謝 立， 年福華， 鄭奇洋

（蘇州科技大學 建筑與城市規(guī)劃學院，江蘇 蘇州 215011）

水是生命之源、生產之要、生態(tài)之基，水生態(tài)文明是綠色發(fā)展與美麗中國建設的根本[1]。 科學的產業(yè)布局是區(qū)域水生態(tài)保護的根本保障，習總書記提出“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”治水新理念，要求以水資源、水環(huán)境承載力為硬性約束，倒逼產業(yè)結構轉型升級，優(yōu)化產業(yè)空間布局。 但現有國內外“水生態(tài)與產業(yè)布局關系”相關研究[2-5]多是從水資源、水環(huán)境單一角度出發(fā)對產業(yè)布局進行研究，而基于水生態(tài)綜合角度出發(fā)的研究相對較少。 因此，基于水生態(tài)約束角度對產業(yè)布局進行優(yōu)化研究具有較強的理論創(chuàng)新意義，同時對區(qū)域水生態(tài)保護具有較強的現實指導意義。

1 水生態(tài)內涵

學術界對于水生態(tài)內涵尚未達成統一認識，現有研究多將水生態(tài)理解為水資源與水環(huán)境承載力的有機結合，可總結為：在水資源滿足自然生態(tài)系統的需求和水環(huán)境具備一定容量水平的基礎上，所能夠承載的人口數量和經濟規(guī)模的最大值[6]。 筆者認為該定義“以水定人、以水定產”的方向是科學合理的，但缺少水、人、產業(yè)三者相互作用機制的闡述，“生命氣息”較弱。 水生態(tài)內涵應該體現生態(tài)系統的生命性，不同的生產、生活方式對水生態(tài)系統的影響程度不同，應將“三生系統”（生產、生活、生態(tài)）融入水生態(tài)內涵，即在水生態(tài)評價過程中，考慮“三生”與水資源和水環(huán)境間相互作用的關系。

就“三生”之生產與水資源、水環(huán)境的相互作用關系而言：一方面，水是產業(yè)發(fā)展的基礎，水資源數量與水環(huán)境質量影響著一個地區(qū)的產業(yè)類型、產業(yè)規(guī)模、產業(yè)布局模式；另一方面，隨著生產工藝的優(yōu)化、技術水平的提高，水資源利用效率逐步提高，污染物排放量逐漸下降，水生態(tài)將得到更為有效的保護。 就“三生”之生活與水資源、水環(huán)境的相互關系而言：一方面，水是生命之源，水資源數量直接決定了人口規(guī)模，水環(huán)境質量直接決定了生活質量；另一方面，隨著人們節(jié)水意識、環(huán)保意識的提高，水生態(tài)將得到進一步保護。 基于以上分析，我們認為水生態(tài)是指在“三生”共融系統影響下，以水資源和水環(huán)境的有機結合為主體，在一定水質水量目標要求下，所能支撐未來發(fā)展的最大生產、生活規(guī)模，其概念框架如圖1 所示。

2 研究方法

2.1 指標體系構建

基于“三生”共融的水生態(tài)內涵，從“三生”角度出發(fā)選取水生態(tài)約束評價指標，其中“生產”選取單位耕地面積化肥施用量，單位耕地面積農藥施用量等9 項指標反映農業(yè)與工業(yè)生產對水生態(tài)影響；“生活”選取常住人口密度、污水處理率、城鎮(zhèn)居民人均生活日用水量和農村居民人均生活日用水量4 項指標反映不同生活方式對水生態(tài)影響；“生態(tài)”選取COD 容量、氨氮容量、水資源可利用量和生態(tài)紅線區(qū)占各區(qū)縣面積比例4 項指標反映水生態(tài)承載力及水生生物多樣性，并將各指標逐一歸入水環(huán)境與水資源兩個層次體系，構建水生態(tài)約束下產業(yè)布局優(yōu)化評價指標體系，即水生態(tài)是從水環(huán)境、水資源兩個方面對產業(yè)布局產生約束作用，為了提高評價結果的科學性，采用熵權法確定各指標權重（見圖2 和表1）。

圖1 基于“三生”系統的水生態(tài)概念框架

圖2 “三生”指標分類

表1 水生態(tài)約束下泰州市產業(yè)布局優(yōu)化評價指標體系

2.2 數據標準化

評價指標體系共涉及17 項具體指標，數據主要來源于《泰州市“十三五”長江淮河流域水環(huán)境綜合治理方案（2016-2020）》、《泰州市統計年鑒 2016》、《泰州市 2015 年水資源公報》等。

由于選取指標涉及正負相關性，無法直接使用現有數據直接計算，因此選用極差法對其進行無量綱化處理，其公式為

式中，xij為第i 個被評價對象的的第j 個指標的原始數據；xij' 為極值法處理后的標準化數值；maxij為第個指標的最大值；minij為第個指標的最小值。

2.3 評價單元

水資源約束評價考慮指標的可獲性，選取區(qū)和縣作為評價單元。 水環(huán)境約束評價同樣也是選取區(qū)和縣行政單元評價，但評價過程稍有不同，具體體現在獲取各區(qū)縣水環(huán)境容量方面，首先根據區(qū)域的地形圖和水功能區(qū)劃圖等劃分水環(huán)境控制單元，再計算各水功能區(qū)水環(huán)境容量，將其分配至各水環(huán)境控制單元，最后為了便于水生態(tài)管控，將各水環(huán)境控制單元按區(qū)縣行政單元進行合并整理。 綜合水資源與水環(huán)境約束分區(qū)評價結果，采用GIS 疊加分析和聚類分析對水生態(tài)約束分區(qū)進行確定。

3 實證研究

3.1 研究區(qū)域概況

泰州地處江蘇中部，長江北岸。 根據江蘇“1+3”重點功能區(qū)戰(zhàn)略，泰州南部屬于揚子江城市群，北部屬江淮生態(tài)經濟區(qū)，是新時代衡量江蘇“差異發(fā)展、協調發(fā)展、融合發(fā)展”的樣板城市。 同時，泰州市也是長江淮河兩大生態(tài)系統的交融區(qū)，是我國南水北調工程與江蘇沿海地區(qū)飲水安全的重要源頭區(qū)，位于江淮生態(tài)大走廊建設范圍內，水生態(tài)地位極為重要。 近年來，泰州經濟發(fā)展迅速且質量不斷提升。 2016 年實現地區(qū)生產總值4 101.78 億元 ，是2006 年 的 4.09 倍 ； 三產結構由 2006 年 的 9.5 ∶58.4 ∶32.1 優(yōu)化調整為 2016 年 的5.9∶47.1∶47.0，但與此同時，泰州市以重工業(yè)為主導的產業(yè)結構依然未變，農業(yè)面臨污染嚴重等問題都對水生態(tài)造成較大壓力。 因此，基于水生態(tài)約束探討泰州市產業(yè)空間布局優(yōu)化調控對策具有重要的現實意義。

3.2 水環(huán)境約束評價

水環(huán)境約束評價以區(qū)縣為單元，需要重點解決的是各區(qū)縣水環(huán)境容量數據獲取問題，分以下幾個步驟：一是根據區(qū)域的地形圖和水功能區(qū)劃圖等劃分水環(huán)境控制單元；二是計算各水功能區(qū)水環(huán)境容量，再將其分配至各水環(huán)境控制單元；三是為了便于水生態(tài)管控，將各水環(huán)境控制單元按區(qū)縣行政單元進行合并整理。

本文主要借鑒了課題《泰州市水文水情與水環(huán)境現狀壓力分析研究》相關成果，結合2016 年泰州市水功能區(qū)劃調整，對水環(huán)境控制單元進行重新劃分。 各水功能區(qū)水環(huán)境容量計算方面，由于泰州市流量資料比較有限，借鑒課題中水文設計條件，計算得出泰州市83 個水功能區(qū)水環(huán)境容量。 如表2 所列，根據泰州市水環(huán)境控制單元劃分結果，將各水功能區(qū)水環(huán)境容量分配到各控制單元，再按區(qū)縣行政單元進行合并整理，統計出泰州市各區(qū)縣的水環(huán)境容量。

水環(huán)境約束評價首先根據各行政單元COD、氨氮容量，結合指標權重，進行水環(huán)境總容量分級評價。 再采用同樣的方法，進行水環(huán)境壓力分級評價。綜合考慮水環(huán)境容量與水環(huán)境壓力分級結果，研究將水環(huán)境約束性劃分為低、中、高三個等級（見圖3）。

表2 泰州市各區(qū)市水環(huán)境容量

由圖3 可見，醫(yī)藥高新區(qū)水環(huán)境約束最高，海陵區(qū)、姜堰區(qū)水環(huán)境約束評級為中，高港區(qū)、泰興市、靖江市和興化市水環(huán)境約束評級為低。

醫(yī)藥高新區(qū)境內只有南官河、周山河和引江河穿城而過，水系較少，這也導致其水環(huán)境容量在泰州市所有區(qū)縣中最低。與此同時，醫(yī)藥高新區(qū)單位耕地面積農藥使用量、單位GDP 廢水排放量等指標均位于全市首位，而其污水集中處理率僅有57.60%，遠低于全市平均水平64.40%，水環(huán)境壓力大。

水環(huán)境約束低的地區(qū)主要分布在泰州南部的高港區(qū)、泰興市和靖江市以及北部的興化市。 作為沿江城市，高港區(qū)、泰興市和靖江市水體通達性較好，交換能力相對較強，因此，雖然沿江地區(qū)集聚了較多的重化工企業(yè)，水環(huán)境壓力仍較小。 興化市境內湖群密集，水環(huán)境容量也因此較高，發(fā)展受水環(huán)境約束較低。

水環(huán)境約束中的地區(qū)主要分布在海陵區(qū)與姜堰區(qū)。海陵區(qū)與姜堰區(qū)位于長江流域與淮河流域交融區(qū)域，承接淮河流域上中游地區(qū)污水的下泄，水環(huán)境保護壓力較大。

3.3 水資源約束評價

水資源約束評價首先是結合指標權重，對各行政單元的水資源供給能力進行分級，再對水資源壓力進行分級，綜合兩者分析結果，將水資源約束性劃分為低、中、高三個等級（見圖4）。

圖3 泰州市水環(huán)境約束分級

圖4 泰州市水資源約束分級

從圖4 可以看出，醫(yī)藥高新區(qū)水資源約束最高，主要是因為該地區(qū)水資源可利用量最少，且水資源利用強度最高，因此發(fā)展受水資源的約束高。興化市與靖江市受水資源約束低，主要是因為興化市湖蕩資源豐富，靖江市過境水量豐富，且兩地水資源利用強度較低，因此水資源壓力低，發(fā)展受水資源的約束低。 高港區(qū)、泰興市、姜堰區(qū)和海陵區(qū)受水資源約束程度則介于兩者之間，評定級別為水資源約束中。

3.4 水生態(tài)約束評價

基于水資源評價結果與水環(huán)境評價結果可知，興化市與靖江市為水環(huán)境約束低-水資源約束低區(qū)，海陵區(qū)與姜堰區(qū)為水環(huán)境約束中-水資源約束中區(qū)，高港區(qū)與泰興市為水環(huán)境約束低-水資源約束中區(qū)，醫(yī)藥高新區(qū)為水環(huán)境約束高-水資源約束高區(qū)（見圖5）。

按照短板效應原則，以水資源與水環(huán)境約束評級中級別較高的結果作為水生態(tài)約束評價的結果，如：高港區(qū)水環(huán)境約束低，水資源約束中，則該地區(qū)的水生態(tài)約束評價為中。 基于這個評價方法，泰州市各地區(qū)的水生態(tài)約束最終評價結果為：醫(yī)藥高新區(qū)水生態(tài)約束高，海陵區(qū)、高港區(qū)、姜堰區(qū)和泰興市水生態(tài)約束中，興化市和靖江市水生態(tài)約束低。 由此可見，泰州市水生態(tài)約束以約束低區(qū)和中區(qū)為主，水生態(tài)約束低區(qū)占全市總面積的52.71%、水生態(tài)約束中區(qū)占45.29%、水生態(tài)約束高區(qū)僅占1.99%（見圖6）。

4 產業(yè)空間布局優(yōu)化調控

本文旨在以泰州市水生態(tài)約束分區(qū)評價結果為基礎，協調各板塊產業(yè)發(fā)展與水資源、水環(huán)境關系，以水定產，因地制宜地構建具有鮮明特色的產業(yè)發(fā)展格局，實現區(qū)域產業(yè)發(fā)展與水生態(tài)協調的格局，走綠色可持續(xù)發(fā)展道路。

4.1 水生態(tài)約束高區(qū)

圖5 泰州市水環(huán)境與水資源約束評價

圖6 泰州市水生態(tài)約束分級

水生態(tài)約束高區(qū)主要是醫(yī)藥高新區(qū)，水環(huán)境與水資源約束皆高。 作為國家級高新區(qū)，醫(yī)藥高新區(qū)是全市產業(yè)轉型升級示范區(qū)，應嚴格限制發(fā)展環(huán)境容量需求較大、水資源消耗較高的產業(yè)，走綠色可持續(xù)發(fā)展道路。未來醫(yī)藥高新區(qū)應以“醫(yī)藥名城”建設為契機，大力發(fā)展大健康產業(yè)，但需嚴格遵循“調高調輕調優(yōu)調綠”原則，提高研發(fā)技術、優(yōu)化生產流程，減少研發(fā)與生產過程中對水資源的消耗及對水環(huán)境的影響。境內主要農業(yè)功能可逐步向姜堰區(qū)或泰興市轉移，避免因農業(yè)用水過多及農業(yè)面源污染而制約其它高產出低消耗低污染產業(yè)的發(fā)展。

4.2 水生態(tài)約束中區(qū)

泰州市水生態(tài)約束中區(qū)又分兩種情況：水環(huán)境約束中—水資源約束中、水環(huán)境約束低—水資源約束中。

4.2.1 水環(huán)境約束中—水資源約束中

海陵區(qū)與姜堰區(qū)屬于水環(huán)境約束中—水資源約束中區(qū)域。

海陵區(qū)在泰州市主體功能區(qū)中屬于優(yōu)化提升區(qū)域，在江蘇省“1+3”重點功能區(qū)戰(zhàn)略中，被納入揚子江城市群區(qū)域，是全省、全市工業(yè)化與城鎮(zhèn)化開發(fā)的核心區(qū)域。 因此，海陵區(qū)未來應不斷做強都市經濟，提升城市服務能力，把繁榮發(fā)展服務業(yè)作為提升中心城區(qū)首位度的重要路徑。 限制高耗水高污染產業(yè)發(fā)展，大力發(fā)展高新技術產業(yè)，加快傳統制造業(yè)向中高端制造業(yè)，向“智能制造”、“綠色制造”轉型[7]。 引導石油化工行業(yè)淘汰落后產能，改善產業(yè)結構，向環(huán)保型、精細化、循環(huán)式發(fā)展。 引導紡織服裝行業(yè)向生產服務化和服務知識化發(fā)展。

姜堰區(qū)屬于泰州市主體功能區(qū)的重點拓展區(qū)域，目前已形成“一核兩片”的發(fā)展格局，“一核”指的是以主城區(qū)為依托的現代服務業(yè)與制造業(yè)核心區(qū)，“兩片”指的姜堰南部與北部的農業(yè)片區(qū)[8]。 未來姜堰區(qū)應積極向西發(fā)展，融入中心城區(qū)，與海陵區(qū)形成合力，提升服務功能。 以經濟開發(fā)區(qū)為主要載體，全力打造先進裝備制造業(yè)和新能源兩大主導產業(yè)，推動其向高端化、規(guī)?；⑵放苹l(fā)展。 限制發(fā)展印染、化工等高污染高風險企業(yè)，現有企業(yè)逐步退出。 加快傳統產業(yè)改造升級，引導不銹鋼企業(yè)在工藝、技術裝備、節(jié)能減排和資源利用方面加強創(chuàng)新，推進行業(yè)綠色發(fā)展。 加快印染行業(yè)的清潔生產與節(jié)能減排的技術改造，推進印染行業(yè)綠色化發(fā)展[9]。 另外，城區(qū)南北兩側依托“城北農業(yè)走廊”和“高沙土農業(yè)片區(qū)”，鼓勵發(fā)展綠色有機農業(yè)，并向綠色產品加工業(yè)不斷延伸，可適度發(fā)展休閑觀光農業(yè)。

4.2.2 水環(huán)境約束低—水資源約束中

高港區(qū)與泰興市屬于水環(huán)境約束低—水資源約束中區(qū)域。

高港區(qū)屬于泰州市主體功能區(qū)的重點拓展區(qū)域，位于長江泰州段上游，其產業(yè)結構與布局情況直接關系下游泰興市與靖江市水生態(tài)安全。 因此，雖然高港區(qū)水環(huán)境約束較低，但仍應重點考慮產業(yè)發(fā)展與水環(huán)境承載力相協調。 高港區(qū)未來應以“一帶一路”和長江經濟帶建設為契機，依托港口岸線資源優(yōu)勢，重點發(fā)展港航服務業(yè)與臨港先進制造業(yè)。 積極引進能源消耗少、污染排放小、資源循環(huán)利用率高的項目，引導傳統制造業(yè)向生態(tài)化改造，加快產業(yè)向園區(qū)集聚[10]?？蛇m度發(fā)展一些水生態(tài)壓力較大的產業(yè)，但應做好生態(tài)管控工作。以現代健康農業(yè)為發(fā)展方向，做大做強白馬、大泗、胡莊等農業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，同時積極探索“農業(yè)+教育”、“農業(yè)+文化”等模式。

泰興市在泰州市主體功能區(qū)中屬于重點拓展區(qū)域，是沿江地區(qū)產業(yè)發(fā)展的重點開發(fā)區(qū)域。 未來泰興市應嚴格控制環(huán)境準入門檻，加強岸線資源開發(fā)保護，完善岸線準入機制和低效利用退出機制。加快金屬制品、化學原料等直排工業(yè)企業(yè)入園工作，鼓勵沿江區(qū)域發(fā)揮國家精細化工產業(yè)基地品牌優(yōu)勢，打造江蘇沿江重要的精細化工基地。 沿如泰運河區(qū)域以主城區(qū)為主要載體，大力發(fā)展商務商貿等現代服務業(yè)，輻射全區(qū)，服務全區(qū)。 另外，積極引導泰興市南部與北部農業(yè)片區(qū)向農產品精深加工業(yè)和休閑農業(yè)方向延伸。

4.3 水生態(tài)約束低區(qū)

靖江市與興化市屬于水生態(tài)約束低區(qū)域。

靖江市位于長江泰州段下游，在泰州市主體功能區(qū)中屬于重點拓展區(qū)域，但從跨區(qū)域角度看，其水生態(tài)情況將直接影響下游無錫、蘇州和南通等市用水安全。 因此，未來靖江市產業(yè)發(fā)展仍應重點考慮與水環(huán)境承載力的協調，提高水生態(tài)保護準入門檻，不再新建化工項目，現有化工企業(yè)逐步退出。 依托豐富岸線資源，鼓勵發(fā)展進出運輸量大的現代臨江工業(yè)物流園區(qū)，打造國際性制造業(yè)基地和現代物流基地。 臨港地區(qū)發(fā)展以船舶、特色冶金等重型工業(yè)以及各類材料工業(yè)為主。 圍繞中心城區(qū)，大力發(fā)展服務經濟，提升老城商業(yè)質態(tài)，繁榮城郊專業(yè)市場。

興化市在泰州市主體功能區(qū)中大部分屬于限制開發(fā)區(qū)域，在江蘇省“1+3”重點功能區(qū)戰(zhàn)略中屬江淮生態(tài)經濟區(qū)，該區(qū)域湖蕩資源豐富，生態(tài)環(huán)境較為敏感，因此，雖然興化市水生態(tài)約束低，未來仍應限制開發(fā)強度，堅持“含綠量”就是“含金量”的理念，走綠色可持續(xù)的發(fā)展道路。 未來興化市應充分發(fā)揮農業(yè)大市優(yōu)勢，大力發(fā)展以“高效、高產、低耗、無污染”為標簽的綠色農業(yè)[11]。西北部湖蕩地區(qū)水生作物和水產養(yǎng)殖區(qū)應科學規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域，合理安排養(yǎng)殖結構，嚴格控制養(yǎng)殖密度，減少水產養(yǎng)殖內源性污染。 中部特種畜禽養(yǎng)殖區(qū)應以“263”行動為契機，優(yōu)化調整畜禽養(yǎng)殖布局，整治“小散亂污”畜禽養(yǎng)殖場。 東部地區(qū)優(yōu)質糧棉生產區(qū)應以化肥及農藥零增長為目標，推廣測土配方施肥技術。 同時，可充分利用北部特色湖蕩濕地資源，積極探索“生態(tài)旅游+生態(tài)農業(yè)”的混合發(fā)展模式。 從水生態(tài)安全角度出發(fā)，取締湖蕩濕地等重要生態(tài)紅線區(qū)內的高風險企業(yè)。引導戴南鎮(zhèn)不銹鋼產業(yè)綠色發(fā)展，加快技術優(yōu)化與創(chuàng)新，嚴格控制污染物排放總量，淘汰落后產能。鼓勵興化經濟開發(fā)區(qū)依托豐富農業(yè)資源，重點發(fā)展農副產品加工業(yè)，同時依托現有機械加工基礎，發(fā)展污染較輕的食品機械和不銹鋼產業(yè)。

5 結論與展望

（1）水生態(tài)功能是影響區(qū)域產業(yè)布局的重要依據，由于學術界對水生態(tài)內涵尚未形成共識，本文將“三生系統”融入水生態(tài)內涵，建立水與人、產業(yè)三者相互作用機制，提高了水生態(tài)內涵的生命性、生活性，并構建了以“三生”共融系統為基礎的水生態(tài)約束評價指標體系，指標選取更為全面和科學。

（2）本文基于水生態(tài)約束評價結果，將泰州市劃分為水生態(tài)約束低、水生態(tài)約束中、水生態(tài)約束高三類區(qū)域，并針對各類型分區(qū)提出產業(yè)布局優(yōu)化調控方向，對“新常態(tài)”背景下泰州加快產業(yè)轉型升級、推動產業(yè)高端化、生態(tài)化發(fā)展具有重要的決策參考意義。

（3）本文在劃分水生態(tài)約束分區(qū)時，受資料可獲性的影響，以區(qū)縣為最小評價單元。 未來在資料允許情況下，可將評價單元細化至鎮(zhèn)域單元，實現水生態(tài)更為精細化的管理，甚至可以突破行政區(qū)劃，以控制單元為最小評價單元，建立“流域-區(qū)域-控制單元-污染源”的水生態(tài)管控體系，針對不同控制單元、不同環(huán)境問題、不同控制要求，分解控制指標，達到流域水質、水量目標管理的戰(zhàn)略意圖。 另外，本文“三生”指標的選取有待進一步完善，“生態(tài)”指標方面可增加TN、TP 等指標[12]，同時為了突出生態(tài)系統的生命性與綜合性，可多增加些與水生生物多樣性相關的指標，使指標體系更全面。