(南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇 南京 210037)

淮河流域位于我國(guó)東部地區(qū),處于長(zhǎng)江和黃河兩大流域之間,流域總面積約27萬km2,流經(jīng)湖北、河南、安徽、江蘇和山東5省、40個(gè)地級(jí)市、181個(gè)縣,總?cè)丝诩s1.7億人,平均人口密度是全國(guó)平均水平的4.8倍,居各江河流域人口密度之首。2016年,淮河流域人均GDP為4.39萬元,低于全國(guó)平均水平,屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)；農(nóng)業(yè)發(fā)展條件優(yōu)越,主要作物有水稻、小麥、大豆等,是我國(guó)重要的商品糧棉油基地;工業(yè)礦產(chǎn)資源豐富,以食品、輕紡工業(yè)為主,近年來煤化工、建材、機(jī)械制造等輕工業(yè)有了較大發(fā)展,一大批大中型工業(yè)城市崛起。由于工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展和城市人口大規(guī)模增加,大量工業(yè)廢水和生活污水排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水環(huán)境容量,對(duì)流域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,使水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)難以協(xié)調(diào)發(fā)展。此外,淮河流域存在嚴(yán)重的水質(zhì)性缺水問題。根據(jù)《治淮匯刊》和《淮河流域水資源公報(bào)》有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù),2001—2010年流域Ⅲ類以上的水質(zhì)比例不足整體評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的1/2,但“十二五”期間流域水質(zhì)達(dá)標(biāo)率緩慢上升,廢污水排放量有所減少?？傮w上,淮河流域水環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻,水環(huán)境狀況脆弱,水資源短缺嚴(yán)重制約著流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

近年,眾多學(xué)者對(duì)水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行了系列研究[1,2]。鄭旭等[3]采用環(huán)境庫茨涅茲曲線模型對(duì)水環(huán)境污染和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展演變軌跡進(jìn)行了研究,描述了工業(yè)廢水、COD排放量和生活污水等污染排放指標(biāo)和人均GDP的不同曲線特征。在此基礎(chǔ)上,揣小偉等[4]比較分析了不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對(duì)江蘇水環(huán)境的影響,認(rèn)為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和削減重點(diǎn)污染行業(yè)有利于保護(hù)水環(huán)境。部分學(xué)者通過建立水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)不同區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。冫工明峰等[5-7]應(yīng)用模加和方法評(píng)價(jià)了不同地區(qū)水環(huán)境承載力現(xiàn)狀,并對(duì)主要影響因素進(jìn)行了分析;姜大川等[8]運(yùn)用混合模型計(jì)算了武漢城市圈水環(huán)境承載力狀況,表明水環(huán)境是制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵因素;陳自娟等[9]分析了水環(huán)境承載力和流域生態(tài)補(bǔ)償之間的內(nèi)在關(guān)系,通過有效調(diào)節(jié)流域內(nèi)利益主體間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系來確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和區(qū)域資源環(huán)境承載力相協(xié)調(diào)等。同時(shí),對(duì)淮河流域水污染也有一定的研究基礎(chǔ)。Peng X[10]基于EKC曲線理論分析得到淮河流域五省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致工業(yè)“三廢”排放量增加,只有走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路才能實(shí)現(xiàn)淮河流域經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展;YT Guo等利用模糊物元理論[11]、TOPSIS模型[12]評(píng)價(jià)了淮河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度,并識(shí)別出了影響協(xié)調(diào)發(fā)展的主要因素。同時(shí),陳巖[13]、劉倩倩[14,15]等認(rèn)為水質(zhì)、水量、洪澇、旱災(zāi)會(huì)影響流域水資源的脆弱性,影響區(qū)域水安全和可持續(xù)發(fā)展;徐娜[16]從氣候變化角度分析了珠江流域水資源的脆弱性;童國(guó)平[17]從水量角度論述了流域水量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的脫鉤關(guān)系,通過提高水資源利用率來增強(qiáng)流域整體的協(xié)調(diào)發(fā)展水平。

綜上所述,本文認(rèn)為:①評(píng)價(jià)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展模型多集中于EKC曲線和環(huán)境承載力指標(biāo),方法較單一。②研究大多討論經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源、環(huán)境系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)度,單獨(dú)從水污染角度判斷水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)發(fā)展值得進(jìn)一步研究。同時(shí),不同系統(tǒng)之間的相互關(guān)系值得重視,如了解水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各自的作用,有利于更清晰地分辨出社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況對(duì)水環(huán)境的影響力大小,有針對(duì)性地提出改善建議。③對(duì)淮河流域的可持續(xù)發(fā)展研究,討論經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展較多,從水污染問題出發(fā)的水環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境與流域各區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的相互關(guān)系有待深化。

本文把水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)看成三個(gè)復(fù)合子系統(tǒng),將淮河流域各省區(qū)域水環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展水平作為研究?jī)?nèi)容,通過構(gòu)建系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系來了解系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)性和各系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系。首先采用改進(jìn)的突變級(jí)數(shù)法科學(xué)評(píng)估淮河流域水環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)及其系統(tǒng)整體發(fā)展?fàn)顩r和協(xié)調(diào)發(fā)展水平,然后利用耦合模型測(cè)度四省區(qū)域水環(huán)境與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度分析出社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)流域水環(huán)境質(zhì)量的影響,為淮河流域水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論依據(jù)和參考。

1 研究方法

1.1 突變理論

突變理論由法國(guó)數(shù)學(xué)家Rene Thom創(chuàng)立,是主要利用動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的拓?fù)淅碚摌?gòu)造自然現(xiàn)象與社會(huì)活動(dòng)中不連續(xù)變化現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型,并用來描述和預(yù)測(cè)事物連續(xù)性中斷的質(zhì)變過程[18]。突變理論適用于系統(tǒng)內(nèi)部作用尚不明確的研究,而流域水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展可理解為流域系統(tǒng)內(nèi)部各指標(biāo)的逐漸變化導(dǎo)致整體流域系統(tǒng)的水環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平發(fā)生質(zhì)變,其中每一個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)變化都可引起突變現(xiàn)象,因此本文應(yīng)用突變理論來評(píng)價(jià)水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平具有一定的科學(xué)性和合理性。

表1 常見突變模型的勢(shì)函數(shù)、分叉集和歸一公式

1.2 系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平評(píng)價(jià)

突變級(jí)數(shù)法首先是對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行多層次矛盾分解,然后利用突變理論與模糊數(shù)學(xué)理論相結(jié)合得到突變模糊隸屬函數(shù),由此函數(shù)得到初等突變模型和分歧方程,在此基礎(chǔ)之上推到出歸一化公式,再進(jìn)行綜合量化計(jì)算,最終歸一為一個(gè)參數(shù)。該參數(shù)即為總隸屬函數(shù),它可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)[19](表1)。其中,總隸屬函數(shù)可計(jì)算出區(qū)域的水環(huán)境與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)值,實(shí)現(xiàn)對(duì)流域的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

改進(jìn)的突變級(jí)數(shù)法主要體現(xiàn)在用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重,確定指標(biāo)排序,即:①熵權(quán)法。在運(yùn)用突變級(jí)數(shù)法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估的過程中，必須對(duì)各指標(biāo)按重要性程度從大到小進(jìn)行排序。利用熵權(quán)法得到的指標(biāo)權(quán)重確定各指標(biāo)的重要性,權(quán)重越大,重要性越大,這樣避免了指標(biāo)排序的主觀性,研究結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確[14]。熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重的具體步驟可參照文獻(xiàn)[14]。②常見突變模型。如果1個(gè)指標(biāo)(系統(tǒng)狀態(tài)變量)包括2個(gè)對(duì)應(yīng)的下級(jí)指標(biāo)(系統(tǒng)控制變量)可視為尖點(diǎn)突變系統(tǒng);同理,當(dāng)一個(gè)指標(biāo)分布含有1、3、4個(gè)下級(jí)指標(biāo),分別視為折疊突變、燕尾突變和蝴蝶突變模型[19],其勢(shì)函數(shù)、分叉集和歸一公式見表1。③突變系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)選擇原則。結(jié)合多目標(biāo)模糊決策理論和實(shí)際情況確定評(píng)價(jià)原則:如果各指標(biāo)為相互聯(lián)系、相互補(bǔ)足的關(guān)系,采用“互補(bǔ)”的原則,即狀態(tài)變量取各控制變量的平均值;如果各指標(biāo)是相互獨(dú)立的,采用“非互補(bǔ)”的原則,即狀態(tài)變量利用“大中取小”的準(zhǔn)則在各控制變量中取值。④系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平劃分。由突變級(jí)數(shù)法得到水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)值,反映系統(tǒng)的綜合發(fā)展?fàn)顩r,對(duì)其進(jìn)行等距劃分,得到五個(gè)協(xié)調(diào)發(fā)展水平階段,見表2。

表2 水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平劃分

1.3 基于耦合模型的系統(tǒng)相互關(guān)系研究

突變級(jí)數(shù)法評(píng)價(jià)得到的系統(tǒng)綜合值可反映水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平。為了進(jìn)一步確定水環(huán)境分別和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,引入耦合度模型來說明兩兩系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系。本文從水污染問題出發(fā),認(rèn)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)直接影響水環(huán)境狀況,為了更加明確社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境的影響大小,分別計(jì)算水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的耦合度(C),表達(dá)式為:

(1)

式中,U1、U2分別為水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)兩個(gè)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)值。當(dāng)C=0時(shí),耦合度最小,表示水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間處于無關(guān)聯(lián)狀態(tài)并向無序方向發(fā)展;當(dāng)C=1時(shí),水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間達(dá)到最佳的有序發(fā)展?fàn)顟B(tài)。根據(jù)耦合度的變化特征,采用中值分段法將耦合度劃分為4個(gè)區(qū)間,見表3。

表3 耦合度和耦合階段劃分

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 水環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

依據(jù)指標(biāo)體系建立原則,從水污染和污水治理兩個(gè)方面構(gòu)建水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,選取5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),分別為：A1(萬元GDP廢污水排放量)、A2(萬元工業(yè)增加值氨氮排放量)、A3(萬元工業(yè)增加值COD排放量)、A4(城市生活污水處理率)、A5(廢污水處理費(fèi)用)。其中,選取萬元GDP廢污水排放量、萬元工業(yè)增加值氨氮排放量、萬元工業(yè)增加值COD排放量來衡量工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的污染物對(duì)水環(huán)境的影響,選取城市生活污水處理率、廢污水處理費(fèi)用來衡量水污染的治理水平和資金投入。

2.2 社會(huì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

從人口發(fā)展和生活水平方面選取4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)淮河流域社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),分別為：B1(人口自然增長(zhǎng)率)、B2(城鎮(zhèn)化率)、B3(城鎮(zhèn)居民人均可支配收入)、B4(農(nóng)村居民人均純收入)。其中,選取人口自然增長(zhǎng)率、城鎮(zhèn)化率來衡量人口的增長(zhǎng)狀況和城市化發(fā)展;從城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民的經(jīng)濟(jì)收入角度,選取城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和農(nóng)村居民人均純收入兩個(gè)指標(biāo)來衡量人們生活發(fā)展水平。

表4 淮河流域水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)熵權(quán)值

2.3 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

從經(jīng)濟(jì)活力和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方面選取4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)流域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià),分別為C1(人均GDP)、C2(第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值)、C3(第一產(chǎn)業(yè)比重)、C4(第三產(chǎn)業(yè)比重)。其中,從人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值來衡量整體經(jīng)濟(jì)狀況和產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力,以第一產(chǎn)業(yè)比重和第三產(chǎn)業(yè)比重來衡量流域第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)在整體產(chǎn)值中所占的比重,可了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展份額和發(fā)展趨勢(shì)。運(yùn)用熵權(quán)法得到淮河流域水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)的指標(biāo)熵權(quán),見表4。

從表4可見,各系統(tǒng)的指標(biāo)熵權(quán)值可判斷各指標(biāo)的重要性程度(用I表示),即IA2>IA3>IA1、IA5>IA4,得到I水污染>I污水治理;IB1>IB2、IB3>IB4,得到I生活水平>I人口發(fā)展;IC2>IC1、IC3>IC4,得到I經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)>I經(jīng)濟(jì)活力;將指標(biāo)從左至右排列來確定各系統(tǒng)指標(biāo)重要性,得到淮河流域水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展水平指標(biāo)體系,見圖1。

圖1 淮河流域水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系涉及到的初等突變模型類型主要是尖點(diǎn)突變系統(tǒng)(如污水治理、生活水平、人口發(fā)展、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)活力等)和燕尾突變系統(tǒng)(如水污染),然后采用各系統(tǒng)下的歸一公式和指標(biāo)“互補(bǔ)”原則得到水環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)評(píng)價(jià)值,最后遵循各系統(tǒng)之間“非互補(bǔ)”原則,得到淮河流域水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)值,并對(duì)整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平分析

3.1 地域協(xié)調(diào)發(fā)展水平空間分析

“十一五”和“十二五”兩個(gè)時(shí)期淮河流域整體地域的協(xié)調(diào)性分別處于較高和高水平狀態(tài),內(nèi)部差距小。為了進(jìn)一步了解各區(qū)域內(nèi)部協(xié)調(diào)性水平差距,對(duì)各省區(qū)域的綜合值進(jìn)行排序(圖2)。

由圖2(a)可見,淮河流域河南省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展綜合值最小,其次是江蘇省和安徽省,山東省最大。 “十一五”期間,淮河流域上游協(xié)調(diào)性相對(duì)較差,中游狀況一般,山東區(qū)域水系協(xié)調(diào)發(fā)展水平最優(yōu)。由圖2(b)可見,“十二五”時(shí)期的系統(tǒng)發(fā)展綜合值提高,系統(tǒng)協(xié)調(diào)性水平上升,空間協(xié)調(diào)性也發(fā)生了變化。安徽省的系統(tǒng)發(fā)展綜合值排名下降,協(xié)調(diào)水平在流域整體中最差;河南省和江蘇省區(qū)域的系統(tǒng)綜合值排名上升,區(qū)域協(xié)調(diào)狀況在流域整體中逐步改善;山東省區(qū)域的協(xié)調(diào)性一直保持整體的最高水平?？傊?淮河流域西部地區(qū)協(xié)調(diào)水平較差,東北部協(xié)調(diào)水平最優(yōu),流域南部(安徽省)的協(xié)調(diào)狀況在整體中地位下降,所以需要關(guān)注流域南部經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展,尋找經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),提高經(jīng)濟(jì)實(shí)力,做到經(jīng)濟(jì)狀況與社會(huì)發(fā)展水平相協(xié)調(diào),達(dá)到流域整體的可持續(xù)健康發(fā)展。

圖2 淮河流域水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性時(shí)空變化

3.2 水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)性分析

淮河流域內(nèi)河南省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性結(jié)果分析:河南省區(qū)域水環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值、綜合評(píng)價(jià)值、水環(huán)境和社會(huì)之間的耦合度C1、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)之間的耦合度C2等結(jié)果見表5、圖3。

表5 河南省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果

圖3 河南省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)變化

具體分析為:①水環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)評(píng)價(jià)。從圖3可見,2005—2011年水環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)值一直處于小幅增長(zhǎng)的狀況,隨后4年?duì)顩r則逐漸趨于穩(wěn)定,說明河南省區(qū)域在“十一五”期間水環(huán)境狀況得到逐漸改善,并在“十二五”期間保持良好狀態(tài)。由于河南省大力發(fā)展工業(yè),導(dǎo)致河流污染嚴(yán)重。隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提高,當(dāng)?shù)厮Y源環(huán)境狀況逐漸改善。在研究期間,河南省社會(huì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值不斷增長(zhǎng),說明流域人口數(shù)量和生活水平不斷提高;經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值呈先陡后緩的走勢(shì),表明河南省前期經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,后期逐漸回歸平穩(wěn),經(jīng)濟(jì)狀況穩(wěn)定良好。②系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)。由表5可知,河南省區(qū)域的系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值波動(dòng)增加,系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)狀態(tài)呈“較低水平—較高水平—高水平”的發(fā)展趨勢(shì),表明水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r逐步改善。其中,2005年系統(tǒng)整體處于低水平協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài),“十一五”期間則過渡到較高水平協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài),“十二五”期間發(fā)展到高水平協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。③系統(tǒng)耦合度。河南省區(qū)域水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)的耦合度保持在0.5左右,耦合階段為拮抗,表明社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的影響較大,人口增加和生活水平提高影響到水環(huán)境狀況,但兩者的相互作用保持不變。河南省水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度為0.8—1并不斷下降,處于高水平耦合階段,表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境影響很大,但兩系統(tǒng)之間的相互作用越來越小,經(jīng)濟(jì)發(fā)展不再以犧牲水環(huán)境質(zhì)量為代價(jià),實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境壓力的強(qiáng)脫鉤,經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量提高。

淮河流域內(nèi)安徽省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性結(jié)果分析:安徽省區(qū)域水環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)評(píng)價(jià)值、綜合評(píng)價(jià)值、水環(huán)境和社會(huì)之間的耦合度C1、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)之間的耦合度C2等結(jié)果見表6、圖4。

表6 安徽省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果

圖4 安徽省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)變化

具體分析為:①對(duì)水環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。從圖4可見,水環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)值不斷增加,說明安徽省區(qū)域經(jīng)歷“十一五”和“十二五”兩個(gè)階段,水環(huán)境狀況逐步改善,水資源質(zhì)量穩(wěn)步提高。社會(huì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值在逐漸增加,說明安徽省區(qū)域的社會(huì)生活穩(wěn)步發(fā)展。經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)先增后緩的增長(zhǎng)趨勢(shì),說明安徽省在“十一五”期間經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,而在“十二五”期間經(jīng)濟(jì)增速明顯放緩,逐漸下降到10%以下,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)。②系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)。由表6可知,整體協(xié)調(diào)狀態(tài)呈較低水平—較高水平—高水平的發(fā)展趨勢(shì),表明安徽省區(qū)域水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r逐步改善。其中,2005年系統(tǒng)整體處于較低水平發(fā)展?fàn)顟B(tài),“十一五”前期的協(xié)調(diào)發(fā)展水平較高,后期及“十二五”期間已發(fā)展并保持在高水平協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。③從系統(tǒng)耦合度情況。與河南省相同,安徽省區(qū)域水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)的耦合階段為拮抗,表明社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境影響較大,但兩者的相互作用保持不變。安徽省水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度由高水平衰退到磨合階段,表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境影響很大但逐漸減小,這是因?yàn)榘不帐〗?jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸擺脫了對(duì)環(huán)境資源的依賴,經(jīng)濟(jì)方式的轉(zhuǎn)變使經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。

淮河流域內(nèi)江蘇省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性結(jié)果分析:江蘇省區(qū)域水環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)評(píng)價(jià)值、綜合評(píng)價(jià)值、水環(huán)境和社會(huì)之間的耦合度C1、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)之間的耦合度C2等結(jié)果見表7、圖5。

表7 江蘇省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果

圖5 江蘇省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)變化

具體分析為:①水環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。從圖5可見,水環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)值緩慢增加,但在2010年評(píng)價(jià)值出現(xiàn)凹點(diǎn),表明江蘇省在“十一五”前期注重發(fā)展經(jīng)濟(jì)，隨著規(guī)劃的完成,人們開始保護(hù)水環(huán)境,減少工業(yè)廢水廢物的排放,使江蘇省水資源質(zhì)量緩慢提高。2010年由于江蘇省萬元工業(yè)增加值氨氮排放量達(dá)37.46t/a/萬元,工業(yè)廢水效益低,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益提高的同時(shí)損害了水環(huán)境效益。社會(huì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值逐步增長(zhǎng),說明流域內(nèi)人口數(shù)量不斷增加，人們的生活質(zhì)量不斷提高。經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值出現(xiàn)先增后緩的增加趨勢(shì),主要是“十一五”期間過度追求經(jīng)濟(jì)增速,經(jīng)濟(jì)增速達(dá)15%以上,“十二五”期間經(jīng)濟(jì)增速放緩,經(jīng)濟(jì)質(zhì)量提高。②系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)。由表7可知,江蘇省區(qū)域的系統(tǒng)整體狀態(tài)呈“低水平—較高水平—高水平”的發(fā)展趨勢(shì),表明水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r逐步改善,但期間略有波動(dòng)。其中,2005年系統(tǒng)整體為低水平協(xié)調(diào),在“十一五”前兩年系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平較高,后期已保持在高水平協(xié)調(diào)狀態(tài)。其中,2010年系統(tǒng)協(xié)調(diào)狀況受到水環(huán)境的影響,工業(yè)產(chǎn)值上升導(dǎo)致廢水廢物大量排放,環(huán)境狀況短期惡化。③系統(tǒng)耦合度。江蘇省區(qū)域水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)的相互關(guān)系保持不變,而水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的作用關(guān)系越來越弱,得益于該省經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。

淮河流域內(nèi)山東省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性結(jié)果分析:山東省區(qū)域水環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)評(píng)價(jià)值、綜合評(píng)價(jià)值、水環(huán)境和社會(huì)之間的耦合度C1、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)之間的耦合度C2等結(jié)果見表8、圖6。

表8 山東省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果

圖6 山東省水環(huán)境—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)變化

具體分析為:①從水環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)情況。從圖6可見,水環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)值在“十一五”期間上升幅度大,而“十二五”期間增加緩慢。由于山東省發(fā)展經(jīng)濟(jì)忽視了環(huán)境質(zhì)量,隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)和保護(hù)環(huán)境的政策與環(huán)保意識(shí)提高,水環(huán)境狀況不斷改善。社會(huì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值呈波動(dòng)式逐漸增加,其中2010年和2013年人口數(shù)量和人口密度大幅度增加,導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)水環(huán)境壓力增大,水環(huán)境狀況出現(xiàn)短期惡化。經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)先增后緩的增長(zhǎng)狀態(tài),表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r逐漸變好。②系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)。由表8可知,山東省區(qū)域的系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)狀態(tài)呈低水平—較高水平—高水平的發(fā)展趨勢(shì),表明整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平不斷提高。其中,2005年系統(tǒng)整體處于低水平協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài);在“十一五”期間,系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平由較高發(fā)展水平到高水平協(xié)調(diào)狀態(tài);在“十二五”期間水環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)整體仍保持在高水平協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài),其中2010年系統(tǒng)綜合狀況受到社會(huì)系統(tǒng)的影響,主要是當(dāng)年人口數(shù)量急劇增加造成水環(huán)境壓力陡增。③系統(tǒng)耦合度。與其他區(qū)域相同,山東省區(qū)域水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)的耦合階段為拮抗且不變。山東省水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度為由高水平衰退到磨合階段,表明雖然經(jīng)濟(jì)發(fā)展比社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的影響更大,但社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的影響力逐漸減小,兩者相互關(guān)系變?nèi)?。同時(shí)，需要重視社會(huì)系統(tǒng)的發(fā)展,積極轉(zhuǎn)變社會(huì)生活方式達(dá)到節(jié)約用水，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境和社會(huì)耦合度下降。

4 結(jié)論

主要結(jié)論為:①從流域整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平空間變化特征看，從“十一五”發(fā)展到“十二五”階段,流域整體協(xié)調(diào)性從較高水平上升到高水平,而流域南部地區(qū)(安徽省)的協(xié)調(diào)狀況下降,因此安徽省急需提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和流域整體的綜合協(xié)調(diào)狀況?？傮w來說,流域內(nèi)部協(xié)調(diào)性差距較小,其中西部地區(qū)協(xié)調(diào)水平較差,東北部協(xié)調(diào)水平保持最優(yōu)。②從淮河流域各省區(qū)域水資源—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)各系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r看,水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三大系統(tǒng)評(píng)價(jià)值整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì),但經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值變化狀態(tài)為先增后緩,水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)值波動(dòng)上升,說明淮河流域內(nèi)各省份的社會(huì)經(jīng)濟(jì)越來越好,水環(huán)境狀況逐步得到改善?！笆晃濉逼陂g,由于淮河流域各省注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展,經(jīng)濟(jì)增速普遍達(dá)到10%以上,使水環(huán)境質(zhì)量變差。隨著“十二五”期間經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)、環(huán)境保護(hù)政策的出臺(tái)、節(jié)水技術(shù)的提高和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)等使經(jīng)濟(jì)效益越來越好,水環(huán)境質(zhì)量也逐步提高,呈可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。③從系統(tǒng)的綜合狀況和協(xié)調(diào)發(fā)展水平來看,淮河流域各省區(qū)域的整體協(xié)調(diào)狀態(tài)呈低水平—較低—較高水平—高水平的發(fā)展趨勢(shì),表明水環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r逐步提高。此外,由于受到突變級(jí)數(shù)法法的影響,使系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)值由三個(gè)系統(tǒng)的最小評(píng)價(jià)值決定,所以淮河流域的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)主要影響系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià),要想流域未來水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平再得到提高,經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要盡快走出過渡期和發(fā)展期,努力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的優(yōu)化升級(jí),積極發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力來保證經(jīng)濟(jì)水平的提高和穩(wěn)定發(fā)展,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)水環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)健康發(fā)展。④從系統(tǒng)之間耦合度看,淮河流域各省區(qū)域水環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)耦合為拮抗階段,表明社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境影響較大,但兩者的相互作用基本保持不變。水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合是由高水平衰退到磨合階段,表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境影響很大,但經(jīng)濟(jì)對(duì)水環(huán)境的作用越來越小,兩個(gè)系統(tǒng)的相互關(guān)系越來越弱,這是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸擺脫了對(duì)環(huán)境資源的依賴,經(jīng)濟(jì)方式轉(zhuǎn)變使經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。