和“十一五”加強環(huán)境整治的治理成效。

圖2 鹽城市水環(huán)境安全綜合指數(shù)變化

綜合鹽城市水環(huán)境安全指數(shù)以及壓力、狀態(tài)、響應(yīng)指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，鹽城市農(nóng)業(yè)活動對水資源環(huán)境產(chǎn)生的壓力有了較大改觀，表現(xiàn)在農(nóng)田灌溉畝均用水量的急劇減少。但農(nóng)業(yè)活動對水環(huán)境的污染程度卻有增加趨勢，表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)化肥施用量的增加。

而工業(yè)的迅速發(fā)展使得水資源環(huán)境的狀態(tài)有較大幅度的波動，表明其有更大的優(yōu)化調(diào)整空間。工業(yè)發(fā)展是造成水環(huán)境壓力的主要因素，但已受到政府部門的重視與調(diào)控，體現(xiàn)在對工業(yè)用水的監(jiān)督管理、環(huán)保事業(yè)的投資力度加大，以及R＆D經(jīng)費支出比重的增加等方面，這些積極應(yīng)對措施有效降低了水資源消耗，并對水環(huán)境改善起到重要調(diào)節(jié)作用。

同時，近些年來，鹽城市水資源總量及人均水資源皆有所減少，如人均水資源由2005年的1 081．9 m3減少到2010年的637．3m3。在這一背景下，由于經(jīng)濟發(fā)展方式的調(diào)整、環(huán)保意識的增強、森林與城鎮(zhèn)綠地覆蓋率的增加，以及地表水質(zhì)的改善等響應(yīng)指標(biāo)皆呈穩(wěn)步增加態(tài)勢，從而使得鹽城市水環(huán)境安全指數(shù)呈現(xiàn)較大上升趨勢。

因此，為提高鹽城市水環(huán)境安全指數(shù)，降低水環(huán)境風(fēng)險，水環(huán)境風(fēng)險控制應(yīng)當(dāng)著重以下方面：首先，應(yīng)當(dāng)立足現(xiàn)有水資源與水環(huán)境條件，實施開源節(jié)流措施，提高環(huán)境準(zhǔn)入門檻，嚴格控制高能耗與污染產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和布局，減少GDP增長所帶來的水資源環(huán)境壓力。其次，進一步減少城鎮(zhèn)居民用水，保證水功能區(qū)水環(huán)境質(zhì)量，建立飲用水與生態(tài)用水保障體系，并且應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級，降低工業(yè)用水消耗，從而優(yōu)化水資源配置。此外，還應(yīng)當(dāng)增加科技投入、R＆D研發(fā)及環(huán)保投入，積極推進水污染治理，并持續(xù)增加森林覆蓋率與城市綠地覆蓋率，保證水資源環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展，增加水土涵養(yǎng)與自凈能力［15］。

4 結(jié)論與建議

綜合采用PSR模型和AHP方法，對江蘇沿海大開發(fā)地區(qū)鹽城市2005—2010年間的水環(huán)境安全進行了測度與評價。主要結(jié)論與建議如下：

（1）鹽城市水環(huán)境安全的PSR評價指標(biāo)體系中，壓力、狀態(tài)、響應(yīng)指標(biāo)中權(quán)重最大的分別為人均GDP、萬元工業(yè)用水量、工業(yè)廢水達標(biāo)排放率，反映了典型的工業(yè)經(jīng)濟活動對水資源環(huán)境安全的威脅。

（2）鹽城市水環(huán)境安全指數(shù)總體呈升高趨勢，水環(huán)境趨于好轉(zhuǎn)。PSR評價模型的壓力、狀態(tài)、響應(yīng)指數(shù)變化上，以響應(yīng)指數(shù)增幅最大，而壓力、狀態(tài)指數(shù)則為平穩(wěn)波動特征，反映了基于工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展背景下相關(guān)政府職能部門積極采取應(yīng)對措施的良好效果。

（3）為降低水環(huán)境風(fēng)險，建議鹽城市應(yīng)立足現(xiàn)有水環(huán)境條件，走新型城市化與工業(yè)化道路。通過減少城鎮(zhèn)居民用水，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，降低用水消耗；加大科技投入與環(huán)保投入，改善水質(zhì)與加強供水能力；增加森林與城市綠地覆蓋，保證水環(huán)境系統(tǒng)的良性發(fā)展。

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