2000—2011年西安市水環(huán)境演變與社會經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的量化分析

張蓉珍1,范華2

(1.西安文理學院 文化與旅游學院,陜西 西安710065; 2.陜西師范大學 旅游與環(huán)境學院,陜西 西安710119)

摘要：基于2000—2011年西安市水環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展狀況,綜合采用頻度分析法和主成分分析法,選取并構(gòu)建西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展指標體系,借助水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)度模型,對西安市12年間水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)性進行量化分析。結(jié)果表明: 2000-2005年間西安市各項環(huán)保設(shè)施仍處于建設(shè)時期,西安市水環(huán)境趨勢呈現(xiàn)波動上升,其發(fā)展水平低于社會經(jīng)濟發(fā)展水平;2006—2011年間水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)同步增長,緣于西安市“十一五”期間實施“環(huán)境優(yōu)市”方略,注重人居生態(tài)環(huán)境的改善,強調(diào)建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會等各項政策的貫徹落實,2006—2011年間水環(huán)境綜合效益增長幅度大于2000—2005年間。指出2000—2011年西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展總體處于協(xié)調(diào)上升趨勢,但水環(huán)境略滯后于社會經(jīng)濟發(fā)展;隨著西安市社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展及人口數(shù)量的增加,西安市水環(huán)境質(zhì)量仍將面臨巨大挑戰(zhàn),還應(yīng)繼續(xù)注重水環(huán)境的保護與防治。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境演變;社會經(jīng)濟發(fā)展;協(xié)調(diào)度;量化分析;頻度分析法;主成分分析法;西安市

基金項目:陜西省科技廳資助項目(2011KRM62)

作者簡介:張蓉珍(1964—),女,教授,主要從事水資源開發(fā)與環(huán)境保護研究。E-mail:zhangrongzhen2013@163.com

中圖分類號：TV213.4

文獻標志碼：A

文章編號：1004-6933(2015)05-0067-05

Abstract：Based on the water environment and development status of social and economic of Xi’an in the year of 2000 and 2011,frequency analysis and principal component analysis (PCA) are used to establish the water environment and development of social and economic indicator system of Xi’an. With the help of water environment and development of social and economic coordination model,quantitative analysis is conducted on the coordination level of water environment and development of social and economic of Xi’an in the recent 12 years. The result shows that: during the years of 2000—2005,environmental devices of Xi’an were still under construction,making water environment trend of Xi’an increasing with fluctuation,whose development level was lower than the social and economic development level; during the years of 2006—2011,water environment and social and economic development increased synchronously due to “optimizing the city with environment” executed during the eleventh-five-year. Some policies focusing on the improvement of human settlement and ecological environment were emphasized and carried out to build an energy-saving and environment-friendly society. The overall benefit growth rate of water environment in the years of 2006—2011 was higher than that in the years of 2000—2005. In general,water environment and social and economic development of Xi’an in the years of 2000—2011 increased harmoniously,while water environment development turning out to be slower compared to social and economic development. With the constant social and economic development in Xi’an and increasing population,water environment quality in Xi’an still faces huge challenge. Protection of water environment and prevention of water pollution should still be focused on.

收稿日期：(2014-10-22編輯：徐娟)

Statistic analysis of relation between Xi’an water environment revolution and

development of society and economy from 2000 to 2011

ZHANG Rongzhen1,FAN Hua2

(1.CultureandTourismCollegeofXi’anUniversityofArtsandScience,Xi’an,Shaanxi,710065;

2.TourismandEnvironmentCollegeofShaanxiNormalUniversity,Xi’an,Shaanxi,710119)

Key words： water environment revolution; social and economic development; coordination degree; quantitative analysis; frequency analysis method; principal component analysis; Xi’an City

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、人口增加、城市化進程加快等社會經(jīng)濟活動加速了水環(huán)境污染和水資源短缺,水環(huán)境與水資源評價及其影響因素、驅(qū)動力等成為國內(nèi)外研究熱點。關(guān)于水環(huán)境演變與社會經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的研究,不少學者作了定性和定量研究,郭懷成等[1]采取系統(tǒng)動力學模型研究了城市水環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系;蓋美[2]采用模糊模式識別模型對大連市近岸海域進行水質(zhì)評價,研究近岸海域水環(huán)境動態(tài)變化及影響因素分析;夏霆等[3]基于PSR框架,建立了鎮(zhèn)江市社會經(jīng)濟與水環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展模式的評價指標體系并進行了預測;方國華等[4]對江蘇省水資源利用、水環(huán)境保護與國民經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系采取投入產(chǎn)出模型進行了分析;鄭旭等[5]采用環(huán)境庫茲涅茨曲線模型建立水環(huán)境污染與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系模型,研究了營口市水環(huán)境污染與社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系。

隨著“關(guān)天經(jīng)濟區(qū)”的建立、“西咸一體化”的發(fā)展,西安步入了建設(shè)國際化大都市的新階段,這對水資源較為貧乏的西安來說必將帶來巨大挑戰(zhàn)。有關(guān)學者在西安水環(huán)境方面亦進行了相關(guān)研究。莊宇等[6]運用建立模型的定量方法對西安地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量進行了模糊綜合評價;馬蓓蓓等[7]從協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展與城市水環(huán)境保護的角度對西部城市水環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)模式進行了研究;張蓉珍等[8]針對西安市水環(huán)境的生態(tài)安全,從狀態(tài)-壓力-響應(yīng)指標框架體系出發(fā),建立水環(huán)境生態(tài)安全評價體系;卓悅[9]采用復合指標法對西安市 1997—2010 年城市化水平進行綜合測度,構(gòu)建了城市化與城市用水量、用水效益、人均用水水平之間的模型?；谝陨涎芯亢颓叭搜芯砍晒?筆者運用協(xié)調(diào)度模型,定量分析西安市2000—2011年水環(huán)境演變與社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系并分析其內(nèi)在原因,以彌補該市水環(huán)境演變與社會經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系研究的空白,為促進西安市區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展、水戰(zhàn)略的實施提供科學依據(jù)。

1西安市水環(huán)境現(xiàn)狀

1.1水資源先天不足

西安市位于陜西省中部,屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)。2011年全市水資源總量為30.74億m3[10],人均水資源占有量不足361.08m3[11],按照國際標準,人均占有水資源量500m3為水資源危機線,因此西安市是一個水資源匱乏的地區(qū)。同時,西安的水資源時空分布不均:78%的降水集中在5—10月,其中7—9月的降水占全年降水的47%,且時有暴雨出現(xiàn),這樣使得洪澇災(zāi)害出現(xiàn)概率增加,水土流失情況加重;秦嶺山區(qū)的地表徑流量占到全市總量的82%,而平原、臺塬區(qū)僅占18%,因而水資源利用的難度較大。

1.2城市需水量增大,水污染嚴重

隨著西安市城市化進程的加快,一方面,需水量特別是生活用水量迅速增加,據(jù)有關(guān)資料顯示,生活用水量以平均每年5.58%的速度上升,且從1998年開始西安市的生活用水比重已經(jīng)超過生產(chǎn)用水比重[12]。另一方面,由于水污染日益嚴重,有限的水資源可利用量減少,加劇了西安市水資源的短缺。2011年西安市10個地表水體25個斷面中有12個為劣Ⅴ類,河流斷面水功能達標率僅為29.4%,說明地表水體超標嚴重,2011年主要污染物排放量COD 12.4689萬t,NH3-N 1.4186萬t[13]。西安市地表水環(huán)境首要污染物是NH3-N,石油類、COD排放量也較大，水污染情況不容樂觀。

2評價指標體系的構(gòu)建

根據(jù)對水環(huán)境與社會經(jīng)濟的關(guān)系分析,首先確定一系列指標,然后搜集并整理相關(guān)數(shù)據(jù);再利用SPSS軟件對其進行主成分分析,提取到3項主成分,定為3大類別:水環(huán)境、社會和經(jīng)濟；最后從3大類別中可以分別選取相關(guān)性最高的17個指標。這樣就得到西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展評價指標體系,并將其分為3大層次:第1層次為目標層，分別為水環(huán)境質(zhì)量指數(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量指數(shù);第2層次為類別層,分別為水環(huán)境、社會、經(jīng)濟;第3層次為指標層,為各類具體指標。

2.1指標的選取

綜合采用頻度分析法和主成分分析法選取指標。采用頻度分析法[14]對關(guān)于水環(huán)境和城市社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展研究的論文中的指標進行頻度統(tǒng)計,從中選擇使用頻度較高的指標,如人口密度、GDP、城鎮(zhèn)居民可支配收入、人均工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)民人均純收入、城市生活污水排放量、污水處理廠處理能力、污水處理率、人均公共綠地面積、居民家庭用水、人均日生活用水量等。在頻度分析法選擇的指標中運用主成分分析法[15]把原來多個變量劃為少數(shù)幾個綜合指標。在此基礎(chǔ)上,參考相關(guān)文獻確定最終研究指標。指標數(shù)據(jù)來源于2001—2012年的《西安市統(tǒng)計年鑒》、《陜西省統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》，以及2004—2009年《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》等,少數(shù)指標，如工業(yè)用水重復利用率、污水再生利用量、COD去除量等，通過線性插值計算獲得。

2.2指標權(quán)重的確定

指標權(quán)重采用AHP方法[16]并結(jié)合變異系數(shù)法[3]確定。評價體系中的標準值(表1)源于西安市“十二五”環(huán)境保護規(guī)劃和西安市建設(shè)國際化大都市的相關(guān)指標等資料。

表1　西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展評價指標體系

2.3協(xié)調(diào)度計算

根據(jù)文獻[17],構(gòu)建水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)度模型。協(xié)調(diào)度是度量系統(tǒng)或要素之間協(xié)調(diào)狀況好壞程度的定量指標[18]。

根據(jù)協(xié)調(diào)度的定義,設(shè)正數(shù)X1,X2,…,Xm為描述水環(huán)境特征的m個指標;設(shè)正數(shù)Y1,Y2,…,Yn為描述社會經(jīng)濟特征的n個指標。則分別稱函數(shù)

(1)

為水環(huán)境綜合效益指數(shù)(或綜合環(huán)境評價指標)和社會經(jīng)濟綜合效益指數(shù)(或綜合經(jīng)濟評價指標)。

式中,ai和bj為權(quán)重。

(2)

(3)

式中，k為系數(shù)，文中計算取k=2。

協(xié)調(diào)度C作為反映水環(huán)境與社會經(jīng)濟相互協(xié)調(diào)的重要指標,它對于約束環(huán)境與社會經(jīng)濟的發(fā)展行為,促進二者健康、協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。

然而,協(xié)調(diào)度在有些情況下卻很難反映出水環(huán)境與社會經(jīng)濟的整體功能大小(或發(fā)展水平)。為此,用城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平D來反映水環(huán)境與社會經(jīng)濟的綜合發(fā)展水平。

(4)

式中，T為協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)。

3評價結(jié)果與分析

通過式(1)~(4)對2000—2011年西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展指標值進行計算,得出水環(huán)境綜合效益指數(shù)f(X)、社會經(jīng)濟綜合效益指數(shù)g(Y)、協(xié)調(diào)度C、城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平D,具體結(jié)果見圖1。

圖1　水環(huán)境綜合效益指數(shù)f(X)、社會經(jīng)濟綜合效益 指數(shù)g(Y)、協(xié)調(diào)度C、城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平D的年際變化

根據(jù)水環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的分類體系及其判別標準[17],從圖1中可以看出:西安市在2000—2011年間水環(huán)境綜合效益、社會經(jīng)濟綜合效益以及城市協(xié)調(diào)水平均呈現(xiàn)增長趨勢,且后期均呈不斷增長的趨勢,表明西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展?jié)摿^大。2000—2011年期間,隨著國家實施西部大開發(fā)以及西安市“十五”、“十一五”各項環(huán)保措施和經(jīng)濟發(fā)展政策的落實西安市水環(huán)境和社會經(jīng)濟呈現(xiàn)協(xié)調(diào)增長趨勢。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示:這一時期西安社會經(jīng)濟以年均13.7%的速度遞增,高于全國平均增幅3.8%,高于全省平均增幅1.3%;特別是從2001年開始,生產(chǎn)總值連續(xù)8年保持了13%以上的速度[18],經(jīng)濟發(fā)展速度穩(wěn)步提高;期間通過創(chuàng)建國家園林城市、衛(wèi)生城市以及建設(shè)與改造城市基礎(chǔ)設(shè)施、不斷增大環(huán)保投資力度等,城市環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。

2000—2011年可以分為兩個階段:

a. 2000—2005年間西安市各項環(huán)保設(shè)施仍處于建設(shè)時期,工業(yè)廢水排放率2005年污水處理率僅38.9%[12],西安市水環(huán)境呈現(xiàn)波動上升,其發(fā)展水平低于社會經(jīng)濟發(fā)展水平。

b. 在2006—2011年間水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)同步增長。西安市“十一五”期間實施“環(huán)境優(yōu)市”方略,注重人居生態(tài)環(huán)境的改善,強調(diào)建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會,城市綜合服務(wù)功能得以提升。因此,2006—2011年間水環(huán)境綜合效益增長幅度快于2000—2005年間。如GDP耗水量2004 年為30m3/萬元,2010年下降5.4m3/萬元,工業(yè)用水量從2004年的209.96t/萬元降到2010年的121.4t/萬元,廢水排放量在2005年為最高達40.1t/萬元,在2010年為最低值17.9t/萬元,這與不斷加大工業(yè)企業(yè)的整頓和各項排污治理措施的落實有關(guān)[19]。

4結(jié)語

城市是社會經(jīng)濟活動最為密集的地域,以城市為單元開展社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境演變相互作用及調(diào)控研究,是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。社會經(jīng)濟發(fā)展是影響水環(huán)境演變的重要因素,水環(huán)境質(zhì)量的高低與社會經(jīng)濟之間存在相互依賴、相互制約、彼此促進的緊密關(guān)系,一方面優(yōu)良的水環(huán)境和切實的環(huán)境治理是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),另一方面社會經(jīng)濟發(fā)展又給水環(huán)境保護與治理提供雄厚的資金保障。西安市水環(huán)境演變與城市經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及環(huán)境保護政策的實施有很大的關(guān)系。運用頻度分析法、主成分分析法、層次分析法和變異系數(shù)法構(gòu)建水環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展評價指標體系,并構(gòu)建了兩者的協(xié)調(diào)度模型,分析西安市2000—2011年水環(huán)境演變與社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系,得出這12年間西安市在水環(huán)境綜合效益、社會經(jīng)濟綜合效益以及城市協(xié)調(diào)水平均呈曲折增長趨勢的結(jié)論。2006年是一拐點,之前,水環(huán)境發(fā)展水平低于社會經(jīng)濟發(fā)展水平;2006年以后增長趨勢明顯,表明西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展?jié)摿^大。2000—2011年西安市水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展雖呈協(xié)調(diào)上升趨勢,但水環(huán)境略滯后于社會經(jīng)濟發(fā)展。隨著西安市社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人口數(shù)量的增加,西安市水環(huán)境質(zhì)量仍將面臨巨大挑戰(zhàn),因此西安市還應(yīng)繼續(xù)注重水環(huán)境的保護與防治。這一研究結(jié)果與相關(guān)研究比較契合[3]。筆者通過定性與定量兩種相結(jié)合的方法選取水環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展指標,相較單一方法,該方法更加全面、科學。同時運用協(xié)調(diào)度模型將水環(huán)境演變與社會經(jīng)濟發(fā)展間的關(guān)系進行定量分析,使得結(jié)果更具有客觀性。但是在指標權(quán)重確定時專家打分中仍有一定的主觀性,社會經(jīng)濟發(fā)展指標數(shù)量較少涵蓋,顯得不夠全面,在今后的研究中應(yīng)繼續(xù)梳理、完善相關(guān)指標體系,更加全面、系統(tǒng)地研究區(qū)域水環(huán)境與社會經(jīng)濟的關(guān)系。

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