基于河流伦理的卫河生态流域评价指标及主成分分析

摘 要：基于生命概念分析了河流拥有生命的基本特征，论证了河流自然价值与内在价值，阐述了河流伦理的定义，并构建了基于河流伦理的生态流域理论体系。运用河流伦理思想和主成分分析法，分析了卫河流域水安全、水资源、水经济、水管理、水文化、水环境、水生态、水景观８ 个维度所蕴含的河流伦理思想，并初步探索了基于河流伦理思想的生态流域主成分指标体系。主成分分析结果表明：卫河流域在开展流域管理过程中，应重视各维度的统筹协调，根据主成分分析的各维度内涵有重点地开展流域管理工作，将河流伦理思想融入生态流域构建中。

关键词：河流伦理；生态流域；指标体系；主成分分析；卫河流域

中图分类号：ＴＶ２１２．４ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．１１．０１５

引用格式：刘阳，黄强，董卫．基于河流伦理的卫河生态流域评价指标及主成分分析［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（１１）：９３－９８．

人类与河流的关系经历了从原始文明与农耕文明不自觉的和谐状态，到工业文明人类以大自然的主人自居，再到生态文明提出河流伦理３ 个阶段。河流自文明诞生便是人类赖以生存的基础，四大文明古国的产生与发展，标志着人类文明以流域为单元，在全世界绽放出绚丽多彩的文明之花［１－３］ 。然而，随着人类文明的发展，特别是进入工业时代，全球河流面临着河源衰退、河床萎缩、河道断流、湿地退化、水质污染、尾闾消失等问题［４］ 。在此背景下，河流伦理［５］ 思想应运而生。河流伦理思想发展于生态伦理思想体系［６］ 。随着生态伦理学的发展，逐渐形成了人类中心主义与非人类中心主义。人类中心主义将道德关怀仅限于人类范畴［７］ 。人类中心主义随着社会文明的演进不断修正与完善，是人类利益得以保障的基础。非人类中心主义不再将人类的利益置于唯一首要位置，提出大地伦理学的利奥波德，被认为是非人类中心主义的先驱。在《沙乡年鉴》中，利奥波德通过对动物与自然环境拟人化的描述，建立起人与自然之间的亲属感，为河流伦理的形成提供了理论支撑。李国英［５］ 提出河流伦理概念，确立了河流的价值主体地位，提出了河流治理的终极目标，即维持河流健康生命。随后各专家学者从不同角度对河流伦理展开了研究。张永义［２］ 从工具、文化、自然３ 个维度构建了河流伦理图式。张俊峰等［８］ 主张通过理论渊源、文化积淀与历史实践３ 个维度探索河流伦理。夏军等［９］ 介绍了河流伦理的内涵及内容，并应用于流域管理实践工作。

基于河流伦理，本文提出河流所包含的自然价值与内在价值，从流域研究尺度出发，构建基于河流伦理的生态流域理论框架，并运用主成分分析法，分析了卫河生态流域蕴含的河流伦理思想，初步探索了基于河流伦理的生态流域主成分指标体系。

１ 河流伦理的提出及发展

１．１ 河流生命理念及价值理念

生命的概念是多维度的、是发展的，不同历史阶段、不同学科有不同解释。生物学、化学、物理学、信息科学分别从新陈代谢、化学反应、增熵及信息互通等方面阐释了生命的内涵。生态学将生命视为生物圈与自然界物质能量循环过程的有机结合体，提出生物体与自然的“生命”具有结构上的整体性与功能上的不可分割性［１０－１１］ 。基于生命特征，从微观上分析河流拥有生命的基本特征。首先，河流是由源头、河道、湖泊、干流以及众多不同级别的支流组成的流动水系，河道有完整、贯穿的物质结构基础。然后，河流由水流及其所维系的动物、植物、微生物和环境因素等组成，各因素相互作用并产生各种化学反应，从而形成稳定生态循环场，维持河流生命健康。最后，河流是一种开放的复合生态系统，包括陆地河岸生态系统、水生态系统、湿地及沼泽生态系统等，不间断地进行着能量流动、物质循环和信息传递。宏观上河流是生态系统的重要组成部分，河流生命与其他生命形态相互耦合，共同维系整个生态系统运行。

明确河流生命理念以后，河流的价值就不仅仅是满足人类需求，河流价值演化为其所拥有的自然价值与内在价值。河流的自然价值不仅在于繁衍、滋养、推动众多生命体存在，而且以连续性、完整性及生态功能（如过滤、屏蔽、通道、源汇和生物栖息等功能）支撑地球生态系统的物质循环、能量流动和信息传递，维持地球水圈的循环和平衡。河流的内在价值一方面体现在河流的生命属性；另一方面以目的性、规律性与适应性孕育了生态系统， 这是河流内在价值的根本体现［１２－１４］ 。

１．２ 河流伦理的理论基础与定义

河流伦理是以河流为研究对象，以流域为研究尺度，在充分掌握流域自然水循环与人工水循环基本规律基础上，结合河流的动态性及社会经济性等特征建起来的。生态文明建设理论是河流伦理形成的基础。河流伦理中重新界定的人水伦理观对建设生态文明具有提升其内核的重要价值，而生态文明建设理论为河流伦理提供了以人为本、人水和谐的理论支撑［１５］ 。生态水利是河流伦理的具体应用。通过研究水利事业发展过程，人类对河流进行开发利用时，不仅要考虑人类利益（资源） 的目标，而且要有生态目标，保护河流生命。

结合国内外相关研究成果及河流伦理的特征，河流伦理可定义为：从哲学高度重新调整人与河流的关系，在明确河流生命理念前提下，建立河流价值体系并赋予河流道德，通过汲取伦理学道德观及“中西马”生态伦理学精髓，使河流兼有的权利与义务相协调，基于生态文明建设理论、生态水利理论以及流域水循环基本规律，坚持以人为本思想，运用科学技术与政策法规，实现构建生态流域及流域高质量永续发展的目标。

１．３ 基于河流伦理的生态流域理论框架

将河流伦理思想应用于流域管理实践，可以扭转流域管理固有的思维模式，是构建生态流域［１６］ 理论体系的重要支撑。河流伦理从哲学高度定义了人与河流的关系，并与生态文明建设理论和生态水利理论相互促进，在流域水循环规律作用下，形成了生态流域理论体系。生态文明建设理论与流域水循环规律相结合形成顺应自然、尊重自然、保护自然的三大理念。生态水利理论与流域水循环规律相结合形成流域水资源、社会经济、生态三大子系统。三大理念与三大子系统内涵相通、内容彼此融合，形成了水安全、水资源、水经济、水管理、水文化、水环境、水生态、水景观８ 个维度河流伦理思想，并最终形成了基于河流伦理的生态流域理论框架体系，见图１。

２ 基于河流伦理的卫河生态流域评价

２．１ 卫河生态流域评价指标体系建立

对以“生态流域、河流健康、水资源耦合评价系统、幸福河”为主题的评价类文献进行搜索、整理，通过频度分析、理论分析，根据生态流域理论框架体系，以及卫河流域现状，最终确定流域水资源、社会经济、生态三大子系统，水安全、水资源、水经济、水管理、水文化、水环境、水生态、水景观８ 个维度，共由５６ 个评价指标组成卫河生态流域评价指标体系，见表１。相关数据主要来源于卫河流域管理机构的资料、地方统计年鉴、统计公报及实地考察等。

２．２ 基于主成分分析法的８ 个维度指标

２．２．１ 主成分分析法

主成分分析（ＰＣＡ）是将多个指标转换为少数几个主成分的降维算法，其能反映原始数据的大部分信息，是应用非常广泛的数据预处理方法。首先将样本矩阵进行标准化处理，并计算标准化样本的协方差；然后应用Ｍａｔｌａｂ 计算标准化后的矩阵特征值和特征向量，进而计算主成分贡献率及累计贡献率；最后取累计贡献率超过８０％的特征值所对应的主成分，指标对应的主成分值越大，代表该指标对于主成分的影响越大。

２．２．２ 卫河生态流域主成分分析

１）水安全与水资源维度。根据表２ 中水安全维度指标可知，３ 个主成分的累计贡献率达到９３．７８１％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ６ 有较小正荷载，该主成分反映了人类实施于河流的各项措施对水安全的影响，蕴含了河流在水安全维度负有接受人类适度改造义务的河流伦理思想。第二主成分Ａ８ 有较大正荷载，Ａ２、Ａ５、Ａ７ 有较大正荷载，该主成分反映了综合水旱灾害指标，蕴含了河流伦理的本质思想之一即河流的灾害性。第三主成分Ａ５ 有较大负荷载，该主成分反映了影响水安全的根本原因是强降雨。

根据表２ 中水资源维度指标可知，３ 个主成分的累计贡献率达到９６．２１４％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分各指标均为正荷载，反映出水资源综合水平，蕴含了人与河流平等享有水资源权利的河流伦理内涵。第二主成分Ｂ５、Ｂ７ 有较大负荷载，而Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３有较小正载荷，反映了水资源的自然分配过程，蕴含了非人类中心主义的生态伦理思想。第三主成分Ｂ７、Ｂ８有较大正荷载，而Ｂ５、Ｂ６ 有较大负荷载，反映了水资源的人工分配过程，蕴含了人类中心主义的生态伦理思想。

２）水经济与水管理维度。根据表３ 中水经济维度指标可知，３ 个主成分的累计贡献率达到９６．５２９％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分各指标均为正荷载，反映出流域水经济综合水平，蕴含了河流伦理的经济属性。第二主成分Ｃ２、Ｃ３ 有较大正荷载，Ｃ１ 有较大负荷载，反映了工业社会发展水平。第三主成分Ｃ１、Ｃ３ 有较大正荷载，Ｃ２、Ｃ７ 有较大负荷载，反映了农业社会发展水平。农业社会与工业社会体现了不同社会发展阶段，而不同社会发展阶段体现了所在流域蕴含的河流伦理内涵发展阶段。

根据表３ 中水管理维度指标可知，３ 个主成分的累计贡献率达到９８．７０２％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分除Ｄ５ 外，其他指标均为正荷载，反映出流域综合管理水平，蕴含了河流伦理的社会属性。第二主成分Ｄ５ 有较大正荷载，反映出水管理中供水量保证程度的重要性，体现了河流的社会功能。第三主成分Ｄ４ 有较大正荷载，Ｄ１ 有较大负荷载，反映了流域的生态管理水平，蕴含了以人为本的生态管理理念。

３）水环境与水生态维度。根据表４ 中水环境维度指标可知，３ 个主成分的累计贡献率达到９８．０４９％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分均为正荷载，反映了流域综合水环境状况，河流伦理中河流生命健康是关键指标，而水环境综合状况指标是反映河流生命健康状况的主要指标。第二主成分Ｆ２、Ｆ３、Ｆ６ 有较大正荷载，是反映水状况与空气状况的综合指标。第三主成分Ｆ４ 有较大正荷载，Ｆ５ 有较大负荷载，是反映水状况与土壤状况的综合指标。第二、第三主成分体现了水与空气、土壤的线性关系，蕴含了大地伦理学中，各自然系统之间相互关联的本质特性。

根据表４ 中水生态维度指标可知，３ 个主成分的累计贡献率达到９５．３６８％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分除Ｇ５、Ｇ６ 外，其他指标均为正荷载，反映了流域综合水生态水平，蕴含了河流伦理的自然价值。第二主成分在Ｇ５ 有较大正荷载，而Ｇ４、Ｇ６ 有较大负荷载，第三主成分Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６ 有较大正荷载，这两个主成分反映了河道内流量变化对水生态的间接影响，蕴含了河流伦理的内在价值。

４）水文化与水景观维度。根据表５ 中水文化维度指标可知，第一主成分的累计贡献率为９８．８４３％，能很好地概括原指标内涵。该主成分各指标均为正荷载，反映了流域水文化建设水平，体现了河流伦理以文化思想为根基的基本理念。

根据表５ 中水景观维度指标可知，第一、第二两个主成分的累计贡献率达到９８．４９７％，能很好地概括原指标内涵。第一主成分除Ｈ２ 外其他指标均为正荷载，反映了河流在人类扰动较少情况下的综合指标。第二主成分Ｈ１ 有较大负荷载，反映了通航保障率存在污染河流、影响河流健康的隐患。水景观要融合河流伦理理念，适宜打造既美观又符合河流权利的景观。

３ 结束语

河流伦理蕴含河流生命理念，认为河流是有生命的系统，基于此，提出河流所包含的自然价值与内在价值，并赋予河流道德，在生态文明建设理论与生态水利理论支撑下，从流域研究尺度出发，形成了完整河流伦理理论体系。从全新视角审视人与河流关系，提出系统性认知、逻辑性内容及可行性目标的河流伦理理论，提出在河流伦理理论基础上，构建生态流域理论体系，以河流伦理的哲学高度，提升水安全、水资源、水经济、水管理、水文化、水环境、水生态、水景观８ 个维度的哲学内涵。运用主成分分析法，分析了卫河生态流域８个维度蕴含的河流伦理思想，并初步探索了基于河流伦理的生态流域主成分指标体系，结果表明：卫河流域在开展流域管理过程中，应重视各维度的统筹协调，并有重点地开展流域管理工作，将河流伦理思想融入生态流域构建中。当前，河流伦理理论体系刚刚形成，生态流域理论也初步进入科研阶段，而我国水利事业发展的脚步却愈发变快。为实现流域永续高质量发展目标，选择典型流域开展河流伦理评价研究恰逢其时。

参考文献：

［１］ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｅｈａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｌｏｎｇ，ＳＵＮ Ｇｅ，ｅｔ ａｌ．Ｃｌｉｍａｔｅ Ｖａｒｉａ⁃ｂｉｌｉｔｙ Ｍａｓｋｅｄ Ｇｒｅｅｎｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｙｉｅｌｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ Ｄｕｒｉｎｇ ２００１－２０１８［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０２２，５８（１）：ｅ２０２１ＷＲ０３０３８２．

［２］ 张永义．工具、文化、自然：河流伦理的历史论证［Ｊ］．中州学刊，２０２３（１２）：１３０－１３６．

［３］ ＬＩ Ｚｈｕｏ，ＷＡＮＧ Ｌｉｎｌｉｎ，ＬＵＮ Ｆｅｉ，ｅｔ ａｌ．Ａ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｔｏ Ｉｄｅｎ⁃ｔｉｆｙ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］． Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃ｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０２３，１８（３）：０３４０２６．

［４］ ＦＵ Ｇｕｏｂｉｎ，ＣＨＥＮ Ｓｈｕｌｉｎ．Ｗａｔｅｒ Ｃｒｉｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ：Ｆａｃｔｓ，Ｒｅａｓｏｎｓ， Ｉｍｐａｃｔｓ， ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ［ Ｊ］． Ｗａｔｅｒ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１（２）：ｗｐｔ２００６０２８．

［５］ 李国英．河流伦理［Ｊ］．人民黄河，２００９，３１（１１）：３－５，１３２．

［６］ ＢＡＴＡＶＩＡ Ｃ，ＢＲＵＳＫＯＴＴＥＲ ＪＫ，ＮＥＬＳＯＮ Ｍ Ｐ．Ｐａｔｈｗａｙｓ ｆｒｏｍ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｔｈｉｃｓ ｔｏ Ｐｒｏ⁃Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｂｅｈａｖｉｏｕｒｓ？Ｉｎｓｉｇｈｔｓ ｆｒｏｍ Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｖａｌｕｅｓ，２０１９，２９（３）：３１７－３３７．

［７］ ＡＮＯＮ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｖｉｒｔｕｅ Ｅｔｈｉｃｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｅｔｈｉｃｓ，２００６，２８（４）：４２９－４３２．

［８］ 张俊峰，李杰．河流伦理的三个维度：理论渊源、文化积淀与历史实践［Ｊ］．中国水利，２０２４（１２）：７－１２．

［９］ 夏军，薛颖，骆文广，等．河流伦理研究及其在流域综合管理中的应用［Ｊ］．中国水利，２０２４（１２）：１－６．

［１０］ 余谋昌．黄河生命：河流生命伦理的哲学基础［Ｊ］．南京林业大学学报（人文社会科学版），２０２３，２３（４）：３６－４５．

［１１］ 李国英．维持河流健康生命：以黄河为例［Ｊ］．人民黄河，２００５，２７（１１）：１－５．

［１２］ ＤＡＩＬＹ Ｇ Ｃ，ＳÖＤＥＲＱＶＩＳＴ Ｔ，ＡＮＩＹＡＲ Ｓ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ Ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｎａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｎａｔｕｒｅ ｏｆ Ｖａｌｕｅ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２８９（５４７８）：３９５－３９６．

［１３］ Ｏ’ＮＥＩＬＬ Ｊ．Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｖａｌｕｅ［Ｊ］．Ｍｏｎｉｓｔ，１９９２，７５（２）：１１９－１３７．

［１４］ 何志鹏．“自然的权利”何以可能［Ｊ］．法制与社会发展，２００８，１４（１）：１０２－１１９．

［１５］ 胡雨欣．基于《生态文明与河流伦理》探讨生态文明与河流伦理的内在关系［Ｊ］．人民黄河，２０２２，４４（１２）：１６３．

［１６］ 黄强，邓铭江，畅建霞，等．构建生态流域理论体系支撑流域生态文明建设［Ｊ］．人民黄河，２０２０，４２（９）：１０－１５．

【责任编辑 吕艳梅】

基金项目：国家自然科学基金资助项目（５２２７０９０５２９）；陕西省自然科学基础研究计划项目（２０２３ＪＣ－ＸＪ－１９）