錢塘江杭州段經(jīng)濟發(fā)展與水環(huán)境污染關(guān)系研究

閆蘭玲，谷 雨，徐海嵐，唐 偉，鄭思偉，王泉源

(杭州市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，杭州 浙江 310014)

1 引言

錢塘江是杭州的母親河，隨著杭州市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)人口急劇增多，水環(huán)境負荷日益加重，水生態(tài)問題日益突出，嚴重威脅著居民的生活用水安全和區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。如何在經(jīng)濟發(fā)展的同時，使區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量得到保護和改善，目前仍是杭州市面臨的重要任務(wù)。經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護互相聯(lián)系又互相制約，對于二者之間的關(guān)系，有學(xué)者進行了大量的研究工作。最著名的有Grossman等[1]提出的環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)，隨著經(jīng)濟發(fā)展，環(huán)境污染物排放量與經(jīng)濟增長之間之間呈倒U型曲線關(guān)系。從流域的角度出發(fā)，李志濤[2]以經(jīng)濟增長與環(huán)境污染水平計量模型—環(huán)境庫茲涅茨曲線為理論基礎(chǔ)，研究證明鄱陽湖流域經(jīng)濟和水環(huán)境之間的關(guān)系具有EKC曲線的特征。黃濤珍等[3]以環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)為理論基礎(chǔ)，研究結(jié)果表明，淮河流域污水排放量和COD排放量分別與人均GDP之間的擬合曲線呈現(xiàn)典型的環(huán)境庫茲涅茨曲線特征，并已跨越拐點；而氨氮排放量與人均GDP之間的擬合曲線呈直線型關(guān)系。姜峰、劉俊杰[4]以環(huán)境庫茲涅茨曲線為理論基礎(chǔ)，利用西江流域廣西段 化數(shù)據(jù)，研究表明，西江流域廣西段經(jīng)濟和水環(huán)境之間的關(guān)系具有環(huán)境庫茲涅茨曲線的特征。然而，縱觀現(xiàn)有文獻，鮮有對錢塘江流域經(jīng)濟增長與水環(huán)境污染之間的關(guān)系和演變規(guī)律進行系統(tǒng)研究的，理論研究明顯落后于錢塘江流域治理水污染實踐的現(xiàn)實需要，不利于錢塘江流域水環(huán)境污染治理工作的深入開展。本文擬從現(xiàn)有的錢塘江流域(杭州段)經(jīng)濟發(fā)展和水環(huán)境污染的現(xiàn)狀出發(fā)，研究兩者之間的規(guī)律，并給出兩者共贏發(fā)展的對策措施，對錢塘江流域(杭州段)合理利用水資源和實現(xiàn)杭州市的可持續(xù)發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。本研究也可以對其他流域的水環(huán)境污染和經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系研究提供示范和借鑒。

2 錢塘江(杭州段)概況及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)演變

2.1 錢塘江(杭州段)概況

錢塘江位于東經(jīng)117°37′～121°52′，北緯28°10′～30°48′之間，發(fā)源于安徽省南部黃山地區(qū)的青芝埭尖，主流長588.7 km。主源有蘭江和新安江兩支，南北兩源在建德梅城匯流后稱為富春江, 經(jīng)富春江水庫后向東北流經(jīng)桐廬縣、富陽市至東江嘴，右納浦陽江后稱為錢塘江。其中，錢塘江(杭州段)長319.8 km，流域面積14065.77 km2，占全市土地總面積的84.7%，水域面積近700 km2，其中淡水面積為580 km2。全長276 km，干流長度為235 km。

錢塘江(杭州段)屬長江三角洲經(jīng)濟區(qū)腹地范圍，地處浙江省沿海發(fā)達地區(qū)和皖、贛兩省次發(fā)達地區(qū)的中間地段，行政區(qū)域范圍包括杭州主城區(qū)(高新(濱江)區(qū)和西湖區(qū)的龍塢、轉(zhuǎn)塘、袁浦、周浦等4個鎮(zhèn))，以及蕭山區(qū)和富陽市、桐廬縣、建德市、淳安縣、臨安市(天目溪以西)5縣(市、區(qū))，總土地面積14065.77 km2。其中，土地面積最大為淳安4452 km2，其余依次為建德、臨安、富陽、桐廬、蕭山區(qū)和主城區(qū)，其中主城區(qū)僅為淳安的5.0%(圖1)。

圖1 錢塘江(杭州段)流域范圍

錢塘江(杭州段)是杭州市重要的飲用水源，主要供水區(qū)域為新安江流域、富春江流域和錢塘江下游段蕭紹平原。保障錢塘江(杭州段)水環(huán)境持續(xù)安全良好，是關(guān)系到社會民生的大事。根據(jù)《杭州市城市總體規(guī)劃(2001—2020年)》，杭州市整體城市的發(fā)展正在朝著“沿江開發(fā)，跨江發(fā)展”的方向，以錢塘江為軸線，采用網(wǎng)絡(luò)化組團式布局，逐步從“西湖時代”走向“錢塘江時代”，錢塘江(杭州段)在杭州地區(qū)的戰(zhàn)略發(fā)展地位將會越來越重要。

2.2 錢塘江(杭州段)經(jīng)濟發(fā)展狀況

了解錢塘江(杭州段)的經(jīng)濟發(fā)展狀況是分析經(jīng)濟增長與環(huán)境之間關(guān)系的基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計資料，自2011年以來，錢塘江(杭州段)的GDP總量呈逐年上升趨勢，見圖2。其中，流域GDP從2011年的3602.52 億元增長到2018年的6303.93億元，累計增長了74.99%，年均遞增8.34%，增勢相對平穩(wěn)。從增長率來看，除2018年增速出現(xiàn)明顯下降之外，其余各年增速緩慢上升，2012年和2016年出現(xiàn)兩個增長高峰，增速超過10%。常住人口人均GDP從2011年的86502.54元增長到2018年的125346.89元，累計增長了44.91%，年均遞增5.49%。從增長速度來看，除2012年增長為負值，2018年增速明顯下降外，其余各年常住人口人均GDP增長速度基本保持平穩(wěn)，緩慢上升，其中高峰出現(xiàn)在2016年，常住人口人均GDP增速高達11.2%，見圖3。

圖2 2011～2018年錢塘江(杭州段)生產(chǎn)總值和增長率

圖3 2011～2018年錢塘江(杭州段)常住人口

近年來，隨著杭州市城市化進程、新農(nóng)村建設(shè)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等綜合推進，錢塘江(杭州段)商業(yè)、飲食業(yè)，休閑產(chǎn)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)比例越來越高，三產(chǎn)比重逐步上升。第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重由2011年的5.31%降至2018年3.78%；第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重由2011年的56.21%降至2018年42.05%；第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重由2011年的38.48%增至2018年54.18%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由2011年5.31∶56.21∶38.48轉(zhuǎn)變到2018年的3.78∶42.05∶54.18。錢塘江(杭州段)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了“二、三、一”到“三、二、一”的完美轉(zhuǎn)變，這與世界范圍的三產(chǎn)結(jié)構(gòu)變動規(guī)律基本一致。見圖4。

圖4 2011～2018年錢塘江(杭州段)三次產(chǎn)業(yè)比例變化

3 經(jīng)濟發(fā)展與水環(huán)境質(zhì)量關(guān)系模型的構(gòu)建

3.1 指標的選取

在對錢塘江(杭州段)水環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系進行定量研究時，考慮到數(shù)據(jù)資料的可得性和指標的典型代表性，選取人均GDP指標來衡量本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平；用錢塘江(杭州段)重點工業(yè)廢水排放量、重點工業(yè)廢水排放量中COD排放量和重點工業(yè)廢水排放量中氨氮排放量三項環(huán)境污染排放量指標表征本地區(qū)水環(huán)境的污染狀況。

3.2 計量模型的構(gòu)建

EKC研究中環(huán)境質(zhì)量(污染水平)和經(jīng)濟增長(收入)的一般模型的形式如下：

Y=α+β1X+β2X2+β3X3+β4Z+ε

(1)

在實際模型構(gòu)建中，影響收入的其他因素Z項在計算和模擬過程中常忽略不計，國內(nèi)外學(xué)者通常選用的簡化模型有

Y=α+β0X+ε

(2)

Y=α+β1X+β2X2+ε

(3)

Y=α+β1X+β2X2+β3X3+ε

(4)

式(1)中：Y為環(huán)境污染指標；X為收入(一般用人均GDP)；α為常數(shù)；βk為系數(shù)；Z為除收入之外影響環(huán)境的其他因素；ε為誤差項。在統(tǒng)計分析軟件SPSS中分別對模型(2)、(3)、(4)進行分析，并根據(jù)曲線的擬合度及參數(shù)檢驗的顯著性結(jié)果來選取模型。研究經(jīng)濟增長與環(huán)境污染關(guān)系的模型有不同的表達形式，環(huán)境庫茲涅茨曲線只是其中的一種，由于其有對環(huán)境造成最大影響的拐點存在，因此能夠分析出經(jīng)濟所處的水平以及人們應(yīng)當采取的環(huán)境保護策略。但并不是所有的數(shù)據(jù)都能夠在二次模型上取得好的分析效果[12]，因而，本文采取對比分析不同數(shù)據(jù)的一次、二次和三次模型，找出其中最相關(guān)的模型作為最終構(gòu)建的模型，并以此為基礎(chǔ)進行進一步的回歸分析。錢塘江(杭州段)經(jīng)濟與環(huán)境關(guān)系計量模型構(gòu)建方法見表1。

表1 錢塘江(杭州段)經(jīng)濟與環(huán)境關(guān)系計量模型構(gòu)建方法

利用SPSS軟件中曲線估計的功能，分別進行一次、二次、三次模型的曲線估計，得出三種模型的F統(tǒng)計量的顯著值。構(gòu)成模型以后，得到模型回歸系數(shù)t檢驗的顯著值，通過比較模型擬合度R2，F(xiàn)和t檢驗的結(jié)果，得到最優(yōu)化的模型，見表2。

表2 錢塘江(杭州段)經(jīng)濟與環(huán)境關(guān)系計量模型曲線估計

由表2可以看出，環(huán)境指標與經(jīng)濟指標構(gòu)建的三種模型相關(guān)系數(shù)都比較高，能很好解釋錢塘江(杭州段)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的關(guān)系。但是二次和三次模型各系數(shù)值和T統(tǒng)計值在置信度5%的顯著性水平上都沒有通過檢驗，同時由于模型模擬近似線性重合，而且一次模型各系數(shù)值和T統(tǒng)計值都在置信度5%的顯著性水平上通過，說明所采用的一次線性回歸模型具有充分的統(tǒng)計學(xué)意義，因此最優(yōu)化的模型是一次線性模型。構(gòu)建模型見表3。

表3 錢塘江(杭州段)經(jīng)濟與環(huán)境關(guān)系計量模型

4 結(jié)果及分析

錢塘江(杭州段)典型環(huán)境指標與經(jīng)濟發(fā)展指標擬合曲線見圖5～6。

圖5 錢塘江(杭州段)工業(yè)廢水排放量與人均GDP擬合曲線

圖6 錢塘江(杭州段)重點工業(yè)廢水排放量中COD、氨氮排放量與人均GDP擬合曲線

由圖5～6可以看出，2011～2018年錢塘江(杭州段)重點工業(yè)廢水排放量、重點工業(yè)廢水排放量中COD排放量和重點工業(yè)廢水排放量中氨氮排放量與人均GDP之間的擬合曲線都不存在EKC特征，而是都呈單調(diào)遞減的線性負相關(guān)關(guān)系。

重點工業(yè)廢水排放量、重點工業(yè)廢水排放量中COD排放量和重點工業(yè)廢水排放量中氨氮排放量與人均GDP之間的這種線性負相關(guān)關(guān)系，說明雖然庫茲涅茨曲線是客觀存在的，但在不同的地方其表現(xiàn)形式也不盡相同。錢塘江(杭州段)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)改造及環(huán)境保護工作方面取得了一定的成效，出現(xiàn)了隨著人均GDP增加，重點工業(yè)廢水排放量、重點工業(yè)廢水排放量中COD排放量和重點工業(yè)廢水排放量中氨氮排放量同步減少的“雙贏”局面。

首先，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度逐步加大。一方面積極推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進產(chǎn)業(yè)從高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)和清潔型服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)變。2011年以來，杭州積極促進綠色生產(chǎn)，積極培育產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)強、發(fā)展?jié)摿Υ?、資源消耗低、環(huán)境污染小的文化創(chuàng)意、旅游休閑、金融服務(wù)、電子商務(wù)、信息軟件、先進裝備制造、物聯(lián)網(wǎng)、生物醫(yī)藥、節(jié)能環(huán)保、新能源等十大產(chǎn)業(yè)。2015年以來，杭州市更加注重產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，大力推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，打好轉(zhuǎn)型升級組合拳，構(gòu)建以信息經(jīng)濟為引領(lǐng)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主導(dǎo)、新進制造業(yè)為支撐、都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)新體系。重點建設(shè)“1+6”產(chǎn)業(yè)集群，推動“杭州智造”，杭州市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)華麗轉(zhuǎn)身，演變成“三、二、一”態(tài)勢。另一方面是加力淘汰落后產(chǎn)能。關(guān)停、轉(zhuǎn)遷工業(yè)廢水排放量較大的行業(yè)(造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè))。對富陽區(qū)“低、小、散”造紙企業(yè)進一步整合，對錢塘江上游小化工企業(yè)、蕭山區(qū)空港新城內(nèi)化工園區(qū)、杭州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)化工企業(yè)實施關(guān)停、轉(zhuǎn)遷。有序關(guān)停了千島湖流域內(nèi)有色金屬采礦、電鍍、化工等重污染企業(yè)，有效率減輕了錢塘江(杭州段)生態(tài)環(huán)境壓力。

其次，環(huán)保治理水平逐漸加強。一是加快“污水零直排”建設(shè)。對一些污染嚴重的行業(yè)內(nèi)部不斷改制和重組、增加企業(yè)內(nèi)部污染治理投入及進行技術(shù)改造減少污染物的產(chǎn)生和排放。二是加強污水處理設(shè)施建設(shè)。強化造紙、印染、化工、電鍍等重污染企業(yè)污染治理設(shè)施運維管理和清潔化改造。新建、升級工業(yè)集聚區(qū)必須同步規(guī)劃建設(shè)污染治理設(shè)施。工業(yè)集聚區(qū)全部建成污水集中處理設(shè)施，并安裝自動在線監(jiān)控裝置。三是開展污染專項整治工作，對桐廬縣制筆行業(yè)、淳安縣噴水織機行業(yè)、余杭區(qū)竹制品深加工行業(yè)進行了專項整治。錢塘江(杭州段)化工、造紙、印染、電鍍等重點工業(yè)廢水基本得到治理，基本實現(xiàn)達標排放，流域污染防治取得明顯成效。

最后，環(huán)境監(jiān)管更為嚴格。近年來，錢塘江(杭州段)水環(huán)境監(jiān)管更為嚴格，水環(huán)境保護工作采取了一系列措施，起到了一定成效。長江經(jīng)濟帶生態(tài)問題排查整改一直緊盯不放。組織問題排查，復(fù)核屬地上報問題，形成問題清單，上報并對存在的問題點對點交辦屬地政府落實整改，并不定期組織“回頭看”督查；全面推進環(huán)保督察整改。組織部門、街道圍繞重點工作開展排查整治，同時結(jié)合“百日攻堅”等，全面做好中央環(huán)保督察迎檢工作，切實保障錢塘江(杭州段)水環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。

5 結(jié)論與建議

本文通過經(jīng)濟學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等方法，選取典型的經(jīng)濟指標和水環(huán)境污染排放指標，構(gòu)建了經(jīng)濟增長與水環(huán)境污染相關(guān)性計量模型，模擬了錢塘江(杭州段)經(jīng)濟發(fā)展與水環(huán)境保護之間的相關(guān)關(guān)系。通過分析研究，可以看出錢塘江(杭州段)水環(huán)境保護工作在“十二五”和“十三五”期間取得了一定成效，初步實現(xiàn)了“雙贏”，但從根本上改善水環(huán)境還有很長的路要走，需要建立跨區(qū)域合作的協(xié)同治理機制，從制度、空間、技術(shù)、公眾參與等方面建立完善的水域保護的政策體系。

為此，提出如下建議：一是盡快建立歸屬清晰、權(quán)責(zé)明確、監(jiān)管有效的水域保護制度。二是優(yōu)化空間管控。構(gòu)建科學(xué)合理的國土空間布局，促進生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀。三是加強污染防治。以水環(huán)境質(zhì)量改善為核心，依法強化水污染防治，堅持保護和治理并重，持續(xù)推進工程治水，生態(tài)治水，實現(xiàn)全流域水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，污染嚴重水體大幅度減少，飲用水安全保障水平不斷提升，地表水、地下水污染得到有效控制，水生態(tài)系統(tǒng)功能基本恢復(fù)，水生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán)。四是突出生態(tài)修復(fù)。分類總結(jié)提出河流水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和恢復(fù)模式及各類型河流水生態(tài)修復(fù)指導(dǎo)意見，進行典型河流的水生態(tài)修復(fù)及恢復(fù)試點工作，促進河流水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。五是加大宣傳教育。圍繞錢塘江水域保護重點任務(wù)，加強新聞宣傳頂層設(shè)計，切實提高全民的城市水生態(tài)安全的意識，加大對水生態(tài)安全的保護力度。