張鳳太，王臘春，蘇維詞（1.貴州師范學(xué)院資源環(huán)境與災(zāi)害研究所，貴州 貴陽 550003；.南京大學(xué)地理與海洋學(xué)院，江蘇 南京 10093；3.貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001）

基于DPSIRM概念框架模型的巖溶區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)

張鳳太1，2，王臘春2，蘇維詞3*（1.貴州師范學(xué)院資源環(huán)境與災(zāi)害研究所，貴州 貴陽 550003；2.南京大學(xué)地理與海洋學(xué)院，江蘇 南京 210093；3.貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001）

針對(duì)目前水資源安全評(píng)價(jià)中存在的評(píng)價(jià)指標(biāo)片面性、單個(gè)指標(biāo)隸屬信息遺漏及權(quán)重確定主觀性問題，以巖溶典型區(qū)-貴州省為例，結(jié)合巖溶地區(qū)水資源的特點(diǎn)，構(gòu)建基于驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)-管理（DPSIRM）概念框架的巖溶區(qū)水資源安全 DPSIRM評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，借助灰色-集對(duì)模型對(duì)貴州省2005～2012年水資源安全進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，研究結(jié)果表明： 2005和2006年整個(gè)貴州省水資源安全處于臨界安全狀態(tài)，2007～2012年處于較安全狀態(tài)，貴州省水資源安全呈現(xiàn)整體轉(zhuǎn)好的態(tài)勢.水資源的狀態(tài)和水資源管理是目前影響貴州省水資源安全的重要因素；因此，在繼續(xù)調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?cè)鲩L方式同時(shí)，提高水資源的利用效率，加大水資源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，加強(qiáng)水資源管理制度建設(shè)和提高水資源管理制度的落實(shí)情況，是貴州省水資源安全的根本保障；該評(píng)價(jià)模型和指標(biāo)體系適用性較強(qiáng)，評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀，為巖溶地區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)提供了一個(gè)新視角和新方法.

巖溶區(qū)；DPSIRM概念框架；灰色-集對(duì)模型；水資源；安全

水資源既是基礎(chǔ)性的自然資源，也是戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)資源，因此，水資源安全不僅是生態(tài)環(huán)境問題，也是關(guān)系到國家安全的經(jīng)濟(jì)問題、社會(huì)問題和政治問題［1］.水資源安全已成為水資源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn).

近年來學(xué)術(shù)界對(duì)水資源安全的研究較多，取得了豐富的研究成果，研究內(nèi)容主要集中在水資源安全的定義［2］、水資源安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建［3］、評(píng)價(jià)模型的設(shè)計(jì)與選擇［4］、水資源安全閾值測度［5］、水資源安全與糧食安全的關(guān)系［6］、水資源安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)系［7］和水資源安全對(duì)策［8］等方面，研究對(duì)象主要集中在城市水資源安全［9-10］、流域（區(qū)域）水資源安全［11］、農(nóng)業(yè)水資源安全［12］等方面，研究區(qū)域主要集中在中東部發(fā)達(dá)地區(qū)和水資源相對(duì)短缺的西北部干旱地區(qū)［13］.西部巖溶區(qū)作為一個(gè)獨(dú)特的地理單元，由于其處于亞熱帶，降水豐富，在傳統(tǒng)意義上屬于水資源豐富地區(qū)，但是由于其特殊的地質(zhì)地貌基礎(chǔ)，巖溶裂隙發(fā)育，地下水與地表水轉(zhuǎn)化迅速，相互耦合，地表水資源短缺，水資源安全面臨巨大挑戰(zhàn).生態(tài)地位十分重要，目前還被大多數(shù)人所忽視，相關(guān)研究甚少.水資源安全評(píng)價(jià)研究方法主要體現(xiàn)在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建、指標(biāo)權(quán)重的確定和評(píng)價(jià)模型的設(shè)計(jì)與選擇方面，研究方法對(duì)水資源安全評(píng)價(jià)結(jié)果的影響較大.目前水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)主要從水質(zhì)、水量和生態(tài)［4］，壓力-狀態(tài)-響應(yīng)［14］，驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)［10，15］等角度來構(gòu)建指標(biāo)體系；權(quán)重確定和評(píng)價(jià)模型主要有模糊綜合評(píng)價(jià)法［16］、層次分析法［14］、熵權(quán)法［17］、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法［18］、物元法［19］、水足跡法［20］、集對(duì)分析法［21］等，如曹琦等使用的“驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)”概念框架（DPSIR），結(jié)合內(nèi)陸河流域水資源供需調(diào)配、水質(zhì)污染控制以及水資源安全管理理論，從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)，構(gòu)建了流域水資源安全評(píng)價(jià)DPSIR框架［10］；韓玉等運(yùn)用產(chǎn)品虛擬水研究方法計(jì)算了河北省的虛擬水消費(fèi)和水足跡，對(duì)水資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià)［20］；孫月峰等針對(duì)水資源安全的復(fù)雜性、不確定性等特點(diǎn)，從復(fù)雜系統(tǒng)視角出發(fā)分析水資源安全的影響因素及其特征.并采用熵權(quán)法與主觀賦權(quán)法確定綜合權(quán)重，借助模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)天津城市水資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià)［16］.吳開亞等基于加速遺傳算法的模糊層次分析法篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了流域水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，提出了用集對(duì)分析方法構(gòu)造流域水資源安全評(píng)價(jià)樣本符合評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的可變模糊集的相對(duì)隸屬度的新方法，進(jìn)而利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法建立了流域水資源安全定量評(píng)價(jià)模型［22］.這些研究無疑對(duì)當(dāng)前水資源安全的研究起到了巨大的推動(dòng)作用，但也存在不足：（1）指標(biāo)選擇片面，忽視了水資源安全演進(jìn)變化全過程和內(nèi)在機(jī)制，沒有凸顯水資源安全管理的重要性.（2）指標(biāo)權(quán)重過度依賴于專家經(jīng)驗(yàn)，受到專家理論水平和研究區(qū)熟悉程度的影響，主觀性較強(qiáng)，忽視了指標(biāo)客觀信息［15］.（3）現(xiàn)有研究方法主要是首先人為劃分出安全的等級(jí)取值范圍，然后利用綜合模型計(jì)算出評(píng)價(jià)對(duì)象的安全綜合得分，最后根據(jù)綜合得分歸屬安全等級(jí)，一方面人為主觀性較強(qiáng)，另一方面完全忽略了單個(gè)指標(biāo)與安全等級(jí)之間的關(guān)系，將單個(gè)指標(biāo)的隸屬信息遺漏［23-24］.

灰色關(guān)聯(lián)法，基于灰色理論，其原理是若干統(tǒng)計(jì)數(shù)列所構(gòu)成的各條曲線幾何形狀越接近，即越相平行，則它們的變化趨勢越接近，其關(guān)聯(lián)度就越大［25］，具有數(shù)學(xué)模型的客觀性，同時(shí)分辨系數(shù)體現(xiàn)一定的主觀性，主客觀結(jié)合，權(quán)重確定更趨合理.但目前灰色關(guān)聯(lián)法確定權(quán)重在水資源安全研究領(lǐng)域涉及還較少.集對(duì)分析方法基于單個(gè)指標(biāo)與評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬關(guān)系，進(jìn)而綜合集成評(píng)價(jià)對(duì)象的安全等級(jí)，能很好反映水資源內(nèi)部的演進(jìn)變化全過程和內(nèi)在機(jī)制.驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)-管理（DPSIRM）模型綜合考慮影響水資源安全的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)、環(huán)境等因素，完全刻畫了水資源安全的演化內(nèi)在機(jī)理，突出了自然環(huán)境、資源與人類的耦合關(guān)系，凸顯了水資源安全管理的重要性.鑒于此，本文構(gòu)建了基于驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)-管理（DPSIRM）模型的巖溶區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)-集對(duì)分析模型對(duì)巖溶典型區(qū)-貴州水資源安全進(jìn)行實(shí)證研究，對(duì)巖溶地區(qū)水資源安全定量化評(píng)價(jià)做出初步探索，為巖溶地區(qū)的水資源安全研究和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供方法借鑒和理論參考.

1　水資源安全DPSIRM框架

1970年，加拿大統(tǒng)計(jì)學(xué)家安東尼·弗雷德針對(duì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)學(xué)科中生態(tài)系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)提出PSR，即壓力-狀態(tài)-響模型［10］.UNCSD于1995年將PSR改進(jìn)為DSR（驅(qū)動(dòng)力-狀態(tài)-響應(yīng)）框架，將人類活動(dòng)的過程與形態(tài)納入可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系［26］.1993年，在綜合PSR模型和DSR模型的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，聯(lián)合國（IJN）提出并發(fā)展了 DPSIR，即驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)模型，用于表征資源或環(huán)境系統(tǒng)的概念與復(fù)雜因果關(guān)系結(jié)構(gòu).DPSIR 模型在環(huán)境評(píng)價(jià)與管理［27］、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［28］、水資源安全［26］、水土保持效益［29］、水資源可持續(xù)利用與承載力［30］、生態(tài)安全評(píng)價(jià)［31］等方面得到了廣泛應(yīng)用.楊俊等［32］基于DPSIR模型將管理引入到模型中，構(gòu)建了用于評(píng)價(jià)人居環(huán)境安全的 DPSIRM，即驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)-管理模型.隨后張峰等［33］基于人地和諧發(fā)展視角，構(gòu)建湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的 DPSIRM模型.但到目前為止將DPSIRM模型應(yīng)用到水資源安全研究的文獻(xiàn)鮮有報(bào)道.在水資源總量有限，且面臨水資源污染的和氣候干旱災(zāi)害頻繁發(fā)生導(dǎo)致水資源短缺的情況下，水資源的有效管理是提高和影響區(qū)域水資源安全的重要手段，也是評(píng)價(jià)水資源安全不容忽視的重要因素，因此本文將DPSIRM概念框架進(jìn)行改進(jìn)，納入到水資源安全評(píng)價(jià)當(dāng)中，構(gòu)成水資源安全的DPSIRM評(píng)價(jià)指標(biāo)概念框架，即驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)-管理模型.用于更準(zhǔn)確表征水資源安全的復(fù)雜因果關(guān)系結(jié)構(gòu).

因此本文參照已有水資源安全DPSIR概念框架［10］，參考生態(tài)系統(tǒng)健康與人居環(huán)境評(píng)價(jià)的DPSIRM模型［32-33］，將DPSIRM模型引入到巖溶區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)當(dāng)中，巖溶區(qū)水資源安全DPSIRM模型以DPSIRM概念框架為基礎(chǔ)，由驅(qū)動(dòng)力子模型，壓力子模型，狀態(tài)子模型，影響子模型，響應(yīng)子模型以及管理子模型6部分構(gòu)成.如圖1，區(qū)域人口、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展作為驅(qū)動(dòng)因素給巖溶區(qū)水資源安全帶來巨大挑戰(zhàn)和壓力，引起巖溶區(qū)水資源需求的增加，同時(shí)帶來污染物排放量的增加，造成水資源量和質(zhì)的變化，水資源供需矛盾突出、水資源污染加劇，水資源安全面臨脅迫，脅迫反饋到經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，促使人類社會(huì)提高水資源利用技術(shù)、減少污染物排放，進(jìn)而通過政策管理全面加強(qiáng)水資源安全的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)水資源、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的良性耦合.從而降低人類行為對(duì)水資源系統(tǒng)造成的壓力，減少對(duì)水生系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響和制約.

圖1　巖溶區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)DPSIRM模型框架

2　研究方法

2.1灰色關(guān)聯(lián)方法

2.1.1數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 為消除由評(píng)價(jià)指標(biāo)物理量量綱不同帶來的影響，在評(píng)價(jià)之前需將樣本矩陣中各指標(biāo)無綱量化處理.本文采用線性插值法的標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱處理.評(píng)價(jià)某地區(qū)m年的包括n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的水資源安全狀況，則其原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣為［25］：

一般情況下，安全評(píng)價(jià)的所有指標(biāo)可劃分為逆向指標(biāo)和正向指標(biāo)等.正向指標(biāo)（效益型指標(biāo)）是指數(shù)值越大越好的指標(biāo)，其標(biāo)準(zhǔn)化方法：

負(fù)向指標(biāo)（成本型指標(biāo)）是指數(shù)值越小越好的指標(biāo)，其標(biāo)準(zhǔn)化方法：

式中：xmax為該項(xiàng)指標(biāo)最大值；xmin為該項(xiàng)指標(biāo)的最小值.

2.1.2建模步驟 1）確定數(shù)列的最優(yōu)向量，由于進(jìn)行對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理且都轉(zhuǎn)化為正向

指標(biāo)，所以最優(yōu)向量為［34］：

式中：v為取最大運(yùn)算符.

2）利用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)公式計(jì)算j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)yj與最優(yōu)向量G的關(guān)聯(lián)系數(shù)δi（yj，G）：

式中：miniminj|yij-gi|和 maximaxj|yij-gi|分別為兩級(jí)極小差和兩級(jí)極大差；ρ為分辨系數(shù)，0＜ρ＜1，一般取ρ=0.5.

3）計(jì)算第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)yj的權(quán)重wj：

2.2集對(duì)分析法

構(gòu)造集對(duì) H（Xi，Bk）（k=1，2，3，4，5；i=1，2，…，n）得到k元聯(lián)系度［35-36］，本研究k=5，即：

則式（7）變?yōu)椋?/p>

參考王文圣等［36］研究，I1，I2，I3和 J值都取為1，而且樣本有正向指標(biāo)和反向指標(biāo)之分，因此，本文按照正向指標(biāo)和反向指標(biāo)計(jì)算公式如下：

對(duì)于越小越優(yōu)的指標(biāo)，樣本值 xi與該指標(biāo)k級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系度η（xi，Bk）如下［36］：

對(duì)于越大越優(yōu)的指標(biāo)，樣本值 xi與該指標(biāo)k級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系度η（xi，Bk）如下：

根據(jù)文獻(xiàn)［35］，采用置信度準(zhǔn)則來確定樣本的等級(jí).即：

式中：λ為置信度，一般建議在［0.5，0.7］范圍內(nèi)取值.

3　貴州省水資源安全評(píng)價(jià)

3.1研究區(qū)概況

中國的巖溶分布主要在西南地區(qū)，包括貴州大部及廣西、云南、四川、重慶、湖北、湖南等省的部分地區(qū)，面積達(dá)50多萬km2，是全球二大巖溶集中連片區(qū)中面積最大、巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈的地區(qū).整個(gè)貴州省巖溶分布面積達(dá)13萬km2，占國土面積的 73%，是西南地區(qū)巖溶分布最廣的省份，也是西南巖溶山區(qū)的核心部分.貴州省處于長江流域和珠江流域的上游（中國兩大主要的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)），居于高原水塔的核心部位.2013年，貴州省地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到 8006.79億，人均GDP為22981.60元，位列全國所有省市最末位.貴州也是中國少數(shù)民族的主要聚居區(qū)，據(jù)第五次人口普查全省共有 49個(gè)民族，其中少數(shù)民族 48個(gè)，少數(shù)民族人口占全省總?cè)丝诘?7.85%.因此，水資源安全不僅關(guān)系到該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)安全也關(guān)系到下游的長江流域和珠江流域.

3.2數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)主要來源于貴州省水利廳網(wǎng)站對(duì)外公布的《貴州省水資源公報(bào)》（2005-2012）［37］，貴州省環(huán)境保護(hù)局網(wǎng)站對(duì)外公布的《貴州省環(huán)境狀況公報(bào)》（2005-2012）［38］以及《貴州省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2006-2013）［39］等.部分?jǐn)?shù)據(jù)采用專家打分和趨勢預(yù)測獲取.

3.3巖溶區(qū)水資源安全DPSIRM指標(biāo)體系構(gòu)建及標(biāo)準(zhǔn)制定

3.3.1巖溶區(qū)水資源安全的 DPSIRM 指標(biāo)體系 DPSIRM模型框架為巖溶區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確立奠定了理論基礎(chǔ)，提供了新的研究視角.水資源的分布具有地域的特色，因此，在不同地域的水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)有所區(qū)別.根據(jù)喀斯特地區(qū)的水資源特點(diǎn)和利用狀況，參照已有的研究［24，26］，遵循指標(biāo)的代表性、獨(dú)立性、可量化和系統(tǒng)性等原則，建了基于DPSIRM概念模型的巖溶區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表 1.其中水資源保護(hù)和管理制度的健全性、水資源保護(hù)和管理制度的落實(shí)性、防洪抗旱信息化程度指標(biāo)屬于主觀性指標(biāo)，采用專家打分的形式獲取，專家打分采用10分制，如表2.

表1　水資源安全指標(biāo)及含義Table 1 Water safety indexes and meaning

續(xù)表1

表2　主觀性指標(biāo)打分依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grading basis and standards of the subjective indicators

3.3.2指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí) 水資源安全指標(biāo)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)具有地區(qū)差異性，在考慮到巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性基礎(chǔ)上，參照已有水資源安全標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)文獻(xiàn)［4，40］，結(jié)合有關(guān)水污染安全指標(biāo)臨界值以及地方政府頒布的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃目標(biāo)，并根據(jù)專家意見將安全標(biāo)準(zhǔn)做出適當(dāng)調(diào)整（部分標(biāo)準(zhǔn)降低5%～50%），把水資源安全評(píng)價(jià)安全等級(jí)劃分為安全、較安全、較不安全、不安全、極不安全 5個(gè)等級(jí)，具體的指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表3.

3.4水資源安全評(píng)價(jià)

首先依據(jù)式（1）～式（6），計(jì)算水資源安全評(píng)級(jí)指標(biāo)的權(quán)重（表1）.以2005年數(shù)據(jù)為例介紹各參數(shù)意義和運(yùn)算過程，將2005年的各項(xiàng)指標(biāo)按照正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)的認(rèn)定，帶入式（9）、（10），計(jì)算出2005年各個(gè)指標(biāo)的聯(lián)系度，如表4，然后將各指標(biāo)聯(lián)系度帶入式（7）、（8），將各指標(biāo)聯(lián)系度與權(quán)重結(jié)合，得出 2005年各等級(jí)的聯(lián)系度，如表 5.取λ=0.5，對(duì)于 2005年，h2=f1+f2=0.394＜λ， h3=f1+ f2+f3=0.596＞λ，由置信度準(zhǔn)則可以判斷2005年貴州省水資源安全為第三等級(jí)，即臨界安全，同理，可以計(jì)算出 2006～2012年貴州省水資源安全等級(jí)以及各年水資源驅(qū)動(dòng)力安全，壓力安全，狀態(tài)安全，影響安全，響應(yīng)安全以及管理安全等級(jí)，見表5、6.

表4　2005年各指標(biāo)聯(lián)系度Table 4 The connection degree of each index in 2005

從表5總體來看，2005和2006年整個(gè)貴州省水資源安全處于臨界安全狀態(tài)，2007～2012年處于較安全狀態(tài)，可以看出貴州省水資源安全在近8年整體較好.表明在2003年貴州省提出生態(tài)立省戰(zhàn)略后，經(jīng)過2004～2006三年的調(diào)整和實(shí)施，貴州省的水資源更趨安全.

表6　水資源DPSIRM安全等級(jí)及hk值（2005～2012）Table 6 The standards and hkof water DPSIRM safety （2005～2012）

從表 6看出，貴州省水資源驅(qū)動(dòng)力安全從2005和2006年分別是臨界安全，2007、2008年分別為較安全，2009～2012年分別為安全等級(jí)，總體驅(qū)動(dòng)力安全狀況良好，并呈現(xiàn)逐漸轉(zhuǎn)好的態(tài)勢，這與當(dāng)前貴州省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相對(duì)落后，對(duì)水資源及生態(tài)環(huán)境的驅(qū)動(dòng)影響相對(duì)較小相符合；從壓力安全來看，2005年屬于臨界安全，2006～2011年屬于較安全，2012年屬于安全，表明在貴州隨著2003年生態(tài)立省戰(zhàn)略的實(shí)施，通過降低人口數(shù)量、提高人口素質(zhì)，逐步減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的承載壓力.發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)，在保護(hù)自然環(huán)境基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民增收.工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，走新型工業(yè)化道路.強(qiáng)調(diào)保護(hù)的前提下，大力發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)，促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展.實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，逐漸減少了對(duì)生態(tài)環(huán)境和水資源的壓力，生態(tài)效益開始顯現(xiàn)；從狀態(tài)安全來看，2005至2008以及2011年屬于不安全，2009、2010及 2012年分別為臨界安全，可以看出貴州省水資源狀態(tài)安全不容樂觀.貴州地處長江，珠江兩大流域的分水嶺，70%以上屬長江流域，73%的土地面積均屬碳酸鹽巖層，巖溶地貌發(fā)育，巖層透水性強(qiáng)，土層厚度一般在1.0m左右，但山脊、陡坡和巖石裸露地區(qū)的土層較薄，耕地土層厚度僅0.3～0.5m［41］.因此，地表水貯存條件差，水土流失嚴(yán)重，水分涵養(yǎng)能力低，抵御干旱能力弱.受貴州省經(jīng)濟(jì)條件的限制，水資源開發(fā)和利用的前期工作經(jīng)費(fèi)短缺，相應(yīng)的基礎(chǔ)工作薄弱，貴州省許多中小河流的專業(yè)規(guī)劃均未進(jìn)行規(guī)劃，缺乏灌溉條件.因此，形成了降雨量大“水多”，工農(nóng)業(yè)取水難，耕地灌溉率低，工程蓄水量小“水少”的現(xiàn)狀［42］，水資源狀態(tài)安全仍然面臨巨大挑戰(zhàn).從影響安全來看，2005和2006年分別為較安全，2007、2009 和2012年分別為安全，2008、2010和2011年分別為臨界安全，表明巖溶地區(qū)水資源安全隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了影響脅迫，水資源影響安全呈下降趨勢；從響應(yīng)安全來看，2005年為不安全、2006～2010年分別為臨界安全，2011和2012年分別為較安全，表明針對(duì)貴州省的水資源安全狀況，已經(jīng)引起地方政府和人民的重視，采取響應(yīng)措施應(yīng)對(duì)水資源安全面臨的威脅，并產(chǎn)生了一定的積極效果；從管理安全來看，2005年為極不安全，2006為不安全，2006～2011年分別為臨界安全，2012年為較安全，可以看出在生態(tài)立省，全省生態(tài)文明戰(zhàn)略的實(shí)施大背景下，水資源管理制度不斷完善，水資源管理安全逐步改善的過程.

綜上所述，水資源的狀態(tài)和水資源管理是目前影響貴州省水資源安全的重要因素.

4　結(jié)論

4.1本研究基于DPSIRM概念框架，應(yīng)用灰色-集對(duì)模型對(duì)貴州水資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，定量與定性指標(biāo)相結(jié)合，對(duì)每個(gè)評(píng)級(jí)指標(biāo)都賦予了等級(jí)判定，進(jìn)而進(jìn)行了分項(xiàng)和總體評(píng)價(jià)，計(jì)算得出的結(jié)果與水資源安全客觀情況相吻合，證明了該評(píng)價(jià)方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值.該方法凸顯了水資源管理的重要性、克服了主觀賦權(quán)的片面性，充分考慮了每個(gè)指標(biāo)的等級(jí)信息，避免了有效信息的遺失，一定程度上豐富和發(fā)展了水資源安全評(píng)價(jià)方法.

4.2案例研究表明，2005和2006年整個(gè)貴州省水資源安全處于臨界安全狀態(tài)，2007～2012年處于較安全狀態(tài)，貴州省水資源安全呈現(xiàn)整體轉(zhuǎn)好的態(tài)勢.水資源的狀態(tài)和水資源管理是目前影響貴州省水資源安全的重要因素.因此，今后在繼續(xù)調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)同時(shí)，繼續(xù)提高水資源的利用技術(shù)，加強(qiáng)水資源的管理，繼續(xù)加大在農(nóng)村飲水工程、灌區(qū)節(jié)水灌溉工程、病險(xiǎn)水庫整治、水土保持等方面的投入，充分運(yùn)用行政和市場“兩只手”，緊緊抓好以水權(quán)為核心的制度建設(shè)和統(tǒng)一管理，充分調(diào)動(dòng)市場開發(fā)利用水資源，構(gòu)建具有相互配套的制度保障體系和管理措施，從根本上保障貴州省的水資源安全.

4.3本文討論了貴州省的水資源安全狀況，巖溶地區(qū)的水資源安全與下游長江流域和珠江流域的生態(tài)關(guān)聯(lián)效應(yīng)需要下一步深入研究.另外，采用近8年的數(shù)據(jù)來分析水資源的安全變化，時(shí)間尺度相對(duì)較小，不能夠很好地反映水資源的動(dòng)態(tài)變化和影響因素之間的關(guān)系，應(yīng)該進(jìn)一步完善.

［1］ 郭 梅，許振成，彭曉春.水資源安全問題研究綜述 ［J］. 水資源保護(hù)， 2007，23（3）：40-45.

［2］ 暢明琦，劉俊萍.水資源安全基本概念與研究進(jìn)展 ［J］. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)， 2008，18（8）：12-21.

［3］ 賈紹鳳，張軍巖，張士鋒.區(qū)域水資源壓力指數(shù)與水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 ［J］. 地理科學(xué)進(jìn)展， 2002，21（6）：538-546.

［4］ 張鳳太，王臘春，蘇維詞，等.基于熵權(quán)集對(duì)耦合模型的表層巖溶帶“二元”水資源安全評(píng)價(jià) ［J］. 水力發(fā)電學(xué)報(bào)， 2012，31（6）：70-77.

［5］ 關(guān)帥朋，趙先貴，梁 娜.陜西省農(nóng)業(yè)水資源安全閾值研究 ［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2008，26（6）：241-247.

［6］ 張正斌，段子淵，徐 萍.中國糧食和水資源安全協(xié)同戰(zhàn)略 ［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2013，21（12）：1441-1448.

［7］ 谷學(xué)明，王 遠(yuǎn)，趙卉卉，等.江蘇省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系研究 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2012，32（2）：351-358.

［8］ 閔慶文.論西北地區(qū)的水資源安全：問題與對(duì)策 ［J］. 中國人口·資源與環(huán)境， 2004，14（1）：97-103.

［9］ 楊志峰，趙彥偉，崔保山，等.面向生態(tài)城市的水資源供需平衡分析 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2004，24（5）：636-640.

［10］ 曹 琦，陳興鵬，師滿江.基于 DPSIR概念的城市水資源安全評(píng)價(jià)及調(diào)控 ［J］. 資源科學(xué)， 2012，34（8）：1591-1600.

［11］ 賈紹鳳，張士鋒.海河流域水資源安全評(píng)價(jià) ［J］. 地理科學(xué)進(jìn)展，2003，22（4）：379-389.

［12］ 劉布春，梅旭榮，李玉中，等.農(nóng)業(yè)水資源安全的定義及其內(nèi)涵和外延 ［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2006，39（5）：947-951.

［13］ 李書恒，周寅康.中國西北干旱地區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)初探 ［J］.干旱區(qū)研究， 2004，21（3）：230-235.

［14］ 張戈麗，王立本，丁世剛.基于 AHP的濟(jì)南市水安全評(píng)價(jià)研究［J］. 山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2007，22（3）：94-98.

［15］ 肖新成，何丙輝，倪九派，等.農(nóng)業(yè)面源污染視角下的三峽庫區(qū)重慶段水資源的安全性評(píng)價(jià) ［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2013，33（8）：2324-2332.

［16］ 孫月峰，張表志，閆雅飛，等.基于熵權(quán)的城市水資源安全模糊綜合評(píng)價(jià)研究 ［J］. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào)， 2014，14（1）：87-93.

［17］ 安 鑫，周維博，馬 艷，等.基于熵權(quán)的模糊綜合評(píng)價(jià)法在水安全中的應(yīng)用 ［J］. 水資源與水工程學(xué)報(bào)， 2010，21（6）：137-140.

［18］ 代 穩(wěn)，王金鳳，秦 趣，等.六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬研究 ［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2014，53（15）：3692-3697.

［19］ 劉邦貴，劉永強(qiáng)，王 浩，等.基于物元分析法的區(qū)域水資源安全評(píng)價(jià) ［J］. 南水北調(diào)與水利科技， 2014，12（5）：100-104.

［20］ 韓 玉，楊曉琳，陳源泉，等.基于水足跡的河北省水資源安全評(píng)價(jià) ［J］. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2013，21（8）：1031-1038.

［21］ 王 群，陸 林，楊興柱.山岳型旅游地水資源系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) ［J］.地理研究， 2014，33（6）：1059-1073.

［22］ 吳開亞，金菊良，周玉良，等.流域水資源安全評(píng)價(jià)的集對(duì)分析與可變模糊集耦合模型 ［J］. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版）， 2008，40（3）：6-13.

［23］ 張 銳，鄭華偉，劉友兆.基于 PSR模型的耕地生態(tài)安全物元分析評(píng)價(jià) ［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2013，33（16）：5090-5099.

［24］ 施開放，刁承泰，孫秀鋒.基于墑權(quán)可拓決策模型的重慶三峽庫區(qū)水土資源承載力評(píng)價(jià) ［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2013，33（2）：610-619.

［25］ 張鳳太，蘇維詞，周繼霞.基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)分析的城市生態(tài)安全評(píng)價(jià) ［J］. 生態(tài)學(xué)雜志， 2008，27（7）：1249-1254.

［26］ 陳華偉，黃繼文，張 欣，等.基于DPSIR概念框架的水生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià) ［J］. 人民黃河， 2013，35（9）：34-39.

［27］ 孫曉蓉，邵超峰.基于 DPSIR模型的天津?yàn)I海新區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)變化趨勢分析 ［J］. 環(huán)境科學(xué)研究， 2010，23（1）：68-74.

［28］ 于伯華，呂昌河.基于 DPSIR概念模型的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展宏觀分析 ［J］. 中國人口·資源與環(huán)境， 2004，14（5）：68-73.

［29］ 韋 杰，賀秀斌，汪 涌，等.基于DPSIR概念框架的區(qū)域水土保持效益評(píng)價(jià)新思路 ［J］. 中國水土保持科學(xué)， 2007，5（4）：66-69.

［30］ 趙 丹，劉 東，武秋晨.基于 DPSIR-TOPSIS模型的區(qū)域農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià) ［J］. 中國農(nóng)村水利水電， 2014，（7）：52-57.

［31］ 張繼權(quán)，伊坤朋，H iroshi Tani，等.基于DPSIR的吉林省白山市生態(tài)安全評(píng)價(jià) ［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2011，22（1）：189-195.

［32］ 楊 俊，李雪銘，李永化，等.基于DPSIRM模型的社區(qū)人居環(huán)境安全空間分異—以大連市為例 ［J］. 地理研究， 2012，31（1）：135-1144.

［33］ 張 峰，楊 俊，席建超，等.基于DPSIRM健康距離法的南四湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià) ［J］. 資源科學(xué)， 2014，36（4）：0831-0839.

［34］ 郭秀云.2004.灰色關(guān)聯(lián)法在區(qū)域競爭力評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 ［J］. 決策參考， 5（11）：54-59.

［35］ 趙克勤.基于集對(duì)分析的方案評(píng)價(jià)決策矩陣與應(yīng)用 ［J］. 系統(tǒng)土程， 1994，12（64）：67-72.

［36］ 王文圣，李躍清，金菊良，等水文水資源集對(duì)分析區(qū) ［M］. 北京：科學(xué)出版社， 2010.

［37］ 貴州水利.貴州省水資源公報(bào)［EB/OL］.http： //www.gzmwr.gov. cn/Content.aspx？ItemID=47140.

［38］ 貴州省環(huán)境保護(hù)廳.貴州省環(huán)境狀況公報(bào)［EB/OL］.http：//www.gzhjbh.gov.cn/hjgl/hjjc1/hjzlsjzx/hjzkgb/index.shtml.

［39］ 貴州省統(tǒng)計(jì)局.貴州省統(tǒng)計(jì)年鑒 ［Z］. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2006-2013.

［40］ 金菊良，吳開亞，魏一鳴.基于聯(lián)系數(shù)的流域水安全評(píng)價(jià)模型 ［J］.水力學(xué)報(bào)， 2008，39（4）：401-410.

［41］ 楊小輝，鹿 沖，王繼輝.貴州喀斯特地區(qū)水資源主要特征初步分析 ［J］. 貴州水力發(fā)電， 2003，17（4）：10-15.

［42］ 吳士章，朱文孝，蘇維詞，等.貴州水資源狀況及節(jié)水灌溉措施［J］. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2005，23（3）：24-28.

The safety evaluation of water resources based on DPSIRM conceptual framework in karst region.

ZHANG Fen-tai1，2， WANG La-chun2， SU Wei-ci3*（1.Institute of Environment， Resources and Disaster， Guizhou Normal College，Guiyang 550018， China；2.School of Geographic and Oceanographic Sciences， Nanjing University， Nanjing 210093，China；3.Institute of Mountain Resource， Guizhou Academy of Sciences， Guiyang 550001， China）.

China Environmental Science， 2015，35（11）：3511～3520

Aiming at the problems existing in the safety evaluation of water resources， such as partial evaluation indexes，the omission of single index membership information and subjectivity problem of determining weight， In a typical karst area-Guizhou province as an example， combining with the characteristics of water resources in karst region， based on conceptual framework of driving force-pressure-state-impact-response-management （DPSIRM） to build evaluation index system of water resources security， with the help of grey-set pair model to make quantitative evaluation of Water security of Guizhou province in 2005～2005， The results show that： the water security in Guizhou in 2005 and 2006 in the criticality safety state， 2007～2012 in a safe state， water security in Guizhou to present the overall good posture. the state of water resources and water resources management ware the important factors affecting the safety of water resources. Continued to adjust the economic structure and transformation of the mode of growth at the same time， improve the utilization efficiency of water resources， increase investment in infrastructure construction of water resources，strengthening the construction of water resources management system and improve the implementation of water resources management system， these were the fundamental guarantee of the water security in Guizhou； The applicability of the evaluation model and index system was stronger， the evaluation results more objective， provided a new perspective and a new method for the safety assessment of water resources in karst region.

karst area；DPSIRM conceptual framework；grey-set pair model；water resources；security

X820

A

1000-6923（2015）11-3511-10

2015-04-28

國家十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAB03B01）；貴州省科技重大專項(xiàng)（黔科合重大專項(xiàng)字（20126015））；貴州師范學(xué)院環(huán)境科學(xué)特色重點(diǎn)學(xué)科/自然地理重點(diǎn)學(xué)科專項(xiàng)基金

* 責(zé)任作者， 研究員， suweici@sina.com

張鳳太（1979-），男，山東沂南人，副教授，博士研究生，主要研究方向?yàn)樗乃Y源與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等.發(fā)表論文60余篇.