陽斌成, 張家其, 羅偉聰, 喻興潔, 張興苗

(衡陽師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院, 湖南 衡陽 421002)

水是人類生存與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)性資源[1]，然而，因城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)、人口高度集聚、工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展，水資源需求的空間差異愈發(fā)明顯，在中國水資源時(shí)空分布本就不均的格局背景下，水資源供需矛盾更為突出。近年來，在“兩山理論”引領(lǐng)下，保護(hù)與改善環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力的理念深入人心，如何合理使用水資源，防止水污染成為國家關(guān)注的重點(diǎn)。2016年水利部印發(fā)《關(guān)于做好建立全國水資源承載能力監(jiān)測預(yù)警機(jī)制工作的通知》要求對水資源承載狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，3 a內(nèi)建立全國縣域水資源承載力監(jiān)測預(yù)警機(jī)制；2020年自然資源部印發(fā)《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價(jià)指南(試行)》指出水資源承載能力是資源環(huán)境承載力中基本組成部分之一。由此可見，水資源承載力已經(jīng)成為影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展核心要素之一[2]。

國外研究主要集中于水資源管理[3]、水安全[4]、水資源與可持續(xù)發(fā)展[5]方向。國內(nèi)研究最早由新疆軟科學(xué)研究小組提出水資源承載力的概念[6]，隨后眾多學(xué)者對水資源承載力的概念與內(nèi)涵進(jìn)行了深入討論[7-9]，關(guān)于如何量化水資源對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)性作用研究成為熱點(diǎn)話題[10-11]?，F(xiàn)今，水資源承載力已從水資源單系統(tǒng)逐漸走向水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境多系統(tǒng)研究，研究角度從靜態(tài)單一指標(biāo)體系評價(jià)發(fā)展到動態(tài)多元評價(jià)[12]，但由于水資源承載力是一個(gè)復(fù)雜、開放的巨系統(tǒng)，同時(shí)良好的生態(tài)環(huán)境又為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供載體，為水資源提供保障與更新能力；而社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平直接影響科技投入與公眾意識，繼而影響區(qū)域水資源利用效率與節(jié)水意識，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供更有力的經(jīng)濟(jì)支撐與制度保障。因此，水資源承載研究要加強(qiáng)跨區(qū)域多要素綜合研究[13]。此外，關(guān)于水資源承載力的評價(jià)方法眾多，但這些方法在應(yīng)用過程中各有優(yōu)缺點(diǎn)，例如常規(guī)趨勢法容易忽略各指標(biāo)的相互關(guān)系[14]，模糊綜合評價(jià)法在運(yùn)算過程中易遺失信息，而利用主成分分析法得到的綜合評價(jià)結(jié)果可比性差[15]，系統(tǒng)動力學(xué)則因參變量和數(shù)學(xué)方程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對數(shù)據(jù)要求高。另外在確定指標(biāo)權(quán)重方面，層次分析法存在主觀性過強(qiáng)的問題。為此，本研究采用熵權(quán)-TOPSIS法進(jìn)行水資源承載力評價(jià)，并開展水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展探究，以此凸顯指標(biāo)的差異性及評價(jià)結(jié)果的客觀、可比性，注重水資源與社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境各指標(biāo)之間的相互聯(lián)動關(guān)系，為區(qū)域制定水資源、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展政策提供理論參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

湖南省地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)，多年平均降水量1 450 mm。2018年人均水資源量1 952 m3，高于全國平均水平，水資源總量相對豐富。湖南省被列入長江經(jīng)濟(jì)帶國家重要戰(zhàn)略發(fā)展區(qū)域，該地域具有承接南北，聯(lián)通東西的重要地位，環(huán)長株潭城市群更是長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展格局中“三極”的重要組成部分。區(qū)內(nèi)武陵山區(qū)與洞庭湖為長江流域重要生態(tài)安全屏障，湘江流域和洞庭湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程試點(diǎn)被列入全國第三批山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程，為長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展提供涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄洪水的重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。然而，該地域一方面因季風(fēng)不穩(wěn)定及地形等因素影響，降水時(shí)空分布不均；而另一方面，洞庭湖平原為中國九大商品糧基地之一，且湘江流域是中國重要的有色金屬冶煉基地，工農(nóng)業(yè)需水量與污水排放量巨大，這種水資源供需矛盾嚴(yán)重威脅區(qū)域水資源與糧食安全。因此，無論是從長江經(jīng)濟(jì)帶一盤棋格局出發(fā)，還是湖南省各市州高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展的角度來看，實(shí)現(xiàn)研究區(qū)水資源、社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展意義重大。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文所用的數(shù)據(jù)主要來源于2009—2018年的《湖南省水資源公報(bào)》《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于各地市統(tǒng)計(jì)年鑒、環(huán)境公報(bào)、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，其中對個(gè)別指標(biāo)數(shù)據(jù)缺失采用加權(quán)均值法進(jìn)行賦值補(bǔ)缺，為降低不同指標(biāo)量綱對研究可靠性的影響，對指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。在數(shù)據(jù)篩選方面，考慮湖南省屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，水資源開發(fā)利用主要以地表水資源為主，而降水的不穩(wěn)定會導(dǎo)致水資源承載力在年際之間出現(xiàn)波動，為體現(xiàn)這一外在影響因素，故選取2009(枯水年)，2012(豐水年)，2015(平偏豐)，2018年(平偏枯)4個(gè)典型年份進(jìn)行分析。

2 研究方法

2.1 水資源承載力影響因素構(gòu)成分析

水資源承載力的研究對象是水資源，水資源是水資源承載力的主體，人類及其生存的經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是水資源承載力的客體[16]。水資源子系統(tǒng)對社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)具有支撐作用，水資源子系統(tǒng)為社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)平穩(wěn)發(fā)展提供生產(chǎn)生活所需水量，同時(shí)也為生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)提供環(huán)境及其他生物生存所需生態(tài)用水。社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)在發(fā)展的過程中利用自然資源滿足其發(fā)展需求，同時(shí)排放污染物進(jìn)入生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)，雖然生態(tài)環(huán)境具有消納污染的能力，但當(dāng)污染物的濃度到達(dá)區(qū)域生態(tài)環(huán)境所能承受的最大限度，就會對生態(tài)環(huán)境造成不可逆的損害。另外，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對區(qū)域的土地利用需求具有權(quán)衡性。例如，20世紀(jì)中期，人類為謀求更多耕地，對洞庭湖進(jìn)行圍墾，大量的水域空間被侵占成耕地，導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)退化，嚴(yán)重影響區(qū)域水資源涵養(yǎng)、凈化與更新能力。此外，基于湖南省季風(fēng)性氣候降水變率大，導(dǎo)致旱澇災(zāi)害頻繁，汛期水資源難以利用等問題，考慮合理修建水利工程對湖南省水旱災(zāi)害防御與水資源調(diào)配具有重要作用，進(jìn)而顯著提升水資源承載力。

綜上所述，水資源承載力影響因素主要可以歸納為4個(gè)方面：水資源可利用量、水質(zhì)狀況、水域空間面積、水利工程。

(1) 從水資源承載力角度分析，水資源可利用量是指以總?cè)『乃繛榛A(chǔ)，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技水平，本區(qū)域一定時(shí)期內(nèi)可一次性利用的最大水量，但取耗水量越大并不代表水資源承載力越大，還應(yīng)結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水效率綜合判斷[17]。因此區(qū)域水資源本底與水資源開發(fā)利用狀況是其主要影響因素。

(2) 水質(zhì)狀況主要受生態(tài)環(huán)境基底與排污技術(shù)影響。良好的生態(tài)環(huán)境為水資源質(zhì)量提供保障，從而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。另一方面，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)科技進(jìn)步，尤其是節(jié)水排污技術(shù)的創(chuàng)新又可以為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供更好的技術(shù)支持。

(3) 足夠的水域空間、森林覆蓋面積不僅為水循環(huán)的產(chǎn)、匯流提供自然空間，而且為水體的納污自凈提供場所，是水生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行的基本要素[18]。

(4) 水利工程的合理修建一方面能夠防洪排澇，調(diào)蓄汛期洪水，保障旱情期間社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境用水安全：另一方面可以增加水域空間，調(diào)節(jié)局部小氣候。

2.2 水資源承載力綜合評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

現(xiàn)今水資源承載力評價(jià)體系的構(gòu)建多從區(qū)域水資源本底、人類活動造成的負(fù)面壓力以及生態(tài)環(huán)境破壞等角度選取指標(biāo)[19]，較少考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及區(qū)域科技發(fā)展水平等因素對水資源承載力的正面影響。對此，本文借鑒田培等[20]研究成果，以自然本底為基礎(chǔ)，結(jié)合人類活動的正負(fù)影響兩個(gè)方面構(gòu)建水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境綜合承載力評價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 湖南省水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系

其中選擇人均水資源量、供水模數(shù)、產(chǎn)水模數(shù)、年降水量等指標(biāo)反映區(qū)域水資源本底狀況，選取人均用水量、水資源開發(fā)利用率反映區(qū)域水資源利用壓力狀況，并結(jié)合湖南省亞熱帶季風(fēng)氣候降水變率大特征，以大中型水庫年末蓄水量反映區(qū)域水資源調(diào)節(jié)保障能力。社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)主要體現(xiàn)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及對水資源需求壓力，結(jié)合《湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》與《“十三五”水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控行動工作方案》，從宏觀層面選擇城鎮(zhèn)化水平、人均GDP反映社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r；需水壓力則從人口密度、人口自然增長率、人均用水量、工農(nóng)業(yè)用水量等指標(biāo)來反映；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與科技發(fā)展水平采用第三產(chǎn)業(yè)比重、R&D研發(fā)經(jīng)費(fèi)比重為代表性指標(biāo)。

生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)是針對水資源再生與水生態(tài)環(huán)境狀況，考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性原則，采用生態(tài)環(huán)境用水率、環(huán)保產(chǎn)業(yè)年收入、每萬人造林面積、來代表人類活動對生態(tài)環(huán)境的正面影響；采用污水處理率、萬元GDP污水排放量來表示水生態(tài)環(huán)境的污染及治理狀況。

2.3 指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

評價(jià)指標(biāo)有正向指標(biāo)與負(fù)向指標(biāo)之分，正向指標(biāo)具有極大值屬性，負(fù)向指標(biāo)具有極小值屬性，要分別對其指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

正向指標(biāo)：

xij=(rij-minrj)/(maxrj-minrj)

(1)

負(fù)向指標(biāo)：

xij= (maxrj-rij)/(maxrj-minrj)

(2)

式中：rij(i=1,…,n;j=1,…,m)為第i年第j個(gè)指標(biāo)值;n,m分別為年份數(shù)和指標(biāo)數(shù); maxrj,minxrj分別為第j個(gè)指標(biāo)的最大值、最小值。

設(shè)研究區(qū)域水資源承載力的原始評價(jià)矩陣為：

(3)

2.4 熵權(quán)-TOPSIS法

熵權(quán)法依據(jù)數(shù)據(jù)的離散程度對指標(biāo)賦權(quán)，即根據(jù)各指標(biāo)所含信息有序程度的差異性來確定指標(biāo)權(quán)重，是相對客觀賦權(quán)方法[21]。TOPSIS法即優(yōu)劣解距離法，能充分利用原始數(shù)據(jù)的信息，其結(jié)果能精確地反映各評價(jià)方案之間的差距，實(shí)現(xiàn)評價(jià)目標(biāo)的優(yōu)劣排序。目前熵權(quán)-TOPSIS法多用于評價(jià)類研究，計(jì)算方法與過程詳參考李星等[22]研究。

2.5 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)模型通常被用來衡量系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系[23]。通過該模型，可以清晰地看出水資源承載力下的社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、生態(tài)子系統(tǒng)與水資源子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，能夠?qū)ξ磥砗鲜∷Y源的合理利用起到借鑒作用。計(jì)算公式如下：

(4)

T=αU1+βU2+λU3

(5)

(6)

式中：D是耦合協(xié)調(diào)度;C是系統(tǒng)耦合度；T為三元系統(tǒng)的綜合評價(jià)值；U1，U2，U3分別為三元系統(tǒng)各自評價(jià)值；α，β，λ為待定系數(shù)，且α+β+λ=1。本文認(rèn)為水資源、社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境三者同樣重要，所以α=β=λ=1/3。

結(jié)合湖南省水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境實(shí)際情況，參考相關(guān)研究[24]，耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)劃分為5類(表2)。

表2 湖南省水資源承載力復(fù)合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)劃分

3 結(jié)果與分析

3.1 水資源承載力分析

3.1.1 水資源承載力時(shí)間演變分析 湖南省水資源承載力10 a間呈下降—上升的“U”型態(tài)勢，期間水資源承載力增長了0.39，且各子系統(tǒng)具有明顯的階段性特征(圖1)。 ①2009—2011年水資源承載力下降，該階段降水量為建國后最小值，進(jìn)而影響水資源本底，同時(shí)生產(chǎn)方式較為粗放，造成了嚴(yán)重水污染問題； ②2012—2015年水資源承載力穩(wěn)步上升，2012年國務(wù)院出臺《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，加之“湘江流域三年整治計(jì)劃”的成功實(shí)施，使得水資源承載力得到提升；③2016年長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略提出，湖南積極踐行“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”理念，促使生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，綠色發(fā)展指數(shù)居全國第8位，進(jìn)而助推水資源承載力增長明顯。

圖1 2009-2018年湖南省水資源承載力評價(jià)值

3.1.2 各市州水資源承載力空間特征分析 根據(jù)各地區(qū)自然地理要素差異，考慮區(qū)劃應(yīng)用性及行政管理一致性，結(jié)合《湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》，將湖南省分為大湘西地區(qū)(邵陽、婁底、懷化、張家界、湘西州)、長株潭地區(qū)(長沙、株洲、湘潭)、湘南地區(qū)(衡陽、永州、郴州)與洞庭湖區(qū)(常德、益陽、岳陽)，以此開展水資源承載力空間分析。10 a間水資源承載力區(qū)域均值增長率達(dá)3.8%，但各市州空間差異較為明顯，具體表現(xiàn)為：大湘西地區(qū)>長株潭地區(qū)>湘南地區(qū)>洞庭湖區(qū)，呈現(xiàn)出兩側(cè)高、中間低的“U”型特征(圖2)。此研究結(jié)果與Wang等[25]、劉文等[26]人認(rèn)為湖南省水資源承載力東西部高于中間的空間分布特征的研究結(jié)果相一致。究其原因，大湘西地區(qū)植被覆蓋度高、人類活動影響相對較小、且旅游這類綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好，因而水資源承載力明顯高于其他3個(gè)地區(qū)；長株潭地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r最好，科技與環(huán)保投入較多，居民節(jié)水意識較強(qiáng)，因此水資源承載力較高；湘南地區(qū)水資源本底較為豐富，但金屬冶煉工業(yè)聚集，工業(yè)需水量大，且工業(yè)污染較為嚴(yán)重，水資源承載力處于中等水平；洞庭湖區(qū)為中國主要的商品糧基地，且人口稠密，生產(chǎn)生活需水巨大，同時(shí)又屬降水低值區(qū)，水資源本底較差，水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)共同作用導(dǎo)致該區(qū)水資源承載力低于湖南省其他地區(qū)。

圖2 2009-2018年湖南省各市州水資源承載力變化特征

3.2 湖南省水資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分析

3.2.1 耦合協(xié)調(diào)度時(shí)間特征 2009—2011年各子系統(tǒng)受旱情影響，水資源承載力出現(xiàn)下滑趨勢；2011年之后水資源承載力社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)呈波動上升；2016—2018年上升趨勢最為明顯。此外，生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)提升最大，而水資源承載力系統(tǒng)中的水資源子系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是2016—2018年與社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)呈現(xiàn)反相關(guān)，這在一定程度上制約了其他子系統(tǒng)甚至復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)展。在這種情況下，深入探究水資源承載力子系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度，將更有利于辨明水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是否協(xié)調(diào)發(fā)展?；趯?009—2018年湖南省各市州水資源、社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境三大子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平的測度可知，湖南省14個(gè)市州耦合協(xié)調(diào)度整體呈增長趨勢(圖3)。

(1) 2009—2012年湖南省水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度整體呈下降趨勢，除洞庭湖區(qū)益陽市由中級下降為初級協(xié)調(diào)階段，其他市州較為穩(wěn)定。2009—2012年益陽市工業(yè)用水量增加47.6%，同時(shí)生態(tài)環(huán)境用水量下降50%，社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成了脅迫，繼而促使三系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度下降。

圖3 2009-2018年水資源-社會經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展時(shí)空演變

(2) 2012—2015年耦合協(xié)調(diào)度有一定程度的上升，其中永州市系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度由初級上升為中級協(xié)調(diào)，而湘潭市則由中級退化為初級協(xié)調(diào)。湘潭市“十二五”期間快速推進(jìn)城市化，城市人口比重上升6.4%，城市人口密度上升，水資源需求迅速增長，從而對水資源子系統(tǒng)造成了巨大壓力；同時(shí)湘潭市萬元GDP污水排放量增加，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨一定困難，因此雙重壓力下湘潭市耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)下降趨勢。

(3) 2015—2018年耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)明顯上升，除衡陽、邵陽、岳陽、湘潭等市仍處初級協(xié)調(diào)階段之外，其他市州均為中級協(xié)調(diào)階段。在湖南省踐行“兩型社會”與《湖南省湘江保護(hù)和治理第2個(gè)“三年行動計(jì)劃”(2016—2018年)實(shí)施方案》等政策大力推動下，湖南省各市州在抓社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展同時(shí)，注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，控制并減少水環(huán)境的污染，致使水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境同步發(fā)展態(tài)勢明顯。

3.2.2 湖南省水資源承載力耦合協(xié)調(diào)度空間特征 2009—2018年，除湘潭外，湖南省各市州耦合協(xié)調(diào)度都有一定程度提高，耦合協(xié)調(diào)度增長最快的為常德市，下降最快的為湘潭市。總體而言，湖南省水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度增長速度呈現(xiàn)：洞庭湖區(qū)>湘南地區(qū)>大湘西地區(qū)>長株潭地區(qū)的特征(表3)。2012年，長株潭地區(qū)、大湘西地區(qū)的湘西、懷化、張家界以及湘南地區(qū)的郴州等市處于中級協(xié)調(diào)發(fā)展階段，中部各市州都處于初級發(fā)展階段，形成了中間明顯低于兩側(cè)的“U”型空間格局；2012—2018年，常德、益陽、永州婁底等市耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)大幅度提升，逐漸補(bǔ)齊中間短板，促使湖南省水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)空間格局走向整體協(xié)同發(fā)展態(tài)勢。

表3 2009-2018年湖南省各市州耦合協(xié)調(diào)度變化

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

本文在構(gòu)建湖南省水資源承載力指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用熵權(quán)-TOPSIS模型與耦合協(xié)調(diào)度模型分析了湖南省水資源承載力與系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的時(shí)空特征。

(1) 從時(shí)間變化特征來看，2009—2018年湖南省水資源承載力評價(jià)值與耦合協(xié)調(diào)度整體呈增長態(tài)勢，14個(gè)市州水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)水平由初級階段進(jìn)入中級階段。此外，水資源動態(tài)特征(降水)對本研究結(jié)果影響具有階段性，2012年之前枯水年份對水資源承載力負(fù)面影響較為明顯，然而隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是湖南省加大了對水利工程設(shè)施的投入，致使2012年后枯水年份對水資源承載力負(fù)面影響較小。

(2) 從空間變化特征而言，由于自然要素稟賦與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異，湖南省水資源承載力及耦合協(xié)調(diào)度特征在空間上同樣出現(xiàn)不均衡，表現(xiàn)為兩側(cè)高于中間的“U”型格局，但隨著中部短板的補(bǔ)齊，耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展態(tài)勢由不均衡逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎w協(xié)同。

(3) 從發(fā)展階段來看，2009—2012年，湖南省部分地區(qū)在發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)的過程中面臨產(chǎn)業(yè)調(diào)整難、生態(tài)保護(hù)壓力大等問題，對水資源、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)造成了一定的負(fù)面影響，導(dǎo)致耦合協(xié)調(diào)度下降的趨勢。2012—2015年，隨著兩型社會的推進(jìn)以及水資源保護(hù)力度的加大，湖南省水資源、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐漸恢復(fù)，水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展逐步上升。2015—2018年，湖南省在積極踐行生態(tài)文明建設(shè)，積極融入長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展，以及湘江整治行動等一系列行動背景下，水資源承載力與水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度快速提升。

(4) 根據(jù)《湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》與《國家節(jié)水行動湖南省實(shí)施方案》，預(yù)計(jì)到2020年萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量較2015年分別降低30%和33.9%[27]。但依照現(xiàn)有發(fā)展情況，湖南省水資源承載力不足以支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，例如2019年萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量相較于2015年分別只下降了24%，19%，達(dá)不到十三五預(yù)期目標(biāo)，同時(shí)對生態(tài)環(huán)境保護(hù)也會造成巨大壓力。因此，提高節(jié)水技術(shù)、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級能夠顯著提升湖南省水資源承載力，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展。同時(shí)值得關(guān)注的是《湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃》中提到，到“十四五”末長株潭都市圈建成人口達(dá)到1.50×107左右、經(jīng)濟(jì)總量突破2.00×1012元的特大都市圈[28]，人口與產(chǎn)業(yè)高度集中，是否會對水資源承載能力構(gòu)成巨大壓力值得深入探究。

4.2 建 議

針對湖南省各區(qū)劃水資源承載力時(shí)空特征及系統(tǒng)協(xié)調(diào)度情況，為進(jìn)一步提升湖南省的水資源承載力，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提出幾點(diǎn)建議。

(1) 長株潭地區(qū)作為湖南省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展先行區(qū)，水資源承載力與耦合協(xié)調(diào)度較高，但存在人均水資源擁有量較低、人均用水量大等問題。應(yīng)加快推進(jìn)長株潭一體化發(fā)展，繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)湘潭老工業(yè)基地調(diào)整改造。同時(shí)合理管控人口增長，繼續(xù)推進(jìn)“兩型社會”建設(shè)。

(2) 湘南地區(qū)作為湖南省重要的有色金屬加工基地，水資源本底較好，但生產(chǎn)、生活用水量大，且水污染問題嚴(yán)重，從而導(dǎo)致水資源承載力與耦合協(xié)調(diào)度不高。應(yīng)重點(diǎn)整治污染較大的工礦企業(yè)，加大節(jié)水排污科技投入，提高有色金屬深加工能力，延長產(chǎn)業(yè)鏈。

(3) 大湘西地區(qū)作為國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)與貧困連片地區(qū)，水資源承載力與耦合協(xié)調(diào)度均值最高，但存在水資源利用率與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低等問題。因此，應(yīng)積極穩(wěn)妥推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，完善公共交通布局，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。提高水資源的開發(fā)利用率，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，但也應(yīng)注意到該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中應(yīng)當(dāng)注意生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

(4) 洞庭湖區(qū)作為重要的農(nóng)產(chǎn)品基地，農(nóng)業(yè)用水占比大。應(yīng)注重提高農(nóng)業(yè)用水效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型多元化，發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)?；诤鲜〖撅L(fēng)性氣候特點(diǎn)，應(yīng)繼續(xù)完善水利工程的建設(shè)，同時(shí)充分抓住洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)上升為國家級戰(zhàn)略的良好契機(jī)，推進(jìn)流域生態(tài)治理和修復(fù)合作，促進(jìn)水資源—社會經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。