成都市相對水資源承載力評價與可持續(xù)發(fā)展研究

田楊杰

[摘要]水資源短缺是制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。以全國和重慶市作為參照區(qū)域，評價了2000～2015年成都市各類相對資源承載力，分析了成都市的水資源相對于人口、經(jīng)濟的超載情況及水資源在各市區(qū)縣的空間分布差異。研究表明，與全國和重慶市對比，近10幾年來成都市相對水資源承載力始終處于超載狀態(tài)。除此之外，成都各區(qū)縣還存在水資源存量與經(jīng)濟發(fā)展不平衡的問題。

[關鍵詞] 相對水資源承載力;相對經(jīng)濟資源承載力;綜合承載力;可持續(xù)發(fā)展;空間差異

[中圖分類號] TV170.40[文獻標識碼] A

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的持續(xù)增長，人類對水資源的需求量也與日俱增，各種污染也加劇了水資源的短缺，水資源的短缺會限制城市乃至國家的發(fā)展。因此，對水資源承載力的研究引起了國內(nèi)外學者的重視。國外學者一般使用一系列指標來研究水資源承載力。我國學者應用不同評價方法開展了研究。主要有常規(guī)趨勢法、系統(tǒng)動力學方法、多目標決策分析法以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等。這些方法都各有優(yōu)缺點，但總的來說有一定的局限性。為此，國內(nèi)學者黃寧生等結(jié)合我國實際情況，提出了相對資源承載力。相對資源承載力是將一個或數(shù)個參照區(qū)作為對比標準，對比參照區(qū)的資源擁有量或消費量，進一步計算出相對資源承載能力。

隨著成都市經(jīng)濟迅猛發(fā)展、人口數(shù)量增加，水資源成為了制約其發(fā)展的重要因素。基于此，本文分別以全國和重慶市作為參照區(qū)域，分析了2000～2015年成都市相對資源承載力動態(tài)變化過程，采用GIS技術將各區(qū)縣相對于成都市的超載人數(shù)做了空間分析，為解決成都市水資源制約問題和可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

在成都市社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，水資源是最重要的資源，在城市的發(fā)展、開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展過程中占基礎地位。雨量相對充足，年均水資源總量為304億m3。經(jīng)濟發(fā)展迅猛，根據(jù)成都市2013年統(tǒng)計年鑒顯示，成都市地區(qū)生產(chǎn)總值為9108.89億元。

2 材料和方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

研究數(shù)據(jù)主要包括（2000-2015）16年全國、成都市和重慶市人口數(shù)、水資源總量和GDP等數(shù)據(jù)，分別來源于《中國水資源公報》、《中國統(tǒng)計年鑒》、《四川省水資源公報》、《四川省統(tǒng)計年鑒》、《重慶市統(tǒng)計年鑒》以及《重慶市水資源公報》。

2.2 研究方法

2.2.1 相對資源承載力測算。參考已有研究，結(jié)合成都市的實際情況，相對資源承載力計算公式如下：

式中，Crw為相對水資源承載力，Iw 為參照區(qū)水資源承載力指數(shù)，Qw 和Qwo分別為研究區(qū)水資源總量和參照區(qū)水資源總量，Qpo是參照區(qū)人口總量;Cre為研究區(qū)相對經(jīng)濟資源承載力;Ie是參照區(qū)經(jīng)濟資源承載力指數(shù);Qe和Qeo分別是研究區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和參照區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值;Cs為研究區(qū)綜合資源承載力;Ww和We分別是相對水資源承載力和相對經(jīng)濟資源承載力的權重。成都市城市化進程使得水資源相對短缺，相對水資源承載力權重值應大于0.5，相對經(jīng)濟資源承載力權重值小于0.5，Ww=0.6，We=0.4。

2.2.2 相對資源承載力狀況評價標準。通過實際人口數(shù)與其相對資源承載力對比，將資源承載力的承載狀態(tài)劃分為三種類型：①相對超載狀態(tài)：實際人口總數(shù)（P）大于可承載人口數(shù)（Cs），P-Cs>0。②相對富余狀態(tài)：實際人口總數(shù)（P）小于可承載人口數(shù)（Cs），P-Cs<0。③相對飽和狀態(tài)：實際人口總數(shù)（P）等于可承載人口數(shù)（Cs），P-Cs=0。

3 結(jié)果與分析

3.1 相對水資源承載力演化過程

3.1.1 以全國作為參照區(qū)。根據(jù)公式（1）～（5），選擇全國作為參照區(qū)域，以2000～2015年為參照時段，計算承載指數(shù)，并計算各項數(shù)值。由圖1可知，2000～2015年成都市相對人口一直處于超載狀態(tài)，超載人數(shù)呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，且在2007年的時候達到峰值。而相對水資源承載力對綜合承載力的貢獻率一直遠遠小于相對經(jīng)濟資源承載力且變化不大，說明成都市近年來對水資源的利用效率一直處于較低狀態(tài)，利用效益變化不大。

3.1.2 以重慶市作為參照區(qū)。選擇重慶市作為另一個參照區(qū)，原因是重慶與成都地理條件相似，經(jīng)濟發(fā)展較好，具有可比性。從圖2可以看出，在2000～2015年期間，相對水資源承載力一直低于實際人口數(shù)，處于超載狀態(tài);相對經(jīng)濟資源承載力一直處于富余狀態(tài)并繼續(xù)上升;成都市相對于重慶市的綜合資源承載力除了2001年外，都處于超載狀態(tài);相對水資源承載力對綜合資源承載力的貢獻率一直小于相對經(jīng)濟資源承載力。

3.2 成都各區(qū)縣資源承載力空間差異

以成都市作為參照區(qū)域，分別將2000～2015年成都市及各市區(qū)縣的人口數(shù)、GDP、水資源總量等數(shù)據(jù)分別帶入公式（1）～（5），得出各市區(qū)縣相對于成都市的平均超載人數(shù)，利用ArcGIS軟件得出成都市資源承載力空間分布圖（圖3）。由圖3可看出，成都市超載人數(shù)有正有負，根據(jù)評價標準來判斷資源承載力狀態(tài)。成都市東南部人口相對于水資源處于超載狀態(tài)，說明在東南部水資源無法承載該地區(qū)現(xiàn)有的人口數(shù)。其中，中心城區(qū)是超載最嚴重的，說明該地區(qū)人口數(shù)量需要進一步嚴格控制。

4 結(jié)論與建議

相對資源承載力涉及到人口、水資源和經(jīng)濟發(fā)展三個方面。要實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，需要處理好人口、水資源與社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展問題。因此，從成都市相對水資源承載力和綜合承載力的角度，提出以下建議。

與全國、重慶市相比，成都市的水資源承載力一直處于超載狀態(tài);經(jīng)濟資源承載力呈現(xiàn)較大的上升趨勢，且始終處于富余狀態(tài);綜合資源承載力也基本處于超載狀態(tài)。這在一定程度上反映了成都市相對經(jīng)濟資源承載力的增長是建立在相對水資源承載力降低基礎之上的，經(jīng)濟增長與資源的支撐能力不相適應。產(chǎn)生這樣情況的具體原因主要有三點：第一，水資源不斷減少，資源利用效率低。第二，人口基數(shù)過大且持續(xù)增加，人均水資源量在不斷降低，對成都市資源承載能力造成了巨大壓力。第三，成都市的經(jīng)濟增長模式也是資源承載力下降的一個不可忽視的原因。如何以最低的資源代價和最低的環(huán)境成本使經(jīng)濟以較快速度的發(fā)展，是成都可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

由2000～2015年成都市各市區(qū)縣相對資源承載力對比分析結(jié)果可知，成都市各市區(qū)縣水資源存量和經(jīng)濟發(fā)展存在不平衡的問題。東部地區(qū)水資源承載力已嚴重超載，其中中心城區(qū)處于最嚴重的地區(qū)，而西部地區(qū)水資源存量還有待進一步開發(fā)利用。同時經(jīng)濟資源承載力在西部和東北部地區(qū)處于超載狀態(tài)，而處于中心地區(qū)的中心城區(qū)富余人數(shù)最多。結(jié)合綜合承載力情況來看，成都市東部地區(qū)處于超載狀態(tài)，說明東部自然資源消耗較多，經(jīng)濟發(fā)展消耗了大量水資源，水資源存量已無法繼續(xù)支撐現(xiàn)有的經(jīng)濟增長模式。因此，要根據(jù)各區(qū)縣實際情況采取不同措施，在發(fā)展經(jīng)濟的同時實施資源保護政策。在西部地區(qū)加強水資源的統(tǒng)一管理，把生產(chǎn)和生活用水、農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水等結(jié)合起來，通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和用水優(yōu)化，做到水資源的循環(huán)可持續(xù)利用，提高水資源的利用效率。而在東部地區(qū)就要加強環(huán)境和自然資源保護，通過優(yōu)化區(qū)域水資源利用的結(jié)構(gòu)性和空間性格局進行管控，除了開發(fā)區(qū)域內(nèi)的水資源量，還可以適當提高過境水利用量和外部人工引入水源緩解壓力。有效合理利用水資源，使成都市內(nèi)部各區(qū)縣之間的資源與經(jīng)濟均衡發(fā)展。

[參考文獻]

[1] Joardar S D.Carrying capacities and standards as bases towards urban infrastructure planning in India：A case of urban water supply and sanitation[J].Habitat International，1998，22（3）：327-337.

[2] Harris J M，Kennedy S.Carrying capacity in agriculture： global and regional issues[J].Ecological Economics，1999，29（3）：443-461.

[3] Rijsberman M A，Ven F H M V D.Different approaches to assessment of design and management of sustainable urban water systems[J]. Environmental Impact Assessment Review，2000，20（3）：333-345.

[4] 劉常林.淺析水資源合理配置和承載能力概念與可持續(xù)發(fā)展之間的關系[J].河北水利電力學院學報，2018（03）：29-31+37.

[5] Bagheri H ， Hajian A ， Rezaei M ， et al. Composite of Cu metal nanoparticles-multiwall carbon nanotubes-reduced graphene oxide as a novel and high performance platform of the electrochemical sensor for simultaneous determination of nitrite and nitrate[J]. Journal of Hazardous Materials， 2016， 324（Part B）：762.

[6] 杜歡歡，邱靜，李傳剛，等.清遠市水資源承載力系統(tǒng)動力學模擬[J].廣東水利水電，2017（12）：9-13.

[7] 郝芝建，李嘉第，鄭斌.基于多目標決策分析的欽州市水資源承載力評價[J].人民珠江，2018，39（12）：124-128.

[8] 門惠芹.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法寧夏水資源承載力評價[J].寧夏農(nóng)林科技，2014，55（12）：65-68.

[9] 黃寧生，匡耀求.廣東相對資源承載力與可持續(xù)發(fā)展問題[J].經(jīng)濟地理，2000（02）：52-56.

[10] 程麗，韓美，郝真，等.基于ArcGIS的山東省17地市相對水資源承載力研究[J].科技經(jīng)濟市場，2009（10）：87-88.