鄧紅兵,劉天星,熊曉波,榮冰凌

(中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085)

水資源稀缺是我國(guó)21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨的最主要問(wèn)題之一。我國(guó)水資源總量雖居世界第4位,但人均水資源量?jī)H為世界人均量的1/4[1]。另外,分布的時(shí)空差異是水資源的特征,中國(guó)則更加突出。水資源與土地、礦產(chǎn)資源分布以及生產(chǎn)力布局不相匹配,且在不同行業(yè)都存在水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象[2]。在全國(guó)總用水量中,農(nóng)業(yè)用水占73%,由于灌溉技術(shù)水平低,水的有效利用率僅為40%;工業(yè)用水重復(fù)率和再生利用程度低,我國(guó)2004年萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量為196m3,工業(yè)用水重復(fù)利用率約為60%～65%,而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量一般低于50m3,工業(yè)用水重復(fù)利用率一般在80%～85%之間[3]。我國(guó)粗放的用水方式加劇了水資源的短缺,已經(jīng)成為我國(guó)部分地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

為了解決水資源稀缺的問(wèn)題,我國(guó)進(jìn)行了一系列的水資源管理制度改革,水資源管理的最終目的是為了規(guī)范人們的生產(chǎn)和生活,解決水資源稀缺所引起的問(wèn)題,以達(dá)到水資源的提取率低于水資源可持續(xù)性狀態(tài)對(duì)應(yīng)的閾值[4]。從解決水資源稀缺的對(duì)策措施及目標(biāo)出發(fā)可將水資源管理階段劃分為供給管理、技術(shù)性節(jié)水、結(jié)構(gòu)性節(jié)水和社會(huì)化管理4個(gè)階段(表1)[5]。

研究探討水資源利用效率對(duì)于解決中國(guó)水資源短缺具有重要意義。水資源利用效率評(píng)價(jià)可以運(yùn)用比值分析、生產(chǎn)函數(shù)、包絡(luò)分析等方法[6-7],其中以經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)證研究中柯布-道格拉斯(Cobb-Douglas)生產(chǎn)函數(shù)分析用水效率以及所獲得收益的關(guān)系最為經(jīng)典[8-9]。通過(guò)研究水資源利用效率與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等因素之間的關(guān)系,可為合理確定中國(guó)各部門和不同類別地區(qū)的用水定額提供參考。筆者從生產(chǎn)力角度出發(fā),利用省級(jí)生產(chǎn)函數(shù)估計(jì)邊際意義上的水資源利用價(jià)值,即邊際增加1單位水資源利用所導(dǎo)致的GDP產(chǎn)出增加量,來(lái)研究我國(guó)大陸各省、市(自治區(qū))在2000—2005年的水資源利用現(xiàn)狀和特征,為提高水資源利用效率提供參考。

表1 不同階段的水資源管理事項(xiàng)

1 研究模型與方法

通過(guò)擴(kuò)展的省級(jí)生產(chǎn)函數(shù)計(jì)算邊際單位水資源價(jià)值,構(gòu)造包含3種投入品在內(nèi)的生產(chǎn)函數(shù)描述我國(guó)大陸各省、市(自治區(qū))的經(jīng)濟(jì)活動(dòng),其中各地區(qū)GDP和投入數(shù)據(jù)來(lái)自各地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒。生產(chǎn)函數(shù)的產(chǎn)出變量為各地區(qū)的GDP(Y,萬(wàn)元,以2000年價(jià)格計(jì)算),而投入品分別為資本(K,萬(wàn)元,以2000年價(jià)格計(jì)算)、勞動(dòng)力(L,萬(wàn)人,以年底第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)計(jì)算)和水資源消耗量(W,萬(wàn)m3)。具體的生產(chǎn)函數(shù)設(shè)定為超越對(duì)數(shù)生產(chǎn)函數(shù)形式:

式中:β0～ β9為模型待估參數(shù);ε為殘差項(xiàng),服從獨(dú)立正態(tài)分布。

分析所用數(shù)據(jù)均來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》[10-15]。

2 結(jié)果與分析

結(jié)合生產(chǎn)函數(shù)形式設(shè)定得到了計(jì)量模型回歸結(jié)果。在此基礎(chǔ)上利用式(2)得到各地區(qū)歷年的邊際水資源利用價(jià)值(表2)。

表2 中國(guó)內(nèi)地邊際水資源利用價(jià)值情況 元/m3

從單個(gè)時(shí)點(diǎn)來(lái)看,我國(guó)大陸各地區(qū)的邊際水資源利用價(jià)值差異較大(表2)。以2005年為例,邊際水資源價(jià)值分布為 -0.2～87.1元/m3,均值為17.7元/m3。理論上邊際水資源利用價(jià)值不可能為負(fù),因此新疆地區(qū)的負(fù)值可能是因?yàn)樵摰貐^(qū)邊際水資源利用價(jià)值接近零,在計(jì)算所用系數(shù)為約數(shù)的情況下導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果為負(fù)值。實(shí)際上反映的是模型測(cè)算的新疆地區(qū)邊際水資源利用價(jià)值非常小,接近于零。北京地區(qū)邊際水資源利用價(jià)值最高,為87.1元/m3,這表示北京地區(qū)以2005年的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)計(jì)算,多使用1m3水資源可以帶來(lái)87.1元的GDP增加。而新疆地區(qū)的數(shù)值接近于零,表明新疆地區(qū)的邊際水資源利用效率極低,其2005年的萬(wàn)元GDP水耗也印證了這一點(diǎn),當(dāng)年GDP為2309t/萬(wàn)元。從空間上看,2005年邊際水資源利用價(jià)值排在前5位的分別為北京、天津、山東、山西和河南,均位于北方地區(qū)。這5個(gè)省(市)的平均邊際水資源利用價(jià)值為51.5元/m3,約為全國(guó)平均水平的3倍。邊際水資源利用價(jià)值的巨大差異反映了我國(guó)水資源分布的巨大空間差異,北方缺水地區(qū)的水資源利用效率明顯高于南方地區(qū)。

分析各省、市(自治區(qū))水資源價(jià)值的時(shí)間變化趨勢(shì),除新疆地區(qū)之外,其余地區(qū)的邊際水資源利用價(jià)值都有所上升,但幅度有所不同(圖1)。2005年的邊際水資源利用價(jià)值與2000年相比,變化比例最大的是北京地區(qū),從2000年的34.3元/m3增加到2005年的87.1元/m3,提高了154%;其次為山東地區(qū),從 18.6元/m3增加到 41.1元/m3,提高了120.4%。全國(guó)各地區(qū)平均提高幅度為67.7%,表明在2000—2005年期間各地區(qū)在利用水資源方面都有所進(jìn)步,也反映出面對(duì)整體缺水的情況,各地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都或多或少地做出了一些相應(yīng)的調(diào)整,其調(diào)整又受到各地本身水資源稀缺程度的影響。北方缺水地區(qū)取得的進(jìn)步在整體上要高于南方水資源相對(duì)豐富的地區(qū)。

圖1 各地區(qū)邊際水資源利用價(jià)值變化幅度(2000—2005年)

圖2 2000年邊際水資源利用價(jià)值及其變化幅度

圖2是水資源利用價(jià)值變化幅度和基期(2000年)水資源利用價(jià)值情況的散點(diǎn)圖。圖2中顯示兩者之間存在著正相關(guān)關(guān)系,兩序列相關(guān)系數(shù)為0.53,并且統(tǒng)計(jì)顯著性水平較高(P＜0.01)。這表明經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,原有邊際水資源利用價(jià)值高的地區(qū)(如北京、山東),水資源利用價(jià)值與其他地區(qū)相比實(shí)現(xiàn)了更大比例的提升。根據(jù)其他學(xué)者對(duì)我國(guó)節(jié)水潛力地區(qū)劃分的研究[16],這些地區(qū)的節(jié)水潛力屬于較低水平,而節(jié)水潛力高的地區(qū)(如貴州)在筆者的測(cè)算中并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)較高的效率改進(jìn)。這一現(xiàn)象除技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對(duì)不利于其提高節(jié)水效率等因素外,沒(méi)有一個(gè)完善的水權(quán)交易市場(chǎng)在一定程度上也降低了節(jié)水潛力大的地區(qū)的積極性。

邊際水資源利用價(jià)值反映了經(jīng)濟(jì)體制對(duì)水資源的使用效率,對(duì)于水資源的區(qū)域配置可以起到指向標(biāo)的作用,同時(shí)對(duì)于水資源的區(qū)域分配問(wèn)題可以做到粗略地估算其潛在的可能交易方向。以北京周邊地區(qū)向首都輸水調(diào)度為例,長(zhǎng)期以來(lái)人們從保障首都用水的政治角度去考慮輸水的重要性和合理性,但輸水還有其區(qū)域水資源利用效率的合理性。從水資源利用來(lái)看,就現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),依照筆者的計(jì)算,北京地區(qū)邊際水資源利用價(jià)值為87.1元/m3,山西和河北分別為 36.6元/m3和21.2元/m3。因此,如果其他條件不變,山西和河北兩省向北京輸水在經(jīng)濟(jì)上實(shí)現(xiàn)了整體水資源使用效率的提升。

3 結(jié)論及建議

為了應(yīng)對(duì)水資源短缺,必須先了解我國(guó)水資源的使用狀況和使用效率。筆者利用2000—2005年全國(guó)大陸各省、市(自治區(qū))的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析了在此期間各地區(qū)的水資源使用效率情況和水資源邊際生產(chǎn)力情況。我國(guó)大陸各地區(qū)以邊際單位水資源價(jià)值為表征的水資源利用效率在研究期限內(nèi)都有所提高,因此筆者認(rèn)為面對(duì)整體缺水的客觀形勢(shì),各地區(qū)都做出了相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)提高了水資源的利用效率。文中同時(shí)發(fā)現(xiàn)北方等缺水地區(qū)無(wú)論是從空間還是從時(shí)間段來(lái)看,其水資源利用效率及其改進(jìn)幅度都顯著高于南方地區(qū)。由于水資源利用效率的空間差異,建立有效的水權(quán)交易市場(chǎng)不僅可以緩解北方缺水地區(qū)水資源緊張的問(wèn)題,而且可以大幅度提高水資源的利用效率,進(jìn)而在總體上提高整個(gè)社會(huì)的用水效率。

為了提高水資源利用效率,提出如下建議:①在建設(shè)節(jié)水型社會(huì)中繼續(xù)推廣節(jié)水技術(shù),提高整體經(jīng)濟(jì)的水資源利用效率。②優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),利用有效的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)手段鼓勵(lì)低耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時(shí)鼓勵(lì)高耗水行業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造,降低水耗,從而降低整體國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水耗。③完善我國(guó)水權(quán)交易制度建設(shè),構(gòu)建適合我國(guó)的水權(quán)交易市場(chǎng),促進(jìn)水資源從利用效率低的地區(qū)流入利用效率高的地區(qū),實(shí)現(xiàn)整體利用效率提高。④繼續(xù)完善我國(guó)的水價(jià)管理改革,利用合理的定價(jià)機(jī)制對(duì)水價(jià)進(jìn)行需求管理,調(diào)節(jié)供需矛盾,實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。

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