雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域國家及尼泊爾水土- 經濟耦合評價

呂 燕，陳俊旭,2，趙紅玲

(1.云南大學資源環境與地球科學學院，云南 昆明 650504；2.云南大學國際喀斯特聯合研究中心，云南 昆明 650091)

水土資源是一個國家可持續發展的基礎和綜合國力的有機組成部分，支撐和保障流域國家的社會經濟發展[1-3]。水土資源稟賦能否與經濟發展相協調，將直接影響流域水土資源良性發展和資源經濟可持續發展[4]。特別是在全球資源問題日益突出的背景下，如何有效利用水土資源、促進經濟協調、緩解流域爭端、實現水土資源增長的有效耦合已是當前研究的熱點[5-6]。

表1 水土資源與經濟發展耦合評價指標體系及權重

注：“+”指正功效；“-”指負功效。雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域涉及眾多國家，跨國水資源開發及利用已導致流域水土- 經濟矛盾日益突出，吸引著越來越多的學者關注。此前，已有學者對雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域做過研究，內容上，主要是研究流域極端氣候事件[7]、水資源特性[8]、氣候變化與土地覆被變化等對可更新水資源的影響[9]；區域上，開展了雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域GDP數據空間分布[10]、泥沙[11]、降水預報[9]等工作以及其他局部或區域尺度[12]的研究；在地緣政治上，開展了“稀缺- 沖突”視角解釋中印崛起背景下跨境水資源問題[13]、印度與不丹特殊關系的發展進程[14]、國際河流安全性[15]等研究。然而這些研究未涉及雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域水土- 經濟耦合及其對地緣政治的指示意義。“一帶一路”是我國政府提出的國際合作倡議，雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域所涉及國家與“一帶一路”倡議關系密切，受到“一帶一路”的深刻影響，流域存在的水資源問題[16]以及水土- 經濟匹配問題也將反過來影響“一帶一路”倡議的順利實施。

本文利用信息熵值法及耦合協調度模型，對雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域4個國家及尼泊爾1961—2014年水土- 經濟發展的耦合協調程度進行評價，以期在“一帶一路”倡議實施背景下為流域資源經濟可持續發展提供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

雅魯藏布江發源于喜馬拉雅山，從藏南進入印度，在藏南巴昔卡附近與其他兩河合流后稱布拉馬普特拉河(印度境內)，流經孟加拉國后稱為賈木納河，于瓜倫多卡德與恒河匯合，最后注入孟加拉灣，全長為2 900 km[10-12]。雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域經中國、印度、孟加拉國、不丹以及邊界國尼泊爾。

1.2 數據來源

數據主要來源于世界銀行《世界發展指標(1961—2014)》。選取雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域涉及的4個國家(中國、印度、孟加拉國、不丹)及尼泊爾，將其54年的水資源、土地資源、經濟發展數據劃分為6個年代，從水土地資源子系統[17]和經濟子系統[18]兩方面選取水土資源綜合指標與經濟發展指標。其中取水總量和人均可再生內陸淡水資源年代數據缺失，采用最近距離替代法進行插補[19]。

2 研究方法

2.1 評價指標體系構建及權重計算

在兼顧代表性、基礎性與可獲取性的原則，依據指標特征與性質，從水土資源和經濟子系統兩方面選取12個指標，構建水土資源與經濟發展耦合評價指標體系(表1)，其中人口密度、二氧化碳排放量的指標為負功效，其余指標為正功效。采用信息熵值法計算各指標權重[20-23]，計算公式為

(1)

式中：λij為指標權重值；eij為指標的信息熵值。

2.2 耦合協調度計算

借鑒物理學中容量耦合概念以及容量耦合系數模型，采用耦合度評價水土資源與經濟發展兩個系統的耦合關聯程度，耦合度反映兩個系統的一致性，計算公式為

(2)

其中

式中：C為耦合度，C∈[0,1]；μ1為水土資源子系統功效值；λ1j為水土資源系統各指標權值；χ1j為水土資源系統各指標的標準值；μ2為經濟發展子系統功效值；λ2j為水土資源系統各指標權值；χ2j為水土資源系統各指標的標準值。

耦合度只能說明系統中子系統相互作用的強弱，不能反映系統協調水平的高低。為杜絕耦合度偏離實際，采用耦合協調度來評價水土資源與經濟發展的協調水平[24]，計算公式為

D=[C(aμ1+bμ2)]1/2

(3)

式中：D為水土資源與經濟發展的耦合協調度；a、b為待定系數，需要考慮水土資源與經濟發展系統的重要性來確定。考慮到水土資源是社會經濟發展的基礎，水土資源的承載能力將制約經濟的發展，但經濟發展水平將帶動資源產業優化、節水技術發展、水土集約程度的提高，從而系統提高資源利用效率，減少資源浪費，加強水土資源保護。因此，水土資源和經濟發展兩個系統相互作用，彼此影響，本文將水土資源與經濟發展視為同等重要，取a=b=0.5。

為表征水土資源和經濟發展兩個系統的協調發展程度，將耦合協調發展程度劃分為高度協調型、基本協調型、瀕臨失調型、失調衰退型4個大類10個亞類(表2)。再根據水土資源系統和經濟發展系統的功效值對比，將其分為水土資源滯后型、經濟滯后型、水土資源與經濟平衡型3個大類7個亞類[24-26](表3)。

3 結果與討論

3.1 研究區域水土資源與經濟發展系統功效值變化

通過計算得出研究區域5個國家水土資源和經濟發展兩個系統的功效值，見圖2。由圖2可見，研究期內各國經濟發展系統總體都表現出增強趨勢，中國上升最為顯著，孟加拉國表現弱于其他國家，尼泊爾2000年前上升勢頭優于其他國家。各國水土資源系統總體都表現出衰退趨勢，表明水土資源承載系統矛盾日益突出。孟加拉國水土資源系統衰退最快，尼泊爾和不丹衰退表現趨緩。各國變化發展均表現出兩個階段的特征，1961—2000年μ1總體高于μ2，表明水土資源承載量的增加值快于經濟系統的發展速度；2001—2014年μ2總體上高于μ1，表明經濟發展速度快于水土資源承載量的增加值。

表2 水土資源與經濟耦合協調度劃分標準

表3 水土資源與經濟發展系統功效值比值分類

(a) 水土資源系統

(b) 經濟發展系統圖2 1961—2016年研究區域內5個國家水土資源和經濟發展兩個系統功效值變化

依據μ1與μ2的比值，研究區域國家可分為水土資源略微滯后型、水土資源輕微受損型、水土資源明顯受損型、經濟略微滯后型、經濟輕微滯后型、經濟明顯滯后型6種(表4)。在2000年之前，各國μ1>μ2，都屬于經濟滯后型，即經濟發展劣于水土資源承載水平；2000—2010年，中國、尼泊爾、不丹屬于經濟略微滯后型，而印度、孟加拉國屬于水土資源略微滯后型；在2011年之后，各國μ1<μ2，都屬于水土資源滯后型。研究期內，各國對比關系都發生了顯著的變化，即由經濟滯后型轉變為水土資源滯后型。其中，印度變化最大，尼泊爾變化最小，整體上看，尼泊爾運行平穩，印度動蕩。在區域上各國均未能達到水土資源支撐與社會經濟發展良好匹配，特別是印度和孟加拉國經濟社會發展明顯損害了水土資源承載能力。2000年后μ1/μ2值的快速轉變說明各國經濟發展系統變化遠快于水土資源系統，水土資源被過度消耗，流域水土資源已經面臨較大的壓力和風險。

表4 研究區域國家1961—2014年水土資源與經濟系統對比類型變化

3.2 研究區域水土資源系統與經濟發展系統耦合協調度演變

研究期內，5個國家水土資源系統與經濟系統的耦合協調度總體都表現出增強趨勢(表5)。各國協調程度屬于瀕臨失調類型和基本協調類型，中國、印度、尼泊爾、不丹的耦合協調度為0.5～0.6，屬于基本協調的勉強協調型，孟加拉國的協調水平相對較低，瀕臨失調。從平均值看，各國中耦合協調最好的是尼泊爾，印度次之，孟加拉國最差；20世紀60年代，耦合協調度最好的是孟加拉國、印度次之，尼泊爾最差(缺不丹數據)；從2011年后，耦合協調度最好的是中國，印度次之，孟加拉國最差；耦合協調度提升幅度最大的是中國，達到0.368，變化幅度最小的是孟加拉國。

表5 研究區域國家1961—2014年水土資源與經濟發展耦合協調度變化

3.3 研究區國家水土資源與經濟發展耦合協調度的地緣政治指示意義

水土資源- 經濟發展耦合評價結果可從資源稟賦與經濟支撐匹配、各國演變幅度、進展效果等方面為區域跨境安全提供支撐：①從長期來看，地區水土資源支撐與經濟發展匹配較好的區域是尼泊爾、印度和不丹，中國和孟加拉國較差，這也反映出中國在1990年以前未能充分發揮水土資源對經濟社會發展的支撐作用;②從演變幅度看，中國和印度變化顯著，中國與印度同屬經濟發展迅猛國家，是“金磚國家”的代表，經濟快速發展促使兩個區域大國的水土資源面臨緊張;③從耦合協調程度看，孟加拉國在20世紀60年代開始較其他國家領先，20世紀90年代后不斷退步。

水土資源是社會經濟發展的基礎資源，水土資源與經濟發展的對比關系揭示水土資源與經濟發展系統演變類型，并對地緣政治具有一定的意義。流域相關國的政治、經濟、水電開發、洪水防治和水資源分配等一直是區域糾紛的核心問題。水土資源系統顯示出一定的脆弱性[27]，圍繞水安全的本國風險向外轉移及跨境沖突將增加流域國家未來社會經濟發展的不確定性及風險。各國在20世紀60年代經濟發展水平都很低，印度是當時流域經濟發展最好的，隨著各國經濟發展水平均有所提升，中國在20世紀80年代經濟發展水平顯著提高，區域合作成為主流。然而，雅魯藏布江是世界海拔最高的大河，水土資源開發的經濟效益與控制南亞區域的戰略意義顯著，開發主導權的意義突出，成為相關國家跨境糾紛、利益沖突和外交斡旋的重要內容[28]。現階段，世界性的缺水危機以及雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域各國對水土資源的需求再次引發新的沖突。隨著中國經濟快速發展，中國影響力不斷上升，但面對雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域各國資源與經濟協調發展水平不均衡的狀況，圍繞區域發展變化的歷史沖突要素將產生新的變化。

4 結 論

a. 雅魯藏布江- 布拉馬普特拉河流域國家及尼泊爾1961—2000年μ1總體高于μ2，2001—2014年μ2總體上高于μ1，其經濟發展與水土資源承載變化缺乏同步性。研究期內流域國經濟發展系統表現出增強趨勢，中國上升最為顯著，耦合協調度提升幅度達到0.368；水土資源系統表現出衰退趨勢，孟加拉國衰退最快。

b. 研究期內，各國水土資源與經濟系統耦合協調度為0.312～0.739，耦合協調程度為瀕臨失調類型和基本協調類型。中國、印度、尼泊爾和不丹屬于勉強協調型，孟加拉國的耦合協調水平相對較低。

c. 各國水土資源與經濟系統對比關系由經濟滯后型轉變為水土資源滯后型。2000—2010年，印度、孟加拉國屬于水土資源略微滯后型；2010年之后，各國都屬于水土資源滯后型；印度由經濟略微滯后變為水土資源直接受損，變化最大；尼泊爾近10年才由經濟略微滯后轉為水土資源略微受損，運行平穩。印度和孟加拉國經濟社會發展明顯損害了水土資源承載能力。

水土資源與經濟發展耦合協調程度對地緣政治具有一定指示意義，但囿于數據精度、政治外交復雜性及未來不確定性等，需要進一步開展不同時期資源與經濟發展關系所反映的地緣利益訴求和沖突風險、水土資源脆弱性及跨境水安全等研究。

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