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        基于數(shù)據(jù)包絡分析的中國省級區(qū)域水資源利用效率評價

        2015-07-13 04:39:36王方方
        城市地理 2015年7期
        關鍵詞:水資源效率

        摘 要:本文運用數(shù)據(jù)包絡分析中傳統(tǒng)C2R模型,選取固定投資、常住人口和供水總量作為投入指標,產(chǎn)出為地區(qū)生產(chǎn)總值,計算中國31個省市2013年水資源利用效率。結(jié)果顯示,我國水資源利用效率存在明顯的地域差異,對東部省份水資源利用效率最好,其次就是中部地區(qū),西部地區(qū)水資源利用效率最低。

        關鍵詞:水資源;效率;C2R模型

        一、引言與文獻綜述

        水資源利用效率是反映水資源有效開發(fā)利用和管理的重要綜合指標,是指人類在生產(chǎn)活動中對水資源開發(fā)利用的實現(xiàn)程度,它體現(xiàn)人類利用水資源的能力,是衡量人類在社會生產(chǎn)過程中對水資源的配置和經(jīng)濟活動的效果。水生環(huán)境惡化,破環(huán)了生態(tài)平衡,加劇了水資源緊缺的矛盾。中國一些城市周圍的湖泊,大多數(shù)處于富營養(yǎng)化,許多湖泊已經(jīng)喪失供水等功能,許多沿海城市的近海岸的海域都出現(xiàn)污染現(xiàn)象,由于過度開采地下水,是地下水水位大幅下降,引發(fā)地面下陷,地下水的水質(zhì)也在不斷惡化。同時隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展,社會的全面進步,人口數(shù)量的增長,城市的增多和擴張,各地的用水量不斷增加,我國水資源形勢更加嚴峻。

        由于水資源的短缺及水污染問題的日益嚴重,國內(nèi)外學者對水資源的可持續(xù)利用問題展開了豐富的研究。在水資源利用效率評價領域,國外學者的研究主要于單個部門用水效率的研究,如農(nóng)業(yè)部門、工業(yè)部門以及城市供水系統(tǒng)等,而對區(qū)域綜合用水效率的研究則相對較少。在農(nóng)業(yè)用水效率方面,Howell(2001)對農(nóng)業(yè)灌溉用水效率進行了研究,他指出由于農(nóng)業(yè)在很大程度上受到自然因素的影響,因此應將一個流域或者灌溉區(qū)作為研究對象,降低自然條件對農(nóng)業(yè)水分利用效率的影響,同時也提出,提高農(nóng)業(yè)水分利用效率的主要方法是提高農(nóng)業(yè)灌溉工程及農(nóng)事管理的水平,降低灌溉過程中的水分滲漏損失等; Dehehibi et al(2007)運用隨機前沿方法對突尼斯納布爾地區(qū)144個農(nóng)場的生產(chǎn)技術效率和農(nóng)業(yè)用水效率進行了研究。在工業(yè)水資源利用效率方面, Colen-brander(1986)對荷蘭的工業(yè)用水量進行了研究,指出荷蘭工業(yè)用水量在20世紀50年代到70年代先增長后下降,而其工業(yè)產(chǎn)值在1957~1982年間增長了3倍。在城市水資源利用效率方面,Aida et al(1998)運用數(shù)據(jù)包絡分析中的RAM方法對日本城市供水系統(tǒng)的運作效率進行了評估。

        而國內(nèi)關于水資源利用效率的研究主要集中于農(nóng)業(yè)用水效率、工業(yè)用水效率以及水資源綜合利用效率。在農(nóng)業(yè)用水效率方面,劉瑜和王岌(2012)運用DEA方法測算了1999-2006年我國農(nóng)業(yè)水資源利用效率,分區(qū)域結(jié)果顯示東部地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率最高,中部次之,西部最低。在工業(yè)用水效率方面,岳立和趙海濤(2011)基于考慮非期望產(chǎn)出的方向性距離函數(shù)的DEA方法測算了2003-2009年我國13個主要工業(yè)省區(qū)的工業(yè)水資源利用效率,研究發(fā)現(xiàn)考慮污染物的用水效率高于不考慮的情形。在水資源綜合利用效率方面,廖虎昌和董毅明(2011)分別運用數(shù)據(jù)包絡分析和Malmquist指數(shù)對西部12省的水資源綜合利用效率進行了分析,研究發(fā)現(xiàn)西部地區(qū)整體水資源利用效率呈逐年衰退的趨勢,技術是主要制約因素。

        二、模型、方法與數(shù)據(jù)

        (一)水資源利用效率測度方法

        數(shù)據(jù)包絡分析是1978年由運籌學家Charnes和Cooper提出的,是使用數(shù)學規(guī)劃的模型評價具體有多輸入多產(chǎn)出間的相對有效性,經(jīng)過將近三十年的發(fā)展,對該模型進行擴充和完善。這種模型的特點是能夠研究多個決策單元的多投入和多產(chǎn)出的相對效率評價分析方法,評價的結(jié)果跟量綱沒有關系。DEA模型有很多,其中最基本的模型是C2R和BC2,還有很多改進的模型,比如非期望產(chǎn)出SBM模型。

        數(shù)據(jù)包絡分析方法假設有n個具有可比性的部門或者單位成為決策單元(DMU),對每個DMU有m種輸入和s種產(chǎn)出。

        (1)C2R模型如下:

        I.若 ,則稱DMU為非DEA有效;

        II.若 ,但是松弛變量中有不為零的即 ,則常DMU為弱DEA有效;

        III.若 ,并且所有的松弛變量全部為零即 ,則稱DMU為DEA有效。

        (二)數(shù)據(jù)來源

        本文的數(shù)據(jù)全部來源于中華人民共和國國家統(tǒng)計局官方網(wǎng)站的分省年份的2013年份的地區(qū)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。選擇的投入指標為固定資產(chǎn)投資、常住人口和供水總量;產(chǎn)出為地區(qū)生產(chǎn)總值;

        三、實證分析與結(jié)論

        利用DEA-SOLVE進行數(shù)據(jù)包絡分析,使用投入導向型的C2R 模型對中國31個省市的水資源利用效率進

        表1顯示,效率值為1的省份只有3個,效率值小于1的省份占了高達90%。按照傳統(tǒng)區(qū)域把中國各省份劃分為東、中、西部三大地區(qū),從空間上來看,我國水資源利用效率呈現(xiàn)明顯的區(qū)域差異。效率值排名前六的主要都是分布在東部沿海地區(qū),為天津、上海和北京等地。效率值排名靠后的12個省份的主要位于中國的西南和西北,為新疆、四川、山西和安徽等地。效率值排名中等水平的省份主要是位于中國的中部和東北地區(qū),為福建、黑龍江和湖南等地

        本文引入C2R效率評價,研究發(fā)現(xiàn),我國各省市的水資源利用效率存在明顯的地域差異,同時水資源利用效率值跟經(jīng)濟發(fā)展狀況也存在這相關性,東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的水資源利用效率值高,中部地區(qū)經(jīng)濟水平不高,水資源利用效率值沒有東部地區(qū)高,而西部經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)水資源利用效率值低。

        參考文獻:

        [1] Howell T A. Enhancing water use efficiency in irrigated agriculture[J]. Agronomy journal, 2001, 93(2): 281-289.

        [2] Dehehibi et al (2007) Measuring Irrigation Water Use Efficiency Using Stochastic Production Frontier: An Application on Citrus Farms in Tunisia

        [3] Colenbrander H J. Water in the Netherland[M]. Hague: The Netherlands Organization for Applied Scientific Research, 1986.

        [4] Aida K, Cooper W W, Pastor J T, et al. Evaluating water supply services in Japan with RAM: a range-adjusted measure of inefficiency [J]. Omega, 1998, 26(2): 207-232.

        [5] 劉渝, 王岌. 農(nóng)業(yè)水資源利用效率分析——全要素水資源調(diào)整目標比率的應用[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學學報: 社會科學版, 2012 (6): 26-30.

        [6] 廖虎昌, 董毅明. 基于DEA和Malmquist指數(shù)的西部12省水資源利用效率研究[J]. 資源科學, 2011, 33(2): 273-279.

        王方方,(1989年-),女,漢,安徽阜陽,蘭州財經(jīng)大學。 學歷:在讀研一,研究方向:經(jīng)濟統(tǒng)計。

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