內蒙古水資源與產業(yè)結構耦合協調發(fā)展研究

孟之琳 薛永基 張園圓

摘 要：為探究內蒙古水資源消耗與產業(yè)結構協調發(fā)展情況，構建了水資源綜合利用水平與產業(yè)結構發(fā)展評價指標體系，采用熵權法、水資源發(fā)展評價模型和耦合協調度模型，對黃河上游內蒙古自治區(qū)2009—2018年水資源消耗和產業(yè)結構發(fā)展及其耦合協調時空特征進行了研究。結果表明：①內蒙古水資源消耗狀況不斷改善，從注重引黃轉變?yōu)榇龠M治黃為主，實現水質水量長線發(fā)展;②內蒙古產業(yè)結構不斷優(yōu)化，產業(yè)結構發(fā)展空間差異顯著;③水資源綜合利用水平與產業(yè)結構的耦合協調度不斷提高，具有明顯的空間集聚性。

關鍵詞：水資源;產業(yè)結構;耦合協調度模型;黃河上游;內蒙古

中圖分類號：TV213.9;TV882.1 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.07.013

引用格式：孟之琳，薛永基，張園圓.內蒙古水資源與產業(yè)結構耦合協調發(fā)展研究[J].人民黃河，2021，43（7）：67-72.

Abstract： In order to explore the coordinated development of water resources consumption and industrial structure in the Upper Yellow River， the development evaluation index system of comprehensive utilization level of water resources and industrial structure was constructed by using entropy weight method， water resources development evaluation model and coupling coordination degree model. Based on the data of Inner Mongolia in the upper reaches of the Yellow River from 2009 to 2018， the spatial-temporal characteristics of water resources consumption and industrial structure development and their coupling coordination were studied. The results show that a） the consumption of water resources in the upper reaches of the Yellow River is improving continuously and Inner Mongolia has changed its focus from diversion to management to achieve long-term development of water quality and quantity of the river; b） the industrial structure in the upper reaches of the Yellow River has been continuously optimized and the spatial differences of the industrial structure development is significant; c） the coupling coordination degree between the comprehensive utilization level of water resources and the industrial structure is continuously improved， with obvious spatial agglomeration.

Key words： water resources; industrial structure; coupling coordination model; Upper Yellow River; Inner Mongolia

產業(yè)結構是決定區(qū)域經濟發(fā)展水平的關鍵因素，優(yōu)化產業(yè)結構是促進區(qū)域經濟發(fā)展的重要方面。產業(yè)發(fā)展需要水資源的支撐，其在不同產業(yè)之間的分配方式極大影響著產業(yè)結構轉變。隨著經濟社會的快速發(fā)展和人口的不斷增長，水資源供需矛盾日益突出。研究水資源綜合利用與產業(yè)結構之間的關系，促使產業(yè)結構向低消耗水資源的方向轉變，提高水資源利用效率，對于解決水資源供需矛盾具有非常重要的意義。眾多學者對產業(yè)結構與水資源利用的關系進行了研究，有學者認為產業(yè)結構與水資源的耦合協調度為高或中等關聯水平[1-2]，也有學者認為二者耦合關系不強[3-4]。就黃河流域的產業(yè)結構與水資源利用關系而言，王文彬等[5]研究發(fā)現黃河流域各省區(qū)在產業(yè)結構合理化方面有較大差別，可通過科技創(chuàng)新實現黃河流域產業(yè)結構升級;王海英等[6]提出要優(yōu)化耗水較大的產業(yè)結構，建立節(jié)水型社會經濟體系。而利用耦合關系模型研究黃河流域水資源與產業(yè)結構關系的很少，筆者以內蒙古為例，探究黃河流域水資源與產業(yè)結構之間的耦合關系。

1 水資源綜合利用與產業(yè)結構耦合協調發(fā)展的機理分析

本文把水資源消耗與產業(yè)結構升級之間的聯動定義為耦合關系。水資源綜合利用和產業(yè)結構的耦合體現在脅迫和制約兩個方面[7]：一方面，產業(yè)升級轉型對水資源的需求更為全面，水資源綜合利用不僅要滿足產業(yè)結構合理化、高效化過程中三次產業(yè)變動所需水資源供應量需求，還要追求水質和利用率的提升;另一方面，水資源綜合利用水平會影響產業(yè)結構調整，產業(yè)結構調整需要水資源投入、資金投入和政策支持，即產業(yè)升級受限于環(huán)境承載力和政府干預[8]。具體來說，若一個地區(qū)的產業(yè)升級轉型速度過快，則不僅水資源需求會急劇增加，而且會破壞生態(tài)環(huán)境和超過環(huán)境承載力，導致水資源短缺和產業(yè)效益低下[9];但若過于強調水資源保護而忽略了產業(yè)結構調整和經濟發(fā)展的重要性，則產業(yè)結構失衡，經濟發(fā)展受限，支撐水資源保護的資金規(guī)模也會受到限制[10]。綜上所述，水資源和產業(yè)的關系復雜，如何優(yōu)化產業(yè)結構同時提升水資源綜合利用效率是黃河流域經濟和生態(tài)協調發(fā)展的關鍵（見圖1）。

2 實證分析

2.1 研究方法

（1）發(fā)展評價模型。在評價水資源綜合利用與產業(yè)結構發(fā)展階段時，設x1、x2、…、xm為描述水資源綜合利用或產業(yè)結構的m個指標，建立函數：

指標xj的標準化處理公式為

式中：xmax、xmin分別為指標的最大值、最小值。

（2）耦合度模型。依據水資源綜合利用和產業(yè)結構的作用機理，構建水資源綜合利用與產業(yè)結構的耦合度模型：

式中：MA為水資源綜合利用指數;MB為產業(yè)結構指數;C為耦合度，耦合度越小說明其衡量的變量間聯動程度較小，系統(tǒng)發(fā)展趨向無序，耦合度越大則系統(tǒng)有序化發(fā)展。

（3）耦合協調度模型。為了更精準度量水資源綜合利用和產業(yè)結構系統(tǒng)的整體效能，引入耦合協調度：

式中：D為耦合協調度;T為綜合發(fā)展評價指數，用來度量系統(tǒng)的整體效能;f（x）為水資源綜合利用的加權貢獻度;g（y）為產業(yè)結構的加權貢獻度;a、b為參數，因水資源綜合利用和產業(yè)結構同等重要，故均取0. 5。

參照文獻[11]的協調度劃分標準，建立耦合發(fā)展階段判別標準（見表1）。

2.2 指標選取與數據來源

選取水資源本底條件、水資源開發(fā)利用負荷、水資源開發(fā)利用程度、水資源產業(yè)利用效率和水資源管理水平5個子系統(tǒng)18項指標來反映水資源系統(tǒng)情況[12]，選取三次產業(yè)變動情況、勞動力分布結構、產業(yè)部門貢獻率和固定資產投資分布結構4個子系統(tǒng)12項指標來反映經濟發(fā)展狀況[13]。綜合評價指標體系見表2。參照文獻[14]，采用熵權法確定準則層（子系統(tǒng)）的權重;參照文獻[15-16]，采用等權方法確定指標權重，以此得到各子系統(tǒng)指標對水資源綜合利用和產業(yè)結構耦合協調關系的重要程度。

國內生產總值、三次產業(yè)生產總值和其貢獻率等數據來源于2010—2019年《中國統(tǒng)計年鑒》《黃河年鑒》。人均水資源量、年降水量、城市自來水普及率等數據來源于《內蒙古統(tǒng)計年鑒》（2010—2019年）。

3 結果分析

3.1 內蒙古自治區(qū)水資源綜合利用與產業(yè)結構的綜合發(fā)展水平

3.1.1 水資源綜合利用水平時空測度分析

（1）時間測度分析。根據式（1），計算得到2009—2018年內蒙古水資源綜合利用指數MA及5個子系統(tǒng)的評價指數，見圖2。圖2表明：①內蒙古水資源綜合利用指數逐年增大，綜合利用水平不斷提高，尤其2013年出現一個跳躍式增長。原因是2009—2018年內蒙古大力推進農業(yè)節(jié)水工程建設，尤其是2013年以來推行水權改革，加大水資源保護力度，在水資源本底條件改善的基礎上，水貧困狀況不斷改善。②內蒙古水資源產業(yè)利用效率在2009—2014年實現大幅度提升，2014—2018年保持在較高水平。③內蒙古水資源管理水平在2009—2018年呈橫向拉伸的N形，水資源管理水平在2018年達到新的高度。

（2）空間測度分析。根據式（1）計算得到2018年內蒙古12個地級市的水資源綜合利用指數，見表3。將水資源綜合利用指數劃分為4級：MA≤0.20，水資源綜合利用極度不均;0.200.50，水資源綜合利用輕度不均。內蒙古水資源綜合利用呈現空間分布不均衡的特點。總體而言，蒙中（烏蘭察布市、包頭市、呼和浩特市）水資源綜合利用較蒙北（呼倫貝爾市、興安盟）、蒙東（錫林郭勒盟、赤峰市、通遼市）和蒙西（阿拉善盟、巴彥淖爾市、烏海市、鄂爾多斯市）水平低，利用效率低，水資源問題突出。水資源綜合利用與當地大氣降水負相關，水資源綜合利用水平和效率還受當地經濟活動影響，例如大興安嶺和陰山山脈以東和以南的主要農業(yè)區(qū)和半農半牧區(qū)，農業(yè)用水比例均在54%以上，農業(yè)用水管理相對落后、節(jié)水灌溉條件不足，水資源綜合利用水平較低。蒙中3個地級市均處于水資源綜合利用中度不均程度，蒙北、蒙東和蒙西各有一個地級市（盟）處于水資源綜合利用中度不均程度，其他地級市（盟）均處于輕度不均程度，水資源問題不突出。呼倫貝爾市供水能力較強，彌補了工業(yè)廢水處理設施的不足。通遼市和鄂爾多斯市水資源管理水平較高，可以有效地緩解水資源供給壓力。呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、烏海市地處黃河流域，水資源總量相對富足，水資源管理水平和開發(fā)利用程度較高，但水資源產業(yè)利用效率較低。

3.1.2 產業(yè)結構發(fā)展時空測度分析

（1）時間測度分析。根據式（1），計算得到2009—2018年內蒙古產業(yè)結構指數MB及4個子系統(tǒng)的評價指數，見圖3。圖3表明：①內蒙古在2009—2018年產業(yè)結構指數平緩上升，實現了產業(yè)結構平穩(wěn)升級。2010年產業(yè)結構水平處于低谷，2011—2018年隨著政策支持和經濟恢復，產業(yè)結構穩(wěn)步優(yōu)化。②內蒙古勞動力在三次產業(yè)分布的變動較小，2009—2014年逐漸向二三產業(yè)轉移，促進了二三產業(yè)的發(fā)展和轉型。2014年內蒙古第三產業(yè)從業(yè)者數量達到頂峰，完成了2010年國家倡導的產業(yè)結構轉型。2014年之后國家對于林草保護和農牧業(yè)的重視，使勞動力出現了連續(xù)回流，產業(yè)結構指數階段性下降。③內蒙古2009—2016年投資分布和產業(yè)部門貢獻增長平穩(wěn)，在農牧民進入產業(yè)化經營鏈條和產業(yè)投資激增的條件下，2017—2018年產業(yè)部門貢獻率出現了突破性發(fā)展。

（2）空間測度分析。根據式（1），計算得到內蒙古自治區(qū)12個地級市產業(yè)結構綜合指數MB，見表4。將各地級市MB劃分為4類：0

3.2 內蒙古自治區(qū)水資源綜合利用與產業(yè)結構的耦合協調度評價

（1）時間測度分析。根據式（3）和式（4），計算得到2009—2018年內蒙古水資源綜合利用與產業(yè)結構的耦合度C、評價指數T、耦合協調度D（見圖4）。

圖4表明：內蒙古水資源綜合利用與產業(yè)結構之間耦合協調度逐步提升。根據表1判別標準，可得水資源消耗與產業(yè)結構的協調發(fā)展等級由嚴重失調逐漸向初級失調過渡，大致可分為2個階段：2009—2017年為協調發(fā)展階段（2009—2011年為勉強協調階段，2012—2013年為初級協調階段，2014—2017年為中級協調階段），2018年為高度協調階段。

內蒙古水資源綜合利用與產業(yè)結構的發(fā)展階段見圖5。2009—2010年產業(yè)結構指數很小，處于嚴重失調衰退狀態(tài)。2011—2013年水資源利用率大幅提升，第二產業(yè)和第三產業(yè)快速發(fā)展，產業(yè)結構指數增長較快。2014—2018年水資源綜合利用水平穩(wěn)中有升，產業(yè)結構指數總體呈快速增長趨勢。

產業(yè)結構與水資源綜合利用之間是相互制約與相互作用的耦合關系，區(qū)域經濟的良性循環(huán)發(fā)展需要兩大系統(tǒng)處于協調發(fā)展狀態(tài)。依據圖5，對比圖2和圖3可知，水資源綜合利用和產業(yè)結構的耦合關系主要體現在兩個方面。一方面，產業(yè)結構影響水資源的負荷、利用和管理水平。2013—2018年內蒙古的第三產業(yè)快速平穩(wěn)發(fā)展，勞動力逐漸由第一產業(yè)、第二產業(yè)向第三產業(yè)流動，水資源負荷逐漸加重。因此，水資源開發(fā)利用負荷子系統(tǒng)與三次產業(yè)變動情況和勞動力分布結構子系統(tǒng)呈現明顯耦合關系。水資源產業(yè)利用效率子系統(tǒng)與勞動力分布結構和產業(yè)部門貢獻率子系統(tǒng)耦合關系顯著。水資源在三次產業(yè)的分配曲線基本與勞動力分布結構變化曲線一致，并在2010年和2017年受到三次產業(yè)部門貢獻率差異影響，進行了水資源利用的再分配。水資源管理水平子系統(tǒng)與固定資產投資分布結構子系統(tǒng)耦合關系主要體現在固定資產投資額的增減直接影響當年的水利管理政策和設施建設，進而影響水利管理水平。因而產業(yè)結構向合理化、均衡化轉變時，保證水資源的“質”與“量”能夠提高用水效率。另一方面，水資源供給和利用情況限制產業(yè)結構發(fā)展[17]。三次產業(yè)變動情況與水資源本底條件和水資源管理水平耦合關系顯著，尤其體現在三次產業(yè)結構變動和水利年投資額與水利管理制度建設的協調性上。水資源在產業(yè)結構中的合理配置和高效利用，能夠帶動產業(yè)結構走向合理化和均衡化。勞動力分布結構受到水資源開發(fā)利用負荷的限制和水資源產業(yè)利用效率的影響，產業(yè)部門貢獻率則與固定資產投資分布結構有直接關系。

（2）空間測度分析。根據式（3）和式（4），計算得到內蒙古各地市2018年水資源綜合利用和產業(yè)結構發(fā)展的耦合協調度。依據表1分類標準，利用ArcGIS軟件得到內蒙古水資源綜合利用和產業(yè)結構耦合協調類型的空間分布（見圖6）。由圖6可知：內蒙古水資源綜合利用和產業(yè)結構耦合協調度具有明顯的空間集聚性。2018年只有呼和浩特市屬于中級協調程度的發(fā)展類型，巴彥淖爾、烏蘭察布和興安盟3個地級市處于勉強協調程度的發(fā)展類型，其他8個地級市處于初級協調程度的發(fā)展類型。

4 結論與建議

4.1 結 論

（1）內蒙古水資源綜合利用狀況不斷改善。從水資源綜合利用指數動態(tài)演化來看，內蒙古水資源綜合利用水平不斷提高，水資源供給面臨困境。內蒙古地處干旱半干旱地區(qū)，降水量少，為支持產業(yè)經濟發(fā)展，各行業(yè)用水量不斷增加;農業(yè)用水量占總用水量比例過高，水資源配置不合理;用水戶節(jié)水意識不強，加劇了水資源短缺。為提高水資源綜合利用水平，內蒙古加強了水質治理和水權管理，2016年黃河干流盟市間水權轉讓試點是內蒙古首次運用市場機制配置水資源的重要實踐，實現了黃河干流盟市間水資源合理配置。從區(qū)域來看，蒙中地區(qū)水資源綜合利用水平較蒙北和蒙西的低，水短缺問題突出。蒙中3個地級市均處于水資源綜合利用中度不均程度，蒙北、蒙東和蒙西各有一個地級市（盟）處于水資源綜合利用中度不均程度;其他地級市（盟）均處于輕度不均程度，水資源問題不突出。黃河流經地區(qū)均表現出水資源總量相對富足，管理水平和水資源開發(fā)利用程度較高。

（2）產業(yè)結構不斷優(yōu)化。從產業(yè)結構指數動態(tài)演化來看，內蒙古在2009—2018年實現了產業(yè)結構平穩(wěn)升級。產業(yè)結構指數平緩上升，三次產業(yè)變動明顯，勞動力逐步向二三產業(yè)轉移。固定資產投資較為平穩(wěn)，2017—2018年產業(yè)部門貢獻率大幅增長。

（3）水資源綜合利用與產業(yè)結構的耦合協調度不斷提高，但仍為初級失調階段。從時序變化來看，水資源消耗與產業(yè)結構的協調發(fā)展等級由嚴重失調經歷3個階段逐漸向初級失調過渡。總體來說，內蒙古的水資源綜合利用和產業(yè)結構耦合水平較低，原因主要有兩點：一是水資源利用能力受限于基礎設施建設等問題，需加大資金投入;二是農業(yè)用水占總用水量比重大，這是黃河流域水資源利用與經濟耦合協調發(fā)展的主要障礙因素。從地區(qū)分布來看，水資源綜合利用和產業(yè)結構耦合協調度具有明顯的空間集聚性。

4.2 建 議

為進一步提高內蒙古水資源利用和產業(yè)結構耦合協調度水平，提出以下幾點建議。

（1）在繼續(xù)加強水資源管理和治理的同時，保障產業(yè)結構優(yōu)化用水需求。水資源管理需注重區(qū)域間、產業(yè)間的科學分配，明晰、規(guī)范水權交易，實現可持續(xù)利用和產業(yè)結構優(yōu)化，滿足生態(tài)保護和高質量發(fā)展的需要。

（2）要注意產業(yè)轉型和水資源保護并重。通過構建生態(tài)保護體系，加強生態(tài)環(huán)境建設，推動水土流失和水環(huán)境治理，并對傳統(tǒng)產業(yè)實施生態(tài)化改造。

（3）在保證產業(yè)結構優(yōu)化的前提下，控制農業(yè)用水總量，倡導農業(yè)科技創(chuàng)新，尤其是節(jié)水改造，鼓勵推廣低耗水農作物，推動城鄉(xiāng)生活節(jié)水，在提倡節(jié)水和保證生產的同時提高水資源利用效率。

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【責任編輯 張華興】