水生态文明建设系统要素的体系模型构建研究

刘芳　苗旺

摘要 水生态文明是生态文明的核心部分，水生态文明程度的高低，直接影响整个生态文明建设的进程。作为一项开拓性工作，当前亟须构建水生态文明建设的要素体系，并给出对系统关键要素进行识别及对系统要素作用机制进行动态性分析的方法。论文整合水生态文明建设的社会属性和自然属性，探究了水生态文明建设中系统要素的类型、存在形式及其传导机理，构建了包括水安全、水生态、水环境、水利用、水管理、水文化六大要素的水生态文明建设系统要素体系模型。为了验证水生态文明建设体系模型，并发掘关键要素，论文以山东省淮河流域为例，选择了22项该区域水生态文明建设体系模型中的要素，经过统计分析，得到了5项系统关键要素及其重要性排序。为更加深入细致的考察水生态文明建设系统要素的相互作用机理，论文选取前2位关键要素水利用因子和水生态环境因子为例，使用Vensim平台模拟绘制出山东省淮河流域水利用因子和水生态环境因子的系统动力学模型，综合考虑存量、速率变量与辅助变量三种变量的动力学作用关系，对该区域水生态文明建设系统关键要素的作用机制进行了分析，并从动态视角为区域内相关部门的决策制定提供了建议。研究结果表明，水生态文明建设对经济社会发展具有深远意义，将水生态文明建设系统要素归结为水安全、水生态、水环境、水利用、水管理、水文化六大要素体系模型的做法具有理论基础与实证支持，可以为政府相关管理部门对水生态文明建设的评价和管理提供方向，系统动力学分析可用于对特定区域关键影响因素的动态作用关系分析，进而发现提升水生态文明建设水平的途径。

关键词 水生态文明；系统要素；体系模型；系统动力学

中图分类号 C939 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2016）05-0117-06 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.05.014

生态文明是继农业文明、工业文明之后的一种更高级的文明形式，生态文明建设必须渗透或者贯穿于整个经济社会发展之中，使各个领域的发展更加符合生态文明的特征，满足生态文明的要求，渗透生态文明的理念。水是生态环境的主要控制性因素，水生态文明是生态文明的重要组成和基础保障。贯彻十八大精神，我国水生态文明建设取得了明显成效。但作为一项开拓性的工作，水生态文明建设在发展模式、思维方式、工作思路等方面也存在诸多挑战，具体表现在：重水景观等实体建设比较多，重强化以水定产、以水定城的发展理念少；重具体的水管理比较多，重机制体制创新少；重调动政府相关部门积极性比较多，重广大人民群众和社会各界的参与少。究其原因，还在于对水生态文明建设的定位仍不够准确，对水生态文明概念内涵认识尚不全面和统一，对影响水生态文明建设系统因素模糊不清，难以准确把握、有序推进。本文在广泛调研、深入分析、系统归纳总结的基础上，利用数理统计学和系统动力学等方法，对这一问题进行探讨性的研究。

1 水生态文明建设系统要素的体系模型构建

水生态文明是生态文明概念的延伸，其以人水和谐为核心理念，是遵循人、水、社会和谐发展的客观规律，积极关注和优化人水之间的关系，实现人类社会正常生产生活需求与自然水体生态系统健康需求之间的动态平衡，推动经济社会发展和水资源、水环境承载力相协调，建设有序的水生态运行机制和良好的水生态环境所取得的物质与精神方面成果的总和。

从系统动力学的角度看，水生态文明是由多个相关因素组成的动态系统，这个系统主要包括水安全、水生态、水环境、水利用、水管理、水文化六大要素。这六大要素包含了自然属性和社会属性两大方面，以此设计了水生态文明建设系统要素模型（见图1）。

水安全要素主要考察区域防洪排涝与饮水安全保障程度，衡量指标包含城市排水防涝达标程度、防洪保护区标准达标率、集中式饮用水源地安全保障达标率和自来水普及率。水生态要素主要考察区域水生态系统健康程度以及水利工程的生态友好性等，衡量指标有河流生态基流满足程度、地下水超采面积比例、地下水采补平衡状况、河流纵向连通性指数、河湖生态护岸比例、珍稀水生动物损失指数、水土流失治理率和骨干河流不断流情况。水环境要素主要考察区域水污染防治水平与水环境质量。衡量指标包括水功能区水质达标率、Ⅲ类水质以上河长比例、Ⅲ类以上地下水比例和城镇污水处理率、再生水重复利用率等。水利用要素主要考察受评区工业、农业、生活用水和公共供水的水资源节约程度，衡量指标主要有万元工业增加值用水量相对值、农田灌溉水有效利用系数、生活节水器具普及率、公共供水管网漏损率与计划用水实施率。水管理要素主要考察受评区域水资源监控管理能力建设及核心管理制度的落实情况，衡量指标有用水总量控制达标情况、水资源监控管理能力指数、建设项目水资源论证率，以及水生态文明建设相关工作占政绩考核比例等。水文化要素主要考察受评区水文化宣传教育载体建设以及水生态文明意识普及情况，衡量指标主要有水文化宣传教育载体数量、水生态文明宣传教育覆盖率和公众水生态环境满意度。

2 水生态文明建设系统中关键要素的识别

水生态文明建设体系模型在实践应用当中，需要结合区域水生态文明建设实际选取各要素的具体变量指标，进而通过统计分析方法，研究分析各类要素及其相互关系。为了验证水生态文明建设体系模型，并出于区域水生态文明建设成本可行性的考量，有必要将一定区域水生态文明建设体系模型中的要素归结为少量关键性要素，进而有针对性的制定相关政策。本研究以山东省淮河流域为例，选择了22项该区域水生态文明建设体系模型中的要素，经过统计分析，得到了5项系统关键要素及其重要性排序，即水生态文明建设的重点内容，从而为下一步该区域的政策制定提供方向。

2.1 数据收集与分析

本研究以山东省淮河流域为例，随机抽取相关主管部门及治水一线工作者191位，参与调研的人员年龄在23至79岁之间，平均年龄为42岁，平均工作年限为14年，利用问卷调查的方式进行了数据收集工作。所采用的调查问卷包括11道开放式问题和34道封闭式问题，调查问卷所列问题的可靠性源于克隆巴赫系数测试，测试结果为91%。发掘到了影响区域水生态文明建设的具有代表性的系统要素（见表1）。

2.2 结果与讨论

Baaleu球形检验及KMO检验均使用SPSS19.0进行，从结果来看，22个指标的Baaleu球形检验卡方值为5328.399（自由度为231，sig=0.000），22个指标反映的信息具有一定的重叠，具备因子分析的必要。各数据的偏相关性用KMO进行检验，KMO值为0.786，表示适合进行因子分析（见表2）。

22个指标的共同度方面，共同度取值区间为0-1，指标的共同度基本保持在80%以上，说明提取的公因子能解释观测要素的绝大部分。采用主成分分析法抽取特征值大于1的因子，22个指标共抽取到5个公共因子，累计解释方差为86.679%，符合解释量在70%以上的标准。为了更加直观的揭示各因子结构，采取最大方差法对指标正交旋转（见表3）。

通过上述研究分析，最终得到了五个关键要素（主成分）（见表4），具体如下：关键要素一是水利用因子，包括山东省淮河流域公共供水管网漏损率、生活节水器具普及率、水利风景区占地面积、工业用水效率和农业用水效率。关键要素二是水生态环境因子，包括水土流失治理率、水生动植物种群数量、水功能区河湖、地下水达标率、再生水回用率和城镇污水处理率。关键要素三是水管理因子，包括水生态文明建设进展、水资源监控管理能力、区域用水总量控制和水资源价格水平。关键要素四是水安全因子，包括供水安全、用水安全、饮用水源地安全和防洪排涝安全。关键要素五是水文化因子，包括公众参与度、公众满意度、宣传教育度和传统水利工程等水文化载体的保护程度。

3 水生态文明建设系统要素的动力学分析

为更加深入细致的考察水生态文明建设系统要素的相互作用机理，论文以前2位关键要素水利用因子和水生态环境因子为例，对其做进一步的系统动力学分析，使用Vensim平台模拟绘制出山东省淮河流域水利用因子和水生态环境因子的系统动力学模型（见图2），综合考虑存量、速率变量与辅助变量三种变量的动力学作用关系，能够清晰表明不同变量的变动趋势及反馈关系，有利于对区域水生态文明建设系统要素的作用机制进行分析，并从动态视角为政府部门决策制定提供依据。

通过上述系统要素动力学作用机制模型分析，我们发现，在影响水生态文明建设最关键的两个要素之间，也存在着相互联系、互为因果的交互关系。水资源的开发利用每个环节都直接或间接的影响水生态环境，水管网漏损率高、高耗水企业数量多、农业灌溉方式粗放、再生水利用率低、居民生活节水器具不够普及，都会加剧供水的刚性需求，增加水生态环境的承载压力。地下水的超采，更影响着地下水生态的状况。至于污水的处理率、城乡污水排放总量、不合理的涉水建设活动都会给水生态环境带来直接影响。另一方面，水生态环境的改善也将制约和影响着水资源的开发利用。水土流失的有效治理，将有利于涵养水源。增加水利风景区和湿地面积可以达到美化人类生存环境、净化水质的作用。各种水质、水量的改善，还将有效地提高供水的质量，从而保障人民的生命健康。

从上述分析中，我们还看到，水生态文明具有着动态循环、关联度高、普惠民生的鲜明特征，推进这项工作是一项漫长的系统化工程，需要做的工作涉及到各行各业、方方面面，但只要抓住了上述两个关键要素，就会产生事半功倍的效果。

第一，要合理开发利用水资源，保障水供给的良性循环。随着经济社会的发展、人口和城镇化率的提高，水资源短缺已是不争的事实，怎样使有限的水资源保障经济社会的可持续发展，已成为人类共同面对的又无法回避的重大命题。这就需要强化全社会的以水定产、以水定城的发展理念，千方百计提高用水效率；要加快推进现代水网建设的进程，使外调水、地表水、地下水、非常规水资源得到优化配置；要严格实行用水总量、用水效率的双控措施，实行最严格的水资源管理制度；要积极推进水价、水权、水市场的改革，推广工业和农业节水技术，完善旧有输水管网的改造，提高农业灌溉利用系数，促进节水型社会建设。

第二，要强化水生态环境治理，保障水生态的良性循环。要加大水生态环境治理的宣传力度，增强全社会的水忧患意识，形成“绿水青山，就是金山银山”的理念；要加大水土保持治理力度，维持河道基本径流，减少污水排放，减少农田面源污染，维护江河湖泊的健康生命；要加大各项制度建设，建立水生态的补偿制度、水资源的用途管制制度、水生态损害的责任追究制度，用制度来保障供水的安全、生态的安全，真正做到在现有水生态环境下，不仅要保障经济社会的可持续发展，还要为子孙后代留下一片青山绿水。

4 结语

水生态文明建设是时代之需，对于经济社会发展具有深远意义。本文在对水生态文明的系统要素进行梳理的基础上，创建了水生态文明建设系统要素的体系模型框架，通过山东省淮河流域的调查分析，对水生态文明建设的系统要素进行了实证考察，并识别了该区域的关键系统要素，以其中排名最靠前的二类因子为例，通过系统动力学建模的方法进行了更加深入的研究，有利于阐明系统要素的动态作用机理，为水生态文明建设政策的制定及利益相关方治理方式的选择提供了决策参考。

（编辑：王爱萍）