趙 悅，蔣金荷，李富強

(1.東北財經(jīng)大學公共管理學院，遼寧 大連 116025；2.中國社會科學院數(shù)量經(jīng)濟與技術經(jīng)濟研究所，北京 100732)

2012年中國政府提出“五位一體”的總體戰(zhàn)略布局，包括經(jīng)濟建設、政治建設、文化建設、社會建設、生態(tài)文明建設，這就要求資源、環(huán)境、經(jīng)濟社會協(xié)調發(fā)展。水資源是不可替代的基礎性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源，隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，水資源問題成為我國可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。水資源的合理開發(fā)利用對于生態(tài)文明建設戰(zhàn)略下經(jīng)濟社會的協(xié)調發(fā)展、居民生活的提升具有重大意義。

水資源短缺和水生態(tài)環(huán)境惡化是目前制約中國水資源利用的兩大主要問題。在解決水資源短缺的眾多途徑中，提高水資源利用效率是解決中國水資源可持續(xù)利用問題的關鍵。水資源使用效率是指使用單位水資源所帶來的經(jīng)濟、社會或者生態(tài)等的效益。本文的水資源使用效率主要是指所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，即作為國民經(jīng)系統(tǒng)的投入要素，單位產(chǎn)出所依賴或消耗的水資源，簡單定義為單位經(jīng)濟產(chǎn)出所需的用水量，一般用用水強度的倒數(shù)表示，即單位GDP的用水量。

隨著水資源問題的加劇，國內外對水資源使用效率進行了大量的研究，從研究內容、研究方法上大致可分為3個方面：①基于生態(tài)系統(tǒng)觀，對水資源承載能力、安全性等進行綜合評價[1-6]；②對中國區(qū)域水資源利用效率的差異性研究[7-14]，大多采用數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)；③對部門水資源利用效率的研究，主要是農(nóng)業(yè)和工業(yè)[15-17]，而對引起水資源使用效率產(chǎn)生變化的驅動因子研究不多。本文利用碳排放強度變化分解因子方法——指數(shù)分解模型[18]，研究引起中國用水總量變化以及水資源使用效率變化的驅動因子及其貢獻率，從而對2000—2015年以來中國水資源管理政策進行評估，并為未來水利發(fā)展及供給側結構改革提出政策建議。

1 中國水資源使用現(xiàn)狀分析

隨著全球氣候變化的影響，以及我國城鎮(zhèn)化的加速推進和高耗水工業(yè)的發(fā)展，我國面臨越加嚴峻的水資源問題的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

a. 人均擁有水資源量少，時空分布不均衡，水資源配置難度大[19]。我國水資源總量約2.8萬億m3，按照2015年我國總人口核算，人均水資源量只有 2 034 m3，僅為世界水資源量人均值的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。降水量年際變化大，且多集中在6—9月，期間降雨量占全年的60%～80%。

b. 水資源空間分布總體上呈“南多北少”的狀況。根據(jù)2012年統(tǒng)計資料，北方6區(qū)(6個水資源一級區(qū)：松花江區(qū)、遼河區(qū)、海河區(qū)、黃河區(qū)、淮河區(qū)、西北諸河區(qū))與南方4區(qū)(長江區(qū)(含太湖流域)、東南諸河區(qū)、珠江區(qū)、西南諸河區(qū)4個水資源一級區(qū))人口、耕地、GDP、水資源量占全國的百分比見圖1。北方6區(qū)人均水資源占有量約為994 m3，僅為南方4區(qū)的1/3。水資源與土地等資源的分布不匹配，經(jīng)濟社會發(fā)展水平與水資源分布的不相適應，導致水資源供需矛盾突出，水資源配置難度大。

圖1 2012年北方6區(qū)和南方4區(qū)水資源量、耕地面積、人口、GDP占有比例

b. 我國用水總量在2000—2016年總體呈緩慢增長，但最近幾年用水量趨于平穩(wěn)。其中農(nóng)業(yè)用水占比約減少7%，生活生態(tài)用水占比約增加6%，工業(yè)用水占比基本穩(wěn)定在22%左右(圖2)。

圖2 2000—2015年我國行業(yè)用水量

2016年全國用水總量6 040億m3，比2015年下降63億m3，其中工業(yè)用水占21.6%，農(nóng)業(yè)用水占61.4%，用水結構進一步優(yōu)化。但我國水資源短缺的狀況仍然嚴重，每年缺水量近400億m3，北方地區(qū)尤甚。從供水來源看，地下水約占18.5%，達到 1 100 億m3左右，而地下水的過度開采會引起一系列生態(tài)環(huán)境問題。

c. 我國水資源使用效率在2000—2016年間年均增長8.2%。2016年全國人均綜合用水量437 m3，按當年價，萬元GDP用水量由2000年551 m3降低到2016年81 m3，按2000年不變價格計算，全社會用水效率提高8.2%；萬元工業(yè)增加值用水量由2000年285 m3降低到2016年的53 m3，按2000年不變價格計算，工業(yè)用水效率年均提高8.5%(圖3)。城鎮(zhèn)人均生活用水量(含公共用水)217 L/d，農(nóng)村居民人均生活用水量82 L/d。

圖3 2000—2016年萬元GDP用水量和萬元工業(yè)增加值用水量

生產(chǎn)和城鄉(xiāng)居民生活排放廢水總量由2000年的620億t增加到2015年的770億t。由于用水結構的不合理和浪費，水資源管理體制的不完善，以及地區(qū)部門之間的利益沖突，政策實施不到位等原因導致主要流域的水資源供需關系矛盾日益突出。

2 中國水資源使用效率變化關鍵因子指數(shù)分解和結果分析

首先根據(jù)著名的Kaya恒等式建立用水總量關系式，設W為全國用水總量，Wi(i=1,2,3,)分別表示農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活生態(tài)用水量，則有

(1)

對式(1)做簡單變換，得到

(2)

式中：G為經(jīng)濟產(chǎn)出，用國內生產(chǎn)總值(GDP)表示；Si為用水行業(yè)產(chǎn)出(Vi)占經(jīng)濟總產(chǎn)出的比例，即產(chǎn)業(yè)結構；R表示用水強度(W/G)，即單位產(chǎn)出GDP的用水量，可簡單表示為用水效率的倒數(shù)；Ii(Wi/Vi)表示實現(xiàn)單位行業(yè)增加值的用水量，即可表示行業(yè)用水效率的倒數(shù)；P為全國人口總量；Y為人均GDP?？梢娙珖盟偭颗c經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結構、行業(yè)用水效率、人口總量等因素有關，總用水效率與產(chǎn)業(yè)結構、行業(yè)用水效率因素有關。

類似于能源效率，分析引起用水總量以及用水效率變化的驅動因素及其貢獻率，目前解決這一問題的最普遍方法是指數(shù)分解法。根據(jù)Divisia指數(shù)分解法的原理，可以得到全國用水總量變化LMDI分解加法公式和用水效率變化的AMDI公式[20]。這兩種指數(shù)分解方法都屬于完全分解分析方法，即分解的殘差項值為零。

ΔW=WT-W0=ΔWout+ΔWstr+ΔWint+ΔWpop

(3)

對于a>0,b>0，對數(shù)平均數(shù)L(a,b)定義為

式中：WT、W0分別表示第T期和基期的水使用量；ΔWout、ΔWstr、ΔWint、ΔWpop分別表示經(jīng)濟發(fā)展水平效應、產(chǎn)業(yè)結構效應、行業(yè)用水效率效應、人口規(guī)模效應，即用水總量的變化是由這4種效應引起的。ΔWout反應因經(jīng)濟發(fā)展水平的提高對用水總量變化的影響；ΔWstr反應產(chǎn)業(yè)結構的變化(本文主要考慮農(nóng)業(yè)、工業(yè)和服務業(yè))對用水總量的影響；ΔWint反應各行業(yè)用水效率的變化，即用水技術進步提高對用水總量變化的影響；ΔWpop反映人口總量增加對用水總量變化的貢獻。可見，這4種效應包含了經(jīng)濟政策因素、技術進步因素和社會發(fā)展因素對用水總量變化的影響。

利用算術平均迪氏指數(shù)(AMDI，Arithmetic Mean Divisia Index)分解方法，第t年相對于第t-1年用水強度比值(DRt)的AMDI指數(shù)分解乘法公式如下：

(4)

其中

可見，總用水強度變化既與經(jīng)濟結構有關，也與產(chǎn)業(yè)用水效率有關，即與行業(yè)用水技術進步有關。其變化包含兩種指數(shù)效應：行業(yè)用水強度效應(DWIt)反映了各部門用水效率變化對總用水強度的影響，體現(xiàn)用水技術進步的作用；經(jīng)濟結構效應(DWSt)反映了各產(chǎn)業(yè)增加值所占比例變化對用水強度的影響。

利用2000—015年全國分行業(yè)用水量和行業(yè)產(chǎn)出增加值統(tǒng)計數(shù)據(jù)，經(jīng)過分解模型計算，得到計算結果見表1、表2，圖4、圖5。根據(jù)表1、表2，圖4、圖5的分解結果，可以得出以下結論。

a. 總體上，從2000—2015年中國用水總量增加了606億m3，其中促進用水量增加的因子有經(jīng)濟發(fā)展水平效應和人口規(guī)模效應，而產(chǎn)業(yè)結構效應和行業(yè)用水效率效應是導致用水量減少的主要因子。也就是說，從“十五”到“十二五”時期，產(chǎn)業(yè)結構的改變和行業(yè)用水技術進步都有利于用水量的減少。但經(jīng)濟發(fā)展水平效應的影響遠遠超過人口規(guī)模效應，行業(yè)用水效率效應的影響強于產(chǎn)業(yè)結構效應，且不同時期，這4個驅動因素對用水量變化的作用是不同的。如，從2000—2015年，因為經(jīng)濟發(fā)展和人口規(guī)模擴大導致用水總量分別增加了7 568億m3和470億m3，但行業(yè)用水技術進步和產(chǎn)業(yè)結構的改變導致用水量分別減少了4 614億m3和2 818億m3，從而最終導致我國全社會用水總量在15年期間增加606億m3。

b. 2015年水資源使用效率比2000年提高了72%，其中行業(yè)用水效率效應貢獻76%，產(chǎn)業(yè)結構效應貢獻53%。即行業(yè)用水技術進步對用水效率提高的作用大于產(chǎn)業(yè)結構效應。尤其“十二五”期間，行業(yè)技術進步對用水效率提高的貢獻率是產(chǎn)業(yè)結構貢獻率的2倍以上。

因此，可以初步推斷，2000來以來，中國的經(jīng)濟政策、產(chǎn)業(yè)政策、水資源管理政策都是影響用水量變化的主要驅動因子，用水量的增加主因在于經(jīng)濟發(fā)展，從水資源管理政策而言，總體起到了提高用水效率、降低用水量的作用，尤其是行業(yè)用水技術進步的作用是非常顯著的。

3 結論和政策建議

對政策實施影響評價可以反映兩個問題：政策的合理性以及政策的可執(zhí)行性，本文從水資源管理政策和經(jīng)濟政策對用水量變化的影響效果來分析研究期內政策的合理性。為了定量估算不同驅動因子對用水量和用水效率變化的貢獻率，采用Divisia指數(shù)分解模型。研究結果發(fā)現(xiàn)，在2000—2015年期間，經(jīng)濟發(fā)展和人口規(guī)模擴大是促進全國用水量增加的主要驅動因子，并且前者的貢獻率遠遠高于后者；行業(yè)用水技術進步和工業(yè)結構的優(yōu)化都有利于用水總量的降低和用水效率的提高，但行業(yè)用水效率提高具有較大的貢獻率。基于本文的初步研究結論，對研究期內中國水資源管理政策提出以下幾點評價和反思，同時也為未來水利發(fā)展及供給側結構性改革提出政策建議。

a. 用水總量和工業(yè)用水結構比例基本趨于穩(wěn)定，2000年以來中國產(chǎn)業(yè)結構中“高耗水”行業(yè)比例歷經(jīng)先增大后減小的過程，相應的用水結構在“十二五”期間不斷優(yōu)化，但“高耗水”產(chǎn)業(yè)比例仍然是偏高的。未來產(chǎn)業(yè)結構的升級優(yōu)化還要加強，需大力支持“低耗水”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

圖4 2000—2015年全國用水量變化LMDI指數(shù)分解值

圖5 2000—2015年用水效率指數(shù)分解(AMDI)的變化趨勢(令指數(shù)2000年=1)

時期分解值/億m3貢獻率/%產(chǎn)業(yè)結構效應行業(yè)用水效率效應經(jīng)濟水平效應人口規(guī)模效應產(chǎn)業(yè)結構效應行業(yè)技術進步效應經(jīng)濟水平效應人口規(guī)模效應總變化/億m32000—2005-917-13892268173-678-102616751281352005—2010-1068-16872998147-275-434771383892010—2015-720-16872338150-887-20792880185812000—2015-2818-46147568470-465-762125078606

表2 2000—2015年用水效率變化AMDI乘法分解

b. 城鄉(xiāng)居民的生活用水量差距較大，2016年鄉(xiāng)村居民用水量僅是城鎮(zhèn)居民的38%。隨著新型城鎮(zhèn)化的推進和建設全面小康社會政策的實施，居民生活用水不斷提高，生活用水占用水總量的比例也會相應提高，既需要完善生活用水的各項管理政策，尤其是合理、靈活的生活用水價格機制對節(jié)水的影響，也要推廣節(jié)水技術。

c. 用水效率在不同時期都有所提高，對全社會用水量降低起到了主要的促進作用。這就從側面指出了“十五”以來我國水資源開發(fā)利用和“節(jié)水型”技術推廣政策是有效果的。但與發(fā)達經(jīng)濟體比較，中國用水效率仍比較低，未來還需要加強，尤其在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術投入和推廣等方面?？梢灶A見，提高用水效率是中國未來節(jié)水的主要途徑。

d. 從供給側水利改革方面，水資源作為基礎資源，是國民經(jīng)濟系統(tǒng)的投入要素，用水效率是反映水利供給側結構改革的重要指標，基于模型分解結果，期待在完善水資源管理機制、加強水資源管理政策實施、加大水利技術開發(fā)的投資力度、推廣各行業(yè)節(jié)水技術等方面更加得到重視。

[1] 李云玲，郭旭寧，郭東陽，等.水資源承載能力評價方法研究及應用[J].地理科學進展，2017,36(3)：342-349.

[2] 劉佳駿，董鎖成，李澤紅.中國水資源承載力綜合評價研究[J].自然資源學報，2011,26(2)：258-269.

[3] 酈建強，王建生，顏勇.我國水資源安全現(xiàn)狀與主要存在問題分析[J].中國水利,2011(23)：42-51.

[4] 張倩,鄧祥征,周青.城市生態(tài)管理概念、模式與資源利用效率[J].中國人口·資源與環(huán)境,2015,25(6)：142-151.

[5] 夏軍,劉春蓁,任國玉.氣候變化對我國水資源影響研究面臨的機遇與挑戰(zhàn)[J].地球科學進展,2011,26(2)：1-12.

[6] 宋建軍，張慶杰，劉穎秋.2020年我國水資源保障程度分析及對策建議[J]．中國水利，2004(9)：14-17.

[7] 陳素景,孫根年,韓亞芬，等.中國省際經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用效率分析[J].統(tǒng)計與決策，2007(22)：65-67.

[8] 李世祥,成金華,吳巧生.中國水資源利用效率區(qū)域差異分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2008,18(3)：215-220.

[9] 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.

[10] 錢堃,朱顯成.水資源效率模型及以遼寧省為例的實證研究[J].大連工業(yè)學報,2008,27(6)：188-190.

[11] 錢文婧,賀燦飛,中國水資源利用效率區(qū)域差異及影響因素研究[J].中國人口·資源與環(huán)境，2011，21(2)：54-60.

[12] 戚瑞,耿涌,朱慶華.基于水足跡理論的區(qū)域水資源利用評價[J].自然資源學報，2011,26(3)：486-495.

[13] ZHANG Xuteng, YU Jingjie. Water use efficiency assessment of Chinese provinces based on a data envelopment analysis model with undesirable output[J]. Journal of Water Resources Research, 2017,6(2)：138-147.

[14] 趙良仕,孫才志,鄭德鳳.中國省際水資源利用效率與空間溢出效應測度[J].地理學報，2014,69(1)：121-133.

[15] 靳京,吳紹洪,戴爾阜.農(nóng)業(yè)資源利用效率評價方法及其比較[J].資源科學，2005,27(1)：146-152.

[16] 王學淵，趙連閣.中國農(nóng)業(yè)用水效率及影響因素[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題，2008(3)：10-18.

[17] 岳立，趙海濤.環(huán)境約束下的中國工業(yè)用水效率研究[J].資源科學，2011，33(11)：2071-2079.

[18] 蔣金荷.中國經(jīng)濟和能源政策對碳排放強度的影響[J].重慶理工大學學報(社會科學)，2016(7)：28-36.

[19] 夏軍,翟金良,占車生.我國水資源研究與發(fā)展的若干思考[J].地球科學進展,2011,26(9)：65-75.

[20] ANG B W. The LMDI approach to decomposition analysis：a practical guide[J].Energy Policy, 2005,33：867-871.