基于DPSIR模型的中部地区水生态环境指标体系构建及评价

吕连菊，叶兴娅

基于DPSIR模型的中部地区水生态环境指标体系构建及评价

吕连菊1，叶兴娅2

（1.南昌工程学院 经济贸易学院； 2.南昌工程学院 工商管理学院，江西 南昌 330099）

基于DPSIR模型，建立中部地区水生态环境质量评价指标体系，利用客观赋权熵值法确定指标权重，定量分析2010—2019年中部地区水生态环境状况。结果表明：中部地区及其六省的水生态环境质量总体呈现发展向好的趋势，但缺乏稳定性，2010—2019年水生态环境质量都经历了一定的波动，尤其是“十三五”规划提出后虽然整体都有较好的发展趋势，但个别省份仍然有波动起伏现象。最后，针对中部地区水生态环境中所存在的问题，提出促进水生态环境可持续发展的措施。

水生态环境；DPSIR模型；熵值法；中部地区

中部地区东接沿海，西接内陆，是国家经济发展的重要支柱，重视中部地区水生态环境的发展，对于统筹城乡发展、转变经济发展方式具有重大作用。改革开放40多年以来，我国城市化发展进程十分迅速，截至2020年末，我国城镇化率已经达到了63.89%，这标志着我国城镇化的发展到了一个新的时期。然而，随着城市化的不断发展，中部地区水资源供需矛盾日益紧张，水生态环境恶化问题日益严重，改善水生态环境迫在眉睫。

众所周知，水生态环境的保护，是新时代可持续发展的必需品，加大对水生态环境的保护，对于建设生态文明城市、促进经济健康可持续发展具有重要意义。党的十九大报告明确指出，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。同时，《国家新型城镇化发展规划（2014—2020年）》也明确提出我们要顺应现代城市发展新理念新趋势，将生态文明的理念全面融入城市发展，构建绿色生产方式、生活方式和消费模式，推动城市绿色健康发展。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，开创中部地区崛起新局面，明确要巩固生态绿色发展格局，推动中部地区加快崛起。因此，就水生态环境进行测度评价，对于中部地区水生态环境的保护有着非常重要的理论意义和现实价值。

1 文献回顾

改善水生态环境，维护河湖健康可持续发展，是实现高质量发展的重要保障；水生态环境是一个地区的品牌、生产力和凝聚力。近年来，学术界对水生态环境方面的研究取得了一些成果，主要集中在以下几个方面：

(1) 生态环境质量测度与评价，主要有刘翔宇等[1]、熊尚彦和李拓夫[2]分别运用综合指数法、熵权物元模型对长三角中心区27个城市、长江中游经济区4个省份生态环境质量进行测度与评价；Han等[3]、Yang等[4]、Xu等[5]分别对兖州矿业、榆神府煤矿、徐州市沛县矿区生态环境质量进行综合评价分析；田艳芳和周虹宏[6]则从自然环境、社会环境、经济环境三方面构建环境质量指标体系，对上海市城市生态环境质量进行评价；Han和Cao[7]采用层次分析法评价了南京MV工业园区生态环境质量；Hao等[8]分析了京津冀地区生态环境质量评价的进展、成效以及存在的问题,并提出建议。

(2) 生态环境治理，主要有付景保[9]、崔晶等[10]以黄河流域为研究对象，前者提出黄河流域生态环境多主

体协同治理的“5666”治理发展模式；后者提出从赋予流域协调机构更多的权力和职能、完善条块协作的法律体系、保障协作制度的自我更新能力三方面来调和生态环境协作治理中的条块关系。季永兴等[11]、李海生等[12]、李云生等[13]则针对长三角以及长江流域生态环境做出了思考并提出了治理对策。

(3) 生态环境影响因素研究。李华等[14]探讨了我国沿海各区域海洋经济发展的生态环境响应变化及影响因素；李梦程等[15]则对我国12个海岛县旅游发展与生态环境的耦合协调发展因素进行了探究；彭坤杰等[16]则对长江经济带旅游产业区域经济生态环境系统影响因素进行了探析。

(4) 水生态环境问题及对策。主要有郭晗[17]、房平等[18]、刘录三等[19]分别针对黄河上游流域、延河流域以及长江流域水生态环境中存在的问题提出建设性对策[17–19]。

综上所述，现有文献主要集中于生态环境质量测度与评价、生态环境治理、生态环境影响因素研究等方面，鲜有对水生态环境质量进行测度及其评价的研究。因此，本文基于2010—2019年的面板数据，从驱动力、压力、状态、影响、响应五方面构建中部地区水生态环境指标体系对中部地区水生态环境现状进行测度，以期探索出促进水生态环境健康可持续发展的长久之路，为其他地区水生态环境的保护提供参考。

2 水生态环境测度的指标体系构建

2.1 DPSIR模型

DPSIR模型是欧洲环境署在PSR（压力-状态-响应）和DSR（驱动力-状态-响应）模型基础上提出的，系统地概括了社会与生态环境之间相互作用、相互影响的关系，兼具了PSR模型和DSR模型的优点，该模型包括了驱动力（Driving force）、压力（Pressure）、状态（State）、影响（Impact）、响应（Response）5个方面，其关系见图1。

其中驱动力（D）是指人口、经济等潜在因素直接或间接引发水生态环境发生变化。压力（P）是导致水生态环境发生变化的人为因素。状态（S）是水生态环境在驱动力以及压力驱使下的现实状况。影响（I）是水生态环境发展变化对社会、经济结构等产生的影响。响应（R）是人类为保护水生态环境，促进水生态健康可持续发展所制定的积极政策或采取的保护措施。

图1 DPSIR模型关系图

2.2 水生态环境测度指标体系

本文旨在对中部地区水生态环境现状进行测度，因此，需要构建中部地区水生态环境指标体系反映和刻画中部地区水生态环境整体状况，根据数据的可获得性、典型代表性以及科学性原则，本文在前人研究的基础上，基于DPSIR模型，重点选取驱动力、压力、状态、影响、响应5个一级指标，城市人口密度、人均地区生产总值、人口自然增长率、污水排放量等21个二级指标构建中部地区水生态环境测度指标体系（见表1）。各指标数据主要来源于2011—2020年《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》，以及中部六个省份的相关统计年鉴、水资源公报。

表1 中部地区水生态环境测度指标体系

表1 中部地区水生态环境测度指标体系（续）

3 水生态环境测度的方法

目前学术界对于水生态环境质量测度的方法多种多样，主要有主成分分析法、模糊综合评价法、耦合协调分析法、熵权法等，由于所研究区域包括多个地区水生态环境综合指数测度，为了权重的科学性、客观性，本文将采用客观赋权的熵值法对权重进行设置，通过获得的客观数据，对数据首先进行无量纲的标准化处理，然后计算各个指标在各方案下的比值，再计算其熵值和变异系数，从而求得其指标权重，能够有效规避个人主观性赋权的局限性。其具体计算步骤如下。

(1) 由于所选水生态环境指标具有正负向之分，为消除量纲及数量级大小不同造成的影响，将对原始数据进行标准化处理，公式为：

式中：为原始指标值，、分别表示原始指标的最大、最小值。经过标准化处理，使所有的指标值都在[0,1]之间。

(4) 确定指标权重：

熵值法根据各指标之间的相关关系或指标之间的差异来确定其权重向量，指标的变异程度越小，所反映的信息量也越少，其对应的权重也越低。通过上述熵值法的计算，可以求得中部六个省份的指标权重，如表2所示。

表2 中部六省水生态环境测度指标体系权重

表2 中部六省水生态环境测度指标体系权重(续)

由表2可知，影响中部地区水生态环境质量最重要的三个因素分别是节水措施投资总额、工业用水重复利用量、人均水资源量；影响山西、安徽和湖南水生态环境最主要的因素分别是人均用水量、工业用水重复利用量和人口自然增长率，工业废水治理设施本年运行费用则是影响江西、河南、湖北三省水生态环境的主要因素。综上可知，影响中部地区及其六省水生态环境的主要因素包括节水、水资源量、人口、工业废水治理等方面，因此，应该从这几方面采取相关措施保护水生态环境。

4 中部地区水生态环境评价结果分析

将得到的指标权重与地区第个指标的比相乘再求和得到中部地区以及中部六省的水生态环境综合得分，综合得分公式如下：

通过上述公式求得中部地区及其六省水生态环境综合得分具体如图2所示。

图2 中部地区及其六省水生态环境综合得分

就中部地区而言，由图2可以看出，中部地区2010—2018年水生态环境总体呈平稳发展趋势，2018—2019年呈上升趋势，水生态环境整体质量一般，这主要是因为中部地区以经济建设为中心，大力推动经济平稳较快发展，对生态环境建设和保护方面的重视力度不够；2016—2020年是“十三五”规划时期，中部地区积极响应国家政策，加大对水生态环境的建设以及保护力度，因此，2018—2019年中部地区水生态环境状况逐渐变好，2016年开始实行“十三五”规划，但2016—2018年中部地区水生态环境并没有好转趋势，这可能是因为政策刚刚实施，其效果还需要一定的时间呈现。

就山西省而言，山西省2010—2016年水生态环境质量总体呈波动下降趋势，水生态环境状况较差，其原因是该阶段山西省工业用水重复利用量急剧减少，工业用水利用效率大大降低；加之山西省煤矿资源丰富，对煤矿过度开采导致水土流失、地下水匮乏等问题突出，水生态环境遭到严重破坏。2016—2019年山西省水生态环境呈上升趋势，这可能是因为“十三五”规划的提出，加强了地方政府的环保意识，加大了对水生态环境的保护力度。

就安徽省而言，安徽省2010—2012年水生态环境保持持平状态，2012—2013年、2015—2019年保持持续上升趋势，究其原因是这两个阶段安徽省人均用水量逐年递减、工业用水重复利用量逐年增加、污水处理厂污水处理能力不断提高，这些措施在一定程度上保护了安徽省水生态环境。2013—2015年安徽省水生态环境呈下降趋势，这是因为安徽省人口的增加，加大了对水资源的需求，从而增加了对水资源量的压力。

就江西省而言，江西省2010—2011年水生态环境质量急剧下降，这是因为江西省水土流失面积大、治理难度大；工业废水治理设施运行费用减少，对水生态环境保护的投入不足。2011—2019年江西省水生态环境质量波动上升，其中2018—2019年上升趋势明显，原因是江西省作为首批建设生态文明试验区的省份之一，积极打好污染防治攻坚战，依法淘汰了落后产能，完善了污水处理设施，提高了污水处理厂污水处理能力，减少了废污水排放量。

就河南省而言，河南省2010—2016年水生态环境质量呈现出下降趋势，2010—2011年下降趋势明显，其原因是工业废水治理设施本年运行费用的投入减少，且由于设施老化，导致漏损水量增加，对生态环境的保护力度不够。2016—2019年总体呈上升趋势，这主要是因为“十三五”规划新发展理念的提出加强了河南省对水生态环境的保护力度，积极投身于水生态环境建设，淘汰高污染企业，加强污水处理设施建设与改造。

就湖北省而言，湖北省2010—2011年、2013—2019年水生态环境质量均呈上升趋势，发展较好，这是因为湖北省这几年对生态建设和环境保护的投入力度较大，除政府直接投资以外，湖北省还改变传统收费模式，率先开展排污费征收改革，将生态环境保护资金用到实处。2011—2013年下降趋势明显，其原因是湖北省这三年对工业废水治理设施本年运行费用、节水措施投资总额以及废水治理设施数的投入大大减少，对水生态环境的保护力度不够。

就湖南省而言，湖南省2010—2016年水生态环境质量有所波动，整体呈下降趋势，其中2010—2011年、2015—2016年下降趋势明显，这是因为过去重生产轻生态、工业“三废”排放量大，加之自然条件复杂、生态环境脆弱等导致生态环境恶化。2016—2019年湖南省水生态环境质量大幅度上升，发展迅猛，究其原因是2016年后湖南省人口自然增长率逐渐下降，这在一定程度上减少了对水资源的使用和破坏，另一方面是因为“十三五”规划的提出，“五个发展”新理念加强了对生态环境建设的重视。

总体而言，中部地区及其六省的水生态环境质量总体呈现发展向好的趋势，但缺乏稳定性，2010—2019年水生态环境质量都经历了一定的波动，尤其是“十三五”规划提出后虽然整体都有较好的发展趋势，但个别省份仍然有波动起伏现象。表明中部地区水生态环境的保护力度不够，还需加大对水生态环境的保护力度。

5 对策建议

根据2010—2019年中部地区水生态环境质量评价结果，发现中部地区水生态环境存在诸多问题，为此提出以下对策及建议：

对山西省而言，一是发展经济的同时也要注重对生态环境的保护，要继续推动产业结构优化调整，依法淘汰落后产能；二是要建立健全生态环境保护监管机制，加强对生态环境排污费征收及使用管理，加大对企业生产生活中非法排污的处罚力度；三是要加大对水生态环境保护和治理的宣传力度，提高人民群众和企业的生态环境保护意识。

对安徽省而言，首先，要加强对水费的合理收费，可以实行阶梯式收费模式，对于超过规定用水量的用户将加征额外费用，从而提高用水户的节约意识；其次，生态环境部门要加强部门协作，建立完善的联动监管机制，不定期开展水生态环境调查工作，将水生态环境保护落实到生产生活中；最后，要建立透明化的信访制度，加大对水生态环境治理和保护的监管力度，切实解决群众身边突出的水生态环境问题。

对江西省而言，第一，要构建科学有效的水土保持监测体系，通过科学高效的设备随时监测水土流失情况，从而第一时间做好保护措施，同时要制定保护水土流失的法律条规，依法对各种破坏生态环境的行为进行处罚，减少水土流失面积；第二，要加大对水生态环境保护的投入，坚持政府与市场两手发力，同时积极引导民营组织和社会组织等第三方加入水生态环境保护队伍中来，推动建立多渠道、多元化、多方位的水生态环境投入保障体系。

对河南省而言，其一，要加大对资金投入的力度，拓展资金来源渠道，为水生态环境保护和水污染防治工作提供坚实的经济支持，同时要对保护水生态环境的专项资金进行监督，确保每一分用到实处；其二，要完善基础用水设施，对于老化管道等用水设施要及时换新或维修，减少水资源的漏损量，提高水资源利用效率。

对湖北省而言，一方面，要协调好经济发展与水生态环境保护两者之间的关系，既要抓生态环境保护，也要抓经济发展，良好的经济发展可以为水生态环境保护治理工作提供资金支持，水生态环境的发展又可以反哺经济发展，为经济发展提供良好的生态资源条件，二者相辅相成，不可或缺；另一方面，虽然外部环境复杂，生态环境治理面临着更大的挑战，但也决不能降低对水生态环境的保护力度，仍然要加大对水生态环境治理保护的投入力度。

对湖南省而言，首先，要加快建设节水型社会，增强企业和群众的环保意识、节水意识、社会责任意识；鼓励企业创新技术，提高水资源利用效率，实现循环用水；其次，由于生态环境脆弱、自然条件比较复杂、治理难度大，因此，更要做到精准施策、科学施策、因地制宜，不可全盘采用其他地区的保护措施，否则可能会对水生态环境造成二次伤害，得不偿失。

总之，中部地区要将水生态环境保护摆在重要位置，坚持理论与实践相结合的原则，针对水生态环境中存在的问题对症下药、因地制宜、精准治污。

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Construction and Evaluation of Water Ecological Environment Index System in Central China Based on DPSIR Model

LV Lian-ju1, Ye Xing-ya2

2. School of Economics and Trade, Nanchang Institute of Technology, Nanchang Jiangxi 330099;Business Administration College, Nanchang Institute of Technology, Nanchang Jiangxi 330099, China）

Based on DPSIR model, the evaluation index system of water ecological environment quality in Central China is established, the index weight is determined by objective weighting entropy method, and the water ecological environment in Central China from 2010 to 2019 is quantitatively analyzed. The conclusion shows that the water ecological environment quality of the central region and its six provinces generally shows a good trend of development, but lacks stability. The water ecological environment quality has experienced certain fluctuations from 2010 to 2019. Especially after the 13th five-year plan is put forward, although there is a good development trend as a whole, some provinces still have fluctuations. Finally, in view of the problems existing in the water ecological environment in the central region, the measures to promote the sustainable development of water ecological environment are put forward.

water ecological environment; DPSIR model; Entropy method; central region

2022-03-03

国家自然科学基金项目（71764018）；江西省社会科学基金项目（21JL08D）；江西省2021年度研究生创新专项资金项目（YC2021-S809）；江西省高校人文社会科学研究项目（JJ21212）

吕连菊（1982—），女，湖北武穴人，副教授，硕士，研究方向：水资源经济。

叶兴娅（1997—），女，贵州遵义人，硕士研究生，研究方向：水资源经济，E-mail: kdx1982@126.com。

X824

A

2095-9249（2022）03-0053-07

〔责任编校：王中兰〕