近年来，我国生态环境形势愈加严峻，公众对于环境质量改善的需求日益提高，目前在国家级^[1]、省级^[2]、流域尺度^[3]等层面形成了较为完善的环境绩效评估体系。我国生态环境空间管治发展经历了单要素环境规划、环境功能区划、生态保护红线、“三线一单”4个阶段^[4]，环境治理模式从归属地规划转向分区管控^[5]。在水生态环境功能分区方面的研究也在不断开展^[5-7]。

水生态环境功能分区反映了流域水生态系统在不同空间尺度下的分布格局^[8]，已有研究关注功能区的生态环境质量^[9]、生态功能状况和变化趋势的评估^[10]、生态服务价值评估^[11]、保护现状评估^[12]等方面，评价方法主要通过模糊数学评价法^[13]、层次分析法^[14]、生物多样性指数法^[15]、主成分分析法^[16]等。但较少有研究基于预设目标，建立功能分区目标达成效率分析方法。现以太湖流域水生态环境功能分区为研究对象，综合障碍因子分析^[17]与可达性分析来评估预定目标达成的效率高低，该方法能够精准识别出阻碍目标达成效率，对达成效率低的指标及分区进行预警，有利于政府部门在实施管控措施时制定相应的政策，进而提高水生态目标达成效率。

1 数据与方法 1.1 研究区概况

太湖流域地处长江三角洲南翼，分属江苏省、浙江省、安徽省和上海市。流域面积为36 895 km²，其中太湖属于江苏省的面积约占太湖全流域的53%^[18]。随着太湖流域水环境问题日益突出，“十二五”期间，江苏省初步形成了太湖流域水生态功能分区管理体系，根据《江苏省太湖流域水生态环境功能区划(试行)》将江苏省太湖流域划分为49个水生态环境功能分区，包括5个生态Ⅰ级区(健全生态功能区)、10个生态Ⅱ级区(较健全生态功能区)、20个生态Ⅲ级区(一般生态功能区)、14个生态Ⅳ级区(较低生态功能区)(图 1)，并设定分级分类管理目标。其中，水生态环境功能分区属于湖区的有Ⅰ-05、Ⅱ-07、Ⅱ-08、Ⅱ-09、Ⅱ-10、Ⅲ-20，其余功能分区均为陆域。基于此，以太湖流域为研究对象，水生态环境功能分区为研究单元，探究分区管理制度下各水生态环境功能分区的预定目标达成效率及预警状态。

1.2 数据来源与处理 1.2.1 数据来源

化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)排放强度来自江苏省环境统计数据。重点监控断面优Ⅲ类比例、底栖敏感种达标情况、湖库淡水浮游藻类完整性指数、淡水大型底栖无脊椎动物完整性指数、湖库的综合营养状态指数等数据均来自江苏省环境科学研究院水质监测数据。湿地林地占比数据来自中科院资源环境科学和数据中心(http://www.resdc.cn/)。各乡镇/街道国内生产总值(GDP)、人口及土地面积、节能环保支出数据来自各市县统计年鉴。数据年份均为2016—2018年。部分指标只能获取县区层面数据，根据GDP、人口及土地面积的比例折算得到49个功能分区指标值，对正负指标分别作标准化处理。

1.2.2 数据处理

根据《江苏省太湖流域水生态环境功能区划(试行)》对水生态环境功能分区提出的明确要求，针对水质水生态、土地利用空间管控、物种保护3种核心管理目标，识别关键绩效指标，包括环境效率和环境质量指标。其中，环境效率指标包括单位面积COD排放、单位面积NH₃-N排放、单位面积TP排放；环境质量指标包括重点监控断面优Ⅲ类比例、水生态健康指数、湿地林地占比、底栖敏感种达标情况。指标权重依据太湖流域水生态功能分区管理绩效指标体系，使用主客观组合赋权法，经过了多轮专家讨论，进而筛选指标体系中具有目标值的指标，并将选取的指标权重进行归一化，见表 1。

根据《太湖流域(江苏)水生态健康评估技术规程》，水生态健康指数能够表征水生态健康状况。受限于数据可获得性，本研究仅考虑湖库淡水浮游藻类完整性指数、淡水大型底栖无脊椎动物完整性指数及湖库的综合营养状态指数来计算水生态健康指数，计算公式见式(1)：

$ \begin{aligned} &\ \ \ \ \text { 水生态健康指数 }=0.25 \times \mathrm{P}-\mathrm{IBI}_{\text {归一化 }}+0.25\\ &\times \mathrm{B}-\mathrm{IBI}_{\text {归一化 }}+0.5 \times \mathrm{TLI}_{\text {归一化 }} \end{aligned} $

(1)

式中：P-IBI——湖库淡水浮游藻类完整性指数；B-IBI——淡水大型底栖无脊椎动物完整性指数；TLI——湖库的综合营养状态指数。

为便于以同一尺度进入评价体系，需要对上述指数分别进行归一化。如果监测区域内有多个测点，以各测点水生态健康指数的算术平均值作为该区域的水生态健康指数。

1.3 目标达成效率分析 1.3.1 障碍因子分析

障碍因子为指标在该年份对环境绩效向好发展起到的限制作用的贡献百分比，以障碍度表示。该值低的指标，说明其对环境绩效向好发展起到的限制作用的贡献百分比较低，可以不作为优先治理的指标。制约环境绩效水平的障碍度由公式(2)得出^[19]，障碍度等级划分方法见表 2。

$ \left\{\begin{aligned} &o_{i}= \frac{c_{i} w_{i}}{\sum\limits_{i=1}^{m} c_{i} w_{i}} \\ &c_{i}=1-r_{i} \end{aligned}\right. $

(2)

式中：o_i——障碍度，各指标对功能分区环境绩效影响程度的高低；c_i——指标偏度，各指标实际值与最优目标值之间的差距；w_i——因子贡献度，单因素对总目标的权重；m——评价指标数；r_i——各指标标准化后的实际值。

1.3.2 目标可达性分析

为评估各生态环境功能分区的目标是否具有可行性，现基于太湖流域水生态环境功能分区生态现状，将政府节能环保支出占GDP比重作为判断政府环境治理重视程度的体现，即投入治理的成本，具体划分方法见表 2。

为具体分析水生态环境功能分区生态环境现状与目标的差距来源，对各指标现状值与目标值的差距进行分析，采用直接差距分析法，即目标值与现状值的差值与目标值之比，来表征现状值与目标值的差距，具体划分方法见表 3。

为综合考虑差距定量分析和节能环保支出占GDP比重对目标可达性的影响，明确环境治理投入与目前现状的综合情况，基于四象限法则和二维向量结构指标体系等方法，采用目标可达性分析方法，见图 2。其判定标准为：节能环保支出占GDP比重等级越高、差距定量分析结果越低，意味着该指标对于目标达成的差距较小，且对于节能环保治理更为重视，因此目标可达性高；反之意味着该指标对于目标达成的差距较大，且对于节能环保治理更不重视，因此目标可达性低。对2016—2018年每年太湖流域水生态环境各功能分区的7个绩效评估目标距2020年的可达性进行分级，能够体现出各功能分区目标可达性的动态变化情况，即未来各分区的投入、距目标差距的大小，说明了流域环境治理成本与须达成环境治理效益的匹配程度。

1.3.3 目标达成效率与预警分析

考虑到绩效目标达成效率与该目标对地区的影响和在该地区实现的可能性有关，因此确定从绩效评估目标可达性和障碍度2个维度进行绩效目标达成效率与预警的模拟。通过高、中、低3种情景组合对太湖流域水生态环境功能分区管理绩效目标达成效率进行分级，以“高效”“一般”“低效”表征。根据目标达成效率等级得到预警结果，以“无警”“中警”“高警”表征，见表 4。其判定标准为：障碍度等级越低、目标可达性越高，意味着该指标对于管理绩效表现较好，因此目标达成效率高，预警级别低；反之，意味着该指标对于绩效改善的制约性越强，因此目标达成效率低，预警级别高。

2 结果与讨论 2.1 障碍因子分析结果

根据障碍因子分析方法体系，得到太湖流域水生态环境功能分区障碍因子评价结果，见图 3(a)—(l)。

在环境效率指标方面，单位面积污染物排放指标连续3年的障碍度均为“低”，这些指标不成为环境绩效向好发展的限制因子。在环境质量指标方面，分区障碍度差异明显，以下从重点监控断面优Ⅲ类比例指标、水生态健康指数指标、湿地林地占比指标和底栖敏感种达标情况指标4个方面展开讨论。

(1) 重点监控断面优Ⅲ类比例指标。Ⅱ-05、Ⅲ-01、Ⅲ-04、Ⅲ-09、Ⅲ-12、Ⅲ-19、Ⅳ-05、Ⅳ-07、Ⅳ-13分区出现较多障碍度“高”的情况，并且该值有随着年份而增加的趋势。说明这些分区水质污染问题突出，严重限制了区域的环境承载力水平，应重点监控断面水污染防治和修复力度，定期开展污染源普查，完善水生态环境功能分区水质持续改善机制，全面提高重点监控断面优Ⅲ类比例。

(2) 水生态健康指数指标。所有水生态环境功能分区障碍度均未出现“高”的情况，总体上，太湖流域水生态环境处于较好的水平。但Ⅰ-01、Ⅰ-03、Ⅰ-05、Ⅳ-03、Ⅳ-04分区障碍度在2018年均为“中”，这些分区的水生态健康有轻微变差的趋势，应推进水生植物群落的重建与生物多样性的恢复，调控鱼类群落，维持水生态健康指数稳定向好发展。

(3) 湿地林地占比指标。Ⅰ-04、Ⅱ-05、Ⅲ-04、Ⅲ-06、Ⅲ-07、Ⅲ-12、Ⅲ-17、Ⅲ-18、Ⅲ-19、Ⅳ-05、Ⅳ-10、Ⅳ-12、Ⅳ-13、Ⅳ-14分区障碍度在2016—2018年均为“低”。说明水生态环境功能分区林业体系建设较为完善，湿地管理效果突出。Ⅰ-02、Ⅱ-01、Ⅱ-02、Ⅱ-03、Ⅱ-06、Ⅲ-01、Ⅲ-02、Ⅲ-03、Ⅲ-05、Ⅲ-08、Ⅲ-14、Ⅳ-08分区障碍度多为“中”和“高”，说明这些水生态环境功能分区湿地林地占比指标已成为环境绩效变好的突出限制因子，应加强湿地林地保护与修复，尽快启动湿地林地修复与提升工程，遏制面积萎缩和功能退化的趋势。

(4) 底栖敏感种达标情况指标。所有湖区分区中该指标的障碍度均为“低”，说明水生动物保护效果较好。而陆域分区中Ⅰ-02、Ⅲ-02、Ⅲ-07、Ⅲ-10、Ⅲ-13、Ⅲ-16、Ⅲ-17、Ⅲ-18、Ⅲ-19、Ⅳ-01、Ⅳ-03、Ⅳ-04、Ⅳ-08、Ⅳ-09、Ⅳ-10、Ⅳ-11、Ⅳ-12、Ⅳ-14的障碍度均出现“高”的情况，应切实加强水生动物类保护力度，维护物种生息繁衍场所和生存条件，从而提高底栖敏感种达标情况。

2.2 目标可达性分析结果

根据目标可达性分析方法体系，得到太湖流域水生态环境功能分区目标可达性评价结果，见图 4(a)—(i)、图 5(a)—(l)。因为目标可达性分析综合了差距定量分析与节能环保支出占GDP比重，因此其等级分布相较于障碍因子分析更为复杂。

对2016—2018年所有功能分区的7项指标进行统计，可达性为“低”“中”和“高”的占比分别为42.26%，24.92%和32.82%。对于各功能分区，2016和2018年目标可达性结果相差不大，占比均为“低”>“高”>“中”。2017年目标可达性为“高”和“中”的功能分区明显增加，为“低”的功能分区明显减少。重点监控断面优Ⅲ类比例指标、水生态健康指数指标和单位面积COD排放指标的目标可达性在大部分功能分区中逐年降低，因此应着重治理这3个指标可达性降低的各功能分区。底栖敏感种达标情况随着时间有显著提高。

Ⅰ-03、Ⅱ-03、Ⅲ-11分区连续3年的目标可达性得分均为“高”和“中”，其中以“高”更多。对于湖区分区而言，各指标的目标可达性大部分为“中”和“低”，较少出现“高”的情况，因此湖区分区应着重治理，注重治理成本与治理效益之间的匹配程度。

2.3 目标达成效率及预警分析结果

目标达成效率与障碍因子、可达性分析结果有关，根据目标达成效率及预警分析方法体系，得到太湖流域水生态环境功能分区目标达成效率及预警评价结果。7个绩效评估指标的目标达成效率空间表征结果见图 6(a)—(i)、图 7(a)—(l)。

2016—2018年功能分区中目标达成效率为“低效”“一般”和“高效”的占比分别为8.92%，42.36%和48.72%，说明功能分区的预警分级以“无警”的最多，其次为“中警”，“高警”的最少。这表明江苏省太湖流域水生态环境功能分区管治效果总体水平较好。仅考虑3年的数据可能对预警结果有一定影响，但本研究考虑的方法与结果对政策制定与执行仍有一定的指导意义。

由图 6可见，环境效率指标连续3年均未出现“低效”的情况，2017年“高效”的比例最高，2018年“一般”的比例最高，说明目标达成效率呈现出随时间下降的趋势，预警分级较多为“中警”。尽管2.1节中环境效率指标的障碍度均为“低”，但在2.2节的可达性分析中，这3个指标仍然出现较多“低”的情况，因此并非都是“无警”状态。从区位特征上看，环境效率指标目标达成效率为“一般”的区域主要分布在太湖中心湖体的北部、东北部，即较多“中警”状态，主要包括苏州、常州、无锡中部或北部。滆湖的西北部、南部，太湖东南部的地区多“高效(无警)”的情况，这些地区工业水平相对太湖北部、西北部而言较低，污染物排放目标的达成效率更高。因此，对于环境效率指标目标达成效率为“一般”的区域需要加大污染物排放的控制力度，以达到规定的目标值。

由图 7可见，环境质量指标中，水生态健康指数在湖区预警分级多为“高警”，陆域部分多“无警”和“中警”；底栖敏感种达标情况则与水生态健康指数的预警空间分布特征相反，但出现“低效”的部分有随着时间从分散到聚集至江苏省太湖流域中部的趋势(滆湖的东部)；湿地林地占比在陆域和湖区均出现较多的“高警”，仅太湖中心湖体的东北部、宜兴市附近为“无警”，须大力加强湿地林地的保护与修复；重点监控断面优Ⅲ类比例指标较少为“低效”，但预警级别有向“中警”和“高警”转变的趋势，湖区出现较多“高警”。由此可见，湖区相较于陆域的治理难度更大，重视程度相对更低，应对湖区的功能分区加大治理力度，重视物种保护与生态修护工作，以免出现“高警”的情况。值得说明的是，宜兴市环境质量指标的目标达成效率几乎都为“高效”，即“无警”状态，这表明宜兴市的水质水生态、物种保护、土地空间管控效果较好。

综上所述，对于预警级别为“中警”的地区，应做好预防措施，防止向“高警”转变。而对于“高警”地区，应制定相应的整治措施，有针对性地提高目标达成效率，从而实现环境治理成本最小化与治理效果最大化。

3 结论

为明确水生态环境功能分区优先保护目标，集力破解江苏省太湖流域突出问题，提高太湖流域水生态目标达成效率，研究得出的江苏省太湖流域目标达成效率及预警结果显示，区域差异化较大，但总体上目标达成效率情况较好，预警级别较轻，仍须加强湿地林地保护与修复，切实增加水生动物类保护力度，改善底栖敏感种达标情况。

(1) 江苏省太湖流域目标达成效率为“高效”“一般”“低效”的比例依次下降，较少出现“高警”的情况。说明太湖流域的治理取得了较好的效果，环境效率指标管理较好，仍需警惕有下降的趋势。水生态健康水平以及水质、土地利用空间管控效果均较好，但仍有较大的改善空间，谨防向“低效”转变。

(2) 陆域水生态环境功能分区，Ⅰ-03分区所有指标在所有年份的目标达成效率都为“高效”，说明治理效果较好，均为“无警”；Ⅰ-04、Ⅱ-03、Ⅲ-07、Ⅲ-10、Ⅲ-11、Ⅲ-18、Ⅲ-19分区均未出现“低效”的情况，较少“一般”的情况出现；Ⅰ-02、Ⅲ-12、Ⅳ-02、Ⅳ-03分区较少出现“高效”，多为“一般”和“低效”，环境绩效较差，预警级别较高，主要集中在湿地林地占比和底栖敏感种达标情况指标上。

(3) 在湖区水生态环境功能分区，除Ⅱ-10未出现“低效”外，其余湖区分区(Ⅰ-05、Ⅱ-07、Ⅱ-08、Ⅱ-09、Ⅲ-20)出现较多“低效”和“一般”的情况，预警级别较高。因此，湖区分区在未来应进一步优化流域土地利用，加大湿地林地保护力度，着重治理水生态健康状况。