長江經濟帶社會經濟發(fā)展與水資源保護水平研究

史安娜，陸添添，馮楚建

(1.河海大學商學院，江蘇南京 211100；2.沿海開發(fā)與保護協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210098； 3.科技部科技法規(guī)事務服務中心，北京 100038)

長江經濟帶社會經濟發(fā)展與水資源保護水平研究

史安娜1,2，陸添添1，馮楚建3

(1.河海大學商學院，江蘇南京 211100；2.沿海開發(fā)與保護協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210098； 3.科技部科技法規(guī)事務服務中心，北京 100038)

隨著我國“三大戰(zhàn)略”的實施，長江經濟帶生態(tài)走廊建設引起了廣泛關注。以長江經濟帶11省市社會經濟發(fā)展、水環(huán)境、水生態(tài)為研究對象，運用DPSIR框架模型，從驅動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應的相互作用機制出發(fā)，選取2005—2014年11省市26個相關指標，預測長江經濟帶水資源綜合保護水平。結果顯示：長江經濟帶中下游的水資源保護水平整體較高，而整個經濟帶水質、水量與水生態(tài)保護水平均面臨較大壓力。

長江經濟帶；經濟發(fā)展；水資源保護；DPSIR模型

一、引 言

隨著我國最嚴格水資源制度的實施，水資源管理研究受到國內外學者關注。馮寶平等于早期提出區(qū)域水資源可持續(xù)利用分析的相關概念，建立復合評價系統(tǒng)[1]；戴崇標等運用最大熵原理對淮河流域水資源狀況進行評價[2]；曹琦等使用DPSIR模型，以甘州地區(qū)為考察對象建立城市水資源安全評價體系[3]；肖新成等以農業(yè)面源污染視角為出發(fā)點，構建DPSIR模型并使用結構方程模型方法對三峽庫區(qū)重慶段水資源安全進行評價[4]；譚圣林等通過構建可變模糊集評價模型對珠江三角洲水資源的可再生性進行評估[5]；韓美等利用層次分析法對黃河三角洲水資源可持續(xù)利用水平進行預測[6]；張昆等使用數(shù)據(jù)包絡分析法對長江經濟帶11省市進行水資源綜合效率分析[7]；崔木花構建IPAT方程模擬長江經濟帶污染排放的影響[8]；汪克亮等進行基于環(huán)境壓力的長江經濟帶生態(tài)效率的研究[9]；童紀新等使用DEA模型測算我國31個省級單位的水資源可持續(xù)利用狀況[10]。從已有成果看，綜合研究流域社會經濟、環(huán)境壓力、資源利用等方面的水資源保護文獻較少，由此，筆者以長江經濟帶11個省市經濟可持續(xù)發(fā)展為著眼點，研究水資源、水環(huán)境對長江經濟帶經濟社會發(fā)展的支撐，測算長江經濟帶各省市在經濟發(fā)展中水資源綜合保護水平，為水生態(tài)環(huán)境友好、水資源有效保護和合理利用、社會經濟發(fā)展新格局的長江經濟帶建設提供支撐。

二、長江經濟帶水資源保護分析框架

1.DPSIR框架模型

DPSIR是“驅動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應” Driving Force-Pressure-State-Impact-Response)概念框架模型，由歐洲環(huán)境署基于PSR和DSR框架模型提出。DPSIR模型以由環(huán)境問題所引發(fā)的因果鏈為研究對象，將人口增長與社會經濟發(fā)展作為長期驅動力，用以考察其對環(huán)境所產生的壓力以及環(huán)境變化所帶來的反饋作用。模型通過不同層級的細化指標，揭示經濟活動與環(huán)境之間存在的因果關系與影響。

根據(jù)DPSIR框架模型基本原理，圍繞長江經濟帶11個省市，構建人口-經濟-社會-水環(huán)境的水資源保護復合系統(tǒng)框架模型(圖1)。復合系統(tǒng)由驅動力模塊、壓力模塊、狀態(tài)模塊、影響模塊、響應模塊5個模塊組成?！膀寗恿Α蓖ㄟ^社會經濟發(fā)展、人類活動的水資源需求來反映；“壓力”通過社會進步和人類發(fā)展對水資源供給能力和對水環(huán)境的破壞狀況來反映；“狀態(tài)”通過水資源利用狀態(tài)和水資源損耗來反映；“響應”通過設置科技、政策來回應水污染、水資源耗費和水生態(tài)破壞等問題；“影響”通過經濟社會、生態(tài)的影響程度等來反映。5個模塊之間有兩條相互作用的交互鏈：第一，從驅動→響應→狀態(tài)→影響→響應的因果鏈；第二，從響應模塊作用(響應→驅動響應→壓力響應→狀態(tài)響應→影響)的反饋鏈，兩條交互鏈相互作用，對各省市水資源保護水平產生影響。

圖1 長江經濟帶水資源DPSIR分析框架

2.DPSIR框架模型細化指標選取

按照國家最嚴格水資源管理制度及新時期對水資源保護的任務和要求，為保障長江經濟帶戰(zhàn)略實施的水安全，從水質、水量、水生態(tài)問題3個角度細化長江經濟帶DPSIR框架模型各組成模塊的內涵指標。選取細化指標以《全國水資源保護規(guī)劃技術大綱(2012年)》為依據(jù)，充分考慮長江經濟帶農業(yè)和工業(yè)產業(yè)發(fā)展以及長江生態(tài)走廊建設需要：①壓力模塊，考慮長江經濟帶農作物播種面積比例大(占全國40%)、地區(qū)農業(yè)用水比例高(占總用水量超過50%)的特點，選取“化肥使用強度”和“農業(yè)用水量”等指標；考慮長江經濟帶是我國重要鋼鐵、煉油工業(yè)帶聚集區(qū)，常年位于酸雨帶，除“工業(yè)用水量”和“工業(yè)廢水排放量”外，加入“二氧化硫排放量”指標。②響應模塊，考慮長江流域尤其是上游綠化率降低導致草地沙化和水土流失等現(xiàn)象，加入“水土流失治理面積”和“除澇面積”指標。③影響模塊，考慮長江經濟帶人口密集多個城市圈存在地區(qū)發(fā)展水平差異的情況，加入“城市化水平”“城鎮(zhèn)居民消費水平”“城市污水處理率”和“城市節(jié)約用水量”指標。綜合系統(tǒng)性、科學性和可操作性原則，共篩選出26項相關指標(表1)，以此解釋長江經濟帶11個省市水資源保護綜合水平的內涵。

表1 長江經濟帶DPSIR模型水資源保護指標體系

三、長江經濟帶水資源保護綜合水平測算方法與步驟

在26個指標的基礎上，進一步測算水資源綜合保護水平，具體方法步驟如下。

本方案包括GSM移動通信模塊，AT89S52單片機模塊，紅外傳感器模塊，煙霧傳感器模塊，溫度傳感器模塊，遙控、撤防模塊，電源模塊等。通過各大傳感器對家居實時情況進行檢測，當傳感器采集可能有人進入，或者發(fā)生有毒氣體泄漏的時候，相應的傳感器會將相應的情況進行采集，然后將信息傳送到單片機中，單片機通過對實時情況的分析后，將信息傳送到GSM短信模塊，GSM短信模塊組成的報警系統(tǒng)將具體情況通過短信發(fā)送到用戶手機上，當相應的情況得到解決后，警報會自動解除。另外，當用戶回到家中，想解除相應的安防報警系統(tǒng)的時候，可通過手機的遙控撤防模塊撤銷啟動狀態(tài)，回到相應的不撤防狀態(tài)，系統(tǒng)結構如圖1所示。

第一，數(shù)據(jù)無量綱化處理。采用閾值法，依照正指標和逆指標性質，對選取的指標數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。

(1)

(2)

第二，指標權重確定。為避免少數(shù)指標對總體評價的過度干擾，選用變異系數(shù)法計算模塊內單一指標權重。第i項指標變異系數(shù)公式為

(3)

第J模塊內單一指標i的權重為

(4)

第三，計算每一模塊指標綜合指數(shù)。在變異系數(shù)計算基礎上采用加權平均法計算每個模塊的綜合指標數(shù)值，計算公式為

(5)

第四，五大模塊綜合指標預測。由于指標序列樣本數(shù)據(jù)較少，故使用灰色預測法GM(1,1)模型，針對驅動、壓力、狀態(tài)、影響和響應模塊的綜合數(shù)值序列進行預測。設某單一模塊綜合指數(shù)為

(6)

其預測方程為

k=1,2,…,n

(7)

第五，水資源保護水平測算。將五大模塊預測綜合值加權求和，計算得出水資源保護水平的未來評價：

F(θ)t=WD·f(D)t+WP·f(P)t+

WS·f(S)t+WI·f(I)t+WR·f(R)t

(8)

四、長江經濟帶水資源保護綜合水平測算與分析

以長江經濟帶11省市為對象，以DPSIR框架模型為基礎，收集2005—2014年26個指標數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要來源為國家統(tǒng)計局官網、《中國城市年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》等。運用水資源保護測算方法，計算水資源保護水平影響程度，并以此為依據(jù)測算長江經濟帶各省市水資源保護水平(表2～4)。

1.五大模塊對水資源保護影響程度分析

表2結果反映了長江經濟帶11省市五大模塊對水資源的影響程度。從現(xiàn)狀看，壓力模塊、響應模塊和驅動模塊指標對水資源保護影響最大，說明長江經濟帶11省市在2005—2014年經濟穩(wěn)定增長，控制單位產能耗水與污染排放是減輕水資源保護壓力的重要原因，而節(jié)水政策推廣與污水處理技術的改善，是響應能力提升的主要因素。此外，每個模塊對各省市水資源保護影響程度不同，其改善水環(huán)境壓力與實施水保護政策的提升空間存在差異。從驅動模塊看，驅動力模塊對浙江省、上海市和湖南省影響最大，主要原因是以上地區(qū)社會經濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。從壓力模塊上，影響最高的上海市、湖南省、湖北省和四川省單位產值耗水與排污控制有明顯效果，而響應模塊影響水平最高的貴州省、云南省，在提升污水治理能力與和節(jié)約用水推廣政策上有顯著進步。

表2 長江經濟帶2005—2014年DPSIR模塊對水資源保護影響系數(shù)

2.長江經濟帶水資源保護狀況分析

表3顯示，長江經濟帶11省市水資源保護水平在10年內均有不同程度提升，其中2005—2009年5年間，安徽省、湖北省和江蘇省絕對增幅最高，主要表現(xiàn)為對高耗水、高污染落后產能的淘汰升級以及節(jié)水政策的大力推廣。而在2009—2014年階段，由于2011年國家經濟增速下滑、驅動力不足，致使多省市水資源保護水平在普遍回落后并無明顯提升。此外，對比位于長江經濟帶上游的四川省與下游的上海市可以發(fā)現(xiàn)，兩地在水資源保護水平上存在的不同特點：過去10年中，上海市水資源開發(fā)壓力大、人均可用水資源量較少，尤其是后期經濟增速下行的壓力，限制了其水資源保護水平的進一步提升；而四川省豐富的水資源和后發(fā)經濟增長優(yōu)勢以及水環(huán)境治理政策的有效施行，使其在水資源保護方面有更為突出的表現(xiàn)?？梢?，長江經濟帶各省市在未來需結合自身特點，對水資源保護采取更具針對性的加強措施。

3.長江經濟帶水資源保護水平預測分析

長江經濟帶水資源保護水平未來預測見表4。結果顯示在2017—2025年大多數(shù)省市水資源保護水平仍存在提升空間，其中水資源保護水平基本持續(xù)穩(wěn)定增長的是上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、四川和貴州，而湖南、重慶和云南的綜合水平達到峰值后，如不能采取針對性措施，水資源保護水平將持續(xù)下降。整體而言，長江中游及下游所在的數(shù)個省份水資源保護水平是較高的。

此外，長江各省市在提升水資源保護水平上各有特點，如位于長江下游江蘇省在治污減排、淘汰落后產業(yè)方面績效最為突出，而未來必須在水資源節(jié)約、水循環(huán)利用和污水處理環(huán)節(jié)上深化改革與政策支持，才能繼續(xù)滿足當?shù)厣鐣洕沙掷m(xù)發(fā)展需求；而同樣處于下游的上海市，由于未來經濟增速放緩、水資源開發(fā)壓力大，人均水資源數(shù)值逐年下降，在水環(huán)境保護工作上承載巨大壓力，未來需要出臺更積極的水環(huán)境保護政策并推廣更先進的節(jié)水減排技術，才能確保上海市水資源保護水平在更長時間內滿足其經濟發(fā)展需求；位于長江中游的江西省和湖北省，必須在化肥使用、水土流失治理和排污控制方面取得更大改善，以求進一步提升中游地區(qū)整體水資源保護水平、保障社會經濟發(fā)展；長江上游的貴州省、四川省和云南省，水資源相對豐富、未來經濟增速預期更高，因此水資源保護驅動力增高，而由此帶來的污染排放壓力也更高，需要加強在產業(yè)轉移中污水處理及水土流失治理方面的政策響應。

表3 長江經濟帶2005—2014年水資源保護指數(shù)評價

表4 2017—2025年長江經濟帶水資源保護水平預測

五、結 語

在對長江經濟帶11省市水資源保護水平的研究中，運用DPSIR框架模型，將社會經濟、水環(huán)境與水治理、水生態(tài)和水資源開發(fā)程度等屬性納入考查要素，避免了以往研究中只考察水環(huán)境、只關注水資源自然屬性的不足。研究顯示，當前長江經濟帶各省市水資源保護水平主要受壓力模塊下單位產值耗水量與污水排放量以及響應模塊中節(jié)水政策推廣程度和污水處理能力的影響。預測結果顯示，長江經濟帶社會經濟發(fā)展受水資源保護水平提升的影響，對于水資源相對豐富的長江上游省市，需要加強產業(yè)轉移中的政策響應；對于長江中游省份，需要加強產業(yè)結構調整中節(jié)水和治污能力的政策響應；對于經濟發(fā)展水平較高的長江下游省市，未來更需要節(jié)水與污水處理技術的突破以及與之相關的政策支持。

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(責任編輯：高 虹)

10.3876/j.issn.1671-4970.2017.01.005

2016-11-15

水利部科技推廣計劃項目(TG1523);國家自然科學基金項目(71540014)

史安娜(1962—)，女，江蘇丹陽人，教授，博士，從事水資源經濟與管理研究。

F293.1；TV213.4

A

1671-4970(2017)01-0024-05