江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度測(cè)評(píng)

談 飛，史玉瑩

(河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇 南京 211100)

水資源作為人類賴以生存和發(fā)展的基本資源之一，對(duì)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。一方面，良好的水資源環(huán)境為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力支持，另一方面，經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展又為營(yíng)造一個(gè)和諧的水資源環(huán)境體系提供物質(zhì)條件[1]。然而，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源短缺及水環(huán)境污染等問題頻發(fā)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益凸顯。因此，探尋一條經(jīng)濟(jì)與水資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展模式是當(dāng)前亟待解決的問題。

如何促進(jìn)水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展也是學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題之一，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源環(huán)境的關(guān)系展開了一系列的研究。研究的內(nèi)容主要集中在以下3個(gè)方面：①水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[2-4]；②水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[5-11]；③水資源承載力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[12-15]。水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展既相互制約，也相互促進(jìn)，已有的研究成果充分肯定了兩者之間的聯(lián)系[16-17]。

江蘇省多年平均降水量為996 mm，而全國(guó)平均值僅有25 mm，降水量十分充足。作為我國(guó)東南沿海經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)省份之一，江蘇省2017年萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值用水量為54.2 m3，而上海市為25 m3，浙江省為34.7 m3，與周邊省市差距較大，故而研究其水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系具有重要意義。現(xiàn)有涉及江蘇省的研究主要是識(shí)別水資源的利用情況[18]，并沒有系統(tǒng)地對(duì)江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行分析。鑒于此，本文利用改進(jìn)的TOPSIS法和秩和比法改進(jìn)耦合協(xié)調(diào)度模型，研究江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，以期為推動(dòng)江蘇省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供借鑒和參考。

1 水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合機(jī)理分析

水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合機(jī)理主要通過經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源環(huán)境的影響和水資源環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響兩個(gè)方面來體現(xiàn)。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源環(huán)境的影響表現(xiàn)為促進(jìn)作用和威脅作用。促進(jìn)作用體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為保護(hù)、開發(fā)、利用水資源提供了更多資金和技術(shù)的支持，人們會(huì)通過技術(shù)手段和經(jīng)濟(jì)手段等來保護(hù)水資源，提高水資源運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良性互動(dòng)；而威脅作用體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，尤其是工業(yè)的發(fā)展，會(huì)產(chǎn)生大量的廢污水，對(duì)水資源環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅，導(dǎo)致水資源環(huán)境惡化。

水資源環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響表現(xiàn)為支持作用和制約作用。一方面，當(dāng)水資源總量多、質(zhì)量好時(shí)，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到一定的支持作用，由此帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的高水平、高質(zhì)量發(fā)展；另一方面，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度后，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)張以及水資源自身供給能力達(dá)到上限后，水資源數(shù)量不足、質(zhì)量又差，就會(huì)反過來影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度和質(zhì)量。水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合機(jī)理見圖1。

圖1 水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合機(jī)理

2 耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)與研究方法

2.1 耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

借鑒已有的研究成果[2-17]，結(jié)合江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性和可操作性的原則，構(gòu)建江蘇省水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見表1。

表1 江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 研究方法

2.2.1改進(jìn)的TOPSIS法

(1)

(2)

(3)

(4)

最后求得每個(gè)方案的實(shí)際值和理想值的相對(duì)接近程度Si：

(5)

Si屬于0～1，Si越接近于1，表明江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平或者水資源環(huán)境水平越高。

2.2.2秩和比法

采用秩和比法(RSR)對(duì)江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展或者水資源環(huán)境的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分檔排序。計(jì)算步驟具體為：將評(píng)價(jià)結(jié)果從小到大編秩，并計(jì)算秩和比λi：

(6)

(7)

根據(jù)《百分?jǐn)?shù)與概率對(duì)照表》，將p換算成概率單位Probit，并據(jù)此分檔排序。Probit值小于4為下檔，4～6中檔，大于6為上檔。Probit越大，表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平或者水資源環(huán)境越高，所處檔位也就越高。

2.2.3耦合評(píng)價(jià)模型

參考容量耦合系數(shù)模型[19]，構(gòu)建江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度模型，并引入耦合度協(xié)調(diào)指數(shù)D來反應(yīng)兩大系統(tǒng)的整體協(xié)同效應(yīng)。

a. 計(jì)算水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合度Ci：

(8)

b. 計(jì)算水資源和經(jīng)濟(jì)綜合效益指數(shù)Fi：

Fi=αSw+βSe

(9)

式中，α和β分別為兩者的權(quán)重，筆者認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源保護(hù)同樣重要，因此，α和β都取值0.5；Sw和Se分別為水資源環(huán)境評(píng)價(jià)指數(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)指數(shù)。

c. 計(jì)算水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度Di：

(10)

Di值在0～1之間，當(dāng)Di的值趨近于1，耦合關(guān)系趨向優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)；當(dāng)Di的值趨近于0，耦合關(guān)系趨向極度失調(diào)。

為了更直觀地反映兩者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，參考廖重斌[20]對(duì)判別標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，根據(jù)D值不同，對(duì)水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)程度進(jìn)行設(shè)定，如表2所示。

表2 耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

表3 2002—2017年江蘇省水資源環(huán)境水平分檔

注：*按(1-1/4×n)×100%估計(jì)

3 實(shí)證研究

3.1 數(shù)據(jù)來源

評(píng)價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)水資源公報(bào)》《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒》《江蘇省水資源公報(bào)》，評(píng)價(jià)年份為2002—2017年。對(duì)于其中缺失的部分?jǐn)?shù)據(jù)，采取加權(quán)平均法賦值補(bǔ)缺。

3.2 水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

3.2.1水資源環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

運(yùn)用改進(jìn)的TOPSIS法，計(jì)算得出江蘇省2002—2017年Sw，并繪制了江蘇省2002—2017年水資源環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)圖，見圖2。

圖2 2002—2017年江蘇省水資源環(huán)境綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

以Sw作為秩和比RSR，并利用秩和比法對(duì)其分檔，見表3。

研究時(shí)間段內(nèi)的RSR分檔結(jié)果表明，江蘇省水資源環(huán)境在2003年和2002年處于下檔水平，在2004年、2005年、2007年、2006年、2015年、2009年、2013年、2014年、2017和2011年均處于中檔水平，在2012年、2016和2008年處于上檔水平。

根據(jù)圖2可知，江蘇省Sw整體表現(xiàn)為波動(dòng)上升趨勢(shì)。但由于水資源環(huán)境水平受當(dāng)年氣候、降水及人為影響較大，各年變化不一，因此Sw在波動(dòng)中緩慢上升，并在某些年份呈現(xiàn)輕微下降的趨勢(shì)，如2003年，可能與當(dāng)時(shí)“非典”疫情的暴發(fā)有關(guān)，疫情會(huì)在一定程度上導(dǎo)致水資源環(huán)境水平的下降。總體來說，水資源環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值以2004—2005年為評(píng)價(jià)結(jié)果的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，2004年以前，在全省經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的過程中，由于生產(chǎn)生活廢水、廢物任意排放，引發(fā)了水體污染、水環(huán)境變差、水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低下等問題。隨著國(guó)家和人們對(duì)水資源環(huán)境的重視程度不斷提升，江蘇省政府以及各部門于2004年出臺(tái)了一系列的水資源環(huán)境保護(hù)政策，如《江蘇省水利：“十一五”發(fā)展規(guī)劃》《江蘇省水利現(xiàn)代化建設(shè)總體規(guī)劃》《江蘇省近期防洪規(guī)劃》《全省水資源綜合規(guī)劃》等。除此以外，政府部門還加大了資金投入，用于水環(huán)境的整治工作。因此，從2004年開始，水資源利用效率提高，水環(huán)境污染得到一定的控制，水資源環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值明顯大幅度上升，并在之后保持持續(xù)高水平發(fā)展的狀態(tài)。

3.2.2經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

運(yùn)用改進(jìn)的TOPSIS法和秩和比法計(jì)算得出江蘇省2002—2017年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平綜合評(píng)價(jià)值及其分檔結(jié)果，如圖3和表4所示。

圖3 2002—2017年江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 2002—2017年江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分檔

注：*按(1-1/4×n)×100%估計(jì)

江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)值由2002年的0.003 3增加至2017年的0.954 8，經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)呈不斷攀升趨勢(shì)，與實(shí)際情況吻合，且各時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速相當(dāng)，說明在該研究時(shí)段內(nèi)，江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平穩(wěn)步上升。

研究時(shí)段內(nèi)的RSR值分檔結(jié)果表明，江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)值在2002—2003年處于下檔水平，2004—2014年處在中檔水平，2015—2017年處在上檔水平。2002年以來，江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效益持續(xù)高升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。2002年，江蘇省地區(qū)生產(chǎn)總值僅為4.14萬(wàn)億元，到2017年增加至8.59萬(wàn)億元，地區(qū)生產(chǎn)總值實(shí)現(xiàn)了翻一番。第三產(chǎn)業(yè)增加值也從2002年的0.39萬(wàn)億元增加至2017年的4.32萬(wàn)億元，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入從2002年1.35萬(wàn)億元增加到2017年14.9萬(wàn)億元，增加幅度高達(dá)100.4%。這是因?yàn)辄h的十八大以來，江蘇省政府大力推動(dòng)“兩聚一高”新實(shí)踐、加快建設(shè)“富強(qiáng)美高”新江蘇，扎實(shí)推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，這些政策都為江蘇省經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度分析

根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型計(jì)算得到江蘇省2002—2017年水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)結(jié)果，見表5。

表5 2002—2017年江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)劃分

耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)等級(jí)表明：江蘇省2002—2017年水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度在2002年處于極度失調(diào)階段，在2003—2004年處于嚴(yán)重失調(diào)階段，在2005年處于中度失調(diào)階段，在2006—2007處于輕度失調(diào)階段，在2008—2009處于瀕臨失調(diào)階段，在2010達(dá)到了勉強(qiáng)協(xié)調(diào)，于2011—2012達(dá)到了初級(jí)協(xié)調(diào)，在2013—2014達(dá)到了中級(jí)協(xié)調(diào)，并于2015—2016達(dá)到良好協(xié)調(diào)，最終在2017年達(dá)到優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。總而言之，江蘇省2002—2017年水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)等級(jí)由極度失調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)，耦合協(xié)調(diào)度平穩(wěn)上升，并于2017年達(dá)到優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)，此時(shí)耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)較高，說明2002—2017年這16年間，江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩者之間由拮抗期轉(zhuǎn)為磨合期再到高水平耦合期，并正向著持續(xù)性更高層次協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。

由經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源環(huán)境之間的耦合協(xié)調(diào)度走勢(shì)圖可以明確江蘇省2002—2017年間經(jīng)濟(jì)與水資源環(huán)境綜合發(fā)展水平以及兩者之間的耦合關(guān)系，見圖4。

圖4 2002—2017年江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度走勢(shì)

從圖4可見，2002—2017年江蘇省水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平耦合協(xié)調(diào)度一直在穩(wěn)步中上升。

根據(jù)水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展各自不同的水平，可將耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)劃分為3種類型：SeSw，水資源環(huán)境滯后型。由圖4可以看出，2002—2011年，SeSw，即經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)值均一路領(lǐng)先水資源環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值，表現(xiàn)為水資源環(huán)境滯后型，且兩者的差距有逐年增大的趨勢(shì)，但兩者的耦合協(xié)調(diào)度經(jīng)歷了由中級(jí)協(xié)調(diào)到優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展過渡的階段，此期間水資源環(huán)境水平劣于同時(shí)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，說明水資源環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)的支持還不能完全滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，甚至在一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，亟須提高江蘇省水資源循環(huán)利用和節(jié)約利用水平，同時(shí)加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)測(cè)，防控水環(huán)境污染，提升水資源使用和管理水平，保障經(jīng)濟(jì)與水資源環(huán)境的協(xié)同發(fā)展。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

在構(gòu)建水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，利用改進(jìn)的TOPSIS法和秩和比法改進(jìn)耦合協(xié)調(diào)度模型，對(duì)2002—2017年間江蘇省水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)證分析。結(jié)果表明：水資源環(huán)境水平波動(dòng)上升，但在某些年份如2003年、2008等出現(xiàn)輕微下降的趨勢(shì)，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平始終保持穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)；兩者的耦合協(xié)調(diào)度呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，由2002年極度失調(diào)階段逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)為2017年的優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)階段。

4.2 建議

a. 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。①促進(jìn)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式向綠色循環(huán)的生產(chǎn)方式發(fā)展，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)的研究，降低農(nóng)業(yè)灌溉畝均用水量；②繼續(xù)發(fā)展作為支柱型產(chǎn)業(yè)的第二產(chǎn)業(yè)，通過技術(shù)革新，降低萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值用水量和工業(yè)廢水排污量，促使高能耗的工業(yè)向節(jié)水、環(huán)保型工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；③大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向水資源消耗少、成長(zhǎng)潛力大、綜合效益好的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

b. 提高全民節(jié)水意識(shí)。政府部門應(yīng)倡導(dǎo)節(jié)水優(yōu)先理念，注重全民節(jié)水宣傳并深化節(jié)水宣傳理念創(chuàng)新、內(nèi)容創(chuàng)新、形式創(chuàng)新和手段創(chuàng)新，以提高全民節(jié)約和保護(hù)水資源的意識(shí)。

c. 落實(shí)水資源管理制度。嚴(yán)格把握用水總量、用水效率、水功能區(qū)限制納污“三條紅線”[21]，健全水資源監(jiān)管制度，完善水行政執(zhí)法體系；堅(jiān)決落實(shí)河長(zhǎng)制、湖長(zhǎng)制等制度，加大對(duì)河、湖水體的污染治理，通過技術(shù)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況，提高水污染事件應(yīng)急預(yù)警能力。