海岸帶區域水資源可持續利用狀況評價

楊大楷，汪若君

(上海財經大學公共經濟與管理學院，上海200433)

海岸帶區域水資源可持續利用狀況評價

楊大楷，汪若君

(上海財經大學公共經濟與管理學院，上海200433)

海岸帶區域具有獨特的經濟、社會和資源環境特點。水資源對該區域的生產生活具有重要意義。本文以可持續發展為原則，設計了針對海岸帶區域的水資源可持續狀況評價指標體系;將該指標體系運用到對我國海岸帶11個省市的水資源評價上，為海岸帶地區水資源實現可持續利用提供參考依據。

海岸帶;水資源;評價

一、引 言

水資源涉及到社會—經濟—環境中的方方面面，在一些水資源缺乏的地區甚至會成為制約經濟發展的“瓶頸”，因此對于國家和地區的可持續發展是至關重要的。但是長期以來，人們一直以為它是取之不盡用之不竭的廉價自然資源，直到進入20世紀后半葉，經濟的飛速發展、人口的迅猛增長以及水源污染使一些水資源比較貧乏的地區相繼出現水的供需緊張狀況，水問題日顯突出［1］。我國人均水資源占有量并不豐富，并呈持續下降的趨勢，與此同時隨著我國經濟的發展，對水資源的需求也持續增長。目前，水資源短缺已成為我國面臨的重要問題，它不僅破壞了自然環境系統，也制約著人類社會的發展。

我國海岸帶區域相對內陸地區經濟密集程度較高，同時人口密度較大，對水資源環境產生一定影響。如山東、江蘇、遼寧等省份由于人口密度過大，出現了嚴重缺水現象。此外天津市是人口生態雙重缺水地區，上海也由于人口與經濟活動高度密集成為了人口壓力缺水地區。其他沿海省份從生態和人口上來看缺水情況較輕，但是淡水資源分布不均勻，存在局部缺水的現象［2］。水量型和水質型缺水以及水環境遭到破壞等是我國面臨的重要問題，并且隨著經濟的持續發展和人口的增長，水資源短缺狀況加劇。我國海岸帶區域水資源總量占全國的26%，但是廢水排放量卻占全國的59%，同時多個省市的人均水資源量低于全國水平。

可持續發展是我國經濟發展的基本戰略，發展要具有可持續性，不能破壞未來環境所需要的大氣、水體、土壤、生物等資源。水資源是一種既具有經濟價值又具有生態環境價值的極為寶貴的自然資源，對海岸帶具有基礎性的不可替代的地位和作用。針對海岸帶區域的水資源狀況，本文以海岸帶省份水資源為評價目標，力求建立合理的指標體系，客觀的評價該區域水資源的可持續利用狀況。

二、文獻綜述

為了探究水資源可持續利用的狀況，目前存在的水資源可持續利用評價方法包括單一指標的評價方法和指標系統評價方法。在單一指標評價方法方面，一般運用聚類分析的方法，首先計算出特定指標值，再劃定可持續發展的類型，有時可將多個指標對比分析，因此可歸類為聚類評價。而指標系統評價方法一般包括設計指標體系、確定指標權重、選取適宜模型。一般采用層次分析法、BP神經網絡法、多元統計法等等。

在層次分析法方面，溫淑瑤(2002)［3］從人對資源環境的需求、資源環境的需求、經濟發展的需求、社會發展的需求四個方面提出區域湖泊水資源可持續發展的指標體系，并用層次分析法計算各指標的權重，用于評價區域湖泊水資源可持續發展的保證程度。隋丹(2008)［4］建立經濟、社會、資源、環境四個指標層次組成的指標體系，采用層次分析法來分析上海市水資源可持續利用狀況。神經網絡法方面，金菊良(2006)［5］提出了用加速遺傳算法優化識別判斷矩陣群體的Hadamard凸組合矩陣所對應的各評價指標的權重、并改進理想區間法的系統評價新方法。張先起(2007)［6］建立水資源可持續利用指標體系，運用自組織神經網絡模型來評價云南水資源可持續利用程度。在多元統計法方面，黃初龍(2006)［7］采用因子分析法考察東北區農業水資源可持續利用。此外，關偉(2007)［8］通過建立針對水資源－生態環境－經濟社會耦合系統的指標體系，利用模糊優選模型將多個評價指標轉化為單一指標，采用模糊隸屬度描述可持續度來衡量復雜水資源系統可持續發展水平，并評價了遼寧省水資源狀況。

目前對水資源可持續利用的評價指標研究中還沒有專門針對海岸帶區域的評價指標體系，因此，本文結合海岸帶區域的資源環境特點，設計結合海岸帶現狀的水資源可持續利用評價指標體系。

三、評價指標體系設計

1．評價目標的界定。本文的評價目標范圍為海岸帶區域，然而，從不同相關學科的視角來看，以研究為目的的海岸帶地區的劃界有許多方式。從經濟地理的角度來看，延伸至海上的海岸帶設施，以及延伸到陸地的海岸帶土地利用都被劃歸到海岸帶管理的范疇;從生態學角度來看，從海岸線起向海向陸的大片生態區域都被劃為海岸帶［9］。本文以行政區劃為研究范圍，以沿海區域省市為研究個體，將沿海的省份作為評價的目標范圍。我國海岸帶省市有河北省、遼寧省、天津市、上海市、江蘇省、浙江省、山東省、福建省、廣東省、廣西省、海南省。

2．評價指標設計原則。要針對海岸帶區域的水資源進行可持續發展度的評價，需要從眾多的水資源相關指標中選擇出一系列主要指標。在實際的指標體系設計中，要考慮可比性原則、針對性原則、獨立性原則、典型性原則、可采集性原則，以保證指標在統計學上的合理性。

同時，判斷一個區域以水資源為主要控制因素的社會經濟系統是否實現了可持續發展，必須建立該區域水資源可持續利用評價指標體系，才能對海岸帶區域的各省市水資源利用情況做出分析。因此，區域水資源可持續利用評價指標體系不僅要體現該區域水資源本身的特征、開發、利用、管理狀況，還要反映水資源系統與社會經濟系統的相互作用［10］。

3．評價指標體系構成。以可持續發展為指導，本文從經濟社會以及資源環境幾個方面綜合考察海岸帶區域水資源。即該指標體系由經濟社會指標、資源指標和環境影響指標三個一級指標構成，評價對象為各個區域的水資源可持續發展狀況。另外還有二級指標，總計十二個指標值，詳見表1。

表1 海岸帶區域水資源可持續狀況評價指標

指標體系主要包括經濟社會指標、資源指標和環境影響指標。其中經濟社會指標選取了人們生活、工業生產、農業生產中的水資源消耗量作為指標，同時還加入了描述社會經濟發展狀況的GDP指標，力求反映社會在生活生產中對水資源的需求和利用情況。

在資源指標方面，選取人均水資源量反映水資源的豐富程度，同時利用降水量和生態用水量來反映水資源的再生能力。

環境影響指標方面，著重評價生產生活中產生的廢水對于生態環境的影響。工業廢水排放量用于評價工業生產對水環境的污染。而廢水設施的處理能力則反映了各個區域對于工業廢水的處理能力。同時由于評價對象為海岸帶區域，因此在指標選擇中還特別加入了直接排放入海的工業廢水比重，反映工業生產對于海洋環境的影響。

以上12個指標反映出水資源在經濟社會和資源環境方面的現狀，本文將采取該指標體系評價海岸帶區域水資源可持續發展狀況。

四、實證研究

(一)指標權重的計算

指標權重的測算有層次分析法(Analytical Hierarchy Process簡稱AHP)、德爾菲法、主成分分析法、變異系數法等。由于間接評價采取的數據為2007年各省統計年鑒的數據，樣本點只有三個，分別為上海市、江蘇省和浙江省。使得本文所采用的間接評價不適用主成分法和變異系數法等客觀權重測定法，故本文針對數據結構的特點采取層次分析法來進行指標權重的計算。

1．AHP法的基本思路。將研究對象分解為不同的組成因素，按各因素之間的隸屬關系，把它們排成從高到低的若干層次，建立遞階層次結構。對同層的各元素進行兩兩比較，就每一層次的相對重要性予以定量表示，并利用數學方法確定出每一層次各項因素的權值［11］。

2．AHP法測定的各項指標權重。經過層次分析法對各指標的篩選，得出如下表所示的各項指標權重，可以此作為參考，進行海岸帶區域水資源可持續狀況的綜合評價。

(1)構造判斷矩陣。在建立遞階層次結構之后，假定上一層次的元素Bk作為準則，且對下一層次的元素X1，X2，……Xn有支配關系，聘請專家針對一級指標之下的任意兩個二級指標之間哪一個重要作出評價并將重要程度以數量表示出來。在本評價體系中，由于經濟社會和資源以及環境影響之間的權重相等，因而不再構造判斷矩陣，其他目標層和指標層之間的判斷矩陣如下：

由表2可知，W1=0．0854，W2=0．2754，W3=0．1760，W4=0．4632，矩陣特征值為 λmax=4．0873，CI=(λmax－4)/3=0．0291;CR=CI/RI=0．0327≤0．1，該比較矩陣具有滿意的一致性。

由表3可知，W5=0．2600，W6=0．3275，W7=0．4126，矩陣特征值為 λmax=3．0536，CI=(λmax－3)/2=0．0268;CR=CI/RI=0．0516≤0．1，該比較矩陣具有滿意的一致性。

表2 B1-Y比較判斷矩陣

表3 B2-Y比較判斷矩陣

表4 B3-Y比較判斷矩陣

由表4可知，W8=0．2850，W9=0．2850，W10=0．1637，W11=0．1240，W12=0．1427，矩陣特征值為λmax=5．1571，CI=(λmax－5)/4=0．0393;CR=CI/RI=0．0351≤0．1，該比較矩陣具有滿意的一致性。

(2)評價指標的綜合權重。根據以上的計算，我們得出了各個單準則下的影響因素的權重：

W=(0．0285，0．0918，0．0587，0．1544，0．0866，0．1092，0．1375，0．0950，0．0950，0．0545，0．0413，0．0475)T

同時還必須對層次總排序的隨機一致性進行檢驗：CR=∑(CI)i/∑(RI)i=0．0376≤0．1，

因此，該總排序結果具有滿意的一致性，各個指標的權重有效。

(二)海岸帶區域水資源可持續狀況指標評價

1．確定標準值。本文確定的間接評價的產業布局評價指標體系包含12個指標，其中有失業率、單位產值能耗和單位產值廢水排放這三個指標為負向指標，需要對其進行正向化處理，本文采取求倒數的正向化方法。具體計算公式為

在對指標進行正向化之后，在進行指標數據標準化之前，首先對指標進行無量綱化處理。令：Y=

2．評價值的計算。根據無量綱化的指標值和根據層次分析法計算的各個指標的權重，我們得出海岸帶各區域水資源可持續狀況評價值，數據來源于《中國環境統計年鑒(2008)》、國研網，評價結果如表5所示：

表5 海岸帶省市水資源可持續發展指標評價值

由上表可知海岸帶區域水資源可持續狀況的排名如表6所示。

表6 各省市水資源可持續狀況評價值排名

(三)海岸帶區域水資源可持續狀況分析

1．區域間水資源可持續程度差異較大。從評價結果可以看出，沿海省市之間，水資源的可持續發展差異顯著。廣西水資源可持續狀況評價值為上海的兩倍。雖然都處于海岸帶區域，大部分都為經濟較發達的地區，水資源相對于內地來說是比較豐富的。但是由于我國海岸線綿延3．2萬公里，其中大陸海岸線1．8萬公里，使得海岸帶省市之間地理差異、經濟社會差異巨大，從而使得水資源可持續狀況呈現多樣化的分布。

2．水資源可持續狀況和經濟發達程度無顯著關系。選取人均GDP作為描述經濟發達狀況的指標，從表7中可以看出，經濟發達地區水資源不一定擁有較好的水資源可持續狀況。廣西省的經濟發展程度相對其他省份不高，但是卻有著較好的可持續發展的水資源分布。而上海市雖然經濟發達，但是水資源可持續程度在沿海省份中卻排名最后。這是由于上海市本身人均水資源占有量就不高，同時還具有較高的經濟密度和人口密度。上海市的多項涉及到環保和水耗的指標值在同類地區中都是偏低的，這就提出上海市要實現水資源的可持續發展，還有很多需要改進的方面，例如節約水資源，控制單位產量水耗等。

3．水資源可持續狀況和水資源占有量無顯著關系。由于水資源的可持續發展不光需要豐富的水資源總量和人均占有量。水資源的使用上是否做到了高效率，同時是否能夠減輕工業生產對水環境的破壞都是對于可持續發展來說重要的方面。在利用水資源的同時，注意水資源的保護才能夠實現水資源的可持續發展。如果一些省市擁有豐富的水資源，卻無節制地隨意開采，不注意生態保護，在長期過程中會對水資源的再生造成不可逆的破壞。從表8可以看出豐富的水資源不一定能帶來較好的水資源可持續的狀況，保護水源、注重水資源和經濟、社會、環境之間的相互作用才能實現水資源的可持續發展。

表7 經濟發達和水資源可持續的排名差異

表8 人均水資源占有量和水資源可持續的排名差異

五、結 論

基于AHP的分析方法可以為水資源可持續發展程度的評價提供一種方法。本文建立海岸帶區域水資源可持續發展的評價指標，利用層次分析法測定權重來評價海岸帶各省市水資源可持續狀況。從指標的分析結果可以看出，首先海岸帶各省市水資源可持續程度差異較大，其次水資源的可持續利用需要經濟、社會和環境等方面的共同作用。經濟發達或者是水資源豐富不一定能夠實現水資源的可持續發展。從分析結果來看，我國經濟發達地區或者是降水量豐富的地區不一定就是水資源可持續利用程度高的區域，如果不能加強水資源的保護，那么水資源的缺乏將有可能成為經濟社會發展的瓶頸。因此，在用水中應該注重對水資源的需求管理，節約用水，同時要注重水資源和經濟社會以及環境的相互作用，降低水耗，保護環境才能促進水資源的可持續利用。

［1］鄒進，何士華．水資源可持續管理的系統框架［J］．水資源研究，2006(3)．

［2］吳季松．中國可以不缺水——資源系統工程管理學的十二年研究與實踐［M］．北京：北京出版社，2001：12－14．

［3］溫淑瑤，馬占青，周之豪，等．層次分析法在區域湖泊水資源可持續發展評價中的應用［J］．長江流域資源與環境，2002(5)．

［4］隋丹．水資源可持續利用評價指標體系研究——以上海為例［J］．上海管理科學，2008(3)．

［5］金菊良，汪明武，魏一鳴．基于群體決策的水資源可持續利用評價的理想區間法［J］．管理工程學報，2006(2)．

［6］張先起，劉慧卿，梁川．云南水資源可持續利用程度評價的自組織神經網絡模型［J］．長江流域資源與環境，2007(7)．

［7］黃初龍，鄧偉．東北區農業水資源可持續利用地域分異的因子分析［J］．地理科學，2006(6)．

［8］關偉．區域水資源與經濟社會耦合系統可持續發展的量化分析［J］．地理研究，2007(7)．

［9］阿戴爾伯特·瓦勒格．海洋可持續管理——地理學視角［M］．北京：海洋出版社，2007：115－138．

［10］孫淑玉，霍洪元，劉影．哈爾濱市水資源可持續發展狀況評價［J］．水利科技與經濟，2010(2)．

［11］白思俊．系統工程［M］．北京：電子工業出版社，2006：3－55．

Evaluation of Sustainable Use of Water Resources in Coastal Area

YANG Da-kai，WANG Ruo-jun
(School of Public Economics＆ Administration，Shanghai University of Finance＆ Economics，Shanghai 200433，China)

Coastal regions have unique economic，social and environmental characteristics．Water resources are critical for the region's production and daily life．Based on the principle of sustainable development，index system of coastal region's sustainable use of water resources is developed．The index system applied to China's 11 coastal provinces to evaluate the water resources offering the reference of sustainable use of water resources in coastal areas．

coastal area;water resources;evaluation

(責任編輯 何志剛)

F205

A

1009-1505(2011)04-0060-05

2011－03－03

上海財經大學“211工程”第三期重點學科建設項目(2007330022)、(2009330070)的系列成果

楊大楷，男，重慶人，上海財經大學公共經濟與管理學院教授，博士研究生導師，主要從事投資經濟研究;汪若君，女，安徽安慶人，上海財經大學公共經濟與管理學院博士研究生，主要從事投資經濟研究。