辽宁省水资源安全与新型城镇化的协调性分析_孙志强.pdf

177 2023 年 第 1 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.1.2023 （第 51 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.51）辽宁省水资源安全与新型城镇化的协调性分析孙志强（北票市水资源办公室，辽宁 北票 122100）摘 要：为保障水资源安全及提升新型城镇化进程质量，从水资源压力、环境、发展和城镇化经济、社会、空间、人口等方面构建评价体系，应用协调度模型评价辽宁省 2012-2020年水资源安全和城镇化质量综合发展水平及其耦合阶段，并进一步深入分析各区域的差异。结果表明：辽宁省水资源安全与新型城镇化质量达到高度耦合状态，其空间分异规律与我国北方区域性规模分布状况相似；各地市水资源安全与新型城镇化质量耦合度处于0.940.99范围，水资源安全指数具有空间差异性且新型城镇化质量快速提升；从低到高区域耦合度排序辽北辽西辽东辽南，各区域的城镇化发展阶段及其对水资源安全的影响不同，城镇化发展质量未受其影响发生改变。关键词：水资源安全；新型城镇化；耦合协调；辽宁省中图分类号：TV213.4文献标识码：B城镇化质量的高低是解决城市矛盾的关键，也是反映区域经济结构状态的重要因素1。目前，全面提升城镇化质量是我国扩大内需及促进经济增长的最大潜力，其中社会、经济、空间、人口等城镇化属于新型城镇化建设的主要内容，其核心是实现人口的城镇化，水资源安全的内涵是保证水环境和人口安全2-5。受限于资源条件、人口规模等因素，城镇化发展使得水资源供需矛盾更加突出，水资源供给压力不断增大。另外，以往的城镇化进程中过于追求经济发展速度，从而使得水资源安全面临着极大威胁，甚至会产生水资源危机。水资源安全与城镇化质量之间存在相互依赖、约束、影响的耦合作用，必须充分发挥两者的协调性才能促进水资源安全的协调持续发展。辽宁省是我国著名的工业大省，特别是沈阳经济区、振兴老工业基地、沿海经济带战略的实施，积极推动了城镇化进程，研究分析其水资源与城镇化系统之间的协调性具有代表性。近年来，我国许多学者研究探讨了水资源安全与城镇化质量的耦合关系，如张引等利用耦合指数评价了生态环境与城镇化之间的协调关系，并深入分析引起变化的主要因素；张雪茹等通过熵值测度模型，探讨了基础设施、经济、人口等因素对于城镇化质量空间分异的影响；徐云峰等研究评价了水资源对新型城镇化建设的支撑；李珊珊等运用耦合模型揭示水资源与城镇化的相互作用关系；蓝庆新等综合考虑协调度、效率和质量等因素，揭示了我国城镇化效率与质量的关系6-10。总体而言，我国现有研究比较宏观，深入探讨水资源安全与城镇化质量的内在耦合机理还鲜有报道。鉴于此，本文通过测算 2012-2020 年辽宁省水资源承载力，探讨水资源安全的变化情况及其与城镇化质量的耦合规律，结合水资源安全的空间异质性有针对性地提出行之有效的策略，以期为促进区域水资源安全与新型城镇化质量的协调发展提供一定支持。1 区域概况辽宁省位于我国东北地区南部，紧靠吉林、内收稿日期 2022-12-15作者简介孙志强（1976-），男，辽宁北票人，高级工程师。文章编号:1007-7596（2023）01-0177-05DOI:10.14122/ki.hskj.2023.01.034 178 2023 年 第 1 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.1.2023 （第 51 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.51）蒙古、河北、渤海、黄海，总面积 14.75 万 km2。据统计，2020 年全省总人口 4351.7 万人，其中城镇人口占 68%，全年 GDP25115 亿元，虽然同比增长 0.6%低于全国增速 2.3%，但已属不易。全省共下辖沈阳市、大连市、鞍山市、抚顺市、本溪市、丹东市、锦州市、营口市、阜新市、辽阳市、盘锦市、铁岭市、朝阳市和葫芦岛市 14 个地级市和绥中县、昌图县 2 个省管县。从地域格局上，可以将辽宁省各市划分成辽北、辽西、辽东和辽南4 个区域。2 研究方法2.1 数据预处理本研究所用数据来源于 2012-2020 年各地级市统计年鉴、辽宁省水资源公报及统计年鉴等资料。考虑到各指标的数量级或量纲不同无法直接参与计算，有必要对所有参评指标初始数据进行标准化处理，对于正向指标(数值越大则耦合协调度越高)和负向指标(数值越小则耦合协调度越高)，预处理公式如下：-=)min()max()max()min()max()min(jjijjjjjijijxxxxxxxxX (1)式中：Xij、xij代表第 i 年参评指标 j 的标准化值和初始实测数据；max(xj)、min(xj)代表研究时段内参评指标 j 的最大和最小值，经处理各指标值处于 01 之间。2.2 构建评价体系本研究从经济、社会、空间、人口4个方面选择能够科学全面地反映新型城镇化质量的典型指标，从水资源压力状态响应3个方面选择能够反映人类活动对水资源安全压力的代表性指标，结合新型城镇化试点绩效指标指引、城镇化规划建设评价体系、生态保护目标任务以及水资源安全空间差异特征构建多层次综合评价体系11-12，如表1所示。表 1 水资源安全与新型城镇化质量评价体系目标层系统层准则层指标层权重属性水资源安全与新型城镇化的协调度评价 O水资源安全 R压力 R1人均水资源量 R11(m3/人)0.0826+地表水资源量 R12(亿 m3)0.0834+地下水资源量 R13(亿 m3)0.0828+万元 GDP 用水量 R14(m3)0.0865-万元工业产值用水量 R15(m3)0.0866-农田灌溉亩均用水量 R16(m3)0.0804-状态 R2饮用水源水质达标率 R21(%)0.0822+河流水质达标率 R22(%)0.0841+城镇居民生活人均用水量 R23(m3)0.0810-响应 R3城市人均公园绿地面积 R31(m3)0.0837+农村自来水普及率 R32(%)0.0811+城镇污水处理率 R33(%)0.0856+城镇化质量 U经济发展 U1人均 GDPU11(元)0.0860+非农业产值占 GDP 比重 U12(%)0.0808+城镇人均可支配收入 U13(元)0.0856+社会发展 U2卫生技术人员 U21(人)0.0851+居民消费价格指数 U220.0812-固定资产投资总而 U23(亿元)0.0878+人口发展 U3城镇化率 U31(%)0.0815+二三产业从业人员比例 U32(%)0.0812+高等教育毛入学率 U33(%)0.0830+空间发展 U4建成区面积 U41(km2)0.0837+人均耕地面积 U42(亩)0.0830+建成区绿化覆盖率 U43(%)0.0811+179 2023 年 第 1 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.1.2023 （第 51 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.51）2.3 协调度计算为保证评价结果的科学合理性，本研究利用模糊层次分析法(FAHP 法)计算各指标权重，具体流程参考董雯等13研究成果，结果见表 1。设 反 映 水 资 源 承 载 力 的 n 项 指 标 为 R1、R2、Rn，反映城镇化质量的 m 项指标为 U1、U2、Um，则有：=njjjRaRg1)(2)=mjjjUbUf1)(3)式中：g(R)、f(U)代表水资源承载力和城镇化质量评价函数；aj、bj代表参评指标权重；Rj、Uj代表经变向或标准化后的数据。通过上式可以计算出研究期间水资源承载力与城镇化质量综合指数。为反映水资源承载力与城镇化质量之间的协调水平，依据综合指数构建定量评价水资源承载力与城镇化质量的协调度模型14-15，其表达式为：kiiiiiUfRgUfRgC=22)()()()(4)式中：Ci代表第 i 年的协调度，其取值范围为01，C 值越大则 g(Ri)与 f(Ui)的离差越小，城镇化质量与水资源承载力子系统越协调；g(Ri)、f(Ui)代表第i年的水资源承载力和城镇化质量综合指数；k 代表调节系数，反映城镇化质量与水资源承载力之间的组合协调度，结合相关资料 k 2，本研究k 取 2。根据有关划分标准和耦合度极限值，将协调度数值 C 划分成 10 个等级16，各等级的类型和特征如表 2 所示。表 2 耦合协调度等级取值区间耦合协调等级耦合协调类型(0.0，0.1)极度失调失调衰退0.1，0.2)严重失调0.2，0.3)中度失调0.3，0.4)轻度失调0.4，0.5)濒临失调轻型发展0.5，0.6)勉强协调0.6，0.7)初级协调协调发展0.7，0.8)中级协调0.8，0.9)良好协调0.9，1.0)优质协调3 结果与分析3.1 时序耦合分析在水资源安全与城镇化质量耦合时序上，若超过水资源的承载极限则区域水资源将出现衰退，因此也会阻碍城镇化的发展；反之，若水资源超出经济承受能力则城镇化质量会下降，也就难以持续保障水资源安全。本文结合区域水资源利用和城镇化进程实际情况，通过计算确定 20122020 年水资源安全和城镇化质量综合指数及其耦合度，如表 3 及图 1 所示。表 3 20122020 年子系统综合指数及协调度指数201220132014201520162017201820192020新型城镇化质量 0.0010.0070.0400.0860.1460.2410.3600.5150.805水资源承载力0.0080.0160.0510.1260.1850.2820.3960.5520.816协调度 C0.6850.7810.8350.8900.9120.9450.9770.9950.998图 1 20122020 年综合指数及耦合度变化趋势1）自 2012 年以来，辽宁省经济水平的不断提高加快了城镇化进程，尤其是沈阳经济区、振兴老工业基地和沿海经济带战略的实施，对推动城镇化建设发挥着积极作用，截至 2020 年城镇化率已达到 71%，发展速度达到全国中高水平。另外，2014年新型城镇化试点工作开展以来，有效强化了区域资源环保型的生活、生产方式，进一步扩大了生态绿色发展范围，资源条件、生态环境、社会发展对人口的承载力也明显提升。2）研究期间水资源安全综合指数明显提升，尤其是 20182020 年呈快速上升趋势，这说明区域水资源处于优越发展态势。该变化趋势主要与辽宁省近几年积极营造绿色开放空间，贯彻落实水资源保护、受损水生态空间修复以及优质水生态资源保护制度有关。然而，各年份之间的综合指数存在 180 2023 年 第 1 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.1.2023 （第 51 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.51）差异说明水资源开发保护力度尚不均衡。3）2012-2020 年协调度 C 总体呈逐年上升趋势，从2012年的0.685不断增长到2020年的0.998，最终达到优质协调阶段，说明人们生活的基本目标已经转向成城镇化质量与水资源安全问题。总体而言，辽宁省水资源安全与城镇化质量呈现稳步发展态势，区域水资源安全承载力较好且兼顾了城镇化发展质量。3.2 各地市耦合度值通过计算 2020 年各地级市综合指数及其耦合协调度值，全面分析各区域水资源安全及其城镇化水平，如表 3 及图 2 所示。表 3 2020 年子系统综合指数及协调度地级市新型城镇化质量水资源承载力耦合协调度耦合阶段备注沈阳市0.5720.4850.961A依据区域位置相邻、经济规模相当和耦合度相近的原则，合理划分耦合类型大连市0.5920.4810.945A鞍山市0.5510.4900.981A抚顺市0.5000.5061.000A本溪市0.5470.4720.971A丹东市0.4350.5120.970A锦州市0.4220.4610.992B营口市0.