區(qū)域水資源環(huán)境競爭力評價及空間差異研究

常 玉 苗

(1.江蘇沿海開發(fā)研究院，江蘇 鹽城 224007；2.鹽城師范學(xué)院商學(xué)院，江蘇 鹽城 224007)

水資源作為戰(zhàn)略性的生態(tài)資源，是人類生產(chǎn)生活依賴的自然資源，是維系生態(tài)環(huán)境的重要保障，也是推動經(jīng)濟發(fā)展與社會進步的重要支撐要素，體現(xiàn)在水資源環(huán)境與經(jīng)濟、社會和生態(tài)系統(tǒng)之間功能互補、相互促進，從而實現(xiàn)區(qū)域水資源環(huán)境與經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)、人水和諧共處。因此，水資源的利用方式和程度以及水環(huán)境保護和效益等都直接關(guān)系區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展。隨著區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和環(huán)境不斷變化，水資源生態(tài)環(huán)境及其周邊環(huán)境的聯(lián)系變得越來越緊密和復(fù)雜[1]。因此，在制定水資源環(huán)境決策與區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策時，需要對水資源稀缺和豐裕程度以及水環(huán)境優(yōu)劣進行定量評價，表征水資源環(huán)境條件對社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐能力[2]。

1 水資源環(huán)境競爭力評價理論及指標體系設(shè)計

1.1 評價理論基礎(chǔ)

水資源具有生態(tài)和經(jīng)濟雙重價值屬性，是經(jīng)濟發(fā)展的第一生產(chǎn)要素。根據(jù)世界氣象組織(WMO)和聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)有關(guān)水資源的定義，水資源是指可利用或有可能被利用的水源。水環(huán)境狹義上指圍繞人群空間及可直接或間接影響人類生活和發(fā)展的水體質(zhì)量。水資源與水環(huán)境是對自然水體的不同利用視角的稱謂，當考慮對水體的開發(fā)利用時稱水資源，考慮水資源通過使用后形成污水排放或?qū)λw產(chǎn)生重要影響時稱水環(huán)境，本文從系統(tǒng)分析視角將兩者統(tǒng)稱為水資源環(huán)境系統(tǒng)。

當前對水資源環(huán)境的評價多從水資源與水環(huán)境兩個方面展開，水資源評價主要集中在水資源承載力評價[3,4]、水資源利用效率評價[5,6]及水資源與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)性評價[7,8]等方面，水環(huán)境評價主要包括水環(huán)境承載力評價[9,10]、水環(huán)境質(zhì)量評價、水環(huán)境安全和健康評價等方面。目前還沒有將水資源與水環(huán)境綜合起來，從競爭力評價視角的研究。

1.2 評價指標體系設(shè)計

區(qū)域水資源環(huán)境競爭力評價是系統(tǒng)工程，涉及社會、經(jīng)濟、資源和生態(tài)環(huán)境諸多方面，評價指標的選取既要能夠科學(xué)、客觀地反映出不同區(qū)域和資源條件的真實水平，又要考慮發(fā)展因素和不同地區(qū)的可比性，還要具有可行性和可操作性[11]。因此，在當前水資源環(huán)境相關(guān)評價相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，堅持客觀性、簡要可操作性等原則，評價指標的選擇從水資源和水環(huán)境兩個方面來考慮，水資源競爭力評價包括水資源豐富程度、水資源利用程度 、水資源節(jié)約程度等方面，共7個具體指標。水環(huán)境競爭力的評價包括污水排放現(xiàn)狀和水環(huán)境治理程度等方面，共7個具體指標，如表1所示。

表1 區(qū)域水資源環(huán)境競爭力評價指標體系

2 評價模型及評價等級確定

2.1 評價模型的選取

對水資源和水環(huán)境進行評價應(yīng)用比較多的評價方法有模糊綜合評價法[12,13]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價[14]、聚類評價模型、主成分分析[15]和TOPSIS法[16]等，Topsis法和主成分分析結(jié)合進行評價是常用的評價方法，首先通過主成分分析對信息進行處理、壓縮和抽提，從最大的幾個主成分的得分來近似反映原始數(shù)據(jù)陣的信息，然后根據(jù)主成分和各自的方差貢獻率來確定各個評價對象的屬性及屬性權(quán)重，然后運用Topsis進行綜合評價[17]。

2.2 評價步驟

(1)設(shè)有n個被評價對象，p項指標，構(gòu)成樣本矩陣：

(1)

U=(ui1,ui2,…,uim)T(i=1,2,…,n)

(2)

m個成分的權(quán)重公式為：

(3)

(3)對數(shù)據(jù)矩陣標準化得到Z=(zij)n×p，其中zij為第i個評價對象的第j個評價指標的標準值，zij∈[0,1]。由于評價指標中正向指標也有逆向指標，因此有：

對于正向指標：

(4)

對于逆向指標：

(5)

然后乘以權(quán)重得到新的決策矩陣A，再根據(jù)決策矩陣A得到各方案中最優(yōu)方案和最劣方案表示為：最優(yōu)方案A+=a+i1,a+i2,…,a+im和最劣方案A-=a-i1,a-i2,…,a-im。

(4)計算各評價對象的指標值與最優(yōu)方案及最劣方案的距離D+i與D-i：

(6)

然后計算各評價對象與最劣方案的接近程度Ci，其計算公式如下：

(7)

Ci∈[0,1]，Ci越接近1，表示評價對象越接近最優(yōu)方案；越接近0，表示評價對象越接近最劣方案。

學(xué)?？梢蚤_展針對任務(wù)型教學(xué)法的觀課、評課比賽。通過學(xué)習(xí)其他教師的教學(xué)優(yōu)勢，提高自身素質(zhì)，定期檢查教案，評比教案。教師需要反復(fù)收集材料，處理材料，設(shè)定任務(wù)，精算時間。這是一個班級成功的關(guān)鍵。備課是一項艱苦的心理活動，教師必須在有限的時間內(nèi)計劃好所有的步驟，準備應(yīng)對緊急情況的策略。與沒有任何準備的純教學(xué)相比，它有不同的效果。在任務(wù)的設(shè)計上，一個課時的任務(wù)數(shù)量要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來設(shè)置。它不能太多或太少。Skehan曾說過，“任務(wù)型教學(xué)的核心是讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)語言完成任務(wù)。”[1]任務(wù)設(shè)置必須有針對性。通過完成這項任務(wù)，學(xué)生將掌握一些技能。老師應(yīng)該掌握這項工作的困難程度。

(5)按Ci大小將各評價對象排序，Ci值越大，表示綜合效果越好。

2.3 評價等級的確定

結(jié)合實際情況及理想值的貼近度，根據(jù)專家對區(qū)域水資源環(huán)境競爭力水平的分類，將評價水平劃分為4個等級，見表2。

表2 區(qū)域水資源環(huán)境競爭力等級分類

3 區(qū)域水資源環(huán)境競爭力評價結(jié)果

3.1 數(shù)據(jù)來源

選取我國31個省區(qū)市作為研究區(qū)域，數(shù)據(jù)來自《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒2016》關(guān)于水資源和水環(huán)境的指標數(shù)據(jù)，見表3。

3.2 評價結(jié)果

根據(jù)表3數(shù)據(jù)，運用2.2節(jié)的計算步驟，得到我國31省市區(qū)的區(qū)域水資源環(huán)境競爭力評價得分和排名情況，結(jié)果見表4。

表3 我國水資源環(huán)境競爭力評價指標體系原始數(shù)據(jù)表

4 我國區(qū)域水資源環(huán)境競爭力的空間差異分析

4.1 水資源競爭力的空間差異分析

根據(jù)表4的計算結(jié)果及表2關(guān)于評價等級的劃定，我國區(qū)域水資源競爭力的評價等級劃分如表5所示，并生成數(shù)據(jù)地圖如圖1所示。

表4 我國區(qū)域水資源環(huán)境競爭力評價得分及排名情況

表5 我國區(qū)域水資源競爭力等級劃分

圖1 我國區(qū)域水資源競爭力空間分布差異

圖1顏色越深表明競爭力越強(下圖同理)。從圖1可以看出，全國大部分地區(qū)的水資源競爭力處于第一、二等級，即具有競爭力優(yōu)勢，尤其西藏、廣西、江蘇、新疆、廣東、山東等區(qū)域具有較強的競爭力優(yōu)勢，而少部分地區(qū)如重慶、上海、北京具有較強的競爭力劣勢。

4.2 水環(huán)境競爭力的空間差異分析

由表4和表2計算得到我國區(qū)域水環(huán)境競爭力的評價等級劃分如表6所示，并將計算結(jié)果生態(tài)數(shù)據(jù)地圖，如圖2所示。

表6 我國區(qū)域水環(huán)境競爭力等級劃分

圖2 我國區(qū)域水環(huán)境競爭力空間分布差異

由圖2看出，全國大部分地區(qū)的水環(huán)境競爭力處于第三、四等級，即具有競爭力劣勢，但是部分地區(qū)如江蘇、浙江、廣東、山東、湖南、河南、福建和四川具有較強的競爭力優(yōu)勢。

4.3 水資源環(huán)境綜合競爭力的空間差異分析

根據(jù)表4和表2計算得到我國區(qū)域水資源環(huán)境競爭力綜合評價等級劃分如表7所示，將劃分結(jié)果生成數(shù)據(jù)地圖如圖3所示。

表7 我國區(qū)域水資源環(huán)境綜合競爭力等級劃分

圖3 我國區(qū)域水資源環(huán)境綜合競爭力空間分布差異

從圖3可以看出，全國大部分地區(qū)的水資源環(huán)境綜合競爭力處于第二等級，即具有中等競爭力優(yōu)勢，而少數(shù)地區(qū)如江蘇、廣東、浙江、山東和湖南具有較強的競爭力優(yōu)勢，也有少數(shù)地區(qū)如重慶、青海、海南和上海具有較強的競爭力劣勢。

5 結(jié) 語

通過構(gòu)建水資源環(huán)境競爭力評價指標體系對我國31省市區(qū)進行評價，得出：①我國大部分地區(qū)的水資源競爭力處于競爭力優(yōu)勢區(qū)域，尤其東部沿海和西部部分地區(qū)具有較強的競爭力優(yōu)勢。②大部分地區(qū)的水環(huán)境競爭力處于競爭力劣勢區(qū)，尤其廣大的西部地區(qū)具有較強的競爭力劣勢，而東部沿海由于經(jīng)濟較發(fā)達，水環(huán)境意識相對較強，具有較強的水環(huán)境競爭力優(yōu)勢。③大部分地區(qū)水資源環(huán)境綜合競爭力具有競爭力優(yōu)勢，東部沿海少數(shù)區(qū)域具有較強的水資源環(huán)境競爭力優(yōu)勢。

[1] 劉昌明，王紅瑞．淺析水資源與人口、經(jīng)濟和社會環(huán)境的關(guān)系[J]．自然資源學(xué)報，2003,18(5):635-644.

[2] 李九一, 李麗娟. 中國水資源對區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐能力[J]. 地理學(xué)報, 2012,67(3):410-419.

[3] 李云玲, 郭旭寧, 郭東陽,等. 水資源承載能力評價方法研究及應(yīng)用[J]. 地理科學(xué)進展, 2017,36(3):342-349.

[4] 劉佳駿, 董鎖成, 李澤紅. 中國水資源承載力綜合評價研究[J]. 自然資源學(xué)報, 2011,26(2):258-269.

[5] 高媛媛, 許新宜, 王紅瑞,等. 中國水資源利用效率評估模型構(gòu)建及應(yīng)用[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐, 2013,33(3):776-784.

[6] 魏 楚, 沈滿洪. 水資源效率的測度及影響因素:基于文獻的述評[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2014,23(2):197-204.

[7] 王 壬, 陳 瑩, 陳興偉. 區(qū)域水資源可持續(xù)利用評價指標體系構(gòu)建[J]. 自然資源學(xué)報, 2014,29(8):1 441-1 452.

[8] 鄧朝暉, 劉 洋, 薛惠鋒. 基于VAR模型的水資源利用與經(jīng)濟增長動態(tài)關(guān)系研究[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2012,22(6):128-135.

[9] 姜大川, 肖偉華, 范晨媛,等. 武漢城市圈水資源及水環(huán)境承載力分析[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2016, 25(5):761-768.

[10] 馬巾英. 東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力評價及協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J]. 經(jīng)濟地理, 2015,35(11):184-189.

[11] 謝永紅, 張云英. 云南省區(qū)域水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J]. 水資源保護, 2015,31(3):112-114.

[12] 段新光, 欒芳芳. 基于模糊綜合評判的新疆水資源承載力評價[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2014,24(3):119-122.

[13] 陳守煜, 王子茹. 基于對立統(tǒng)一與質(zhì)量互變定理的水資源系統(tǒng)可變模糊評價新方法[J]. 水利學(xué)報, 2011,42(3):253-261.

[14] 楊麗花, 佟連軍. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的松花江流域(吉林省段)水環(huán)境承載力研究[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2013,27(9):135-140.

[15] 李高偉, 韓 美, 劉 莉,等. 基于主成分分析的鄭州市水資源承載力評價[J]. 地域研究與開發(fā), 2014,33(3):139-142.

[16] 張 軍, 梁 川. 基于灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣的TOPSIS模型在水環(huán)境質(zhì)量評價中的應(yīng)用[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版), 2009,41(4):97-101.

[17] 常玉苗, 蔡柏良. 陸海統(tǒng)籌視野下的江蘇海洋產(chǎn)業(yè)競爭力評價[J]. 海洋經(jīng)濟, 2012,2(6):35-40.