鄧益斌,尹慶民

(河海大學商學院,江蘇南京 211100)

中國水資源利用效率區(qū)域差異的時空特性和動力因素分析

鄧益斌,尹慶民

(河海大學商學院,江蘇南京 211100)

基于泰爾指數(shù)分解方法,分析2004—2013年我國水資源利用效率區(qū)域差異的時空特性和動力因素。結(jié)果表明,2004—2013年我國水資源利用效率的泰爾指數(shù)呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,表明區(qū)域差異在變大;在“空間”意義上,組間差異對總差異變動的貢獻度呈現(xiàn)上升的趨勢,是地區(qū)差異變動上升的關(guān)鍵;在“動力”意義上,資本產(chǎn)出比和勞動人口耗水比與泰爾指數(shù)的變動是一致的,資本勞動比與泰爾指數(shù)的變動態(tài)勢存在差異。

水資源利用效率;泰爾指數(shù);區(qū)域差異;時空特性

“水是生命之源、生產(chǎn)之要、生存之基。”水是人類及一切生物賴以生存的重要物質(zhì),是工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的自然資源。水資源的不合理使用會對經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生阻礙。我國水資源現(xiàn)狀并不樂觀,人均水資源擁有量為世界平均水平的28%,平均單位面積耕地水資源量為世界平均水平的1/2。從經(jīng)濟學的角度,要以有限的水資源量來維持我國現(xiàn)階段經(jīng)濟的高速增長,關(guān)鍵是提高水資源利用效率。由于我國的省份在經(jīng)濟發(fā)展水平、水資源稟賦方面存在較大差異,所以區(qū)域間的水資源利用效率也會存在一定的差異?；诖?本文對我國水資源利用效率區(qū)域差異進行識別,對其時間變化進行考察,挖掘其內(nèi)在成因,在此基礎(chǔ)上提出相關(guān)政策建議。

研究水資源利用效率區(qū)域差異,首先需要一個合理的水資源利用效率的評價方法?；谘芯繂栴}的簡化,本文采用比值分析法作為水資源利用效率的評價標準。比值分析法是根據(jù)用水量和相關(guān)產(chǎn)出的比值來間接表示水資源利用效率。宋國軍[1]、張力小[2]等在研究中就用萬元GDP水耗作為水資源利用效率的評價標準。在往年的水資源公報中,常用的相關(guān)指標有萬元GDP用水量和萬元工業(yè)產(chǎn)值增加值用水量?？紤]到我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)用水占總用水量的比例很高,所以萬元工業(yè)產(chǎn)值增加值并不能較好地反映我國的水資源利用效率。本文運用模型的自身特性,用萬元GDP用水量的倒數(shù)來表達水資源利用效率。

關(guān)于我國水資源利用效率區(qū)域差異,我國的學者也進行過一系列的研究。李世祥等[3]通過聚類分析法探討了我國1997—2006年間水資源利用效率的區(qū)域差異。馬海良等[4]用α收斂來判斷我國水資源利用效率的收斂情況,發(fā)現(xiàn)1999—2009年中全國各省份的水資源利用效率的差異在擴大。孫愛軍[5]、孫才志[6]等利用空間自相關(guān)分析方法均得出我國的水資源利用效率存在明顯的空間差異。這些學者的研究多偏重于我國水資源利用效率區(qū)域差異客觀存在的驗證,而對造成這種客觀差異的影響因素研究較少。

目前,學者們在研究區(qū)域差異時,多采用極差、變異系數(shù)、洛倫茲曲線、基尼系數(shù)、泰爾指數(shù)等方法[7]。與其他方法相比,泰爾指數(shù)具有可分解性,可以在“空間”意義上分解為組間差異和組內(nèi)差異,在“動力”意義上分解出三大動力因素。由于本文的焦點在于挖掘造成我國水資源利用效率區(qū)域差異的內(nèi)在因素,所以選用泰爾指數(shù)來測度我國的水資源利用效率區(qū)域差異會更加合適。目前基于泰爾指數(shù)分解法的水資源利用效率區(qū)域差異影響因素研究的文章尚未見報道,多散見于地區(qū)經(jīng)濟差異研究[8-9]。

我國常規(guī)的水資源分區(qū)辦法是將全國的水系分為北方六區(qū)和南方四區(qū)①北方六區(qū)包括松花江、遼河、海河、黃河、淮河、西北諸河6個水資源一級區(qū);南方四區(qū)包括長江(含太湖)、東南諸河、珠江、西南諸河4個水資源一級區(qū)。,由于北方六區(qū)和南方四區(qū)的GDP的數(shù)據(jù)不可得,所以本文考慮東、中、西部的分區(qū)方法來探究我國水資源利用效率的區(qū)域差異。

鑒于上述分析,本文將以泰爾指數(shù)作為工具,從省級和東、中、西部三大區(qū)域?qū)用姊跂|部包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、海南;中部包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南8個省;西部包括內(nèi)蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆12個省、市、自治區(qū)。受到數(shù)據(jù)資料的限制,筆者將重慶合并到四川作為一個整體進行研究。來測算和分析水資源利用效率的區(qū)域差異性,并進一步將泰爾指數(shù)進行“空間”和“動力”因素分解,找出我國水資源利用效率區(qū)域差異性的關(guān)鍵因素。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 泰爾指數(shù)法

泰爾指數(shù)法最早由泰爾提出,用于衡量國家間的收入差異。與基尼系數(shù)、變異系數(shù)等方法相比,泰爾指數(shù)可分解,因而成為地區(qū)經(jīng)濟差異的重要方法,現(xiàn)在也被應(yīng)用于居民收入差異、區(qū)域能源消費差異、CO2排放區(qū)域差異、碳生產(chǎn)率差異等多個領(lǐng)域。

式中:TWR為區(qū)域內(nèi)部差異之和(組內(nèi)差異);TBR為區(qū)域之間的差異(組間差異)。TWR/T和TBR/T分別表示組內(nèi)差異和組間差異對總體差異的貢獻度。水資源利用效率的泰爾指數(shù)在“空間”意義在可以被分解為組內(nèi)差異和組間差異兩部分。

在本文中水資源利用效率定義為萬元GDP耗水量,要素投入水平及其效率直接決定著地區(qū)的GDP產(chǎn)出水平。基于泰爾指數(shù)的可分解性,可以將泰爾指數(shù)分解,來表達水資源利用效率區(qū)域差異變動“動力”特征。

式中:TCO為產(chǎn)出資本比所導(dǎo)致的區(qū)域差異;TCL為資本勞動比所導(dǎo)致的區(qū)域差異;TLW為勞動人口耗水比所導(dǎo)致的區(qū)域差異。TCO/T、TCL/T和TLW/T分別表示產(chǎn)出資本比、資本勞動比和勞動人口耗水比對水資源利用效率區(qū)域差異的貢獻度。

由此,水資源利用效率區(qū)域差異在“空間”意義上將分解為組內(nèi)差異和組外差異,在“動力”因素上分解為產(chǎn)出資本比、資本勞動比和勞動人口耗水比。

1.2 數(shù)據(jù)來源

為了展開研究,需要2004—2015年各省份的GDP、資本存量、勞動人口和用水量的數(shù)據(jù)具體數(shù)據(jù)來源如下:

a.GDP。每年各省的GDP采用的是以2004年不變價格計算的實際GDP,原始數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》。

b.資本存量。在估計每年的實際資本存量時,當今學者們一般采用“永續(xù)盤存法”,計算方法為Kit=Kit-1(1-δt)+Iit,其中Kit是地區(qū) i在第 t年的資本存量,δt表示第t年的資本折舊率,Iit表示地區(qū)i在第t年的投資。本文按照參考文獻[10]的方法在其測算資本存量的基礎(chǔ)上推算了2004—2013年各省份的資本存量。

c.勞動人口。用各省的三產(chǎn)從業(yè)人口總和作為勞動人口,由于各省的人均教育水平不可得,因此沒有包括各省勞動人口質(zhì)量上的差異。原始數(shù)據(jù)來源于31個省、市、自治區(qū)歷年的統(tǒng)計年鑒。

d.用水量。用水量的數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》。

2 水資源利用效率區(qū)域差異的演變趨勢和指數(shù)分解

2.1 水資源利用效率區(qū)域差異的演變趨勢和“空間”因素分解

利用泰爾指數(shù)計算三大區(qū)域水資源利用效率的總差異、組內(nèi)差異、組間差異以及各自的貢獻率。表1給出了2004—2013年我國水資源利用效率的泰爾指數(shù)的計算結(jié)果。顯然泰爾指數(shù)總體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,由2004年的0.093 8上升到2013年的0.1059。這也和馬海良等[4]對區(qū)域水資源利用效率的收斂性研究的結(jié)果基本一致,表明我國近年來各省份之間的水資源利用效率的差異在不斷擴大。

在“空間”意義上,水資源利用效率區(qū)域差異的不斷擴大源于東部、中部、西部三大區(qū)域的共同作用。表1給出了我國泰爾指數(shù)“空間”分解后組內(nèi)差異和組間差異的變動情況。2004年,組內(nèi)差異和組間差異分別為0.0522和0.0416,這期間,組內(nèi)差異對總體差異的貢獻度為55.63%,遠大于組間差異的貢獻度44.3%,表明2004年組內(nèi)差異是全國水資源利用效率的主要因素。2013年,組內(nèi)差異上升至0.0538,組間差異上升至0.052 2,組間差異的上升速度遠大于組內(nèi)差異,這說明各個區(qū)域之間水資源利用效率的差異在不斷拉大。從貢獻度的數(shù)據(jù)可以看出,組間差異的貢獻度由2004年的44.37%上升至2013年的49.26%,組內(nèi)差異的貢獻度由2004年的55.63%下降至50.74%,兩者對總體差異的貢獻已經(jīng)相差不大,組間差異對總體差異的影響在不斷地加大。正是這種組間差異的不斷加大才導(dǎo)致了總體差異的不斷上升。根據(jù)我國《2013年中國水資源公報》對東、中、西部地區(qū)的統(tǒng)計,我國的生活用水比重呈現(xiàn)東部高、中部及西部低,工業(yè)用水比重呈現(xiàn)東部及中部高、西部低,農(nóng)業(yè)用水比重呈現(xiàn)東部及中部低、西部高的態(tài)勢,而工業(yè)用水的效率是遠高于農(nóng)業(yè)用水的,這是我國這種用水格局的區(qū)域性差異導(dǎo)致了水資源利用效率的總體差異的不斷拉大。2011—2012年間的組間差異從0.048 5上升到了0.0528,上升的幅度達到了8.9%。中央在2011年一號文件中明確提出了關(guān)于水資源利用的三條紅線,由于我國省份經(jīng)濟發(fā)展水平、水資源稟賦方面存在較大差異,對于三條紅線要求的貫徹程度也會各有所差,所以導(dǎo)致了這個時間段內(nèi)組間的差異的迅速上升。

組內(nèi)差異是我國東、中、西部內(nèi)部差異加權(quán)平均的結(jié)果,因此,對于組內(nèi)差異還可以進一步進行空間因素分解。如表1所示,在區(qū)域的橫向?qū)Ρ壬?東部的內(nèi)部差異始終大于中部和西部,到2013年,東、中、西部對水資源利用效率總體差異的貢獻度分別為26.25%、8.16%和16.33%,東部在組內(nèi)差異中占據(jù)主導(dǎo)地位,中部和西部內(nèi)部差異對泰爾指數(shù)以及組內(nèi)差異的貢獻非常小,因此增加東部省份區(qū)域內(nèi)部的水資源利用方面的技術(shù)和經(jīng)驗交流,是減小我國水資源利用效率區(qū)域間總體差異的重中之重。在縱向時序比較上,東、中、西部的內(nèi)部差異都相對比較穩(wěn)定。由于區(qū)域間組間差異在10年中不斷上升,所以導(dǎo)致東、中、西部的內(nèi)部差異對水資源利用效率區(qū)域間的總體差異的貢獻度不斷下降。

表1 2004—2013年我國水資源利用效率的泰爾指數(shù)及其“空間”分解

根據(jù)上文對組內(nèi)差異的分析,可以看到東部在組內(nèi)差異中占據(jù)主導(dǎo)地位,基于此,將東部進一步分解為南部和北部①北部包括北京、天津、河北、遼寧、山東;南部包括上海、江蘇、浙江、福建、海南。,探究東部地區(qū)水資源利用效率差異的來源。如表2所示,在2004年,東部地區(qū)的泰爾指數(shù)為0.0443,組內(nèi)差異和組間差異分別為0.030 7和 0.013 7,貢獻度分別為 69.12% 和30.88%,在之后的10年間,組內(nèi)差異的貢獻度穩(wěn)定在70%左右,表明組內(nèi)差異是造成東部水資源利用效率區(qū)域差異的主要因素。組內(nèi)差異是東部地區(qū)南、北部內(nèi)部差異加權(quán)平均的結(jié)果,因此,進一步將組內(nèi)差異進行空間分解。在區(qū)域的橫向比較上, 2013之前北部的內(nèi)部差異始終大于南部。北部地區(qū)包括了北京、天津這樣一些產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理省市,也有河北這種對于重工業(yè)非常依賴的城市,這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上的差別造成了北方水資源利用效率內(nèi)部差異。2004—2013年,南部地區(qū)的內(nèi)部差異從0.0134增長至0.0164,對東部整體差異貢獻率從30.18%增長至35.81%,逐漸成為影響我國東部地區(qū)內(nèi)部差異的主要因素。

表2 2004—2013年我國東部地區(qū)水資源利用效率的泰爾指數(shù)及其“空間”分解

2.2 水資源利用效率區(qū)域差異的“動力”因素分解

通過泰爾指數(shù)的“空間”分解,可以發(fā)現(xiàn)當前中國地區(qū)間水資源利用效率差異的上升主要源自組間差異的上升。在“動力”意義上,泰爾指數(shù)可以分解為產(chǎn)出資本比(TCO),資本勞動比(TCL),勞動人口耗水比(TLW)。據(jù)此,可以測算出不同動力因素對于水資源利用效率總體差異的影響程度。如表3所示:TCO、TCL、TLW的變動趨勢并不一致,2004—2013年,TCO和 TLW呈現(xiàn)逐年上升的趨勢變動,分別從2004年的0.036 5和0.032 2上升到 0.045 7和0.0584,10年的增長幅度達到了25.2%和81.4%。TCO的上升說明我國省份之間的資本產(chǎn)出效率的差異在上升。TLW的解釋為勞動力耗水比,衡量的單位用水量的勞動人口數(shù)量的差異,單元用水量的勞動人口數(shù)量反映的是三次產(chǎn)業(yè)用水情況的差異,該值的增大說明區(qū)域間的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在的差異呈上升的趨勢。與TCO和TLW的變動趨勢不同,TCL呈現(xiàn)呈現(xiàn)出下降的趨勢,表示地區(qū)間資本勞動比的差異在變小,從2004年的0.025 1降至2013年的0.001 9,資本勞動比衡量的是單位勞動力的資本存量的差異。從TCL的變動趨勢看,我國各省份之間的單位勞動的資本存量的差異已經(jīng)變得越來越小,2010年之后,TCL低至0.01以下,這種差異已經(jīng)變得很微小。在“動力”意義上,產(chǎn)出資本比和勞動力耗水比與總體差異的變動是一致的,資本勞動比與總體差異的變動態(tài)勢存在著差異。

為了考察TCO、TCL、TLW的相對影響程度,筆者依據(jù)TCO/T、TCL/T、TLW/T來測度三種因素對總體地區(qū)差異的貢獻度。如表3所示,從時間序列的初期來看,TCO、TCL、TLW的貢獻度分別為38.88%、26.74%、34.38%,對泰爾指數(shù)的貢獻度較為平均。2013年TCO、TCL、TLW的貢獻度分別為 43.15%、1.75%、55.10%,這一時期水資源利用效率區(qū)域差異主要來自于TCO和TCL的貢獻,TCL的差異對泰爾指數(shù)的貢獻已經(jīng)很小。

TCL表現(xiàn)的是區(qū)域間人均資本存量的差異,伴隨著改革開放以來西部開發(fā)、中部崛起、東北振興等大型國家戰(zhàn)略的實施,這種宏觀層面的對于資源的調(diào)動已經(jīng)導(dǎo)致區(qū)域之間的人均資本存量的差異越來越小。從表3可以看到,在TCL下降的情況下我國的區(qū)域間的水資源利用效率仍然處在上升的趨勢,這說明區(qū)域之間將資本轉(zhuǎn)化為產(chǎn)出的能力的差異制約了TCL的貢獻。從TCO的上升趨勢可以更好地解釋上面的問題,資本產(chǎn)出比表現(xiàn)的是區(qū)域間資本利用效率的差異,依賴于資源要素市場化配置程度,東部相對于中西部的市場化程度更加完善。隨著2004年以來中國市場化改革走向廣泛和深入,中、西部的管理制度和技術(shù)水平不斷進步,但是東部的市場化程度更具優(yōu)勢,管理和技術(shù)的創(chuàng)新速度遠遠快于中、西部,所以區(qū)域間的資本利用效率依然呈發(fā)散的趨勢。國家政府在宏觀層面進行戰(zhàn)略投資應(yīng)該要注意統(tǒng)籌物質(zhì)投資、技術(shù)幫助、人才支援、制度創(chuàng)新的“四輪”驅(qū)動來帶動中、西部的發(fā)展,發(fā)揮中、西部水資源利用效率提升的潛力。TLW表現(xiàn)的是區(qū)域間的單位用水量的勞動力數(shù)量差異,由于一、二、三產(chǎn)業(yè)的單位用水量的勞動力數(shù)量依次增大,TLW可以理解為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差異。單位用水量的勞動力數(shù)量越多,對單位水資源的利用也就更加合理和有效。這個值的上升表示區(qū)域之間的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差異在擴大,在改革開放的進程中,東部的產(chǎn)業(yè)改革走在了全國的前列,到2013年,東部的三產(chǎn)比例為46.3%,而中部和西部僅為36.5%和38.1%,這種產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)上的差異的不斷擴大引致了區(qū)域間的水資源利用效率的差異的上升。

表3 2004—2013年我國水資源利用效率的泰爾指數(shù)及其“動力”分解

3 結(jié)論及政策建議

2004年以來,中國的水資源利用效率區(qū)域差異呈現(xiàn)發(fā)散的態(tài)勢,探究其泰爾指數(shù)的變動趨勢和內(nèi)在機理具有重要意義。筆者對泰爾指數(shù)進行了“空間”和“動力”的雙重因素分解,據(jù)此研究了2004—2013年中國30個省份水資源利用效率區(qū)域差異的變動情況。結(jié)果顯示,2004—2013年,我國的水資源利用效率呈上升的趨勢。在“空間”意義上,組內(nèi)差異對總差異的貢獻度從55.63%下降至50.74%,組間差異的貢獻度則從44.37%上升至49.26%。組間差異逐漸成為影響地區(qū)差異的決定性因素;在“動力”意義上,資本產(chǎn)出比和勞動人口耗水比對地區(qū)總體差異的貢獻率分別從38.88%和34.38%上升至43.15%和55.10%,資本勞動比的貢獻率從26.74%下降至1.75%。資本產(chǎn)出比和勞動力耗水比是引致地區(qū)差異變動的決定性因素。

綜合分析本文研究成果,筆者對我國水資源管理提出以下建議:

a.水資源利用效率區(qū)域差異的主要源自組間差異,因此水資源管理的政策應(yīng)該立足于東部、中部這樣大的經(jīng)濟板塊而確立,不宜將重點放置在三大區(qū)域內(nèi)部不同省份的差異縮減。在此意義上,西部開發(fā)、中部崛起、東部振興的戰(zhàn)略投資是有針對性的。

b.資本產(chǎn)出比是地區(qū)差異變動的重要因素,且資本產(chǎn)出比反映了區(qū)域間資本利用效率的差異,依賴于資源要素市場化配置程度。一個市場化程度更高的環(huán)境無疑會大大減小區(qū)域間的水資源利用效率的差異。對此,加快完善我國的水權(quán)交易制度,建立一個有效地水權(quán)交易市場會改善這種區(qū)域間水資源利用不協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀。國家發(fā)展與改革委員會于2014年出臺的階梯水價的政策,引導(dǎo)居民合理用水、節(jié)約用水,充分發(fā)揮市場價格杠桿對于水資源的協(xié)調(diào)作用,減小我國水資源利用效率的區(qū)域差異。

c.勞動人口耗水比在“動力”分解中是造成我國水資源利用效率區(qū)域差異的最主要因素。勞動力人口耗水比反映我國區(qū)域間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在的差異。我國區(qū)域間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在的差異明顯。應(yīng)當加快中、西部的產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型,由勞動密集型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y本密集型、技術(shù)創(chuàng)新型的產(chǎn)業(yè),鼓勵耗水量低的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時對高耗水行業(yè)進行整改,從整體推動我國水資源利用效率的提升。

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1003 -9511(2015)03 -0019 -05

2015-03 -17 編輯:張志琴)

10.3880/j.issn.1003 -9511.2015.03.005

鄧益斌(1992—),男,江蘇無錫人,碩士研究生,從事水資源經(jīng)濟研究。E-mail:391147195@qq.com