综合水资源管理可持续性指标体系评价

[] A.

水文水资源

综合水资源管理可持续性指标体系评价

[西班牙] A.皮雷等

普遍认为，指标体系是最强有力的决策工具，应引入指标体系对水利用与管理进程的可持续性进行评价与监测。尽管如此，指标体系的质量和可靠性取决于评估这些指标所采用标准的适宜性。研究的总体目标是，运用一组可持续性标准对与之相关的170个指标进行识别、评价与分析。对这些指标的评价由一个国际专家组进行，主要针对社会、环境、经济和机构的满足程度等4个可持续性标准。此外，使用了一个评价矩阵，对所有指标按照驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)架构进行归类，并对建议的研究方法进行了测试和验证。研究结果表明，有24个指标满足可持续性主体标准，59个指标是二维的(即满足其中2个标准)，86个指标是一维的(即满足4个可持续性标准中的一个)，仅有一个指标不满足可持续性标准中的任何一个。

水资源管理；水资源利用；指标体系；指标评价

1 研究背景

指标体系是强有力的决策工具。引入一些指标对水利用与管理进程的可持续性进行评价和监测，得到了科学家、政策制定者、国际组织、政府、商界和非政府组织的强烈推荐。

水利用与管理指标体系的应用，无疑会促进这一有限资源更好地分配。然而，在确定这些指标时，不能仅仅从技术角度考虑，还应将环境、社会、机构和经济的可持续性问题纳入其中。

指标体系可以应用到自然资源方面，如环境、生态系统、森林管理、水和土地，同时也可应用到处理与水资源相关的社会-经济-机构问题中，如水的经济价值、城市水系统、治理、政治架构和管理等。多位学者指出，随着可持续发展理念的兴起以及环境问题越来越受到关注，指标体系得到不同行业广泛而深入的使用。为了响应对各种特定指标体系不断增加的需要，建立了贝拉吉奥原则来指导可持续性指标体系的使用。

到目前为止，与可持续发展、环境或水资源相关指标的准确数目，并未得到确定性的研究，不过，有学者指出此类指标可达上千个。联合国世界水评估计划(WWAP)指出，为实现一系列目标开发或提出的指标不计其数，均用于监测水资源的状态、利用和管理。

指标对决策过程的相关性是其最为重要的特性之一。 指标系统可以成为强有力的决策工具。因此，这些指标应为决策者提供相关信息。好的指标系统应当足够精炼，并通过一种浅显易懂的方式测量、定量/定性分析和传递数据，从而揭示相关信息。

2 综合水资源管理

那些用来帮助水管理者应对关键问题的指标，为水治理提供了重要数据。水治理是一套完整的政治、社会、经济和行政体系，也使综合水资源管理(IWRM)成为可能。IWRM认可将可持续发展理念应用到水领域。出现于20世纪80年代晚期的IWRM，目前事实上是一个“包含多个原则的伞式概念”，其目标是对水资源进行更为协调的管理。

IWRM采用整体研究方法。正如WWAP(2003年)所阐明的那样，IWRM的目标是在不破坏生态系统的前提下，使水利用产生的经济效益和社会福利最大化。有学者进一步指出，IWRM需要对土地和水资源进行跨行业的协作与适应性管理，而不是单行业的“线性”管理与规划。IWRM的原则之一是将多个相互关联的方面进行整合，如上游与下游、水资源的质与量、经济与环境需求、技术和政治决策等。

实施IWRM的关键因素之一是需要不同利益相关者更多的参与，包括政策制定者和决策者、规划人员、管理者、科学家等。为了促进具有不同背景的利益相关者积极参与，有效的沟通工具是必不可少的。而指标体系就是通过对IWRM的信息进行简化，在水资源领域众多利益相关者之间建立有效沟通。

有学者敦促科学界找到更好的可持续性指标体系。文章中，学者们指出了可持续性指标体系的成果与差距，称现有的指标大都可以成功度量不可持续的趋势，这些可通过管理活动来实现，但是，指标体系却难以定义或确保可持续性。这一不足也表现在水资源可持续性问题上。尽管对此开展了众多研究，但仍缺少一个综合的指标体系来评估水利用与管理的可持续性。因此，研究对国际机构和科学界给出的170个与水利用和管理相关的指标进行了识别和描述。到目前为止，尚未有其他科学出版物对如此众多的水资源指标作过汇编和描述。

需要指出的是，以往的研究并未对这些水资源指标是否满足可持续性主体标准做进一步的分析。一方面，部分研究确实没有进一步展开，另一方面，即使开展了一些工作，也只是对有限的指标进行了分析。本文目的就是要填补这一空缺。研究的总体目标是，运用一组可持续性标准，对170个与水利用和管理相关的指标进行评估，分析其满足可持续性标准的程度。

3 研究方法

该研究识别了与水利用和管理相关的指标。为完成此项工作，广泛回顾分析了专业文献，并对与水利用和管理相关的指标进行了搜索。建立了一个评估矩阵，可以对这些指标进行识别和描述，根据DPSIR架构对其进行归纳分类。

在分析之前，开展了一项试验研究，以测试和验证本文提出的研究方法和分析数据。然后，由一个国际专家组根据可持续性标准对这些指标进行评估。根据系统方法(社会、经济、环境和机构)，将这些指标进行分类，并归纳为4个类型，即可持续性指标、二维指标、一维指标及与可持续性标准不相关指标。

选择满足社会、经济、环境和机构多个标准的指标，用来对水利用与管理进程的可持续性进行评估。

3.1 指标识别

为分析初始指标，对数目众多的杂志和机构网页(包括相关灰色文献)以及数据库和学术搜索引擎进行了电子搜索。详细分析了54个信息源，其中有来自国际机构的出版物(因其在指标、水资源和/可持续性方面的可靠研究而久负盛名)、相关同行审查过的科学论文以及政府的官方出版物等。

该研究更多关注的是那些与水利用和管理相关的指标，涉及整个水循环的各个环节，包括但不限于地表水、地下水、降水和再生水。研究的地理尺度是河流流域，然而所识别的指标并不限于这一范围，还涉及如下一个或多个方面。

(1) 消耗性水利用的指标。与水的提取利用相关，这种利用改变了水量，这些指标主要与农业，工业和家用相关。

(2) 非消耗性水利用指标。这些指标与非提取性水利用有关，如娱乐、航运、发电、对废物(污染)的接受水平等。

(3) 与水资源的环境作用(如水生生物保护、生物多样性和湿地保护)、水质和自然资源保护有关的指标。

(4) 与水治理相关的指标(如水立法、机构能力建设、用户参与、环境教育、知识生产与管理、水经济学、水文化等)。

(5) 水文指标(如降雨、蒸散发、流量、土壤湿度、水文状态等)，这些都是水规划、调度和有效利用不可或缺的。

3.2 评估矩阵的建立

为组织指标信息，并用作评估工具，对指标依照可持续性标准进行评估。评估矩阵可以对需要评估的复杂信息进行系统组织，常用于多个领域的评估工作，包括可持续性和环境评估等。

该研究建立的评估矩阵给出了每个指标的基础信息，包括名称、简短描述、在DPSIR架构下的位置(请参见下节)等。需要指出的是，在有些原始分析源中，虽给出了指标名称，但并未给出其定义。联合国世界水评估计划中建议的多个指标就出现了这种情况。如有需要可通过查询额外来源信息，对这些指标做出概括性描述。这样做可为专家组成员提供足够多的信息要素，帮助其基于实际描述来对指标进行评估，从而避免歧义和误解。

3.3 DPSIR架构下的分类

下一步是在DPRIS架构下将指标进行分类。多位学者指出，相对于每个独立存在的指标，若将其在清晰架构下有机地组织在一起，这些指标就会发挥更大功效。在涉及到与可持续发展相关的指标时，架构的选择特别重要，因为指标中包含了众多学科和维度。

DPSIR是环境指标评估中使用最为广泛的架构。DPSIR以压力-状态-响应(PSR)概念性架构为基础，最早由经济合作与发展组织(OECD)提出，之后在欧洲环境机构(EEA)和联合国系统得以广泛采用。

DPSIR架构按照因果图式对所有指标进行组织，分为驱动力、压力、状态、影响和响应等类别。基于某一指标的特性和属性，可以将其归纳在一个或多个类别之下。

在该架构下，主要是基于该指标的原始信息源对其定义进行分类。如果没有定义信息，作者会分析指标，并提出一个类别。DPSIR架构下每个指标的分类，都是由EEA给出的定义以及由WWAP给出适用于水资源行业的定义来决定，描述见表1。

研究中，机构维度为可持续性的第四个标准。这4个维度从水利用与管理的角度进行了诠释。

(1) 社会可持续性：以确保获得的水量与质量能满足人类需要。

(2) 经济可持续性：以确保水管理与有效利用能促进城市和农村发展。

(3) 环境可持续性：以确保土壤、动植物和水等自然资源得到充分保护。

(4) 机构可持续性：以确保有一个合适的机构架构能促进IWRM原则的实施。

3.4 指标评价

表1 DPSIR类别的定义

由一个国际专家组使用评估矩阵对指标进行评价，并根据每个指标满足可持续性4个标准中每一个标准的程度，对每个指标进行评分。

3.4.1 专家组

专家组的成立便于对每个指标满足可持续性标准的情况进行评价。研究人员常采用专家组对指标评价提供独立的专家判断。专家组由来自科学界的14位专家构成。精选评估专家遵循以下原则：①课题的专业知识水平；②完成任务的预期能力；③参与的兴趣程度。

小组成员的水资源专业经验已得到公认，且均是从与研究课题相关的国际网络中挑选出来的。成员由7名女性和7名男性高级别专家组成，都已获得或正在攻读博士学位。他们来自伊比利亚美洲国家，年龄和背景均不同。

运用评估矩阵，基于评价量表(参见下节)，专家们就满足每个可持续性标准的各个指标陈述了自己的观点。同时，他们也受邀就此提出自己的意见或评述。专家们通过远程操作或亲临现场的方式独立完成了评价。为了尽可能地支持专家组工作，所有材料(评估矩阵、指南、电子邮件等)均为方便用户使用的展示形式。

在该研究所采用的方法和统计技术全面投入使用之前，进行了前导性试验研究，以便对其进行测试。这在定性研究中至关重要，因为据此能发现所选方法的局限性和缺陷，便于对其进行设计改进。试验为研究人员提供机会，在所采用的方法投入全面使用之前对其进行必要的改进，以便提高成功机率。

前导性试验研究模拟了评估矩阵的应用，使用下文介绍的评价量表和设置，由来自UNESCO可持续发展主席网络的8位专家使用。测试参与者人数有限，但极具代表性，包括教授和博士/硕士研究生，拥有不同背景和年龄的男性女性，且来自伊比利亚美洲国家。试验中随机挑选了10个与水利用和管理有关的指标样本，对结果的统计分析与该研究最终结果的分析方法相同。

试验研究的参与者对设计和成果均表示满意。尽管如此，他们也提出了相关反馈和改进建议，如评估矩阵应包括每个指标的测量单位信息，建议调整矩阵中指标的顺序，以便按照主题对指标进行分组等。该研究所采用的方法得到了试验研究的验证，所提出的改进建议也已纳入研究设计中。

3.4.2 评价量表

评估过程对每个指标进行了定性评级，共有3个级别，即“不显著”、“显著”和“非常显著”。专家组成员根据每个指标满足社会、经济、环境和机构标准的程度对其评级。

这些结果以数字评分如下，“不显著”为0分，“显著”为7分，“非常显著”为10分。使用0～10分的评分制是方便专家们使用，他们手中也都持有一份普遍使用的评分量表。

3.4.3 数据分析

运用描述性统计的基本原则，对从专家组获得的数据进行了分类、处理和分析。根据每个评估者对给定指标赋分的平均值，对结果进行了汇总(数据集的平均值用算术平均值表示)。下列方程给出了如何计算每个指标相对于每一标准(社会、经济、环境和机构)的平均得分。

(1)

式中，Si(c)是指标i相对于标准c(社会、经济、环境和机构)的得分，n为专家人数。

评估中所得到的结果数据用频率柱状图表示。

3.4.4 指标选择

研究的目标在于选择出能够满足可持续性标准的水利用与管理指标。将平均得7分作为门槛值，用以判定一个指标是否满足标准。在该研究中采用的评价量表上，7分对应的分类为“显著”。因此，相对于任一可持续性标准(社会、经济、环境和机构)，平均不小于7分的指标方能满足入选条件。

3.4.5 系统方法

通过对可持续性标准4个类别的评估，在系统架构下对各个指标进行了归类。系统方法以系统动力学理论为基础，以全面的观点看待可持续性，常应用到指标评估中。基于上述可持续性标准，研究采用了一个由社会、经济、环境和机构4个组成部分构成的系统架构。

3.4.6 可持续性评估类别

评估结果被归为4个类别(可持续性指标、二维指标、一维指标和与可持续性标准无关的指标)，详见表2。上述类别以一个指标满足可持续性标准的数量为基础。所选定的指标应满足多个可持续性标准(3个或更多)。

表2 可持续性评估类别

4 结 果

该研究对文献中与水利用和管理相关的170个指标进行了识别。14位专家成员根据4个可持续性标准对170个指标逐一评估，共提交了9520个评估结果。通过对初始指标清单的评估，得到了24个满足多个可持续性标准的关键指标。

在第一阶段，从专业文献中找到了240多个与水资源相关的指标。其中，170个指标与水的利用和管理相关。

在与水利用和管理相关的170个指标中，有24个指标(占14%)符合多个可持续性标准。二维指标共59个，表明它们符合两个可持续性标准，一维指标有86个，即符合一个可持续性标准。同时，仅有一个指标不满足任一可持续性标准。

170个指标组的平均结果表明，满足环境标准指标的得分最高(7.1分)，接下来是经济标准(6.1分)、机构标准(5.8分)和社会标准(5.7分)。从24个可持续性指标的最终结果看，平均得分从8.4到7.3不等。而且，在24个可持续性指标中，满足社会标准的得分最高(8.4分)，其次是经济和环境标准(指标 7.6分)，满足机构标准的指标得分为 7.3分。

分析符合每个可持续性标准的170个水利用与管理指标得出如下结果。

(1) 满足社会标准的评分中，45%的得分大于或等于7分，最小得分(1～2分之间)极少可见，最常见的得分为5分。

(2) 满足经济标准的评分中，得分在4分和10分之间的占89%，得分7～10分的占55%。

(3) 满足环境标准的评分中，68%的指标得分为7～10分。在该标准下，最高分值(10分)最为常见，占结果的35%。

(4) 满足机构标准评分中，4分和5分最为常见，分别占结果的17%和16.5%。42%的指标的得分不小于7分。

表3给出了根据系统方法对初始组170个指标和最终组24个指标的分类，显示了对应于系统架构下每个组成部分(社会、经济、环境和机构)的指标的百分比。在初始组的170个指标中，涉及到环境部分的占58%(98个指标)，在所有4个部分中占比最高。不过，在最终组的24个指标中，涉及社会的最多，占96%(23个指标)。

表3 系统方法下初始组170个指标和最终组24个指标对应各组分的占比 %

表4给出了根据DPSIR架构对初始组170个指标和最终组24个指标的分类。一方面，很明显两组指标中只有极少数量指标与驱动力相关(初始组为7%，而最终组为零)。另一方面，描述环境状态的指标占初始组的多数(53%)，占最终组的50%。

表4 DPSIR架构下初始组170个指标和最终组24个指标对应各组分的占比 %

5 讨 论

5.1 可持续性水利用与管理指标

研究的最终目的是要识别出满足可持续性标准的水利用与管理指标。为此，基于专业文献，建立了评估矩阵，并成立了国际专家组。研究结果表明，14%的(24个指标)水利用与管理指标满足可持续性标准。

86%的指标不满足可持续性主体标准，这表明大多数的水利用与管理指标的视角传统且有局限，并没有考虑到可持续性的多维度性。WWAP指出，整合了可持续性标准的指标体系，是一种强有力的工具，可以利用其识别和监测水问题，定义解决方案，评价政策、计划和方案的成败。不过，在确定这些指标时，应该考虑可持续性的多维度特性，包括指标的环境影响方面(正面和/或负面的)、社会-经济问题以及机构方面。

正如研究结果所显示的，所评估的170个指标的环境标准都集中在9～10分。这表明，总体上，专家的打分较为一致(68%的得分不小于7)。这种优势证实了这样的观点，即与水利用和管理相关的指标通常都是为环境研究而开发的。

总体而言，满足可持续性标准的24个指标描述了与水资源有关的广泛课题。这些指标涉及的问题包括用水量增长、无法获得饮用水和/或卫生设施的人口数量增加、接触污染水几率加大以及因获取清洁而安全的水源不当而导致与水相关疾病增加等。

平均得分最高(9.2分)的指标是“水贫困指数”，其中考虑了几个成果之间的相互关系，包括供水实际范围、抽取地下水难易程度以及社区福利水平。“水贫困指数”与“气候脆弱性”、“水缺乏”和“由营养不良导致的健康不佳的负担比例”，是少有的几个符合所有4个可持续性标准的指标。它们对应每一个标准的得分均在门槛值之上。

在24个可持续性指标中，值得特别关注的是“水足迹”(WF)，它是由霍克斯特拉等专家引入的一个多成分指标。WF包括3个成分，即绿色水、蓝色水和灰色水。根据霍克斯特拉解释，蓝色水指淡水或地下水，绿色水指作为土壤湿度存储在土壤中的降水，而灰色水则与水污染相关。相关学者指出，水足迹是一个可以从综合角度看待水利用可持续性的指标，可在IWRM架构下进行评估。建议对该指标进行进一步研究，特别是要克服水足迹计算方法方面的不足。

应当指出的是，研究也对59个满足2个可持续性标准的指标进行了评估。其中包括相关指标，如“安全饮用水获取”，是联合国采用的监测“千年发展目标”进展的指标之一。这59个二维指标在研究可持续性维度大于1时是独特的。因此，建议对这些指标进行进一步研究，特别是那些评分突出的指标，如“提倡都柏林水原则的立法”。该指标是满足机构标准的最高得分之一(平均9.8分)，它跟踪相关问题的立法情况，如水的可持续性与管理、参与方法、性别和经济价值。

对只符合1个可持续性标准的86个指标进行了评估。虽然属于一维指标，但不能视为是一种局限，而应是一种特性。它们以适当的方式对可持续性4个维度中的一个进行了描述，表明它们从一个有趣且独特的视角看待水利用与管理的某一方面。值得提到的一个指数是“淡水物种种群趋势指数”，也被称为“淡水生命星球指数”，它跟踪淡水生态系统中淡水物种的变化，以1970年为基准年，包括鱼类、鸟类、爬行类、两栖类和哺乳类等在内的714个物种2 750个种群。它是一个与水道生态条件密切相关的指标，且在满足生态标准方面的得分非常高。

本文中对可持续性指标的评估是来自伊比利亚美洲国家14位专家们共同努力的结果。未来的研究可以由世界其他地区组成的更大专家组来评估。进一步研究的目的是对不同结果进行比较，甚至找到更具普遍性的结论。而且，这种重复性研究可能会指出结果的不同或相似之处，从而拓宽了该类研究的范围。

5.2 DPSIR架构

研究结果显示，被归纳到“驱动力”和“状态”下的指标数目存在显著差别。相当多的指标(占到一半或更多)涉及到“状态”组分，而只有少数(不到7%)涉及“驱动力”。这种不平衡表明，需要进一步开发指标来评估与可持续性水利用和管理相关的“驱动力”。正如WWAP所指出的，这类指标很重要，它们评估了“影响社会发展及经济和环境条件的潜在因素和根本原因”。因此，研究建议，指标开发者应把更多精力放在研究有关“驱动力”的水利用与管理指标上。

该研究将一簇DPSIR组分分配给170个指标中的每个指标，这是个复杂的任务，并证实了前人的观点，即“这只是一个看问题的角度而已”。研究采用的角度集中在可以测量可持续水利用与管理的指标上。因此，其他研究可以从不同角度为这些指标找到不同的架构来进行归类。

研究所评估的多个指标，实际上是指数，它们由多个子成分构成。考虑到可持续性的多维度特性(社会、经济、环境和机构)，这些指数在DPSIR架构下，会被归类到多个位置。例如，气候脆弱性指数(CVI)，它是一个由6个要素(资源、获得性、利用、能力、环境和脆弱性)组成的指数，被归类到DPSIR架构下4个不同的位置，即压力、状态、影响和响应，主要是因为其组分涉及到多个问题，将其组合在一起是为了全面评估在对水资源造成威胁情况下人类的脆弱性。

5.3 实用性

这170个水利用与管理指标清单和24个满足可持续性标准的指标组，是研究得出的重要成果。它们以一种易于评估的方式展示了相关信息。最终用户，如水管理机构、流域机构、政策制定和决策者，可以根据自身需求查阅这些清单，以识别和选择所需指标。

该研究所识别的24个指标组，可以让决策者测量水利用与管理的可持续性。使用这些指标，有助于发现和监测不可持续的水实践、定义解决方案，并评估可持续水利用与管理相关政策、计划和方案的成败之处。水管理机构可以将其作为相关要素来设定水管理计划及水管理信息系统的目标，并监测进程。这些指标的其他可能应用还包括在涉及取水许可授权时提供决策支持，促进可持续的水利用。

该研究提供了一个透明的且可复制的方法架构，科学界和指标开发者可采用该架构来识别、选择和评估可持续性水利用与管理指标。

6 结 语

指标体系是强有力的决策工具，是监测水行业进程走向可持续开发的关键因素。这些指标应当包含可持续性的4个维度，即社会、经济、环境和机构。研究旨在通过展示有关可持续水利用和管理指标的坚实和可靠信息来填补此类研究的空白。为此，识别了与IWRM相关的指标，并由一个国际专家组对这些指标进行评估，判断其是否满足可持续性标准。

对170个与水利用和管理相关的指标进行了识别。使用评估矩阵对这些指标进行组织，并根据DPSIR架构和“系统方法”对其进行描述和归类。研究结果显示，86%的指标不满足可持续性主体标准，这表明它们没有从全面的和多维度的角度来应对可持续性问题。这不是一种局限，而是一种特性，决策者应当加以考虑。值得指出的是，这145个指标以一种适当的方式对可持续性4个成分的其中1～2进行了描述，以便从一个特别视角看待水利用与管理的多个方面。

研究发现，24个关键水利用与管理指标满足可持续性主体标准。识别这些指标，对水资源行业可持续研究和实践有重大意义。这些指标也可以为水治理提供至关重要的信息。

到目前为止，尚未发现其他科学出版物发表过类似评估。而且，指标开发是一个不断更新的过程，因此，该清单不仅局限于本文所提及的指标，更多其他指标也可纳入未来的研究中。

虽然识别这些指标是为了应对水管理者所关心的关键问题，但也应当满足可持续性标准之外的其他标准。应开展进一步的研究，以便基于额外标准对所选择的指标进行评估。这些标准对水管理界是有意义的，同时也可列入一些其他课题，如对合适地理尺度的有效性研究，以及指标是否是以当前成熟的和国际上接受的科学标准为基础等。

指标体系对水行业可持续发展具有重要意义，即使已被人们广为接受，但未来发展依然困难重重。围绕此课题，有必要提高认知，加强研究和创新，从而促进水行业朝着可持续的水利用和管理迈进。

钱卓洲译

(编辑：朱晓红)

TV213

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2017-04-20

1006-0081(2017)09-0011-07