跨域流域沿岸产业重构与优化

吕 丹，陈媛媛，陈艳磊(东北财经大学 公共管理学院，辽宁 大连 116025)

跨域流域沿岸产业重构与优化

吕 丹，陈媛媛，陈艳磊
(东北财经大学 公共管理学院，辽宁 大连 116025)

流域沿岸的产业布局是经济作用于自然流域的载体和影响单元，人类在追求经济利益的同时，产业发展对水环境、水资源所产生的胁迫性问题也越来越突出，特别对于跨域流域的产业布局。笔者试图站在以流域为“轴线”的观测视角，以辽河流域为例，打破行政区划的限制，以水环境承载力为硬约束条件，通过构建模糊综合评价优选模型，对跨行政区划的流域沿岸产业布局的合理性进行评价，并据此提出对产业结构进行优化调整的建议。

跨域流域治理；沿岸产业优化；产业布局；辽河流域

一、问题的提出

近年来，关于跨行政区划的流域治理研究越来越多[1-2-3]，人类逐渐意识到对流域的行政割据式的利用、干预和治理，都很难对流域形成有效的保护。针对既有的流域产业结构，既有经济增长的外部诉求，也有保持沿岸社会稳定的内在需求，如何将自然、社会、经济协同发展，这是一个现实的命题[4]。近年来，国内外的学者在三者协同发展的问题上，都付出了大量的努力和实践[5-6-7]。但是，既有的研究缺乏系统地对环境承载与产业布局之间的针对性关系研究，也就很难将环境承载的约束体现在区域产业规划和战略调整实践当中，笔者试图站在以流域为“轴线”的观测视角，选取辽河流域为例，打破行政区划的限制，以水环境承载力为硬约束条件，采用模糊综合评价优选模型来评价分析流域周边产业布局和分配是否具备合理性，并据此进行产业结构的优化调整。笔者选取了辽河流域为实证分析对象。辽河流域位于我国东北地区的西南部，辽河干流主要位于辽宁省境内，近年来的东北振兴遇到了巨大的困难，原工业大省——辽宁省更是在近两年连续呈现经济增长的颓势，在面临产业结构调整、振兴经济社会发展的内在需求时，如何将环境、经济、社会的共生充分体现在以产业为核心的经济发展进程中，是其可持续创新发展的重要基础。

二、研究方法与模型设计

1. 相对隶属度与模糊综合评价优选模型[8]

笔者选用模糊综合评价优选模型，目的是通过计算相对隶属度，对依赖复杂多因素影响的事物做出一个全面客观分析的过程，在消除部分主观因素影响的同时，可以省略一部分由于确定绝对隶属函数而产生的繁杂工作，不仅科学地优化了部分计算的工作，也提升了结论的可靠性。

假设对模糊子集的n个待优选样本，选择可以反映样本特征的特征值m个，组成目标集的特征值矩阵Xij：

(1)

特征值矩阵Xij中的数据都是初始数值，由于不同的量纲随着单位的不同而不方便直接比较，因而能通过数学变换来统一量纲是十分必要的，也就是对数据采取归一化的处理。对已知的m个特征值，应用相对隶属度的定义进行归一化处理，如果结果显示Xij越大，则该指标对较优的产业结构的相对隶属度就越大，则有：

(2)

同理，若Xij越小，则rij越小，则有：

(3)

其中，rij表示第i个产业的第j项指标对样本产业结构的隶属(优属)度，min(Xij)表示在所有的样本中i产业的指标j的最小值，而max(Xij)则表示在所有的样本中i产业中的指标j的最大值。

经过上述两式的处理，把n个待优选样本，m个指标的目标特征值矩阵转化为优的产业结构相对隶属度矩阵：

(4)

矩阵中的原始数据用xij表示，即待选样本i的第j项指标，其特征值的优的产业结构相对隶属度用rij表示，是xij经过归一化处理后的指标结果，max、min分别表示待选样本i对特征值j=1，2，…，m取极大值、极小值的运算。

(5)

设第i个待选样本对总体上的优的产业结构隶属度为ui，则目标i距产业结构优的距离可表示为广义加权距离：

(6)

求解ui的最优值为：

(7)

(1)p=1时(海明距离)，方案j对优的相对隶属度就是其目标对优的相对隶属度的线性加权。

(2)p=2时(欧式距离)，若方案集中指标i的权重与方案j不相关，权重矩阵w可以简化为目标权向量。

根据相对隶属度最大原则理论，方案j对产业结构优的相对隶属度介于其目标对优的相对隶属度的最大值与最小值之间。该值越大，表明该产业适合当地发展，反之，越小则越不适合。

2.产业和指标选取

采用模糊综合评价优选模型来分析流域周边产业布局和分配是否具备合理性，将流域流经的整个范围作为研究单元，将众多因素纳入模型中，评价其对流域产业结构的影响，进而对流域范围内的诸多产业进行目标排名，再从合理性的角度，依据各产业发展和水域协调性角度，提出有效措施来实现流域周边城市的产业结构升级和空间布局调整[9]。

笔者主要依据以下原则选择重点产业：*关于三个基本原则的说明：首先，对经济贡献值高的产业，以流域流经各区域的数据为基础，在对流域区域数据进行汇总的基础上，对各行业产值占整个流域总产值的比重进行比较分析，以其中占比大于或等于一定系数的行业确定为重点产业。其次，对流域的水环境影响较大的产业，以流域区域各行业排放的废污水总量和处理情况进行汇总分析，对各行业排放的废水总量占整个流域总量的比重为基础，选择废水排放量大、对水环境影响比较大的产业。最后，对区域的规划重点产业进行选择，各区域的规划体现了该区域未来的发展重点，而这些重点产业的选择在当地都有一定的发展基础，因此，可根据省级、地市级或地方的规划发展重点来选择重点产业。一是产业对当地经济贡献值的高低，可用该区域产业GDP占宏观大区域产业GDP的比例大于或等于一定的指标作为判断依据；二是对流域水资源胁迫性比较大的产业，如废水废料等有害物质的无节制性排放及其对当地水资源的污染；三是各地区公共政策和产业规划的着力点等。参考以上原则，对辽河流域经济社会发展的重点产业进行逐一考察，具体分析如下。

煤炭(煤炭开采和洗选业)、石油(石油与天然气开采业；石油加工、炼焦与核燃料加工业)、钢铁(黑色金属矿采选业；非金属矿物制品业；黑色金属冶炼与压延加工业；非金属矿采选业)、冶金(有色金属冶炼和压延加工业；有色金属矿采选业)、食品加工(酒、精制茶和饮料制造业；农副食品加工业；食品制造业)、服装纺织业(服装纺织业；服装纺织业和服饰业)、造纸(造纸和纸制品业；竹、藤、木、棕、草制品业和木质加工业)、化工(化学制品和化学原料制造业；医药产业业；橡胶和塑料制品业)、装备制造业(汽车制造业；专用设备制造业；通用设备制造业；金属制品业；电气机械和器材制造业；计算机及其他电子设备制造业；仪器仪表制造业)、电力热力生产业(水生产和供应业；电力、热力生产与供应业；燃气生产与供应业)等行业，具体包括29个细分行业。

以上述确定的29个细分行业作为待优选的样本来源，确定8个具体的测算指标从水环境承载力、经济效益、资源利用效率等三个方面反映行业发展现状。8个具体的指标分别为：反映水环境/水环境承载力的指标为：等标污染负荷比，废水排放达标率，万元产值COD排放量(kg/万元)。反映经济效益的指标为：辽河流域沿岸在岗职工人员数，辽河流域沿岸在岗平均薪酬，辽河流域沿岸产业总值利税率(元/万元)。反映资源利用效率的指标为：每万元产业总值消耗水量(立方米/万元)，每万元产值消耗煤炭(吨标准煤/万元)。建立样本特征值矩阵xij和样本的模糊评价矩阵。*由于篇幅所限，模糊评价矩阵的原始数据处理过程未在本文列示。其中，xij表示i(i=1，2，…，29)产业第j(j=1，2，…，8)项指标[10-11]。*数据来源说明：经济类指标来源于辽宁省、各城市统计年鉴，四平市和辽源市统计年鉴，赤峰市和通辽市统计年鉴；资源类指标来源于各城市统计年鉴和松辽流域水资源公报及辽宁省水资源公报；环境类指标来源于辽宁省环境状况公报、辽河流域水质月报及辽宁、吉林和内蒙古环境保护厅相关网站。

3.归一化处理测算指标

为了避免由于量纲不统一所造成的指标之间无法直观比较的影响，笔者从相对隶属度的角度对前述的8项指标进行量纲的归一化处理[12]。

已知的4项指标即辽河流域沿岸在岗职工人员数、废水排放达标比率、辽河流域沿岸在岗平均薪酬(元)、辽河流域沿岸产业总值利税率(元/万元)，具有指标的数值与指标对优的产业结构隶属(优属)度正相关的关系，则可得到前述式(2)的结论。

而对于辽河流域沿岸每万元产业总值消耗水量(立方米/万元)、等标污染负荷比、万元产值煤炭消耗量(吨标准煤/万元)、沿岸产业万元产值COD排放总量(kg/万元)，指标的数值与其对优的产业结构相对隶属(优属)度具有负相关的关系，则可得到前述式(3)的结论。

由上述29个细分产业的8个指标可以得出相对隶属度矩阵。*由于论文篇幅所限，相对隶属度指标的指标化处理过程未在正文中列示。

4.权重配置及变量求解[13]

设第i(i=1，2，…，29)个样本行业的优属度为ui，采用层次分析法对上述8个指标进行权重配置，基于本文分析基础和目标，最终得到以下结论：与环境影响相关的指标权重最高，资源配置相关的指标次之，经济贡献水平略低。上述8个指标的权重向量如下W=(0.1392，0.1108，0.1667，0.1941，0.2223，0.0558，0.0278，0.0829)，可利用式(6)广义加权距离D(ri)测算目标i距产业结构优的距离。以建立目标函数值的形式求解ui，最终利用式(7)求得ui。

三、以辽河流域为例的跨域流域产业合理性评价

1.跨域流域产业结构优化相对隶属度测算

利用前述跨域流域产业合理性评价模型，运用Matlab软件中的Fuzzy模块对各产业结构优化的相对隶属度进行计算，计算结果如表1所示。

表1 辽河流域沿岸细分产业结构优化相对隶属度评价结果

从表1可以看出，石油与天然气开采、仪器仪表制造、橡胶和塑料制品、服装纺织与服饰、水和燃气生产和供应、金属制品和通用设备制造等产业对辽河流域水环境污染较小，适宜该区域长期可持续发展；造纸、化工产品、煤炭开采、农副食品加工、服装纺织、石油加工、饮料业和黑色金属矿采等行业对水体影响较大，长期发展将严重超过辽河水域的承载范围，不适宜长期可持续发展。

从各产业与水资源的相互关系来看，造纸和纸制品、服装纺织、化工制造等行业属于资源消费型产业，这些产业在生产过程中对水资源的需求较大，过度消耗水资源，造成资源浪费；同时，不加限制的工业排污及废弃物对空气、河流等都造成了巨大的环境危害，使辽河流域背负巨大的用水负荷，因此，这些产业的生产发展应该严格加以控制。而石油与天然气开采、通用设备制造和装备制造业等产业多为传统优势产业，在地区经济生产总值中占据重要地位，产业发展前景乐观，因此，应该依据现有基础和市场等条件，制定合理的产业规划，成为当地经济产业发展的重要支撑；且石油与天然气开采业污染较小，适宜长期可持续发展，政府应当加大财政支持力度，重点培育。

2. 辽河流域沿岸的产业评价

依据前面辽河流域沿岸产业优属度的排序可以将辽河流域沿岸产业分为三种类型：可长期可持续发展的产业(当rij≥0.8940)；为了经济发展，该类型产业短期内可以继续发展，但长远必须加以制约的产业(当0.7436≤rijlt;0.8940)；应该进行逐步取缔和限制发展的产业(rij﹤0.7436)[14]。具体如表2所示。

表2 基于产业优属度的辽河流域沿岸治理中的产业发展规划

依据优属度排名的先后次序对辽河流域产业进行分类，以各个样本单元内产业发展的状况作为产业结构优化和行业布局调控的基础，通过对各基本单元的分行业生产总产值、行业产值增加值的排比，以及各基本单元层级政府的政策导向和产业规划重点等为依据[15]，对行政区划产业发展状况进行分析评价，将行业分类结果与实际行政区划单位(城市)各行业在对空间布局契合度分析的基础之上，进一步对区域内行业发展情况进行客观的分析。

(1)辽河流域沿岸的产业优属度及其空间分布失衡

通过前述分析，笔者在对辽河流域沿岸的产业优属度及其空间分布进行匹配性比较的过程中发现，两者之间呈现比较严重的失衡关系。辽河流域上游区域，承担着水环境治理的重要责任，但是上游区域的产业发展状况却对其水环境的保护和改善缺乏产业的合理规划与布局。如位于上游的辽源和赤峰等地，目前的核心产业仍然为服装纺织业、食品制造与加工以及煤炭及合金采掘与洗选业。这类行业都属于优属度较低的产业，应该列入限制性发展的行业，但它们却在上游空间分布中占有了非常重要的产业地位，这显然是不合理的。

而对于辽河流域中同样位于中上游区域的资源型城市而言，如四平、盘锦等，也存在着较为严重的产业布局失衡问题。在对石油、天然气等不可再生资源的开发利用过程当中，由于其上下游的部分产业具有一定的污染性，因此，该区划中分布了很多位于相关产业链条当中的高污染的行业和企业。再如，作为本溪和鞍山的支柱产业——钢铁产业，对两地的生产总值的贡献率和社会影响力都是非常大的，但从长远看，该产业发展对水资源的影响也是十分显著的。

(2)辽河流域沿岸产业优属度较高的产业竞争力不足

由于辽河流域的水资源承载力有限，为了最大限度地发挥高优属度产业对辽河流域的贡献水平，从而对其他中低优属度产业的转移和转型形成有效的产业支撑，优属度较高的产业应大力发挥集聚效应，充分利用增长极的作用来带动周边地区的集聚式发展，显得至关重要。

对于具有可持续发展能力的优属度较高的产业而言，通过研究发现，其在辽河流域沿岸的分布中，产业竞争力远远不足，给这类产业长期的可持续发展带来了一定的困难。如装备制造业，尽管目前已经建成了以沈阳华晨宝马、长春一汽等为代表的汽车产业相关领域的产业园区，但是其上下游产业的集群式发展能力有限，尚未形成具有经济引擎作用的产业集聚效应；优属度较高的服装纺织与服饰产业，尽管在辽河流域的下游流段有所分布，但是在空间上都是呈现断点式的分布，没有能够充分利用农村人口的优势和特点，形成有效的集聚效应，在经济贡献能力上远未达到相关产业应有的水准。

(3)辽河流域沿岸优属度较低的产业急需产业升级、转移或替代

在分析过程中发现，优属度较低的产业，在辽河流域沿岸的分布还是非常广泛的。虽然基于短期经济社会稳定发展的考虑，这类行业不能急于大规模地关停，但是，合理的对其发展规模进行控制，有计划地尽快转移和替代还是非常重要的战略选择。服装纺织业、食品制造与农副食品加工业等低优属度行业，均处于上游流域的辽源和赤峰等地，对辽河上游的水质污染带来了极大的影响。对于劳动力的吸纳量比较大，产业规模比较可观的传统产业，可以考虑产业逐步升级，或者直接转型及替代。

对于辽河流域的营口、辽阳、本溪和盘锦等城市，食品制造与农副食品加工在国民经济中的占比本身就较小，对经济的贡献程度不显著，关停这些企业可以有效保护水资源，避免资源浪费和环境污染。对于高附加值而低优属度的相关行业，如石油加工业与化学原料生产业，在地方经济发展当中，大多作为区域经济和产业发展的规划重点产业来发展。但是，考虑到该行业对于辽河流域水资源环境的影响比较大、危害深远，可以考虑在辽河流域沿岸区域对这类产业进行有条件地限制性发展，有条件意味着要求必须生产技术先进、工艺水平一流、污染防护能力强，具备以上特点的相关领域，方能取得生存和发展的机会，否则这类产业应当在辽河流域沿岸城市予以关停取缔。

四、辽河流域沿岸产业布局优化建议

笔者在对辽河流域沿岸产业相关指标测算分析的基础上，对产业布局进行全面客观地评价，提出适宜各区域产业布局发展的针对性意见和实施措施，同时关注跨域流域的沿岸治理问题，建议通过整合现有流域保护管理局的行政职级和明确职能范围的方式，与地方政府对辽河流域产业布局进行统一的规划调整，特别是涉及跨省的行政区划，必须在加强辽河流域各政府之间配合协调运转的基础上，才能够从辽河流域这一区域单元作为出发点，从总体性单元视角，展开产业结构布局的调整[16]。

1.处理好水环境治理与经济发展之间关系

各个地方政府均有经济发展的压力，在生态保护和经济发展之间，就存在着一定的矛盾。因此，如何处理好水环境治理与经济发展之间的关系，特别是在环境治理过程中，如何将社会稳定作为一个非常重要的发展目标是十分重要的。

辽河流域上游的水源保护十分关键，因此，出于对经济发展的保护和社会稳定的需要，对这些区域的中低优属度产业短期仍然可作为重点产业发展，但是，要特别重视环保技术的应用和环保监察的实施。长期来看，这类产业的发展规模应当适度控制，必须通过技术工艺的不断升级或生产规模逐步限制等手段减少其对辽河流域产生的影响；可以利用产业替代逐步降低对这类产业的经济发展依赖度，通过产业结构升级、提高科技技术水平的方式，适度地控制行业规模。如钢铁加工作为本溪和鞍山的支柱产业，从长远看，可通过产业的空间重构将区域的钢铁加工产业以梯度转移至本溪的东部区域。而位于辽河上游的四平和辽源，应适度控制黑色金属矿物制品产业的发展规模；处于中下游流域的沈阳、辽阳和阜新等地，短期可重点发展非金属矿物质制品产业，但是从长远角度，一方面为了避免该产业的发展对水资源的长期不良作用，另一方面为了加快阜新等区域的经济发展，可通过梯度转移的形式将非金属矿物制品业转移至阜新等地区。石油加工业与化学原料生产业属于高附加值行业，所以在地方经济发展中，大多作为区域经济和产业发展的规划重点来发展。但是，考虑到该行业对于辽河流域水资源环境影响比较大、危害深远，可以考虑在辽河流域沿岸区域对这类产业进行有条件的限制性发展。

2.加大辽河流域内的政府间合作与交流

辽河流域的治理程度和效果，与流域内地方政府间的合作程度和深度有很大的关系。在环境治理的过程中，必须要具有一定的地方利益的短期牺牲精神。辽河流域不仅涉及跨越省域内的不同城市，还涉及不同省域的城市间的利益平衡问题。虽然为了更好地完成辽河流域的治理工作，已经成立了辽河流域治理办公室，但是其功能和层级都处于比较尴尬的地位，在经济调控，特别是产业布局调整方面的能力和权力几乎是缺失的。因此，如何建立这种跨区域的地方政府间有效的合作关系尤为重要。

位于辽河源头的通辽、四平、辽源、赤峰和阜新等城市，应该结合省级产业发展规划，发挥区域比较优势，展开系统互动式的发展。四平市可以加快装备制造业、燃气生产等产业的发展，将比较落后的通用设备等制造业梯度性地转移至通辽地区，一方面为自身发展优势产业提供了空间，另一方面通辽的投资生产环境也得到有效改善。辽源应积极发挥通用、专用设备等装备制造业产业优势地位，加强与四平在交通设备生产等产业的合作；通过政府之间加强交流与合作，督促赤峰与通辽在医药产业和装备制造业领域的技术沟通与学习，不断创新，采取先进技术实现产业结构升级与调整，保持与当地的水环境安全的协调性。阜新可以集中资源发展优势产业，将区域内部分传统优势产业如装备制造业转移至通辽，一方面为自身经济产业迅速发展预留了充足的发展空间，另一方面也加快通辽的发展；形成辽河流域上游的优势互补、产业逐步优化的格局。

3.合理利用辽河流域沿岸经济增长极及外溢性发展

依托朝阳和辽阳地区的橡胶产业发展基础和优势，沿辽河流域干流，以盘锦为中心，建立“朝阳—盘锦—辽阳”三点一轴的关联和联动，努力打造优势产业集群，大力完善产业分工体系，形成优势互补，探索多元发展之路，改变以往单一产业结构。重点选择有区域优势的产业加以扶持，如对朝阳和辽阳地区橡胶和塑料产业的支持，突出资源优势和产业特色，提高产业的区域竞争力，成为地区经济发展有力的增长极。

装备制造业作为沈阳的传统优势产业，引导各类生产要素向优势产业集中，促进配套生产，形成链式发展。应当加快汽车制造和通用装备制造业等产业集群的发展，逐步形成北方规模较大、专业化水平较高的机械制造产业集群。以沈阳为中心，以产业梯度转移的方式将专用设备和金属制品行业与阜新等地跨区域、跨行业联合对接，进行专业化分工合作和生产；辽阳、锦州等地可以承接沈阳的黑色和有色金属冶炼以及压延加工产业，各市要发挥自身优势、发展各具特色的装备类产业，利用资源与环境约束趋紧的控制机制，不断推动传统优势产业的转型和升级，使其实现与水资源的长期可持续协调发展；合理控制当地的食品制造和农副食品加工等产业，对化学原料等产业需要大力推进产业结构调整，淘汰高污染、高耗能的企业，积极引进承接科技含量高、环境污染少的企业，将影响水域安全和制约辽河流域经济可持续发展的瓶颈逐步消除。

4.构建辽河流域沿岸的优势产业集群

以沈阳为中心，建立以辽河水域为轴线的产业发展模式，突破省域行政区划的限制，加快沈阳与盘锦、辽阳和四平的产业互帮与技术互助。利用阜新—朝阳、四平—辽源特殊的地理位置，形成产业跨行政区划联盟，以既有的专业汽车制造、通用制造和专用设备制造业为产业基础，形成集群式的产业发展模式，确立区域发展中沈阳、长春的产业核心促进作用，以沈阳华晨宝马、长春一汽等作为产业发展突破口，加快与周边内陆地区在装备制造业领域的技术帮扶和互动，利用产业集聚的形式不断扩大产业的竞争力。

以朝阳为中心，大力发展当地橡胶和塑料产业，同时在装备制造业产业方面，加快与阜新地区的合作与分工，实现两个区域之间产业集群的发展，加强装备制造业的产业影响力和竞争力；利用先进技术实现有色金属冶炼和压延加工，实现与水资源的长期可持续协调发展。

以营口为中心，加快服装纺织业的发展，通过产业集群的形式扩大服装纺织业的影响力和竞争力，加强与盘锦、辽阳、营口等区域交流与合作，发挥沈阳的牵动和引导作用，加强与鞍山等地在一些先进产业如装备制造业的基础设施合作和产业扶持，提高生产效率，促进产业优化发展；充分采用先进的环保技术实现石油加工、冶金和采掘业等产业结构的升级，合理调整和优化产业布局，使其实现与水资源的长期可持续协调发展。

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(责任编辑：于振荣)

2017-09-15

国家自然科学基金项目“新型城镇化的空间效应与区域政策工具组合创新”(41571121)；东北财经大学校级科研项目“基于‘善治’视角的跨行政区划流域生态管理制度构建”(2015122)

吕 丹(1978-)，女，辽宁沈阳人，副教授，博士，主要从事生态治理创新、区域经济和环境政策等方面的研究 。E-mail：emmalv@163.com

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1000-176X(2017)11-0037-07