潘爭(zhēng)偉,金菊良,王 晶,吳成國(guó)

(1.蚌埠學(xué)院 土木與水利水電工程學(xué)院,安徽 蚌埠 233030;2.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥 230009;3.合肥工業(yè)大學(xué) 水資源與環(huán)境系統(tǒng)工程研究所,安徽 合肥 230009)

1 研究背景

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)從不同視角識(shí)別全球氣候變化的關(guān)鍵要素，并強(qiáng)調(diào)人類發(fā)展與氣候變化適應(yīng)的重要性[1]，對(duì)氣候變化的影響和適應(yīng)評(píng)估進(jìn)行了大量研究。IPCC特別報(bào)告《全球升溫1.5℃》[2]中的適應(yīng)概念更強(qiáng)調(diào)人類系統(tǒng)的作用。在人類系統(tǒng)中，調(diào)整實(shí)際或預(yù)期氣候及其影響的過(guò)程，以減輕損害或利用有益機(jī)會(huì)；在自然系統(tǒng)中，調(diào)整實(shí)際氣候及其影響的過(guò)程。適應(yīng)逐漸被認(rèn)為是減緩氣候變化脆弱性的有效途徑[3]。Seif-Ennasr等[4]綜合考慮到效益、實(shí)施時(shí)間、成本和可行性等因素，提出一種新的適應(yīng)性評(píng)估方法，并對(duì)水管理措施對(duì)氣候變化的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估；Yatesa等[5]在未來(lái)氣候和非氣候壓力因素的不確定性條件下，論證了以決策為中心的適應(yīng)性評(píng)估過(guò)程，并應(yīng)用于科羅拉多河流域上游區(qū)域；Goosen等[6]提出氣候變化適應(yīng)分析的基本內(nèi)容主要包括氣候變化影響或脆弱性評(píng)估、適應(yīng)方案的設(shè)計(jì)與選擇，以及適應(yīng)方案的評(píng)估等；左其亭[7]對(duì)水資源適應(yīng)性利用模式、理論體系框架、關(guān)鍵內(nèi)容等進(jìn)行了研究；姜海波等[8]分析了塔里木河流域水量和水質(zhì)兩方面的水資源脆弱性成因，并提出了適應(yīng)性對(duì)策。

淮河流域位于中國(guó)東中部，處于中國(guó)南北氣候過(guò)渡帶，人均水資源量不足500 m3，屬嚴(yán)重缺水地區(qū)。流域多年平均降水量約920 mm，其分布狀況大致是由南向北遞減，年內(nèi)年際變化較大，特殊的地理位置和氣候條件，導(dǎo)致淮河流域洪澇災(zāi)害頻發(fā)，氣候變化對(duì)淮河流域水資源的影響和適應(yīng)性等問(wèn)題值得關(guān)注[9]。本文以安徽省淮河流域?yàn)檠芯繀^(qū)，通過(guò)水資源系統(tǒng)的自然系統(tǒng)和社會(huì)(人工)系統(tǒng)對(duì)變化環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程分析，探討變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理，并提出基于聯(lián)系數(shù)-模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的系統(tǒng)分析方法，對(duì)變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性進(jìn)行定量分析。

2 水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理與驅(qū)動(dòng)因子識(shí)別

2.1 變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理分析

水資源系統(tǒng)因氣候條件、自然特征和社會(huì)特征、經(jīng)濟(jì)水平等變化環(huán)境的影響，其穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性遭到破壞，致使系統(tǒng)處于一種脆弱性狀態(tài)。水資源系統(tǒng)包括自然系統(tǒng)和社會(huì)(人工)系統(tǒng)，水資源自然系統(tǒng)自身具有應(yīng)對(duì)氣候變化的自我調(diào)節(jié)和修復(fù)反應(yīng)，而水資源社會(huì)(人工)系統(tǒng)具有通過(guò)主動(dòng)調(diào)整應(yīng)對(duì)變化環(huán)境的能力，并由適應(yīng)主體通過(guò)適應(yīng)因素的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)減弱變化環(huán)境的不利影響[10]，水資源系統(tǒng)歷經(jīng)自我反應(yīng)、與之適應(yīng)、主動(dòng)調(diào)整以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)脆弱性，變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理過(guò)程如圖1所示。

圖1中，水資源自然系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)脆弱性的自我應(yīng)對(duì)，使系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)的能力稱之為水資源系統(tǒng)應(yīng)對(duì)變化環(huán)境的自然適應(yīng)性或自然恢復(fù)性(natural resilience，NR)；水資源社會(huì)(人工)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)脆弱性的主動(dòng)調(diào)整應(yīng)對(duì)是由適應(yīng)主體通過(guò)適應(yīng)因素的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)的，稱之為水資源系統(tǒng)的人為適應(yīng)性(artificial adaptation，AA)；自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性的雙重作用使系統(tǒng)脆弱性減弱。因此，水資源系統(tǒng)適應(yīng)性是指系統(tǒng)對(duì)變化環(huán)境的干擾和破壞的應(yīng)對(duì)和響應(yīng)能力，包括自然系統(tǒng)應(yīng)對(duì)變化環(huán)境的自然恢復(fù)能力，以及社會(huì)(人工)系統(tǒng)由適應(yīng)主體通過(guò)適應(yīng)因素主動(dòng)應(yīng)對(duì)變化環(huán)境的人為適應(yīng)能力，是自然恢復(fù)性(NR)和人為適應(yīng)性(AA)的函數(shù)，可表示為：

圖1 變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理過(guò)程

A=f(NR,AA)

(1)

2.2 水資源系統(tǒng)適應(yīng)性驅(qū)動(dòng)因子識(shí)別分析

水資源系統(tǒng)是由水資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等子系統(tǒng)和要素構(gòu)成，由自然系統(tǒng)和社會(huì)(人工)系統(tǒng)相結(jié)合的開(kāi)放的復(fù)合系統(tǒng)。通過(guò)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理分析，結(jié)果顯示，變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性是由水資源自然系統(tǒng)的自然恢復(fù)性和社會(huì)(人工)系統(tǒng)的人為適應(yīng)性構(gòu)成。

(1) 自然恢復(fù)性因子。自然恢復(fù)性(NR)是水資源自然系統(tǒng)對(duì)變化環(huán)境的應(yīng)對(duì)，通過(guò)水資源稟賦，生態(tài)環(huán)境等因素自我調(diào)節(jié)應(yīng)對(duì)自然系統(tǒng)的變化，目的是調(diào)整或修復(fù)受損的水資源系統(tǒng)。從功能的角度來(lái)看，水具有資源、環(huán)境和生態(tài)的功能，表現(xiàn)為水量、水質(zhì)和水生態(tài)。因此，自然恢復(fù)性因子應(yīng)包括水量、水質(zhì)和水生態(tài)指標(biāo)。采用頻度分析、統(tǒng)計(jì)分析、專家咨詢、系統(tǒng)分析等方法，篩選出的自然恢復(fù)性因子為：“水量”，主要包括降水量、降水變率、干旱指數(shù)、水資源量、產(chǎn)水模數(shù)；“水質(zhì)”，主要包括地表水環(huán)境質(zhì)量、水污染事件；“水生態(tài)”，主要包括水域面積比、濕地面積比、水土流失面積比。

(2) 人為適應(yīng)性因子。人為適應(yīng)性(AA)是社會(huì)(人工)系統(tǒng)與變化環(huán)境相協(xié)調(diào)的主動(dòng)調(diào)整，通過(guò)主動(dòng)調(diào)整人類行為來(lái)減輕氣候變化對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)系統(tǒng)的不利影響，人為適應(yīng)性與自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)密切相關(guān)。對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)而言，是通過(guò)人為干預(yù)對(duì)預(yù)期變化環(huán)境及其影響做出應(yīng)對(duì)；對(duì)人類社會(huì)系統(tǒng)而言，是通過(guò)改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活行為方式，主動(dòng)探求如何降低變化環(huán)境的損害。人為適應(yīng)性是由適應(yīng)主體通過(guò)適應(yīng)因素的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)的，適應(yīng)因素主要指自然生態(tài)系統(tǒng)的資源因素和生態(tài)環(huán)境因素，以及人類社會(huì)系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素和技術(shù)因素。采用頻度分析、統(tǒng)計(jì)分析、專家咨詢、系統(tǒng)分析等方法，篩選出的人為適應(yīng)性因子為：“資源”，主要包括用水量、水資源利用率、用水模數(shù)；“生態(tài)環(huán)境”，主要包括植被指數(shù)、污水排放量、污水處理率、水土流失治理面積比、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、生態(tài)環(huán)境用水比例；“社會(huì)經(jīng)濟(jì)”，主要包括區(qū)域開(kāi)發(fā)程度、人均GDP、固定資產(chǎn)投資完成額；“技術(shù)”，主要包括用水效率指標(biāo)(農(nóng)田灌溉畝均用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、人均生活日用水量)、R&D(research and development)經(jīng)費(fèi)支出占GDP比例。

采用模糊層次分析法分別對(duì)自然恢復(fù)性因子和人為適應(yīng)性因子進(jìn)行識(shí)別分析，獲得水資源系統(tǒng)適應(yīng)性驅(qū)動(dòng)因子。水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子關(guān)系圖

3 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

3.1 研究區(qū)概況

安徽省淮河流域處于淮河中游，包括六安、淮南、蚌埠等10個(gè)市，涉及30個(gè)縣(市)，流域面積為6.7×104km2，約占淮河流域總面積的四分之一；截至2015年底，安徽省淮河流域內(nèi)總?cè)丝跒? 229.90×104人，占淮河流域總?cè)丝诘?2.84 %。2015年淮河片水資源公報(bào)[11]顯示，安徽省淮河流域平均降水量為999.30 mm，較常年偏多5.9 %，水資源總量為260.14×108m3，總用水量為117.81×108m3，水資源利用率為45.29 %，農(nóng)田灌溉畝均用水量為228.20 m3，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量為72.50 m3。

3.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

按行政區(qū)劃分，收集2015年安徽省淮河流域各市水資源系統(tǒng)適應(yīng)性指標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來(lái)源于治淮匯刊(年鑒)[12]和淮河片水資源公報(bào)[11]，安徽統(tǒng)計(jì)年鑒[13]和安徽省水資源公報(bào)[14]，以及安徽省淮河流域各市統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源公報(bào)。

3.3 研究方法

3.3.1 集對(duì)分析(set pair analysis) 集對(duì)分析是中國(guó)學(xué)者趙克勤[15]1989年提出的一種新的系統(tǒng)分析方法，該方法將確定性與不確定性作為一個(gè)整體，對(duì)研究問(wèn)題進(jìn)行同-異-反分析，并采用聯(lián)系數(shù)結(jié)構(gòu)式進(jìn)行定量化，聯(lián)系數(shù)的基本表達(dá)式為:

u=a+bI+cJ

(2)

式中：a為集對(duì)的同一度;b為集對(duì)的差異度;c為集對(duì)的對(duì)立度;a、b、c∈[0,1]，且a+b+c=1；I為差異度系數(shù)，I∈[-1,1]，有時(shí)僅起差異標(biāo)記作用；J為對(duì)立度系數(shù)，一般取值為J=-1，有時(shí)僅起對(duì)立標(biāo)記作用。

根據(jù)聯(lián)系數(shù)的層次性和擴(kuò)展性，基于聯(lián)系數(shù)的層次結(jié)構(gòu)，構(gòu)造同異反層次法聯(lián)系數(shù)為[10]:

u=a1+a2+b1I1+b2I2+b3I3+c1J1+c2J2

(3)

式中:a1和a2分別為同一度和偏異同一度，其系數(shù)可看作為1；b1、b2和b3分別為偏同差異度、中差異度和偏反差異度;I1、I2和I3分別為其相應(yīng)的系數(shù)，且I1、I2、I3∈[-1，1]；c1和c2分別為對(duì)立度和偏異對(duì)立度;J1和J2分別為其相應(yīng)的系數(shù)，規(guī)定均取值為-1。

水資源研究中指標(biāo)水平一般可分為5個(gè)層次，設(shè)xij(i=1,2,…,n；j=1,2,…,m)為指標(biāo)樣本值，skj(k=0,1,2,…,5)為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則同異反層次法聯(lián)系數(shù)的計(jì)算式為[16]：

式中：xij(i=1,2,…,n；j=1,2,…,m)為第j個(gè)指標(biāo)的第i個(gè)樣本值；skj(k=0,1,2,…,5)為第j個(gè)指標(biāo)的第k個(gè)標(biāo)準(zhǔn)閾值；I1、I2、I3分別為其相應(yīng)的系數(shù),且I1、I2、I3∈[-1，1];J1、J2分別為其相應(yīng)的系數(shù)，規(guī)定均取值為-1。

3.3.2 模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣(fuzzy risk matrix) 風(fēng)險(xiǎn)矩陣是通過(guò)二維平面刻畫(huà)相關(guān)聯(lián)事件的概率(P)和損失程度(S)，并根據(jù)危險(xiǎn)事件的重要程度識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)的一致定量結(jié)構(gòu)方法，其經(jīng)典邏輯判斷過(guò)程為事件概率P條件下?lián)p失程度為S，則風(fēng)險(xiǎn)為R[17]。風(fēng)險(xiǎn)矩陣的輸入變量一般可劃分為5個(gè)等級(jí)：事件概率P分別為非常小概率(Ⅰ)，小概率(Ⅱ)，中概率(Ⅲ)，大概率(Ⅳ)和非常大概率(Ⅴ)；損失程度S分別為可忽略不計(jì)(Ⅰ)，損失(Ⅱ)，嚴(yán)重?fù)p失(Ⅲ)，重大損失(Ⅳ)和災(zāi)難性損失(Ⅴ)，圖3給出了傳統(tǒng)5×5風(fēng)險(xiǎn)矩陣風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的判別方法[18]。傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)矩陣風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是一個(gè)離散值，對(duì)相同的事件概率P，當(dāng)不同的損失程度值接近兩相鄰損失程度的臨界值時(shí)，傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)矩陣可能產(chǎn)生兩個(gè)不同的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值[19]。需要尋求更好的邏輯運(yùn)算來(lái)定義風(fēng)險(xiǎn)矩陣的判斷過(guò)程，以獲得更準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值[20]，Markowski等[17]構(gòu)造了風(fēng)險(xiǎn)矩陣變量的模糊集和模糊推理系統(tǒng)，提出模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣。在邏輯運(yùn)算中，很自然地選擇乘法公式作為風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的判斷過(guò)程[20]，Ni等[19]描述了乘、除、加、減4種經(jīng)典邏輯運(yùn)算，圖4給出了乘法公式的判別方法。

圖3 傳統(tǒng)5×5風(fēng)險(xiǎn)矩陣風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)判別方法 圖4 乘法公式風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)判別方法

3.3.3 基于聯(lián)系數(shù)-模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的水資源系統(tǒng)適應(yīng)性分析方法

步驟1：水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子聯(lián)系數(shù)。根據(jù)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子樣本數(shù)據(jù)和指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)閾值，由公式(4)計(jì)算水資源系統(tǒng)自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性因子聯(lián)系數(shù)，分別為uij(NR)和uij(AA)。

步驟2：自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性因子權(quán)重。采用模糊層次分析法確定自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性因子權(quán)重，分別為wj(NR)和wj(AA)。

步驟3：水資源系統(tǒng)自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)。采用加法加權(quán)綜合法[16]，通過(guò)水資源系統(tǒng)自然恢復(fù)性因子聯(lián)系數(shù)uij(NR)計(jì)算自然恢復(fù)性聯(lián)系數(shù)ui(NR)：

(5)

同樣，由水資源系統(tǒng)人為適應(yīng)性因子聯(lián)系數(shù)uij(AA)計(jì)算人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)ui(AA)：

(6)

步驟4：水資源系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)判準(zhǔn)則。公式(4)中的差異度系數(shù)可以采用均值法取值：I1=0.5，I2=0，I3=-0.5。此外，對(duì)立度系數(shù)J1和J2取值均為-1。則由公式(5)和(6)分別計(jì)算自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)值。以自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)作為模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的兩要素，構(gòu)建基于聯(lián)系數(shù)的模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣如圖5所示。

圖5 基于聯(lián)系數(shù)的模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣

圖5(a)為相對(duì)嚴(yán)格的評(píng)判準(zhǔn)則，即以自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性二者同時(shí)滿足的距離作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，稱為悲觀評(píng)判準(zhǔn)則；圖5(b)為相對(duì)寬松的評(píng)判準(zhǔn)則，即以自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性只要有一方滿足的距離作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，稱為樂(lè)觀評(píng)判準(zhǔn)則。由此，給出基于聯(lián)系數(shù)-模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的水資源系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)判區(qū)間[Apess，Aopt]。

根據(jù)基于聯(lián)系數(shù)-模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的評(píng)判準(zhǔn)則，給出水資源系統(tǒng)適應(yīng)性量化公式如下：

(7)

(8)

(9)

式中：Apess,i為水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)悲觀值；Aopt,i為水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)樂(lè)觀值；di為模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的距離。

4 結(jié)果與分析

4.1 適應(yīng)性因子參考標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)對(duì)變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性過(guò)程機(jī)理分析，參考現(xiàn)有水資源系統(tǒng)適應(yīng)性的研究成果[16,21]，確定水資源系統(tǒng)自然恢復(fù)性因子和人為適應(yīng)性因子的參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均劃分為5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值區(qū)間見(jiàn)表1。

表1 水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4.2 安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性分析

步驟1：適應(yīng)性因子聯(lián)系數(shù)。根據(jù)安徽省淮河流域2015年各行政區(qū)樣本數(shù)據(jù)，利用公式(4)計(jì)算水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子聯(lián)系數(shù)，以蚌埠市樣本數(shù)據(jù)為例，見(jiàn)表2。

步驟2：適應(yīng)性因子權(quán)重。根據(jù)模糊層次分析法對(duì)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子篩選結(jié)果，確定自然恢復(fù)性因子權(quán)重和人為適應(yīng)性因子權(quán)重，見(jiàn)表2。

表2 2015年蚌埠市水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子聯(lián)系數(shù)

步驟3：自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)。由式(5)和(6)計(jì)算自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)，見(jiàn)表3。

表3 2015年安徽省淮河流域各行政區(qū)水資源系統(tǒng)自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)

步驟4：水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)評(píng)判。采用均值法[15]，差異度系數(shù)取值I1=0.5，I2=0，I3=-0.5；對(duì)立度系數(shù)J1和J2取值為-1，獲得自然恢復(fù)性和人為適應(yīng)性聯(lián)系數(shù)值，見(jiàn)表4。根據(jù)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)評(píng)判準(zhǔn)則，由公式(7)～(9)確定水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)，見(jiàn)表4。圖6給出了2015年安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性狀況分布圖。

表4 2015年安徽省淮河流域各行政區(qū)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)評(píng)判

圖6 2015年安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性狀況分布圖

4.3 討 論

表4結(jié)果顯示，安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)為[2.711,3.833]，悲觀評(píng)判準(zhǔn)則下為弱適應(yīng)，樂(lè)觀評(píng)判準(zhǔn)則下為中度適應(yīng)。各行政分區(qū)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性由高到低依次為：合肥(淮河流域)([3.093,4.374])、六安(淮河流域)([3.089,4.369])、淮南([3.039,4.297])、蚌埠([2.762,3.906])、亳州([2.707,3.828])、阜陽(yáng)([2.594 ,3.669])、淮北([2.565,3.627])、滁州(淮河流域)([2.557,3.616])、宿州([2.557,3.616])。圖6表明，安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性空間分布呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn)：上游區(qū)域適應(yīng)性狀況優(yōu)于下游區(qū)域，江淮地區(qū)適應(yīng)性狀況優(yōu)于淮北地區(qū)。進(jìn)一步對(duì)安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性狀況分析如下。

(1) 六安與宿州對(duì)比分析。六安(淮河流域)與宿州水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)分別為[3.089,4.369]和[2.557,3.616]，二者差異較大，六安與宿州水資源系統(tǒng)適應(yīng)性各指標(biāo)適應(yīng)等級(jí)如圖7所示。

圖7 六安與宿州水資源系統(tǒng)適應(yīng)性各指標(biāo)適應(yīng)等級(jí)對(duì)比

由圖7可看出，由于地理位置的差異，六安與宿州的大部分指標(biāo)適應(yīng)性存在較大差異。①六安地處安徽省淮河流域上游，區(qū)域范圍內(nèi)水資源豐沛，地表水水質(zhì)良好，而宿州地處淮北平原，水資源狀況和地表水水質(zhì)均不及六安，反映在指標(biāo)上，六安水資源模數(shù)(x1)、地表水環(huán)境質(zhì)量(x2)和水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率(x5)等指標(biāo)適應(yīng)性明顯比宿州高；②六安西南部屬大別山脈及其支脈，山地和丘陵水土流失較為嚴(yán)重，六安水土流失面積比(x3)指標(biāo)適應(yīng)性遠(yuǎn)比宿州低；六安社會(huì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，工農(nóng)業(yè)用水指標(biāo)比宿州稍大，反映在指標(biāo)上，六安人均GDP(x7)、農(nóng)田灌溉畝均用水量(x8)和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量(x9)等指標(biāo)適應(yīng)性比宿州稍低。

(2) 合肥(淮河流域)與滁州(淮河流域)對(duì)比分析。合肥(淮河流域)與滁州(淮河流域)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)分別為[3.093,4.374]和[2.557,3.616]，二者差異較大，合肥(淮河流域)與滁州(淮河流域)水資源系統(tǒng)適應(yīng)性各指標(biāo)適應(yīng)等級(jí)如圖8所示。

圖8 合肥(淮河流域)與滁州(淮河流域)適應(yīng)性各指標(biāo)適應(yīng)等級(jí)對(duì)比

圖8顯示，因?yàn)榈乩砦恢孟噜?，合?淮河流域)與滁州(淮河流域)各指標(biāo)適應(yīng)性的差異不太大，但均存在差異。近年來(lái)，合肥工業(yè)用水效率有較大提高，水資源利用率不斷降低；而滁州(淮河流域)屬江淮丘陵地區(qū)，淮河沿岸又多圩區(qū)，水土流失嚴(yán)重，反映在指標(biāo)上，合肥(淮河流域)地表水環(huán)境質(zhì)量(x2)、水土流失面積比(x3)、人均GDP(x7)和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量(x9)等指標(biāo)適應(yīng)性比滁州(淮河流域)高；而滁州(淮河流域)水資源利用率(x4)和農(nóng)田灌溉畝均用水量(x8)等指標(biāo)適應(yīng)性比合肥(淮河流域)高。

(3) 適應(yīng)性指標(biāo)對(duì)比分析。安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性各指標(biāo)適應(yīng)等級(jí)如圖9所示。

圖9 安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性各指標(biāo)適應(yīng)等級(jí)分析

圖9顯示，安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)大部分指標(biāo)適應(yīng)性在評(píng)判區(qū)間內(nèi)；農(nóng)田灌溉畝均用水量(x8)指標(biāo)適應(yīng)性明顯優(yōu)于樂(lè)觀評(píng)判準(zhǔn)則結(jié)果；地表水環(huán)境質(zhì)量(x2)和水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率(x5)指標(biāo)適應(yīng)性略低于悲觀評(píng)判準(zhǔn)則結(jié)果，而生態(tài)環(huán)境用水比例(x6)指標(biāo)適應(yīng)性明顯小于悲觀評(píng)判準(zhǔn)則結(jié)果。

5 結(jié)論與建議

(1) 通過(guò)對(duì)水資源系統(tǒng)應(yīng)對(duì)變化環(huán)境的過(guò)程分析，探討變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)理，從水量、水質(zhì)、水生態(tài)等方面識(shí)別分析自然恢復(fù)性因子，從資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面識(shí)別分析人為適應(yīng)性因子，構(gòu)建符合過(guò)程機(jī)理的水資源系統(tǒng)適應(yīng)性因子指標(biāo)體系。利用風(fēng)險(xiǎn)矩陣的思想，考慮二維因素同時(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格準(zhǔn)則和只要一方達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的寬松準(zhǔn)則的兩種情況，建立模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的悲觀評(píng)判準(zhǔn)則和樂(lè)觀評(píng)判準(zhǔn)則，得出基于聯(lián)系數(shù)-模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的水資源系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)判區(qū)間[Apess，Aopt]，提出基于聯(lián)系數(shù)-模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的系統(tǒng)分析方法。

(2) 安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性分析結(jié)果表明，安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性等級(jí)為[2.711,3.833]，悲觀評(píng)判準(zhǔn)則下為弱適應(yīng)，樂(lè)觀評(píng)判準(zhǔn)則下為中度適應(yīng)。安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性空間分布呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn)：上游區(qū)域適應(yīng)性狀況優(yōu)于下游區(qū)域，江淮地區(qū)適應(yīng)性狀況優(yōu)于淮北地區(qū)。

(3) 通過(guò)安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性指標(biāo)對(duì)比分析，建議著重從水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境方面改善安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性。一方面，繼續(xù)保持安徽省淮河流域上游六安(淮河流域)、合肥(淮河流域)的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；另一方面，通過(guò)加強(qiáng)水資源管理，大力實(shí)施節(jié)水，提高用水效率，強(qiáng)化水污染治理和生態(tài)修復(fù)，嚴(yán)格納污總量控制，保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等措施，提高其他區(qū)域的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，不斷改善安徽省淮河流域水資源系統(tǒng)適應(yīng)性狀況。