第三章 皖北水资源与经济发展协调度分析
皖北是一个极度缺水地区，随着城镇化和工业化进程的不断推进，工农业发展和城镇居民生活对水资源的需求量不断增加，对皖北地区水资源与经济发展之间的协调度进行研究，其目的是通过模型来计算两者之间的耦合协调程度，判断当前皖北的城市规模、产业结构、经济发展水平是否超出了水资源自身的承载能力，水资源是否成为经济发展的制约性因素，以及水资源能否支撑经济的可持续发展。这对于制定与皖北水资源承载力相协调的地区经济发展战略，确定适宜的经济发展目标、产业结构和城市规模，进而促进皖北地区水资源与经济的协调和可持续发展具有重要意义。
第一节 协调度测算模型。
目前测度耦合协调度的方法较多，常用的有灰色理论、DEA、模糊理论、系统动力学法以及离差系数法等。其中，可变模糊识别理论及其方法体系是我国工程模糊集专家陈守煜教授于 2005 年创建的，较其他传统方法在确定指标相对隶属度时较合理，且在基本模型的基础上通过变换参数a 和r 的值，变化成多个模型，提高了模型的准确度与可靠性.因此，本文借鉴陈守煜教授建立的可变模糊识别模型对皖北地区水资源与经济发展协调度进行测算和分析。
一、可变模糊识别模型
二、指标选取及权重确定。
（一）指标选取。
本文根据皖北地区水资源条件和经济发展的实际状况，并参考已有文献的划分标准,按照系统性、科学性和实用性原则，从水资源禀赋、开发程度和利用效率等 3 个方面选取了 10 个指标表征皖北水资源条件综合指数，从经济发展、产业结构和城镇化水平等3个方面选取了11个指标表征皖北经济发展综合指数，构建了由目标层、系统层和指标层构成的皖北水资源与经济发展协调度评价指标体系。
（二）权重确定。
由于各指标所发挥的作用不同，因此需对不同指标赋予相应的权重，为尽量避免主观因素的影响，本文选用熵值法确定权重，其计算过程如下：
1.构建m 个事物n 个评价指标的判断矩阵ijmnR = （X）（i =1,2,L,n;j =1,2,L,n），并将矩阵进行归一化处理：
三、协调度等级划分本文参照已有研究成果,并结合皖北水资源和经济发展实际状况，将水资源与经济发展协调度等级划分成如下标准。
第二节 实证结果与分析。
一、皖北水资源与经济发展协调度分析。
将水资源系统和经济发展系统的指标值带入可变模糊识别模型，计算得到2005-2013 年皖北地区水资源与经济发展协调度。
2005-2013 年皖北地区水资源与经济发展协调度总体呈波动上升趋势，由 2005 年的 0.2073 上升到 2013 年的 0.2664,但水资源与经济发展的协调度一直处于轻度失调状态，2006 年和2011 年甚至出现极度失调状况，皖北地区人均水资源占有量少，加之降水分布不均、缺乏调蓄库容，可供利用的地表水水资源量很少，长期不得不依靠超采地下水和挤占河湖生态用水维持发展，严重制约了经济发展和产业布局。总体而言，皖北地区水资源与经济发展协调度较差，水资源已成为皖北地区经济可持续发展的重要制约因素。
皖北地区水资源与经济发展协调度多年来一直处于失调状态的主要原因一方面是由于皖北地区水资源禀赋条件较差且呈逐年下降趋势，2005-2013 年期间，皖北地区水资源总量由 2005 年的 208.41 亿立方米下降到 2013 年的 93.63 亿立方米，人均水资源量和人均年降水量分别由 2005 年 636.2 立方米和 967.6 立方米下降到 2013 年的 297.01 立方米和 924.2 立方米，水资源总量的减少造成人均水资源占有量一直处于较低水平，致使水资源短缺形势极其严峻。另一方面是由于皖北地区长期形成的不合理的水资源开发利用方式，2013 年，皖北地区平均水资源开发利用率为 82.11%,比皖中和皖南地区分别高出 59.64%和 112.50%,显着高于 40%的水资源安全警戒线标准，水资源继续开发的潜力较小；地下水开采率由 2005 年的 19.44%上升到 2013 年的 55.06%,而全国 2013 年的地下水开采率只有 13.94%,与全国平均水平相比，皖北地区地下水超采严重。
皖北地区水资源与经济发展协调度 2005-2013 年期间能保持波动上升趋势主要有三方面原因，一是因为用水效率显着提高，单方水总产值和单方水工业增加值保持稳定上升趋势，由 2005 年的 27.98 元和 27.16 元上升到 2013 年的103.38 元和 70.22 元，增速均高于全国平均水平，这在一定程度上缓解了地区水资源短缺的压力。二是皖北地区产业结构不断优化，第三产业产值占地区生产总值的比重以及非农产业从业人员比重均出现小幅上升，使地区经济发展对水资源的需求量逐渐下降。三是随着城镇化水平的不断提高以及地区水资源保护措施的实施，使人们的节水意识逐渐增强，环保投入不断加大，提高了皖北地区的水资源承载能力。
二、皖北水资源与各子系统协调度分析。
对于水资源与经济规模、产业结构、城镇化水平等子系统协调度的测算，本文以全国平均水平作为参照标准，对皖北水资源与经济发展、产业结构和城镇化水平 3 个评价子系统之间的协调度进行测算，其具体测算模型.
iiiCI = WPCR/OPCR（3.5）WPCRWPCWPCii= /（3.6）OPCROPCOPCii= /（3.7）式中，iCI 为皖北各城市水资源与经济发展协调度，iWPCR 为各城市水资源禀赋指标相对指数；iOPCR 为各城市经济发展指标相对指数；iWPC 为各城市水资源禀赋指标值；iOPC 是各城市经济各子系统指标值；WPC 和OPC 分别为全国水资源禀赋和各子系统相应指标值。协调度越大，表明水资源对地区经济发展的支撑能力越强；并且测算模型的各指标值均以全国平均水平作为参照标准，协调度大于 1 表明该地区水资源与相应子系统的协调度大于全国平均水平，小于 1 则小于全国平均水平。
根据皖北地区水资源条件和经济发展水平的实际状况，并参考已有文献的划分标准，对皖北水资源与经济发展水平的协调度类别进行划分。
（一）水资源与经济规模协调度分析。
根据公式（3.5）至（3.7），计算得到 2005 年至 2013 年皖北各市水资源与经济规模协调度。
相对于全国平均水平而言，皖北地区水资源与经济规模的协调度较差，2005-2013 年期间，总体处于轻度失调状态，且呈波动下降趋势，表明皖北地区的水资源已经难以承受经济持续增长所带来的需水要求，迫切需要转变经济发展方式，并基于地区水资源的实际状况确定适宜的经济发展目标。从具体城市来看，淮南市水资源与经济规模的协调度最差，2005-2013 年期间一直处于极度失调状态，且呈波动下降趋势，平均值仅为 0.2238,究其原因主要是由于淮南市为追求经济效益仍以高耗水的煤炭产业作为其主导产业，加上自身水资源极度缺乏，从而导致水资源对地区经济发展的支撑能力不足，经济发展与水资源状况不相适应。宿州市和亳州市的经济规模与水资源的协调度 2005-2008年期间总体处于濒临失调状态，2009-2013 年期间随着经济不断增长以及水资源总量的下降，协调度由濒临失调转为轻度失调，且从 2009 年以后一直处于轻度失调状态，协调度均值分别为 0.6665 和 0.6857.蚌埠市、淮北市和阜阳市的经济规模与地区水资源协调度也不容乐观，常年处于轻度失调状态，其中，蚌埠的协调度从 2005 年的 0.4964 下降到 2013 年的 0.3672,相比于皖北其余地区下降趋势较为明显。
皖北水资源与经济规模协调度和皖南、皖中相比存在一定差距，2013 年皖中地区的滁州市经济规模与水资源处于基本协调状态，安庆市和六安市处于濒临失调状态，合肥市处于轻度失调状态，与皖北地区相比总体较为乐观。皖南地区的协调度要显着好于皖北地区，其中黄山市、池州市和宣城市的经济规模与水资源达到优质协调状态，协调度分别为2.9347、1.5858 和1.8740,均高于全国平均水平，表明这些地区的经济发展基本不受水资源短缺的制约，水资源对该地区的经济发展规模具有较强的支撑能力。而皖北六市协调度均处于失调状态，全部达到红色预警，水资源对经济可持续发展的支撑能力较弱。
（二）水资源与产业结构协调度分析。
根据公式（3.5）至（3.7），计算得到 2005 年至 2013 年皖北各市水资源与产业结构协调度。
相对于全国平均水平而言，皖北地区水资源与产业结构的协调度较差，2005-2013 年期间，总体处于极度失调状态，且呈波动下降趋势，表明皖北地区的水资源已经难以承受当前产业结构发展所带来的需水要求，产业结构不合理，迫切需要对产业结构进行优化升级，从具体城市来看，淮南和淮北两市水资源与经济发展的协调度最差，2005-2013 年期间一直处于极度失调状态，平均值仅为 0.1126 和 0.2041,究其原因主要是两市为追求经济效益仍以高耗水的煤炭产业作为其主导产业，加上自身水资源极度缺乏，从而导致水资源对地区经济发展的支撑能力不足，经济发展与水资源状况不相适应，但近年来，随着两市产业结构的优化升级，协调度有所上升。宿州市和亳州市的产业结构与水资源的协调度总体处于轻度失调状态，2005-2013 年期间的协调度均值分别为 0.3425和 0.3152,最近几年随着第三产业产值占 GDP 比重以及非农产业从业人员占比的小幅上升，协调度由极度失调转为轻度失调。蚌埠市与阜阳市产业结构与地区水资源协调度也不容乐观，常年处于极度失调状态。如下图 3-2 所示，皖北水资源与产业结构协调度和皖南、皖中相比存在显着差距，2013 年皖中地区的安庆市和六安市协调度处于基本协调状态，合肥市和滁州市分别处于濒临失调和轻度失调状态，与皖北地区相比情况相对乐观。皖南地区的协调度要显着好于皖北地区，其中黄山市、宣城市和池州市的产业结构与水资源达到优质协调状态，协调度分别为 1.5692、1.1160 和 1.5353,均高于全国平均水平，表明皖南地区的产业结构与水资源协调度较强，产业结构对地区水资源的需求较小。而皖北六市协调度均处于失调状态，全部达到红色预警，水资源已无法支撑现有的产业结构。
（三）水资源与城镇化水平协调度分析。
根据公式（3.5）至（3.7），计算得到 2005 年至 2013 年皖北各市水资源与城镇化水平协调度。
相对于全国平均水平而言，皖北地区水资源与城镇化水平的协调度较差，2005-2013 年期间，总体处于轻度失调状态，但协调度总体呈波动上升趋势，由 2005 年 0.3370 上升到 2013 年的 0.4140,表明皖北地区与全国平均水平相比，水资源与城镇化水平总体处于失调状态，但总体趋于好转。从具体城市来看，淮南和阜阳两市水资源与城镇化发展水平的协调度最差，2005-2013年期间一直处于轻度失调状态，平均值仅为 0.2054 和 0.2375,低于皖北平均水平。阜阳市人口较多，人口密度较大，再加上其自身水资源总量较少，导致其城镇化水平与水资源轻度失调。淮南市主要由于水资源短缺，导致其水资源条件无法支撑其较高的城镇化发展水平。淮北市、亳州市、宿州市和蚌埠市的城镇化水平与水资源协调度均值分别为 0.3259、0.3851、0.6245 和 0.4245,均处于轻度失调状态，但总体水平要好于阜阳市和淮南市。
皖北水资源与城镇化水平的协调度和皖南、皖中相比存在一定差距，2013 年皖中地区的安庆市和六安市协调度处于基本协调状态，滁州市处于濒临失调状态，与皖北地区相比情况相对乐观。皖南地区的协调度要显着好于皖北地区，其中黄山市、宣城市和池州市的城镇化水平与水资源达到优质协调状态，协调度分别为 2.9349、1.5858 和 1.8740,均高于全国平均水平。而皖北地区除宿州市外，水资源与城镇化水平的协调度均处于失调状态，表明水资源短缺在一定程度上抑制了这些地区的城镇化进程。
第三节 本章小结。
本文运用可变模糊识别模型，通过构建水资源与经济发展两大指标体系，对2005-2013 年期间皖北水资源与经济发展的协调度进行测算，并以全国平均水平作为参照标准，对皖北水资源与经济发展、产业结构和城镇化水平 3 个经济发展子系统之间的协调度进行测算，得到以下结论：第一，2005-2013 年期间皖北水资源与经济发展的协调度由 2005 年的 0.2073 上升到 2013 年的 0.2664,呈波动上升趋势，协调度总体处于轻度失调状态，2006 年和 2011 年甚至出现极度失调状况，水资源与现有经济发展水平不相适应。第二，2005-2013 年期间，皖北水资源与经济规模、产业结构和城镇化水平 3 个子系统之间的协调度全部达到红色预警，均处于轻度甚至极度失调状态，与皖南、皖中相比存在较大差距；皖北内部各城市之间的协调度差异较大，其中淮南市水资源与经济规模的协调度最差，淮南市和淮北市水资源与产业结构的协调度最差，淮南市和阜阳市水资源与城镇化水平的协调度最差，2013 年均处于极度失调状态。
