鄱阳湖生态经济区水土资源与经济发展耦合分析及优化路径

2013-09-23吕添贵吴次芳游和远

中国土地科学 2013年9期

吕添贵，吴次芳，游和远

（1.浙江大学公共管理学院，浙江杭州310029；2.浙江财经学院工商管理学院，浙江杭州310018）

水土资源作为社会经济发展的最根本的自然资源，区域经济发展是否与其水土资源禀赋相互耦合，对区域社会经济可持续发展密切相关[1]。随着中国城镇化和工业化建设的快速推进，对建设用地和水资源的需求量大幅增加，加上区域工程性缺水、资源性缺水和季节性缺水因素的存在，使得水土资源与经济发展供需矛盾进一步凸显。如何实现快速城镇化进程中的水土资源承载与经济增长之间的有效耦合已成为当前研究的热点之一。目前众多学者从资源承载与经济发展之间的关系做了大量研究[2-5]，资源与经济发展耦合评价多以土地资源或水资源单一指标为主，而由于水土资源自然耦合作用的存在，使得单一的土地资源或水资源承载力指标与经济发展指标进行耦合研究存在明显不足，甚至一定程度上失去对现实的指导意义。因而，针对资源与经济发展耦合指标比较单一现状，本文以鄱阳湖生态经济区为对象，结合其保护“一湖清水”的战略构想和所处的城镇化发展阶段，采用信息熵权法[6]对水土资源综合指标与经济发展指标进行耦合评价，不仅有利于从理论上克服资源指标单一的弊端，阐明人类活动强度高的地区资源与经济发展协同配置问题，而且有利于在实践中提高资源配置效率和保障生态经济区生态安全，同时为其他生态经济区建设提供借鉴。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域

鄱阳湖生态经济区以鄱阳湖为中心，位于江西省北部，地处中纬度地带，东经114°29′—119°42′、北纬27°30′—30°06′之间。鄱阳湖作为一个季节性变化巨大的吞吐型湖泊，湖水更换周期短，其独特的形态和变化特征，为缓解湖泊富营养化，维护“一湖清水”提供了先天有利条件，同时鄱阳湖水环境的变化与鄱阳湖流域的生态环境息息相关，而鄱阳湖流域范围与江西省行政区划范围的高度吻合，为鄱阳湖的生态系统适应性管理提供了得天独厚的条件[16]。这些有利条件使鄱阳湖不仅成为中国长江中下游水生态安全保障区，也成为中国最大的淡水湖、国际重要湿地和亚洲最大的候鸟越冬地，是世界自然基金会划定的全球重要生态区之一[7-8]。2009年国务院批准《鄱阳湖生态经济区规划》[9]，标志着鄱阳湖生态经济区建设正式上升为国家战略，生态经济区面积为51227 km2，包括南昌、景德镇、鹰潭3市，以及九江、新余等31个县（市、区），占全省面积的30.69%。鄱阳湖生态经济区作为江西省重要的工农业生产基地，2010年实现生产总值5478.99亿元，占全省的57.97%。未来一段时期是鄱阳湖生态经济区城镇化、工业化加速推进的重要时期，迫切需要增加城镇化用地供给量和工农业生产生活用水量。同时，鄱阳湖作为流域物质能量的汇聚中心，深受流域中上游地区以及与江湖作用相关的一系列自然过程和人为活动的影响，包括干旱、洪涝灾害并存及工程性缺水、季节性缺水[10]等状况，随着水土资源生态阈值有限性与经济发展资源需求无限性之间的矛盾不断凸显，科学评价水土资源与经济发展之间的耦合状况，提高经济发展与资源承载之间的适应性[11]，是鄱阳湖生态经济区社会经济可持续发展的必然选择。

1.2 研究方法

耦合度是描述系统发展过程中参量之间协同作用强弱程度，根据协同论原理，系统走向有序的关键在于系统内部各子系统间的协同作用，耦合度正是这种协同作用的量度[12]。运用“耦合度”方法，能够分析鄱阳湖生态经济区水土资源承载力与经济系统之间耦合的阶段特征。本文利用《江西省统计年鉴（2010年）》[13]，把资源与经济两个系统通过各自的要素产生相互作用、彼此影响的程度定义为生态经济系统耦合度，主要由三部分组成，即耦合度模型、耦合协调度模型以及协调发展的分类体系与判别标准[14]。

1.2.1 功效函数为消除各指标间数量单位的差异，本文采用无差标准化法对指标进行标准化处理。由于水土资源指标与经济指标存在正、负指标，因此具体计算公式如下：

式1中，设变量μi（i=1，2，…，m）为系统序参量，μij为第i个序参量的第j个指标，其值为χij（j=1，2，…，n）。αij、βij为系统稳定临界点上序参量相应指标的上、下限值，则χij对系统有序的功效系数。

本文采用熵权法确定指标权重[6]，根据相关公式可求得2010年生态经济区的耦合指标权重，作为最终的指标权重。

1.2.2 耦合度函数在构建功效函数的基础上，借鉴物理学中的容量耦合概念和容量耦合系数模型，推广得到多个系统相互作用的耦合度模型：

式2中，μ（n=1，2，…，m）为各子系统评估值，m为子系统的个数，C为耦合度，且C∈［0，1］。在研究中，共有水土资源承载系统和经济发展系统两个子系统，因而m=2，可推导得到：C=2{（μ1×μ2）/（μ1＋μ2）2}1/2。其中，μ1为水土资源承载系统综合评价值；μ2为经济发展系统综合评价值。

1.2.3 耦合协调度模型在对比研究中，单纯依靠耦合度进行判别容易产生误差，从而出现结论偏离实际情况。通过构建水土资源与经济系统耦合协调度函数，可以评判鄱阳湖生态经济区资源承载系统与经济系统间交互耦合的协调程度，协调度如下：

式3中，D为协调度；C为耦合度；T为水土资源承载系统与经济系统协调指数。

式4中，a、b为待定系数，通过对比研究认为资源承载系统与经济发展系统的贡献相同，取a＝0.5，b＝0.5，μ1、μ2分别代表水土资源综合评价值、经济系统综合评价值。

1.3 协调发展分类体系及判别标准

按照协调度的大小程度，将系统分为4个大类10个亚类，再根据水土资源承载系统综合评价指数（μ资源）与经济发展系统综合评价指数（μ经济）之间的相互关系，将其分为不同基本类型（表1）。

2 耦合度评价指表体系与权重计算

2.1 耦合度评价指标体系

耦合指标体系的构建，不仅要体现水土资源与经济发展内在联系，还应考虑数据的可获取性。根据以上原则，水土资源指标通过PSR分析框架选取；经济发展指标则通过总体—结构—效率进行整体衡量，以反映生态经济区经济发展状况，表2中除去万元二、三产业用水量指标为负功效外，其余指标均表现为正功效。

2.2 序参量指标权重计算方法

采用信息熵权法计算得出各评价指标权重值，从而避免人为主观赋权偏差（表2）。

3 计算结果与特征分析

通过综合计算得出，鄱阳湖生态经济区水土资源承载综合评价指数（μ资源）、经济系统综合评价指数（μ经济）、耦合度、协调度及μ资源与μ经济的对比关系（表3）。

表1 资源与经济耦合评价指标分类体系及判别标准Tab.1 The classification system and criteria for assessing the coupling degree between resources and economic development

表2 资源与经济耦合评价指标体系及权重Tab.2 Index system of assessing the coupling degree between resources and economy

（1）从耦合度来看，各县、市、区水土资源系统与经济系统耦合程度差异明显。市区耦合水平整体较低，南昌市区最高为0.621，抚州市区最低为0.112。在县域行政区中，除南昌县耦合度大于0.9以外，其余县级均小于0.7，其中均值最低的为瑞昌为0.209。从空间分布来看（图1），耦合度以鄱阳湖为核心，呈现以圈层形式向外逐渐递减趋势，也说明了水土资源承载分布不均状况。

（2）从协调程度来看，协调度基本为中度协调和低度协调类型，只有南昌市城区、南昌县、丰城市处于高度协调。在鄱阳湖生态经济区范围内市区的水土资源承载力系统与经济系统协调程度最好的为宜春市，平均值0.513，为高度协调；其次为南昌市，平均值为0.493，协调程度为中度协调；最差的为抚州市，平均值为0.234，属于低度协调。在空间分布上，协调度仍以鄱阳湖为核心，整体布局以圈层形式向外逐级递减。

表3 鄱阳湖生态经济区资源与经济耦合评价结果Tab.3 The results of assessing the coupling degree between resources and economic growth in the Ecological Economic Zone of Poyang Lake

（3）从耦合协调度类型来看，鄱阳湖生态经济区水土资源承载与经济发展耦合程度大部分属于中度不协调、轻度不协调类型，其中，南昌市耦合协调程度最高，处于中级协调类。轻度不协调类以九江县、永修县、德安县等为主；而中度不协调类区域以城市建成区为主，如九江市区、景德镇市区、鹰潭市区，呈现出分布不匀状态。

图1 鄱阳湖生态经济区资源与经济耦合度空间分布Fig.1 The spatial distribution of the coupling degree between resources and ceconomic growth in the Ecological Economic Zone of Poyang Lake

（4）从μ资源与μ经济对比类型来看，有6个县、市、区属于环境滞后型，分布在城市建成区，其余25个县、市、区为经济滞后型，即鄱阳湖生态经济区水土资源承载与经济发展不同步。当μ资源＜μ经济时，说明生态经济区水土资源承载阈值小于经济发展阈值，在经济发展过程中，已过度消耗了水资源和土地资源，经济发展所需容量已超过区域水土资源承载力。因而，对于环境滞后型区域，在推进生态经济区建设过程中，应将更多的资源用在水土资源承载容量维护和提升方面，避免只注重经济发展，而忽略生态系统的内在承载力。当μ资源＞μ经济时，说明水土资源承载力系统滞后于经济发展系统，应根据区域水土资源生态阈值，在保护生态前提下，合理有序开发区域资源。

4 水土资源与经济发展耦合优化路径选择

水土资源承载系统与经济发展系统之间的耦合最优关系为μ资源=μ经济，而2010年鄱阳湖生态经济区31个县、市、区中仍没有一个处于“μ资源=μ经济”型，资源与经济耦合形势比较严峻。特别是生态经济区城镇化和工业化的推进离不开水土资源的保障，而水土资源的过度开发利用将对资源环境带来胁迫，资源阈值本身有限性也是经济发展的制约因素。从表3对比类型可知，环境滞后区域多属县域，而经济滞后区域则多属市区，通过分别采取“经济导向”和“资源导向”的双重优化路径（图2），将促进水土资源与经济发展的有效耦合，进而实现鄱阳湖生态经济区保护生态与发展经济的战略目标。

4.1 环境滞后区域优化路径选择

图2 鄱阳湖生态经济区资源与经济同步耦合优化路径模型Fig.2 The model of resources and economic synchronous coupling optimization in the Ecological Economic Zone of Poyang Lake

（1）采用适应性管理模式，满足不断变化的生态环境需求。水土资源变化的动态性与不确定性是区域水土资源管理取得成功的巨大约束，而适应性管理是有效处理复杂性问题的有效方法。适应性管理基于生态系统功能和社会经济发展需要两方面建立可测定的目标，通过控制性的科学管理、监测和调控管理活动以提高数据收集水平，来满足生态系统容量和社会需求方面的变化[15]。针对环境滞后型区域，结合水土资源生态阈值与经济发展对资源需求变化情况，适时调控资源供需策略，提升自身水土资源承载容量，提高区域环境变化与经济发展之间的耦合协调度。

（2）构建生态屏障区，提供良好的水土资源环境。生态屏障区的构建是保护鄱阳湖“一湖清水”目标的内在要求和“湖泊—流域”系统整体特征的客观需求[16]，特别是生态经济区作为流域物质能量的汇聚中心，生态经济区经济发展所需良好的空气、水等资源，不仅取决于鄱阳湖生态经济区生态环境本身，更取决于整个鄱阳湖流域以及与江湖作用相关的一系列自然过程和人类活动的影响，因而，生态屏障区的构建是提高水土资源承载力的关键。而加强生态屏障区建设一般通过加强流域生态系统内在规律研究，以及通过生态补偿机制构建来是实现财政转移支付、优惠政策倾斜、产业项目扶持、技术人员培训等，以提高生态屏障区构建主体的积极性和主动性。

4.2 经济滞后区域优化路径选择

（1）优化城镇土地资源配置，提升经济建设基础保障水平。鄱阳湖生态经济区大部分县、市、区属于经济滞后型，资源开发力度远低于其资源承载力阈值。促进城镇化建设，土地资源优化配置是优先途径[17]，主要包括土地数量结构优化、土地利用时间组织优化、土地利用空间布局优化和土地利用效益优化。通过从土地资源优化配置角度，保障滞后型地区城镇化基础设施需要，实现生态经济区各项经济建设的有效推进。

（2）加快区域产业优化布局，提高资源与经济协调度。加强经济滞后区域建设，产业升级优化是提高资源与经济协调水平的核心。根据生态经济区各滞后区域资源分布状况，发展地方特色产业，在生态经济区湖滨范围内以升级农业产业、加大生态旅游、发展绿色环保产业等为主；而湖滨外围区域则通过优化农业产业、构建园区新型循环生态工业以及生态旅游服务业，在滨湖内外以“三位一体”产业优化布局带动城镇化建设，实现资源环境保护前提下的区域社会经济全面发展。