劉 潔, 謝麗芳, 楊國英, 魏 巍, 王 倩, 趙言文

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 江蘇 南京 210095)

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豐水區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程與水資源利用的關(guān)系
——以江蘇省為例

劉 潔, 謝麗芳, 楊國英, 魏 巍, 王 倩, 趙言文

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 江蘇 南京 210095)

摘要：[目的] 以江蘇省為例,研究豐水區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展與水資源開發(fā)利用的主要影響因素、變化特征以及兩者響應(yīng)關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化發(fā)展與水資源利用的協(xié)調(diào)。[方法] 運(yùn)用熵權(quán)法構(gòu)建江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平和水資源開發(fā)利用綜合潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并進(jìn)行響應(yīng)度關(guān)系模型構(gòu)建和相關(guān)性分析。[結(jié)果] 研究期間,尤其是2008—2012年,江蘇省處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期,人口城鎮(zhèn)化和空間城鎮(zhèn)化水平高于經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化,城鎮(zhèn)化發(fā)展不協(xié)調(diào);伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn),江蘇省水資源開發(fā)利用水平呈上升趨勢(shì),水資源稟賦逐年降低,水資源利用水平穩(wěn)步提升,但水資源污染程度也在加深。2004,2009,2010年,江蘇省水資源系統(tǒng)在一定程度上制約了城鎮(zhèn)化的發(fā)展。[結(jié)論] 城鎮(zhèn)化進(jìn)程與水資源利用存在一定的響應(yīng)關(guān)系,目前江蘇省正面臨提高城鎮(zhèn)化發(fā)展協(xié)調(diào)性的任務(wù),必須改變傳統(tǒng)的外延型擴(kuò)張模式,合理高效地利用水資源。

關(guān)鍵詞：熵權(quán)法; 城鎮(zhèn)化; 水資源開發(fā)利用; 綜合發(fā)展指數(shù); 響應(yīng)度; 江蘇省

文獻(xiàn)參數(shù)： 劉潔, 謝麗芳, 楊國英, 等.豐水區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程與水資源利用的關(guān)系[J].水土保持通報(bào)，2016,36(3)：193-199.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.03.033

城鎮(zhèn)化在國際上通常稱為城市化，在中國一般稱為城鎮(zhèn)化。在未來的20 a，中國經(jīng)濟(jì)將處于高速發(fā)展時(shí)期，城市化的加速發(fā)展將成為支撐經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，因此城?zhèn)化勢(shì)必將成為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的重要任務(wù)[1]。水資源是人類賴以生存和發(fā)展的最基本物質(zhì)條件，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，水資源作為戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源已經(jīng)得到完全體現(xiàn)。伴隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程中水資源浪費(fèi)、水資源污染等問題的出現(xiàn)，許多領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)城鎮(zhèn)化與水資源的關(guān)系展開了深入研究。目前，大多數(shù)發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入城鎮(zhèn)化發(fā)展后期并實(shí)現(xiàn)了需水零增長，其研究對(duì)象主要為水環(huán)境污染和水資源管理[2-3]。中國關(guān)于城鎮(zhèn)化對(duì)水資源影響的研究主要集中在城市的水質(zhì)、水資源供求、水循環(huán)等單個(gè)方面，如田禹等[4]通過對(duì)山東省城鎮(zhèn)化發(fā)展與污水排放關(guān)系的研究，提出了隨著山東省城鎮(zhèn)化的不斷快速發(fā)展，污水排放量呈上升趨勢(shì)；王東東等[5]研究表明隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，水的資源的供需矛盾變得日益突出；姜昀等[6]研究了城市化進(jìn)程引起的水文演化規(guī)律，并提出多種水文循環(huán)演化的解決對(duì)策；也有學(xué)者研究了水資源約束下的城市化進(jìn)程，如鮑超等[7]分析了城市化水平與水資源利用關(guān)系，探討了與水資源約束相適應(yīng)的城市化發(fā)展模式，陳妍彥等[8]探討了在水資源總量控制約束下，用水和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。以往城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)水環(huán)境的相關(guān)研究主要側(cè)重于用水需求方面的靜態(tài)影響，而城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用的動(dòng)態(tài)影響及二者關(guān)系的只有少量學(xué)者進(jìn)行過研究，且研究區(qū)域主要集中于干旱、半干旱區(qū)域等資源型缺水的地區(qū)[9-12]，目前對(duì)相對(duì)豐水地區(qū)城市化與水資源相互關(guān)系的研究仍少有人涉獵。盡管從理論的推導(dǎo)來看，區(qū)域水資源整體上有著隨城市化發(fā)展先惡化、后改善的耦合規(guī)律，但在城市化發(fā)展的不同時(shí)期內(nèi)，水資源對(duì)城市化綜合發(fā)展水平的響應(yīng)特征以及水資源與城鎮(zhèn)化各個(gè)分量的響應(yīng)關(guān)系并不確定[13]?？梢?，對(duì)城市化所導(dǎo)致的水資源響應(yīng)及其規(guī)律進(jìn)行分析是非常有必要的。

本文擬結(jié)合2004—2013年江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒，江蘇省水資源公報(bào)的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算整理獲得水資源量，水資源開發(fā)利用，城鎮(zhèn)建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等數(shù)據(jù)資料，并從水資源的稀缺性和對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的約束性出發(fā)，以促進(jìn)水資源的合理分配，提高水資源利用水平和水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)，在定量測(cè)評(píng)江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平和水資源開發(fā)利用綜合潛力的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建響應(yīng)度關(guān)系模型和相關(guān)性分析來判斷兩者的響應(yīng)關(guān)系，旨在研究2003—2012年江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平與水資源開發(fā)利用綜合潛力的主要影響因素、變化特征以及兩者的響應(yīng)關(guān)系，以期為江蘇省城鎮(zhèn)化建設(shè)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展及水資源的可持續(xù)開發(fā)提供科學(xué)參考。

1研究區(qū)概況

江蘇省位于中國大陸東部沿海中心(東經(jīng)116°18′—121°57′，北緯30°45′—35°20′)，全省國土面積1.026×105km2，東瀕黃海，西連安徽，北接山東，東南與浙江和上海毗鄰。江蘇省是中國東部的經(jīng)濟(jì)大省，是城鎮(zhèn)化水平較高的省份，2012年，江蘇省總?cè)丝? 919.98萬人，其中城鎮(zhèn)人口4 990.09萬人，城鎮(zhèn)化水平63%，一、二、三產(chǎn)業(yè)所占比重分別為6.3%，50.2%和43.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國城鎮(zhèn)化水平，成為快速城鎮(zhèn)化地區(qū)。但是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)的過程中確面臨著城鎮(zhèn)化發(fā)展協(xié)調(diào)問題，主要表現(xiàn)為地區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)化發(fā)展不協(xié)調(diào)，區(qū)域(蘇南、蘇中、蘇北)發(fā)展不協(xié)調(diào)以及區(qū)域間差距不斷擴(kuò)大。江蘇省的蘇南區(qū)域包括寧、鎮(zhèn)、蘇、錫、常5市，蘇中區(qū)域包括揚(yáng)、通、泰3市，蘇北區(qū)域包括徐、淮、連、鹽、宿5市。

全省境內(nèi)河川交錯(cuò)、水網(wǎng)密布，有大小湖泊290多個(gè)。全省處于南北氣候過渡帶，地表水資源量年內(nèi)分配不均且年際變化大，2012年全省水資源總量為3.73×1010m3，全省人均水資源量471.34 m3，僅為全國人均水資源量的1/5。位居江淮、沂、沭、泗幾大流域的下游，過境水資源量豐富，但由于來水的年際、年內(nèi)變化很大，且引用江水受到水利工程設(shè)施建設(shè)不完善的限制，水量可用卻不可靠。水資源開發(fā)利用方面，目前主要是利用地表水，地表水源占供水量的98.2%，地下水利用的很少。全省區(qū)域用水具有明顯的差異，蘇南、蘇中及蘇北面積分別占全省的28%，20%及52%，蘇南、蘇中、蘇北的用水量分別為2.34×1010，1.29×104，1.90×1010m3，分別占全省總用水量的42.3%，23.4%，34.3%。全省總體上水資源總量豐富，人均水資源不足，區(qū)域間水資源利用不平衡，再加上人口增加和工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展導(dǎo)致的水環(huán)境日趨惡化，作為相對(duì)豐水地區(qū)的江蘇省水資源的也存在嚴(yán)重不足的問題。

2研究方法

本文按照如下步驟和方法構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并計(jì)算綜合指數(shù)，量化江蘇省城鎮(zhèn)化與水資源的關(guān)系，并據(jù)此分析江蘇省城鎮(zhèn)化的與水資源的變化特征、影響因素以及兩者的響應(yīng)特征。

2.1構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)江蘇省城鎮(zhèn)化發(fā)展特點(diǎn)以及水資源開發(fā)利用情況，在綜合分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，考慮到在選取評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)所遵循的科學(xué)性、綜合性、動(dòng)態(tài)性、可獲得性等原則，參照其他文獻(xiàn)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平和水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)從人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、社會(huì)城鎮(zhèn)化、空間城鎮(zhèn)化等4個(gè)方面選取[13-14]；水資源開發(fā)利用綜合潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)從水資源稟賦、水資源利用水平和水資源污染程度3個(gè)方面選取[15-18]。最終得到江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平與水資源開發(fā)利用綜合潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1　江蘇省城鎮(zhèn)化與水資源綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由于江蘇省區(qū)域發(fā)展水平不平衡，而且不同地區(qū)的水資源稟賦、水資源利用水平南北也有較大差異，為了更加全面、客觀地了解江蘇省的城鎮(zhèn)化和水資源開發(fā)利用水平，本文還將以江蘇省蘇南、蘇中、蘇北為研究對(duì)象，對(duì)江蘇省的城鎮(zhèn)化發(fā)展和水資源利用進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)。

2.2運(yùn)用熵權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重

熵權(quán)法是一種比較客觀(層次分析法比較主觀)、全面(主成分分析法丟失部分信息)、無需先驗(yàn)結(jié)果(BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型需要先驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練才能得出指標(biāo)的相應(yīng)權(quán)重)的綜合評(píng)價(jià)[19]。熵權(quán)法主要是根據(jù)各指標(biāo)的信息量大小來確定其權(quán)數(shù)，如果指標(biāo)的信息熵越小，該指標(biāo)提供的信息量則越大，權(quán)重就越高，在綜合評(píng)價(jià)中所起作用也就越大，反之亦然。

由于不同指標(biāo)存在量綱、量級(jí)的差別，為了使各個(gè)指標(biāo)具有可比性，先運(yùn)用隸屬度函數(shù)，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，使其轉(zhuǎn)化為[0，1]。

預(yù)期型指標(biāo)的計(jì)算公式為：Xij′=(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)(Xmin

(1)

約束型指標(biāo)的計(jì)算公式為：Xij′=(Xmax-Xij)/(Xmax-Xmin)(Xmin

(2)

(3)

(4)

(5)

式中：Xij′——?dú)w一化后的指標(biāo)值；Xij——具體指標(biāo)的屬性值；i——年份；j——第i年的指標(biāo)個(gè)數(shù)；Hj——第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值；m——年份的總數(shù)；fij——第i年第j項(xiàng)指標(biāo)占該年所有因子的比例；Wj——各指標(biāo)的權(quán)重;n——評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

2.3計(jì)算綜合指數(shù)

以城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平指數(shù)Ci為例，計(jì)算公式為：

(6)

2.4構(gòu)建水資源對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)度模型[13]

本文通過借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)中點(diǎn)彈性的定義，構(gòu)造水資源對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)度模型，定量揭示出水資源對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)強(qiáng)度，分析水資源對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展的響應(yīng)關(guān)系。水資源與城鎮(zhèn)化響應(yīng)度模型的計(jì)算公式如下：

(7)

(8)

式中：Gj——T時(shí)期內(nèi)的水資源k分量對(duì)城鎮(zhèn)化的綜合響應(yīng)度； θk(t)——t年份的水資源k分量對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)度； Ct——t年份的城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)； Fkt——t年份的水資源k分量數(shù)值；dFkt/dCt——t年份的水資源k分量對(duì)城鎮(zhèn)化的導(dǎo)數(shù)。

2.5水資源與城鎮(zhèn)化的相關(guān)性關(guān)系

為分析城鎮(zhèn)化與水資源利用的響應(yīng)關(guān)系，運(yùn)用SPSS軟件將城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平指數(shù)各分量和水資源綜合潛力指數(shù)各分量分別進(jìn)行雙變量相關(guān)關(guān)系分析，并根據(jù)得到的相關(guān)系數(shù)r值和p值，以此來比較城鎮(zhèn)化各分量與水資源各分量的相關(guān)性和影響機(jī)制。

3結(jié)果與分析

3.1江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平

如圖1所示，2003—2012年，江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平指數(shù)及人口城鎮(zhèn)化指數(shù)、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化指數(shù)、社會(huì)城鎮(zhèn)化指數(shù)、空間城鎮(zhèn)化指數(shù)發(fā)展都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說明江蘇省正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期；而且江蘇省的城鎮(zhèn)化進(jìn)程并不是一成不變的，在不同的時(shí)間段內(nèi)，居于主導(dǎo)地位的因素各不相同，這與不同時(shí)期的歷史條件以及政策因素密切相關(guān)。

圖1　江蘇省城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)變化過程

分區(qū)域來看，將2012年江蘇省3個(gè)區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展水平的綜合測(cè)評(píng)結(jié)果進(jìn)行分析(表2)，江蘇省城鎮(zhèn)化發(fā)展水平可以分為較高、中等、較低3大類。蘇南城鎮(zhèn)化水平最高；蘇中處于中等水平；蘇北仍然處于落后的位置，但其與蘇中的差距并不大。蘇南不僅占盡改革開放后鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展的先機(jī)，而且具有緊鄰上海吸引外資的地緣優(yōu)勢(shì)并在此基礎(chǔ)上提升城鎮(zhèn)民生設(shè)施、環(huán)境和城鄉(xiāng)關(guān)系，成為城鎮(zhèn)化發(fā)展水平較高的一族；蘇中憑借其臨江和緊鄰蘇南的區(qū)位優(yōu)勢(shì)接收了其產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移并注重改善人民生活質(zhì)量、環(huán)境和城鄉(xiāng)差異，城鎮(zhèn)化水平處于中等的位置；蘇北無突出的優(yōu)勢(shì)區(qū)位且自身發(fā)展基礎(chǔ)較差，在城鎮(zhèn)化過程中逐漸被邊緣化，成為城鎮(zhèn)化水平中較低的一類。

從具體指標(biāo)來看，2008年作為一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，各分量指數(shù)轉(zhuǎn)折發(fā)展趨勢(shì)初顯。經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化速度明顯出現(xiàn)相對(duì)下降趨勢(shì)，空間城鎮(zhèn)化發(fā)展水平超過人口城鎮(zhèn)化水平，并且與經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平的差距有加大的趨勢(shì)：產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于受2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，江蘇省經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平出現(xiàn)較為明顯的下降，人口城鎮(zhèn)化也在前段時(shí)間的快速發(fā)展中放緩了發(fā)展速度，土地集約利用水平不高，土地粗放利用依然嚴(yán)重，所以短時(shí)間內(nèi)對(duì)空間的需求并未因此減少。2008—2012年期間，人口城鎮(zhèn)化指數(shù)和空間城鎮(zhèn)化指數(shù)的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化指數(shù)和社會(huì)城鎮(zhèn)化指數(shù)，表明這一過程中，江蘇省城鎮(zhèn)化的推進(jìn)主要依賴于城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)大，越來越多的人口居住在城鎮(zhèn)，城鎮(zhèn)外延擴(kuò)張迅速，經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化發(fā)展相對(duì)滯后，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益不高，城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量與規(guī)模并不協(xié)調(diào)，城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量有待提升。

表2　　　　江蘇省3大區(qū)域城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展

3.2江蘇省水資源開發(fā)利用水平

如圖2所示，2003—2012年，江蘇省水資源開發(fā)利用綜合潛力總體處于波動(dòng)式上升趨勢(shì)，尤其是2003—2004和2008—2010年期間波動(dòng)較大，這一現(xiàn)象可能與該期間災(zāi)情疫情突發(fā)、水利政策變動(dòng)有關(guān)，如淮北大旱、淮南大水對(duì)水資源的沖擊，“非典”的爆發(fā)給整體生態(tài)環(huán)境所帶來的不利影響，不僅導(dǎo)致水資源質(zhì)量的下降，在一定程度上也可能會(huì)影響對(duì)水利工作的投入力度等。

圖2　江蘇省水資源綜合指數(shù)變化過程

分區(qū)域來看，蘇南地區(qū)的水資源開發(fā)利用水平較高，蘇中處于中等水平，蘇北處于較落后的位置，說明城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)水資源開發(fā)利用的促進(jìn)作用；13個(gè)省轄市中，蘇中3市和蘇北5市農(nóng)業(yè)用水占總用水量50%以上，蘇南地區(qū)無錫、常州、蘇州、鎮(zhèn)江4市工業(yè)用水占總用水總量40%，地區(qū)用水效率不高、用水結(jié)構(gòu)不合理；蘇南水污染問題的日益加劇，水資源供需矛盾將進(jìn)一步激化：但是地區(qū)水資源開發(fā)利用水平還有很大的潛力，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和科技水平的提高，地區(qū)水資源開發(fā)利用水平必將得到有效改善。

從具體指標(biāo)來看，水資源的需求不斷增長，水資源稟賦逐年下降，農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水依然是江蘇省水資源消耗最大的2個(gè)部分，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，用水結(jié)構(gòu)不合理，需要注意的是由于2003年淮河春汛、夏汛接秋汛，發(fā)生了建國以來僅次于1954年的全流域性大洪水，致使水資源稟賦值與其他年份相比偏高；城市污水處理能力得到顯著增強(qiáng)，水資源利用水平明顯快速提高，萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量均分別由2003年的330 m3和94 m3下降至2012年的102 m3和19 m3。一方面，表明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)、污水處理技術(shù)等相關(guān)技術(shù)得以進(jìn)步，在一定程度上降低了對(duì)水資源的壓力；另一方面，體現(xiàn)了環(huán)保意識(shí)和節(jié)能減排的理念深入人心，以及一些節(jié)水硬性措施的出臺(tái)，促使民眾積極主動(dòng)地參與水資源保護(hù)。但是由于灌溉方式不當(dāng)?shù)仍颍r(nóng)業(yè)灌溉用水效率依然較低，農(nóng)田灌溉平均用水量卻由2003年的5 355 m3/hm2上升到2012年的6 450 m3/hm2；水資源污染程度依然呈上升趨勢(shì)，工業(yè)萬元產(chǎn)值廢水排放量由2003年的37.22 m3下降至2012年的9.88 m3，污水處理率由69.9%上升到90.7%，但是耕地施用化肥量卻沒有減少反而增多，由2003年的685.5 kg/hm2上升到720.45 kg/hm2(圖2)，農(nóng)業(yè)污水成為新興的污染源。江蘇省正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，未來一段時(shí)期其水資源開發(fā)利用負(fù)荷還將持續(xù)加大，水資源可持續(xù)利用問題依然嚴(yán)峻。

3.3水資源對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)度

水資源對(duì)城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平的響應(yīng)關(guān)系。利用SPSS軟件，分別對(duì)城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)與水資源開發(fā)利用綜合潛力指數(shù)及其分量進(jìn)行曲線擬合并對(duì)各種曲線擬合方法進(jìn)行優(yōu)勢(shì)比較，得出兩者的最優(yōu)響應(yīng)方程，為進(jìn)一步比較分析不同水資源分量對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)敏感程度，求算出水資源綜合指數(shù)及其分量對(duì)城市化綜合指數(shù)的綜合響應(yīng)度(表3)。

表3　江蘇省水資源對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)關(guān)系函數(shù)及其檢驗(yàn)

注：X代表城鎮(zhèn)化指數(shù);Y1代表水資源綜合潛力指數(shù);Y2代表水資源稟賦指數(shù);Y3代表水資源利用水平指數(shù);Y4代表水資源污染程度指數(shù)。

城鎮(zhèn)化不僅表現(xiàn)為城市規(guī)模擴(kuò)張與結(jié)構(gòu)變化2個(gè)方面，同時(shí)也伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效率的變化，這些變化一方面會(huì)對(duì)水資源系統(tǒng)產(chǎn)生脅迫作用，進(jìn)而對(duì)城市水資源開發(fā)利用的結(jié)構(gòu)與規(guī)模提出限制性要求，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)區(qū)域用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、用水效率的提高和水資源利用水平的提升。從表3中可以看出，2003—2012年，江蘇省水資源開發(fā)利用綜合潛力指數(shù)、水資源稟賦指數(shù)、水資源利用水平指數(shù)、水資源污染程度指數(shù)對(duì)城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)的響應(yīng)函數(shù)均為三次曲線方程，水資源稟賦指數(shù)、水資源利用水平指數(shù)、水資源污染程度指數(shù)對(duì)城鎮(zhèn)化指數(shù)都具有較好的擬合效果，說明江蘇省水資源開發(fā)利用對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)主要體現(xiàn)在增加用水規(guī)模、改變用水結(jié)構(gòu)、加劇水體污染、促使水資源高效利用、改變水資源開發(fā)利用方式等方面；其中水資源稟賦指數(shù)對(duì)城鎮(zhèn)化指數(shù)的響應(yīng)度較高，說明水資源稟賦與城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展具有更強(qiáng)的敏感度，人口增長使得用水量隨之增長，再加上農(nóng)業(yè)、工業(yè)耗水量大，用水結(jié)構(gòu)不合理、用水效益不高，導(dǎo)致城鎮(zhèn)化對(duì)水資源稟賦的影響較大。

城鎮(zhèn)化與水資源的響應(yīng)關(guān)系不僅表現(xiàn)在各要素間相互作用的交錯(cuò)性，還表現(xiàn)在時(shí)序變動(dòng)上的階段性。研究期間，江蘇省水資源對(duì)城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平的響應(yīng)關(guān)系可以劃分為2類：一是水資源開發(fā)利用綜合潛力指數(shù)值位于擬合曲線下方，表明2004,2009,2010年這3個(gè)年份江蘇省水資源在一定程度上制約了城鎮(zhèn)化的發(fā)展，同時(shí)也表現(xiàn)出隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)消耗了一部分水資源開發(fā)利用潛力，主要是因?yàn)殡m然城市化引起社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張，但用水效率提高需要一定的過程，當(dāng)用水效率提高的速度慢于區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長速度的情況下，區(qū)域生產(chǎn)用水不斷增加，引起產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)變化，對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水及水環(huán)境產(chǎn)生脅迫，導(dǎo)致缺水加??；二是水資源開發(fā)利用綜合潛力指數(shù)值位于擬合曲線上方，表明其他幾個(gè)年份的江蘇省水資源開發(fā)利用綜合潛力與城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平在同向提升，城鎮(zhèn)化發(fā)展在一定程度上增加了水資源開發(fā)利用潛力，城鎮(zhèn)化發(fā)展不受水資源的制約(圖3)，主要是因?yàn)槌擎?zhèn)化所帶來的城鎮(zhèn)規(guī)模效益和綜合實(shí)力的提高提升了區(qū)域供用水效率、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)、促進(jìn)管理水平提高和節(jié)水防污型社會(huì)建設(shè)：為此需要繼續(xù)提高省內(nèi)水資源綜合管理能力，以保障水資源開發(fā)利用對(duì)未來城鎮(zhèn)化發(fā)展的支撐力。

水資源與城鎮(zhèn)化各分量的相關(guān)性分析。利用SPSS軟件，對(duì)江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平各分量和水資源綜合潛力指數(shù)各分量進(jìn)行相關(guān)性分析來探討其響應(yīng)關(guān)系(詳情見表4)。

圖3　江蘇省水資源與城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平的關(guān)系

分量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)人口城鎮(zhèn)化經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化社會(huì)城鎮(zhèn)化空間城鎮(zhèn)化水資源稟賦相關(guān)系數(shù)r-0.767-0.729-0.774-0.807顯著性p0.0100.0170.0090.005水資源開發(fā)利用水平相關(guān)系數(shù)r0.9280.9430.9400.932顯著性p0.0000.0000.0000.000水資源污染程度相關(guān)系數(shù)r0.8750.8690.8430.830顯著性p0.0000.0010.0020.003

注:p<0.05為顯著；p<0.01為非常顯著。

從整體看來，江蘇省水資源稟賦、水資源開發(fā)利用水平與水資源污染程度都與城鎮(zhèn)化的各個(gè)分量都呈顯著相關(guān)關(guān)系，表明水資源系統(tǒng)與城鎮(zhèn)化質(zhì)量、規(guī)模和進(jìn)程密切相關(guān)。具體看來，水資源稟賦與人口城鎮(zhèn)化指數(shù)、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化指數(shù)、社會(huì)城鎮(zhèn)化指數(shù)、空間城鎮(zhèn)化指數(shù)都呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且與空間城鎮(zhèn)化最為顯著，表明江蘇省城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，日益加劇的水資源供需壓力與城鎮(zhèn)化的推進(jìn)有密切的關(guān)系，而目前水資源的供需壓力主要來源于城鎮(zhèn)化規(guī)模的擴(kuò)張；水資源開發(fā)利用水平與城鎮(zhèn)化的各個(gè)分量的正相關(guān)性尤其顯著，說明城鎮(zhèn)化的發(fā)展促進(jìn)了水資源開發(fā)利用水平的提高；水資源污染程度與各項(xiàng)城鎮(zhèn)化指數(shù)呈顯著正相關(guān)，意味著城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展致使水污染日趨嚴(yán)重，再加上水污染治理不及時(shí)，加劇了水資源危機(jī)：進(jìn)一步驗(yàn)證了隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，水資源稟賦逐年降低，水資源開發(fā)利用水平顯著提高，但是水資源污染程度也在逐漸加深。

4討論與結(jié)論

(1) 2003—2012年，江蘇省城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平總體呈快速增長態(tài)勢(shì)，但是在2008—2012經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化水平滯后于人口城鎮(zhèn)化及空間城鎮(zhèn)化水平，且存在蘇南、蘇中和蘇北的空間分布差異，城鎮(zhèn)化發(fā)展不協(xié)調(diào)。在未來一段時(shí)期，江蘇省將面臨提高城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)度的任務(wù)，必須改變傳統(tǒng)的外延型擴(kuò)張模式，并因地制宜的給予分類指導(dǎo)，走區(qū)域差異化發(fā)展之路，使得城鎮(zhèn)化進(jìn)程健康發(fā)展。

(2) 研究期間江蘇省水資源開發(fā)利用綜合潛力呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)，水資源利用水平顯著提高，但是由于水資源污染程度的增強(qiáng)和水資源稟賦的下降，水資源供需壓力依然較大；分區(qū)來看，蘇南地區(qū)的水資源開發(fā)利用程度比較高，但水污染問題也在日益加劇，蘇中、蘇北地區(qū)用水結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)業(yè)是水資源消耗最大的部門。建議蘇南地區(qū)調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰耗水量大和污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)，加大環(huán)境治理與監(jiān)管，而蘇中蘇北地區(qū)應(yīng)該逐步降低農(nóng)業(yè)用水比例，依靠節(jié)水技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)用水效率。

(3) 研究期間江蘇省城鎮(zhèn)化與水資源系統(tǒng)內(nèi)部要素間的響應(yīng)關(guān)系總體上表現(xiàn)為城鎮(zhèn)化對(duì)水資源環(huán)境系統(tǒng)的脅迫作用和優(yōu)化作用。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效率的變化一方面會(huì)增加用水規(guī)模、加劇水體污染，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)區(qū)域用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、用水效率的提高和水資源利用水平的提升；城鎮(zhèn)化與水資源的響應(yīng)關(guān)系不僅表現(xiàn)在各要素間相互作用的交錯(cuò)性，還表現(xiàn)在時(shí)空上的階段性。2004，2009，2010年，江蘇省城鎮(zhèn)化的發(fā)展在一定程度上受水資源的約束。因此要繼續(xù)加強(qiáng)省內(nèi)水資源綜合管理，以實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化發(fā)展與水資源利用的協(xié)調(diào)。

本文是定量研究豐水區(qū)域城鎮(zhèn)化進(jìn)程與水資源利用相互關(guān)系的一次嘗試，通過構(gòu)建城鎮(zhèn)化和水資源綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、水資源對(duì)城鎮(zhèn)化的響應(yīng)關(guān)系模型，能夠揭示出江蘇省城鎮(zhèn)化與水資源的動(dòng)態(tài)變化過程及響應(yīng)特征，比較全面客觀的體現(xiàn)江蘇省城鎮(zhèn)化進(jìn)程與水資源利用的變化趨勢(shì)及各區(qū)的城鎮(zhèn)化與水資源狀況，為保障城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水資源可持續(xù)利用，實(shí)現(xiàn)城市化發(fā)展與水資源利用的協(xié)調(diào)提供決策依據(jù)。需要指出的是受研究資料和數(shù)據(jù)搜集困難限制，水資源利用水平個(gè)別必要指標(biāo)無法建立，不能對(duì)江蘇省水資源開發(fā)利用綜合潛力進(jìn)行更全面的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致研究具有一定的片面性，未來需要進(jìn)一步完善，以便更深入地了解城鎮(zhèn)化建設(shè)和水資源利用健康發(fā)展進(jìn)程，制定一個(gè)科學(xué)合理的城鎮(zhèn)化發(fā)展和水資源管理的戰(zhàn)略和方向。

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收稿日期：2015-06-07修回日期：2015-08-29

通訊作者：趙言文(1965—),男(漢族),江蘇省徐州市人,博士，教授,博士生導(dǎo)師,主要從事水土保持、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究。E-mail:ywzhao@njau.edu.cn。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2016)03-0193-07

中圖分類號(hào)：X143

Relationships Between Urbanization and Utilization of Water Resource in Water-rich Areas-A Case Study in Jiangsu Province

LIU Jie, XIE Lifang, YANG Guoying, WEI Wei, WANG Qian, ZHAO Yanwen

(CollegeofResourcesandEnvironmentalScience,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing,Jiangsu210095,China)

Abstract：[Objective] We took Jiangsu Province as a case study to investigate the key influence factors, the variation characteristics and the relationships between urbanization development and water resources development and utilization in order to coordinate the development of urbanization and utilization of water resource. [Methods] Evaluation index system of the comprehensive development level of urbanization and potential development and utilization of water resources in Jiangsu Province was constructed by entropy weight method. The response relationship model and correlation analysis was employed. [Results] During the study period, especially from 2008 to 2012, Jiangsu Province was in a period of rapid economic development. The economic and social development level was lagged behind the population and area increase, and the urbanization was not coordinated. With the advance of urbanization process, the level of water resources development and utilization increased steadily, however, the water resource amount decreased and the water resources pollution increased year by year. The shortage of water resources restricted the development of urbanization in 2004, 2009, 2010. [Conclusion] There is a certain response relationship between urbanization process and water resources usage. At present, Jiangsu Province is facing the task of improving the coordination of urbanization, it need to reform the traditional expansion of urbanization and to use the water resource rationally and efficiently.

Keywords:entropy weight method; urbanization; development and utilization of water resources; comprehensive development index; the response relationship; Jiangsu Province

資助項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“農(nóng)村發(fā)展中生態(tài)環(huán)境管理研究”(70833001)

第一作者：劉潔(1990—),女(漢族),山東省臨沂市人,碩士研究生,研究方向?yàn)樗帘３帧h(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)。E-mail:1316237270@qq.com。