多維視角下黃河流域水環境與社會經濟協調性研究

王潔方 周云 田晨萌

摘 要：從多個邏輯維度和空間視角研究了黃河流域水環境與社會經濟的協調度。在流域水環境與社會經濟交互作用分析的基礎上，從水資源、水污染及水治理3個邏輯維度構建黃河流域水環境指標體系，采用耦合協調模型，衡量黃河流域水環境與社會經濟的整體協調度;從黃河流域上中下游、七大沿黃城市群及61個城市3個空間視角和水資源、水污染及水治理3個邏輯維度，采用鄧氏關聯度方法測度水環境與社會經濟的關聯水平并探究其成因。結果表明：黃河流域水環境與社會經濟間整體協調度較低但呈上升趨勢;2009—2018年，3個邏輯維度下水環境與社會經濟的關聯度均為0.7～0.8，空間分異性不明顯;2009—2018年，黃河流域中游水環境與社會經濟的關聯度有所上升，流域上游和下游的關聯度有所下降，太原城市群的關聯度呈上升趨勢，寧夏沿黃城市群的關聯度稍有下降;61個城市中，需重點關注隴南市、臨汾市、寶雞市等水資源與社會經濟之間關聯度高的城市，固原市、隴南市、晉城市等水污染與社會經濟之間關聯度高的城市，臨汾市、慶陽市、巴彥淖爾市等水治理與社會經濟之間關聯度低的城市。

關鍵詞：水環境;社會經濟;鄧氏關聯度;協調度;黃河流域

中圖分類號：TV211.1;TV882.1 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.07.018

引用格式：王潔方，周云，田晨萌.多維視角下黃河流域水環境與社會經濟協調性研究[J].人民黃河，2021，43（7）：94-99，113.

Abstract： This paper studied the coordination degree between water environment and social economy in the Yellow River basin from multiple logical and spatial dimensions. Based on the analysis of the interaction between water environment and social economy， the water environment index system of the Yellow River basin was constructed from three logical dimensions of water resources， water pollution and water governance. The coupling coordination model was used to measure the overall coordination degree between water environment and social economy in the Yellow River basin. From the three spatial dimensions of the upper， middle and lower reaches of the Yellow River basin， seven urban agglomerations along the Yellow River and 61 cities， and three logical dimensions of water resources， water pollution and water governance， this paper used Dengs correlation degree method to measure the correlation level between water environment and social economy and explore its causes. The results show that the overall coordination degree between water environment and social economy in the Yellow River basin is low but increasing. From 2009 to 2018， the correlation degree between the three logical dimensions of water environment and social economy fluctuated between 0.7-0.8 and the spatial differentiation is not obvious. From 2009 to 2018， the correlation degree between water environment and social economy in the middle of the Yellow River basin has been increased， while the correlation degree between water environment and social economy in the upper and lower reaches of the Yellow River basin has been decreased. Taiyuan urban agglomeration shows an increasing trend and Ningxia urban agglomeration along the Yellow River decreases slightly. Among the 61 cities， it needs to focus on the cities of Longnan， Linfen and Baoji that have high correlation between water resources and social economy， the cities of Guyuan， Jincheng and Longnan that have high correlation between water pollution and social economy and the cities of Linfen， Qingyang and Bayannur that have low correlation between water management and social economy.

Key words： water environment; social economy; Deng's Relevance; coordination; Yellow River basin

水環境為社會經濟發展提供了必要資源和外部條件，區域社會經濟發展過程中的取水排污行為反過來影響水環境健康。水環境與社會經濟相協調是黃河流域生態保護和高質量發展[1]的基本要求。近年來，沿黃區域水資源[2-4]、水問題[5]、水生態[6-7]，以及水環境與社會經濟發展[8-9]之間的協調性研究取得了很大進展。高孟菲等[10]認為水資源效率受水資源量、經濟發展等因素綜合影響;左其亭等[11]構建了水資源、社會經濟、生態環境方面的指標體系，基于復合TOPSIS模型測度沿黃九省（區）水資源承載力，認為山西、內蒙古增勢明顯;王浩等[12]基于水資源供給、水污染現狀，提出了五大水治理準則;王寒等[13]測算認為水質量對蟒河濟源段水環境承載力影響顯著;孫語澤[14]基于復合系統耦合協調模型分析了陜西省水環境與社會經濟之間的協調度;路瑞等[15]構建了水資源生態足跡與經濟發展協調度模型，分析認為黃河流域水資源生態足跡呈上升態勢;王建春[16]認為，加強水環境管理是實現濟南市水資源可持續利用的必要條件，濟南市城市化發展有利于改善水環境狀況;郭唯等[17]基于人水和諧量化方法發現河南省人口-水資源-經濟之間的和諧水平有所上升;李永樂等[18]采用二維水流水質模型模擬了焦作市黃河流域的水環境狀況。上述研究或者針對沿黃某地區，或者從省域尺度研究黃河流域水環境與社會經濟的協調度，很少從（地）市級尺度對黃河流域水環境與社會經濟協調發展格局和態勢進行多維度、系統分析。筆者采用2009—2018年監測和統計數據，基于耦合協調模型和鄧氏關聯度方法，從黃河流域上中下游、七大沿黃城市群（蘭西城市群、寧夏沿黃城市群、呼包鄂榆城市群、太原城市群、關中平原城市群、山東半島城市群、中原城市群）及61個城市（黃河流域流經73個城市，本研究不考慮指標數據難以獲取的12個城市）等多個空間視角，以及水資源、水污染和水治理3個邏輯維度來研究黃河流域水環境和社會經濟的協調度。

1 流域水環境與社會經濟交互作用分析和指標體系構建

流域水環境是量和質的統一體。量的方面，指水資源量，即為社會經濟系統提供水資源的多少。水資源是社會經濟快速發展的物質基礎和重要載體。水資源與社會經濟間關聯程度越高，社會經濟發展對水資源的依賴性越強，水資源對社會經濟發展的支撐作用越大。質的方面，指水環境質量，即社會經濟活動導致的水污染狀況，水污染是社會經濟生產活動中排放的工業廢水、有害垃圾等累積的結果。水污染與社會經濟的關聯程度越高，社會經濟發展對水體產生的負面影響越大。顯然，無論是量的方面，還是質的方面，流域水環境都與社會經濟具有緊密的交互作用。此外，流域水環境與社會經濟的交互作用還體現在社會經濟主體（政府、社會組織或個人）對水環境的保護和治理上：通過污水和生活垃圾處理、工業固體廢物循環利用等，降低水體污染程度。水治理與社會經濟間的關聯度越高，表明對水體治理越重視，政府對受污染區域水體治理的力度越大，社會群體參與水體治理的積極性越高。

水環境與社會經濟的交互作用可以從水資源、水污染、水治理3個邏輯維度反映，因此從這3個維度分析水環境與社會經濟系統的協調度。根據數據的可獲得性，水資源供給采用供水量、人均水資源量和人均用水量測度，水污染程度采用工業廢水排放量和斷面水質達標率測度，水治理力度采用城鎮生活污水處理率、生活垃圾無害化處理率和工業固體廢物利用率測度，社會經濟發展采用產值人均GDP、第二產業產值占GDP的比重、第三產業產值占GDP的比重、城鎮化率、社會消費品零售總額、固定資產投資額、社會從業人數、政府財政收入等測度。從水資源、水污染、水治理3個邏輯維度，在黃河流域上中下游、七大城市群和61個城市3個空間視角下，黃河流域水環境與社會經濟之間的交互關系與協調度指標體系見圖1。

2 黃河流域水環境與社會經濟的整體協調度

采用基于熵權的耦合協調度模型，對黃河流域水環境與社會經濟的整體協調度進行測算。首先，進行指標標準化，正向指標標準化公式為

逆向指標標準化公式為

式中：A為水環境綜合水平，A=∑wjxij;B為社會經濟發展綜合水平，B=∑wkxik，xik為第i個區域第k項社會經濟指標;N=gA+hB，g、h為系數，g、h均取0.5。

2009—2018年黃河流域的水環境綜合指數、社會經濟綜合指數、水環境與社會經濟耦合度和協調度計算結果見圖2和圖3。黃河流域的水環境綜合指數呈上升趨勢，這與“十二五”以來黃河流域水環境治理以及污染防治力度加大密不可分。社會經濟綜合指數近10 a變化不大。水環境與社會經濟間的耦合度小于0.45，協調度小于0.36，整體較低，變動不大，協調度有先降后升的趨勢。

3 黃河流域水環境與社會經濟關聯性

黃河流域包括73個城市，鑒于數據的可獲得性，舍去上游青海省的海東地區、海北州、黃南州、海南州、果洛州、玉樹州、海西州，甘肅省的臨夏州、甘南州，內蒙古的阿拉善盟，四川省的阿貝州，下游河南省的濟源市等12個城市，以黃河流域61個城市為研究對象，采用2009—2018年水環境、社會經濟發展統計數據及斷面監測數據，選用鄧氏關聯度方法，以水資源、水污染和水治理為母序列，以社會經濟指標為子序列，通過分析兩者之間展現的幾何形狀的相似程度，測度水環境與社會經濟之間的關聯程度。

3.1 鄧氏關聯度

一般情況下：γ≤0.7，關聯度低;0.7<γ≤0.8，關聯度較高;0.8<γ≤0.9，關聯度高;γ>0.9，關聯度極高。

3.2 黃河流域水環境與社會經濟關聯性的區域差異分析

采用鄧氏關聯度公式，從黃河流域上中下游、七大城市群兩個空間視角測算2009—2018年水環境與社會經濟之間的關聯度，見圖4。黃河流域上游、中游、下游水環境與社會經濟之間的關聯度位于一個等級（均為0.7～0.8），其中下游水環境與社會經濟之間的關聯度小于上游、中游的。七大城市群水環境與社會經濟之間的關聯度也均為0.7～0.8，其中寧夏沿黃城市群、太原城市群對應的關聯度較高，呼包鄂榆城市群對應的關聯度最低。因此，從流域上中下游、七大城市群這兩個空間視角來看，水環境與社會經濟之間的關聯度均比較高，空間分異性不強。

進一步計算水資源、水污染、水治理與社會經濟之間的關聯度，見表1。3個邏輯維度下，上游、中游、下游水環境與社會經濟之間的關聯度空間分異性仍不明顯，其中下游水資源與社會經濟之間的關聯度稍低，中游水污染與社會經濟之間的關聯度稍高。一定程度上說明：下游經濟社會發展對水資源的依賴性相對稍低，而上中游因農業灌溉模式、產業結構等對水資源的依賴性相對稍高;中游社會經濟發展對水污染的影響相對較大，這與目前黃河流域受污染水體主要分布在中游（汾河、渭河等支流）的現狀一致。

從七大城市群來看，水資源、水污染、水治理3個邏輯維度下，水環境與社會經濟之間的關聯度空間分異性也不明顯。其中，太原城市群的水污染和水治理、呼包鄂榆城市群和關中平原城市群的水治理，值得關注。太原城市群水污染與社會經濟之間的關聯度較高，而水治理與社會經濟之間的關聯度較低，表明其經濟社會發展模式對水體污染影響較大而水治理力度不足。呼包鄂榆城市群和關中平原城市群的水治理力度在七大城市群中位于末位。

在水資源、水污染、水治理3個邏輯維度下，測算61個城市水環境與社會經濟之間的關聯度。61個城市中，水資源與社會經濟之間的關聯度為0.8<γ≤0.9、0.7<γ≤0.8、γ≤0.7的城市數量分別占13.11%、72.14%、14.75%，見圖5（①表示因指標數據難以獲取而舍去的12個城市）。需重點關注關聯度高的隴南市、臨汾市、寶雞市、渭南市、固原市、烏蘭察布市、晉中市、武威市等，這些城市社會經濟發展對水資源的依賴程度較高。

61個城市中，水污染與社會經濟之間的關聯度為0.8<γ≤0.9、0.7<γ≤0.8、γ≤0.7的城市數量分別占4.92%、80.33%、14.75%，見圖6。需重點關注關聯度高的固原市、隴南市、晉城市等，這些城市社會經濟的綠色發展較弱、對水環境的負面影響較大。

61個城市中，水治理與社會經濟之間關聯度為0.8<γ≤0.9、0.7<γ≤0.8、γ≤0.7的城市數量分別占9.84%、73.77%、16.39%，見圖7。需重點關注關聯度低的濱州市、榆林市、白銀市、鄂爾多斯市、忻州市、呼和浩特市、平涼市、臨汾市、慶陽市、巴彥淖爾市等，這些城市對水污染治理的投入與社會經濟發展水平不匹配。

3.3 黃河流域水環境與社會經濟關聯度的變化態勢分析

將2009—2018年劃分為2009—2012年、2013—2015年和2016—2018年3個時間段，從黃河流域上中下游、七大城市群兩個空間視角分別測算水資源、水污染、水治理與社會經濟之間的關聯度。

3個時間段，黃河流域上中下游、七大城市群的水資源、水污染、水治理與社會經濟之間的關聯度均為0.7～0.8，空間分異性不大，見圖8～圖10。2016—2018年上游和下游水資源與社會經濟的關聯度與2009—2012年相比稍低，中游稍高，表明上游和下游社會經濟發展對水資源的依賴程度有所下降，中游社會經濟發展對水資源的依賴性增強。七大城市群中，2016—2018年太原城市群、關中平原城市群的水資源與社會經濟之間的關聯度較2009—2012年的上升，蘭西城市群、寧夏沿黃城市群、山東半島城市群較2009—2012年的下降。

2016—2018年，黃河流域上游和下游水污染與社會經濟之間的關聯度較2009—2012年的下降，中游水污染與社會經濟之間的關聯度較2009—2012年的上升，表明中游社會經濟發展對水環境的壓力有增大趨勢。七大城市群中，蘭西城市群、寧夏沿黃城市群、山東半島城市群2016—2018年水污染與社會經濟之間的關聯度較2009—2012年的下降，呼包鄂榆城市群的上升。

2016—2018年上游和下游水治理與社會經濟之間的關聯度較2009—2012年的下降，中游的上升，表明中游社會經濟主體對水體治理的重視程度提升。七大城市群中，呼包鄂榆城市群、太原城市群、關中平原城市群2016—2018年水治理與社會經濟之間的關聯度上升，寧夏沿黃城市群、山東半島城市群的下降。

在水資源、水污染、水治理3個邏輯維度下，測算黃河流域61個城市水環境與社會經濟之間的關聯度，見表2。水資源與社會經濟之間關聯度高和關聯度低的城市占比均上升，表明61個城市水資源與社會經濟之間的關聯度有分化趨勢，一些城市社會經濟發展更加依賴水資源，而另外一些城市社會經濟發展對水資源的依賴度下降。水污染與社會經濟之間關聯度高和關聯度低的城市占比均上升，表明61個城市水污染與社會經濟之間關聯度也有分化趨勢，一些城市社會經濟發展加劇了水環境污染，而另外一些城市通過轉變社會經濟發展模式和加大水治理力度減輕了水環境壓力。水治理與社會經濟之間的關聯度與水污染和水資源的相反，表明隨著環境壓力的增大，原有水治理與社會經濟發展匹配度低的城市正在加大水治理力度，而原本水治理與社會經濟關聯度高的部分城市在水治理持續投入上后勁不足。

3.4 黃河流域水環境與社會經濟關聯度的離散程度分析

采用標準差及變異系數表示黃河流域水環境與社會經濟之間關聯度的離散程度，某維度下離散程度越高，說明該維度下的關聯度隨時間波動越大。整體來看，黃河流域水環境與社會經濟之間的關聯度離散程度較低，這與基于耦合協調模型測算出的整體協調度趨勢一致。水環境與社會經濟之間關聯度的標準差、變異系數峰值出現在黃河流域上游，見圖11、圖12。七大城市群中，蘭西城市群、關中平原城市群的水環境與社會經濟之間的關聯度離散程度較高。

4 結 論

（1）整體來看，黃河流域水環境與社會經濟之間的協調度呈略微上升態勢，但仍偏低。黃河流域水環境與社會經濟發展的協調性變化趨勢略微向好，但難以支撐流域高質量發展需求。

（2）3個邏輯維度下，黃河流域上中下游、七大城市群的水環境與社會經濟之間的關聯度均處于0.7～0.8之間，空間分異性不明顯，關聯度的標準差和變異系數不大。因此，黃河流域水環境與社會經濟發展的協調性提升需在流域尺度上整體、全局推進。

（3）在七大城市群中，太原城市群、呼包鄂榆城市群和關中平原城市群需重點關注。太原城市群的經濟社會發展對水環境造成的壓力較大而水治理力度較小，呼包鄂榆城市群和關中平原城市群的水治理力度有待提升。

（4）61個城市中，需重點關注水資源與社會經濟關聯度高的隴南市、臨汾市、寶雞市等，水污染與社會經濟關聯度高的固原市、隴南市、晉城市等，水治理與社會經濟關聯度低的臨汾市、慶陽市、巴彥淖爾市等，降低社會經濟發展對水資源的依賴，轉換社會經濟發展模式，減輕對水環境的壓力，根據社會經濟發展水平提升水治理力度，在這些地區相對迫切。應合理利用水資源，提高社會經濟主體對水資源的保護意識和水體治理的重視程度，加強對重點排污企業的監督，提高斷面水質達標率，堅持綠色產業發展方向，提高清潔型生產設備的使用率，減少工業污水的排放，提高水資源承載能力和水資源質量，促進水環境與社會經濟之間的正向交互作用，推動流域水環境與社會經濟的協調發展。

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【責任編輯 呂艷梅】