趙思凝，艾明樂(lè)，陳慶忠

（1.濟(jì)南大學(xué)商學(xué)院，山東 濟(jì)南 250002；2.濟(jì)南大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；3.水發(fā)卓恒工程管理有限公司，山東 濟(jì)南 250109）

濱州市地處山東省北部黃河三角洲地區(qū)，整體地形以平原為主，南高北低，地勢(shì)平坦，氣候?yàn)榈湫偷臏貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，具有“春旱、夏澇、晚秋又旱”的水文氣象規(guī)律。2019 年濱州市全市總供水量為200 791 萬(wàn)m3，含地表水源供水量186 785 m3，其中黃河水源供水量占地表水總供水量的92.7%。大部分淺層地下水為苦咸水，深層水高氟高碘。黃河作為濱州主要的客水，水源供給時(shí)多時(shí)少，含沙量大，且具有天然徑流呈明顯減少的趨勢(shì)，由于水資源供應(yīng)緊張，黃河只能為濱州市的發(fā)展提供有限的水量。

為研究濱州市用水量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，基于數(shù)據(jù)的可得性、全面性與準(zhǔn)確性，本文使用濱州市2005—2019 年的各產(chǎn)業(yè)GDP、各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例、各產(chǎn)業(yè)用水量以及各產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。數(shù)據(jù)的主要來(lái)源為各年《濱州市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《濱州水資源公報(bào)》。

1 水資源及產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析

根據(jù)《濱州水資源公報(bào)》，2005—2019 年濱州市產(chǎn)業(yè)用水量與用水結(jié)構(gòu)變化情況，見(jiàn)圖1。

圖1 2005—2019 年濱州市三大產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)趨勢(shì)圖

由圖1 可知，2005—2019 年第一產(chǎn)業(yè)用水占比呈顯著下降趨勢(shì)，由2005 年的88.92%下降為60.86%，第二產(chǎn)業(yè)用水占比呈顯著上升趨勢(shì)，由2005 年的5.07%上升為15.58%，濱州市第二產(chǎn)業(yè)的用水需求顯著提升。第三產(chǎn)業(yè)用水占比增加，由2005 年的0.34%上升為1.43%。居民生活用水較穩(wěn)定，生態(tài)用水由2005 年占比1.28%顯著提升為2019 年的15.7%，濱州市生態(tài)用水需求在2019 年顯著提高。從三大產(chǎn)業(yè)用水量來(lái)看，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、居民生活與生態(tài)環(huán)境用水量分別為12.22 億m3、3.13 億m3、2 874 萬(wàn)m3、1.29 億m3和3.15 億m3。濱州市第一產(chǎn)業(yè)用水近年來(lái)呈下降趨勢(shì)，但仍遠(yuǎn)超其他產(chǎn)業(yè)用水情況。這主要受農(nóng)業(yè)耕作模式限制，“大水浸灌”現(xiàn)象仍比較普遍，農(nóng)業(yè)水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

由2005—2019 年濱州市三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比趨勢(shì)看，濱州市三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)在2018 年前體現(xiàn)為“二三一”型，即濱州市發(fā)展過(guò)程中第二產(chǎn)業(yè)占比最大，其次為第三產(chǎn)業(yè)，第一產(chǎn)業(yè)占比最小。自2018 年起，濱州市三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)調(diào)整為“三二一”型。2005—2019 年間第一產(chǎn)業(yè)用水量占到總用水量的82.1%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比僅為9.9%。用水效率低是導(dǎo)致第一產(chǎn)業(yè)占比不斷下降的重要原因，僅僅依靠高用水量并不能彌補(bǔ)低效率帶來(lái)的產(chǎn)出問(wèn)題。

由2005—2019 年濱州市三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值變化看，濱州市整體產(chǎn)值不斷提升，各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)較快。濱州市第二產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的原因在于濱州市工業(yè)以企業(yè)群體形式不斷發(fā)展，改變了傳統(tǒng)工業(yè)分散、單個(gè)企業(yè)影響力不足的狀況，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，推動(dòng)濱州市工業(yè)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。第三產(chǎn)業(yè)占比與產(chǎn)值保持高增長(zhǎng)趨勢(shì)。

2 研究方法

2.1 相關(guān)分析

相關(guān)關(guān)系是事物在各自的發(fā)展、變化和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的一種相關(guān)趨勢(shì)。設(shè)隨機(jī)變量X，Y，基于兩變量的一組觀察值（xi，yi）（i=1，2，……n），可以計(jì)算相應(yīng)樣本離差平方和Lxx，Lyy、Lxy和樣本相關(guān)系數(shù)r：

2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)中各因素間關(guān)聯(lián)程度[2]的方法，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)因素構(gòu)成曲線的幾何相似程度判斷因素間關(guān)系是否緊密，為系統(tǒng)決策提供參考信息。本文在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步使用灰色關(guān)聯(lián)分析方法探析濱州市水資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)間關(guān)聯(lián)關(guān)系。

第一步確定要分析的參考序列Y 與比較序列Xi：

k 為時(shí)間，i 為比較數(shù)列中的一行。

第二步對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理：

第三步計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)εi（k）：

ρ 為分辨系數(shù)，取ρ=0.5。

第四步計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，確定比較數(shù)列與參考數(shù)列間整體關(guān)聯(lián)程度：

基于以上理論與模型，計(jì)算濱州市2005—2019 年各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及用水量之間的灰色關(guān)聯(lián)度。

3 結(jié)果與討論

3.1 相關(guān)分析

基于相關(guān)分析理論，對(duì)2005—2019 年濱州市各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及用水量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析以及顯著性檢驗(yàn)。結(jié)果顯示，三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間相關(guān)系數(shù)分別為0.726、-0.725 以及0.672，相關(guān)系數(shù)在0.01 顯著性水平是顯著的。

第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間相關(guān)系數(shù)為0.726，呈顯著正相關(guān)關(guān)系。在目前濱州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，第一產(chǎn)業(yè)在三大產(chǎn)業(yè)中占用用水量最多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)用水量，但第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值所占比重最低。以種植業(yè)為主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致濱州市第一產(chǎn)業(yè)用水份額仍占絕對(duì)比重，而粗放式的經(jīng)營(yíng)理念和較為傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水效益低下。加大農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)投入，提升用水素養(yǎng)，提高水資源利用效率是第一產(chǎn)業(yè)未來(lái)主要發(fā)展方向。

第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間相關(guān)系數(shù)為-0.725，呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，最主要的原因在于由于近年來(lái)國(guó)家戰(zhàn)略調(diào)整，新興產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)及服務(wù)業(yè)等占比逐漸加大，高耗水和低產(chǎn)能的工業(yè)產(chǎn)業(yè)逐步被淘汰，第二產(chǎn)業(yè)占比不斷降低。同時(shí)工業(yè)用水重復(fù)利用率不斷提升，由2006—2019 年工業(yè)用水重復(fù)利用率由38.9%上升為87.9%，工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)于水資源的依賴性逐年下降。未來(lái)第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)在于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)先發(fā)展輕工業(yè)和高科技工業(yè)，產(chǎn)業(yè)布局統(tǒng)籌兼顧，推動(dòng)第二產(chǎn)業(yè)朝著結(jié)構(gòu)優(yōu)化、布局合理、技術(shù)密集、資源節(jié)約的方向發(fā)展。

第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.672。以農(nóng)業(yè)觀光體驗(yàn)為特色的旅游業(yè)發(fā)展方向和濱州農(nóng)副產(chǎn)品銷售是濱州市服務(wù)業(yè)的主要發(fā)展方向，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源聯(lián)系較為密切，相關(guān)度較高。三大產(chǎn)業(yè)中濱州市第三產(chǎn)業(yè)的水資源使用量最低，2005—2019 年間用水量占比均值僅為0.65%，同時(shí)第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值不斷提高，自2018 年起濱州市第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過(guò)第二產(chǎn)業(yè)位列第一，2019 年濱州市第三產(chǎn)業(yè)占比48.3%。在水資源緊缺的形勢(shì)下，大力發(fā)展特色服務(wù)業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的形成是濱州市未來(lái)的主要發(fā)展方向。

由此可以得出濱州市產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值同用水量之間具有顯著相關(guān)性的結(jié)論，其中一三產(chǎn)業(yè)為正相關(guān)，第二產(chǎn)業(yè)為負(fù)相關(guān)?？紤]區(qū)域水資源條件進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析

利用灰色關(guān)聯(lián)分析計(jì)算得到2005-2019 年濱州市各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與用水量間灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)，整理得到灰色關(guān)聯(lián)矩陣?；疑P(guān)聯(lián)度系數(shù)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 三大產(chǎn)業(yè)灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果

由表1 可知，各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)用水量的關(guān)聯(lián)度系數(shù)分別為0.78、0.77、0.69?；疑P(guān)聯(lián)度在0.35～0.65 間為中等關(guān)聯(lián)水平，0.65～0.85 為較高關(guān)聯(lián)水平，由計(jì)算結(jié)果可知，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和對(duì)應(yīng)的用水量為較高關(guān)聯(lián)水平，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與用水量為中等關(guān)聯(lián)水平。第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與之用水量的關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，兩者的關(guān)聯(lián)程度最高，可以看出濱州市農(nóng)業(yè)發(fā)展所需用水量最大。第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與用水量間關(guān)聯(lián)程度最低。農(nóng)業(yè)節(jié)水與工業(yè)節(jié)水是濱州市節(jié)水發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，第三產(chǎn)業(yè)對(duì)于用水量的依賴性最小，在水資源有限的情況下應(yīng)加大力度推動(dòng)第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

對(duì)矩陣R 橫向求和得到Ri（1，2，3，4），Ri為各產(chǎn)，業(yè)產(chǎn)，值和總產(chǎn)值對(duì)應(yīng)整體用水量的綜合關(guān)聯(lián)度系數(shù)，關(guān)聯(lián)度系數(shù)越大表示產(chǎn)業(yè)用水對(duì)于產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的影響越明顯。由表1 可知：R1＞R2＞R4＞R3，即第一產(chǎn)業(yè)與用水量的關(guān)聯(lián)性最大，其次為第二產(chǎn)業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)性最小。對(duì)矩陣R 縱向求和得到Rj（1，2，3，4），Rj為各產(chǎn)業(yè)水量及總用水量對(duì)產(chǎn)值的綜合關(guān)聯(lián)度系數(shù)。關(guān)聯(lián)度值越小，說(shuō)明該產(chǎn)業(yè)用水量與產(chǎn)值的相關(guān)性越低，在相同用水量下可以獲得更高的產(chǎn)值。由表1 可知R4＞R2＞R1＞R3，表明基于用水量關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果第三產(chǎn)業(yè)為濱州市節(jié)水發(fā)展優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。

4 結(jié)論與建議

本文基于2005—2019 年濱州市水資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，使用相關(guān)分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析定量研究用水量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性。結(jié)果顯示，濱州市三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間相關(guān)系數(shù)分別為0.726、-0.725、0.672，各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)用水量的關(guān)聯(lián)度系數(shù)分別為0.78、0.77、0.69，第一、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用水量間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

在水資源可利用量有限的約束條件下，需對(duì)現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式以及供用水結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以保證區(qū)域水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。一是第一產(chǎn)業(yè)對(duì)水資源依賴性最高，水資源條件與生產(chǎn)力狀況不匹配，未來(lái)可適當(dāng)限制第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)普及農(nóng)業(yè)灌溉知識(shí)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，加大節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能等技術(shù)開(kāi)發(fā)與推廣力度，提高水資源利用效率并節(jié)約農(nóng)業(yè)用水。二是應(yīng)積極推進(jìn)新型工業(yè)化建設(shè)，利用市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，引導(dǎo)企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，減少并改造傳統(tǒng)高耗水行業(yè)，提高工業(yè)科技投入，加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。三是大力發(fā)展特色旅游業(yè)與服務(wù)業(yè)，打造農(nóng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，形成品牌效應(yīng)，提升濱州市旅游業(yè)知名度。