水資源和水環(huán)境約束下的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化研究
——以鐵嶺市為例

鄔娜，傅澤強(qiáng)*，吳佳，謝園園，遲明慧

1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心，北京 100012 3.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境保護(hù)河口與海岸帶環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012

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水資源和水環(huán)境約束下的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化研究
——以鐵嶺市為例

鄔娜1,2，傅澤強(qiáng)1,2*，吳佳1,2，謝園園1,2，遲明慧3

1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心，北京 100012 3.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境保護(hù)河口與海岸帶環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012

基于水生態(tài)功能對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的約束機(jī)制，將水生態(tài)約束分解量化為水資源約束和水環(huán)境約束，構(gòu)建了涵蓋水資源、水環(huán)境本底因素和產(chǎn)業(yè)布局對(duì)水資源、水環(huán)境產(chǎn)生的脅迫因素在內(nèi)的水生態(tài)約束分區(qū)指標(biāo)體系，提出了水生態(tài)約束分區(qū)方法。以鐵嶺市為例，進(jìn)行水生態(tài)約束分區(qū)區(qū)劃，最終將鐵嶺市劃分為水資源約束高-水環(huán)境約束高、水資源約束中-水環(huán)境約束中、水資源約束低-水環(huán)境約束高、水資源約束低-水環(huán)境約束中、水資源約束低-水環(huán)境約束低等5種水生態(tài)約束分區(qū)類型，并提出了不同類型區(qū)限制、改造、鼓勵(lì)的產(chǎn)業(yè)類型以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)等產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的對(duì)策。

水生態(tài)約束；水環(huán)境；水資源；產(chǎn)業(yè)布局；優(yōu)化；鐵嶺市

水是維持生態(tài)系統(tǒng)新陳代謝和人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源消耗量、廢水及廢水污染物排放量都在持續(xù)增加，導(dǎo)致水量供需矛盾突出，水質(zhì)惡化和水生態(tài)功能退化等諸多問(wèn)題[1]，且這些問(wèn)題已成為地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要約束性因素[2-4]。

總體來(lái)看，水生態(tài)對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束作用具體表現(xiàn)在水環(huán)境約束性和水資源約束性2個(gè)方面。水資源約束性表征水資源供給能力對(duì)區(qū)域開(kāi)發(fā)的限制性影響，指在一定的水量、水生態(tài)目標(biāo)下，基于水資源承載能力而形成的對(duì)區(qū)域開(kāi)發(fā)規(guī)模、強(qiáng)度的限制[5-7]。水環(huán)境約束性表征水環(huán)境的構(gòu)成、使用功能及相關(guān)自然人文因素對(duì)區(qū)域開(kāi)發(fā)的限制性影響，是指在一定的水質(zhì)水量目標(biāo)下，基于水體自凈和環(huán)境納污能力維護(hù)而形成的對(duì)區(qū)域開(kāi)發(fā)排污行為的限制[8-10]。目前，學(xué)者們已經(jīng)聚焦對(duì)生態(tài)承載力的研究，但多數(shù)關(guān)注的是資源或者環(huán)境承載力等單一要素對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的影響，考慮水資源、水環(huán)境雙重約束的仍較少。如楊連云在分析京津冀主體功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上，提出重點(diǎn)發(fā)展區(qū)、限制發(fā)展區(qū)等對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的具體要求，指出主體功能區(qū)劃應(yīng)成為未來(lái)京津冀產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的重要依據(jù)[11]。Sun等[12]以江蘇省為例提出水環(huán)境協(xié)調(diào)約束分區(qū)方法，劃分了高壓敏感區(qū)、高壓低敏感區(qū)、低壓高敏感區(qū)和低壓低敏感區(qū)等4類水環(huán)境功能區(qū)，據(jù)此提出了產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整方案。Zhang等[13]采用二維環(huán)境容量模型計(jì)算了黃河蘭州段水環(huán)境容量，并在工業(yè)污染源分析的基礎(chǔ)上提出了蘭州市的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化要以水環(huán)境容量為約束的思路。

產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化是關(guān)系經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，其目的是尋求各產(chǎn)業(yè)空間組織的最佳形式和一般規(guī)律，是將資源環(huán)境要素在不同地域、不同產(chǎn)業(yè)之間有效配置以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益最大化[14-15]。產(chǎn)業(yè)布局作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要方面，其合理性表現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)布局模式的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)承載力的相互協(xié)調(diào)[16-17]。近年來(lái)一些學(xué)者開(kāi)始開(kāi)展研究，建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境的關(guān)系，但多數(shù)學(xué)者是以區(qū)域水資源、能源、土地資源、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等單要素承載力建立與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)系，且多建立與經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，并多用以指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)總量調(diào)控和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，較少涉及對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的優(yōu)化。如陳燕評(píng)價(jià)了嵩明縣的環(huán)境承載力并據(jù)此分析了不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)布局的適宜性，建立了環(huán)境承載力與工業(yè)布局的關(guān)系，但未提出具體的布局優(yōu)化措施[18]。針對(duì)產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的研究多是采用GIS技術(shù)評(píng)價(jià)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)布局的生態(tài)適宜性，然后提出相應(yīng)的調(diào)整措施。如章建豪等[19]采用GIS技術(shù)構(gòu)建了常州市天寧經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)包括資源產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出等指標(biāo)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)布局合理性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為未來(lái)的產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃提供借鑒。

目前關(guān)于水生態(tài)(環(huán)境)分區(qū)的研究多以水體本身為分區(qū)對(duì)象，分區(qū)結(jié)果多用于水體的生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)，采用的指標(biāo)多為環(huán)境本底因子，較少關(guān)注水陸空間聯(lián)系以及水生態(tài)對(duì)區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局的約束，也缺乏產(chǎn)業(yè)布局對(duì)水生態(tài)脅迫作用的考慮，對(duì)區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的指導(dǎo)作用有限。筆者在充分考慮水生態(tài)與產(chǎn)業(yè)布局耦合關(guān)系基礎(chǔ)上，構(gòu)建了涵蓋水資源、水環(huán)境本底因素，以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)水資源、水環(huán)境的脅迫因素在內(nèi)的水資源和水環(huán)境約束分區(qū)指標(biāo)體系。并將研究成果應(yīng)用于遼河流域、遼寧中部城市群重要城市——鐵嶺市的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化中，研究成果不僅有利于指導(dǎo)該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化，同時(shí)對(duì)恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，節(jié)約水資源，改善水環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域、流域可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為流域、區(qū)域的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化提供理論和方法借鑒。

1 研究方法

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

水生態(tài)對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束作用表現(xiàn)在水環(huán)境約束性和水資源約束性2個(gè)方面。水環(huán)境約束性一方面是指水環(huán)境的本底因素對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束，本研究中主要是指流域水體納污能力的大小及容量大小，納污能力越小，水環(huán)境敏感性越強(qiáng)，對(duì)污染產(chǎn)業(yè)布局的約束越高，主要選用COD容量和氨氮容量來(lái)表征；另一方面是產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生的壓力，現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的壓力越大，水環(huán)境對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束性也越強(qiáng)，主要選用建設(shè)用地比例，單位GDP廢水排放量，單位GDP的COD、氨氮排放量等指標(biāo)表征。

水資源約束一方面是體現(xiàn)天然水資源量對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束，采用水資源可利用量指標(biāo)表示；另一方面表征人類活動(dòng)對(duì)水資源的脅迫作用，主要表現(xiàn)在人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水資源的利用方面，水資源約束越大，越要控制人類活動(dòng)強(qiáng)度，調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局方式。在指標(biāo)選擇上，包括萬(wàn)元GDP用水量、工業(yè)用水重復(fù)利用率、水資源利用強(qiáng)度。通過(guò)水環(huán)境和水資源協(xié)同約束作用的綜合分析，構(gòu)建基于水生態(tài)功能的約束分區(qū)，作為制定差別化產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入條件與產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的基礎(chǔ)。

指標(biāo)體系中指標(biāo)權(quán)重的確定主要考慮差異性和重要性，對(duì)于水環(huán)境約束性指標(biāo)主要考慮其可修復(fù)性和替代性，而對(duì)于水資源約束性指標(biāo)主要考慮導(dǎo)向性。為了使結(jié)果更為準(zhǔn)確和科學(xué)，將層次分析法和熵值法相結(jié)合確定各指標(biāo)權(quán)重(表1)。

表1 水資源和水環(huán)境約束分區(qū)指標(biāo)體系

注：水資源利用強(qiáng)度=用水量水資源量。

1.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

水環(huán)境約束性和水資源約束性評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱與單位不同，直接使用收集到的數(shù)據(jù)無(wú)法計(jì)算，為此，必須對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化和同趨化處理。由于指標(biāo)體系涉及正負(fù)指標(biāo)，選用閾值法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化，其公式如下：

xij′=(minij-xij)(maxij-minij)

(1)

式中：xij為第i個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的第j個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；xij′為極值法處理后的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值; maxij為第j個(gè)指標(biāo)的最大值；minij為第j個(gè)指標(biāo)的最小值。

對(duì)水資源約束起負(fù)向作用的指標(biāo)，指標(biāo)值越小，水資源約束性越高，該類指標(biāo)的處理方法為xij′=(minij-xij)(maxij-minij)，-1

1.3 評(píng)價(jià)單元

水環(huán)境約束性評(píng)價(jià)主要選取流域單元。根據(jù)區(qū)域的地形圖、遙感影像圖和水環(huán)境功能區(qū)劃圖等劃分流域單元。水資源約束性評(píng)價(jià)主要選擇水資源利用相關(guān)指標(biāo)，考慮到指標(biāo)的可獲性，主要選取區(qū)域市、區(qū)和縣(縣級(jí)市)行政單元來(lái)評(píng)價(jià)。首先根據(jù)水環(huán)境約束性評(píng)價(jià)得出水環(huán)境的約束分區(qū)，再根據(jù)水資源約束性評(píng)價(jià)得出水資源的約束分區(qū)，最后通過(guò)GIS疊加分析和聚類分析，確定水生態(tài)約束分區(qū)。

2 實(shí)證研究

鐵嶺市地處遼寧省中部城市群，有以遼河為主包括87條大小支流在內(nèi)的遼河水系，縱貫境內(nèi)100多km。遼河流域在東北經(jīng)濟(jì)區(qū)中占據(jù)著十分重要的戰(zhàn)略地位，鐵嶺市在遼河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。但近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵嶺市水資源供給壓力、水環(huán)境保護(hù)壓力逐年增加，水生態(tài)約束趨緊。以鐵嶺市為例探討基于水生態(tài)約束的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化對(duì)策具有重要意義。根據(jù)鐵嶺市的地形圖、遙感影像圖和水環(huán)境功能區(qū)劃圖等將鐵嶺市境內(nèi)劃分為64個(gè)流域單元。分析數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2013年、2014年《鐵嶺市統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[17]、《鐵嶺市水資源公報(bào)》[18]、《鐵嶺市統(tǒng)計(jì)年鑒》[19]等。

2.1 水環(huán)境約束性評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)鐵嶺市64個(gè)流域單元的COD、氨氮容量賦值，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算各流域單元的總?cè)萘浚?duì)流域單元的總?cè)萘窟M(jìn)行分級(jí)；對(duì)行政單元的水環(huán)境壓力相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行賦值，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算各行政單元的水環(huán)境壓力指數(shù)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)。采用ArcGIS軟件將流域單元的水環(huán)境總?cè)萘糠旨?jí)結(jié)果與行政單元的水環(huán)境壓力指數(shù)分級(jí)結(jié)果進(jìn)行相交分析，得到水環(huán)境約束性結(jié)果，并采用聚類分析法將水環(huán)境約束性劃分為低、中、高3個(gè)等級(jí)(圖1)。

圖1 鐵嶺市水環(huán)境約束分級(jí)Fig.1 Water environmental constraint classification of Tieling

由圖1可見(jiàn)，水環(huán)境約束性較高的地區(qū)分布在鐵嶺市的東北部，多屬于山地丘陵地區(qū)，集中分布了烏魯河、豬嘴河、小寇河等水系，以及萬(wàn)和水庫(kù)、誠(chéng)信水庫(kù)等，排污限制較強(qiáng)。水環(huán)境約束性較低的地區(qū)主要分布在鐵嶺市中西部， 這些地區(qū)的流域單元水體通達(dá)性較好，交換能力相對(duì)較強(qiáng)，水質(zhì)目標(biāo)要求一般，水環(huán)境壓力不高。

2.2 水資源約束性評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)各行政單元的水資源可利用量指標(biāo)賦值，并進(jìn)行無(wú)量綱處理，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算各行政單元的水資源供給能力數(shù)值并進(jìn)行分級(jí)；對(duì)各行政單元的水資源壓力相關(guān)指標(biāo)賦值，并進(jìn)行無(wú)量綱處理，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算各行政單元的水資源壓力指數(shù)并進(jìn)行分級(jí)。采用ArcGIS軟件對(duì)水資源供給能力分級(jí)結(jié)果與水資源壓力分級(jí)結(jié)果進(jìn)行相交分析，得到水資源約束性結(jié)果，并采用聚類分析法將水資源約束性劃分為低、中、高3個(gè)等級(jí)(圖2)。

圖2 鐵嶺市水資源約束分級(jí)Fig.2 Water resources constraint classification of Tieling

由圖2可見(jiàn)，銀州區(qū)受水資源的約束較高，該地區(qū)水資源可利用量少，且水資源利用強(qiáng)度高，工業(yè)用水重復(fù)利用率較低，因此水資源壓力較高，發(fā)展受水資源的約束就高。西豐縣、鐵嶺縣、昌圖縣、開(kāi)原市等地受水資源約束相對(duì)較低，這幾個(gè)地區(qū)的典型特點(diǎn)是水資源可利用量多，但水資源利用強(qiáng)度低，因此水資源壓力相對(duì)較低，發(fā)展受水資源的約束較低。

2.3 水資源和水環(huán)境雙重約束分區(qū)

應(yīng)用ArcGIS軟件將流域單元的水環(huán)境約束分級(jí)與行政單元的水資源約束分級(jí)結(jié)果進(jìn)行空間疊加分析，按照短板效應(yīng)原則對(duì)水環(huán)境分級(jí)的結(jié)果進(jìn)行合并，對(duì)于水環(huán)境的約束來(lái)說(shuō)，如COD容量大、氨氮容量小或COD容量小、氨氮容量大等類型歸為水環(huán)境約束高，依此得到鐵嶺市水資源和水環(huán)境雙重約束分區(qū)結(jié)果(圖3)。將鐵嶺市劃分為水資源約束高-水環(huán)境約束高、水資源約束中-水環(huán)境約束中；水資源約束低-水環(huán)境約束高；水資源約束低-水環(huán)境約束中；水資源約束低-水環(huán)境約束低5種約束分區(qū)類型。

圖3 鐵嶺市水資源和水環(huán)境約束分區(qū)Fig.3 Water resources and water environment constraints zones of Tieling

由圖3可見(jiàn)，銀州區(qū)、清河區(qū)為高水生態(tài)約束

區(qū)，即水資源約束高-水環(huán)境約束高地區(qū)；鐵嶺縣部分地區(qū)和開(kāi)原市少部分地區(qū)為低水生態(tài)約束區(qū)，即水資源約束低-水環(huán)境約束低地區(qū)；調(diào)兵山市為水資源約束中-水環(huán)境約束中區(qū)；昌圖縣大部分地區(qū)和西豐縣為水資源約束低-水環(huán)境約束高區(qū)；開(kāi)原市、鐵嶺縣大部分地區(qū)和昌圖縣少部分地區(qū)是水資源約束低-水環(huán)境約束中區(qū)。

通過(guò)對(duì)鐵嶺市進(jìn)行水資源和水環(huán)境約束的分區(qū)，明確各地水生態(tài)承載力水平，以及水資源、水環(huán)境對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的約束作用，可以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀以及為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)環(huán)境準(zhǔn)入提供指導(dǎo)。

2.4 產(chǎn)業(yè)空間布局優(yōu)化方案

以本研究的水資源和水環(huán)境約束分區(qū)為指引，協(xié)調(diào)各水資源和水環(huán)境約束分區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局與水資源、水環(huán)境的關(guān)系，構(gòu)建起各區(qū)塊重點(diǎn)突出、特色鮮明的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。鐵嶺市產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化如圖4所示。

注：紅色代表限制發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；黃色代表改造、提升發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；綠色代表鼓勵(lì)、優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。圖4 鐵嶺市水資源和水環(huán)境約束分區(qū)及產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化Fig.4 Industrial distribution optimization of Tieling’s water resources and water environment constraints zoning

2.4.1 水資源約束高-水環(huán)境約束高區(qū)

主要包括清河區(qū)和銀州區(qū)。為實(shí)現(xiàn)該類地區(qū)的優(yōu)化發(fā)展，要加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，避免在承載力超載的地區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)，將環(huán)境容量需求較大、水資源消耗較高的產(chǎn)業(yè)優(yōu)先布局在低水生態(tài)約束區(qū)(水資源約束低-水環(huán)境約束低區(qū))。該類地區(qū)未來(lái)以調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為重點(diǎn)，提高水資源利用效率，著力降低主要水污染物排放強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源的空間均衡。

限制清河區(qū)、銀州區(qū)的造紙業(yè)，銀州區(qū)的石化行業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。改造、提升銀州區(qū)的電力行業(yè)，清河區(qū)的食品制造業(yè)、機(jī)械、建材等行業(yè)。食品制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展以食品加工為主的農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)；機(jī)械制造業(yè)重點(diǎn)抓好清河區(qū)起重機(jī)械制造以及石油機(jī)械制造；建材業(yè)以發(fā)展綠色建材為主。鼓勵(lì)清河區(qū)發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)、交通物流業(yè)和特色農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)。鼓勵(lì)銀州區(qū)打造服務(wù)業(yè)(3+4)支柱產(chǎn)業(yè)：三大生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，即現(xiàn)代物流、金融服務(wù)、商務(wù)會(huì)展；四大生活性服務(wù)業(yè)，即現(xiàn)代商貿(mào)、房地產(chǎn)、旅游、社區(qū)與家庭服務(wù)。

2.4.2 水資源約束中-水環(huán)境約束中區(qū)

調(diào)兵山市屬于該類地區(qū)。該類地區(qū)雖然目前水生態(tài)約束不高，但仍應(yīng)堅(jiān)持節(jié)約、集約發(fā)展，防止水生態(tài)約束趨緊。改造調(diào)兵山市的煤炭、電力行業(yè)等水資源消耗密集型主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率，提高工藝技術(shù)水平，加大節(jié)水力度，提升行業(yè)整體節(jié)水水平。鼓勵(lì)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)、煤矸石發(fā)電、煤電及延伸產(chǎn)業(yè)。

2.4.3 水資源約束低-水環(huán)境約束高區(qū)

昌圖縣大部分地區(qū)和西豐縣屬于該類地區(qū)。該類地區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化要著重考慮與水環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)。限制西豐縣的紡織業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模。改造、提升昌圖縣、西豐縣的食品制造業(yè)等水污染物排放密集型的支柱產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展的層次。昌圖、西豐縣的食品制造以特色農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)和加工業(yè)為主。以昌圖漢夏、西豐中敖等肉牛企業(yè)為龍頭，建設(shè)屠宰加工基地，促進(jìn)昌圖縣淀粉及深加工業(yè)、花生油和花生米加工業(yè)的發(fā)展。此外，提高昌圖縣、西豐縣農(nóng)田灌溉效率，發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，降低農(nóng)業(yè)面源污染。適度發(fā)展無(wú)污染的新興產(chǎn)業(yè)，不斷抬高環(huán)境準(zhǔn)入門檻、大幅提高污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)化新建項(xiàng)目總量控制和排污許可證制度等從源頭上控制新增污染物排放。

2.4.4 水資源約束低-水環(huán)境約束中區(qū)

開(kāi)原市、鐵嶺縣大部分地區(qū)和昌圖縣少部分地區(qū)屬于該類地區(qū)。為實(shí)現(xiàn)該類地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局與水環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)，應(yīng)限制開(kāi)原市的石化行業(yè)、鐵嶺縣的冶金行業(yè)。改造、提升開(kāi)原市、鐵嶺縣的電力行業(yè)。鐵嶺縣的電力以發(fā)展風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)為主，以鐵嶺三能公司為龍頭，開(kāi)發(fā)榛子油、榛子粉和榛子飲料等新產(chǎn)品，重點(diǎn)培育鐵榛牌。鼓勵(lì)開(kāi)原市依托亨泰等醫(yī)藥企業(yè)發(fā)展生物制藥產(chǎn)業(yè)，發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)、交通物流業(yè)和特色農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)。鼓勵(lì)昌圖縣發(fā)展花生種植業(yè)境內(nèi)區(qū)域重點(diǎn)發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)發(fā)電等。

2.4.5 水資源約束低區(qū)-水環(huán)境約束低區(qū)

主要包括鐵嶺縣部分地區(qū)和開(kāi)原市少部分地區(qū)。該類區(qū)域水資源、水環(huán)境壓力相對(duì)較小，但是該類區(qū)域生態(tài)環(huán)境較為敏感、脆弱，一旦破壞修復(fù)難度更大。因此，未來(lái)該類區(qū)域可作為鐵嶺市對(duì)接沈陽(yáng)的產(chǎn)業(yè)大平臺(tái)和城市拓展新空間。鐵嶺縣境內(nèi)作為沈鐵工業(yè)走廊的核心區(qū)和先導(dǎo)區(qū)，鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能環(huán)保、信息產(chǎn)業(yè)、新材料等產(chǎn)業(yè)。開(kāi)原市境內(nèi)鼓勵(lì)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)等，保持該類區(qū)域水生態(tài)承載力的持續(xù)提高。

3 結(jié)論與展望

(1)當(dāng)前水生態(tài)功能已經(jīng)成為影響流域、區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局的重要因素，在開(kāi)展產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃以及優(yōu)化中要將其作為主要依據(jù)。但是，由于水生態(tài)功能區(qū)劃、水生態(tài)承載力等的研究體系尚不成熟，基于水生態(tài)(水資源、水環(huán)境)約束來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的研究多數(shù)僅提出應(yīng)以水生態(tài)(水資源、水環(huán)境)承載力的理念、尊重水生態(tài)功能來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局，較少關(guān)注水陸空間聯(lián)系以及水生態(tài)對(duì)區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局約束的定量研究。

(2)在總結(jié)現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，將水生態(tài)約束分解為可量化的水環(huán)境、水資源約束，從水資源和水環(huán)境的本底因素和壓力、脅迫因素方面構(gòu)建了水生態(tài)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束分區(qū)指標(biāo)體系。以鐵嶺市為例進(jìn)行了實(shí)證研究，總體上將鐵嶺市劃分為5個(gè)水資源和水環(huán)境約束區(qū)，其中昌圖縣、西豐縣、開(kāi)原市、鐵嶺縣等大部分區(qū)域?qū)儆谒Y源約束低-水環(huán)境約束中、高地區(qū)，表明鐵嶺市大部分地區(qū)水環(huán)境壓力較大，今后應(yīng)限制污染產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改造、淘汰現(xiàn)有水污染物排放量大的產(chǎn)業(yè)，評(píng)價(jià)結(jié)果不僅有利于指導(dǎo)該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)空間布局，而且也能為其他流域產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化提供理論和方法的借鑒。

(3)從本研究指標(biāo)體系的構(gòu)建來(lái)看，由于受資料可獲性的影響，現(xiàn)有指標(biāo)體系還有待進(jìn)一步完善。一方面對(duì)于水環(huán)境、水資源壓力、脅迫評(píng)價(jià)中可以增加TN、TP等環(huán)境指標(biāo)及人口密度、人均用水量等指標(biāo)；另一方面為使指標(biāo)體系更能體現(xiàn)水生態(tài)的特性，應(yīng)增加水生生物多樣性等表征水生態(tài)系統(tǒng)功能的指標(biāo)，使指標(biāo)體系更全面。

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Study on optimization of Industrial Distribution under the Constraints of Water Resources and Water Environment: A Case Study of Tieling City

WU Na1,2, FU Zeqiang1,2, WU Jia1,2, XIE Yuanyuan1,2, CHI Minghui3

1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012, China 2.Center of Cleaner Production and Circular Economy Research, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012, China 3.State Environmental Protection Key Laboratory of Estuarine and Coastal Environment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

Based on the constraint mechanism of water ecological function to industrial distribution, the water ecological constraints were decomposed into water resources constraint and water environmental constraint. A water ecological constraint zoning index system was constructed, covering not only baseline factors of water resources and water environment, but also stress factors of water resources and water environment produced by industrial distribution. A water ecological constraint zoning method was also presented. Taken Tieling city as an example, water ecological zoning was carried out by applying the index system. The city was divided into five types of water ecological constraint zones, including high water resources constraint and high water environmental constraint, medium water resources constraint and medium water environmental constraint, low water resources constraint and high water environmental constraint, low water resources constraint and medium water environmental constraint, and low water resources constraint and low water environmental constraint. Finally, industrial distribution optimization countermeasures were proposed on different types of restricted, upgraded and encouraged industries and industrial development focuses at different water ecological constraint zones.

water ecology constraint; water environment; water resource; industrial distribution; optimization; Tieling City

2016-07-18

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2013ZX07501-005-01)；國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAC03B02)

鄔娜(1983—)，女，工程師，碩士，主要研究區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生態(tài)學(xué)、區(qū)域規(guī)劃的理論與方法，wuna@craes.org.cn

*通訊作者：傅澤強(qiáng)(1963—)，男，研究員，博士，長(zhǎng)期從事區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生態(tài)學(xué)和戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)的理論與方法研究，fuzq@craes.org.cn

X37

1674-991X(2016)06-0600-07

10.3969j.issn.1674-991X.2016.06.086

鄔娜，傅澤強(qiáng)，吳佳,等.水資源和水環(huán)境約束下的產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化研究：以鐵嶺市為例[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2016,6(6):600-606.

WU N, FU Z Q, WU J, et al.Study on optimization of industrial distribution under the constraints of water resources and water environment: a case study of Tieling City[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(6):600-606.