内蒙古水资源与产业结构耦合协调发展研究

孟之琳 薛永基 张园圆

摘 要：为探究内蒙古水资源消耗与产业结构协调发展情况，构建了水资源综合利用水平与产业结构发展评价指标体系，采用熵权法、水资源发展评价模型和耦合协调度模型，对黄河上游内蒙古自治区2009—2018年水资源消耗和产业结构发展及其耦合协调时空特征进行了研究。结果表明：①内蒙古水资源消耗状况不断改善，从注重引黄转变为促进治黄为主，实现水质水量长线发展;②内蒙古产业结构不断优化，产业结构发展空间差异显著;③水资源综合利用水平与产业结构的耦合协调度不断提高，具有明显的空间集聚性。

关键词：水资源;产业结构;耦合协调度模型;黄河上游;内蒙古

中图分类号：TV213.9;TV882.1 文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.07.013

引用格式：孟之琳，薛永基，张园圆.内蒙古水资源与产业结构耦合协调发展研究[J].人民黄河，2021，43（7）：67-72.

Abstract： In order to explore the coordinated development of water resources consumption and industrial structure in the Upper Yellow River， the development evaluation index system of comprehensive utilization level of water resources and industrial structure was constructed by using entropy weight method， water resources development evaluation model and coupling coordination degree model. Based on the data of Inner Mongolia in the upper reaches of the Yellow River from 2009 to 2018， the spatial-temporal characteristics of water resources consumption and industrial structure development and their coupling coordination were studied. The results show that a） the consumption of water resources in the upper reaches of the Yellow River is improving continuously and Inner Mongolia has changed its focus from diversion to management to achieve long-term development of water quality and quantity of the river; b） the industrial structure in the upper reaches of the Yellow River has been continuously optimized and the spatial differences of the industrial structure development is significant; c） the coupling coordination degree between the comprehensive utilization level of water resources and the industrial structure is continuously improved， with obvious spatial agglomeration.

Key words： water resources; industrial structure; coupling coordination model; Upper Yellow River; Inner Mongolia

產业结构是决定区域经济发展水平的关键因素，优化产业结构是促进区域经济发展的重要方面。产业发展需要水资源的支撑，其在不同产业之间的分配方式极大影响着产业结构转变。随着经济社会的快速发展和人口的不断增长，水资源供需矛盾日益突出。研究水资源综合利用与产业结构之间的关系，促使产业结构向低消耗水资源的方向转变，提高水资源利用效率，对于解决水资源供需矛盾具有非常重要的意义。众多学者对产业结构与水资源利用的关系进行了研究，有学者认为产业结构与水资源的耦合协调度为高或中等关联水平[1-2]，也有学者认为二者耦合关系不强[3-4]。就黄河流域的产业结构与水资源利用关系而言，王文彬等[5]研究发现黄河流域各省区在产业结构合理化方面有较大差别，可通过科技创新实现黄河流域产业结构升级;王海英等[6]提出要优化耗水较大的产业结构，建立节水型社会经济体系。而利用耦合关系模型研究黄河流域水资源与产业结构关系的很少，笔者以内蒙古为例，探究黄河流域水资源与产业结构之间的耦合关系。

1 水资源综合利用与产业结构耦合协调发展的机理分析

本文把水资源消耗与产业结构升级之间的联动定义为耦合关系。水资源综合利用和产业结构的耦合体现在胁迫和制约两个方面[7]：一方面，产业升级转型对水资源的需求更为全面，水资源综合利用不仅要满足产业结构合理化、高效化过程中三次产业变动所需水资源供应量需求，还要追求水质和利用率的提升;另一方面，水资源综合利用水平会影响产业结构调整，产业结构调整需要水资源投入、资金投入和政策支持，即产业升级受限于环境承载力和政府干预[8]。具体来说，若一个地区的产业升级转型速度过快，则不仅水资源需求会急剧增加，而且会破坏生态环境和超过环境承载力，导致水资源短缺和产业效益低下[9];但若过于强调水资源保护而忽略了产业结构调整和经济发展的重要性，则产业结构失衡，经济发展受限，支撑水资源保护的资金规模也会受到限制[10]。综上所述，水资源和产业的关系复杂，如何优化产业结构同时提升水资源综合利用效率是黄河流域经济和生态协调发展的关键（见图1）。

2 实证分析

2.1 研究方法

（1）发展评价模型。在评价水资源综合利用与产业结构發展阶段时，设x1、x2、…、xm为描述水资源综合利用或产业结构的m个指标，建立函数：

指标xj的标准化处理公式为

式中：xmax、xmin分别为指标的最大值、最小值。

（2）耦合度模型。依据水资源综合利用和产业结构的作用机理，构建水资源综合利用与产业结构的耦合度模型：

式中：MA为水资源综合利用指数;MB为产业结构指数;C为耦合度，耦合度越小说明其衡量的变量间联动程度较小，系统发展趋向无序，耦合度越大则系统有序化发展。

（3）耦合协调度模型。为了更精准度量水资源综合利用和产业结构系统的整体效能，引入耦合协调度：

式中：D为耦合协调度;T为综合发展评价指数，用来度量系统的整体效能;f（x）为水资源综合利用的加权贡献度;g（y）为产业结构的加权贡献度;a、b为参数，因水资源综合利用和产业结构同等重要，故均取0. 5。

参照文献[11]的协调度划分标准，建立耦合发展阶段判别标准（见表1）。

2.2 指标选取与数据来源

选取水资源本底条件、水资源开发利用负荷、水资源开发利用程度、水资源产业利用效率和水资源管理水平5个子系统18项指标来反映水资源系统情况[12]，选取三次产业变动情况、劳动力分布结构、产业部门贡献率和固定资产投资分布结构4个子系统12项指标来反映经济发展状况[13]。综合评价指标体系见表2。参照文献[14]，采用熵权法确定准则层（子系统）的权重;参照文献[15-16]，采用等权方法确定指标权重，以此得到各子系统指标对水资源综合利用和产业结构耦合协调关系的重要程度。

国内生产总值、三次产业生产总值和其贡献率等数据来源于2010—2019年《中国统计年鉴》《黄河年鉴》。人均水资源量、年降水量、城市自来水普及率等数据来源于《内蒙古统计年鉴》（2010—2019年）。

3 结果分析

3.1 内蒙古自治区水资源综合利用与产业结构的综合发展水平

3.1.1 水资源综合利用水平时空测度分析

（1）时间测度分析。根据式（1），计算得到2009—2018年内蒙古水资源综合利用指数MA及5个子系统的评价指数，见图2。图2表明：①内蒙古水资源综合利用指数逐年增大，综合利用水平不断提高，尤其2013年出现一个跳跃式增长。原因是2009—2018年内蒙古大力推进农业节水工程建设，尤其是2013年以来推行水权改革，加大水资源保护力度，在水资源本底条件改善的基础上，水贫困状况不断改善。②内蒙古水资源产业利用效率在2009—2014年实现大幅度提升，2014—2018年保持在较高水平。③内蒙古水资源管理水平在2009—2018年呈横向拉伸的N形，水资源管理水平在2018年达到新的高度。

（2）空间测度分析。根据式（1）计算得到2018年内蒙古12个地级市的水资源综合利用指数，见表3。将水资源综合利用指数划分为4级：MA≤0.20，水资源综合利用极度不均;0.200.50，水资源综合利用轻度不均。内蒙古水资源综合利用呈现空间分布不均衡的特点。总体而言，蒙中（乌兰察布市、包头市、呼和浩特市）水资源综合利用较蒙北（呼伦贝尔市、兴安盟）、蒙东（锡林郭勒盟、赤峰市、通辽市）和蒙西（阿拉善盟、巴彦淖尔市、乌海市、鄂尔多斯市）水平低，利用效率低，水资源问题突出。水资源综合利用与当地大气降水负相关，水资源综合利用水平和效率还受当地经济活动影响，例如大兴安岭和阴山山脉以东和以南的主要农业区和半农半牧区，农业用水比例均在54%以上，农业用水管理相对落后、节水灌溉条件不足，水资源综合利用水平较低。蒙中3个地级市均处于水资源综合利用中度不均程度，蒙北、蒙东和蒙西各有一个地级市（盟）处于水资源综合利用中度不均程度，其他地级市（盟）均处于轻度不均程度，水资源问题不突出。呼伦贝尔市供水能力较强，弥补了工业废水处理设施的不足。通辽市和鄂尔多斯市水资源管理水平较高，可以有效地缓解水资源供给压力。呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、乌海市地处黄河流域，水资源总量相对富足，水资源管理水平和开发利用程度较高，但水资源产业利用效率较低。

3.1.2 产业结构发展时空测度分析

（1）时间测度分析。根据式（1），计算得到2009—2018年内蒙古产业结构指数MB及4个子系统的评价指数，见图3。图3表明：①内蒙古在2009—2018年产业结构指数平缓上升，实现了产业结构平稳升级。2010年产业结构水平处于低谷，2011—2018年随着政策支持和经济恢复，产业结构稳步优化。②内蒙古劳动力在三次产业分布的变动较小，2009—2014年逐渐向二三产业转移，促进了二三产业的发展和转型。2014年内蒙古第三产业从业者数量达到顶峰，完成了2010年国家倡导的产业结构转型。2014年之后国家对于林草保护和农牧业的重视，使劳动力出现了连续回流，产业结构指数阶段性下降。③内蒙古2009—2016年投资分布和产业部门贡献增长平稳，在农牧民进入产业化经营链条和产业投资激增的条件下，2017—2018年产业部门贡献率出现了突破性发展。

（2）空间测度分析。根据式（1），计算得到内蒙古自治区12个地级市产业结构综合指数MB，见表4。将各地级市MB划分为4类：0

3.2 内蒙古自治区水资源综合利用与产业结构的耦合协调度评价

（1）时间测度分析。根据式（3）和式（4），计算得到2009—2018年内蒙古水资源综合利用与产业结构的耦合度C、评价指数T、耦合协调度D（见图4）。

图4表明：内蒙古水资源综合利用与产业结构之间耦合协调度逐步提升。根据表1判别标准，可得水资源消耗与产业结构的协调发展等级由严重失调逐渐向初级失调过渡，大致可分为2个阶段：2009—2017年为协调发展阶段（2009—2011年为勉强协调阶段，2012—2013年为初级协调阶段，2014—2017年为中级协调阶段），2018年为高度协调阶段。

内蒙古水资源综合利用与产业结构的发展阶段见图5。2009—2010年产业结构指数很小，处于严重失调衰退状态。2011—2013年水资源利用率大幅提升，第二产业和第三产业快速发展，产业结构指数增长较快。2014—2018年水资源综合利用水平稳中有升，产业结构指数总体呈快速增长趋势。

产业结构与水资源综合利用之间是相互制约与相互作用的耦合關系，区域经济的良性循环发展需要两大系统处于协调发展状态。依据图5，对比图2和图3可知，水资源综合利用和产业结构的耦合关系主要体现在两个方面。一方面，产业结构影响水资源的负荷、利用和管理水平。2013—2018年内蒙古的第三产业快速平稳发展，劳动力逐渐由第一产业、第二产业向第三产业流动，水资源负荷逐渐加重。因此，水资源开发利用负荷子系统与三次产业变动情况和劳动力分布结构子系统呈现明显耦合关系。水资源产业利用效率子系统与劳动力分布结构和产业部门贡献率子系统耦合关系显著。水资源在三次产业的分配曲线基本与劳动力分布结构变化曲线一致，并在2010年和2017年受到三次产业部门贡献率差异影响，进行了水资源利用的再分配。水资源管理水平子系统与固定资产投资分布结构子系统耦合关系主要体现在固定资产投资额的增减直接影响当年的水利管理政策和设施建设，进而影响水利管理水平。因而产业结构向合理化、均衡化转变时，保证水资源的“质”与“量”能够提高用水效率。另一方面，水资源供给和利用情况限制产业结构发展[17]。三次产业变动情况与水资源本底条件和水资源管理水平耦合关系显著，尤其体现在三次产业结构变动和水利年投资额与水利管理制度建设的协调性上。水资源在产业结构中的合理配置和高效利用，能够带动产业结构走向合理化和均衡化。劳动力分布结构受到水资源开发利用负荷的限制和水资源产业利用效率的影响，产业部门贡献率则与固定资产投资分布结构有直接关系。

（2）空间测度分析。根据式（3）和式（4），计算得到内蒙古各地市2018年水资源综合利用和产业结构发展的耦合协调度。依据表1分类标准，利用ArcGIS软件得到内蒙古水资源综合利用和产业结构耦合协调类型的空间分布（见图6）。由图6可知：内蒙古水资源综合利用和产业结构耦合协调度具有明显的空间集聚性。2018年只有呼和浩特市属于中级协调程度的发展类型，巴彦淖尔、乌兰察布和兴安盟3个地级市处于勉强协调程度的发展类型，其他8个地级市处于初级协调程度的发展类型。

4 结论与建议

4.1 结 论

（1）内蒙古水资源综合利用状况不断改善。从水资源综合利用指数动态演化来看，内蒙古水资源综合利用水平不断提高，水资源供给面临困境。内蒙古地处干旱半干旱地区，降水量少，为支持产业经济发展，各行业用水量不断增加;农业用水量占总用水量比例过高，水资源配置不合理;用水户节水意识不强，加剧了水资源短缺。为提高水资源综合利用水平，内蒙古加强了水质治理和水权管理，2016年黄河干流盟市间水权转让试点是内蒙古首次运用市场机制配置水资源的重要实践，实现了黄河干流盟市间水资源合理配置。从区域来看，蒙中地区水资源综合利用水平较蒙北和蒙西的低，水短缺问题突出。蒙中3个地级市均处于水资源综合利用中度不均程度，蒙北、蒙东和蒙西各有一个地级市（盟）处于水资源综合利用中度不均程度;其他地级市（盟）均处于轻度不均程度，水资源问题不突出。黄河流经地区均表现出水资源总量相对富足，管理水平和水资源开发利用程度较高。

（2）产业结构不断优化。从产业结构指数动态演化来看，内蒙古在2009—2018年实现了产业结构平稳升级。产业结构指数平缓上升，三次产业变动明显，劳动力逐步向二三产业转移。固定资产投资较为平稳，2017—2018年产业部门贡献率大幅增长。

（3）水资源综合利用与产业结构的耦合协调度不断提高，但仍为初级失调阶段。从时序变化来看，水资源消耗与产业结构的协调发展等级由严重失调经历3个阶段逐渐向初级失调过渡。总体来说，内蒙古的水资源综合利用和产业结构耦合水平较低，原因主要有两点：一是水资源利用能力受限于基础设施建设等问题，需加大资金投入;二是农业用水占总用水量比重大，这是黄河流域水资源利用与经济耦合协调发展的主要障碍因素。从地区分布来看，水资源综合利用和产业结构耦合协调度具有明显的空间集聚性。

4.2 建 议

为进一步提高内蒙古水资源利用和产业结构耦合协调度水平，提出以下几点建议。

（1）在继续加强水资源管理和治理的同时，保障产业结构优化用水需求。水资源管理需注重区域间、产业间的科学分配，明晰、规范水权交易，实现可持续利用和产业结构优化，满足生态保护和高质量发展的需要。

（2）要注意产业转型和水资源保护并重。通过构建生态保护体系，加强生态环境建设，推动水土流失和水环境治理，并对传统产业实施生态化改造。

（3）在保证产业结构优化的前提下，控制农业用水总量，倡导农业科技创新，尤其是节水改造，鼓励推广低耗水农作物，推动城乡生活节水，在提倡节水和保证生产的同时提高水资源利用效率。

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【责任编辑 张华兴】