辽宁省水资源安全与新型城镇化的协调性分析

孙志强

（北票市水资源办公室，辽宁 北票 122100）

城镇化质量的高低是解决城市矛盾的关键，也是反映区域经济结构状态的重要因素[1]。目前，全面提升城镇化质量是我国扩大内需及促进经济增长的最大潜力，其中社会、经济、空间、人口等城镇化属于新型城镇化建设的主要内容，其核心是实现人口的城镇化，水资源安全的内涵是保证水环境和人口安全[2-5]。受限于资源条件、人口规模等因素，城镇化发展使得水资源供需矛盾更加突出，水资源供给压力不断增大。另外，以往的城镇化进程中过于追求经济发展速度，从而使得水资源安全面临着极大威胁，甚至会产生水资源危机。水资源安全与城镇化质量之间存在相互依赖、约束、影响的耦合作用，必须充分发挥两者的协调性才能促进水资源安全的协调持续发展。

辽宁省是我国著名的工业大省，特别是沈阳经济区、振兴老工业基地、沿海经济带战略的实施，积极推动了城镇化进程，研究分析其水资源与城镇化系统之间的协调性具有代表性。近年来，我国许多学者研究探讨了水资源安全与城镇化质量的耦合关系，如张引等利用耦合指数评价了生态环境与城镇化之间的协调关系，并深入分析引起变化的主要因素；
张雪茹等通过熵值测度模型，探讨了基础设施、经济、人口等因素对于城镇化质量空间分异的影响；
徐云峰等研究评价了水资源对新型城镇化建设的支撑；
李珊珊等运用耦合模型揭示水资源与城镇化的相互作用关系；
蓝庆新等综合考虑协调度、效率和质量等因素，揭示了我国城镇化效率与质量的关系[6-10]。

总体而言，我国现有研究比较宏观，深入探讨水资源安全与城镇化质量的内在耦合机理还鲜有报道。鉴于此，本文通过测算2012-2020 年辽宁省水资源承载力，探讨水资源安全的变化情况及其与城镇化质量的耦合规律，结合水资源安全的空间异质性有针对性地提出行之有效的策略，以期为促进区域水资源安全与新型城镇化质量的协调发展提供一定支持。

辽宁省位于我国东北地区南部，紧靠吉林、内蒙古、河北、渤海、黄海，总面积14.75 万km2。据统计，2020 年全省总人口4351.7 万人，其中城镇人口占68%，全年GDP25115 亿元，虽然同比增长0.6%低于全国增速2.3%，但已属不易。

全省共下辖沈阳市、大连市、鞍山市、抚顺市、本溪市、丹东市、锦州市、营口市、阜新市、辽阳市、盘锦市、铁岭市、朝阳市和葫芦岛市14 个地级市和绥中县、昌图县2 个省管县。从地域格局上，可以将辽宁省各市划分成辽北、辽西、辽东和辽南4 个区域。

2.1 数据预处理

本研究所用数据来源于2012-2020 年各地级市统计年鉴、辽宁省水资源公报及统计年鉴等资料。考虑到各指标的数量级或量纲不同无法直接参与计算，有必要对所有参评指标初始数据进行标准化处理，对于正向指标(数值越大则耦合协调度越高)和负向指标(数值越小则耦合协调度越高)，预处理公式如下：

式中：Xij、xij代表第i年参评指标j的标准化值和初始实测数据；
max(xj)、min(xj)代表研究时段内参评指标j的最大和最小值，经处理各指标值处于0～1 之间。

2.2 构建评价体系

本研究从经济、社会、空间、人口4个方面选择能够科学全面地反映新型城镇化质量的典型指标，从水资源压力—状态—响应3个方面选择能够反映人类活动对水资源安全压力的代表性指标，结合新型城镇化试点绩效指标指引、城镇化规划建设评价体系、生态保护目标任务以及水资源安全空间差异特征构建多层次综合评价体系[11-12]，如表1所示。

表1 水资源安全与新型城镇化质量评价体系

2.3 协调度计算

为保证评价结果的科学合理性，本研究利用模糊层次分析法(FAHP 法)计算各指标权重，具体流程参考董雯等[13]研究成果，结果见表1。

设反映水资源承载力的n项指标为R1、R2、…、Rn，反映城镇化质量的m项指标为U1、U2、…、Um，则有：

式中：g(R)、f(U)代表水资源承载力和城镇化质量评价函数；
aj、bj代表参评指标权重；
Rj、Uj代表经变向或标准化后的数据。通过上式可以计算出研究期间水资源承载力与城镇化质量综合指数。为反映水资源承载力与城镇化质量之间的协调水平，依据综合指数构建定量评价水资源承载力与城镇化质量的协调度模型[14-15]，其表达式为：

式中：Ci代表第i年的协调度，其取值范围为0～1，C值越大则g(Ri)与f(Ui)的离差越小，城镇化质量与水资源承载力子系统越协调；
g(Ri)、f(Ui)代表第i年的水资源承载力和城镇化质量综合指数；
k代表调节系数，反映城镇化质量与水资源承载力之间的组合协调度，结合相关资料k≥2，本研究k取2。根据有关划分标准和耦合度极限值，将协调度数值C划分成10 个等级[16]，各等级的类型和特征如表2 所示。

表2 耦合协调度等级

3.1 时序耦合分析

在水资源安全与城镇化质量耦合时序上，若超过水资源的承载极限则区域水资源将出现衰退，因此也会阻碍城镇化的发展；
反之，若水资源超出经济承受能力则城镇化质量会下降，也就难以持续保障水资源安全。本文结合区域水资源利用和城镇化进程实际情况，通过计算确定2012～2020 年水资源安全和城镇化质量综合指数及其耦合度，如表3 及图1 所示。

表3 2012～2020 年子系统综合指数及协调度

图1 2012～2020 年综合指数及耦合度变化趋势

1）自2012 年以来，辽宁省经济水平的不断提高加快了城镇化进程，尤其是沈阳经济区、振兴老工业基地和沿海经济带战略的实施，对推动城镇化建设发挥着积极作用，截至2020 年城镇化率已达到71%，发展速度达到全国中高水平。另外，2014年新型城镇化试点工作开展以来，有效强化了区域资源环保型的生活、生产方式，进一步扩大了生态绿色发展范围，资源条件、生态环境、社会发展对人口的承载力也明显提升。

2）研究期间水资源安全综合指数明显提升，尤其是2018—2020 年呈快速上升趋势，这说明区域水资源处于优越发展态势。该变化趋势主要与辽宁省近几年积极营造绿色开放空间，贯彻落实水资源保护、受损水生态空间修复以及优质水生态资源保护制度有关。然而，各年份之间的综合指数存在差异说明水资源开发保护力度尚不均衡。

3）2012-2020 年协调度C总体呈逐年上升趋势，从2012 年的0.685 不断增长到2020 年的0.998，最终达到优质协调阶段，说明人们生活的基本目标已经转向成城镇化质量与水资源安全问题。总体而言，辽宁省水资源安全与城镇化质量呈现稳步发展态势，区域水资源安全承载力较好且兼顾了城镇化发展质量。

3.2 各地市耦合度值

通过计算2020 年各地级市综合指数及其耦合协调度值，全面分析各区域水资源安全及其城镇化水平，如表3 及图2 所示。

图2 2020 年各地市综合指数及耦合度变化趋势

表3 2020 年子系统综合指数及协调度

结果显示，各地级市水资源安全与新型城镇化质量耦合协调度空间分异规律与我国北方区域性规模分布状况相似，耦合协调度处于0.94～0.99 之间，均达到优质协调阶段，从低到高耦合排序辽北＜辽西＜辽东＜辽南，这与辽宁省整体分布格局相符，说明在确定方向上各要素所呈现的发展态势与辽宁省实际情况相符，在保证城镇化质量的情况下，水资源综合指数的空间分布还具有明显差异。

目前，辽北、辽西地区尚处于工业化初期，经济发展速度相对缓慢，这是因为各地级市的城市化发展水平及其对水资源安全的影响不同，但城镇化发展质量并未受这种影响而发生改变。因此，虽然辽宁省水资源安全与新型城镇化质量的整体耦合度较好，但各地区的发展重点和目标不同，使得其对水资源要求也具有明显的差异，仍需要结合当地城镇化发展状况和水资源禀赋条件因地制宜地制定相应的策略，否则区域发展将出现倒退或者停滞，对水资源安全构成潜在威胁，并大大提高后期的治理难度和成本[17-20]。

本将定性与定量分析相结合，从水资源压力、环境、发展和城镇化经济、社会、空间、人口等方面选择24 项典型指标构建评价体系，并利用耦合协调度模型和2012-2020 年面板数据，全面分析了辽宁省水资源安全与新型城镇化的耦合度，主要结论如下：

1）研究期间辽宁省水资源安全与城镇化质量总体处于0.685～0.998 之间，属于协调发展类型。总体而言，区域水资源安全与城镇化质量呈现稳步发展态势，整体波动较小。对提升区域水资源承载力和推动社会、经济、空间、人口城镇化等方面，辽宁省取得了实质性突破表现出良好的局面。然而，新型城镇化与水资源安全达到优质协调阶段，从侧面也说明了原城镇化发展形势滞后，进一步拓展空间有限，迫切需要调整城镇化发展模式。对此，应加强水环境保护，在促进经济增长的同时不以牺牲水系统承载力为代价，以防增大水资源压力，加大后期治理难度和成本。

2）各地级市耦合协调度空间分异规律与我国北方区域性规模分布状况相似，耦合协调度处于0.94～0.99 之间，均达到优质协调阶段，从低到高耦合排序辽北＜辽西＜辽东＜辽南，这与辽宁省整体分布格局相符。另外，在快速提高新型城镇化质量的情况下，空间分布上的水资源安全指数具有明显差异，必须结合当地城镇化发展状况和水资源禀赋条件因地制宜地制定相应的策略，如优化产业结构、重置产业空间布局和调整水资源利用方式，通过合理转移过剩人口逐渐降低对水资源的依赖，切实提高水资源安全保障度和水生态修复技术水平。

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