南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)互動(dòng)耦合機(jī)制及關(guān)聯(lián)分析

陳 曉，李景保，王 飛，徐 志

(湖南師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，中國(guó) 長(zhǎng)沙 410081)

南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)互動(dòng)耦合機(jī)制及關(guān)聯(lián)分析

陳 曉，李景保，王 飛，徐 志*

(湖南師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，中國(guó) 長(zhǎng)沙 410081)

基于2005—2014年南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)度和耦合度模型，研究南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的互動(dòng)耦合機(jī)制及其關(guān)聯(lián)性，結(jié)果表明：南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度在0.5以上，屬于中等關(guān)聯(lián)；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)用水結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)序?yàn)榈谌a(chǎn)業(yè)(0.566)、第一產(chǎn)業(yè)(0.563)、第二產(chǎn)業(yè)(0.557)，用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)序?yàn)樯钣盟?0.696)、農(nóng)業(yè)用水(0.601)、工業(yè)用水(0.582)；南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合的空間差異明顯，主城區(qū)屬于協(xié)調(diào)型，江寧區(qū)與六合區(qū)屬于磨合型，浦口區(qū)、高淳區(qū)與溧水區(qū)屬于拮抗型；南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的耦合度在時(shí)間上顯示出階段性波動(dòng)的特點(diǎn)，第一階段(2005—2007年)屬于磨合時(shí)期，第二階段(2008—2010年)從磨合轉(zhuǎn)向拮抗時(shí)期，第三階段(2011～2014年)逐漸向協(xié)調(diào)方向發(fā)展.

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；用水結(jié)構(gòu)；灰色關(guān)聯(lián)分析；耦合度；南京市

南京市位于江蘇省的西南部，是長(zhǎng)三角地區(qū)的重要門戶城市，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，降水量豐富，境內(nèi)河湖密布，水資源總量豐富，2014年全市水資源總量達(dá)到30.76 億m3，但人均占有量只有374.39 m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均水資源1 700 m3的警戒線[1].隨著南京市城市化及產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，南京市對(duì)水資源的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的開(kāi)發(fā)利用程度也越來(lái)越高，用水結(jié)構(gòu)的合理與否成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方面.與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理與否對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的地位，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布局能促進(jìn)資源能源等要素向各個(gè)產(chǎn)業(yè)合理流動(dòng)，由此可見(jiàn)，探討產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)之間的互動(dòng)耦合機(jī)制及其關(guān)聯(lián)程度顯得尤為重要.

目前國(guó)內(nèi)學(xué)者已采用多種不同的方法對(duì)多個(gè)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行研究，如云逸[2]等以北京市為例建立成分?jǐn)?shù)據(jù)回歸模型，證明用水結(jié)構(gòu)變動(dòng)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動(dòng)具有一致性；蔣桂芹[3]等以安徽省為例通過(guò)比較水資源生產(chǎn)率指標(biāo)初步分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度；吳麗[4]等以寧夏為例利用多目標(biāo)優(yōu)化模型，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水之間的協(xié)調(diào)進(jìn)行研究，從而評(píng)價(jià)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的合理性.相比而言，近年來(lái)對(duì)南京市水資源的研究則主要集中于水資源可持續(xù)利用和承載力等方面[5-6]，較少將其與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，因此本文擬采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，在尋求產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)互動(dòng)影響因素的基礎(chǔ)上，從時(shí)空尺度上定量分析南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)程度及其變化，為合理配制水資源和優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù).

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

鑒于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可獲取性，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)來(lái)源于《南京市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2015)，部分市轄區(qū)的數(shù)據(jù)來(lái)自于各市轄區(qū)的統(tǒng)計(jì)公報(bào)，用水結(jié)構(gòu)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)均來(lái)自于《南京市水資源公報(bào)》(2005—2014)，依據(jù)數(shù)據(jù)的可得性和科學(xué)性以及南京市各市轄區(qū)空間分布范圍，將南京市11個(gè)市轄區(qū)分為6個(gè)區(qū)域，分別是主城區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)、六合區(qū)、高淳區(qū)以及溧水區(qū).

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)兩大系統(tǒng)耦合關(guān)系的一個(gè)重要方面在于構(gòu)建科學(xué)合理的指標(biāo)體系，本文在遵循科學(xué)性、可操作性、可比性、獨(dú)立性等原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合文獻(xiàn)研究成果[7-8]，同時(shí)依據(jù)南京市的實(shí)際情況，分別構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)與用水結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系(圖1).

圖1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)指標(biāo)體系Fig.1 Coupling system between industrial structure and water utilization structure

1.3 研究方法

由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合作用的交錯(cuò)性與復(fù)雜性，本文采用能較為全面分析兩系統(tǒng)多因素交互作用的灰色關(guān)聯(lián)度模型[9]：

(1)

表1 要素間關(guān)聯(lián)度與耦合度分級(jí)

在關(guān)聯(lián)度矩陣的基礎(chǔ)上分別按行或列求其平均值[11](式(2)、(3))，再根據(jù)所求得值的大小及其對(duì)應(yīng)的值域范圍選取出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)水資源利用最主要的影響因素，以及用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整最重要的制約因素：

(2)

(3)

2 結(jié)果分析

2.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)互動(dòng)影響機(jī)制

水資源是影響一個(gè)區(qū)域生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的重要內(nèi)在資源驅(qū)動(dòng)力和制約因素，同時(shí)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整有利于提高用水效率，促進(jìn)水資源持續(xù)利用.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與用水結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間存在著相互促進(jìn)、相互制約的關(guān)系，兩者互動(dòng)耦合作用主要表現(xiàn)在：一方面，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)用水結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大影響.由于各產(chǎn)業(yè)部門對(duì)水資源的消耗不盡相同，不同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式會(huì)在很大程度上改變對(duì)水的需求，不合理的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，其在發(fā)展過(guò)程中排放大量的廢水、廢氣等污染物不可避免地會(huì)污染水體，導(dǎo)致水資源質(zhì)量下降，用水效益降低，既不利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整，也不利于水資源的合理開(kāi)發(fā)與利用；另一方面，用水結(jié)構(gòu)的變化對(duì)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有較大影響.隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用水需求隨之增大，繼而引起各產(chǎn)業(yè)部門用水結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)一步影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展(圖2).

圖2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合作用機(jī)制Fig.2 Coupling mechanism of industry structure and water utilization structure

為進(jìn)一步揭示兩個(gè)系統(tǒng)之間交互耦合作用主要驅(qū)動(dòng)力，將計(jì)算的關(guān)聯(lián)度結(jié)果(式2和式3)進(jìn)行簡(jiǎn)單的平均并排序，分別得到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)用水結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的主要因素、用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生制約作用的主要因素，以及兩個(gè)系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系.

2.1.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響用水結(jié)構(gòu)的主要因素 利用南京市2005～2014年的數(shù)據(jù)，計(jì)算產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，得到兩系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)度矩陣(表2)，從表中可以看出關(guān)聯(lián)度系數(shù)都在0.5以上，表明這10年間南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)用水結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度最大的兩個(gè)指標(biāo)分別是：二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例X7(0.739)和萬(wàn)元生產(chǎn)總值能耗X8(0.741).二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例主要反映南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化的發(fā)展程度，一般來(lái)說(shuō)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展程度越高，各產(chǎn)業(yè)部門的用水效率就越高，從而使得南京市用水結(jié)構(gòu)更趨合理.萬(wàn)元生產(chǎn)總值能耗主要體現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)部門的資源能源利用效率，萬(wàn)元生產(chǎn)總值能耗低表明資源利用效率較高，即水資源的利用效率也較高，一定程度上能夠改善該城市的用水效益.第一產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值對(duì)用水結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)序?yàn)椋旱谌a(chǎn)業(yè)(0.566)、第一產(chǎn)業(yè)(0.563)、第二產(chǎn)業(yè)(0.557)，第三產(chǎn)業(yè)與用水結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度最高.這是因?yàn)槟暇┦薪鼛啄陙?lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，第三產(chǎn)業(yè)尤其是服務(wù)業(yè)等發(fā)展迅猛，其增加值已占到56%以上，第三產(chǎn)業(yè)用水日益增多，水資源逐漸從高耗水行業(yè)向節(jié)水行業(yè)轉(zhuǎn)移，使用水結(jié)構(gòu)更加合理，用水效率不斷提高.同時(shí)，第一產(chǎn)業(yè)與用水結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度也較高，第一產(chǎn)業(yè)(主要指農(nóng)業(yè))一直是用水大戶.近些年來(lái)南京市農(nóng)業(yè)用水效率逐年提高，但到2014年為止，農(nóng)業(yè)萬(wàn)元增加值用水量是工業(yè)萬(wàn)元增加值用水量的37.97倍，農(nóng)業(yè)用水量占南京市總用水量的38%以上，第一產(chǎn)業(yè)仍是水資源消耗大戶，其對(duì)用水結(jié)構(gòu)的影響超過(guò)第二產(chǎn)業(yè).

表2 南京市用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度矩陣

2.1.2 用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的約束因素 由表2可知，用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)度都在0.5以上，用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度最大的指標(biāo)是單位人口生活用水量Y4(0.696).在農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水和生活用水中，生活用水與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度最高，生活用水相對(duì)于工業(yè)用水來(lái)說(shuō)，對(duì)水資源的污染程度較小，耗水量也較少，表明南京市用水結(jié)構(gòu)漸趨合理，有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級(jí).用水結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度較大的指標(biāo)是：農(nóng)業(yè)萬(wàn)元增加值用水量Y1(0.601)和單位面積農(nóng)田灌溉用水量Y2(0.622)，這兩個(gè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度都在0.6以上，表現(xiàn)出較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，農(nóng)業(yè)一直是用水大戶，農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)水資源的供給，但是相對(duì)于工業(yè)和服務(wù)業(yè)來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率比較低下，用水效率不高.

2.2 南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合度的空間差異

圖3 南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合類型空間分異(2014年)Fig.3 Spatial difference of coupling type of industrial structure and water utilization structure of Nanjing (2014)

為分析南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合度的空間分布特點(diǎn)，以2014年為參考年，根據(jù)耦合度大小并結(jié)合南京市各區(qū)經(jīng)濟(jì)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展?fàn)顩r，大致將南京市6大區(qū)域劃分為協(xié)調(diào)、磨合和拮抗3種類型(圖3).值得說(shuō)明的是，利用灰色關(guān)聯(lián)方法計(jì)算出的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)耦合度只是相對(duì)的，并沒(méi)有絕對(duì)的分類標(biāo)準(zhǔn)，一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)關(guān)聯(lián)耦合度越小，表明兩系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性與制約性越弱，兩系統(tǒng)間越協(xié)調(diào)，實(shí)際上各區(qū)域之間的耦合關(guān)系并不穩(wěn)定，可能會(huì)出現(xiàn)反復(fù)或是受到相鄰區(qū)域發(fā)展的影響，但這恰好說(shuō)明了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)之間的復(fù)雜性與動(dòng)態(tài)性.具體分類步驟如下：首先對(duì)各區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行大致的劃分，同時(shí)依據(jù)南京市本身的特點(diǎn)和所選指標(biāo)的情況，選取人均GDP、第二產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重、第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重三項(xiàng)指標(biāo)來(lái)反映各區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r；其次利用SPSS 22.0中的Hierarchical Cluster方法對(duì)上述3項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行組間聚類，得到南京市各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展分類結(jié)果，然后與耦合度劃分的結(jié)果進(jìn)行疊加；最后進(jìn)行合并與調(diào)整，得出最終的組合類型.

(1)協(xié)調(diào)型.主要是主城區(qū)，2014年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的耦合度為0.66，屬于協(xié)調(diào)型耦合區(qū).主城區(qū)是南京市的經(jīng)濟(jì)與金融中心，經(jīng)濟(jì)總量巨大，2014年這一地區(qū)人均GDP超過(guò)13萬(wàn)元，第三產(chǎn)業(yè)比重超過(guò)70%，合理的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式使得各產(chǎn)業(yè)用水也趨于協(xié)調(diào)和穩(wěn)定.主城區(qū)農(nóng)業(yè)用水量較低，水資源主要用于居民生活服務(wù)業(yè)以及環(huán)境保護(hù)，水資源利用效益和效率高.總體上主城區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)在較高水平上趨于協(xié)調(diào)，其相互間的關(guān)系很弱，因此耦合度較小.

(2)磨合型.包括江寧區(qū)和六合區(qū)，2014年這2個(gè)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合度均為0.61，屬于磨合型耦合區(qū).2014年江寧區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重已超過(guò)95%，對(duì)外貿(mào)易和固定資產(chǎn)投資額較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益較高，同時(shí)江寧區(qū)農(nóng)業(yè)用水比重低，工業(yè)用水和生活用水比重大，水資源利用效益較高，但與主城區(qū)相比，萬(wàn)元GDP排污量大，水資源保護(hù)投入方面也較小，用水結(jié)構(gòu)不盡合理.六合區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重超過(guò)90%，與主城區(qū)相比，人均GDP、固定資產(chǎn)投資額以及出口貿(mào)易額較低，在整個(gè)南京市地區(qū)，六合區(qū)水資源總量最為豐富，工業(yè)用水和單位人口生活用水量大，但六合區(qū)作為南京市規(guī)劃的工業(yè)園區(qū)，萬(wàn)元GDP排污量最大，水環(huán)境污染嚴(yán)重.總體上看這兩個(gè)區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)還處于適應(yīng)和磨合階段，耦合度也較小.

(3)拮抗型.包括浦口區(qū)、高淳區(qū)和溧水區(qū)，2014年這些區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的耦合度分別為0.74，0.72和0.70，屬于拮抗型耦合區(qū).這3個(gè)區(qū)中，浦口區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快，2014年浦口區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重超過(guò)90%，但與主城區(qū)和江寧區(qū)相比，區(qū)域內(nèi)人均GDP、固定資產(chǎn)投資額以及出口貿(mào)易額不高，萬(wàn)元生產(chǎn)總值能耗較大，用水結(jié)構(gòu)中工業(yè)用水比重大，單位人口生活用水和生態(tài)環(huán)境用水比重小，用水效益較低，區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施較落后，水質(zhì)污染嚴(yán)重.高淳區(qū)和溧水區(qū)是南京市重要的農(nóng)業(yè)基地，第一產(chǎn)業(yè)占有一定比例，農(nóng)業(yè)萬(wàn)元增加值用水量和農(nóng)田灌溉用水量較大，相比其他區(qū)域來(lái)說(shuō)，工業(yè)用水比重不大，生活用水和生態(tài)用水比重較小，一般而言，農(nóng)業(yè)較第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值低，用水效率不高.因此這三個(gè)區(qū)域用水結(jié)構(gòu)急需調(diào)整，而用水結(jié)構(gòu)調(diào)整在很大程度上依賴于各產(chǎn)業(yè)部門用水量的調(diào)整與變化，尤其取決于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與升級(jí)會(huì)對(duì)用水結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的影響，二者之間的關(guān)聯(lián)性較高，使這些區(qū)域處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)相互作用的拮抗、限制階段，因此耦合度最大.

2.3 南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合的階段性分析

圖4 南京市用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)耦合度變化曲線(2005—2014年)Fig.4 Coupling-degree changing curve of industrial structure and water utilization structure of Nanjing (2005—2014)

圖4是2005—2014年南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合度變化曲線圖，近10年間，除2013年耦合度值略低外，其他年份都保持在0.5以上的耦合度，個(gè)別年份如2009年和2010年耦合度都達(dá)到0.7以上，表現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性，一方面表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合作用關(guān)系密切，另一方面也說(shuō)明在這10年間，隨著南京市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合的強(qiáng)度、協(xié)調(diào)程度等存在較明顯的差別，大致可將其劃分為三個(gè)階段：第一階段為2005—2007年，南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合度在0.52～0.61之間，兩系統(tǒng)耦合關(guān)系處于磨合階段.這一時(shí)期南京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度平穩(wěn)，人均GDP增長(zhǎng)率保持在10%左右，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出二、三、一的模式，萬(wàn)元GDP排污量較大，水環(huán)境污染嚴(yán)重，生活用水及生態(tài)用水比重較小，用水結(jié)構(gòu)不盡合理，總體上表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)相互適應(yīng)與磨合階段.第二階段為2008—2010年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合度在0.65～0.77之間，總體趨勢(shì)表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合強(qiáng)度逐漸提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)耦合由磨合轉(zhuǎn)向拮抗.受到2008年金融危機(jī)的影響，這一時(shí)期南京市人均GDP增長(zhǎng)速度有所下降，固定資產(chǎn)投資額以及出口貿(mào)易額明顯降低，經(jīng)濟(jì)發(fā)展顯現(xiàn)出較大的不穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展陷入低谷，工業(yè)用水與生活用水比重相對(duì)減小，用水結(jié)構(gòu)處于低效用水階段，因而此階段產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較高的耦合度，兩系統(tǒng)處于拮抗階段.第三階段為2011—2014年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)發(fā)展.經(jīng)濟(jì)危機(jī)過(guò)后，南京市迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)—成為2014年夏季青年奧運(yùn)會(huì)的舉辦地，為了順利舉辦青奧會(huì)，南京市積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善用水結(jié)構(gòu)，取得了明顯的成效：萬(wàn)元生產(chǎn)總值能耗逐漸降低，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出三、二、一的模式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于合理；2014年工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到80%以上，工業(yè)萬(wàn)元增加值用水、農(nóng)業(yè)萬(wàn)元增加值用水以及萬(wàn)元GDP排污量逐年減少，水資源利用效率大大提高，這些變化反應(yīng)出南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的關(guān)系逐漸從磨合向協(xié)調(diào)方向發(fā)展，由圖4的耦合度曲線也可看出其耦合度值逐漸變小.根據(jù)圖中曲線的走向，今后幾年耦合度值也有逐漸上升的可能，其耦合關(guān)系也有可能從協(xié)調(diào)再次轉(zhuǎn)向拮抗，因此今后也需要繼續(xù)關(guān)注兩者之間的耦合關(guān)系.

3 討論

為促進(jìn)南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展，需要在已有“三、二、一”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局的基礎(chǔ)上進(jìn)一步調(diào)整用水結(jié)構(gòu)：農(nóng)業(yè)上采用噴灌、滴灌的方式，發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)；工業(yè)上不斷引進(jìn)新技術(shù)與新方法，提高電力、化工等高耗水產(chǎn)業(yè)的用水效率；同時(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)大第三產(chǎn)業(yè)用水比重，減少第一產(chǎn)業(yè)用水量，提高水資源的利用效益，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展.

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(編輯 HWJ)

Interactive Coupling Mechanism and Relationship Analysis Between Industrial Structure and Water Utilization Structure of Nanjing City

CHENXiao,LIJing-bao*,WANGFei,XUZhi

(College of Resource and Environmental Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China)

Based on the relevant statistical data of industrial structure and water utilization structure in Nanjing city from 2005 to 2014, incidence degree and coupling model were built with gray correlation analysis by studying interactive coupling mechanism and its correlation between industrial structure and water utilization structure. The results showed that coupling-degree indexes between industrial structure and water utilization structure were all higher than 0.5, which belonged to the medium correlation level. Tertiary industry (0.566) had a higher coupling-degree than primary industry (0.563) and secondary industry (0.557), and domestic water (0.696) had higher coupling-degree than agricultural water (0.601) and industrial water (0.582). There existed spatial difference in coupling between industrial structure and water utilization structure in Nanjing city. The main urban zone belonged to the coordination type, Jiangning and Liuhe districts belonged to the run-in type. Pukou, Gaochun and Lishui districts belonged to rivalry type. The correlation between industrial structure and water utilization structure of Nanjing city demonstrated seasonal volatility by time sequence which can be divided into following three phases. Phase 1 (2005—2007) belonged to run-in type. Phase 2 (2008—2010) turned from run-in type to rivalry type and phase 3 (2011—2014) turned into coordination gradually.

industrial structure; water utilization structure; gray relational analysis; coupling-degree; Nanjing city

10.7612/j.issn.1000-2537.2017.04.002

2016-09-09

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41571100)；湖南省重點(diǎn)學(xué)科地理學(xué)建設(shè)項(xiàng)目

TV213

A

1000-2537(2017)04-0008-06

*通訊作者,E-mail：lijingbao1951@126.com