肖釗富 彭賢偉 李瑞 廖佶慧
摘要:水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和地區(qū)綜合高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。以典型西南山區(qū)城市——遵義市為研究對(duì)象,構(gòu)建2個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合指標(biāo)體系;采用熵權(quán)法、耦合協(xié)調(diào)模型,對(duì)2009~2019年遵義市“水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)及其交互作用機(jī)理進(jìn)行分析,并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)探究2個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的影響機(jī)制。研究結(jié)果表明:① 研究期內(nèi),水資源綜合水平呈先下降后趨于平穩(wěn)的態(tài)勢(shì),說(shuō)明水資源承載力和利用效率呈先降低后穩(wěn)定的狀態(tài),社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈上升的趨勢(shì);② 2個(gè)系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)由2009年的勉強(qiáng)協(xié)調(diào)(0.596)向2019年的中級(jí)協(xié)調(diào)(0.719)轉(zhuǎn)變;③ 水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)度差異受到經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、水資源稟賦以及水環(huán)境治理水平等要素的共同影響,使得2個(gè)系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中互為影響,協(xié)同演進(jìn)。研究結(jié)果可為西南山區(qū)水資源優(yōu)化及其可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的研制提供科學(xué)參考依據(jù)。
關(guān) 鍵 詞:水資源; 社會(huì)經(jīng)濟(jì); 耦合協(xié)調(diào)度; 影響因素; 遵義市; 西南山區(qū)
中圖法分類號(hào): TV211
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.04.016
0 引 言
區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境等多種要素相互作用,并實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源優(yōu)化配置的結(jié)果[1]。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水資源利用的矛盾日益突出,水環(huán)境惡化、水資源短缺等問(wèn)題在一定程度上制約著經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展[2]??茖W(xué)分析水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展演化及其影響因素,對(duì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)友好型社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
近年來(lái),水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)研究引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,在理論指標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、評(píng)價(jià)方法、區(qū)域?qū)嵶C等領(lǐng)域開展了諸多有益探索。研究尺度涉及全中國(guó)[3-4]、經(jīng)濟(jì)帶[5]、省域[6]、流域[7-9]等不同層面。研究方法上,以往的研究大多側(cè)重于使用統(tǒng)計(jì)分析方法來(lái)對(duì)水資源利用進(jìn)行分析,如層次分析法(AHP)[10]、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)[11]、主成分分析法(PCA)[7]等,近年來(lái),突變級(jí)數(shù)[3]和人-環(huán)境系統(tǒng)仿真平臺(tái)(HESP)[12]等新方法得到了應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容上,大多致力于水資源承載力的演變?cè)u(píng)價(jià)和模擬[7,13],如Jia等通過(guò)對(duì)水資源空間相似性和差異性的分析,為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展管理提供了科學(xué)參考[3];Zhang等采用改進(jìn)后的主成分分析法,對(duì)湘江流域城市經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)發(fā)展水平及其影響因素進(jìn)行了研究[7];余灝哲等評(píng)估了京津冀水資源承載力風(fēng)險(xiǎn)[13]。為了更為準(zhǔn)確地刻畫社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水資源之間的互動(dòng)效應(yīng),宋冬凌等研究了河南省水資源利用率與經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展水平及其耦合協(xié)調(diào)關(guān)系[6],吳青松等對(duì)塔里木河流域水資源-經(jīng)濟(jì)社會(huì)-生態(tài)環(huán)境和諧度進(jìn)行了分析[9]。不難看出,已有研究對(duì)象大多以大尺度流域或傳統(tǒng)的缺水地區(qū)為主,而對(duì)西南生態(tài)敏感的山區(qū)城市關(guān)注較少[14],通過(guò)定量的方法對(duì)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的影響機(jī)制方面的研究則略顯不足。
相較于資源型缺水的京津華北、西北地區(qū)和污染型缺水的長(zhǎng)江三角、珠江三角地區(qū),中國(guó)西南山區(qū)水資源系統(tǒng)呈現(xiàn)為工程型缺水顯著和利用效率低的特點(diǎn)[14]。近幾年來(lái),城鎮(zhèn)化進(jìn)程導(dǎo)致西南山區(qū)生態(tài)問(wèn)題日益突出,植被破壞、水土流失、喀斯特石漠化[15]等問(wèn)題加劇了生態(tài)環(huán)境脆弱性。遵義市作為西南山區(qū)城市化與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的典型區(qū),其水資源供需矛盾和水環(huán)境污染程度持續(xù)增大[16],因此,科學(xué)認(rèn)識(shí)并協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水資源利用的關(guān)系,對(duì)守住發(fā)展和生態(tài)2條底線具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[17]。本文基于2009~2019年遵義市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和水資源相關(guān)數(shù)據(jù),應(yīng)用熵權(quán)法、耦合協(xié)調(diào)模型對(duì)2個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行定量研究,并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度探究其協(xié)調(diào)發(fā)展的主要因素,以期為西南山區(qū)水資源優(yōu)化利用及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的定制提供一定的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1 研究區(qū)域與方法
1.1 研究區(qū)概況
遵義市(106°17′~107°27′E,27°13′~28°04′N)位于貴州省北部、黔川渝結(jié)合部(見圖1),是兩江流域重要的生態(tài)屏障,境內(nèi)以山地丘陵地貌為主,是典型的西南山區(qū)城市,屬于亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候,該地區(qū)水資源具有工程型缺水、開發(fā)利用難度大的特點(diǎn)。2019年遵義市平均降水量為1 129.1 mm,人均占有水資源量為3 090 m3,全市全年總耗水量為12.88億m3,污廢水排放量為3.48億t。近年來(lái),遵義市處于城鎮(zhèn)化、工業(yè)化加速發(fā)展時(shí)期,其城鎮(zhèn)化率從2009年的33.11%提升到2019年的55.74%,人均GDP從2009年的11 322元增長(zhǎng)至2019年的55 411元。隨著生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施,經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展,遵義市水資源需求持續(xù)增加,水環(huán)境問(wèn)題日益突出。
1.2 指標(biāo)體系與數(shù)據(jù)來(lái)源
本文以遵義市為研究區(qū),選擇2009~2019年面板數(shù)據(jù),參照已有研究成果[7,9],結(jié)合遵義市的地區(qū)特征,遵循指標(biāo)構(gòu)建的代表性、科學(xué)性和數(shù)據(jù)的操作性、獲取性原則,基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)模型共12項(xiàng)指標(biāo)測(cè)算水資源發(fā)展指數(shù);由發(fā)展規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、民富指數(shù)3個(gè)方面共10個(gè)具體指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(見表1),采用熵權(quán)法來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重。分析數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2010-2020)、《遵義統(tǒng)計(jì)年鑒》(2010-2020)以及相關(guān)政府網(wǎng)站;未記載的數(shù)據(jù),采用插值法計(jì)算而成,其中,農(nóng)業(yè)用水量為灌溉和林牧漁畜用水量的總和。
1.3 研究方法
1.3.1 熵權(quán)法
熵權(quán)法[18]作為常用的客觀賦權(quán)法之一,根據(jù)原始數(shù)據(jù)變化客觀地確定指標(biāo)權(quán)重,相對(duì)變化程度大的指標(biāo)權(quán)重較大。本文研究重點(diǎn)是解釋水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的反饋機(jī)制和演化過(guò)程,熵權(quán)法能有效避免權(quán)重受主觀因素影響。具體過(guò)程描述如下。CE4A441E-29DB-4500-833B-048AFE550924
(1) 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。
當(dāng)指標(biāo)為正向指標(biāo)時(shí):
x′ij=xij-xminjxmaxj-xminj(1)
當(dāng)指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)時(shí):
x′ij=xmaxj-xijxmaxj-xminj(2)
式中:x′ij為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值,i=1,2,…,n,表示不同的年份,j=1,2,…,m,表示不同的指標(biāo);xij表示第i年時(shí)第j項(xiàng)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù);xmaxj和xminj分別為各項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值。
(2) 熵權(quán)法計(jì)算信息熵和權(quán)重。
yij=x′ijni=1x′ij(3)
ej=-1lnnni=1yijlnyij(4)
ωj=1-ejmj=1(1-ej) (5)
式中:yij為第i年第j指標(biāo)的比重;ej為j指標(biāo)的信息熵;ωj為該指標(biāo)的權(quán)重。
1.3.2 多因素綜合評(píng)價(jià)
結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化值X′ij和權(quán)重系數(shù)wj,分別求得遵義市2009~2019年水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)CDI:
CDI=nj=1(wjX′ij)(6)
1.3.3 耦合協(xié)調(diào)模型
耦合協(xié)調(diào)模型源于物理學(xué),其中,2個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)通過(guò)各種交互作用相互影響,現(xiàn)廣泛用于判定發(fā)展要素與區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)情況[19]。根據(jù)多因素綜合評(píng)價(jià)法獲得水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益評(píng)價(jià)值,分別記為U和G,所得耦合協(xié)調(diào)度判斷2個(gè)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度:
C=2UGU+G212
D=CT
T=θU+γG(7)
本文通過(guò)耦合協(xié)調(diào)度模型來(lái)反映各個(gè)子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度。其中,耦合關(guān)聯(lián)度C表示2個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)各自耦合因素產(chǎn)生彼此影響的程度。D為系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度。T是反映2個(gè)子系統(tǒng)整體協(xié)同效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。本次研究中,將水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展視為同等重要,通過(guò)征詢專家建議,取2個(gè)系統(tǒng)權(quán)重θ=γ=0.5。參考實(shí)際情況和已有文獻(xiàn)[5],耦合協(xié)調(diào)類型按表2分類,根據(jù)水資源綜合指數(shù)U與經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)G的對(duì)比關(guān)系,進(jìn)一步將其分為社會(huì)經(jīng)濟(jì)滯后型(U>G)、水資源系統(tǒng)滯后型(U 1.3.4 灰色關(guān)聯(lián)度 灰色關(guān)聯(lián)模型是根據(jù)母序列和各特征序列之間發(fā)展趨勢(shì)的變化態(tài)勢(shì)來(lái)定量衡量其之間的關(guān)聯(lián)程度,常用于動(dòng)態(tài)的歷程分析。本文采用耦合協(xié)調(diào)度作為母序列(Y),將所選的14個(gè)影響因素組成的數(shù)據(jù)列為特征序列(Xi)。關(guān)鍵步驟如下[20]。 (1) 確定分析序列并做標(biāo)準(zhǔn)化處理。 Y=Y(1),Y(2),Y(3),…Y(11); X(i),=X(1),X(2),X(3),…X(11); Δi(k)=Y(k)-Xi(k)(8) 本文中,年數(shù)k取1,2,3,…,11;i取1,2,3,…,14。 (2) 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ1(k)。 ξ1(k)=miniminkΔi(k)+ρmaximaxkΔi(k)Δi(k)+ρmaximaxkΔi(k)(9) (3) 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度Ri。 Ri=11k=1ξ1(k)11(10) 式中:分辨系數(shù)ρ越小,其分辨力越大,取值區(qū)間為(0,1),本文取ρ=0.5?;疑P(guān)聯(lián)度越大,說(shuō)明特征序列對(duì)母序列影響越大。參考現(xiàn)有研究成果[4],認(rèn)定0.352 結(jié)果分析 2.1 水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分析 利用公式(1)~(6)測(cè)算水資源系統(tǒng)綜合指數(shù)U、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)G與各子系統(tǒng)指數(shù)的時(shí)序變化(見圖2)。由圖2可知:研究期間,遵義市水資源綜合指數(shù)整體呈現(xiàn)為先波動(dòng)下降最后趨于平穩(wěn)狀態(tài)的趨勢(shì),其中,壓力指數(shù)逐漸下降,狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)波動(dòng)上升。2009年,遵義市由于水資源壓力較小,其綜合指數(shù)U為研究期內(nèi)的最高值(0.58)。分階段來(lái)看:2009~2011年,U呈下降趨勢(shì),這是因?yàn)樵缙诔鞘谢幱诖挚袷桨l(fā)展階段,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)耗水量大且其利用效率不高;2011~2012年,U有短暫緩慢回升,這與中央一號(hào)文件《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》的頒布有關(guān),當(dāng)?shù)卣玫巾憫?yīng),使得狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)相應(yīng)增加;2012~2016年,U不斷下降,壓力指數(shù)下降明顯,這是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來(lái)產(chǎn)業(yè)用水量加大、環(huán)境污染嚴(yán)重,加之污水處理能力滯后也對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響;2016~2019年,水資源綜合指數(shù)趨于平穩(wěn),得利于2016年12月中央全面推行河長(zhǎng)制,加強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和高污染產(chǎn)業(yè)監(jiān)管,水環(huán)境壓力得到明顯緩解,2019年水資源綜合指數(shù)穩(wěn)定在0.40。 遵義市經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)G不斷增長(zhǎng),表明區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)。其中,發(fā)展規(guī)模擴(kuò)大、民富指數(shù)增強(qiáng),經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)指數(shù)呈先減少后增加的變化態(tài)勢(shì),說(shuō)明西南山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為粗狂,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要不斷優(yōu)化。分階段來(lái)看:2009~2015年為經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展水平快速增長(zhǎng)期,2015~2016年為低速增長(zhǎng)期,2016~2019年為快速增長(zhǎng)期,增速為年均4%。其中,2009~2019年間,遵義市經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)的提高得益于發(fā)展規(guī)模和民富指數(shù)的同步增長(zhǎng),具體表現(xiàn)為發(fā)展規(guī)模從2009年的0.078增長(zhǎng)到2019年的0.332,民富指數(shù)從2009年的0.086到2019年的0.321,表明遵義市在經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張的同時(shí)人民生活水平得到明顯改善;2015~2016年,綜合指數(shù)的增長(zhǎng)緩慢是由于發(fā)展規(guī)模的小幅下降;2016~2019年得利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大,遵義市社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展,使得經(jīng)濟(jì)綜合指數(shù)在2019年達(dá)到研究期內(nèi)的最高值0.66。 2.2 水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展演化 研究期內(nèi),遵義市水資源系統(tǒng)從2009年的0.58下降到了2019年的0.40,社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)從2009年的0.22增長(zhǎng)到了2019年的0.66,兩者發(fā)展對(duì)比,在時(shí)序上階段性差異明顯(見圖3),這與OU YANG等研究的結(jié)論一致,水資源利用效率在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期呈明顯下降的趨勢(shì),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸得以改善,最終實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)[21]。分階段來(lái)看:① 2009~2013年為社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)滯后期,說(shuō)明早期遵義市水資源稟賦和環(huán)境基礎(chǔ)較好,隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程加快,社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)以4.3%的增速穩(wěn)步上升發(fā)展,水資源短缺、水生態(tài)環(huán)境污染等問(wèn)題逐漸突顯,水資源系統(tǒng)指數(shù)呈波動(dòng)式下降,總體上能夠滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,2個(gè)系統(tǒng)差距減小。② 2014~2019年為水資源系統(tǒng)滯后期,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,水資源系統(tǒng)壓力進(jìn)一步加大,說(shuō)明該階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)是以消耗資源、破壞環(huán)境為代價(jià)的低效率增長(zhǎng),水資源承載力下降。③ 2016年后,隨著河長(zhǎng)制等政策的落實(shí)以及節(jié)水治水技術(shù)的升級(jí),遵義市加大了對(duì)水資源保護(hù)的重視程度和對(duì)水污染的治理投資,水資源系統(tǒng)趨于平穩(wěn),但水生態(tài)文明建設(shè)仍有較大發(fā)展空間。 基于水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的相互作用,結(jié)合耦合協(xié)調(diào)類型(見表2),測(cè)算遵義市2009~2019年水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度(見表3)。從2個(gè)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度來(lái)看:遵義市水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度D從2009年的0.596上升到2019年的0.719,狀態(tài)從勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展演變?yōu)橹屑?jí)協(xié)調(diào),協(xié)調(diào)發(fā)展模式日益改善。其中,2009~2011年為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展階段,是因?yàn)樵缙谧窳x市為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,呈粗放的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),加之污水處理廠建設(shè)進(jìn)展緩慢,使得工業(yè)水污染加劇、水資源負(fù)荷大;2012~2019年從初級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展到中級(jí)協(xié)調(diào),這得益于遵義市水環(huán)境治理的資金和技術(shù)投入加大,而且公眾節(jié)水和環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),水資源利用效率不斷提高,2個(gè)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度得以進(jìn)一步增長(zhǎng)。可見,社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水資源之間相互作用,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以促進(jìn)水資源系統(tǒng)改善,良好的水環(huán)境質(zhì)量也為經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展提供保障,合理的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化在很大程度上促進(jìn)了“低排放”和“高效率”發(fā)展模式的形成,使得這一時(shí)期的環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行取得了顯著成效。 2.3 水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展影響因素 本文利用灰色關(guān)聯(lián)度模型分析水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的影響因素。借鑒前人研究成果[7,22-24],綜合考慮遵義市發(fā)展的實(shí)際情況,同時(shí)吸收本領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)專家的意見,確定從經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、水資源稟賦、水環(huán)境治理水平等5個(gè)方面選取影響因素指標(biāo)(見表4)。利用公式(8)~(10),計(jì)算各因素與耦合協(xié)調(diào)度的灰色關(guān)聯(lián)度。為了保證灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果客觀性,結(jié)合Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證(見表4),當(dāng)其通過(guò)了顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明關(guān)聯(lián)度結(jié)果可靠[20]。 單從灰色聯(lián)度來(lái)看,所選的14個(gè)因素對(duì)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展具有較高的決定作用。結(jié)合Pearson相關(guān)系數(shù),年平均降雨量和農(nóng)用化肥施用量未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。具體分析如下。 (1) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展。城鎮(zhèn)居民可支配收入、農(nóng)民人均可支配收入、人均GDP 3個(gè)因素與耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性,且Ri皆大于0.65,為高等程度相關(guān),亦即經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高會(huì)促進(jìn)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度增加。這與馬海良等[24]、鞏燦娟等[25]的研究結(jié)論一致,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升將促進(jìn)該區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集、水資源生產(chǎn)管理升級(jí)和環(huán)境防治技術(shù)改善,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水污染防治資金也將得到保證,最終使得水資源利用效率提高,水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到協(xié)調(diào)發(fā)展。 (2) 產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)。農(nóng)田灌溉用水占比與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著負(fù)相關(guān),工業(yè)用水占比、城鎮(zhèn)公共用水占比與耦合協(xié)調(diào)度呈正相關(guān),該結(jié)論與俞雅乖等的有關(guān)農(nóng)業(yè)、工業(yè)生活用水都對(duì)水資源效率呈現(xiàn)負(fù)面影響的觀點(diǎn)不同[22]。究其原因:西南山區(qū)受地形和農(nóng)業(yè)開發(fā)限制,以大水漫灌、串灌等粗放的灌溉模式為主,致使農(nóng)業(yè)水資源效率低,《遵義市水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示,研究期內(nèi)遵義市農(nóng)業(yè)耗水占水資源總耗水的70%,水資源的高消費(fèi)、低收益制約了與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。由于工業(yè)用水比農(nóng)業(yè)用水可控制性更強(qiáng),加之工業(yè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)顯著,所以工業(yè)用水占比的增加能促進(jìn)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展,但仍需優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),適度壓縮高耗水的初級(jí)產(chǎn)品制造業(yè)[26]。城鎮(zhèn)公共用水占比增加是源于城鎮(zhèn)化的推進(jìn)使得住宅、醫(yī)療、教育等生活生產(chǎn)要素向城鎮(zhèn)集中,城市用水效率得以提高。 (3) 城鎮(zhèn)化建設(shè)。城鎮(zhèn)化率與耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)出很高的正相關(guān)性,而且其灰色關(guān)聯(lián)度為0.898,有極高程度的關(guān)聯(lián),這點(diǎn)與李瓊等的關(guān)于社會(huì)保障與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合的研究成果相似[20]。遵義市的城鎮(zhèn)化率從2009年的33.11%提升到2019年的55.74%,隨著研究期內(nèi)遵義市城鎮(zhèn)化進(jìn)程推進(jìn),各生產(chǎn)要素向城鎮(zhèn)集中,財(cái)政收入、科技管理水平同步增加,人們節(jié)水環(huán)保意識(shí)也相應(yīng)增強(qiáng),水資源與經(jīng)濟(jì)得到協(xié)調(diào)發(fā)展。 (4) 水資源稟賦。人均用水量、萬(wàn)元GDP用水量與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著正相關(guān)性,說(shuō)明遵義市水資源得到了合理利用,它對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的正向反饋彌補(bǔ)了水資源消耗增加帶來(lái)的負(fù)面影響。這一點(diǎn)與馬海良等[24]的結(jié)論相同,馬海良等研究指出,西部水資源豐富的地區(qū)非期望產(chǎn)出的水資源效率較高。而遵義市的年平均降雨量未通過(guò)顯著性檢驗(yàn),是因?yàn)橹袊?guó)西南山區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,雨量充沛,降雨對(duì)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展無(wú)顯著作用。 (5) 水環(huán)境治理水平。農(nóng)用化肥施用量、生活污水處理率、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、環(huán)保資金投入占GDP比重與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著正相關(guān)性,說(shuō)明隨著遵義市水環(huán)境治理能力、科技水平的提高,地方財(cái)政加強(qiáng)改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)水利設(shè)施建設(shè)[24],使得水資源利用和污染治理效率得到提高。 可見,經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高、城鎮(zhèn)化建設(shè)加強(qiáng)、水資源稟賦充足、水環(huán)境治理優(yōu)化等方面改善了水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,而農(nóng)田灌溉用水占比這類表征水資源利用效率不高的因素阻礙了2個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)。CE4A441E-29DB-4500-833B-048AFE550924 參考前人研究經(jīng)驗(yàn)[27],結(jié)合上述有關(guān)影響因素的計(jì)算結(jié)果,可構(gòu)建出遵義市水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的影響機(jī)制(見圖4):首先,城鎮(zhèn)化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展響應(yīng)了水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水平;隨后在水環(huán)境治理、城鎮(zhèn)化建設(shè)、治理改革的綜合管理影響下,表現(xiàn)為不同的產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)形式,并最終作用于2個(gè)系統(tǒng);最后,區(qū)域內(nèi)水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)水資源管理系統(tǒng)進(jìn)行反饋。 3 討論與建議 3.1 水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)作用機(jī)制 已有研究表明:人口密度、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率是影響南京市等污染型缺水城市的主要因素[28];人均水資源量、人口增長(zhǎng)與城鎮(zhèn)化是影響京津冀等資源型缺水地區(qū)的主要因素[13,19]。中國(guó)西南山區(qū)水資源系統(tǒng)具有工程型缺水顯著和利用效率低的特點(diǎn),雖然水資源總量豐富但開發(fā)利用難度大[17],但隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)水資源承載力要求的提高,水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展顯得愈加重要。 西南山區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水資源之間存在著復(fù)雜的相互作用:一方面,水資源系統(tǒng)對(duì)支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,良好的水資源稟賦和環(huán)境質(zhì)量是城市發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要保證,也是人類生產(chǎn)生活的必要條件;相反,城鎮(zhèn)化與工業(yè)化所產(chǎn)生的水污染和水資源短缺會(huì)對(duì)城市經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展產(chǎn)生制約。另一方面,社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)作為水資源系統(tǒng)的主要支撐體,對(duì)其產(chǎn)生促進(jìn)作用,具體表現(xiàn)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)能夠?yàn)樗h(huán)境保護(hù)和管理提供資金保障和技術(shù)支持,例如投資建設(shè)污水處理廠、改善水環(huán)境管理信息系統(tǒng);同理,粗放的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式也對(duì)水資源系統(tǒng)產(chǎn)生威脅,會(huì)帶來(lái)水污染和缺水問(wèn)題[8]。 水資源系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)度是區(qū)域水資源開發(fā)利用效率的客觀和具體反映,人類可以通過(guò)自身行為來(lái)調(diào)整2個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的大小方向。因此,中國(guó)西南山區(qū)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)度綜合了自然屬性和社會(huì)屬性,主要受經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、水資源稟賦、水環(huán)境治理水平的綜合影響??傮w而言,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以促進(jìn)水資源高效利用,良好的水資源系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與水資源系統(tǒng)之間存在積極(支持和促進(jìn))和消極(約束和威脅)反饋。兩系統(tǒng)協(xié)同演進(jìn)、相互制約,最終達(dá)到水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展(見圖5)。 3.2 協(xié)調(diào)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的措施 近年來(lái),得益于工程技術(shù)開發(fā)、節(jié)水調(diào)水建設(shè),中國(guó)西北地區(qū)和華北地區(qū)等傳統(tǒng)資源型缺水區(qū)水資源系統(tǒng)已得到改善。相比之下,隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口增長(zhǎng),長(zhǎng)江上游水生態(tài)安全威脅加大,中國(guó)西南山區(qū)工程型缺水與污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重[29],水環(huán)境改善和污水綜合治理迫在眉睫,迫切需要科學(xué)合理的水資源管理以解決區(qū)域供需矛盾。結(jié)合遵義市的實(shí)際情況,參考上述協(xié)調(diào)發(fā)展的影響因素,有針對(duì)性地提出以下建議。 (1) 強(qiáng)化水資源管理。應(yīng)加強(qiáng)水資源綜合管理、用水需求管理和水質(zhì)管理,適當(dāng)提高人均用水量,加大烏江和赤水河的水岸線污染整治,推動(dòng)遵義市各縣區(qū)城鎮(zhèn)管網(wǎng)及污水處理廠建設(shè),提升相關(guān)部門對(duì)生活、工業(yè)污廢水處理能力。 (2) 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。遵義市工業(yè)化城鎮(zhèn)化發(fā)展起步較晚,應(yīng)提防資源消耗、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源的內(nèi)在矛盾,優(yōu)化農(nóng)田灌溉用水措施,適當(dāng)提高工業(yè)用水和城鎮(zhèn)公共用水占比,提高水資源利用效率,如提升治理白酒企業(yè)對(duì)赤水河流域的污染問(wèn)題等,走綠色發(fā)展模式。 (3) 增加經(jīng)濟(jì)技術(shù)投入。加大環(huán)保資金投入占比,增強(qiáng)市民節(jié)水意識(shí)和環(huán)境意識(shí);應(yīng)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)實(shí)施環(huán)境法規(guī)的激勵(lì),開發(fā)創(chuàng)新的節(jié)水技術(shù),提高生活污水處理率和工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率,在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的同時(shí)減少其對(duì)環(huán)境的破壞。 4 結(jié) 論 (1) 研究期內(nèi),遵義市水資源綜合水平呈波動(dòng)式下降,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平逐年上升。2009~2013年為經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后階段,總體上能夠滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要;2014~2019年為水資源滯后,2個(gè)系統(tǒng)差距減小。 (2) 水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度由2009年的0.596增長(zhǎng)至2019年的0.719,呈穩(wěn)定上升的趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)了“勉強(qiáng)協(xié)調(diào)-初級(jí)協(xié)調(diào)-中級(jí)協(xié)調(diào)”的轉(zhuǎn)變。 (3) 中國(guó)西南山區(qū)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展受到經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、水資源稟賦、水環(huán)境治理水平等要素的共同作用,2個(gè)系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中互為影響,協(xié)同演進(jìn)。 本文通過(guò)分析遵義市水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀,探究了2個(gè)系統(tǒng)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度及其影響機(jī)制,研究成果可為中國(guó)西南山區(qū)水資源管理優(yōu)化和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的制定提供參考。但本文研究在各指標(biāo)選取和權(quán)重確定方面還存在一定的不足,后續(xù)可借助于熵權(quán)法與層次分析法或因子分析法相結(jié)合來(lái)予以綜合賦權(quán);其次,由于信息的缺乏,本文研究?jī)H進(jìn)行了時(shí)間差異性分析,對(duì)于空間尺度和更廣時(shí)間序列方面的研究仍有待后續(xù)跟進(jìn)。 參考文獻(xiàn): [1] CHENG G,LI X,ZHAO W,et al.Integrated study of the water-ecosystem-economy in the Heihe River Basin[J].National science review,2014,1(3):413-428. 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(編輯:趙秋云) Study on coordinated development and influencing factors of water resources and social economy in mountainous areas of Southwest China:case of Zunyi City XIAO Zhaofu,PENG Xianwei,LI Rui,LIAO Jihui (School of Geography and Environmental Science,Guizhou Normal University,Guiyang,550025,China) Abstract: The coordinated development of water resources and social economy is of great significance to promoting ecological environment protection and regional comprehensive high-quality development.Taking Zunyi City,a typical mountainous city in Southwest China as the research object,we constructed a comprehensive index system for the coordinated development of the two systems,analyzed the coordinated development status and interaction mechanism of ‘water resources-social economy in Zunyi City from 2009 to 2019 by using entropy weight method and coupling coordination model,and explored the influence mechanism of the coordinated development of the two systems combing with grey correlation coefficient.The results showed that:① During the study period,the comprehensive level of water resources first decreased and then stabilized,indicating that the water resources carrying capacity and efficiency first decreased and then stabilized,while the overall level of socio-economic development showed an upward trend.② The coupling coordination state between the two systems had changed from barely coordinated (0.596) in 2009 to moderately coordinated (0.719) in 2019.③ The difference of coupling coordination degree between water resources and social economy development was affected by economic and technological development,industrial water utilization structure,urbanization construction,water resources endowment,water environment governance level and other factors,which made the two systems influence each other in the development process and evolve in coordination.The study can provide a scientific reference for the optimization and sustainable development of water resources in mountainous areas of Southwest China. Key words: water resources;social economy;coupling coordinated development degree;influencing factors;Zunyi City;mountainous areas of Southwest ChinaCE4A441E-29DB-4500-833B-048AFE550924