山東省水資源承載力及其提升措施研究

王 一 馬云澤

(南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津 300071)

山東省水資源承載力及其提升措施研究

王 一 馬云澤

(南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津 300071)

山東是一個(gè)缺水大省。全省多年平均水資源量303．1億m3，僅占全國水資源總量的1．1%。全省人均水資源占有量334 m3，不到全國人均占有量的1/6。水資源短缺已成為制約山東省可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。提升水資源承載力的對(duì)策措施:改革現(xiàn)行的水價(jià)實(shí)施制度，通過價(jià)格杠桿提高水資源的承載能力;調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)、節(jié)水型農(nóng)業(yè)提高水資源的承載能力;加強(qiáng)水資源優(yōu)化配置，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展;加強(qiáng)水污染防治工作，增加中水回用提高水資源的承載能力。

水資源承載力;驅(qū)動(dòng)因子;水資源價(jià)格機(jī)制

承載力原為力學(xué)中的一個(gè)指標(biāo)，是指物體在不產(chǎn)生任何破壞時(shí)的最大荷載。1921年帕克和伯吉斯首次將其用于人口問題研究，指出人口承載力是在某一地區(qū)特定的環(huán)境條件下，人口數(shù)量存在的最高極限。①Park R F，Burgess E W．An introduction to the science of sociology(R)．Chicago，1921．隨著資源短缺的日益加劇，承載力的概念不斷拓展到社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)之中。20世紀(jì)80年代初，聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)首次提出了“資源承載力”的概念，并重點(diǎn)探討了人口與資源的關(guān)系，②封志明:《土地承載力研究的起源與發(fā)展》，《自然資源學(xué)報(bào)》1993年第6期。水資源承載力作為資源承載力的重要組成部分由此引起了廣泛關(guān)注。山東是經(jīng)濟(jì)、人口大省，水資源極為短缺，水資源承載力嚴(yán)重不足，開展山東水資源承載力研究，對(duì)山東經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展意義重大。

一、山東省水資源承載力及其時(shí)空變化分析

山東是一個(gè)缺水大省。全省多年平均水資源量303．1億m3，僅占全國水資源總量的1．1%。全省人均水資源占有量334 m3，不到全國人均占有量的1/6。水資源短缺已成為制約山東省可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

研究水資源承載力的方法很多，代表性的方法有常規(guī)趨勢法、綜合評(píng)判法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法和多目標(biāo)分析法。本文采用常規(guī)趨勢法，選取水資源總量、水資源開發(fā)利用系數(shù)、人均生活用水量等指標(biāo)計(jì)算2003－2009年山東省及其17市水資源可承載的人口數(shù)量，分析其時(shí)空變化。計(jì)算公式如下:③李建華、張蒙、郜春花等:《山西省水資源承載力及其可持續(xù)利用》，《國土與自然資源研究》2009年第1期。

式中，C為水資源人口承載力，λ為水資源利用系數(shù)，W0為水資源總量，σ為生活用水占用水總量的比重，Wp為人均生活用水量。

本文選取2003－2009年這一時(shí)段，分析該時(shí)段內(nèi)山東省水資源承載力及其變化。依據(jù)上述公式，W0取山東省水資源量的多年平均值303．1億m3，λ取將水資源轉(zhuǎn)化為供水能力的最大限度40%，④謝高地、周海林、魯春霞等:《我國自然資源的承載力分析》，《中國人口·資源與環(huán)境》2005年第5期。σ、Wp涉及到的生活用水量、用水總量、總?cè)丝跀?shù)量。將數(shù)據(jù)代入公式(1)計(jì)算得出2003－2009年山東省水資源承載力及承載強(qiáng)度(水資源承載人口與實(shí)際人口之比)，如表1所示。

表1 2003－2009年山東省水資源承載力及承載強(qiáng)度

由表1可見，2003－2009年山東省水資源所能承載的人口數(shù)均低于當(dāng)年的實(shí)際人口數(shù)，承載強(qiáng)度均小于0．6，各年均處于超載狀態(tài)。總體趨勢上看，2003－2009年承載力呈緩慢上升的態(tài)勢，人口超載狀況逐年好轉(zhuǎn)。

用公式1計(jì)算2009年山東省17市的水資源承載力，得出2009年山東省17市水資源承載力和承載強(qiáng)度，見表2。

表2 2009年山東省17市水資源承載力及承載強(qiáng)度

以上數(shù)據(jù)表明，山東多數(shù)市的水資源承載強(qiáng)度不足1，全省總體水資源短缺，但各市差異明顯。威海市水資源承載強(qiáng)度大于2，水資源人口承載力大于實(shí)際人口對(duì)水資源的需求，水資源尚有余量;煙臺(tái)市、臨沂市、日照市的承載強(qiáng)度大于1，水資源目前能夠滿足人口對(duì)水資源的需求，水資源人口承載力有少量盈余;棗莊市承載強(qiáng)度接近1，水資源承載力達(dá)到飽和狀態(tài);青島市、濰坊市、萊蕪市、淄博市、泰安市、濟(jì)南市水資源承載強(qiáng)度介于0．4－0．8之間，水資源短缺;菏澤市、濟(jì)寧市、濱州市、東營市、德州市、聊城市承載強(qiáng)度均小于0．4，水資源承載力嚴(yán)重不足。

以上僅從人民生活用水的角度計(jì)算、分析了山東省及其17市水資源人口承載力的時(shí)空變化，未考慮工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水等對(duì)承載力的影響。為彌補(bǔ)此不足，以下對(duì)水資源承載力的驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行綜合分析。

二、山東省水資源承載力驅(qū)動(dòng)因子分析

影響水資源承載力的因素很多，本文在選取評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)遵循了以下原則:(1)綜合考慮影響水資源承載力的各類指標(biāo)，用盡量多的信息表征山東省的水資源特征;(2)充分考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)的可獲得性，盡量采用政府統(tǒng)計(jì)部門的數(shù)據(jù)資料;(3)一個(gè)地區(qū)具有不同于其他地區(qū)的特征，在構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)盡可能的反映出區(qū)域間的差異;(4)強(qiáng)調(diào)資源與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境之間發(fā)展的協(xié)調(diào)性，從而實(shí)現(xiàn)水資源的合理可持續(xù)利用。

根據(jù)以上原則，本文選取了11項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建了驅(qū)動(dòng)因子指標(biāo)體系(見表3)，分別是:國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP(x1)，用來衡量全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平;固定資產(chǎn)投資(x2)，是以貨幣形式表現(xiàn)的在一定時(shí)期內(nèi)全社會(huì)建造和購置固定資產(chǎn)的工作量以及與此有關(guān)的費(fèi)用的總稱;總?cè)丝?x3)，指某一年末的社會(huì)人口數(shù)量;城鎮(zhèn)居民消費(fèi)水平(x4)，指某一年城鎮(zhèn)居民人均消費(fèi)的絕對(duì)額;農(nóng)村居民消費(fèi)水平(x5)，指某一年農(nóng)村居民人均消費(fèi)的絕對(duì)額;供水總量(x6)，指某一年全省總的供水量;用水總量(x7)，指某一年全省總的用水量;農(nóng)業(yè)用水量(x8)，指某一年全省總用水量中用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水量;工業(yè)用水量(x9)，指某一年全省總用水量中用于工業(yè)生產(chǎn)的水量;生活用水量(x10)，指某一年全省總用水量中用于日常生活的水量;工業(yè)廢水排放量(x11)，指某一年全省工業(yè)廢水的排放量。

表3 山東省水資源承載力驅(qū)動(dòng)因子指標(biāo)體系

采用主成分分析法對(duì)2003－2009年山東省水資源承載力的驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行分析，計(jì)算主成分的貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率。其中，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到90%以上的為主成分。求出主成分載荷，得到各主成分的得分。山東省水資源承載力主成分特征值及貢獻(xiàn)率見表4。

由表4可見，前三個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99．579%，因此選取前三個(gè)主成分對(duì)山東省水資源承載力進(jìn)行分析。根據(jù)特征值計(jì)算出特征向量，得出各驅(qū)動(dòng)因子在第一、第二、第三主成分上的載荷矩陣(見表5)。

表5顯示，第一主成分與城鎮(zhèn)居民消費(fèi)水平、GDP、農(nóng)村居民消費(fèi)水平、人口、工業(yè)廢水排放量、生活用水量和固定資產(chǎn)投資有較大的正相關(guān)性，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口規(guī)模、居民消費(fèi)和工業(yè)廢水排污狀況的代表;第二主成分與農(nóng)業(yè)用水量、供水總量、和用水總量有較大的正相關(guān)性，代表了農(nóng)業(yè)用水狀況;第三主成分與工業(yè)用水總量有較大的正相關(guān)性，代表了工業(yè)用水狀況。總體來看，上述驅(qū)動(dòng)因子可歸結(jié)為人口和經(jīng)濟(jì)兩大類。山東是人口、經(jīng)濟(jì)大省，隨著人口的不斷增長，工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水量的不斷增加給水資源造成了持續(xù)的壓力，造成了水資源承載力嚴(yán)重不足的局面。

三、提高水資源承載力的對(duì)策措施

(一)改革現(xiàn)行的水價(jià)實(shí)施制度，通過價(jià)格杠桿提高水資源的承載能力

山東省現(xiàn)行水價(jià)構(gòu)成不完整。理論上合理水價(jià)應(yīng)由水資源價(jià)值、供水成本、外部成本和機(jī)會(huì)成本四部分構(gòu)成。①韓美、張麗娜:《城市水價(jià)研究的理論與實(shí)踐》，《自然資源學(xué)報(bào)》2002年第4期。而現(xiàn)行水價(jià)只包含了代表水資源價(jià)值的水資源費(fèi)、供水成本和污水處理費(fèi)，而機(jī)會(huì)成本未納入水價(jià)中;污水處理費(fèi)只是外部成本的一個(gè)方面，它不能完全代表水污染造成的經(jīng)濟(jì)損失和恢復(fù)水環(huán)境的費(fèi)用，而且污水處理費(fèi)的征收標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于污水處理成本;目前征收的水資源費(fèi)不能完全體現(xiàn)水資源的價(jià)值。上述原因?qū)е律綎|省水價(jià)偏低，所以適當(dāng)提高水價(jià)將有利于節(jié)約用水，提高水資源的承載能力。

山東省現(xiàn)行的水價(jià)實(shí)施制度是單一計(jì)量水價(jià)，它是按照用水量的大小，按方計(jì)收水費(fèi)，每一單位的用水量的價(jià)格都相同。從水資源價(jià)值考慮，由于影響水資源價(jià)值的諸因素均隨時(shí)間和空間而變化，水資源價(jià)值也由此具有了時(shí)空特性，單一計(jì)量水價(jià)顯然不能反映水價(jià)的時(shí)空變化。從供水成本考慮，由于單位水量間存在供水成本的差別，單一計(jì)量水價(jià)不能反映供水成本的變化。因此我們應(yīng)改革目前單一的水價(jià)實(shí)施制度，針對(duì)山東省的具體情況實(shí)行季節(jié)水價(jià)、兩部制水價(jià)和階梯式水價(jià)。通過價(jià)格實(shí)施制度的變化來提高水資源的承載能力。

(二)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)、節(jié)水型農(nóng)業(yè)提高水資源的承載能力

低耗水、高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是提高水資源承載能力的必然選擇。根據(jù)山東省各用水產(chǎn)業(yè)部門的用水情況，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局，以水定產(chǎn)，限制發(fā)展高耗水產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)發(fā)展耗水低產(chǎn)出高的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在農(nóng)業(yè)方面，要充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)現(xiàn)有灌區(qū)的更新改造，發(fā)展先進(jìn)的節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)和技術(shù)。在工業(yè)方面，要對(duì)高耗水、高污染的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)，降低萬元產(chǎn)值用水量，提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率。在第三產(chǎn)業(yè)方面要鼓勵(lì)和支持發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)，逐步提高第三產(chǎn)業(yè)增加值在國民生產(chǎn)總值中的比重。

(三)加強(qiáng)水資源優(yōu)化配置，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

根據(jù)山東省水資源的特點(diǎn)，以流域或區(qū)域?yàn)閱卧?，通過各種工程與非工程措施，考慮市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律和資源配置準(zhǔn)則，對(duì)城市與農(nóng)村水源、地表與地下水源、主水與客水水源、水量與水質(zhì)等實(shí)行統(tǒng)籌兼顧，合理開發(fā)，科學(xué)利用。對(duì)工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、人民生活用水及生態(tài)環(huán)境用水，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。采用合理抑制需求、有效增加供水、積極保護(hù)生態(tài)環(huán)境等手段和措施，實(shí)現(xiàn)多種可利用的水源在區(qū)域間和各用水部門間的優(yōu)化配置，從而促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

(四)加強(qiáng)水污染防治工作，增加中水回用提高水資源的承載能力

污水作為一種穩(wěn)定可靠、可再生利用的水資源，對(duì)其充分利用是提高水資源的承載能力的重要手段之一。溫家寶總理曾指出，污水處理和回用不僅是城市環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)工程，而且是水資源綜合利用和節(jié)約的重要措施。必須把污水處理和回用作為城市建設(shè)的重點(diǎn)，立足當(dāng)前，著眼長遠(yuǎn)，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施。山東省應(yīng)積極引入市場機(jī)制，拓展融資渠道，鼓勵(lì)和吸引社會(huì)資金和外資投向城市污水處理和回用設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營，加快城市污水處理和回用設(shè)施的建設(shè)步伐，通過增加中水回用量來提高水資源的承載能力。

F062．1

A

1003－4145［2012］03－0119－04

2011－08－11

王 一，男，南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，大學(xué)生百項(xiàng)工程課題組長。

馬云澤，男，經(jīng)濟(jì)學(xué)博士，南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。基金項(xiàng)目:南開大學(xué)大學(xué)生百項(xiàng)工程資助項(xiàng)目。

(責(zé)任編輯:亦木)