基于相对资源承载力的区域水资源问题研究

中图分类号:F061.5 文献标识码:A

内容摘要:水资源是社会、经济与生态可持续发展的刚性约束,其承载力的确定是经济发展决策的前提。本文通过对区域相对水资源承载力的动态分析,透析目标区域水资源短缺和超负载的现状,描述水资源承载力的变动趋势,揭示可控因子,并提出优化水资源配置的对策。

关键词:相对水资源承载力 可控因子优化配置

水资源,担负环境与资源要素双重身份,是一种可恢复再生,但不可增生的自然资源,是人类生存、环境、经济可持续发展的基础支持系统的子系统。随着我国经济的快速增长、人口基数的逐渐扩大和城市化进程的加快,水资源的需求量与日俱增,与此同时,人类经济活动的加快以及生活方式的转变,对环境造成的负面影响使得水资源的再生能力下降,继而水资源的总量和质量下降趋势明显。水资源的供求矛盾日益凸显,已经成为制约我国经济增长与发展的瓶颈之一。虽然目前我国海水资源淡化技术取得了相当的进展,但受技术处理成本和运输成本的约束,使得我国水资源的短缺困境在较长时期内无法突破。

相对水资源承载力的研究方法

相对水资源承载力是指通过选定一定的区域作为参照区,以该参照区单位水资源承载量为标准,将目标区与参照区的水资源存量进行对比,目的在于分析目标区的水资源对现有人口的承载能力或相对可承载的适度人口数量。它在一定程度上可以相对的反映出,一定时期内区域内资源对该空间人口的基本生存和发展的支撑能力,是评判区域可持续发展的重要参考依据。

本文中,相对水资源承载力的研究,采用相对水资源承载系数描述区域水资源的人口、农业、经济承载能力。经实际检验证明,该系数能够较好地反映某一地区在一定时间内的水资源的相对承载能力,或区域范围内各子区域同一时间的相对承载力。

(一)指标和研究区域的选取

在“区域水资源-生态环境-经济社会” 这个耦合系统中,选定人口数量、农作物播种面积和区域内生产总值作为承载对象;选定各个时期的供水总量代表水资源指标。

本文选定的目标区为河北省,其在水资源短缺问题上具有代表性和典型性。河北省地处渤海地区的中心地带,内环京津。环渤海经济圈的确立以及京津冀区域经济一体化的背景之下,河北省正处于经济提速发展的新阶段,2008年省内经济产出总量位列全国第六。但是,河北省的水资源总量只有119.8亿m3,目前人均171.4m3(水资源人均量在全国排名倒数第四,远远低于极度缺水国际标准≤500m3),而且95%以上的河流出现断流,地下水整体水位连年下降,再加上水域污染问题仍未得到根本解决,致使河北省水资源保障力严重不足。水资源的短缺与经济的提速发展,使对水资源承载力、水资源利用与水生态环境涵养等问题的研究成为河北省不可回避的战略性问题。

参照区选定山东省,源于山东省水资源的整体状况相对于其他省份来讲,与河北省有较好的相似性,而在经济发展程度上远高于全国平均水平,相比较之下能够找到可供借鉴的启示;参照区二选定全国,与全国平均水平相比较,对河北省的水资源承载力进行比较动态分析。

(二)估算方法

第一步:对水资源数据与人口数据和经济数据进行总和标准化处理

x'ij=xij/∑i=1xij(i=1,2,3,……,m,j=1,2,3,……,n) (1)

其中,n为区域的个数,m为要素的个数。

第二步:计算标准化处理后的水资源数据与人口数据的比值,即为相对水资源对人口的承载系数。计算标准化处理后的水资源数据与经济产出数据的比值,即为相对水资源对经济的承载系数。

I=X水资源/X人口 (2)

H= X水资源/X经济产出(3)

N= X水资源/X农作物播种面积(4)

X水资源、X人口、X经济产出、X农作物播种面积分别为总和标准化处理后的水资源、人口、经济产出和农作物种植面积数值;I、H、N分别为相对水资源对人口、经济和农业的承载系数,在一定程度上反映水资源丰裕程度、水资源的时空分布状况以及承载能力。

第三步:评判标准

若I

数据处理

本文按照指标和参照区设计,选取河北省、山东省、以及全国1978-2008年的人口指标、区域经济产出、农作物播种面积和年供水量指标作为基础数据。人口、农作物播种面积与经济产出数据来源于2008年中国统计年鉴,2008年数据,来源于2008年中国国民经济和社会发展统计公报,以及河北和山东的2008年国民经济和社会发展统计公报,各年供水总量数据来源于相应水利公报。

依据相对水资源承载力的分析思路和计算方法,分别以河北、山东和全国作为选定区,以选定区1978-2008年的相应数据为计算基础,得到1978-2008年目标区域、参照区域的相对水资源承载力的相关数据(见表1)。

区域相对水资源承载力的动态分析

(一)相对水资源对人口承载力的比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源人口承载系数介于0.682～0.813之间,即I河北

从表1和图1可看出:一是河北省水资源承载系数远低于全国平均水平,区域内水资源匮乏,并且呈恶化趋势,相对于区域人口的增长保障力不足。同时这一结果也反映出河北省人均需水量,相对高于山东而低于全国的平均水平。二是水资源匮乏状态下,河北省水资源一直处于人口超载状态,同时也表明河北省水资源的节约利用水平,高于全国平均水平但低于山东省。三是区域相对水资源承载力的差异也反映了我国人口、水资源时空分布的差异性。

(二)相对水资源对经济承载力的比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源经济承载系数介于0.599～0.940之间,即H河北

从表1和图2可看出:一是河北省水资源对经济承载力小于全国的平均水平,区域水资源匮乏,当区域经济规模持续扩大和发展提速时,水资源的保障力严重不足。一定程度上表明了河北省单位产出耗水量高于山东低于全国平均水平。二是水资源匮乏状态下,河北省水资源一直处于经济超载状态,同时也表明河北省单位水资源的经济产出效率,高于全国平均水平但远低于山东省(除北京、天津、上海这三个直辖市之外,山东省的水资源利用效率最高),并且与山东省相比水资源的产出效率差距呈扩大趋势。三是区域间的差异反映了我国经济发展程度、水资源分布的区域不均衡性。

(三)相对水资源对农业承载力的比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源农业承载系数介于0.640～0.719之间,即N河北

从表1和图3可看出:农业作为我国的基础产业,各区域的农作物种植面积波动幅度不大,农业需水规模未产生剧烈的变动,并基本上得到了保障。对于河北省,一方面反映了其水资源对农业的承载力系数低于全国的平均水平,区域水资源匮乏,水资源对农业发展的保障力较差。另一方面表明了河北省单位种植面积耗水量高于山东低于全国平均水平,农业用水效率较高是作为严重缺水地区(华北)应该做到的,但是与山东相比,河北省依然存在农业平均用水量过高和农业用水产值率过低的弱势,农业节水灌溉技术和覆盖面有待进一步提高。另外,相对于水资源综合利用效率的提高,农业用水效率没有得到明显改善,农业用水可持续性低。

(四)河北省相对水资源人口、农业、经济承载力比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源人口、农业、经济承载系数均小于1,相对于人口与农业承载系数,相对水资源的经济承载系数波幅大,下降趋势也较为明显。此外,1978-1997年,三者运行较为规律,与经济运行周期较为吻合,且N

提升区域水资源承载力的对策建议

1978-2008年间,目标区域相对水资源承载力的变动趋势分析结果表明:河北省水资源禀赋差,对人口、农业、经济的承载力相对较低,并呈下降趋势;随着技术进步和经济的快速增长,水资源的利用效率大大提高,这也是相对水资源负载系数提高的主要原因,这验证了水资源―经济―生态三者间所存在的系统关系;水资源承载力是一个不确定变动中的量,是相对于不同地域、人口规模、农业发展状况、经济规模和技术条件下的相对区间,即具有相对的可控性。

在区域可持续发展的背景下,资源与环境是经济发展的内生变量,是区域经济发展规模与速度的刚性约束。客观来看,水资源的涵养、水资源再生能力的恢复、水资源的开发利用水平的提升,不可能以放弃经济增长与发展为代价。因此,在努力实现区域持续发展的目标之下,必须充分考量区域水资源的禀赋分布状况和综合承载能力,采取切实可行的措施,对可控因子实施影响以改善水资源状况。

(一)完善水资源宏观管理体制,加强水资源管理

首先,建立有针对性的区域性水资源利用和管理的法规体系。该法规体系建设应涵盖水资源开发、水资源利用、水资源节约与保护和水行政执法等方面,结合《中华人民共和国水法》、《水污染防治法》等法律法规,使水资源的管理纳入法制化轨道。

其次,加强水资源的统一管理,推进水务一体化建设。水,在同一流域或水文地质单元上是统一的整体,生态环境的有效保护、经济社会的协调发展,要求必须统筹规划和全面安排水的涵养、开发、利用与保护。因此,结合水的自然属性,实行区域和流域相结合的统一管理,并在此基础上推行水务一体化建设,是建设节水型社会、优化配置水资源的基本前提。

(二)调整生产力空间布局,实现资源的高效战略配置

水资源空间分布与生产力空间布局不一致,即水资源供给与需求在空间与结构上不匹配,已经成为区域可持续发展的关键性制约因素。生产力空间布局合理与否直接关系到水资源利用效率的高低,也事关复杂水环境资源系统的可持续发展。河北省各市水资源禀赋差异较大,唐山、保定、秦皇岛、沧州等地水资源条件较好,邯郸、衡水等地水资源短缺,承载力低,高耗水、高污染的石油化工、电力等企业应尽量避免在水资源短缺或工业化程度较高的中心城市布局。

(三)加速农业产业化,优化产业结构以提高水资源利用效率

产业结构的优化能够在一定程度上缓解经济快速增长给水资源带来的压力,同时能够提高水资源利用效率。农业产业化进程的加快,在提高农业投入产出比的同时,更便于采用先进的节水技术,提高农业用水效率,提升水资源对农业的承载力。对于河北省,应加快第三产业的发展,提高第二产业中现代工业的比重,大力发展生态农业,推进农业产业化,在产业结构的升级中寻求水资源的合理配置与高效利用。

(四)合理控制人口数量,改善水资源超负载状态

2008年河北省人口达6988万,人口密度为378.343人/平方公里,远高出全国平均水平(138.335人/平方公里),人口过多必然导致生活需水规模巨大,水资源对人口的负载沉重,进而给水资源的持续利用和经济的可持续发展带来巨大的压力。因此,合理控制人口数量仍然是保障水资源可持续利用,增强全省可持续发展能力的必然要求。

(五)开发利用微咸水资源,增强淡水贮蓄能力

虽然,我国海水淡化技术经过40多年的发展,取得了巨大进步,但海水淡化在国内的生产和应用仍集中于沿海城市,并主要用于工业生产。对于严重缺水的内陆地区,开发浅层微咸水更为可行。

咸水区大多分布在北方平原等极其缺水地区。采用新技术,加大对微咸水的开发利用,既可缓解缺水压力,又可减少由于浅层咸水蒸发引起的盐碱化问题,还可减少深层淡水开采量,增强淡水贮蓄和抗旱防洪能力。

(六)建设节水型社会,防止水环境恶化

水资源的有限性和生态脆弱性,使其极易受到污染和侵害。因此,节水、防污治污是解决水资源问题的必然选择和根本途径。

一是尽快建立水质监测网及水资源可持续利用预警机制。科学的监测预警机制,有助于掌控区域内水资源开发、利用、污染、治理的各种状况,及时得到各种预警信息,有针对性地适时解决相应问题、防止水资源状况的恶化。

二是建立节水治污的激励机制,加强水源保护和水资源的利用效率。应该通过相对稳定的奖惩制度,约束和引导居民和企业的用水行为,激励节水治污技术、器具、设备的发明和使用,广泛推进污水资源化。

三是建立动态的水生态补偿机制,根据监测和预警信息,核算水调度、水污染、污水处理、水源涵养、建立水边环境带等的成本与收益,及时修复水资源的再生能力,并协调好保护区与受益区之间的损益,以维护整个水生态环境的良性循环。

四是要增强公众的节水和生态危机意识。相关部门必须制定合理的激励机制,并通过各种渠道持续性地强化全民的资源环境危机意识。虽见效慢,但其潜移默化的过程能够逐渐提升资源利用效率和资源节约意识,长期内,还会促使企业生产和居民生活方式向高效能、重节约、重环保转变,而这正是建设资源节约、环境友好型社会的必然要求和最终目标。

参考文献:

1.余春祥.可持续发展的环境容量和资源承载力分析[J].中国软科学,2004

2.姚治君等.区域水资源承载力的研究及其理论探析[J].水科学进展,2002(1)

3.白永平.区域工业化与城市化的水资源保障研究[M].科学出版社,2004

4.李世祥.中国水资源利用效率区域差异分析[J].中国人口•资源与环境,2008(3)