水生態文明建設系統要素的體系模型構建研究

劉芳　苗旺

摘要 水生態文明是生態文明的核心部分，水生態文明程度的高低，直接影響整個生態文明建設的進程。作為一項開拓性工作，當前亟須構建水生態文明建設的要素體系，并給出對系統關鍵要素進行識別及對系統要素作用機制進行動態性分析的方法。論文整合水生態文明建設的社會屬性和自然屬性，探究了水生態文明建設中系統要素的類型、存在形式及其傳導機理，構建了包括水安全、水生態、水環境、水利用、水管理、水文化六大要素的水生態文明建設系統要素體系模型。為了驗證水生態文明建設體系模型，并發掘關鍵要素，論文以山東省淮河流域為例，選擇了22項該區域水生態文明建設體系模型中的要素，經過統計分析，得到了5項系統關鍵要素及其重要性排序。為更加深入細致的考察水生態文明建設系統要素的相互作用機理，論文選取前2位關鍵要素水利用因子和水生態環境因子為例，使用Vensim平臺模擬繪制出山東省淮河流域水利用因子和水生態環境因子的系統動力學模型，綜合考慮存量、速率變量與輔助變量三種變量的動力學作用關系，對該區域水生態文明建設系統關鍵要素的作用機制進行了分析，并從動態視角為區域內相關部門的決策制定提供了建議。研究結果表明，水生態文明建設對經濟社會發展具有深遠意義，將水生態文明建設系統要素歸結為水安全、水生態、水環境、水利用、水管理、水文化六大要素體系模型的做法具有理論基礎與實證支持，可以為政府相關管理部門對水生態文明建設的評價和管理提供方向，系統動力學分析可用于對特定區域關鍵影響因素的動態作用關系分析，進而發現提升水生態文明建設水平的途徑。

關鍵詞 水生態文明；系統要素；體系模型；系統動力學

中圖分類號 C939 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）05-0117-06 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.05.014

生態文明是繼農業文明、工業文明之后的一種更高級的文明形式，生態文明建設必須滲透或者貫穿于整個經濟社會發展之中，使各個領域的發展更加符合生態文明的特征，滿足生態文明的要求，滲透生態文明的理念。水是生態環境的主要控制性因素，水生態文明是生態文明的重要組成和基礎保障。貫徹十八大精神，我國水生態文明建設取得了明顯成效。但作為一項開拓性的工作，水生態文明建設在發展模式、思維方式、工作思路等方面也存在諸多挑戰，具體表現在：重水景觀等實體建設比較多，重強化以水定產、以水定城的發展理念少；重具體的水管理比較多，重機制體制創新少；重調動政府相關部門積極性比較多，重廣大人民群眾和社會各界的參與少。究其原因，還在于對水生態文明建設的定位仍不夠準確，對水生態文明概念內涵認識尚不全面和統一，對影響水生態文明建設系統因素模糊不清，難以準確把握、有序推進。本文在廣泛調研、深入分析、系統歸納總結的基礎上，利用數理統計學和系統動力學等方法，對這一問題進行探討性的研究。

1 水生態文明建設系統要素的體系模型構建

水生態文明是生態文明概念的延伸，其以人水和諧為核心理念，是遵循人、水、社會和諧發展的客觀規律，積極關注和優化人水之間的關系，實現人類社會正常生產生活需求與自然水體生態系統健康需求之間的動態平衡，推動經濟社會發展和水資源、水環境承載力相協調，建設有序的水生態運行機制和良好的水生態環境所取得的物質與精神方面成果的總和。

從系統動力學的角度看，水生態文明是由多個相關因素組成的動態系統，這個系統主要包括水安全、水生態、水環境、水利用、水管理、水文化六大要素。這六大要素包含了自然屬性和社會屬性兩大方面，以此設計了水生態文明建設系統要素模型（見圖1）。

水安全要素主要考察區域防洪排澇與飲水安全保障程度，衡量指標包含城市排水防澇達標程度、防洪保護區標準達標率、集中式飲用水源地安全保障達標率和自來水普及率。水生態要素主要考察區域水生態系統健康程度以及水利工程的生態友好性等，衡量指標有河流生態基流滿足程度、地下水超采面積比例、地下水采補平衡狀況、河流縱向連通性指數、河湖生態護岸比例、珍稀水生動物損失指數、水土流失治理率和骨干河流不斷流情況。水環境要素主要考察區域水污染防治水平與水環境質量。衡量指標包括水功能區水質達標率、Ⅲ類水質以上河長比例、Ⅲ類以上地下水比例和城鎮污水處理率、再生水重復利用率等。水利用要素主要考察受評區工業、農業、生活用水和公共供水的水資源節約程度，衡量指標主要有萬元工業增加值用水量相對值、農田灌溉水有效利用系數、生活節水器具普及率、公共供水管網漏損率與計劃用水實施率。水管理要素主要考察受評區域水資源監控管理能力建設及核心管理制度的落實情況，衡量指標有用水總量控制達標情況、水資源監控管理能力指數、建設項目水資源論證率，以及水生態文明建設相關工作占政績考核比例等。水文化要素主要考察受評區水文化宣傳教育載體建設以及水生態文明意識普及情況，衡量指標主要有水文化宣傳教育載體數量、水生態文明宣傳教育覆蓋率和公眾水生態環境滿意度。

2 水生態文明建設系統中關鍵要素的識別

水生態文明建設體系模型在實踐應用當中，需要結合區域水生態文明建設實際選取各要素的具體變量指標，進而通過統計分析方法，研究分析各類要素及其相互關系。為了驗證水生態文明建設體系模型，并出于區域水生態文明建設成本可行性的考量，有必要將一定區域水生態文明建設體系模型中的要素歸結為少量關鍵性要素，進而有針對性的制定相關政策。本研究以山東省淮河流域為例，選擇了22項該區域水生態文明建設體系模型中的要素，經過統計分析，得到了5項系統關鍵要素及其重要性排序，即水生態文明建設的重點內容，從而為下一步該區域的政策制定提供方向。

2.1 數據收集與分析

本研究以山東省淮河流域為例，隨機抽取相關主管部門及治水一線工作者191位，參與調研的人員年齡在23至79歲之間，平均年齡為42歲，平均工作年限為14年，利用問卷調查的方式進行了數據收集工作。所采用的調查問卷包括11道開放式問題和34道封閉式問題，調查問卷所列問題的可靠性源于克隆巴赫系數測試，測試結果為91%。發掘到了影響區域水生態文明建設的具有代表性的系統要素（見表1）。

2.2 結果與討論

Baaleu球形檢驗及KMO檢驗均使用SPSS19.0進行，從結果來看，22個指標的Baaleu球形檢驗卡方值為5328.399（自由度為231，sig=0.000），22個指標反映的信息具有一定的重疊，具備因子分析的必要。各數據的偏相關性用KMO進行檢驗，KMO值為0.786，表示適合進行因子分析（見表2）。

22個指標的共同度方面，共同度取值區間為0-1，指標的共同度基本保持在80%以上，說明提取的公因子能解釋觀測要素的絕大部分。采用主成分分析法抽取特征值大于1的因子，22個指標共抽取到5個公共因子，累計解釋方差為86.679%，符合解釋量在70%以上的標準。為了更加直觀的揭示各因子結構，采取最大方差法對指標正交旋轉（見表3）。

通過上述研究分析，最終得到了五個關鍵要素（主成分）（見表4），具體如下：關鍵要素一是水利用因子，包括山東省淮河流域公共供水管網漏損率、生活節水器具普及率、水利風景區占地面積、工業用水效率和農業用水效率。關鍵要素二是水生態環境因子，包括水土流失治理率、水生動植物種群數量、水功能區河湖、地下水達標率、再生水回用率和城鎮污水處理率。關鍵要素三是水管理因子，包括水生態文明建設進展、水資源監控管理能力、區域用水總量控制和水資源價格水平。關鍵要素四是水安全因子，包括供水安全、用水安全、飲用水源地安全和防洪排澇安全。關鍵要素五是水文化因子，包括公眾參與度、公眾滿意度、宣傳教育度和傳統水利工程等水文化載體的保護程度。

3 水生態文明建設系統要素的動力學分析

為更加深入細致的考察水生態文明建設系統要素的相互作用機理，論文以前2位關鍵要素水利用因子和水生態環境因子為例，對其做進一步的系統動力學分析，使用Vensim平臺模擬繪制出山東省淮河流域水利用因子和水生態環境因子的系統動力學模型（見圖2），綜合考慮存量、速率變量與輔助變量三種變量的動力學作用關系，能夠清晰表明不同變量的變動趨勢及反饋關系，有利于對區域水生態文明建設系統要素的作用機制進行分析，并從動態視角為政府部門決策制定提供依據。

通過上述系統要素動力學作用機制模型分析，我們發現，在影響水生態文明建設最關鍵的兩個要素之間，也存在著相互聯系、互為因果的交互關系。水資源的開發利用每個環節都直接或間接的影響水生態環境，水管網漏損率高、高耗水企業數量多、農業灌溉方式粗放、再生水利用率低、居民生活節水器具不夠普及，都會加劇供水的剛性需求，增加水生態環境的承載壓力。地下水的超采，更影響著地下水生態的狀況。至于污水的處理率、城鄉污水排放總量、不合理的涉水建設活動都會給水生態環境帶來直接影響。另一方面，水生態環境的改善也將制約和影響著水資源的開發利用。水土流失的有效治理，將有利于涵養水源。增加水利風景區和濕地面積可以達到美化人類生存環境、凈化水質的作用。各種水質、水量的改善，還將有效地提高供水的質量，從而保障人民的生命健康。

從上述分析中，我們還看到，水生態文明具有著動態循環、關聯度高、普惠民生的鮮明特征，推進這項工作是一項漫長的系統化工程，需要做的工作涉及到各行各業、方方面面，但只要抓住了上述兩個關鍵要素，就會產生事半功倍的效果。

第一，要合理開發利用水資源，保障水供給的良性循環。隨著經濟社會的發展、人口和城鎮化率的提高，水資源短缺已是不爭的事實，怎樣使有限的水資源保障經濟社會的可持續發展，已成為人類共同面對的又無法回避的重大命題。這就需要強化全社會的以水定產、以水定城的發展理念，千方百計提高用水效率；要加快推進現代水網建設的進程，使外調水、地表水、地下水、非常規水資源得到優化配置；要嚴格實行用水總量、用水效率的雙控措施，實行最嚴格的水資源管理制度；要積極推進水價、水權、水市場的改革，推廣工業和農業節水技術，完善舊有輸水管網的改造，提高農業灌溉利用系數，促進節水型社會建設。

第二，要強化水生態環境治理，保障水生態的良性循環。要加大水生態環境治理的宣傳力度，增強全社會的水憂患意識，形成“綠水青山，就是金山銀山”的理念；要加大水土保持治理力度，維持河道基本徑流，減少污水排放，減少農田面源污染，維護江河湖泊的健康生命；要加大各項制度建設，建立水生態的補償制度、水資源的用途管制制度、水生態損害的責任追究制度，用制度來保障供水的安全、生態的安全，真正做到在現有水生態環境下，不僅要保障經濟社會的可持續發展，還要為子孫后代留下一片青山綠水。

4 結語

水生態文明建設是時代之需，對于經濟社會發展具有深遠意義。本文在對水生態文明的系統要素進行梳理的基礎上，創建了水生態文明建設系統要素的體系模型框架，通過山東省淮河流域的調查分析，對水生態文明建設的系統要素進行了實證考察，并識別了該區域的關鍵系統要素，以其中排名最靠前的二類因子為例，通過系統動力學建模的方法進行了更加深入的研究，有利于闡明系統要素的動態作用機理，為水生態文明建設政策的制定及利益相關方治理方式的選擇提供了決策參考。

（編輯：王愛萍）