雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域國家及尼泊爾水土- 經(jīng)濟耦合評價

呂 燕，陳俊旭,2，趙紅玲

(1.云南大學資源環(huán)境與地球科學學院，云南 昆明 650504；2.云南大學國際喀斯特聯(lián)合研究中心，云南 昆明 650091)

水土資源是一個國家可持續(xù)發(fā)展的基礎和綜合國力的有機組成部分，支撐和保障流域國家的社會經(jīng)濟發(fā)展[1-3]。水土資源稟賦能否與經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調，將直接影響流域水土資源良性發(fā)展和資源經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[4]。特別是在全球資源問題日益突出的背景下，如何有效利用水土資源、促進經(jīng)濟協(xié)調、緩解流域爭端、實現(xiàn)水土資源增長的有效耦合已是當前研究的熱點[5-6]。

表1 水土資源與經(jīng)濟發(fā)展耦合評價指標體系及權重

注：“+”指正功效；“-”指負功效。雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域涉及眾多國家，跨國水資源開發(fā)及利用已導致流域水土- 經(jīng)濟矛盾日益突出，吸引著越來越多的學者關注。此前，已有學者對雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域做過研究，內容上，主要是研究流域極端氣候事件[7]、水資源特性[8]、氣候變化與土地覆被變化等對可更新水資源的影響[9]；區(qū)域上，開展了雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域GDP數(shù)據(jù)空間分布[10]、泥沙[11]、降水預報[9]等工作以及其他局部或區(qū)域尺度[12]的研究；在地緣政治上，開展了“稀缺- 沖突”視角解釋中印崛起背景下跨境水資源問題[13]、印度與不丹特殊關系的發(fā)展進程[14]、國際河流安全性[15]等研究。然而這些研究未涉及雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域水土- 經(jīng)濟耦合及其對地緣政治的指示意義。“一帶一路”是我國政府提出的國際合作倡議，雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域所涉及國家與“一帶一路”倡議關系密切，受到“一帶一路”的深刻影響，流域存在的水資源問題[16]以及水土- 經(jīng)濟匹配問題也將反過來影響“一帶一路”倡議的順利實施。

本文利用信息熵值法及耦合協(xié)調度模型，對雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域4個國家及尼泊爾1961—2014年水土- 經(jīng)濟發(fā)展的耦合協(xié)調程度進行評價，以期在“一帶一路”倡議實施背景下為流域資源經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

雅魯藏布江發(fā)源于喜馬拉雅山，從藏南進入印度，在藏南巴昔卡附近與其他兩河合流后稱布拉馬普特拉河(印度境內)，流經(jīng)孟加拉國后稱為賈木納河，于瓜倫多卡德與恒河匯合，最后注入孟加拉灣，全長為2 900 km[10-12]。雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域經(jīng)中國、印度、孟加拉國、不丹以及邊界國尼泊爾。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于世界銀行《世界發(fā)展指標(1961—2014)》。選取雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域涉及的4個國家(中國、印度、孟加拉國、不丹)及尼泊爾，將其54年的水資源、土地資源、經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)劃分為6個年代，從水土地資源子系統(tǒng)[17]和經(jīng)濟子系統(tǒng)[18]兩方面選取水土資源綜合指標與經(jīng)濟發(fā)展指標。其中取水總量和人均可再生內陸淡水資源年代數(shù)據(jù)缺失，采用最近距離替代法進行插補[19]。

2 研究方法

2.1 評價指標體系構建及權重計算

在兼顧代表性、基礎性與可獲取性的原則，依據(jù)指標特征與性質，從水土資源和經(jīng)濟子系統(tǒng)兩方面選取12個指標，構建水土資源與經(jīng)濟發(fā)展耦合評價指標體系(表1)，其中人口密度、二氧化碳排放量的指標為負功效，其余指標為正功效。采用信息熵值法計算各指標權重[20-23]，計算公式為

(1)

式中：λij為指標權重值；eij為指標的信息熵值。

2.2 耦合協(xié)調度計算

借鑒物理學中容量耦合概念以及容量耦合系數(shù)模型，采用耦合度評價水土資源與經(jīng)濟發(fā)展兩個系統(tǒng)的耦合關聯(lián)程度，耦合度反映兩個系統(tǒng)的一致性，計算公式為

(2)

其中

式中：C為耦合度，C∈[0,1]；μ1為水土資源子系統(tǒng)功效值；λ1j為水土資源系統(tǒng)各指標權值；χ1j為水土資源系統(tǒng)各指標的標準值；μ2為經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)功效值；λ2j為水土資源系統(tǒng)各指標權值；χ2j為水土資源系統(tǒng)各指標的標準值。

耦合度只能說明系統(tǒng)中子系統(tǒng)相互作用的強弱，不能反映系統(tǒng)協(xié)調水平的高低。為杜絕耦合度偏離實際，采用耦合協(xié)調度來評價水土資源與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調水平[24]，計算公式為

D=[C(aμ1+bμ2)]1/2

(3)

式中：D為水土資源與經(jīng)濟發(fā)展的耦合協(xié)調度；a、b為待定系數(shù)，需要考慮水土資源與經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)的重要性來確定?？紤]到水土資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎，水土資源的承載能力將制約經(jīng)濟的發(fā)展，但經(jīng)濟發(fā)展水平將帶動資源產(chǎn)業(yè)優(yōu)化、節(jié)水技術發(fā)展、水土集約程度的提高，從而系統(tǒng)提高資源利用效率，減少資源浪費，加強水土資源保護。因此，水土資源和經(jīng)濟發(fā)展兩個系統(tǒng)相互作用，彼此影響，本文將水土資源與經(jīng)濟發(fā)展視為同等重要，取a=b=0.5。

為表征水土資源和經(jīng)濟發(fā)展兩個系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展程度，將耦合協(xié)調發(fā)展程度劃分為高度協(xié)調型、基本協(xié)調型、瀕臨失調型、失調衰退型4個大類10個亞類(表2)。再根據(jù)水土資源系統(tǒng)和經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)的功效值對比，將其分為水土資源滯后型、經(jīng)濟滯后型、水土資源與經(jīng)濟平衡型3個大類7個亞類[24-26](表3)。

3 結果與討論

3.1 研究區(qū)域水土資源與經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)功效值變化

通過計算得出研究區(qū)域5個國家水土資源和經(jīng)濟發(fā)展兩個系統(tǒng)的功效值，見圖2。由圖2可見，研究期內各國經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)總體都表現(xiàn)出增強趨勢，中國上升最為顯著，孟加拉國表現(xiàn)弱于其他國家，尼泊爾2000年前上升勢頭優(yōu)于其他國家。各國水土資源系統(tǒng)總體都表現(xiàn)出衰退趨勢，表明水土資源承載系統(tǒng)矛盾日益突出。孟加拉國水土資源系統(tǒng)衰退最快，尼泊爾和不丹衰退表現(xiàn)趨緩。各國變化發(fā)展均表現(xiàn)出兩個階段的特征，1961—2000年μ1總體高于μ2，表明水土資源承載量的增加值快于經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展速度；2001—2014年μ2總體上高于μ1，表明經(jīng)濟發(fā)展速度快于水土資源承載量的增加值。

表2 水土資源與經(jīng)濟耦合協(xié)調度劃分標準

表3 水土資源與經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)功效值比值分類

(a) 水土資源系統(tǒng)

(b) 經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)圖2 1961—2016年研究區(qū)域內5個國家水土資源和經(jīng)濟發(fā)展兩個系統(tǒng)功效值變化

依據(jù)μ1與μ2的比值，研究區(qū)域國家可分為水土資源略微滯后型、水土資源輕微受損型、水土資源明顯受損型、經(jīng)濟略微滯后型、經(jīng)濟輕微滯后型、經(jīng)濟明顯滯后型6種(表4)。在2000年之前，各國μ1>μ2，都屬于經(jīng)濟滯后型，即經(jīng)濟發(fā)展劣于水土資源承載水平；2000—2010年，中國、尼泊爾、不丹屬于經(jīng)濟略微滯后型，而印度、孟加拉國屬于水土資源略微滯后型；在2011年之后，各國μ1<μ2，都屬于水土資源滯后型。研究期內，各國對比關系都發(fā)生了顯著的變化，即由經(jīng)濟滯后型轉變?yōu)樗临Y源滯后型。其中，印度變化最大，尼泊爾變化最小，整體上看，尼泊爾運行平穩(wěn)，印度動蕩。在區(qū)域上各國均未能達到水土資源支撐與社會經(jīng)濟發(fā)展良好匹配，特別是印度和孟加拉國經(jīng)濟社會發(fā)展明顯損害了水土資源承載能力。2000年后μ1/μ2值的快速轉變說明各國經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)變化遠快于水土資源系統(tǒng)，水土資源被過度消耗，流域水土資源已經(jīng)面臨較大的壓力和風險。

表4 研究區(qū)域國家1961—2014年水土資源與經(jīng)濟系統(tǒng)對比類型變化

3.2 研究區(qū)域水土資源系統(tǒng)與經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)耦合協(xié)調度演變

研究期內，5個國家水土資源系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合協(xié)調度總體都表現(xiàn)出增強趨勢(表5)。各國協(xié)調程度屬于瀕臨失調類型和基本協(xié)調類型，中國、印度、尼泊爾、不丹的耦合協(xié)調度為0.5～0.6，屬于基本協(xié)調的勉強協(xié)調型，孟加拉國的協(xié)調水平相對較低，瀕臨失調。從平均值看，各國中耦合協(xié)調最好的是尼泊爾，印度次之，孟加拉國最差；20世紀60年代，耦合協(xié)調度最好的是孟加拉國、印度次之，尼泊爾最差(缺不丹數(shù)據(jù))；從2011年后，耦合協(xié)調度最好的是中國，印度次之，孟加拉國最差；耦合協(xié)調度提升幅度最大的是中國，達到0.368，變化幅度最小的是孟加拉國。

表5 研究區(qū)域國家1961—2014年水土資源與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度變化

3.3 研究區(qū)國家水土資源與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度的地緣政治指示意義

水土資源- 經(jīng)濟發(fā)展耦合評價結果可從資源稟賦與經(jīng)濟支撐匹配、各國演變幅度、進展效果等方面為區(qū)域跨境安全提供支撐：①從長期來看，地區(qū)水土資源支撐與經(jīng)濟發(fā)展匹配較好的區(qū)域是尼泊爾、印度和不丹，中國和孟加拉國較差，這也反映出中國在1990年以前未能充分發(fā)揮水土資源對經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐作用;②從演變幅度看，中國和印度變化顯著，中國與印度同屬經(jīng)濟發(fā)展迅猛國家，是“金磚國家”的代表，經(jīng)濟快速發(fā)展促使兩個區(qū)域大國的水土資源面臨緊張;③從耦合協(xié)調程度看，孟加拉國在20世紀60年代開始較其他國家領先，20世紀90年代后不斷退步。

水土資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎資源，水土資源與經(jīng)濟發(fā)展的對比關系揭示水土資源與經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)演變類型，并對地緣政治具有一定的意義。流域相關國的政治、經(jīng)濟、水電開發(fā)、洪水防治和水資源分配等一直是區(qū)域糾紛的核心問題。水土資源系統(tǒng)顯示出一定的脆弱性[27]，圍繞水安全的本國風險向外轉移及跨境沖突將增加流域國家未來社會經(jīng)濟發(fā)展的不確定性及風險。各國在20世紀60年代經(jīng)濟發(fā)展水平都很低，印度是當時流域經(jīng)濟發(fā)展最好的，隨著各國經(jīng)濟發(fā)展水平均有所提升，中國在20世紀80年代經(jīng)濟發(fā)展水平顯著提高，區(qū)域合作成為主流。然而，雅魯藏布江是世界海拔最高的大河，水土資源開發(fā)的經(jīng)濟效益與控制南亞區(qū)域的戰(zhàn)略意義顯著，開發(fā)主導權的意義突出，成為相關國家跨境糾紛、利益沖突和外交斡旋的重要內容[28]?，F(xiàn)階段，世界性的缺水危機以及雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域各國對水土資源的需求再次引發(fā)新的沖突。隨著中國經(jīng)濟快速發(fā)展，中國影響力不斷上升，但面對雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域各國資源與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展水平不均衡的狀況，圍繞區(qū)域發(fā)展變化的歷史沖突要素將產(chǎn)生新的變化。

4 結 論

a. 雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域國家及尼泊爾1961—2000年μ1總體高于μ2，2001—2014年μ2總體上高于μ1，其經(jīng)濟發(fā)展與水土資源承載變化缺乏同步性。研究期內流域國經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)表現(xiàn)出增強趨勢，中國上升最為顯著，耦合協(xié)調度提升幅度達到0.368；水土資源系統(tǒng)表現(xiàn)出衰退趨勢，孟加拉國衰退最快。

b. 研究期內，各國水土資源與經(jīng)濟系統(tǒng)耦合協(xié)調度為0.312～0.739，耦合協(xié)調程度為瀕臨失調類型和基本協(xié)調類型。中國、印度、尼泊爾和不丹屬于勉強協(xié)調型，孟加拉國的耦合協(xié)調水平相對較低。

c. 各國水土資源與經(jīng)濟系統(tǒng)對比關系由經(jīng)濟滯后型轉變?yōu)樗临Y源滯后型。2000—2010年，印度、孟加拉國屬于水土資源略微滯后型；2010年之后，各國都屬于水土資源滯后型；印度由經(jīng)濟略微滯后變?yōu)樗临Y源直接受損，變化最大；尼泊爾近10年才由經(jīng)濟略微滯后轉為水土資源略微受損，運行平穩(wěn)。印度和孟加拉國經(jīng)濟社會發(fā)展明顯損害了水土資源承載能力。

水土資源與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調程度對地緣政治具有一定指示意義，但囿于數(shù)據(jù)精度、政治外交復雜性及未來不確定性等，需要進一步開展不同時期資源與經(jīng)濟發(fā)展關系所反映的地緣利益訴求和沖突風險、水土資源脆弱性及跨境水安全等研究。

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