王子悅，徐 慧，黃丹姿，周 惟

(河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098)

隨著時代的發(fā)展，人們對水的理解和認(rèn)識不斷加深，人類社會對水資源的需求層次也不斷提高。2019年9月18日，習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上，發(fā)出了“讓黃河成為造福人民的幸福河”的號召，第一次提出了“幸福河”這個新名詞，為新時代生態(tài)文明條件下的黃河流域治理與發(fā)展提出了新的目標(biāo)和方向。

認(rèn)真學(xué)習(xí)領(lǐng)會習(xí)近平總書記重要講話精神時，應(yīng)明確幸福河不僅僅是黃河流域治理發(fā)展的目標(biāo)，更是新時代水利事業(yè)發(fā)展的基本要求。要深刻理解幸福河的內(nèi)涵特性，科學(xué)建立幸福河評價指標(biāo)體系方法，努力使每條河流、每個流域都成為造福于人類的“幸福河”。

2019年12月1日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》，正式將長江三角洲區(qū)域(以下簡稱“長三角”)一體化發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，其中提出強化生態(tài)環(huán)境共保聯(lián)治，強調(diào)對長三角水環(huán)境水生態(tài)的協(xié)同保護(hù)治理。本文將幸福河的概念及評價應(yīng)用與長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合，為豐富幸福河相關(guān)研究、推動長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展提供參考。

1 幸福河的內(nèi)涵

1.1 幸福河的概念

幸福河是基于新時代生態(tài)文明框架提出的一個新概念，目前相關(guān)研究尚少，還需進(jìn)一步深入挖掘其內(nèi)涵特性。左其亭等[1]從水安全、水資源、水生態(tài)角度，認(rèn)為幸福河是保持河流生態(tài)系統(tǒng)的自然結(jié)構(gòu)和功能，持續(xù)滿足人類社會合理需求，且實現(xiàn)人與河流和諧相處的河流，并提出了其特性和判斷準(zhǔn)則；陳茂山等[2]從洪水有效防御、供水安全可靠、水生態(tài)健康、水環(huán)境良好、流域高質(zhì)量發(fā)展及水文化傳承6個方面闡述了幸福河的內(nèi)涵，并初步建立了幸福河評價指標(biāo)體系；韓宇平等[3]構(gòu)建了包含流域自然屬性、社會經(jīng)濟屬性、人水和諧關(guān)系3個方面的幸福河評價指標(biāo)體系，采用模糊綜合評價法對黃河流域進(jìn)行了評價。

筆者認(rèn)為，幸福河是以河流為中心的流域多功能性的集中體現(xiàn)，是自然系統(tǒng)與人類需求實現(xiàn)共同、協(xié)調(diào)、高質(zhì)量發(fā)展的流域系統(tǒng)。幸福河的研究對象是流域系統(tǒng)，包含了流域內(nèi)一切的自然要素、人類社會要素，以及由它們相互作用產(chǎn)生的人水關(guān)系要素。幸福河要關(guān)注到整個流域，并建立在山水林田湖草的生命共同體和人與自然的命運共同體上，體現(xiàn)其協(xié)調(diào)綜合性和人水耦合性。它是人-水系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的結(jié)果，是人類幸福感對流域多功能性建設(shè)導(dǎo)向的一種體現(xiàn)。

1.2 引入需求層次理論的幸福河內(nèi)涵

“幸?！笔且粋€主觀性很強的概念，它很難直接用某一普適的指標(biāo)體系來衡量，自古以來一直是人類思考和討論的重要話題之一。馬斯洛在需求層次理論中提出，不同層次的需求和滿意度決定著幸福的層次[4]。馬斯洛的需求層次理論認(rèn)為，人們從低到高有5個基本需求層次：生理需求、安全需求、歸屬(社交)需求、尊重需求、自我實現(xiàn)需求[5]。

目前在水利領(lǐng)域相關(guān)工作的研究實踐中，對需求層次理論的應(yīng)用尚較少。韓宇平等[3]依據(jù)需求層次理論將幸福河指數(shù)劃分為基本需求、發(fā)展需求、和諧需求3個層次。鐘華平[6]根據(jù)馬斯洛需求層次理論，提出了水資源管理需求的5個相應(yīng)層次，即取水管理、供水管理、需水管理、智水管理和綠水管理。李華斌等[7]結(jié)合馬斯洛需求層次理論，將綜合治水需求劃分為3個層次：基本需求、中級需求和高級需求。

將需求層次理論引入幸福河的相關(guān)研究，可以將馬斯洛提出的5個層次作為幸福河評價的基礎(chǔ)框架，建立幸福河層次等級，對流域內(nèi)自然、社會、人水關(guān)系要素與各層次等級的契合程度進(jìn)行評價，其中生理需求、安全需求可對應(yīng)2個基礎(chǔ)層次，即表現(xiàn)為流域自然環(huán)境基礎(chǔ)良好、人民生活富裕、水資源開發(fā)利用基本合理；歸屬需求、尊重需求可對應(yīng)2個提升層次，即流域生態(tài)環(huán)境優(yōu)越、社會經(jīng)濟發(fā)展及人民生活水平不斷提高、水資源的規(guī)劃管理利用合理科學(xué)；自我實現(xiàn)需求可對應(yīng)幸福層次，即流域生態(tài)景觀功能良好實現(xiàn)、社會經(jīng)濟與生活質(zhì)量實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、人水關(guān)系和諧協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，本文建立包含自然、人類社會、人水關(guān)系3個系統(tǒng)的評價指標(biāo)體系，并結(jié)合需求層次理論，以基礎(chǔ)Ⅰ層次、基礎(chǔ)Ⅱ?qū)哟?、提升Ⅰ層次、提升Ⅱ?qū)哟?、幸福層?個層次作為幸福河的層次評價等級。

2 研究區(qū)概況

根據(jù)《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》，長三角位于中國東部，包括江蘇省、上海市、浙江省和安徽省，面積35.8萬km2，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤，但水資源時空分布極不均勻。長三角是中國河網(wǎng)密度最高的地區(qū)，水環(huán)境良好，多年平均當(dāng)?shù)厮Y源量為537.79億m3，水資源豐富。同時，長三角也是中國經(jīng)濟發(fā)展最快、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強的地區(qū)之一，總體城市化水平高，人口密集，因此也造成了水資源人均占有量低，部分流域水污染嚴(yán)重等問題，水資源形勢嚴(yán)峻。

本文采用的數(shù)據(jù)來自2018年上海市、江蘇省、浙江省、安徽省三省一市的水資源公報、水利年鑒、統(tǒng)計年鑒等資料。

3 研究方法

3.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

關(guān)于幸福河相關(guān)評價指標(biāo)的選取，目前還沒有統(tǒng)一公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。本文根據(jù)前文對幸福河概念的分析，參照目前比較成熟的全國重要河湖健康評估標(biāo)準(zhǔn)、黃河流域幸福河層次評價[3]、水資源開發(fā)利用綜合評價[8]、水環(huán)境安全評價[9]、水資源系統(tǒng)評價[10]、長三角綠色發(fā)展評價[11]等評價指標(biāo)體系，從中選取部分合適的指標(biāo)，結(jié)合長三角三省一市實際情況和專家學(xué)者的建議，遵照科學(xué)實用、數(shù)據(jù)完整可獲得的原則，基于自然、人類社會和人水關(guān)系3個系統(tǒng)構(gòu)建了包含24個指標(biāo)的幸福河層次評價指標(biāo)體系如圖1所示，其中C5、C10、C11、C13、C16、C21、C22、C23等8個指標(biāo)為逆向指標(biāo)，其他均為正向指標(biāo)。采用熵權(quán)法計算各指標(biāo)的熵值作為權(quán)重(圖1括號中數(shù)據(jù))。

3.2 熵權(quán)法

本文采用熵權(quán)法計算評價指標(biāo)權(quán)重。熵權(quán)法是一種客觀的賦權(quán)方法，盡可能避免了人為主觀性的干擾，能更好反映指標(biāo)熵值的效用價值[12]。計算權(quán)重時需要對各評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，對于正、負(fù)向指標(biāo)，分別采用以下公式進(jìn)行歸一化：

(1)

(2)

式中：xij為評價對象j評價指標(biāo)i的值；bij是歸一化后的指標(biāo)值；ximin、ximax分別為評價指標(biāo)i的最小和最大值。

根據(jù)熵的定義，評價對象j評價指標(biāo)i的熵值為

(3)

其中

式中：bik為評價對象k評價指標(biāo)i的值；m為評價指標(biāo)總數(shù)；n為待評價對象總數(shù)。

評價指標(biāo)i的權(quán)重wi為

(4)

3.3 物元模型

物元模型由我國學(xué)者蔡文教授于20世紀(jì)80年代初提出，主要用于解決不相容的復(fù)雜問題，適用于多因子綜合評價[13]。該方法可以全面綜合各個因素的全部信息，通過定量的數(shù)值來表達(dá)評價的結(jié)果[14]，同時可反映評價結(jié)果的中間轉(zhuǎn)化狀態(tài)，使得評價結(jié)果更具科學(xué)性。幸福河的概念具有模糊性，其評價涉及的指標(biāo)較多，且具有不相容性，因此根據(jù)物元分析法可以構(gòu)建幸福河評價物元模型。物元模型的具體計算過程較繁瑣[15]，本文僅列出最終的關(guān)聯(lián)函數(shù)及關(guān)聯(lián)度的計算方法。

關(guān)聯(lián)函數(shù)k(x)定義為

(5)

其中

式中：|X|為區(qū)間X的長度；x、X、Xp為待評物元的量值、經(jīng)典域物元的量值區(qū)間和節(jié)域物元的量值區(qū)間；a、b分別為區(qū)間X的左、右端點值；ap、bp分別為區(qū)間Xp的左、右端點值。

評價對象j關(guān)于等級z的綜合關(guān)聯(lián)度Kzj為

(6)

式中kz(xi)為評價對象j評價指標(biāo)i關(guān)于等級z的關(guān)聯(lián)度。

若ku(xi)=maxkj(xi)，則評價對象j評價指標(biāo)i屬于等級u；若Kvj=maxKzj，則待評對象j屬于等級v。對于關(guān)聯(lián)度K，當(dāng)K≥1時，表示評價對象超過標(biāo)準(zhǔn)對象的上限，數(shù)值越大，說明其在該等級中越穩(wěn)定；當(dāng)0≤K<1時，表示評價對象符合標(biāo)準(zhǔn)要求，數(shù)值越大，越接近標(biāo)準(zhǔn)的上限；當(dāng)-1≤K<0時，表示評價對象不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但具備轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)對象的條件，且數(shù)值越大，越容易轉(zhuǎn)化；當(dāng)K<-1時，表示評價對象不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，又不具備轉(zhuǎn)化成該標(biāo)準(zhǔn)的條件。

3.4 經(jīng)典域、節(jié)域和待評物元的確定

將前文劃分的基礎(chǔ)Ⅰ層次、基礎(chǔ)Ⅱ?qū)哟?、提升Ⅰ層次、提升Ⅱ?qū)哟?、幸福層?個層次，采用Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級5個等級表示，依據(jù)幸福河各層次的內(nèi)涵，結(jié)合相關(guān)研究成果、專家學(xué)者建議和長三角實際情況，對各評價指標(biāo)等級進(jìn)行量化分級，構(gòu)建長三角幸福河層次評價的經(jīng)典域物元矩陣Rz及節(jié)域物元矩陣Rp如表1所示。

表1 長三角幸福河層次評價經(jīng)典域物元矩陣Rz與節(jié)域物元矩陣Rp元素的值

根據(jù)獲得的各評價指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到待評物元矩陣Rj如表2所示。

表2 長三角幸福河層次評價待評物元矩陣Rj元素的值

4 結(jié)果與分析

4.1 評價結(jié)果

將待評物元代入相應(yīng)公式，即可得到對應(yīng)的指標(biāo)關(guān)聯(lián)度。以江蘇省降水量指標(biāo)C1為例，將C1=1 088.1 mm代入式(6)，得到該評價指標(biāo)對應(yīng)每個等級的關(guān)聯(lián)度：k1(C1)=-0.288 1、k2(C1)=-0.110 1、k3(C1)=0.440 5、k4(C1)=-0.135 8、k5(C1)=-0.304 6，其中k3(C1)最大，可以判定江蘇省該指標(biāo)屬于Ⅲ級，即提升Ⅰ層次。同理可計算得出其他評價指標(biāo)及其他省市相應(yīng)評價指標(biāo)的對應(yīng)等級結(jié)果，如表3所示。

表3 長三角幸福河層次評價指標(biāo)等級

將圖1中各評價指標(biāo)權(quán)重分別采入式(9)，可計算得到所有指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)度。以江蘇省為例，每個層次對應(yīng)的綜合關(guān)聯(lián)度為：K1江蘇=-0.448 5、K2江蘇=-0.272 0、K3江蘇=-0.109 0、K4江蘇=-0.290 3、K5江蘇=-0.459 3，其中K3江蘇最大，由此可判斷江蘇省幸福河層次等級為Ⅲ級，即提升Ⅰ層次，但由于K3江蘇<0，因此最終評價結(jié)果為“向Ⅲ級(提升Ⅰ層次)轉(zhuǎn)化”。同理可得到其他省市幸福河層次評價結(jié)果如表4所示。

表4 長三角幸福河綜合關(guān)聯(lián)度與評價結(jié)果

4.2 長三角幸福河層次總體分析

依據(jù)表4的評價結(jié)果，可得到以下結(jié)論：

a.2018年長三角三省一市的幸福河層次均位于向提升Ⅰ、Ⅱ和幸福層次轉(zhuǎn)化的狀態(tài)，整體處于中高水平，上海市在向最高的幸福層次轉(zhuǎn)化。

b.長三角三省一市的綜合關(guān)聯(lián)度均在-1到0之間，說明它們均處于向某個層次轉(zhuǎn)化的中間狀態(tài)，整體穩(wěn)定性較差，對外界的干擾比較敏感。

c.江蘇省的最高綜合關(guān)聯(lián)度最高，且最接近于0，其次依次為浙江省、安徽省、上海市，說明江蘇省最容易轉(zhuǎn)化為最高關(guān)聯(lián)度對應(yīng)的提升Ⅰ層次，而浙江省、安徽省、上海市轉(zhuǎn)化為對應(yīng)層次的難度依次增加。

d.從三省一市自身相對于5個層次的關(guān)聯(lián)度來看，江蘇省的最高綜合關(guān)聯(lián)度與次高綜合關(guān)聯(lián)度之間的差距最大，說明若無高權(quán)重指標(biāo)值的大幅變化，其幸福河層次能較穩(wěn)定地處于向提升Ⅰ層次轉(zhuǎn)化的過程中，而其余三省市自身最高與次高綜合關(guān)聯(lián)度之間的差距較小，說明向各自最高綜合關(guān)聯(lián)度對應(yīng)層次的轉(zhuǎn)化較不穩(wěn)定，也易轉(zhuǎn)化為次高綜合關(guān)聯(lián)度對應(yīng)的層次，需要注意對限制因子的改良，從而穩(wěn)定或提高其幸福河層次。

4.3 長三角幸福河層次指標(biāo)分析

從圖1中各評價指標(biāo)的權(quán)重可見，地表水和地下水開發(fā)利用程度比(C14)、人均生活用水量(C16)、人均生態(tài)用水量(C17)、森林覆蓋率(C3)、單位體積水糧食產(chǎn)量(C20)等指標(biāo)權(quán)重較大，是長三角三省一市幸福河層次差異的主要影響因素，而對于每個省市，結(jié)合表4各評價指標(biāo)的等級，可見影響其等級和穩(wěn)定性的主要限制因子又不盡相同。

對于江蘇省，其主要限制因子為C3、C16。由于江蘇省以平原為主，森林資源偏少，且由于歷史原因區(qū)域發(fā)展不均衡，蘇南地區(qū)工業(yè)化、城市化率高，經(jīng)濟發(fā)達(dá)，人口眾多，蘇中蘇北地區(qū)以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主，是我國重要的農(nóng)業(yè)區(qū)。相對發(fā)達(dá)的工農(nóng)業(yè)和地區(qū)間不平衡的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，造成全省整體生態(tài)壓力較大，人水和諧建設(shè)水平有待提高，因此幸福河層次較穩(wěn)定地處于向中等水平的提升Ⅰ層次轉(zhuǎn)化的過程中。

對于上海市，主要限制因子為C16、C17、C3、C20。上海市位于長江入?？诘臎_積平原，面積狹小，造成植被資源和水資源總量偏少，生態(tài)壓力大，且不能滿足用水需求；上海城市化率極高，人口眾多，且經(jīng)濟以第二、三產(chǎn)業(yè)為主，因此造成水資源開發(fā)利用程度高，污染負(fù)荷大，人水關(guān)系協(xié)調(diào)難度大。極其發(fā)達(dá)的社會經(jīng)濟支撐著上海市幸福河層次，雖向最高的幸福層次轉(zhuǎn)化，但限制因子較多，很不穩(wěn)定。

對于浙江省，主要限制因子為C16、C20。浙江省多山地丘陵，整體自然生態(tài)條件較好，多形成小流域，但崎嶇的地形造成了較多阻斷，不利于城鄉(xiāng)供用水綜合優(yōu)化治理和大面積農(nóng)業(yè)發(fā)展。而有利的自然生態(tài)環(huán)境、較發(fā)達(dá)的社會經(jīng)濟水平和不斷提升的人水和諧理念，使得浙江省幸福河層次向中高水平的提升Ⅱ?qū)哟无D(zhuǎn)化。

對于安徽省，主要限制因子為C14、C3。安徽省是長三角唯一處于內(nèi)陸的省區(qū)，植被資源與地表水資源均偏少，且社會經(jīng)濟發(fā)展水平偏弱，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟比重較大，是我國的重要產(chǎn)糧區(qū)，耕地面積大，農(nóng)業(yè)用水量大。這種較不利的自然經(jīng)濟條件及水資源利用方式，使得安徽省幸福河層次向提升Ⅱ?qū)哟蔚霓D(zhuǎn)化極不穩(wěn)定。

5 結(jié) 語

本文旨在將幸福河的概念及應(yīng)用與長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合，通過對長三角幸福河層次的評價，可以充分認(rèn)識區(qū)域內(nèi)三省一市的發(fā)展現(xiàn)狀與生態(tài)優(yōu)勢，助力長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展精準(zhǔn)取長補短，推進(jìn)水生態(tài)水環(huán)境協(xié)同防治，整合綠色發(fā)展的生態(tài)基礎(chǔ)，實現(xiàn)生態(tài)效益向發(fā)展效益的轉(zhuǎn)化，在保證經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的同時，守好生態(tài)綠色的底線。應(yīng)用熵權(quán)物元模型對長三角幸福河層次進(jìn)行了評價，對每個指標(biāo)評定了等級，評價結(jié)果也能反映對象所處等級的穩(wěn)定狀態(tài)，包含的信息更加豐富，克服了幸福河概念的模糊性和單個指標(biāo)結(jié)果的不相容性，同時盡可能避免主觀不確定性，評價結(jié)果是相對可靠的，可為長三角地區(qū)河湖綜合保護(hù)治理與幸福河建設(shè)工作提供參考。