基于PSR模型的黃河流域中心城市水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)

張國(guó)興 ，王涵

（1. 華北水利水電大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450046；2. 華北水利水電大學(xué) 黃河流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究中心，河南 鄭州 450046）

建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)。近年來(lái)國(guó)家政府已經(jīng)明確提出生態(tài)文明建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，特別是2013年《關(guān)于加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見(jiàn)》中正式提出水生態(tài)文明，重點(diǎn)推進(jìn)水生態(tài)文明的相關(guān)建設(shè)。然而新舊生態(tài)問(wèn)題交織導(dǎo)致當(dāng)前城市水生態(tài)狀況不容樂(lè)觀。在生態(tài)系統(tǒng)中城市的發(fā)展容易受到自然環(huán)境以及人為因素的影響，而中心城市生態(tài)環(huán)境的高質(zhì)量發(fā)展是推進(jìn)黃河流域大治理的關(guān)鍵，因此要發(fā)揮好中心城市的關(guān)鍵作用，通過(guò)其發(fā)展進(jìn)一步帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及戰(zhàn)略部署的落實(shí)[1]。隨著推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)政策的實(shí)施，研究流域內(nèi)中心城市的水生態(tài)文明建設(shè)對(duì)緩解目前水資源短缺和水污染嚴(yán)重等水生態(tài)問(wèn)題有著十分重要的意義。

生態(tài)文明建設(shè)的結(jié)果對(duì)自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，因此需要跟蹤和監(jiān)控城市生態(tài)文明建設(shè)的情況，對(duì)反映生態(tài)文明發(fā)展?fàn)顩r的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理，根據(jù)生態(tài)文明發(fā)展的評(píng)價(jià)結(jié)果展開(kāi)分析進(jìn)而提出針對(duì)性的建議。目前大量學(xué)者探討了不同類型城市水生態(tài)文明建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合地域特色積極探索水生態(tài)文明建設(shè)發(fā)展的新路徑，當(dāng)前圍繞水生態(tài)文明建設(shè)的研究主要集中在水生態(tài)文明建設(shè)的理論內(nèi)涵和評(píng)價(jià)體系建設(shè)方面。（1）水生態(tài)文明建設(shè)的理論內(nèi)涵。左其亭[2]認(rèn)為，水生態(tài)文明的核心思想是人類與水的和諧共處，相比于水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)，其不僅強(qiáng)調(diào)關(guān)注水生態(tài)環(huán)境保護(hù)，還要平衡物質(zhì)財(cái)富的創(chuàng)造。趙鐘楠等[3]則從現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，以問(wèn)題為導(dǎo)向?qū)⑺Y源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系起來(lái)分析其之間的關(guān)聯(lián)以探究水生態(tài)文明建設(shè)的意義。而唐克旺[4]主要從人類的行為和水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況兩方面分析水生態(tài)文明建設(shè)的內(nèi)涵。（2）水生態(tài)文明建設(shè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。為實(shí)現(xiàn)水生態(tài)文明由定性分析向定量研究轉(zhuǎn)變，相關(guān)學(xué)者開(kāi)始通過(guò)構(gòu)建相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行定量分析。如劉海嬌等[5]構(gòu)建了四個(gè)維度的指標(biāo)體系，即水管理、水景觀、水生態(tài)環(huán)境和水資源開(kāi)發(fā)，對(duì)黃河下游的濱州市進(jìn)行案例分析。任俊霖等[6]將指標(biāo)體系分為水生態(tài)、水工程、水經(jīng)濟(jì)、水管理和水文化等維度，分析長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省會(huì)城市的水生態(tài)文明建設(shè)水平。皮家駿等[7]以南昌市為例進(jìn)一步從水資源、水生態(tài)、水利用、水管理和水文化等指標(biāo)上進(jìn)行水生態(tài)文明城市評(píng)價(jià)。（3）水生態(tài)文明建設(shè)水平的測(cè)度方法。針對(duì)水生態(tài)文明的評(píng)價(jià)方法較多，Tian等[8]運(yùn)用熵值法對(duì)珠江三角洲城市水生態(tài)文明進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得出城市間的水生態(tài)文明水平有著明顯的差異。Wang[9]結(jié)合熵值法和Delphi法對(duì)10個(gè)跨境河流城市的水生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)行評(píng)估以探究其之間的關(guān)系。劉姝芳等[10]采用內(nèi)插法與層次分析法定權(quán)結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)西安市試點(diǎn)前后水生態(tài)文明建設(shè)的成果進(jìn)行對(duì)比分析。

如前所述，學(xué)者們結(jié)合具體的案例探討了多種評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于水生態(tài)文明評(píng)價(jià)的可行性，對(duì)水生態(tài)文明建設(shè)情況進(jìn)行測(cè)度是實(shí)現(xiàn)量化研究的關(guān)鍵。但是目前對(duì)水生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)行量化分析時(shí)研究對(duì)象只局限于特定的地區(qū)、省份或城市的截面數(shù)據(jù)，沒(méi)有考慮到流域內(nèi)各城市之間的關(guān)聯(lián)性以及對(duì)流域內(nèi)中心城市較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)水生態(tài)文明建設(shè)水平進(jìn)行測(cè)度和比較。因此，結(jié)合流域目前的發(fā)展現(xiàn)狀，本文在構(gòu)建指標(biāo)體系中運(yùn)用熵值法來(lái)避免主觀因素的影響，采用可拓物元模型對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理使結(jié)果分析更加科學(xué)合理。

1 水生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1 PSR模型概述

壓力—狀態(tài)—響應(yīng)（簡(jiǎn)稱PSR）這一框架最初由加拿大統(tǒng)計(jì)學(xué)者提出用以研究環(huán)境在人類活動(dòng)下如何演變的問(wèn)題，目前也被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展環(huán)境指標(biāo)體系方面，并取得了較好的研究成果[11]，其主要從人與環(huán)境相互作用的角度來(lái)解釋環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間的邏輯關(guān)系。選取指標(biāo)構(gòu)建過(guò)程中，“壓力”主要指人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響，“狀態(tài)”主要衡量壓力層面造成環(huán)境問(wèn)題的可測(cè)性，“響應(yīng)”則對(duì)人類改善環(huán)境的行動(dòng)做出評(píng)價(jià)，由此形成人類與環(huán)境之間壓力—狀態(tài)—響應(yīng)的關(guān)系[12-13]。

1.2 水生態(tài)文明建設(shè)的PSR框架

水生態(tài)文明的核心是正確處理人與水的關(guān)系，通過(guò)水資源的可持續(xù)利用來(lái)保障生態(tài)系統(tǒng)的良好循環(huán)進(jìn)而支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展。人口的增長(zhǎng)、水資源的消耗和污染加劇了水危機(jī)的產(chǎn)生，社會(huì)文明程度的提高也促使人類采取各種行動(dòng)治理水生態(tài)環(huán)境[14-15]。在對(duì)水生態(tài)文明建設(shè)的評(píng)價(jià)中，PSR模型的壓力—狀態(tài)—響應(yīng)過(guò)程不僅考慮到水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況以及人類保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的行為，還考慮到人類對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的破壞程度，全面反映特定時(shí)期內(nèi)的人水關(guān)系，能對(duì)一個(gè)地區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)狀況作出科學(xué)的評(píng)價(jià)。

在城市水生態(tài)系統(tǒng)中，壓力多來(lái)自用水量的增加以及污染物的過(guò)度排放，因此壓力層面采用非農(nóng)業(yè)用地比例、萬(wàn)元工業(yè)增加值取水量、人均用水量、單位面積污水年排放量、化學(xué)需氧量（COD）年排放量等指標(biāo)來(lái)表現(xiàn)。水生態(tài)系統(tǒng)的變化主要受人類用水方式的影響，因此狀態(tài)方面采用可用地下水綜合生產(chǎn)能力、水資源開(kāi)發(fā)利用率、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率和萬(wàn)元GDP用水量等指標(biāo)來(lái)表現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)人水的和諧發(fā)展，人類開(kāi)始作出相應(yīng)的改變，因此響應(yīng)方面主要采用工業(yè)用水循環(huán)利用率、飲水安全達(dá)標(biāo)人口、綠地面積增加量、防洪投入、水生態(tài)文化普及率、水文化宣傳載體數(shù)量、環(huán)境治理資金投入和城市污水集中處理率等指標(biāo)來(lái)表現(xiàn)?？紤]到各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)獨(dú)立性和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的全面性[16]，本文以PSR模型為基礎(chǔ)框架，遵循科學(xué)性、客觀性、獨(dú)立性和可獲性等原則，構(gòu)建了黃河流域中心城市水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 黃河流域中心城市水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 水生態(tài)文明等級(jí)的判定方法

2.1 指標(biāo)權(quán)重確定

基于上述分析，本文在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)主要運(yùn)用熵值法進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，根據(jù)指標(biāo)的變化程度確定指標(biāo)權(quán)重。其中，評(píng)價(jià)指標(biāo)信息熵的大小能夠反映出指標(biāo)值的可變性，當(dāng)指標(biāo)的可變性較大時(shí)，在整個(gè)評(píng)價(jià)中的影響力就越重要，因此賦予其較大的權(quán)重[17]。評(píng)價(jià)體系原始數(shù)據(jù)矩陣可表示為X={xji}n×m(j=1, 2, 3, …,n;i=1, 2, 3, …,m)，其中，xji表示第j年第i個(gè)指標(biāo)值，n表示評(píng)價(jià)年數(shù)，m表示評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。具體計(jì)算步驟如下：

（1）本文對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后結(jié)合不同指標(biāo)的性質(zhì)，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)。正向指標(biāo)值越大，越有利于提升水生態(tài)文明程度。負(fù)向指標(biāo)值越小，越有利于提升水生態(tài)文明程度。

式中：yji為標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。

（2）求各指標(biāo)的信息熵Ei：

2.2 物元可拓評(píng)價(jià)模型及其改進(jìn)

物元可拓模型主要是為解決事物不相容的問(wèn)題，其源于著名學(xué)者蔡文和楊春燕[18]提出的物元可拓理論，適用于多因子評(píng)價(jià)。結(jié)合相關(guān)理論構(gòu)建水生態(tài)文明評(píng)價(jià)模型，具體操作如下。

2.2.1 物元矩陣的建立

水生態(tài)文明程度物元描述用R=(N,C,V)來(lái)表示，其中各個(gè)元素分別表示水生態(tài)文明程度、水生態(tài)文明特征以及特征量值。假設(shè)N有i個(gè)特征，則水生態(tài)文明程度的物元矩陣可表示為：

式中：R代表i維物元；Ri則表示R的分物元；Vi為關(guān)于特征Ci的量值，即各指標(biāo)相應(yīng)的初始值。

2.2.2 經(jīng)典域、節(jié)域和待評(píng)物元矩陣的構(gòu)建

水生態(tài)文明N和它的i個(gè)特征Ci及其特征量值范圍組成經(jīng)典域物元矩陣Rt。

式中：水生態(tài)文明程度第n個(gè)特征值的量值范圍主要表示為(ain,bin)。

Rp為節(jié)域矩陣，主要由所有評(píng)價(jià)等級(jí)區(qū)間組成，可表示為：

Ro為待評(píng)物元矩陣，主要用來(lái)表示水生態(tài)文明程度評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際量值范圍，可表示為：

為避免相關(guān)函計(jì)算中由于指標(biāo)實(shí)際值超出節(jié)點(diǎn)域的范圍而導(dǎo)致結(jié)果無(wú)效，需要對(duì)物元可拓評(píng)價(jià)模型進(jìn)行調(diào)整。原經(jīng)典域的量值經(jīng)過(guò)規(guī)格化處理后即可得到矩陣RI：

2.2.3 計(jì)算綜合關(guān)聯(lián)度確定評(píng)價(jià)等級(jí)

綜合關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式為：

式中：wi為評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，采用熵權(quán)法計(jì)算；Dij為經(jīng)典域量值范圍距離。

若Kj=max{Kj(P)}，則待評(píng)物元P屬于等級(jí)j，由此得到最終的評(píng)價(jià)等級(jí)。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 研究區(qū)概況

黃河流域流經(jīng)9個(gè)省份，從西到東包括青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南和山東，行政面積約為2.84×109m2，占我國(guó)國(guó)土面積近30%。截至2018年年底，黃河流域各省份總?cè)丝跒?.2億，占全國(guó)總?cè)丝诘?0.3%；地區(qū)生產(chǎn)總值2.39×1013元，占全國(guó)的26.5%；而水資源總量?jī)H占全國(guó)的2.6%（該數(shù)據(jù)根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2019》中水資源數(shù)據(jù)計(jì)算而得），其中8省份（除四川外）工農(nóng)業(yè)用水總量為8.03×1010m3，農(nóng)業(yè)用水超出全國(guó)平均水平，水資源開(kāi)發(fā)利用率高達(dá)80.0%，超過(guò)一般流域40.0%的生態(tài)警戒線[19]。流域涵蓋多個(gè)高原湖泊、國(guó)家公園和重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，在國(guó)家生態(tài)安全保護(hù)中的戰(zhàn)略地位日益凸顯。結(jié)合行政區(qū)劃的完整性，根據(jù)國(guó)家目前政策的統(tǒng)籌部署，本研究選取黃河流域的9個(gè)中心城市，即太原、鄭州、濟(jì)南、青島、西寧、蘭州、銀川、呼和浩特和西安，對(duì)其水生態(tài)文明建設(shè)實(shí)際情況進(jìn)行分析對(duì)比。

3.2 水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)

用于水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)主要來(lái)自2009—2018年各省相應(yīng)年份的《水資源公報(bào)》以及《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》，數(shù)據(jù)中缺失的部分通過(guò)查找各地統(tǒng)計(jì)年鑒以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)進(jìn)行補(bǔ)充。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，根據(jù)式（3）求出各指標(biāo)的信息熵值，再通過(guò)式（4）求得各指標(biāo)權(quán)重。最后通過(guò)水生態(tài)文明評(píng)價(jià)的物元可拓模型對(duì)黃河流域中心城市水生態(tài)文明水平進(jìn)行判定。

在生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者根據(jù)其可拓性來(lái)描述其程度[20]。本文結(jié)合水生態(tài)文明評(píng)價(jià)的可擴(kuò)展性，根據(jù)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家城市發(fā)展指導(dǎo)政策，將水生態(tài)文明評(píng)價(jià)分為五個(gè)不同的等級(jí)：優(yōu)秀、良好、中等、較差、差，分別用I、II、III、IV、V表示。目前針對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及評(píng)價(jià)閾值的定義都處于試探階段，一些指標(biāo)在地區(qū)間差異較大，因此綜合考慮和參照有關(guān)學(xué)者的經(jīng)驗(yàn)[21]，建立水生態(tài)文明評(píng)價(jià)的物元經(jīng)典域矩陣、節(jié)點(diǎn)域矩陣以及各指標(biāo)權(quán)重（表2）。

表2 水生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)典域、節(jié)點(diǎn)域范圍、指標(biāo)權(quán)重

通過(guò)建立水生態(tài)文明評(píng)價(jià)的物元經(jīng)典域矩陣和節(jié)點(diǎn)域矩陣，代入2009年、2012年、2015年和2018年水生態(tài)文明指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)值，得到各地區(qū)各年度每個(gè)指標(biāo)相應(yīng)的關(guān)聯(lián)度來(lái)判定其所處的評(píng)價(jià)等級(jí)。以2009年太原市的人均用水量（C1）為例，求得K1(C1)=0.021 6，K2(C1)=0.015 9，K3(C1)=0.010 2，K4(C1)=0.004 6，K5(C1)=-0.001 1，根據(jù)其中的最大值K1(C1)可以進(jìn)一步推斷出2009年人均用水量C1處于I等級(jí)，即優(yōu)秀水平。同理，其他指標(biāo)的水平也可以進(jìn)行確定，結(jié)果如表3所示。

表3 太原市2009—2018年水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度

壓力評(píng)價(jià)值反映了壓力系統(tǒng)對(duì)水生態(tài)文明水平的貢獻(xiàn)程度。壓力評(píng)價(jià)值越大，對(duì)水生態(tài)文明建設(shè)的貢獻(xiàn)越大，對(duì)應(yīng)水生態(tài)文明的壓力（風(fēng)險(xiǎn)）越小。近年來(lái)黃河流域依然面對(duì)水資源供需矛盾的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為流域多年平均水資源總量為7.19×1012m3，占全國(guó)水資源總量的3%，人均水資源量647 m3，是全國(guó)平均水平的1/3，屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)。從單項(xiàng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度等級(jí)判定的情況來(lái)看，單位面積污水排放量（C2）、非農(nóng)業(yè)用地比例（C3）指標(biāo)的等級(jí)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但人均用水量（C1）、COD年排放量增長(zhǎng)率（C4）、城鎮(zhèn)污水處理率（C5）評(píng)價(jià)指標(biāo)出現(xiàn)了等級(jí)下降的趨勢(shì)。結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，2009—2018年，各中心城市為提高水涵養(yǎng)功能、恢復(fù)生物多樣性做出了很大努力，通過(guò)實(shí)際行動(dòng)大力推進(jìn)黃河流域水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)，并取得了一定的效果。流域內(nèi)也結(jié)合不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境的功能特征進(jìn)行分區(qū)控制，科學(xué)劃定生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田控制線和城市發(fā)展邊界。但各城市之間的人均用水量受人口密度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、水資源條件等多種因素影響，差異性比較明顯，如蘭州、銀川多數(shù)年份都超出實(shí)際的用水分配指標(biāo)。根據(jù)2009—2018年的計(jì)算結(jié)果顯示，濟(jì)南、青島、太原和鄭州等城市用水總量占比降低，其中人均用水量下降趨勢(shì)最為明顯的是呼和浩特、西安兩個(gè)城市；蘭州、銀川等地COD年排放增長(zhǎng)率的評(píng)價(jià)值相對(duì)較高，說(shuō)明在工業(yè)污水排放量上部分城市初步取得了有效控制，但是仍然沒(méi)有緩解地區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)所承受的壓力。而這一時(shí)期的壓力也主要來(lái)自人類社會(huì)的工業(yè)廢水排放，尤其是工業(yè)企業(yè)數(shù)量更多的城市污水排放繼續(xù)快速增長(zhǎng)，大部分的污水出水口排放量過(guò)多，大量工業(yè)廢水沒(méi)有得到有效處理就直接排入河流，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水環(huán)境也造成間接污染。

狀態(tài)評(píng)價(jià)值反映了水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀對(duì)水生態(tài)文明的貢獻(xiàn)情況。結(jié)合相應(yīng)的指標(biāo)來(lái)看，各個(gè)指標(biāo)的變化幅度較為平緩，除水資源開(kāi)發(fā)利用率（C7）評(píng)價(jià)等級(jí)呈現(xiàn)大幅度上升外，地下水綜合生產(chǎn)能力（C6）、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率（C8）、建成區(qū)綠地率（C9）和萬(wàn)元GDP用水量（C10）波動(dòng)較小?？傮w而言，通過(guò)控制水資源開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度，進(jìn)一步緩解社會(huì)水循環(huán)給自然水循環(huán)帶來(lái)的壓力是實(shí)現(xiàn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。目前流域中心城市工業(yè)化和城市化的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致流域內(nèi)工業(yè)用水需求不斷攀升，生活用水需求逐漸邁向峰值。黃河流域在保障國(guó)家糧食安全中處于重要位置，因此農(nóng)業(yè)用水方面不會(huì)出現(xiàn)大幅壓縮，尤其是鄭州、濟(jì)南、青島和呼和浩特等糧食核心生產(chǎn)區(qū)，未來(lái)流域用水總量的增長(zhǎng)仍具有剛性。如果對(duì)水資源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行相應(yīng)的控制，勢(shì)必會(huì)加劇社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水的供需矛盾，但是水資源開(kāi)發(fā)利用率嚴(yán)重超標(biāo)會(huì)擠占生態(tài)流量，出現(xiàn)水環(huán)境自凈能力銳減等一系列水生態(tài)問(wèn)題，因此在采取相應(yīng)的措施時(shí)一定把握好其控制程度。城市層面的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，流域內(nèi)部水資源開(kāi)發(fā)利用率的空間差異特征顯著，西寧、蘭州、銀川和呼和浩特等的水資源利用率評(píng)價(jià)等級(jí)提升較為明顯，地區(qū)河流健康程度較高。青海、寧夏等地有著豐富的地下水資源，開(kāi)發(fā)潛力比較大，但目前仍處于利用率較低的狀態(tài)，流域內(nèi)地下水利用率超過(guò)40%的城市主要分布在黃河流域的中下游地區(qū)。目前，西寧、青島、濟(jì)南和呼和浩特等城市地下水綜合生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)等級(jí)均處于下降趨勢(shì)，面臨水資源嚴(yán)重短缺和生態(tài)惡化等問(wèn)題，現(xiàn)實(shí)情況也表明，超采地下水或從黃河引水來(lái)滿足用水需求必然會(huì)導(dǎo)致地區(qū)地面沉降以及水位下降的現(xiàn)象。濟(jì)南、青島和西安萬(wàn)元GDP用水量指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)在2018年均下降到V等級(jí)，銀川、蘭州和呼和浩特的相關(guān)評(píng)價(jià)等級(jí)處于I等級(jí)，這些城市是中國(guó)重要的資源和能源基地，工業(yè)用水水平較高，用水相對(duì)節(jié)約，但是流域內(nèi)萬(wàn)元GDP用水水平較低的地市數(shù)量少，導(dǎo)致流域整體水平不高，因此要對(duì)水資源進(jìn)行嚴(yán)格管理。

響應(yīng)評(píng)價(jià)值反映了人類社會(huì)對(duì)水生態(tài)文明系統(tǒng)保護(hù)的努力程度。相應(yīng)的指標(biāo)中可以看到飲水安全達(dá)標(biāo)人口（C12）、城市污水集中處理率（C18）等級(jí)下降的變化趨勢(shì)也是顯而易見(jiàn)的，因此有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)水源地的水生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)工作，定期檢查飲用水源地的安全，加強(qiáng)污水處理設(shè)施和再生水設(shè)施的建設(shè)，嚴(yán)格控制水污染。結(jié)合工業(yè)用水循環(huán)利用率（C11）、飲水安全達(dá)標(biāo)人口（C12）、防洪投入占比（C14）、環(huán)境治理資金投入占比（C17）等指標(biāo)的變化，黃河流域中心城市中農(nóng)業(yè)仍占據(jù)主要的位置，工業(yè)用水方面較為粗放，區(qū)間節(jié)水工作上存在一定的差距。目前水生態(tài)文明建設(shè)過(guò)程中洪水風(fēng)險(xiǎn)依然是最大威脅，黃河流域防洪減災(zāi)體系基本建成，流域內(nèi)龍羊峽、小浪底等大型水利工程在防洪工作中起到了關(guān)鍵性作用。此外，水文化傳播能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)公眾的水文化教育，在弘揚(yáng)黃河文化的同時(shí)，習(xí)近平總書記也一再?gòu)?qiáng)調(diào)講好“黃河”的故事，需要加快節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，大力開(kāi)展對(duì)公眾的水生態(tài)宣傳教育，有效進(jìn)行節(jié)水、保水等水生態(tài)建設(shè)工作。結(jié)合城市水文化宣傳載體數(shù)量的變化，今后在對(duì)文化內(nèi)涵的轉(zhuǎn)化和傳播上仍需努力。目前黃河流域中心城市正積極采取相應(yīng)的措施提高其水生態(tài)文明水平，如從生活和生產(chǎn)方面減少對(duì)水資源的消耗，加大非常規(guī)水資源的開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)提高污水集中處理率，以有效緩解污水排放對(duì)水生態(tài)安全系統(tǒng)的壓力。

通過(guò)水生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重（表2）和黃河流域中心城市各年份水生態(tài)文明等級(jí)，判定2009年、2012年、2015年、2018年水生態(tài)文明評(píng)價(jià)綜合關(guān)聯(lián)度的相應(yīng)等級(jí)（表4）。由表4可以看出，2009年各城市之間的跨度最小，說(shuō)明該評(píng)價(jià)年9個(gè)城市的水生態(tài)文明建設(shè)普遍較弱且區(qū)域間差異性并不顯著；2012年，9個(gè)中心城市的評(píng)價(jià)結(jié)果和2009年相比，有了明顯的分層現(xiàn)象，特別是濟(jì)南、西寧、呼和浩特等城市的水生態(tài)文明評(píng)價(jià)結(jié)果有所提升，這是由于這幾座城市在綠地面積增加量（C13）等指標(biāo)方面，等級(jí)有所提升，對(duì)水生態(tài)環(huán)境的改善起到了很大的推動(dòng)作用。2015年，9個(gè)城市之間評(píng)價(jià)等級(jí)的差異性繼續(xù)增大，太原的水生態(tài)文明水平由V等級(jí)提升到III等級(jí)，其他部分城市開(kāi)始出現(xiàn)回落的現(xiàn)象，這表示近年在水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)能力方面，各地區(qū)之間的差異性比較明顯。2018年，黃河流域9個(gè)中心城市的水生態(tài)文明水平有了明顯的上升趨勢(shì)，鄭州、濟(jì)南、青島、呼和浩特等城市的水生態(tài)文明評(píng)價(jià)等級(jí)已經(jīng)達(dá)到中等，說(shuō)明流域內(nèi)各中心城市在流域水資源政策實(shí)施的基礎(chǔ)上根據(jù)自身情況和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要，對(duì)水資源配置進(jìn)行合理優(yōu)化，實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，保障水生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

表4 黃河流域中心城市各年份水生態(tài)文明建設(shè)等級(jí)

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用PSR模型進(jìn)行水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，邏輯性和全面性更強(qiáng)，適用于水生態(tài)文明評(píng)價(jià)。而利用熵值物元模型不僅可以確定整個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的狀態(tài)和穩(wěn)定性，更能客觀評(píng)價(jià)單個(gè)指標(biāo)的相關(guān)信息，有效地克服了由于概念的模糊性和主觀不確定性而無(wú)法定量評(píng)價(jià)水生態(tài)文明的問(wèn)題。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，近年來(lái)黃河流域水生態(tài)文明建設(shè)水平總體處于上升趨勢(shì)，特別是水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)能力不斷提高。

從各城市的具體情況來(lái)看，2009—2012年，各城市水生態(tài)文明建設(shè)水平開(kāi)始有了明顯的提升，尤其是鄭州和青島兩地在壓力和響應(yīng)系統(tǒng)層面的改善起到了關(guān)鍵的作用；2013—2015年，部分城市水生態(tài)文明建設(shè)水平出現(xiàn)回落現(xiàn)象，這一階段水生態(tài)文明建設(shè)工作已經(jīng)全面開(kāi)啟，各項(xiàng)指標(biāo)也有了相對(duì)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，以往水資源基礎(chǔ)層面的問(wèn)題難以在短時(shí)間內(nèi)徹底解決，致使該階段水生態(tài)文明建設(shè)水平整體提升較慢；2016—2018年，各城市水生態(tài)文明建設(shè)水平呈較快上升趨勢(shì)，狀態(tài)系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)緩解了當(dāng)前水生態(tài)承受的壓力，助推水生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展?？傮w來(lái)看，2009—2018年，太原、鄭州、濟(jì)南、青島、呼和浩特的水生態(tài)文明建設(shè)取得了相對(duì)較好的成果；西寧、蘭州、銀川、西安的水生態(tài)文明城市建設(shè)有著較大變動(dòng)幅度；黃河流域中下游城市群的水生態(tài)文明城市建設(shè)方面要明顯好于上游。

由于相關(guān)數(shù)據(jù)資料的局限性，許多具有代表性的指標(biāo)沒(méi)有納入水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，同時(shí)，目前對(duì)指標(biāo)的篩選方面也沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，雖然取得了相應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果，但評(píng)價(jià)指標(biāo)體系帶有一定的主觀性，需要進(jìn)一步優(yōu)化。因此，水生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)選擇和數(shù)據(jù)的可統(tǒng)計(jì)性是今后需要深入研究的工作，考慮不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境存在一定的差異，經(jīng)典域的選取會(huì)影響最終評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以熵值物元方法更適合于評(píng)價(jià)同一地區(qū)不同時(shí)期或自然條件相似地區(qū)之間的水生態(tài)文明水平，在其他區(qū)域的評(píng)價(jià)研究中，應(yīng)結(jié)合特定區(qū)域水資源的實(shí)際特點(diǎn)，準(zhǔn)確識(shí)別涉及的變量因素，根據(jù)可靠的評(píng)價(jià)方法分析水生態(tài)文明建設(shè)的區(qū)位問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水生態(tài)文明建設(shè)規(guī)律的探索和準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)分析。