长江经济带水资源开发安全度评价

左 宇,胡 艳

(内江师范学院 经济与管理学院，四川 内江 641100)

0 引言

进入21世纪以来，人口增长、经济发展与生态环境的协调发展面临严峻的挑战，水资源作为社会经济发展的基础性资源，其合理利用与科学保护对社会经济可持续发展至关重要.目前，我国经济发展正处在由高速增长向高质量发展的转型时期，对水资源安全问题提出了更高要求.国外对于流域水资源的管理经历了“过度利用—治理利用—保护利用”几个阶段[1].国内关于水资源开发利用的研究高度集中在水生态足迹[2]、水资源利用效率[3]、水资源承载能力[4]、水资源配置[5]、水污染及其影响因素[6]、水资源管理措施[7]等方面，关于水资源保障供给的研究主要集中在水资源时空禀赋特征[8]、水资源供给功能影响因素[9]、水资源供给模式[10]、水资源供给对生产生活的影响[11-13].2014年9月，国务院印发《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》(以下简称《意见》)，部署将长江经济带建设成为具有全球影响力的内河经济带、东中西互动合作的协调发展带、沿海沿江沿边全面推进的对内对外开放带和生态文明建设的先行示范带[13]，长江经济带正式上升为国家战略，掀起了研究长江经济带的热潮.张昆等[14]、周夏飞等[15]、段学军等[16]、冯明汉[17]等的研究发现长江经济带快速的城镇化、工业化、农业现代化，加剧了社会经济发展与水资源开发利用之间的矛盾，水资源承载力下降、水资源利用效率低、水污染风险增高、支流水质恶化等生态环境问题突出.从已有研究来看，将水资源供给能力与开发利用两个角度结合起来研究水资源开发安全度的文献较少，目前也尚未看到研究长江经济带水资源开发安全度的相关报道.基于现有文献的研究不足，通过构建水资源开发失衡度和均衡度测算模型，从失衡度和均衡度两个层面来分析长江经济带水资源开发的安全程度，判断长江经济带各省(市)水资源开发利用与供给能力之间的关系，这不仅可以丰富资源开发利用相关研究内容，还可为国家相关部门在推动长江经济带高质量发展的过程中提决策依据.

1 研究方法与数据来源

1.1 理论分析

水资源开发利用受自然、经济、环境、政策等多方面因素制约.理论上来看，每一个地区社会经济发展活动都有一个适宜的速度、强度和规模，与此，水资源开发利用也有一个适宜的速度、强度和规模.在水资源需求量大的地区，水资源过度开发利用不仅会影响整个区域的环境承载力水平，也会给区域水资源供给能力带来挑战.所以，水资源的有效配置和管理，不仅要考虑水资源在时空上的分配，而且更加要关注水资源开发利用与供给能力的均衡，这样才能保障水资源的安全开发利用.水资源开发利用度有三个方面的含义:一是水资源开放利用的数量，体现为社会经济发展对水资源的需求量；二是水资源开放利用的结构、功能以及效益，体现为水资源利用对经济的贡献度；三是水资源开发的环境压力，体现为区域水资源开发利用对环境的影响程度.水资源供给能力也有三个方面的含义:一是水资源可供给的数量，与水资源开放利用限度相对应；二是水资源供给的配置能力，体现了水资源与其他资源的协调配置作用；三是水资源供给的保障能力，体现了行政力量对水资源供给能力的干预程度.

1.2 指标选取

从水资源开发利用与供给能力两个维度，从资源需求度、经济贡献度、环境压迫度三个方面来表示水资源开发利用度；从资源供给度、资源配置度、资源保障度三个方面来表示水资源供给能力.相关指标含义及计算方式如表1所示.

表1 水资源开发利用与水资源供给能力均衡度评价指标体系

1.3 模型构建

1.3.1 指标无量纲化处理

为了统一各指标量纲与缩小指标之间数量级差异，采用极差标准化方法，对各指标原始数据进行标准化处理，其计算公式如下：

正向指标：

(1)

负向指标：

(2)

式中：Xij为第i省份第j个处理前指标的值；Xc为标准化后指标的值；MaxXij为第i省份第j个指标值中的最大值，MinXij为第i省份第j个指标值中的最小值.

采用极差法对标准化后的数据进行加权计算,可得水资源开发利用度B1与水资源供给能力B2.公式如下.

(3)

(4)

式中各指标的含义如表1中所解释.理论上B1和B2的取值范围为0～1.将计算结果分为：极低开发利用度B1∈(0，0.2],低开发利用度B1∈(0.2，0.4],中等开发利用度B1∈(0.4，0.6],高开发利用度B1∈(0.6，0.8]和极高开发利用度B1∈(0.8，1)；极低供给能力B2∈(0，0.2]),低供给能力B2∈(0.2，0.4],中等供给能力B2∈(0.4，0.6],高供给能力B2∈(0.6，0.8]和极高供给能力B2∈(0.8，1).

治疗前对照组与实验组患者神经功能缺损评分分别为18.4±3.7分与18.2±3.5分；治疗后对照组与实验组患者神经功能缺损评分分别为7.6±1.9分与4.2±1.1分。在治疗前两组患者神经功能缺损评分没有差异，差异无统计学意义（t=0.175，P＞0.05）；在治疗后实验组患者神经功能缺损评分均比对照组患者好；差异有统计学意义（t=6.925，P＜0.05）。

1.3.2 失衡度计算

以失衡度反映水资源开发利用度与供给能力间的强弱程度关系，用水资源开发利用度与水资源供给能力的比值来表征，用Y表示，具体公式如下：

(5)

式中，Y表示水资源开发利用失衡度，B1表示水资源开发利用度，B2表示水资源供给能力.失衡度不是一个绝对的概念，要实现Y=1的可能性不大.将计算结果分为：均衡开发Y∈(0.8，1.2],过度开发Y∈(1.2，5],严重过度开发Y∈(5，+∞),开发不足Y∈(0.5，0.8]和严重开发不足Y∈(0，0.5].

1.3.3 均衡度计算

借鉴陈逸等[18]研究思想，以均衡度反映水资源开发利用度与水资源供给能力的协调性，用Z表示，公式为：

(6)

式中:Z表示均衡度;B1表示水资源开发利用度;B2表示水资源供给能力;α和β为权数，考虑到均衡度受水资源开发利用度和水资源供给能力影响的重要性相当，此处取α=β=0.5，采用L作为调节系数，一般情况下取2～5，参照文献[18]选择k=3.

1.4 数据来源

根据《长江经济带发展规划纲要》将长江经济带的范围确定为上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、湖北、重庆、贵州、四川、云南11个省(市).所涉及数据包括用水总量、水资源总量、国内生产总值、污水排放总量、总人口、土地面积、废水治理投资额、污染治理投资总额.这些数据来自2006年、2011年和2019年的《中国统计年鉴》和各《省(市)统计年鉴》.

2 结果与分析

2.1 开发利用度分析

长江经济带水资源开发利用度时空数据如表2所示.在研究时间节点上，长江经济带水资源开发利用度介于0.4～0.6之间，属于中等开发利用度，但从空间上看，水资源开发利用度又存在显著差异.上海市、江苏省、四川省的水资源开发利用度的年均值均大于0.6，这三个省份经济水平高，人口规模大，对水资源需求量大，当然对环境的威胁程度也越大，属于高开发利用度地区;湖北省、湖南省、安徽省、浙江省、重庆省的水资源开发利用度的年均值介于0.4～0.6之间，这些省(市)位于长江经济带中段，经济水平较高，人口规模较大，属于中等开发利用度地区；江西省、云南省、贵州省的水资源开发利用度的年均值均低于0.4，这些省份由于人口规模相对较少，经济发展相对落后，水资源的社会支撑度和经济贡献度较低.从时间上看，水资源开发利用度变化各异.上海市、贵州省、湖北省、湖南省呈现出上升的趋势，尤其湖南省上升较多，13年间上升了0.1307，表明这些省(市)水资源开发利用度在不断增大；浙江省呈现大幅度下降的态势，表明水资源开发利用度在不断减小；而其他省份表现为先增加后下降的特征.总体看，长江经济带水资源开发利用度的时空特征契合各省(市)资源禀赋的情况，也基本符合各省(市)经济发展的实际规律.

表2 长江经济带各省(市)水资源开发利用度

2.2 供给能力分析

长江经济带水资源供给能力时空数据如表3所示.长江经济带水资源供给能力较低，2005年和2018年均低于0.4，属于低供给能力.从空间上看，水资源供给能力存在显著差异.上海市、江苏省、安徽省、湖北省、重庆市水资源供给能力的年均值均低于0.4，属于低供给能力地区，这些省(市)的水资源禀赋的绝对值较小，保障力度较弱.云南省、贵州省、浙江省、江西省、湖南省、四川省水资源供给能力的年均值均介于0.4～0.6之间，属于中等供给能力地区，这些省份水资源禀赋相对丰富，但是废水治理力度也不够强，在一定程度上制约了水资源的供给能力.从时间上看，水资源供给能力波动变化的趋势显著.上海市、安徽省呈现出上升趋势，表明这两个省(市)的水资源供给能力有所上升；江苏省呈现出下降趋势，表明其水资源供给能力不断下降；而其余省份则表现为先上升后下降的特征.长江经济带水资源总量相对丰富，但由于人口规模大，土地开发利用程度高，经济增长速度快，加之上游云南和贵州等省份受地质地貌的影响，水资源开发具有一定难度，导致水资源相对禀赋程度降低，水资源供给能力不足.

表3 长江经济带各省(市)水资源供给能力

2.3 失衡度分析

长江经济带水资源开发利用与供给能力失衡度的时空数据如表4所示.长江经济带水资源处于过度开发状态，2005年、2010年和2018年的失衡度分别为3.5715、3.2096和2.8903，失衡度呈现出下降的特征，开发与供给之间的矛盾有轻微缓和.具体看，各省(市)水资源开发利用失衡度各有不同，实现均衡开发的年份和均衡开发的省(市)占少数，仅有浙江省在2010年和2018年实现了均衡开发，湖南省在2005年和2010年实现了均衡开发，四川省在2005年和2018年实现了均衡开发.多数年份多数省(市)处于过度和严重过度开发的状态.如上海市在研究时间节点上均处于严重过度开发状态，由于失衡度在不断减小，严重过度开发的不良状态有所缓解；江苏省的失衡度在不断增大，失衡状态由过度开发向严重过度开发转变.此外，安徽省、湖北省、重庆市在研究时间节点上均处于过度开发状态，这些省份需要注重水资源的功能区划，调整产业结构，加强水资源管控.部分省(市)在部分年份处于开发不足和严重开发不足的状态，如江西省在研究时间节点上均处于开发不足状态，云南省均处于严重开发不足的状态，贵州省则由严重开发不足向开发不足的状态转变，这些省份在遵循“不搞大开发、共抓大保护”的前提下，可以适当提高水资源的开发利用强度，促进社会经济发展，缩小与长江经济带其他省(市)之间的发展差距.

表4 长江经济带各省(市)水资源开发利用与供给能力间的失衡度

2.4 均衡度分析

长江经济带水资源开发均衡度的时空数据如表5所示.长江经济带水资源开发利用与供给能力之间的协调性表现为中度均衡状态，2005年、2010年和2018年的均衡度分别为0.6609、0.6459和0.6212，均衡度呈现出下降的特征，开发与供给之间的不协调性略有加剧.具体看，多数省(市)水资源开发利用度与供给能力之间实现了中度均衡和高度均衡，如浙江、湖南、四川三省，在研究时间节点上均实现了高度均衡，且均衡度在0.9以上；仅有上海市和江苏省属于严重不均衡和不均衡状态，均是由于严重过度开发或过度开发导致的不均衡.上海市和江苏省位于长江经济带下游，长三角经济圈的核心地带，较长江经济带其他省(市)相比，经济发展高度活跃，人口规模和密度大，水资源需求量大，但这两个地区土地面积有限，水资源较为欠缺，环境容量有限，水资源供给能力远远跟不上社会经济的发展速度，导致了水资源开发利用与供给能力之间的高度不协调.云南省2010年和2018年以及贵州省2005年和2010年属于勉强均衡状态，均是由于严重开发不足或开发不足导致的勉强均衡.云南省和贵州省社会经济发展与水资源量的矛盾相对不是很紧张，但由于生产技术水平较低，加之水资源开发利用受到土地资源的限制，导致水资源开发利用度较低，对经济和社会发展的推动作用较弱，与其拥有丰富水资源量的实际情况不吻合.安徽省、湖北省过度开发却达到中等均衡，江西省开发不足却实现了由中度均衡向高度均衡的转变，表明根据社会经济发展的实际状况，合理配置节约高效利用水资源，加以政府科学适当的调控，也能实现水资源开发利用与供给能力之间的协调发展.重庆市最不容乐观，水资源过度开发，引起失衡度不断上升，导致均衡度下滑态势显著，呈现出“高度均衡—中度均衡—不均衡”的演变过程.

表5 长江经济带各省(市)水资源开发利用与供给能力间的均衡度

3 结论与建议

3.1 结论

长江经济带经济社会发展水平、资源禀赋程度、资源环境管理强度均存在较大的差异，导致各省(市)水资源开发利用度和供给能力呈现出不同的特征，具体表现为：(1)长江经济带各省(市)水资源开发利用度和供给能力空间分异显著.经济发展水平高，人口密度大的地区，水资源开发利用度较高，如长三角地区，上游的云南省和贵州省水资源开发利用度较低；水资源供给能力较高的主要位于长江上游的云贵川三省，中下游的上海、江苏、安徽、湖北四省水资源供给能力较差.(2)长江经济带中下游的安徽、湖北、上海、江苏四省(市)水资源处于严重过度开发和过度开发状态；浙江、湖南、四川三省多数年份处于均衡开发状态；江西、云南和贵州三省处于开发不足和严重开发不足状态.(3)长江经济带多数省(市)水资源开发利用与供给能力之间实现了中度均衡和高度均衡.上海市和江苏省是由于严重过度开发或过度开发导致了严重不均衡或不均衡.云南省和贵州省是由于严重开发不足或开发不足导致了勉强均衡.安徽省、湖北省过度开发达到中等均衡，江西省开发不足却实现了由中度均衡向高度均衡的转变.

3.2 对策建议

根据以上研究结果提出以下对策建议：

(1)加快建立长江经济带水资源开发与保护的合作机制.通过建立水权分配机制、水权交易机制、水污染治理责任分摊机制和流域生态补偿机制，充分有效利用市场和政府作用，实现水资源在空间上的合理分配、污染的有效治理以及生态的协同管理.

(2)协调好水资源开发利用的经济效益和生态效益，过度开发利用地区，要坚持以水定产的原则，进一步优化产业结构；开发不足地区，要坚持“不搞大开发、共抓大保护”的原则，积极培育自身的优势产业和主导产业，提高水资源利用效率.

(3)完善水资源利用目标责任制，在保障生态用水的基础上，严格设定生活用水、生产用水指标，用水指标有多余的地区，即可进入市场进行交易，在一定程度上可以倒逼居民和企业节约用水.