［提要］　从水生态安全理论内涵出发，基于“压力-状态-响应”框架模型，构建南通市水生态安全评价体系，运用熵权法进行测度与分析，并依据评价得分划分安全等级。研究表明：南通市水生态安全呈现“先下降-后上升-再下降”发展态势，当前处于“较安全”等级。各准则层中，状态准则层对水生态安全的影响作用最大，可利用水资源、农业用水量等变量指标是主要障碍因素。据此，提出针对性对策建议。

关键词：南通；水生态安全；熵权法；PSR模型

基金项目：南通市科技计划项目：“基于W-SENCE-PSR框架的南通市水生态安全评价研究”（编号：MSZ2022165）；江苏省高校哲学社会科学研究项目：“环境规制对地区产业结构转换的影响机制研究”（编号：2022SJYB1765）；南通市科协科技创新智库课题：“南通市产业结构转换助推城镇化高质量发展的路径研究”（编号：CXZK202111）。通讯作者：叶爱山

中图分类号：X52；X826 文献标识码：A

收录日期：2022年12月2日

当今世界资源危机和环境污染问题日渐突出，水生态安全受到前所未有的威胁。水生态安全与人类日常活动、物种多样性以及生态系统可持续性紧密相连，是国家环境安全的重要组成部分。中国已将水生态安全建设提升至战略层面，各地区致力于以生态文明建设为指导思想，打好“污染防治”攻坚战，不断提升水生态环境治理能力，实现持续改善水生态环境质量。南通市作为江苏省沿江发展重要城市，近年来地区生产总值突破万亿元，位居于省内第一方阵，经济、教育、文化等方面发展均较为优异，但生态环境“短板”也较为明显，长期粗放型城市发展模式，工业和农业大量废水排放问题亟须解决。随着工业化与城镇化快速推进，资源环境已经逼近承载力上限，只有严格取缔高污染产业、整治污染企业以及规范环境治理方案，才能给南通市绿色可持续发展积蓄动能。本文从水生态安全理论内涵出发，基于PSR模型构建南通市水生态安全评价体系，依据水生态安全综合指数进行安全等级划分，进而明确南通市水生态安全综合现状及存在的短板与不足。

一、区域概况和数据来源

（一）南通市概况。南通市东抵黄海，南濒长江，雨量充沛，水资源开发利用条件优越。该地区天然的水利优势为长江中下游地区带来了庞大货运吞吐量，从而加快了现代化港口城市建设发展与繁荣。南通市地处扬子江城市群重要位置，亦是长三角北翼经济中心，尽管滨江临海的区位优势明显，但长江经济带长期存在水质型缺水问题。早期粗放型工业化、城镇化发展已衍生出河湖水域侵占、水质污染、环境退化、功能衰减等一系列问题，不仅严重降低了国民社会福祉，也成为了南通市绿色可持续发展的重要羁绊。

（二）数据来源。本研究数据主要来源于南通市统计年鉴、南通市水资源公报及南通市统计局官网公开数据。由于水生态安全相关数据存在一定的滞后性，目前最新数据更新至2020年，因此选取2016～2020年数据进行南通市水生态安全综合评价研究。

二、框架模型与评价体系构建

（一）PSR框架模型。“压力-状态-响应”（PSR）模型是环境质量评价中最为常用的一种评价模型，最初由加拿大统计学家David和Tony提出，后由经济合作与发展组织（OECD）和联合国环境规划署（UNEP）拓展应用于环境问题评价中。此模型强调对问题发生的“原因-效果-对策”的逻辑关系进行分析，能够抓住系统的内在活动机制，是评价人类活动与资源可持续利用比较成熟的体系。基于PSR模型建立水生态安全评价体系，不仅要包含人类对水生态系统施加的压力和人类对水生态系统的保护，还要包含水资源本身的状态。因此，PSR模型可以实现对水生态安全的全过程与全方位的科学评价。

（二）评价体系构建。依据水生态安全基本理论内涵，从压力准则层、状态准则层、响应准则层等，选取9个水生态安全评价指标，其中压力准则层指标3个，状态准则层指标3个，响应准则层指标3个。压力准则层选取了人均用水量、工业用水量、农业用水量等单项指标，以反映人类生产生活对水生态的压力情况。状态准则层选取了可利用水资源、内河水功能区水质达标率、长江南通段水功能区水质达标率等单项指标，衡量南通市水生态安全所呈现的状态。响应准则层选取了集中式治理设施污水排放量、单位GDP用水量、万元工业增加值用水量等指标，以反映社会群体对当前水生态安全所做出的应对表现。（表1）

三、评价模型选择与安全等级划分

（一）评价模型选择。熵权法是一种客观赋权法，根据各单项指标值的变异程度来确定权重，可以避免因人为主观因素致使偏差，相对于主观赋权法，精度较高且客观性更强。在计算过程中，如果被评价对象的某项指标数据差异不大，则反映该指标对评价系统所起到作用影响较小，反之则相反。对于指标信息量较大，则不确定性就偏小，熵值也就越小。据此，可依据各项指标变异程度，利用信息熵计算出各个指标熵权，从而得到较为客观的指标权重。

依据单项指标属性，将单项指标划分为两类：一类是越大越优型指标，也称为效益型指标；另一类是越小越优型指标，也称为成本型指标。标准化处理时依据单项指标属性，采用相对应的标准化方式。

对于越大越优型指标，即效益型指标，使用式（1）可得到标准化后的值。

xij=■　（1）

对于越小越优型指标，即成本型指标，使用式（2）可得到标准化后的值。

xij=■　（2）

由式（1）和式（2）所得标准化值，可计算第i个评价对象标准化值所占比重pij：

pij=■　（3）

紧接着，可计算单项指标熵值ej，若pij＝0时，令pijlnpij＝0：

ej=■　（4）

随后，可计算得到第j项指标权重值wj：

wj=■　（5）

最后，通过权重值与标准化指标值相乘，即可到南通市水生态安全综合指数值：

Fi=■wjxij （6）

（二）准则层及单项指标权重值。通过上述计算，得到准则层及单项指标权重值，如表2所示。下面对压力准则层、状态准则层、响应准则层及所包含单项指标进行权重分析。（表2）

在压力这一准则层中，人均用水量和工业用水量指标所占权重较小，是因为在研究期内这两项指标的变化幅度相对较小，处于比较稳定的状态。然而，农业用水量权重远超其余指标权重，2020年农业用水量达到23.33亿立方米，超过2019年17.30个百分点，农业用水量对于水生态环境影响明显大于其余指标。南通市在今后的农业发展中，应当注重农业用水的使用效率，有效控制农田灌溉用水量，并持续增加有效灌溉面积，避免农业用水浪费。另外，还应不断降低农药、化肥等污染物所带来的水体污染，以缓解水生态安全的压力。

在状态这一准则层中，可利用水资源指标权重值最大，也在整个评价指标权重中占比最高，这说明了可利用水资源是水生态安全的根基，对水生态安全起到至关重要的作用。2016～2020年期间全市可利用水资源量变动幅度较大，2018年全市可利用水资源量仅为44.82亿立方米，较2016年下降了31.87%。经南通市生态调控政策积极治理后，近年来南通市可利用水资源虽有所增加，但2020年相较2016年依然降幅达到15.17个百分点。可见，水资源利用问题依旧未能有效解决，仍待进一步治理与完善。

在响应这一准则层中，集中式治理设施污水排放量提升明显，这与南通市大力推行入河排污验收管理以及相应配套监管制度密不可分。其中，单位GDP用水量指标所占权重最小，仅为9.6%。地区生产总值自2016年6，768.2亿元提升至2020年9，118.09亿元（按2015年可比价折算），上升34.72%的情况下，单位GDP用水量却下降了27.24%，说明近年来南通市节水减排技术得到革新，社会生产耗水量明显降低。万元工业增加值指标权重相对较大，说明对南通市水环境所造成的压力相对较大，但随着南通市创建节水型城市，倒逼高耗水行业有效节水，节水型社会建设已初具规模。

（三）水生态安全评价等级划分。由于水生态安全指数无法直观对水生态环境状况进行客观评价，因此需要将水生态安全的综合指数值转换为等级值，即将综合指数值和安全状况评判联系起来。安全等级划分不仅可以清晰看出水生态安全现状及变化趋势，还可以有针对性地提出系统调控措施。参考国际、不同国家（地区）公认值的生态安全预警标准，以及已有较为权威的等级划分，运用不均等划分法对综合指数进行等级划分。对此，本研究将水生态安全等级划分为安全、较安全、预警、中警、重警5个等级。（表3）

四、南通市水生态安全综合评价

（一）南通市水生态安全各准则层评价分析。通过熵权法计算得到2016～2020年水生态安全综合指数，并依据表3水生态安全状态等级表进行南通市水生态安全等级划分。（表4）

压力准则层的评价值表示压力系统对水生态安全水平的贡献情况，压力评价值越大，对水生态安全的贡献越大，对应水生态文明压力（风险）越小。2016～2019年压力准则层评价值不断上升，由得分值0.0355迅速上升至0.3034，这是因为近年来南通市政府根据《江苏省计划用水管理办法》等政策，不断加强计划用水的管理。研究期内人均用水量由675.4立方米快速降低至489.61立方米，工业用水量也由22.48亿立方米下降至10.95亿立方米，但农业用水量却并未出现明显下降趋势，基本维持在20亿立方米的需求量。当前南通市用水结构中，农业用水量占据主要地位，这将成为南通市降低社会用水量的重要突破口。2019～2020年压力准则层评价值出现大幅度下降，这与压力准则层各单项指标不同程度上升密不可分。

状态准则层评价值反映了水生态环境现状对水生态文明的贡献情况。观察评价值发现，状态准则层呈现出两个阶段，2016～2017年评价值呈现明显下降趋势，2017～2020年评价值呈现快速上升趋势。第一阶段中，除了数值波动较小的长江南通段水功能区水质达标率这一指标外，可利用水资源这一指标由于经济快速发展、人口不断集聚与增加、水体污染加剧等原因，致使可用水资源总量出现显著下降现象，由65.79亿立方米减少至44.82亿立方米。此外，与内河水功能区达标率出现浮动也有着直接关联。随着南通市政府部门不断加强地下水保护，注重河湖管理以及城市水环境治理，2017～2020年状态准则层评价值快速上升，南通市水生态压力得到一定缓解。

响应评价值反映了人类社会对于水生态文明系统保护的努力程度。观察响应准则层的评价值后发现，相较其他两个系统准则层评价值，响应准则层波动较大。2016～2017年期间，响应准则层呈现激增动向，从集中式治理设施污水排放量的增加、单位GDP用水量和万元工业增加值用水量的减少可直观感受到南通市相关部门不断深入贯彻习近平新时期“十六字”治水方针，认真落实最严格水资源管理及节水管理各项制度，南通市水生态安全所承受压力大幅降低。但在2019～2020年期间，集中式治理设施污水排放量锐减，单位GDP用水量和万元工业增加值用水量上升，可以发现南通市水生态安全所存在的威胁并没有完全消除，政府部门应持续推动水生态安全治理工作。

（二）南通市水生态安全综合评价分析。综合来看，2016～2020年期间南通市水生态安全呈现“中警-中警-预警-安全-较安全”的发展现状。其中，2017～2018年南通市水生态安全实现了从中警到预警的优化，2018～2019年南通市实现了水生态安全的最优等级突破。研究期内南通市水生态安全状态持续波动起伏，但水生态安全综合评价值整体呈现上升趋势，这说明南通市水生态环境在不断改善和提升。相较于2016年，南通市2020年水生态安全在压力系统、状态系统、响应系统均有所改善。其中，人均综合用水量、工业用水量、内河水功能区水质达标率、集中式治理设施污水排放量、单位GDP用水量、万元工业增加值用水量等指标的优化极大地缓解了南通市水功能区的系统压力。但这并不意味着可以放松警惕，南通市水生态安全仍面临着诸多问题，譬如可利用水资源量降低、废水排放量增加等，这会对南通市生态环境状态造成负向作用，同样会对水生态安全系统造成直接影响。归根到底，2020年南通市水生态安全水平下降主要缘于，一方面2020年南通市常住人口首次超越户籍人口，外来人口进入爆发增长期，直接加剧了水资源压力，特别是人均用水量和可利用水资源总量上载荷增加明显；另一方面受疫情影响，南通市政府为支持企业稳步发展，适当放宽了环境规制政策，工业废水排放量有所增加，这也是重要因素之一。

五、对策建议

基于“压力-状态-响应”（PSR）框架模型构建起南通市水生态安全评价体系，运用熵权法对南通市水生态安全进行综合评价，并依据评价得分划分安全等级。研究表明，2016～2020年南通市水生态安全呈现“先下降-后上升-再下降”的发展态势，当前南通市水生态安全处于“较安全”等级；南通市水生态安全各准则层中，状态准则层影响作用最大，权重达到39.1%；可利用水资源、农业用水量等是南通市水生态安全的主要障碍因素。依据研究结论，提出如下对策建议：第一，健全污染物排放管理制度。对于污水、废水排放量较大的现状，南通市应强化污染物排放管理工作，对入河排污口不定期检查。此外，及时更新入河排污口配套设备，提升城乡污水排放达标率。第二，落实区域间水资源先进技术交流与共享。南通市各县级区域水资源利用水平差距明显，应打破水生态安全管理方面行政壁垒，搭建起区域间交流与合作平台，实现水资源先进技术交流与共享。第三，持续推动产业结构优化升级。政府部门应加大对绿色技术创新产业补贴力度，鼓励企业通过前沿追赶和突破技术壁垒等方式实现绿色可持续发展，进而实现倒逼技术创新，降低非合意产出。第四，健全水资源论证制度。对于不符合水资源管理制度的企业责令整改，并强化水资源用途监管力度。应督促高耗水产业推行先进节水技术，持续降低水资源损耗与浪费。

综上，水生态安全与社会经济发展密切相关，不可孤立人类社会和自然环境应有联系。基于PSR框架模型，从社会和环境两大系统着手，避免因片面分析自然环境，而忽略人类社会群体基本生存需求。由于相关数据具有一定滞后性，以及部分代表性指标存在数据缺失等问题，无法纳入到南通市水生态安全评价体系中。同时，关于水生态安全的评价研究尚未形成统一标准，在选取评价指标时存在一定主观性。本研究所得结论基本与南通市实际情况相符，但评价体系仍需进一步完善。

（作者单位：1.南通理工学院商学院；2.苏州科技大学创新管理与评价研究所）

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