何慧爽

(華北水利水電大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南鄭州450046)

國(guó)務(wù)院《關(guān)于支持河南省加快建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的指導(dǎo)意見(jiàn)》第26條特別強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)水資源保障體系建設(shè)。河南省作為我國(guó)極度缺水的六大地區(qū)之一，水成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，已是不爭(zhēng)的事實(shí)?？焖侔l(fā)展的經(jīng)濟(jì)和不斷增加的人口對(duì)水資源需求的迅速增加使得水資源供需矛盾不斷凸顯。河南省作為農(nóng)業(yè)大省，根據(jù)歷年《河南省水資源公報(bào)》，2000—2011年間，河南省水資源用水量在波動(dòng)中呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，特別在2000—2001、2005—2006年間增長(zhǎng)最快，而水資源在開(kāi)發(fā)利用到一定程度時(shí)會(huì)出現(xiàn)枯竭。據(jù)有關(guān)分析，河南省各地區(qū)水資源利用率普遍達(dá)到中度到高度開(kāi)發(fā)利用的水平。因此，消耗量的增長(zhǎng)趨勢(shì)與水資源總量的減少趨勢(shì)呈現(xiàn)出矛盾局面。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要水資源為其提供生產(chǎn)的保障，水資源的消耗量隨著需求量的增加而越來(lái)越多，水資源會(huì)因過(guò)度消耗而成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要障礙。而水資源消耗配置不當(dāng)易引發(fā)各種問(wèn)題，如上游攔截會(huì)破壞自然水循環(huán)，城市居民用水增長(zhǎng)快會(huì)使地下水超采過(guò)度，工業(yè)用水嚴(yán)重污染農(nóng)業(yè)用水等。在這種背景下，水資源的合理開(kāi)發(fā)利用和水資源消耗配置的優(yōu)化顯得尤其重要。對(duì)河南省水資源消耗與各部門(mén)消耗的配置進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，運(yùn)用生態(tài)位評(píng)估模型對(duì)水資源消耗和區(qū)域水資源的可持續(xù)利用進(jìn)行正確評(píng)價(jià)，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)及水生態(tài)文明建設(shè)都具有重要的意義。

一、河南省水資源消耗在部門(mén)間配置的灰色關(guān)聯(lián)分析

(一)河南省水資源消耗在部門(mén)間配置的灰色關(guān)聯(lián)分析方法及計(jì)算

關(guān)聯(lián)度是表征系統(tǒng)中兩個(gè)因素同步變化的關(guān)聯(lián)程度，其與同步變化程度呈正比?；疑到y(tǒng)理論所提出的灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)變化態(tài)勢(shì)提供了量化的度量，非常適合動(dòng)態(tài)過(guò)程分析［1］(P1－100)。

其計(jì)算步驟為:

(1)確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和比較數(shù)列，并對(duì)其進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

(2)求參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ε(xi)，也可簡(jiǎn)化為其中，Δ(min)、Δ(max)、Δ0i(k)分別為對(duì)應(yīng)數(shù)列與參考數(shù)列絕對(duì)值差的最大值、最小值、絕對(duì)值差。ρ為分辨系數(shù)，一般在0～1之間，通常取0．5，計(jì)算比較數(shù)列xi上各點(diǎn)k與參考數(shù)列x0參照點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，然后求各系數(shù)和的平均值即是xi與x0上的關(guān)聯(lián)度

(3)比較各關(guān)聯(lián)度大小，值愈大，關(guān)聯(lián)度越高。

根據(jù)歷年《河南省水資源公報(bào)》，利用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)河南省水資源消耗配置情況進(jìn)行分析，具體指標(biāo)值見(jiàn)表1。由表1可以看出，2001—2011年耗水量占總用水量的比重穩(wěn)定在56．94% ～60．32%。按照以上計(jì)算步驟，對(duì)2001—2011年河南省水資源消耗總量以及各部門(mén)消耗配置的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得出關(guān)于水資源消耗配置的廣義鄧氏灰色關(guān)聯(lián)度、灰色相對(duì)關(guān)聯(lián)度、灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)度和灰色綜合關(guān)聯(lián)度，如表2所示。由于灰色綜合關(guān)聯(lián)度更能全面反映水資源消耗配置的關(guān)聯(lián)度，因此選取灰色綜合關(guān)聯(lián)度的度量指標(biāo)。由表2可以看出，農(nóng)業(yè)耗水量、工業(yè)耗水量、生活及生態(tài)環(huán)境耗水量與河南省水資源消耗總量的關(guān)聯(lián)度分別為0．666 1、0．673 0、0．760 1，由此可以得出，生活及生態(tài)環(huán)境耗水量對(duì)河南省水資源消耗總量的影響最大、關(guān)系最為密切，其次是工業(yè)耗水量，影響最小的是農(nóng)業(yè)耗水量。

表2 河南省水資源消耗與各部門(mén)間消耗配置的灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算結(jié)果

(二)河南省水資源消耗配置的綜合關(guān)聯(lián)度結(jié)論分析

首先，河南省是人口大省，也是生活耗水大省。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，生活用水量持續(xù)增長(zhǎng)，生活污水排放量不斷增加，而河南省尤其是城市生活用水普遍存在著水源單一、現(xiàn)有供水設(shè)施老化、生活用水缺乏水價(jià)彈性變動(dòng)機(jī)制等問(wèn)題，致使生活中到處存在著水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。因此，生活耗水量對(duì)河南省水資源消耗總量的影響最大①《河南省水資源公報(bào)》中水資源消耗部門(mén)配置數(shù)據(jù)未把生活用水消耗和生態(tài)用水消耗分開(kāi)，但根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活用水規(guī)律和《中國(guó)水資源公報(bào)》(歷年)及其他地區(qū)《水資源公報(bào)》，可以確定的是，生活用水消耗占據(jù)了生活及生態(tài)用水消耗總量的絕大部分。。

其次，水資源是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的命脈。隨著工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)用水消耗占水資源消耗的比重也在一直上升，從2000年的6．2%上升到2011年的10．3%。工業(yè)用水消耗的增加，既和工業(yè)化進(jìn)程加速有關(guān)，又和我省工業(yè)發(fā)展中“三高一低一重(高耗水、高耗能、高耗材、低效益、重污染)的現(xiàn)象難以在短期內(nèi)根本改觀有關(guān)。因此，工業(yè)部門(mén)水資源消耗量對(duì)河南省水資源消耗量的關(guān)聯(lián)度僅次于生活及生態(tài)環(huán)境耗水量。

再次，河南省80%的人口依附于農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)部門(mén)水資源耗水利用率較低。這一點(diǎn)從2011年《中國(guó)水資源公報(bào)》和《河南省水資源公報(bào)》也能夠看出來(lái)。2011年，中國(guó)農(nóng)田灌溉耗水率為62%，河南省農(nóng)田灌溉耗水率為71．6%，河南明顯高于全國(guó)平均水平。這一狀況，既與河南省農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)落后有關(guān)，又和農(nóng)業(yè)用水權(quán)發(fā)展滯后有關(guān)。相對(duì)于工業(yè)和生活及生態(tài)環(huán)境需用水而言，農(nóng)業(yè)用水權(quán)尚不夠明晰。隨著水權(quán)制度的逐步建立和完善，農(nóng)業(yè)水權(quán)的問(wèn)題應(yīng)相機(jī)提上議事日程。

二、河南省水資源消耗在部門(mén)間配置的生態(tài)位適宜度

生態(tài)位的概念世界上最早由J．Grinnell使用。我國(guó)最早由王剛、趙松嶺等人引入此概念并對(duì)生態(tài)位進(jìn)行定量描述［2］。李自珍在此基礎(chǔ)上，提出生態(tài)位適宜度的概念，即現(xiàn)實(shí)資源位與其最適資源位之間的貼近程度［3］。這一概念現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于人口、農(nóng)作物和水資源、城市研究方面，如趙奧、覃荔荔、李志、周生路等人［4-6］。

在借鑒以往研究和河南省水資源消耗關(guān)聯(lián)分析的基礎(chǔ)上，筆者把生態(tài)位適宜度評(píng)估模型引入到河南省水資源消耗配置上，依據(jù)測(cè)算結(jié)果并結(jié)合水資源消耗的關(guān)聯(lián)分析，分析出河南省水資源消耗配置所存在的問(wèn)題。

設(shè)有 m 個(gè)評(píng)估年份，xij(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)表示第i年生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)因子j的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，在實(shí)際研究中，將數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到生態(tài)因子的現(xiàn)實(shí)生態(tài)位。其中，xmax表示xij中的最大值，按照 x'ij=xij/xmax進(jìn)行無(wú)量綱化處理。又設(shè)x0j(j=1，2，…，n)表示第j個(gè)生態(tài)因子的最佳生態(tài)位，即:x0j=max(x'ij)。然后建立的水資源消耗配置的生態(tài)位適宜度評(píng)估模型為:

式中:Fi為第i年的水資源消耗配置的生態(tài)位適宜度，ε(0≤ε≤1)為模型參數(shù)。關(guān)于參數(shù)ε的估算，可以假定當(dāng)Fi=0．5時(shí)估算出來(lái)。經(jīng)計(jì)算可得:ε =0．512 7。

依據(jù)上述步驟，分別計(jì)算出2000—2011年水資源消耗配置的生態(tài)位適宜度，具體計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 2000—2011年河南省水資源消耗在部門(mén)間配置的生態(tài)位適宜度

按照表3計(jì)算出的各年份適宜度，根據(jù)現(xiàn)有研究資料，可以把2000—2011年河南省水資源消耗配置的生態(tài)位適宜度劃分為3個(gè)梯度。大于0．8的為水資源總量在部門(mén)間的消耗配置生態(tài)位適宜度相對(duì)較高的第1梯度，在0．7和0．8之間的為水資源總量在部門(mén)間的消耗配置生態(tài)位適宜度相對(duì)居中的第2梯度，低于0．7的為水資源總量在部門(mén)間的消耗配置生態(tài)位適宜度相對(duì)較低的第3梯度。

由表3可以看出，2003—2006年水資源消耗總量在部門(mén)間的配置屬于生態(tài)位適宜度較高的第1梯度，水資源消耗總量在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境部門(mén)配置的生態(tài)位都較佳，處于較優(yōu)位置，有利于水資源的可持續(xù)利用。其中，2006年水資源消耗總量在部門(mén)間消耗配置的生態(tài)位適宜度最優(yōu)，為0．972 3。

2000、2008、2011各年水資源消耗總量在各部門(mén)間配置的生態(tài)位適宜度處于中等水平的第2梯度，水資源消耗總量在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境部門(mén)配置的生態(tài)位居中，存在進(jìn)一步改善的空間。2001、2007、2010各年水資源消耗總量在各部門(mén)配置的生態(tài)位適宜度處于較低水平的第3梯度，配置效率較低。

三、結(jié)論分析與對(duì)策建議

綜上，將生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中的生態(tài)位適宜度模型引入到水資源消耗配置研究中，可以很容易看出水資源消耗總量在各部門(mén)間的配置水平和配置效率。生態(tài)位適宜度的高低和配置水平及配置效率呈正相關(guān)關(guān)系。而且，經(jīng)過(guò)以上關(guān)聯(lián)度和生態(tài)位適宜度研究可知，河南省水資源消耗配置的優(yōu)化要統(tǒng)籌考慮工業(yè)部門(mén)、農(nóng)業(yè)部門(mén)、生活及生態(tài)環(huán)境部門(mén)之間耗水量分配，水資源消耗總量在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境部門(mén)間配置的生態(tài)位適宜度有待提高和改善。如何順應(yīng)新一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，充分利用自身優(yōu)勢(shì)，趕超發(fā)達(dá)地區(qū)，規(guī)避水資源緊缺的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)背景下河南省重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)。

首先，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)升級(jí)，提高水資源的利用效率，進(jìn)行再生水利用。工業(yè)是經(jīng)濟(jì)的命脈，而水資源又是戰(zhàn)略經(jīng)濟(jì)的控制性要素。結(jié)合河南省資源優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求以及水資源約束條件，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和部門(mén)結(jié)構(gòu)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的升級(jí)，提高水資源利用效率，進(jìn)行再生水利用，是緩解水資源、水環(huán)境壓力的關(guān)鍵性措施。

其次，優(yōu)化水資源消耗在各部門(mén)間的配置，除了要完善用水權(quán)制度及利用價(jià)格杠桿外，還要做好水資源信息化建設(shè)。水資源消耗優(yōu)化配置是水資源管理的重點(diǎn)，而水資源信息化建設(shè)對(duì)水資源消耗優(yōu)化配置的作用舉足輕重。從水資源消耗優(yōu)化配置的實(shí)際需要出發(fā)，利用在建和已建工程項(xiàng)目，建立統(tǒng)一的全省和流域水資源信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)水資源管理相關(guān)信息的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸、在線分析和分項(xiàng)處理及決策等，為河南省各類(lèi)消耗用水的現(xiàn)代化管理提供科學(xué)依據(jù)和強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

［1］劉思峰，黨耀國(guó)．灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用［M］．北京:科學(xué)出版社，2010．

［2］王剛，趙松嶺，張鵬云，等．關(guān)于生態(tài)位定義的探討及生態(tài)位重疊計(jì)測(cè)公式改進(jìn)的研究［J］．生態(tài)學(xué)報(bào)，1984(2)．

［3］李自珍．生態(tài)位適宜度理論及其在作物生長(zhǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然學(xué)科版)，1993(4)．

［4］趙奧，武春友．中國(guó)水資源消耗配置的灰色關(guān)聯(lián)度與適宜度測(cè)算［J］．中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2010(9)．

［5］覃荔荔，王道平，周超．綜合生態(tài)位適宜度在區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］．系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2011(5)．

［6］李志，周生路，吳紹華，等．基于生態(tài)位適宜度的城市邊緣區(qū)農(nóng)居點(diǎn)用地城鎮(zhèn)化整治研究——以連云港市為例［J］．地理科學(xué)，2013(8)．