肖钊富 彭贤伟 李瑞 廖佶慧

摘要：水资源与社会经济的协调发展对促进生态环境保护和地区综合高质量发展具有重要意义。以典型西南山区城市——遵义市为研究对象，构建2个系统协调发展的综合指标体系;采用熵权法、耦合协调模型，对2009～2019年遵义市“水资源-社会经济”协调发展状态及其交互作用机理进行分析，并结合灰色关联系数探究2个系统协调发展的影响机制。研究结果表明：① 研究期内，水资源综合水平呈先下降后趋于平稳的态势，说明水资源承载力和利用效率呈先降低后稳定的状态，社会经济发展水平呈上升的趋势;② 2个系统间的耦合协调状态由2009年的勉强协调（0.596）向2019年的中级协调（0.719）转变;③ 水资源与社会经济的耦合协调度差异受到经济技术发展、产业用水结构、城镇化建设、水资源禀赋以及水环境治理水平等要素的共同影响，使得2个系统在发展过程中互为影响，协同演进。研究结果可为西南山区水资源优化及其可持续发展规划的研制提供科学参考依据。

关 键 词：水资源; 社会经济; 耦合协调度; 影响因素; 遵义市; 西南山區

中图法分类号： TV211

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.04.016

0 引 言

区域协调发展是社会、经济、生态、环境等多种要素相互作用，并实现区域资源优化配置的结果[1]。随着中国经济发展及城镇化进程不断加快，社会经济与水资源利用的矛盾日益突出，水环境恶化、水资源短缺等问题在一定程度上制约着经济的健康发展[2]。科学分析水资源-社会经济协调发展演化及其影响因素，对实现生态环境可持续发展和生态友好型社会经济发展具有重要意义。

近年来，水资源与经济发展的相关研究引起了国内外学者的关注，在理论指标、研究内容、评价方法、区域实证等领域开展了诸多有益探索。研究尺度涉及全中国[3-4]、经济带[5]、省域[6]、流域[7-9]等不同层面。研究方法上，以往的研究大多侧重于使用统计分析方法来对水资源利用进行分析，如层次分析法（AHP）[10]、系统动力学（SD）[11]、主成分分析法（PCA）[7]等，近年来，突变级数[3]和人-环境系统仿真平台（HESP）[12]等新方法得到了应用。具体研究内容上，大多致力于水资源承载力的演变评价和模拟[7，13]，如Jia等通过对水资源空间相似性和差异性的分析，为中国经济社会可持续发展管理提供了科学参考[3];Zhang等采用改进后的主成分分析法，对湘江流域城市经济-社会-生态发展水平及其影响因素进行了研究[7];余灏哲等评估了京津冀水资源承载力风险[13]。为了更为准确地刻画社会经济与水资源之间的互动效应，宋冬凌等研究了河南省水资源利用率与经济高质量发展水平及其耦合协调关系[6]，吴青松等对塔里木河流域水资源-经济社会-生态环境和谐度进行了分析[9]。不难看出，已有研究对象大多以大尺度流域或传统的缺水地区为主，而对西南生态敏感的山区城市关注较少[14]，通过定量的方法对水资源与社会经济协调发展的影响机制方面的研究则略显不足。

相较于资源型缺水的京津华北、西北地区和污染型缺水的长江三角、珠江三角地区，中国西南山区水资源系统呈现为工程型缺水显著和利用效率低的特点[14]。近几年来，城镇化进程导致西南山区生态问题日益突出，植被破坏、水土流失、喀斯特石漠化[15]等问题加剧了生态环境脆弱性。遵义市作为西南山区城市化与经济快速发展的典型区，其水资源供需矛盾和水环境污染程度持续增大[16]，因此，科学认识并协调社会经济与水资源利用的关系，对守住发展和生态2条底线具有重要的现实意义[17]。本文基于2009～2019年遵义市社会经济和水资源相关数据，应用熵权法、耦合协调模型对2个系统的发展状况和协调关系进行定量研究，并结合灰色关联度探究其协调发展的主要因素，以期为西南山区水资源优化利用及区域可持续发展规划的定制提供一定的理论基础与实践经验。

1 研究区域与方法

1.1 研究区概况

遵义市（106°17′～107°27′E，27°13′～28°04′N）位于贵州省北部、黔川渝结合部（见图1），是两江流域重要的生态屏障，境内以山地丘陵地貌为主，是典型的西南山区城市，属于亚热带湿润性季风气候，该地区水资源具有工程型缺水、开发利用难度大的特点。2019年遵义市平均降水量为1 129.1 mm，人均占有水资源量为3 090 m3，全市全年总耗水量为12.88亿m3，污废水排放量为3.48亿t。近年来，遵义市处于城镇化、工业化加速发展时期，其城镇化率从2009年的33.11%提升到2019年的55.74%，人均GDP从2009年的11 322元增长至2019年的55 411元。随着生态文明建设和乡村振兴战略的实施，经济社会不断发展，遵义市水资源需求持续增加，水环境问题日益突出。

1.2 指标体系与数据来源

本文以遵义市为研究区，选择2009～2019年面板数据，参照已有研究成果[7，9]，结合遵义市的地区特征，遵循指标构建的代表性、科学性和数据的操作性、获取性原则，基于压力-状态-响应（PSR）模型共12项指标测算水资源发展指数;由发展规模、经济结构、民富指数3个方面共10个具体指标来体现社会经济发展水平（见表1），采用熵权法来确定指标权重。分析数据来源于《中国城市建设统计年鉴》（2010-2020）、《遵义统计年鉴》（2010-2020）以及相关政府网站;未记载的数据，采用插值法计算而成，其中，农业用水量为灌溉和林牧渔畜用水量的总和。

1.3 研究方法

1.3.1 熵权法

熵权法[18]作为常用的客观赋权法之一，根据原始数据变化客观地确定指标权重，相对变化程度大的指标权重较大。本文研究重点是解释水资源-社会经济系统的反馈机制和演化过程，熵权法能有效避免权重受主观因素影响。具体过程描述如下。CE4A441E-29DB-4500-833B-048AFE550924

（1） 数据标准化处理。

当指标为正向指标时：

x′ij=xij-xminjxmaxj-xminj（1）

当指标为负向指标时：

x′ij=xmaxj-xijxmaxj-xminj（2）

式中：x′ij为标准化处理后的值，i=1，2，…，n，表示不同的年份，j=1，2，…，m，表示不同的指标;xij表示第i年时第j项指标的原始数据;xmaxj和xminj分别为各项指标的最大值和最小值。

（2） 熵权法计算信息熵和权重。

yij=x′ijni=1x′ij（3）

ej=-1lnnni=1yijlnyij（4）

ωj=1-ejmj=1（1-ej） （5）

式中：yij为第i年第j指标的比重;ej为j指标的信息熵;ωj为该指标的权重。

1.3.2 多因素综合评价

结合标准化值X′ij和权重系数wj，分别求得遵义市2009～2019年水资源与社会经济发展指数CDI：

CDI=nj=1（wjX′ij）（6）

1.3.3 耦合协调模型

耦合协调模型源于物理学，其中，2个或多个系统通过各种交互作用相互影响，现广泛用于判定发展要素与区域发展协调情况[19]。根据多因素综合评价法获得水资源与社会经济发展效益评价值，分别记为U和G，所得耦合协调度判断2个系统耦合协调发展程度：

C=2UGU+G212

D=CT

T=θU+γG（7）

本文通过耦合协调度模型来反映各个子系统间的协调发展程度。其中，耦合关联度C表示2个子系统通过各自耦合因素产生彼此影响的程度。D为系统间的耦合协调度。T是反映2个子系统整体协同效应的综合评价指数。本次研究中，将水资源与经济发展视为同等重要，通过征询专家建议，取2个系统权重θ=γ=0.5。参考实际情况和已有文献[5]，耦合协调类型按表2分类，根据水资源综合指数U与经济发展综合指数G的对比关系，进一步将其分为社会经济滞后型（U>G）、水资源系统滞后型（U

1.3.4 灰色关联度

灰色关联模型是根据母序列和各特征序列之间发展趋势的变化态势来定量衡量其之间的关联程度，常用于动态的历程分析。本文采用耦合协调度作为母序列（Y），将所选的14个影响因素组成的数据列为特征序列（Xi）。关键步骤如下[20]。

（1） 确定分析序列并做标准化处理。

Y=Y（1），Y（2），Y（3），…Y（11）;

X（i），=X（1），X（2），X（3），…X（11）;

Δi（k）=Y（k）-Xi（k）（8）

本文中，年数k取1，2，3，…，11;i取1，2，3，…，14。

（2） 计算关联系数ξ1（k）。

ξ1（k）=miniminkΔi（k）+ρmaximaxkΔi（k）Δi（k）+ρmaximaxkΔi（k）（9）

（3） 计算灰色关联度Ri。

Ri=11k=1ξ1（k）11（10）

式中：分辨系数ρ越小，其分辨力越大，取值区间为（0，1），本文取ρ=0.5。灰色关联度越大，说明特征序列对母序列影响越大。参考现有研究成果[4]，认定0.352 结果分析

2.1 水资源与经济发展水平分析

利用公式（1）～（6）测算水资源系统综合指数U、社会经济发展综合指数G与各子系统指数的时序变化（见图2）。由图2可知：研究期间，遵义市水资源综合指数整体呈现为先波动下降最后趋于平稳状态的趋势，其中，压力指数逐渐下降，状态指数和响应指数波动上升。2009年，遵义市由于水资源压力较小，其综合指数U为研究期内的最高值（0.58）。分阶段来看：2009～2011年，U呈下降趋势，这是因为早期城市化处于粗狂式发展阶段，传统产业耗水量大且其利用效率不高;2011～2012年，U有短暂缓慢回升，这与中央一号文件《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》的颁布有关，当地政府得到响应，使得状态指数和响应指数相应增加;2012～2016年，U不断下降，压力指数下降明显，这是因为经济快速发展带来产业用水量加大、环境污染严重，加之污水处理能力滞后也对水环境产生了负面影响;2016～2019年，水资源综合指数趋于平稳，得利于2016年12月中央全面推行河长制，加强了产业结构优化和高污染产业监管，水环境压力得到明显缓解，2019年水资源综合指数稳定在0.40。

遵義市经济综合评价指数G不断增长，表明区域经济实力不断增强。其中，发展规模扩大、民富指数增强，经济结构指数呈先减少后增加的变化态势，说明西南山区的经济发展较为粗狂，产业结构需要不断优化。分阶段来看：2009～2015年为经济综合发展水平快速增长期，2015～2016年为低速增长期，2016～2019年为快速增长期，增速为年均4%。其中，2009～2019年间，遵义市经济发展综合指数的提高得益于发展规模和民富指数的同步增长，具体表现为发展规模从2009年的0.078增长到2019年的0.332，民富指数从2009年的0.086到2019年的0.321，表明遵义市在经济规模扩张的同时人民生活水平得到明显改善;2015～2016年，综合指数的增长缓慢是由于发展规模的小幅下降;2016～2019年得利于经济发展规模的扩大，遵义市社会经济水平快速发展，使得经济综合指数在2019年达到研究期内的最高值0.66。

2.2 水资源与社会经济协调发展演化

研究期内，遵义市水资源系统从2009年的0.58下降到了2019年的0.40，社会经济系统从2009年的0.22增长到了2019年的0.66，两者发展对比，在时序上阶段性差异明显（见图3），这与OU YANG等研究的结论一致，水资源利用效率在经济发展初期呈明显下降的趋势，随着经济发展逐渐得以改善，最终实现良性循环[21]。分阶段来看：① 2009～2013年为社会经济系统滞后期，说明早期遵义市水资源禀赋和环境基础较好，随着城镇化、工业化进程加快，社会经济系统以4.3%的增速稳步上升发展，水资源短缺、水生态环境污染等问题逐渐突显，水资源系统指数呈波动式下降，总体上能够满足经济发展需要，2个系统差距减小。② 2014～2019年为水资源系统滞后期，随着社会经济持续快速发展，水资源系统压力进一步加大，说明该阶段社会经济是以消耗资源、破坏环境为代价的低效率增长，水资源承载力下降。③ 2016年后，随着河长制等政策的落实以及节水治水技术的升级，遵义市加大了对水资源保护的重视程度和对水污染的治理投资，水资源系统趋于平稳，但水生态文明建设仍有较大发展空间。

基于水资源-社会经济系统之间的相互作用，结合耦合协调类型（见表2），测算遵义市2009～2019年水资源与社会经济发展耦合协调度（见表3）。从2个系统耦合协调度来看：遵义市水资源-社会经济耦合协调发展度D从2009年的0.596上升到2019年的0.719，状态从勉强协调发展演变为中级协调，协调发展模式日益改善。其中，2009～2011年为勉强协调发展阶段，是因为早期遵义市为实现经济快速发展，呈粗放的经济增长，加之污水处理厂建设进展缓慢，使得工业水污染加剧、水资源负荷大;2012～2019年从初级协调发展到中级协调，这得益于遵义市水环境治理的资金和技术投入加大，而且公众节水和环保意识不断增强，水资源利用效率不断提高，2个系统耦合协调度得以进一步增长。可见，社会经济与水资源之间相互作用，社会经济发展可以促进水资源系统改善，良好的水环境质量也为经济高效发展提供保障，合理的城镇化和工业化在很大程度上促进了“低排放”和“高效率”发展模式的形成，使得这一时期的环境建设和经济运行取得了显著成效。

2.3 水资源与社会经济协调发展影响因素

本文利用灰色关联度模型分析水资源与社会经济协调发展的影响因素。借鉴前人研究成果[7，22-24]，综合考虑遵义市发展的实际情况，同时吸收本领域内相关专家的意见，确定从经济技术发展、产业用水结构、城镇化建设、水资源禀赋、水环境治理水平等5个方面选取影响因素指标（见表4）。利用公式（8）～（10），计算各因素与耦合协调度的灰色关联度。为了保证灰色关联度结果客观性，结合Pearson相关系数进行验证（见表4），当其通过了显著性检验，说明关联度结果可靠[20]。

单从灰色联度来看，所选的14个因素对水资源与社会经济的耦合协调发展具有较高的决定作用。结合Pearson相关系数，年平均降雨量和农用化肥施用量未通过显著性检验。具体分析如下。

（1） 经济技术发展。城镇居民可支配收入、农民人均可支配收入、人均GDP 3个因素与耦合协调度呈现显著正相关性，且Ri皆大于0.65，为高等程度相关，亦即经济发展水平提高会促进水资源与社会经济系统的耦合协调度增加。这与马海良等[24]、巩灿娟等[25]的研究结论一致，因为经济发展水平的提升将促进该区域产业聚集、水资源生产管理升级和环境防治技术改善，基础设施建设和水污染防治资金也将得到保证，最终使得水资源利用效率提高，水资源与社会经济得到协调发展。

（2） 产业用水结构。农田灌溉用水占比与耦合协调度呈显著负相关，工业用水占比、城镇公共用水占比与耦合协调度呈正相关，该结论与俞雅乖等的有关农业、工业生活用水都对水资源效率呈现负面影响的观点不同[22]。究其原因：西南山区受地形和农业开发限制，以大水漫灌、串灌等粗放的灌溉模式为主，致使农业水资源效率低，《遵义市水资源公报》数据显示，研究期内遵义市农业耗水占水资源总耗水的70%，水资源的高消费、低收益制约了与经济的协调发展。由于工业用水比农业用水可控制性更强，加之工业所带来的经济效应显著，所以工业用水占比的增加能促进水资源与社会经济的耦合协调发展，但仍需优化产业结构，适度压缩高耗水的初级产品制造业[26]。城镇公共用水占比增加是源于城镇化的推进使得住宅、医疗、教育等生活生产要素向城镇集中，城市用水效率得以提高。

（3） 城镇化建设。城镇化率与耦合协调度呈现出很高的正相关性，而且其灰色关联度为0.898，有极高程度的关联，这点与李琼等的关于社会保障与经济发展耦合的研究成果相似[20]。遵义市的城镇化率从2009年的33.11%提升到2019年的55.74%，随着研究期内遵义市城镇化进程推进，各生产要素向城镇集中，财政收入、科技管理水平同步增加，人们节水环保意识也相应增强，水资源与經济得到协调发展。

（4） 水资源禀赋。人均用水量、万元GDP用水量与耦合协调度呈显著正相关性，说明遵义市水资源得到了合理利用，它对社会经济的正向反馈弥补了水资源消耗增加带来的负面影响。这一点与马海良等[24]的结论相同，马海良等研究指出，西部水资源丰富的地区非期望产出的水资源效率较高。而遵义市的年平均降雨量未通过显著性检验，是因为中国西南山区属于亚热带季风湿润气候，雨量充沛，降雨对水资源与社会经济协调发展无显著作用。

（5） 水环境治理水平。农用化肥施用量、生活污水处理率、工业废水排放达标率、环保资金投入占GDP比重与耦合协调度呈显著正相关性，说明随着遵义市水环境治理能力、科技水平的提高，地方财政加强改善农业基础水利设施建设[24]，使得水资源利用和污染治理效率得到提高。

可见，经济发展提高、城镇化建设加强、水资源禀赋充足、水环境治理优化等方面改善了水资源与社会经济的协调发展，而农田灌溉用水占比这类表征水资源利用效率不高的因素阻碍了2个系统协调。CE4A441E-29DB-4500-833B-048AFE550924

參考前人研究经验[27]，结合上述有关影响因素的计算结果，可构建出遵义市水资源与社会经济耦合协调发展的影响机制（见图4）：首先，城镇化建设和经济技术发展响应了水资源-社会经济系统水平;随后在水环境治理、城镇化建设、治理改革的综合管理影响下，表现为不同的产业用水结构形式，并最终作用于2个系统;最后，区域内水资源-社会经济系统对水资源管理系统进行反馈。

3 讨论与建议

3.1 水资源与社会经济协调作用机制

已有研究表明：人口密度、水功能区水质达标率是影响南京市等污染型缺水城市的主要因素[28];人均水资源量、人口增长与城镇化是影响京津冀等资源型缺水地区的主要因素[13，19]。中国西南山区水资源系统具有工程型缺水显著和利用效率低的特点，虽然水资源总量丰富但开发利用难度大[17]，但随着经济快速发展对水资源承载力要求的提高，水资源与社会经济的协调发展显得愈加重要。

西南山区社会经济与水资源之间存在着复杂的相互作用：一方面，水资源系统对支持社会经济发展起着至关重要的作用，良好的水资源禀赋和环境质量是城市发展的物质基础和重要保证，也是人类生产生活的必要条件;相反，城镇化与工业化所产生的水污染和水资源短缺会对城市经济健康发展产生制约。另一方面，社会经济系统作为水资源系统的主要支撑体，对其产生促进作用，具体表现为社会经济增长能够为水环境保护和管理提供资金保障和技术支持，例如投资建设污水处理厂、改善水环境管理信息系统;同理，粗放的经济增长方式也对水资源系统产生威胁，会带来水污染和缺水问题[8]。

水资源系统与社会经济的耦合协调度是区域水资源开发利用效率的客观和具体反映，人类可以通过自身行为来调整2个系统协调度的大小方向。因此，中国西南山区水资源与社会经济的耦合协调度综合了自然属性和社会属性，主要受经济技术发展、产业用水结构、城镇化建设、水资源禀赋、水环境治理水平的综合影响。总体而言，社会经济发展可以促进水资源高效利用，良好的水资源系统是经济发展的基础。社会经济系统与水资源系统之间存在积极（支持和促进）和消极（约束和威胁）反馈。两系统协同演进、相互制约，最终达到水资源-社会经济系统耦合协调发展（见图5）。

3.2 协调水资源与社会经济发展的措施

近年来，得益于工程技术开发、节水调水建设，中国西北地区和华北地区等传统资源型缺水区水资源系统已得到改善。相比之下，随着经济快速发展和人口增长，长江上游水生态安全威胁加大，中国西南山区工程型缺水与污染问题日趋严重[29]，水环境改善和污水综合治理迫在眉睫，迫切需要科学合理的水资源管理以解决区域供需矛盾。结合遵义市的实际情况，参考上述协调发展的影响因素，有针对性地提出以下建议。

（1） 强化水资源管理。应加强水资源综合管理、用水需求管理和水质管理，适当提高人均用水量，加大乌江和赤水河的水岸线污染整治，推动遵义市各县区城镇管网及污水处理厂建设，提升相关部门对生活、工业污废水处理能力。

（2） 优化产业结构。遵义市工业化城镇化发展起步较晚，应提防资源消耗、经济发展和水资源的内在矛盾，优化农田灌溉用水措施，适当提高工业用水和城镇公共用水占比，提高水资源利用效率，如提升治理白酒企业对赤水河流域的污染问题等，走绿色发展模式。

（3） 增加经济技术投入。加大环保资金投入占比，增强市民节水意识和环境意识;应加强对企业实施环境法规的激励，开发创新的节水技术，提高生活污水处理率和工业废水排放达标率，在促进经济效应的同时减少其对环境的破坏。

4 结 论

（1） 研究期内，遵义市水资源综合水平呈波动式下降，社会经济发展水平逐年上升。2009～2013年为经济发展滞后阶段，总体上能够满足经济发展的需要;2014～2019年为水资源滞后，2个系统差距减小。

（2） 水资源-社会经济系统耦合协调度由2009年的0.596增长至2019年的0.719，呈稳定上升的趋势，实现了“勉强协调-初级协调-中级协调”的转变。

（3） 中国西南山区水资源与社会经济的协调发展受到经济技术发展、产业用水结构、城镇化建设、水资源禀赋、水环境治理水平等要素的共同作用，2个系统在发展过程中互为影响，协同演进。

本文通过分析遵义市水资源与社会经济发展现状，探究了2个系统发展的耦合协调度及其影响机制，研究成果可为中国西南山区水资源管理优化和区域可持续发展规划的制定提供参考。但本文研究在各指标选取和权重确定方面还存在一定的不足，后续可借助于熵权法与层次分析法或因子分析法相结合来予以综合赋权;其次，由于信息的缺乏，本文研究仅进行了时间差异性分析，对于空间尺度和更广时间序列方面的研究仍有待后续跟进。

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（编辑：赵秋云）

Study on coordinated development and influencing factors of water resources and social

economy in mountainous areas of Southwest China：case of Zunyi City

XIAO Zhaofu，PENG Xianwei，LI Rui，LIAO Jihui

（School of Geography and Environmental Science，Guizhou Normal University，Guiyang，550025，China）

Abstract：

The coordinated development of water resources and social economy is of great significance to promoting ecological environment protection and regional comprehensive high-quality development.Taking Zunyi City，a typical mountainous city in Southwest China as the research object，we constructed a comprehensive index system for the coordinated development of the two systems，analyzed the coordinated development status and interaction mechanism of ‘water resources-social economy in Zunyi City from 2009 to 2019 by using entropy weight method and coupling coordination model，and explored the influence mechanism of the coordinated development of the two systems combing with grey correlation coefficient.The results showed that：① During the study period，the comprehensive level of water resources first decreased and then stabilized，indicating that the water resources carrying capacity and efficiency first decreased and then stabilized，while the overall level of socio-economic development showed an upward trend.② The coupling coordination state between the two systems had changed from barely coordinated （0.596） in 2009 to moderately coordinated （0.719） in 2019.③ The difference of coupling coordination degree between water resources and social economy development was affected by economic and technological development，industrial water utilization structure，urbanization construction，water resources endowment，water environment governance level and other factors，which made the two systems influence each other in the development process and evolve in coordination.The study can provide a scientific reference for the optimization and sustainable development of water resources in mountainous areas of Southwest China.

Key words：

water resources;social economy;coupling coordinated development degree;influencing factors;Zunyi City;mountainous areas of Southwest ChinaCE4A441E-29DB-4500-833B-048AFE550924