陳建明,程細英,李美楓
(1.河海大學商學院,江蘇 南京 211100; 2.河海大學水利經(jīng)濟研究所,江蘇 南京 211100)
2009年6月10日,國務院常務會議通過了《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》,首次將江蘇沿海開發(fā)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略,融入國家“一帶一路”的建設布局。經(jīng)過多年的努力,江蘇沿海墾區(qū)開發(fā)開放效果日益凸顯,然而不合理的產(chǎn)業(yè)開發(fā)和農(nóng)業(yè)面源污染導致該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)退化,水環(huán)境逐漸惡化,生物的多樣性逐漸降低,存在開發(fā)層次不高、利用方式單一、資源利用效率低等問題。
水生態(tài)效應是人類經(jīng)濟活動引發(fā)的水生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)本身及其要素的變化,它是通過人類活動產(chǎn)生的影響以及作用客體的響應等方面為側(cè)重點來具體體現(xiàn)的。這些變化可能具有正或負的性質(zhì),正在或者將能夠影響到區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟成效。水生態(tài)效應評價能夠為沿海墾區(qū)合理開發(fā)提供決策依據(jù),具有重要意義[1]。
筆者通過梳理水生態(tài)效應的評價指標體系,闡述水生態(tài)效應的影響因素,利用層次分析法和熵權法對通榆河以東、灌溉總渠以南、通揚運河以北的沿海墾區(qū)范圍內(nèi)的東臺市、射陽縣和大豐區(qū)進行評價分析并提出建議。
國外關于水生態(tài)效應評價的研究始于20世紀。80年代以前,研究主要集中在大壩等大型水利工程的建設,分析工程的社會經(jīng)濟效益,或是單獨研究大型水利工程對水生生物的豐富情況以及水生生物棲息地狀況、水量、徑流等方面的影響[2-6],并沒有從水生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā)將社會經(jīng)濟效應和水生態(tài)狀況結(jié)合起來。80至90年代,出于加拿大政府生態(tài)所有權立法工作的需要,學者們通過研究最終確立了關于水利工程建設在環(huán)境和生態(tài)方面的影響評價機制,法律要求需對工程、環(huán)境和生態(tài)進行綜合評價[7]。90年代以來,隨著遙感技術[8]和GIS技術的不斷完善和推廣,將該技術應用于大型水利工程的生態(tài)效應研究成為了新的發(fā)展趨勢。在這些技術的支持下,學界提出了構建水生態(tài)效應評價指標體系的研究,PSR模型[9]為其代表性成果。PSR模型是一種源于環(huán)境指標的壓力(Pressure)—狀態(tài)(State)—響應(Response)概念模型,在PSR模型框架內(nèi),某一類問題,可以由3個不同但又相互聯(lián)系的指標類型來表達,分別為壓力指標、狀態(tài)指標、響應指標。壓力指標反映人類活動給環(huán)境造成的負荷,狀態(tài)指標表征環(huán)境質(zhì)量、自然資源與生態(tài)系統(tǒng)的狀況,響應指標表征人類面臨的環(huán)境問題所采取的對策與措施。PSR模型從人類系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)相互作用、相互影響這一角度出發(fā),對指標進行分類與組織,具有較強的系統(tǒng)性。建立基于PSR模型的評價指標體系,能夠比較明確地反映出生態(tài)環(huán)境變化的因果關系,從而有助于決策者采取合適的技術手段和行政管理措施,減少生態(tài)環(huán)境的破壞和加速恢復重建。生態(tài)足跡[10-11]是另一種表征水利工程對生態(tài)環(huán)境影響程度的方法。生態(tài)足跡法是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家Rees[12]于1992年提出的一種衡量可持續(xù)發(fā)展程度的方法。
我國對于水生態(tài)效應評價的研究,從水利工程對魚類的影響開始[13],逐漸發(fā)展到工程對包括水生生物、水文、水質(zhì)的水環(huán)境等整個生態(tài)系統(tǒng)的研究[14],現(xiàn)在的研究更涉及人類活動的影響;調(diào)研形式也從原來人工實地調(diào)查的原始方法發(fā)展到現(xiàn)如今的科技調(diào)研,包括成熟的遙感技術以及全面真實的地理信息系統(tǒng)。
在水利工程生態(tài)效應評價工作方面,相震等[15]在研究中主要是利用生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和生態(tài)學理論,開始對個體因子評價進行定量探索。郭喬羽等[16]在研究中以拉西瓦水電站為研究對象,對工程區(qū)域的植物生命力、生物量、生態(tài)格局和生物多樣性的區(qū)域生態(tài)影響進行定性和定量分析。常本春等[17]在借鑒國際先進壓力狀態(tài)響應的生態(tài)學視角PSR模型的基礎上,構建了水利水電工程水生態(tài)效應評價指標體系,選定水生態(tài)效應評價指標集,確定具體評價指標標準,并運用于實際水電工程中表明指標體系的適用性。華堅等[18]將經(jīng)濟、社會、生態(tài)三者視為整體,構建與水利工程系統(tǒng)之間的評價體系并探討復合系統(tǒng)及各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)度問題。
水生態(tài)效應評價是對社會經(jīng)濟發(fā)展中水生態(tài)狀況的綜合影響評估。水生態(tài)效應評價的工作目標決定了其評價內(nèi)容。水生態(tài)效應評價應著重關注實施區(qū)域自然資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響,包括經(jīng)濟和生態(tài)兩個方面。水生態(tài)效應評價指標體系應具有以下3個主要功能:①描述水生態(tài)系統(tǒng)的狀況;②系統(tǒng)反映水生態(tài)效應的現(xiàn)狀,使決策者能夠清楚地了解系統(tǒng)的現(xiàn)狀;③在現(xiàn)狀的基礎上描述和反映系統(tǒng)在某個規(guī)劃期間各方面的變化趨勢。
水生態(tài)效應研究面臨著涉及社會、經(jīng)濟和水生態(tài)的復雜系統(tǒng)。在這個體系中,既有自然因素,又有社會、經(jīng)濟、文化和傳統(tǒng)因素,社會進步促進了經(jīng)濟發(fā)展,經(jīng)濟發(fā)展造成了水環(huán)境污染、水生態(tài)破壞;水環(huán)境惡化、水資源浪費等引起的水生態(tài)破壞,改善水生態(tài)環(huán)境能夠促進經(jīng)濟發(fā)展和社會進步[19]。
水生態(tài)效應不僅包含水生態(tài)系統(tǒng)自身的變化,還包括這些變化帶來的區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟成效。因此,水生態(tài)效應評價體系應該是由社會經(jīng)濟子系統(tǒng)和水生態(tài)系統(tǒng)子系統(tǒng)相互耦合形成的一個復雜系統(tǒng)。水生態(tài)系統(tǒng)一般包括水資源、水環(huán)境和水生生物三方面,與水生態(tài)相關的社會經(jīng)濟系統(tǒng)包括水利用、水管理、水文化和水經(jīng)濟四方面。
建立水生態(tài)效應評價指標體系應與評價對象的特點緊密結(jié)合,提高可操作性。因此,在指標篩選過程中,采用頻率統(tǒng)計、相關分析方法、理論分析方法和專家咨詢方法篩選,指標符合科學和系統(tǒng)綜合性原則。水生態(tài)效應涉及多指標、多層次,且相對復雜,依據(jù)整體性、科學合理性、代表性、簡明可操作性及適用性的原則,構造評價指標體系,采用層次分析法和熵權法對沿海墾區(qū)水生態(tài)效應評價。
水生態(tài)效應評價指標依據(jù)以下3個特征選?。孩賾苊枋鏊鷳B(tài)系統(tǒng)的狀況;②它應該能夠描述和反映系統(tǒng)在某個規(guī)劃期間各個方面的變化趨勢,即在現(xiàn)狀的基礎上,反映了系統(tǒng)的未來發(fā)展方向;③它應該反映系統(tǒng)整體水生態(tài)效應的現(xiàn)狀,使決策者能夠清楚地了解系統(tǒng)的現(xiàn)狀。
具體可以分為目標層(江蘇沿海地區(qū)水生態(tài)效應)、準則層A(水生態(tài)子系統(tǒng)、社會經(jīng)濟子系統(tǒng))、因子層B(水生態(tài)子系統(tǒng)包含水資源、水生生物、水環(huán)境等3個因子,社會經(jīng)濟子系統(tǒng)包含水利用、水管理、水文化、水經(jīng)濟等4個因子)、指標層C(包含人均水資源量、水功能區(qū)達標率、水生生物豐富度、萬元工業(yè)增加值用水量、污水處理率、水生態(tài)文明認知度和滿意度、水產(chǎn)漁業(yè)價值等27個指標),詳見表1。
研究對象選取通榆河以東、灌溉總渠以南、通揚運河以北的沿海墾區(qū),在此范圍內(nèi)選取東臺市、射陽縣和大豐區(qū)為典型墾區(qū),采集3個區(qū)域2015—2017年的指標數(shù)據(jù)。
通過對實地調(diào)查、文獻研究、專家打分3種方式獲得的指標數(shù)據(jù)匯總后,得到水生態(tài)效應評價的27個三級指標數(shù)據(jù)。
東臺市位于江蘇省沿海中部,東與黃海相連,南與南通市接壤,西與泰州市毗鄰,北與鹽城市交界;射陽縣位于江蘇鹽阜平原東部,東臨黃海、西接建湖、阜寧縣、南鄰亭湖區(qū)、大豐區(qū),北部偏東隔蘇北灌溉總渠、偏西隔射陽河與濱??h相望;大豐區(qū)屬江蘇省鹽城市市轄區(qū),地處黃海之濱,南與東臺市接壤,西與興化市毗鄰,北與鹽城市亭湖區(qū)交界[20]。
表1 水生態(tài)效應評價指標
3.2.1水資源量概況
東臺市、射陽縣和大豐區(qū)的水資源現(xiàn)狀主要表現(xiàn)出以下3個特點:一是水資源時空分布不均,全年降雨量近70%集中在6~9月,汛期上游來水量大,常造成本地降水與上游洪水相遇,大量洪水棄流人海;非汛期又因降水量少、用水量大、上游無來水,造成用水緊張;二是人均水資源量極低;三是供需缺口大。
3.2.2水資源利用概況
東臺市、大豐區(qū)和射陽縣各年用水總量基本持平,其中農(nóng)業(yè)灌溉占比最大。大豐區(qū)和射陽縣人均用水量高于全市平均水平。在萬元地區(qū)生產(chǎn)總值用水量方面,射陽縣高于全市平均水平,東臺市和全市基本持平,大豐區(qū)略低。射陽縣萬元工業(yè)增加值用水量高于全市平均值,其他略低于全市平均值。
3.2.3水資源質(zhì)量概況
鹽城市共監(jiān)測省級水功能區(qū)65條主要河流、123個水質(zhì)斷面。經(jīng)常為Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)較好的主要河段為灌溉總渠、廢黃河、泰東河、新團河等,經(jīng)常為Ⅴ、劣Ⅴ類污染嚴重的主要河段為射陽縣小洋河段、大四河、何垛河、二卯酉河的大豐市區(qū)段等。至2016年,全市有48個省級重點水功能區(qū),其中東臺市、大豐區(qū)和射陽縣分別有8個、13個和7個,達標率最高的為射陽縣,最低為東臺市。
層次分析法[21]是一種主觀加權方法,它的主觀隨意性卻比較大。熵權法是一種客觀的加權值,該方法雖然充分挖掘了原始數(shù)據(jù)所攜帶的信息,使得評價結(jié)果具有較強的客觀性,但不會包含專家的實證知識以及決策者的意見,有時也有可能獲得重量值,但不符合指標的實際重要性。筆者將層次分析法得到的主觀權重與熵權法得到的客觀權重相結(jié)合,從而得到最低層次指標相對于最高層次的綜合權重,降低了使用單一方法進行評價的主觀性或者偏見。
4.1.1建立層次結(jié)構模型
根據(jù)表1中各級評價指標間的關系可得現(xiàn)有墾區(qū)水生態(tài)效應評價體系的層次結(jié)構模型。
4.1.2構造判斷矩陣
構造A1、A2指標相對于目標層的判斷矩陣,B1、B2、B3指標相對于一級指標A1的判斷矩陣,B4、B5、B6、B7指標相對于一級指標A2的判斷矩陣,……,C25、C26、C27指標相對于二級指標B7的判斷矩陣。
4.1.3層次單排序和一致性檢驗
計算得到墾區(qū)綜合評價評價系統(tǒng)B層相對與A層的主觀權重值和C層相對于B層的主觀權重值,最大特征向量λmax、CI及各層指標的一致性檢驗因子CR計算結(jié)果見表2,CR均小于0.1,通過一致性檢驗,可以認為判斷思維的邏輯性保持一致,判斷矩陣合理。
4.1.4層次總排序和一致性檢驗
計算墾區(qū)水生態(tài)綜合評價體系C層各指標相對于目標層的主觀權重ωi。
(1)
一致性檢驗結(jié)果表明滿足一致性。
(2)
4.2.1計算評價指標下目標對象指標值的比重Pij
構建3個目標對象的相應評價指標的原始數(shù)據(jù)矩陣R=(rij)n×m,計算第j個目標對象第i個評價指標的比重Pij,構建歸一化矩陣P=(pij)n×m。
4.2.2計算評價指標的熵值ei
(3)
4.2.3計算評價指標的熵權ui
(4)
邀請10位專家對層次分析法和熵權法所占權重進行賦值,分別取主觀權重與客觀權重平均值,從而計算出水生態(tài)效應綜合評價體系三級指標(C層)相對于目標層的復合權重值λi。
表3 水生態(tài)效應評價指標體系權重值
根據(jù)計算出的λi,再計算出A層相對于目標層、B層相對于A層,C層相對于B層的復合權重集。水生態(tài)效應評價指標體系權重值計算結(jié)果見表3。
根據(jù)構建的沿海墾區(qū)生態(tài)效應評價體系模型,使用式(5)計算沿海墾區(qū)生態(tài)效應二級指標的綜合評價得分,東臺市、射陽縣和大豐區(qū)二級評價指標的綜合評價值計算結(jié)果見表4。
(5)
表4 東臺市、射陽縣、大豐區(qū)二級指標綜合評價值
整理二級指標綜合評價值得到一級指標得分矩陣,將二級指標(B層)相對于一級指標(A層)的復合權重集與二級指標得分矩陣進行相乘,計算現(xiàn)有墾區(qū)生態(tài)效應一級指標的綜合評價得分。
(6)
根據(jù)式(6)計算出射陽縣、大豐區(qū)的“水生態(tài)系統(tǒng)”和“社會經(jīng)濟系統(tǒng)”兩個一級評價指標的得分,結(jié)果如表5所示。
表5 東臺市、射陽縣、大豐區(qū)一級指標綜合評分值
(7)
根據(jù)式(7)可計算出東臺市、射陽縣和大豐區(qū)的綜合評價得分,結(jié)果見表6。
表6 東臺市、射陽縣、大豐區(qū)現(xiàn)有墾區(qū)水生態(tài)效應綜合評價得分
經(jīng)過計算,東臺市、射陽縣、大豐區(qū)水生態(tài)子系統(tǒng)的評價值為67.21、77.11、77.09分。射陽縣的水生態(tài)子系統(tǒng)評價值總體領先的主要原因為:地處淮河水系下游,里下河地區(qū)東部邊緣,水資源條件較好;三級“河長”合力治水,全民積極參與,水功能區(qū)達標率連年領先。
5.1.1水資源分析
水資源得分由高到低依次為:射陽縣(83.38分)、東臺市(78.87分)、大豐區(qū)(78.51分)。射陽縣的水資源得分高于其他兩個區(qū)域,主要原因為:射陽縣淺層地下水開采量很少,過境水資源豐沛,為開發(fā)利用提供了得天獨厚的條件[22]。
5.1.2水環(huán)境分析
水環(huán)境得分由高到低依次為:大豐區(qū)(81.07分)、射陽縣(80.13分)、東臺市(79.68分)。大豐區(qū)水環(huán)境得分高于其他區(qū)域,主要原因為:積極開展水土流失治理試點研究;重視土壤改良;積極開展小區(qū)域水土流失綜合治理工程。
經(jīng)過計算,東臺市、射陽縣、大豐區(qū)社會經(jīng)濟子系統(tǒng)的評價值分別為79.91、71.77、78.05分。東臺市領先的主要原因為:首次在江蘇省提出了“?!?蠶)—菌—沼”生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式,開辟了發(fā)展農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟的新途徑,利用區(qū)位優(yōu)勢積極發(fā)展旅游經(jīng)濟。
5.2.1水利用子系統(tǒng)分析
水利用得分由高到低依次為:大豐區(qū)(83.57分)、射陽縣(75.47分)、東臺市(75.20分)。大豐區(qū)的水利用得分領先的主要原因為:加大農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)和小型農(nóng)田水利重點縣工程等項目的投入,積極推廣節(jié)水灌溉示范工程,提倡高效節(jié)水,發(fā)展微、噴灌技術;加強畜禽養(yǎng)殖污染治理和開展水產(chǎn)養(yǎng)殖污染治理。東臺市水利用評價偏低,有較大的提升空間。
5.2.2水管理子系統(tǒng)分析
水管理評價比較接近,依次為:大豐區(qū)(84.56分)、東臺市(82.43分)、射陽縣(82.36分)。大豐區(qū)的水管理評價領先主要原因為:積極實現(xiàn)水資源的合理配置,保障城鄉(xiāng)居民生活用水,提高工業(yè)用水水平,兼顧生態(tài)環(huán)境用水,控制和壓縮農(nóng)業(yè)用水;積極推進規(guī)?;?jié)水灌溉增效示范項目建設。
5.2.3水文化子系統(tǒng)分析
水文化得分由高到低依次為:東臺市(87.76分)、射陽縣(83.15分)、大豐區(qū)(81.37分)。東臺市的水文化評價領先的主要原因為:東臺獨特的地理位置使水利與東臺文明同起源同發(fā)展,治水、管水、用水貫穿了東臺的歷史;在歷史演化中,東臺興修了各類水利設施,留下較多具有科學價值和歷史價值的水利遺跡。大豐區(qū)的水文化評價較低。
5.2.4水經(jīng)濟子系統(tǒng)分析
水經(jīng)濟評價比較均衡,依次為:東臺市(79.83分)、射陽縣(79.47分)、大豐區(qū)(78.47分)。東臺市水經(jīng)濟得分高于其他區(qū)域,主要原因為:東臺文化底蘊深厚,擁有海春軒塔、董永七仙女傳說等“十大文化名片”,成功建設了條子泥墾區(qū)生態(tài)公園,提升了東臺市的休閑旅游價值。東臺市漁業(yè)生產(chǎn)致力實施“科技興漁、漁民增收”戰(zhàn)略,高度重視漁業(yè)科技入戶工作,形成鎮(zhèn)村經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。
通過江蘇省沿海典型墾區(qū)水生態(tài)的現(xiàn)狀調(diào)研、分析與效應評價,表明3個典型墾區(qū)的水生態(tài)子系統(tǒng)與社會經(jīng)濟子系統(tǒng)各有優(yōu)勢與缺陷,應該充分利用各自的自然資源、環(huán)境與水生態(tài)條件,進一步加強水管理能力、提高水利用水平、豐富水文化內(nèi)涵、發(fā)揮水經(jīng)濟效益。
a. 推廣節(jié)水型灌溉減少水資源浪費。東臺市、大豐區(qū)和射陽縣各年用水總量中農(nóng)業(yè)灌溉占比最大,為減少傳統(tǒng)澆灌產(chǎn)生的大量水資源浪費,應大力推廣節(jié)水型灌溉模式用水。
b. 加強水源地保護提高用水安全性。樹立科學發(fā)展觀,有計劃有依據(jù)地逐步規(guī)劃好周邊的相關建設項目,在水源地上游要加強水質(zhì)安全監(jiān)測。為保護天然水資源、減少水資源的流失,應加強區(qū)域水庫、湖泊和河流等的修復。
c. 合理規(guī)劃入河排污口并加強整治。按照《入河排污口監(jiān)督管理辦法》的有關規(guī)定進行排污口的設置,并且對區(qū)域內(nèi)原有的排污口進行全面測底的清理整治,重點清理整治主要供水河流通道以及其他設有飲用取水口的河流和水庫的排污口,對不符合監(jiān)督管理辦法要求的進行撤并處理,對環(huán)境影響較大超標準排污水源地的進行限期治理等等。
d. 全面實施污染物入河總量控制。單一的濃度控制是長久以來水環(huán)境的管理方式,不能將污染源削減與水體環(huán)境目標進行有機結(jié)合是這種控制方式的不足之處。濃度控制和總量控制并存是現(xiàn)階段管理方式的發(fā)展趨勢,應制訂并出臺有關水功能區(qū)總量控制方案,提出水功能區(qū)限制總量控制意見和考核辦法。
a. 充分利用政策優(yōu)勢以發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟。2014年“一帶一路”進一步凸顯了江蘇省在推動中國新開放的戰(zhàn)略地位。應充分利用自身的優(yōu)勢,結(jié)合長三角一體化的發(fā)展趨勢和全國城市創(chuàng)新的的政策,在多重政策引導下,強化市場經(jīng)濟意識,加強政府的引導和服務功能,從產(chǎn)業(yè)集聚中走出區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的新路徑。
b. 加大創(chuàng)新技術平臺和基礎設施建設投資力度。在基礎比較薄弱的情況下,需要加大對創(chuàng)新技術平臺、新興產(chǎn)業(yè)、基礎設施的資金投入力度。當?shù)貍鹘y(tǒng)和特色產(chǎn)業(yè)要利用互聯(lián)網(wǎng)金融的力量,發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)+模式,建立發(fā)展基金,多渠道加快建設“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺建設。江蘇省高校眾多,可以利用這一天然優(yōu)勢,和各大高校合作,實行技術資源共享,提高企業(yè)創(chuàng)新能力和學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。
c. 鼓勵發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構。產(chǎn)業(yè)結(jié)構的調(diào)整優(yōu)化不是一朝一夕能夠完成的,需要長時間有計劃地不斷積累調(diào)整。應利用沿海優(yōu)勢發(fā)展能源的新興產(chǎn)業(yè)、沿海的特色產(chǎn)業(yè),大力支持龍頭企業(yè),打造品牌效應以帶動整個區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。
d. 引進各類科技人才以營造技術氛圍。建立各類科技人才集聚工程,以政策和產(chǎn)業(yè)吸引和鼓勵本地高校畢業(yè)生,促進科技發(fā)展;加強以計算機網(wǎng)絡技術與互聯(lián)網(wǎng)為基礎支持的信息化建設,使商業(yè)科技信息傳遞更加快速、精準、實時、便捷,努力營造整個城市的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技術氛圍。