2结果与分析-厦门大学学报（自然科学版）.doc

九龙江流域城市化进程与水资源耦合关系的定量辨识 王吉苹1,2* ，薛雄志2 厦门理工学院 环境科学与工程学院，福建 厦门 361024； 2. 厦门大学 环境与生态学院，福建 厦门 361005) 摘要：正确识别城市化与水资源利用所处的发展阶段及辨识二者之间的耦合关系是研究特定时期和特定地域人水关系系统的前提条件。本文针对九龙江流域三市漳州、龙岩和厦门市的城市化水平、用水总量、用水效益和人均用水水平进行了定量分析，并在此基础上验证了水资源约束力的存在，提出了测量水资源约束力指标的方法。结果表明，龙岩和漳州目前处于城市化的中期阶段，而厦门已经处于城市化的后期阶段；漳州和厦门在城市化进程中存在一定的水资源约束力，并且漳州约束强度高于厦门。综合分析得出龙岩城市化发展与水资源环境耦合作用过程处于相对平和的磨合期。漳州处在拮抗阶段，厦门则处在磨合与高水平协调阶段之间。 关键词：九龙江流域；城市化；水资源；耦合；水资源约束力 中图分类号：X24 文献标识码： A (水资源作为不可替代的自然资源，是推动流域城市化发展的重要因素。然而随着城市化进程不断加快，导致了水量缺水和水质缺水等水资源危机。水危机反过来又成为制约城市社会经济发展的一大瓶颈[8, 9]。根据诺瑟姆理论[10]，城市化发展遵循S型曲线上升规律，水资源开发利用也遵循逻辑增长趋势，二者之间存在着较强的必然联系。因此，正确识别城市化与水资源利用之间的特定关系，是研究特定时期和特定地域人水关系系统的前提条件。国大部分地区，尤其是缺水地区，城市发展与水资源利用之间的约束关系反映在一定时空范围内是动态的、变化的过程，在一定的作用方式下是一个耦合过程。耦合作用即为城市化发展与水资源相互影响，相互制约。包括城市化发展对水资源利用的优化与胁迫作用以及水资源对城市化的支持与制约作用。，可将城市发展与水资源耦合作用过程分为4 个阶段，即低水平协调阶段、拮抗阶段、磨合阶段和高水平协调阶段[11]。在我国大部分城市地区，城市发展与水资源环境的耦合处在拮抗和磨合阶段或两者的中间阶段。鉴于此，我国学者在20世纪80年代中后期提出了水资源承载力的概念[1214]。其他国家学者对这个问题也采用了类似的概念 [1518]。水资源承载力研究的主要是水资源利用的最大容量问题，难以涵盖特定时期水资源与社会经济发展的相互作用与协调程度。在我国很多地区，尤其是在严重缺水地区，当人口经济和城市化规模接近或者超过水资源的承载能力，或是接近或超过了天然水资源的值，水资源将会给社会经济造成很大的压力。这个压力，称之为水资源约束力[19, 20]。。 九龙江是福建省仅次于闽江的第二大河流，流域总面积1.47×104 km2，河长285 km，干支流流经龙岩的新罗区、漳平市，漳州的华安县、长泰县、平和县、南靖县、龙海市以及漳州市辖区，在厦门入海。九龙江不仅是龙岩、漳州、厦门三市的主要饮用水源，也是重要的工农业生产水源。如何合理开发利用九龙江的水资源，协调人水关系，是九龙江流域不断上升的城市化过程中所亟需解决的问题。本文鉴于此，选取九龙江的上游地区龙岩市，中下游地区漳州市以及其入海口厦门市作为研究对象，比较分析流域三市的城市化水平与水资源利用之间存在的定量关系，探讨不同城市化水平及水资源丰度情况下水资源与城市发展的交互耦合作用，以期找出相应的水资源开发利用的合理对策。 研究方法 .1测量水资源约束力指标的方法 关于城市化与水资源利用的关系，国内外学者进行了大量的研究。一般认为，城市化水平与用水总量之间的关系符合对数曲线关系[19, 21, 22]，表示为： …………………………….(1) 中Y为城市化水平( %) ；X为用水总量(元·人- 1 )； a，b 为相关系数b 0。 利用这一模型，我们可以求算在一定的城市化水平对应的水资源利用总量。从对数曲线模型我们可以发现，每增加1%的城市化水平需要更多的水量供给，而区域水资源总量和人类开发水资源的技术水平是有限的，水资源的利用率会受到限制，因此用水总量的增加也会受到限制。如图1所示，如果城市化水平从Y1升到Y2，通常情况下用水总量会从X1增加到X2，而当水资源利用总量已接近或者超过天然水资源的值时，用水总量在一定时期只能升到X2’，相应的，城市化水平也只能达到Y2’，显然，我们可以得出，缺水阻碍了城市化进程。因此，在缺水地区，要加快城市化进程必须调整水资源利用和城市化的格局。这种现象可由公式（1）的拟合度R2看出，一旦水资源利用总量实现零增长或负增长，公式（1）的拟合度 R2 将变得非常小，城市化水平和水资源利用总量的对数关系模型无法通过显著性检验。即 R2 它代表着回归曲线的拟合度是否良好，或者说代表着在回归方程中多少度X可以拟合Y的大小；而1 - R2则表示了实际值和拟