長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力時空變化特征

楊亞鋒，閆佳偉，王紅瑞，周利超，楊榮雪

（1.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京 100875；2.華北理工大學(xué)理學(xué)院，河北 唐山 063210；3.臨沂市自然資源和規(guī)劃局，山東 臨沂 276001）

水環(huán)境承載力分析是研究水環(huán)境問題及其應(yīng)對策略的重要途徑之一［1-5］。目前學(xué)者們對水環(huán)境承載力概念的理解基本一致，即考慮與水資源、水環(huán)境相適配的人口和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)模，從而推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。在以往的水環(huán)境承載力評價研究中，通常將水環(huán)境承載力劃分為若干等級，進(jìn)而利用某種方法判定研究對象所屬的等級，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［6－7］、云模型［8］、集對分析［9－10］、系統(tǒng)動力學(xué)方法［11］、物元可拓模型［12］等。門寶輝等［8］基于驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型構(gòu)建評價指標(biāo)體系，結(jié)合熵權(quán)法和云理論評價了北京市水環(huán)境承載力水平。趙傳起等［11］基于系統(tǒng)動力學(xué)和向量模法，從水資源、經(jīng)濟(jì)社會和水環(huán)境3個方面對水環(huán)境承載力變化情況進(jìn)行評估。王富強等［13］基于廣義水環(huán)境承載力概念，從經(jīng)濟(jì)社會、水資源、水環(huán)境和水生態(tài)4個方面構(gòu)建了水環(huán)境承載力綜合評價指標(biāo)體系。以上研究成果從不同角度開展水環(huán)境承載力指標(biāo)體系構(gòu)建及評價策略研究，豐富了水環(huán)境承載力理論體系和評價分析框架。然而，水環(huán)境承載力相鄰等級之間的模糊對立統(tǒng)一關(guān)系仍未得到充分考慮。事實上，水環(huán)境承載力是一個模糊概念，2個相鄰等級之間界限并不明確。陳守煜［14］提出的可變集方法為該類問題提供了一種有效的解決途徑，目前已在水資源領(lǐng)域得到成功的應(yīng)用［15-18］。對于水環(huán)境承載力問題，特定指標(biāo)下評價對象只與其中兩個相鄰等級存在模糊隸屬關(guān)系，且滿足歸一性。利用可變集方法計算相對隸屬度，進(jìn)而通過級別特征值表征水環(huán)境承載力狀態(tài)，既可對評價對象劃分梯隊，亦可根據(jù)序關(guān)系研究其時空變化特征。長江經(jīng)濟(jì)帶創(chuàng)造了超過全國2／5的國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值，同時也面臨著發(fā)展方式粗放、主要污染物排放強度大、水資源利用效率偏低等問題，使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水環(huán)境保護(hù)之間存在著沖突，水環(huán)境狀況不容樂觀。伴隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，人類活動對水環(huán)境的影響越來越大，因此有必要綜合考慮人類活動和自然本底的雙重影響，探索構(gòu)建水環(huán)境承載力評價體系，分析水環(huán)境承載力發(fā)展態(tài)勢，進(jìn)而為長江經(jīng)濟(jì)帶可持續(xù)發(fā)展提供支撐。鑒于此，選取長江經(jīng)濟(jì)帶11個?。ㄖ陛犑校檠芯繀^(qū)域，結(jié)合前人研究基礎(chǔ)，選取水資源、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會等方面的15個指標(biāo)構(gòu)建水環(huán)境承載力評價體系，基于可變集方法研究2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力及其各個子系統(tǒng)的時空變化特征，進(jìn)而探討存在的問題及其主要制約因素，結(jié)果可為長江經(jīng)濟(jì)帶的綠色可持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的政策制定提供支持。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

長江經(jīng)濟(jì)帶橫跨我國東中西部，覆蓋11個?。ㄖ陛犑校?，西起四川省甘孜州，東至浙江省舟山市，最南端位于云南省西雙版納彝族自治州，最北端位于江蘇省徐州市，總面積約為全國國土面積的1／5。上游區(qū)域包括重慶、四川、貴州、云南；中游區(qū)域包括江西、湖北、湖南；下游區(qū)域包括上海、江蘇、浙江、安徽。下游面積約為中游面積的2.01倍，約為上游面積的3.24倍。長江經(jīng)濟(jì)帶水資源量相對較為豐富，但存在的問題有：人均水資源量仍然相對較少，且存在用水效率偏低、水資源浪費嚴(yán)重的現(xiàn)象；重點湖泊富營養(yǎng)化、河湖連通性減弱等仍然存在；各省人口老齡化發(fā)展趨勢明顯，云貴等地第三產(chǎn)業(yè)超速發(fā)展引發(fā)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化程度低；等等。因此，針對長江經(jīng)濟(jì)帶開展水環(huán)境承載力時空變化特征研究，意義突出。

所使用的數(shù)據(jù)均來源于長江經(jīng)濟(jì)帶11個?。ㄖ陛犑校┑牡胤浇y(tǒng)計年鑒（2010—2019）、水資源公報（2009—2018）以及中國統(tǒng)計年鑒（2010—2019）。

1.2 指標(biāo)體系

區(qū)域水環(huán)境承載力的影響因素較多，相關(guān)學(xué)者［4］普遍認(rèn)為水環(huán)境承載力內(nèi)部各子系統(tǒng)之間呈現(xiàn)出相互疊加、相互影響的作用。水資源是水環(huán)境承載力的直接影響因素，是一定區(qū)域內(nèi)水環(huán)境“量”上的直接體現(xiàn)。當(dāng)水資源需求增加時，對區(qū)域水環(huán)境“量”要求增加，即所面臨的承載壓力加大。水資源的供需、開發(fā)和利用，污染物的富集和排放等直接影響區(qū)域水量和水質(zhì)的改變，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡化，進(jìn)而促使經(jīng)濟(jì)社會活動逆向反饋，采取一定的處理與調(diào)控措施來改善水環(huán)境狀態(tài)［5］。

基于以上分析，從自然本底和人類活動雙重影響的視角出發(fā)，以水資源子系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)作為準(zhǔn)則層，構(gòu)建水環(huán)境承載力的評價指標(biāo)體系，見表1。

表1 水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system of water environment carrying capacity（WECC）

水資源子系統(tǒng)與水資源量和水資源利用狀況密切相關(guān)，包括人均水資源量和庫容量、生活用水占比、生態(tài)用水占比和農(nóng)業(yè)灌溉畝均用水量［12］。生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)是水環(huán)境污染狀況的直接體現(xiàn)，水環(huán)境污染越嚴(yán)重，水環(huán)境承載能力越弱。因此，水環(huán)境子系統(tǒng)的選取應(yīng)與污染狀況密切相關(guān)，包括城市污水處理率、萬元GDP化學(xué)需氧量排放量和氨氮排放量、森林覆蓋率和濕地總面積占國土面積比重［8］。經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和宏觀調(diào)控政策等密切相關(guān)。當(dāng)經(jīng)濟(jì)呈增長態(tài)勢時，環(huán)境壓力先增加后減??；在水環(huán)境不變的基礎(chǔ)上，人均GDP的提高也會導(dǎo)致單位水環(huán)境承載活動的增多。因此，經(jīng)濟(jì)社會指標(biāo)包括建成區(qū)綠化覆蓋率、人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、萬元GDP用水量和節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積比例。

結(jié)合長江經(jīng)濟(jì)帶平均水平及研究實際，參考相關(guān)研究成果［4，7-8，11-12］，將評價標(biāo)準(zhǔn)分為5個等級，其中：1級代表承載能力很強，有巨大的可供開發(fā)和利用的潛力；2級代表承載能力較強，有較大的可供開發(fā)和利用的潛力；3級代表承載能力與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相匹配；4級代表承載能力較弱，有輕微的超載現(xiàn)象；5級代表承載能力弱，超載現(xiàn)象嚴(yán)重。

1.3 可變集方法

將長江經(jīng)濟(jì)帶11個?。ㄖ陛犑校└髂甓鹊乃h(huán)境承載力記為對象集U＝｛uj｝（j＝1，2，3，…，n），將評價指標(biāo)體系記為指標(biāo)集V＝｛v j｝（i＝1，2，3，…，m），則水環(huán)境承載力問題轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)決策與評價問題。X＝｛xij｝，其中xij為對象uj的指標(biāo)v i的取值。指標(biāo)v i分為c個等級，其中，1級最優(yōu)，c級最差，對應(yīng)的指標(biāo)值區(qū)間分別記為I＝［aih，bih］（h＝1，2，…，c）。其中aih、bih為指標(biāo)v i在h級別標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間的上下限。

根據(jù)可變集對立統(tǒng)一定理，在級別h值區(qū)間中必定存在指標(biāo)v i的級別h與級別h＋1的漸變式質(zhì)變點k ih表達(dá)式為

由式（1）與矩陣I得K＝［k ih，bih］，若xij在相鄰兩級h與h＋1區(qū)間，則xij對h級的相對隸屬度為

對于小于h級、大于h＋1級的指標(biāo)的相對隸屬度均為0，即：μi（＜h）（uj）＝0，μi（＞h＋1（uj）＝0。計算uj對于級別h的綜合相對隸屬度為

式中：w i為指標(biāo)v i的權(quán)重，且。采用CRITIC（criteria importance though intercrieria correlation）方法獲取指標(biāo)權(quán)重。CRITIC方法是一種常用的賦權(quán)法，具體步驟參見文獻(xiàn)［19］和［20］，不再贅述。

對象uj的級別特征值為

1.4 水環(huán)境承載力指數(shù)

為直觀表示水環(huán)境承載力水平，構(gòu)建對象uj的水環(huán)境承載力指數(shù)IWECC為

IWECC在區(qū)間［0，10］上取值，其值越大，表示水環(huán)境承載力越高。為便于作圖對比，綜合考慮表1中15項指標(biāo)的等級劃分情況，按取值比例對級別特征值進(jìn)行離散化處理，劃分為5個等級，其中，1級代表承載力很強，5級代表承載力很弱。水環(huán)境承載力指數(shù)與等級的對應(yīng)關(guān)系見表2。

表2 水環(huán)境承載力指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Classification standard of IWECC（water environment carrying capacity index，WECCI）

2 結(jié)果與討論

2.1 總體時空變化特征

利用CRITIC方法計算指標(biāo)權(quán)重，見表1?；谑剑?）～（5）計算長江經(jīng)濟(jì)帶11個省（直轄市）2009—2018年的水環(huán)境承載力指數(shù)，見圖1。

由圖1可知，2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力整體上呈現(xiàn)逐年提升的發(fā)展態(tài)勢，水環(huán)境承載力平均指數(shù)由4.20提升至6.08，增幅高達(dá)44.76%，但仍存在較大差距?？傮w來看，2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶的水環(huán)境承載力狀況可分為3個階段：臨界超載期（2009—2012年）；蓄力沉淀期（2013—2015年）；穩(wěn)步提升期（2016—2018年）。具體來看，2009—2012年，長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力處在3級水平，但部分?。ㄖ陛犑校┫鄬β浜?，處在4級，如湖北和安徽等，其4年平均水環(huán)境承載力指數(shù)分別為3.54和3.78。2012年11月，“美麗中國”概念的提出在全國掀起了一場生態(tài)文明建設(shè)的熱潮。作為全國生態(tài)文明建設(shè)的先行示范帶，長江經(jīng)濟(jì)帶各?。ㄖ陛犑校┬盍η靶?，水環(huán)境承載力從2013年開始出現(xiàn)較為明顯的變化，全部進(jìn)入3級及以上水平。至2015年，各省（直轄市）的水環(huán)境承載力均得到一定的提升，但除浙江省更進(jìn)一步而邁入1級水平之外，其余?。ㄖ陛犑校┪茨芡黄?級范圍。進(jìn)入2016年，四川和重慶進(jìn)入2級水平，開啟了長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境綠色發(fā)展的強勁潮流。上游的云南和貴州、中游的湖北隨后分別在2016和2017年進(jìn)入2級，長江經(jīng)濟(jì)帶的水生態(tài)環(huán)境顯現(xiàn)出盎然之勢。截至2018年，長江經(jīng)濟(jì)帶上游4個?。ㄖ陛犑校┤窟M(jìn)入較強的承載水平，而中下游地區(qū)，除浙江和湖北外，大部分區(qū)域仍處于3級一般臨界水平。需要指出的是，浙江始終保持著較高的承載水平，成為長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力提升和綠色發(fā)展的排頭兵。隨著當(dāng)前長江大保護(hù)戰(zhàn)略的進(jìn)一步實施，長江經(jīng)濟(jì)帶的水生態(tài)環(huán)境狀態(tài)正在迎接著下一個關(guān)鍵提升期。

圖1 長江經(jīng)濟(jì)帶11省（直轄市）2009—2018年的水環(huán)境承載力指數(shù)Fig.1 WECCI of 11 provinces（cities）in Yangtze River Economic Belt from 2009 to 2018

從空間維度來看，長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力水平日趨均衡，見圖2。上中下游水環(huán)境承載力指數(shù)的方差經(jīng)2011至2015年一段高峰期后顯著下降［圖2（a）］，從2015年的0.19降至2017年的0.06，降幅高達(dá)68.42%，但在2018年出現(xiàn)了小幅增加，主要擾動因子是水資源子系統(tǒng)的方差由2017年的0.91增加至2018年的0.99。2018年中下游水資源子系統(tǒng)承載力指數(shù)較2017年分別下降了0.65%和1.48%，而上游則提升了0.36%，表明中下游水資源子系統(tǒng)的滯后現(xiàn)象進(jìn)一步加劇。11個?。ㄖ陛犑校┑乃h(huán)境承載力指數(shù)的方差呈現(xiàn)略有波動、總體遞減的基本態(tài)勢［圖2（b）］，由2009年的0.78降至2018年的0.58，降幅為25.64%。其中，經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)的?。ㄖ陛犑校╅g差異一直較大，而生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)則較為均衡，且逐年變優(yōu)，反映了長江經(jīng)濟(jì)帶各省（直轄市）參差不齊的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平和日益凸顯的長江流域協(xié)同治理的生態(tài)環(huán)境效益。水資源子系統(tǒng)承載力的?。ㄖ陛犑校╅g差異同樣較大，尤其是2014年之后，沒有出現(xiàn)明顯的好轉(zhuǎn)跡象。不難發(fā)現(xiàn)，無論是區(qū)域尺度還是?。ㄖ陛犑校┏叨龋L江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力的空間差異均在逐步縮小，但在3個子系統(tǒng)上存在顯著差異，因此有必要從子系統(tǒng)的角度對上中下游的水環(huán)境承載力情況進(jìn)行剖析。

圖2 2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力的方差演變Fig.2 Variance evolution of WECC grade from 2009 to 2018 in Yangtze River Economic Belt

2.2 上中下游及子系統(tǒng)分析

2009—2018年，長江經(jīng)濟(jì)帶的水環(huán)境承載力經(jīng)過臨界超載、蓄力沉淀和穩(wěn)步提升3個階段，得到一定的提升，向更好的方向發(fā)展，但也應(yīng)注意到，這種好轉(zhuǎn)并不顯著，仍存在著較大的提升空間。長江經(jīng)濟(jì)帶橫跨我國西中東部，自然稟賦和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的省際差異顯著，而水資源、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會3個子系統(tǒng)相互制約、相互促進(jìn)，以一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)關(guān)系影響著水環(huán)境承載力。因此，探討上中下游的水環(huán)境承載力狀況，從子系統(tǒng)的角度分析各區(qū)域的優(yōu)勢與短板，有助于精準(zhǔn)施策，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。

由圖3可知，長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力整體上逐年變優(yōu)，呈現(xiàn)下游優(yōu)于上游、上游優(yōu)于中游的分布特征。云南、貴州、四川和重慶的人均水資源量在長江經(jīng)濟(jì)帶乃至全國都處于一個相對領(lǐng)先的水平，因此上游區(qū)域始終占據(jù)一定的優(yōu)勢，2014年以后更為明顯；相反，中下游的水資源子系統(tǒng)則較為滯后，且二者的相對劣勢交替出現(xiàn)。上海和江蘇水資源子系統(tǒng)一直處于較差的狀態(tài)，這與其人均水資源量較少有著密切的聯(lián)系。上海人口一直處于高度密集狀態(tài)，江蘇水資源總量常年偏少，在長江經(jīng)濟(jì)帶各?。ㄖ陛犑校┲惺冀K處于相對落后的位置。需要指出的是，浙江人均水資源量相對較高，以2018年為例，分別是江蘇和上海的3.23倍和9.51倍，水資源系統(tǒng)常年保持在較高的水平。沿海江浙滬地區(qū)的水資源失衡問題亟待緩解。湖南、湖北、江西和安徽等地水資源系統(tǒng)中規(guī)中矩，且年際變化較小。

圖3 2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力的上中下游區(qū)域?qū)Ρ菷ig.3 Comparison between upper，middle and lower reaches of WECC of Yangtze River Economic Belt from 2009 to 2018

長江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)十年來保持著穩(wěn)定的增長態(tài)勢，上中下游的承載水平依次遞增。下游地區(qū)等級相對較高，這些地區(qū)在長江流域甚至全國水資源管理方面都處于領(lǐng)先地位，具體表現(xiàn)為污水處理率高、萬元GDP化學(xué)需氧量排放量和萬元GDP氨氮排放量低。《2017年全國非常規(guī)水資源利用分析報告》顯示，江蘇的中水回用率處于全國領(lǐng)先水平。上海的濕地面積占陸域面積高達(dá)一半以上，明顯提升了生態(tài)環(huán)境承載能力；江浙滬地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平處于長江經(jīng)濟(jì)帶，乃至全國的領(lǐng)先地位，城市系統(tǒng)功能相對完善，主要污染物排放比例較低，且污水處理率較高，充分體現(xiàn)了人類活動對水環(huán)境的重要影響。因此，發(fā)揮人類的主觀應(yīng)對和調(diào)控能力，積極提升城市系統(tǒng)和水資源系統(tǒng)的韌性，對于提升水環(huán)境承載力具有決定性的作用。中游區(qū)域在2015年以前與長江經(jīng)濟(jì)帶平均水平高度一致，2016年以后逐漸向下游區(qū)域靠攏。上游區(qū)域的生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)等級相對較低，這主要歸因于其濕地面積占國土面積比重過低。濕地作為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評價的重要指標(biāo)，對生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)方面：下游區(qū)域顯著占優(yōu)，這與江浙滬地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局密不可分，可見經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展可為提升水環(huán)境承載能力提供重要的基礎(chǔ)支撐，但同時要關(guān)注經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展可能帶來的水環(huán)境惡化風(fēng)險；中游區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)承載能力相對較低，分析其主要制約因素可以發(fā)現(xiàn)：江西用水效率較低，2009—2018年的萬元GDP用水量均超過100 m3，平均值為184.35 m3／萬元，湖北和湖南節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積比例較低，十年平均分別為15.16%和11.71%；上游區(qū)域中，重慶和四川處于較高級別，而云南和貴州則相對落后，這主要歸因于云貴地區(qū)相對較低的人均GDP和相對較高的萬元GDP用水量，上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用水效率的不均衡是當(dāng)前需要重點關(guān)注的問題之一。

綜上，2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢，為該區(qū)域的高質(zhì)量發(fā)展提供了必要的保障，但上中下游各子系統(tǒng)之間存在顯著差異，見圖4。

圖4 2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游區(qū)域的水環(huán)境承載力子系統(tǒng)對比Fig.4 Comparison of WECC subsystems in the upper，middle and lower reaches of Yangtze River Economic Belt from 2009 to 2018

圖4顯示，長江經(jīng)濟(jì)帶整體的經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)發(fā)展水平較高，生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)逐年變優(yōu)，尤其是2015年以來發(fā)展迅猛，而水資源子系統(tǒng)則存在嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象，2016年以來出現(xiàn)明顯下滑。上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)遠(yuǎn)優(yōu)于生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)，但近年來二者的協(xié)調(diào)和均衡程度越來越高。中游區(qū)域近年來生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢，而相反水資源子系統(tǒng)則嚴(yán)重滯后，且有進(jìn)一步惡化的趨勢。下游區(qū)域的經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)常年保持絕對領(lǐng)先的優(yōu)勢，而水資源子系統(tǒng)則一直面臨著巨大的壓力和負(fù)載，供需矛盾突出。

2.3 調(diào)控方向挖掘

根據(jù)以上分析發(fā)現(xiàn)，2009—2018年長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游區(qū)域的水環(huán)境承載力均有一定的提升，但具有明顯的區(qū)域分異特征，且部分省區(qū)存在子系統(tǒng)發(fā)展的不均衡問題。為發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀問題，進(jìn)而挖掘各省市水環(huán)境承載力的調(diào)控方向，以2018年為基礎(chǔ)年進(jìn)行短板分析，見圖5。

圖5 2018年長江經(jīng)濟(jì)帶11個?。ㄖ陛犑校┑腤ECC子系統(tǒng)分析Fig.5 WECC subsystem analysis of 11 provincial administrative regions of Yangtze River Economic Belt in 2018

圖5顯示，2018年，長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力按?。ㄖ陛犑校┡判蛴筛叩降鸵来螢檎憬⑺拇?、重慶、云南、貴州、湖南、江西、湖北、江蘇、上海和安徽，除浙江外，表現(xiàn)為上游優(yōu)于中游、中游優(yōu)于下游，具有明顯的空間分異特征。上游的四川、重慶、云南和貴州的3個子系統(tǒng)發(fā)展較為均衡，基本上處在較強的2級水平，相對較弱的是水資源子系統(tǒng)。四川和云南大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)旅游經(jīng)濟(jì)，為水環(huán)境承載力的提升提供了堅實的保障。重慶作為我國西南地區(qū)唯一的直轄市，受地形地貌的影響，過境水多但利用量少，生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度相對較低，這些因素間接限制了重慶市水環(huán)境承載力的提升。中游區(qū)域的生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)較為均衡，略低于長江經(jīng)濟(jì)帶平均水平，相對較弱的也是水資源系統(tǒng)。湖北水資源和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)承載力處于較高的水平，在國家區(qū)域中心城市的帶動下，近年來縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，且占全省GDP比值越來越大，推動了其水環(huán)境承載力的提升。下游區(qū)域江浙滬地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)占據(jù)絕對優(yōu)勢，而安徽則相對落后。上海和江蘇的水資源系統(tǒng)極為滯后，是制約水環(huán)境承載力提升的關(guān)鍵因素。安徽省雖地處長三角地區(qū)，近十年間生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不協(xié)調(diào)限制了水環(huán)境承載力的提升，3個子系統(tǒng)的狀態(tài)與中游區(qū)域的情況類似，中規(guī)中矩，優(yōu)勢不足。需要指出的是，浙江的3個子系統(tǒng)齊頭并進(jìn)，均處于領(lǐng)先水平，水資源子系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)排名第一，而經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)僅次于上海，排在第二位，使得浙江省打破空間分布規(guī)律，在長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力排名中占據(jù)第一。

綜上，長江經(jīng)濟(jì)帶的水環(huán)境承載力雖具有明顯的空間分布規(guī)律，但總體上呈現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)絕對占優(yōu)、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)一般、水資源子系統(tǒng)相對滯后的特征?？梢?，無論從水環(huán)境承載力的自然條件，還是人為調(diào)控來看，水資源子系統(tǒng)始終是需要重點關(guān)注的主要矛盾點之一，這涉及水資源的集約節(jié)約和安全利用。因此，關(guān)鍵是要做好水資源消耗總量和強度雙控，同時保障水質(zhì)和用水安全。大力發(fā)展水資源利用與節(jié)水技術(shù)，充分發(fā)揮上游地區(qū)自然資源優(yōu)勢，提高中下游地區(qū)的用水效率，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，緩解供水用水矛盾是長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力進(jìn)一步提升的主要方向與途徑。

3 結(jié) 論

以自然本底和人類活動的雙重影響為主要視角，從水資源、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)3個方面探索構(gòu)建了一種新的水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系，進(jìn)而考慮等級之間的模糊對立統(tǒng)一關(guān)系，基于可變模糊集方法構(gòu)建并計算了水環(huán)境承載力指數(shù)，開展了長江經(jīng)濟(jì)帶11個省級行政區(qū)水環(huán)境承載力的時空變化特征及其制約因素分析研究，得到的主要結(jié)論有：2009—2018年，長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力逐年變好，但仍存在較大的提升空間；分區(qū)域來看，2009—2017年由強到弱依次為下游、上游和中游；2018年上游略超下游，中游仍居其次；長江經(jīng)濟(jì)帶11個省級行政區(qū)的水環(huán)境承載力具有明顯的空間分布規(guī)律，2018年除浙江外表現(xiàn)為上游優(yōu)于中游、中游優(yōu)于下游，按?。ㄖ陛犑校┡判蛴蓮姷饺跻来螢檎憬⑺拇?、重慶、云南、貴州、湖南、江西、湖北、江蘇、上海和安徽；水資源子系統(tǒng)對當(dāng)前長江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境承載力提升的制約作用較為顯著。長江經(jīng)濟(jì)帶在后期研究中將考慮水災(zāi)害指標(biāo)對水環(huán)境承載力的影響，進(jìn)一步厘清水環(huán)境承載力的內(nèi)涵，對相關(guān)指標(biāo)及數(shù)據(jù)進(jìn)行補充與更新，以得到更加準(zhǔn)確全面的評價結(jié)果。