前 言 Part Ⅰ 研究背景 黄河是世界上最复杂难治的河流之一,治理黄河历来是中华民族安民兴邦的大事。人民治黄以来,黄河治理开发保护取得了举世瞩目的成就,但黄河是一条善淤、善决、善徙的河流,水沙关系不协调的特性决定了黄河治理工作的长期性、艰巨性和复杂性。随着流域经济社会快速发展、河流水沙情势和工程情况变化、生态环境问题受到日益关注,流域发展质量及其综合评估理论需要构建。 新时期我国确立了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,赋予了流域治理新内涵、新要求和新任务,为强化水治理和保障水安全指明了方向。黄河流域是一个生命共同体,其组成包括自然、经济、社会、生态等各方面的要素,因此应以统筹“山水田林湖草沙”系统治理的思想开展流域保护治理工作。 本文从黄河流域生态保护和高质量发展顶层设计角度出发,充分考虑问题复杂性、资源多样性、保护系统性、治理综合性和发展适宜性五个方面的因素,将系统科学、信息论、耗散结构等经典理论与黄河流域保护治理工作实际相结合,提出以流域发展指数(BasinDevelopment Index, BDI)为决策依据的流域发展质量综合评估理论,综合评价流域巨系统演变状态和发展质量,为黄河流域综合治理、系统治理、源头治理提供技术支撑。 Part Ⅱ 流域发展质量综合评估理论及方法 流域是由河流、生态环境、社会经济等子系统构成的开放的远离平衡态的复杂巨系统,其本身就是或近似是耗散结构。本文利用BDI表征流域发展质量,它是基于熵值和耗散结构的综合评价指标,表征了流域发展指标的不确定性和系统的稳定性。BDI数值越大表示流域发展质量越高,越趋于良性循环;数值越小表示流域发展质量越低,所处状态存在一定的问题,需要加强监管,并采取一定的措施进行治理。 以系统性、全面性和可获取性为原则,针对黄河流域生态保护和高质量发展要求,构建流域发展质量综合评价指标体系。按照流域治理目标划分,黄河流域巨系统可以分为河流子系统、生态环境子系统、社会经济子系统,子系统之间相互影响、相互依存。三个子系统的指标选取如下: Part Ⅲ 结果分析 通过熵权模型和耗散结构模型(布鲁塞尔器)计算,得到如下结果。 黄河流域在1980~2019年40年间的BDI值变化及与流域内治水相关的历史大事件关联情况,如图2所示。 对黄河流域发展质量综合评价体系中各较大权重指标进行统计,结果如表2所示。40年间,评价指标体系中,权重最大指标出现频率较高的分别是:人均GDP (14次)、总冲淤量(黄河下游)(10次)、重要断面生态基流保证率(5次)、生境质量指数(4次)。 Part Ⅳ 结论与讨论 本研究以黄河流域为例,从系统性、整体性角度出发,利用熵权和耗散结构对河流-生态环境-社会经济耦合系统进行定量分析,揭示复杂系统的演变规律和内部指标体系间互反馈机制,首次提出表征流域发展质量的综合评估指数BDI及其理论方法,为评估流域发展质量提供参考依据。研究发现:1、1980-2019年,BDI的均值为58.5分,最低值为1996年的50.5分,最高值为2019年的66.6分,总体演变规律为先降低后升高,呈现震荡式向好趋势,与黄河流域发生的若干重大事件关联性较大,存在数值和时间上的响应关系;2、复杂系统各项指标的熵权存在随时间序列的动态变化,根据1980-2019年分析结果,人均GDP、总冲淤量(黄河下游)、重要断面生态基流保证率、生境质量指数为影响系统的关键因素;3、从系统状态(耗散结构理论)研究,1980-2019年系统耗散结构指标均小于0,表明黄河流域河流-生态环境-社会经济耦合系统的活跃度较低,但整体呈现震荡式上升趋势,整体趋势与达到耗散结构的临界条件逐渐接近。 作者:张金良 曹智伟 金鑫 李超群 |
|