李治濤，高文程，魏賢達(dá)，高文靜

（1.寧夏大學(xué)法學(xué)院，銀川750021；2.北京首都創(chuàng)業(yè)集團(tuán)有限公司，北京100027；3.北京首創(chuàng)股份有限公司，北京100044；4.寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院，銀川750021）

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長以及居民生活水平的普遍提高，城市系統(tǒng)對于水資源的需求量不斷增加，城市水資源的供需矛盾愈加突出［1］。城市生活用水作為城市水資源管理系統(tǒng)中的重要組成部分，既是城市居民的生活必需品，也是帶動城市發(fā)展的具有經(jīng)濟(jì)屬性的重要商品［2］。本世紀(jì)以來，受我國人均水資源量低、時空分布不均等自然客觀條件所限，不同城市的生活用水情況差別顯著，同時城市生活用水管理方面存在諸多不足，嚴(yán)重制約我國城市生活用水效率提升。其中，我國城市生活用水缺乏系統(tǒng)性、全面性評估及相應(yīng)的影響因素分析是重要問題之一。一方面，已有研究大都是對單獨(dú)一個或個別幾個城市進(jìn)行分析，缺乏科學(xué)的評估標(biāo)準(zhǔn)，也無法形成對更多城市具有參考借鑒意義的系統(tǒng)性評估結(jié)論，所提政策建議多是定性描述［3，4］，少有研究能給出具體的水效努力目標(biāo)，部分研究基于模型預(yù)測給出的努力目標(biāo)［5，6］，也主要是以歷史數(shù)據(jù)為據(jù)，缺乏橫向的城市間對比分析，降低了目標(biāo)的科學(xué)性和可達(dá)性。另一方面，雖然目前關(guān)于我國城市生活用水影響因素的分析研究已有一定基礎(chǔ)［7，8］，在眾多因素當(dāng)中，也普遍認(rèn)為表征資源稀缺價值的水價和表征居民生活水平的人均收入是影響生活用水的兩個核心因素［9，10］，并有若干實證案例研究［11，12］，但已有研究大都是針對單一具體城市生活用水的收入、水價影響定量研究［13，14］，而缺乏更為宏觀的針對一類城市、甚至全國范圍城市的相關(guān)研究評估，對于提升我國城市整體生活用水效率的指導(dǎo)意義有限。因此，有必要對我國城市生活用水效率進(jìn)行系統(tǒng)性綜合評估，識別先進(jìn)城市的管理經(jīng)驗，促進(jìn)落后城市改進(jìn)提升，同時對水價、收入兩大主要因素的影響進(jìn)行定量評估，推動更具針對性的政策出臺和措施落地。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 城市生活用水效率評估方法

標(biāo)桿管理（Benchmarking）也稱為參照管理，為確定業(yè)績標(biāo)準(zhǔn)、明確努力目標(biāo)提供了指引，這種管理方法已廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理，但在公共事務(wù)管理方面的應(yīng)用仍較為有限。本研究從表達(dá)管理意義直接性、結(jié)果運(yùn)用普適性的角度出發(fā)，選擇人均日生活用水量作為表征城市生活用水效率的核心指標(biāo)，借鑒相關(guān)研究思路［15］，創(chuàng)新性運(yùn)用標(biāo)桿管理理念，在進(jìn)行城市生活用水效率評估的基礎(chǔ)上，除了形成整體上具有最佳實踐意義的生活用水效率先進(jìn)城市樣本之外，構(gòu)建基于先進(jìn)、良好、一般、較差分類的城市生活用水效率相對標(biāo)桿體系，充分體現(xiàn)循序漸進(jìn)提升城市生活用水效率的管理意義。具體以eij（i，j=0，1，2，…，n）表示i年份j城市的人均日生活用水量，以ui和σi分別表示ei取自然對數(shù)后的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，在其滿足正態(tài)分布一般規(guī)律的基礎(chǔ)上，作如下界定：

“先進(jìn)”與“良好”的臨界點a：

“良好”與“一般”的臨界點b：

“一般”與“較差”的臨界點d：

根據(jù)正態(tài)分布的統(tǒng)計學(xué)分布特征，樣本單元落在均值加減0.5個標(biāo)準(zhǔn)差所對應(yīng)區(qū)間的概率接近40%，落在該區(qū)間左右兩側(cè)的概率分別約30%。因此，基于以上界定，城市生活用水效率先進(jìn)的城市占比大約30%，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)保持先進(jìn)水平；良好的城市占比大約20%，應(yīng)當(dāng)以臨界點a 作為相對標(biāo)桿A；一般的城市占比大約20%，應(yīng)當(dāng)以臨界點b 作為相對標(biāo)桿B；較差的城市占比大約30%，應(yīng)當(dāng)以臨界點d 作為相對標(biāo)桿D，如此，一方面體現(xiàn)了城市生活用水標(biāo)桿的合理性和可達(dá)性，另一方面基本保障了每一類別城市數(shù)量的整體均衡。

1.2 城市生活用水收入、價格彈性分析模型

通常認(rèn)為，在居民生活用水的用水函數(shù)中，雙對數(shù)線性模型易于估計，能給出一個固定的彈性系數(shù)，易于比較研究結(jié)果，同時雙對數(shù)線性模型比較符合消費(fèi)者對某些商品需求的行為［16，17］，是用水量需求分析的重要工具，也是水資源管理決策的重要分析手段。本研究采用這一最常用和典型的模型，公式表達(dá)如下所示：

式中：Q為居民人均日生活用水量，L/（人·d）；P為居民生活用水水價，元/t；I為居民人均可支配年收入，元/人；α為價格需求彈性系數(shù)，表示價格每變動1%，水量的變動百分率；β為收入需求彈性系數(shù)，表示收入每變動1%，水量的變動百分率；C為常數(shù)項。

該模型將水價和收入作為影響城市居民生活用水的兩因素，通過價格彈性可以定量衡量水價對城市居民生活用水量的影響程度，通過收入彈性可以定量識別城市居民生活用水的支付能力，同時剔除了天氣、環(huán)境和家庭等難以量化和精確測定的因素，在一定程度上避免了外部環(huán)境和不確定變量的影響。

1.3 樣本與數(shù)據(jù)

本研究基于數(shù)據(jù)的可得性和完整性，從全國范圍內(nèi)選取115 個地級城市作為樣本總體。樣本中包含了以哈爾濱市、吉林市等為代表的東北城市，以蘇州市、寧波市等為代表的東部城市，以太原市、合肥市等為代表的中部城市和以重慶市、貴陽市等為代表的西部城市，樣本總體分布具有全國范圍的代表性。對于生活用水效率評估，以2009-2015年的7年統(tǒng)計數(shù)據(jù)為準(zhǔn)進(jìn)行分析；在需求彈性評估方面，由于近年來《中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》不再公開出版，加之各省市信息公開范圍和質(zhì)量本身有限，大部分地級城市的城鎮(zhèn)居民人均可支配收入難以有效統(tǒng)計，因此本文僅根據(jù)已公開的、相對完整的數(shù)據(jù)信息，對2009-2013年的5年城市生活用水量、水價和收入截面數(shù)據(jù)進(jìn)行模型分析。每一年度分析中，一個城市即為一個樣本。

其中，居民生活用水價格數(shù)據(jù)來源于《城市供水統(tǒng)計年鑒》（2010-2014），對于實行階梯水價政策的城市，由于第一階梯水價覆蓋80%的用水戶［18］，并且有的城市第二階梯生活水價甚至高于工業(yè)水價，違背生活用水的公共服務(wù)性質(zhì)［19］，因此統(tǒng)一以第一階梯水價為準(zhǔn)；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入來源于《中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》；城市居民生活用水量以及用水人口數(shù)據(jù)均來源于《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》（2010-2016）；用于城市分類的水資源量數(shù)據(jù)來源于各省、市水資源公報等公開資料。

1.4 城市分類

中國地級以上城市約300 個，納入本次研究范疇的有115個，城市之間的自然客觀條件存在一定差異，對居民用水的行為、習(xí)慣都會有一定影響。其中城市的水資源稟賦是最為直接的影響因素。本研究在整體分析的基礎(chǔ)上，將115 個城市嘗試根據(jù)水資源稟賦進(jìn)行分類，使同一類城市的水資源稟賦基本一致，為不同水資源稟賦城市的用水效率、價格彈性、收入彈性對比提供了可能。城市分類具體方法是，首先對城市人均水資源量和人均生活用水量指標(biāo)做相關(guān)性分析，結(jié)果見表1所示，表明城市人均水資源量和人均生活用水量在99%的情況下都是與人均日生活用水量正相關(guān)的，因此可以將人均水資源量作為城市分類的指標(biāo)。

表1 城市分類指標(biāo)相關(guān)性分析Tab.1 Correlation analysis of city classification index

其次，采用K-均值聚類法進(jìn)行具體城市分類。結(jié)果顯示，以人均水資源量1 600 m3/人為標(biāo)準(zhǔn)，可將所有115 個樣本城市分為水資源稟賦較低、水資源稟賦較高兩大類。其中人均水資源量低于1 600 m3/人的城市85 個，屬于水資源稟賦較低類型，人均水資源量高于1 600 m3/人的城市30個，屬于資源稟賦較高類型，這與我國整體上大部分城市地區(qū)水資源短缺的客觀現(xiàn)實也相對吻合。

2 實證結(jié)果與分析

2.1 城市生活用水效率評估

2.1.1 總體評估結(jié)果

從時間趨勢來看，我國城市生活用水效率總體保持平穩(wěn)。各項標(biāo)桿值詳見表2 所示。2009-2013年間，各項標(biāo)桿值均保持穩(wěn)中有降的態(tài)勢，而在2014、2015 兩年，總體上又略有上升。相比之下，標(biāo)桿A和標(biāo)桿B基本保持穩(wěn)定，說明城市生活用水效率已經(jīng)處于先進(jìn)、良好水平的城市，由于其人均日生活用水量已經(jīng)相對較低，進(jìn)步空間非常有限，而標(biāo)桿D 的下降更為明顯一些，說明隨著節(jié)水器具普及、供水管網(wǎng)改造等城市生活用水管理措施加強(qiáng)和見效，生活用水效率相對落后的城市不斷改善，人均日生活用水量顯著偏高、存在不必要浪費(fèi)的城市在日漸減少，這與落后城市改進(jìn)的邊際成本較低、邊際效用顯著的原理完全相符。

表2 城市生活用水效率總體標(biāo)桿體系 L/（人·d）Tab.2 Overall benchmarking system of urban domestic water efficiency

基于2015年的城市生活用水效率總體標(biāo)桿體系的評估結(jié)果見表3 所示。呼和浩特市、天津市等35 個城市處于先進(jìn)水平；哈爾濱市、重慶市等22 個城市處于良好水平；北京市、蘭州市等25 個城市處于一般水平；武漢市、廣州市等33 個城市處于較差水平。總體評估未考慮城市客觀因素影響，通過各等級城市分布可以看出，先進(jìn)城市以北方缺水城市居多，而較差城市以南方臨江城市居多，也進(jìn)一步證明水資源稟賦對城市生活用水有一定影響，為進(jìn)一步提高標(biāo)桿意義，有必要進(jìn)行分類研究。

表3 基于總體標(biāo)桿的城市生活用水效率評估結(jié)果Tab.3 Evaluation results of urban domestic water efficiency based on overall benchmarking

2.1.2 分類評估結(jié)果

基于城市分類的評估結(jié)果見表4 所示。結(jié)果表明，一是水資源稟賦較高城市，其各項標(biāo)桿值均高于水資源稟賦較低城市至少10 L/（人·d），說明水資源豐富的城市生活用水的確普遍要更多一些；二是對于水資源稟賦較低城市，除標(biāo)桿D 略有下降之外，標(biāo)桿A和標(biāo)桿B變化不大，而水資源稟賦較高城市各臨界點均保持穩(wěn)中有降，特別是標(biāo)桿D 下降相對顯著，帶動了總體的城市生活用水效率提升，這說明水資源稟賦較高的城市、生活用水較多的城市節(jié)水空間更大；三是水資源稟賦較低城市和較高城市的各標(biāo)桿差距在逐年縮小，例如2009年兩類城市的標(biāo)桿D 差距為25.9 L/（人·d），而2015年這一差距縮小到13.1 L/（人·d），說明總體上我國城市生活用水差異在不斷減小。

表4 城市生活用水效率分類別標(biāo)桿體系 L/（人·d）Tab.4 Classified benchmarking system of urban domestic water efficiency

基于2015年的城市生活用水效率分類別標(biāo)桿體系的評估結(jié)果見表5所示。可以發(fā)現(xiàn)，在水資源稟賦較低城市當(dāng)中，太原市、呼和浩特市等24個城市處于先進(jìn)水平；哈爾濱市、長春市等22 個城市處于良好水平；廈門市、蘭州市等16 個城市處于一般水平；武漢市、廣州市等23 個城市處于較差水平。在水資源稟賦較高城市當(dāng)中，安慶市、吉林市等9 個城市處于先進(jìn)水平；湖州市、宜昌市等4 個城市處于良好水平；黃山市、岳陽市等7 個城市處于一般水平；杭州市、桂林市等10 個城市處于較差水平。

表5 基于分類別標(biāo)桿的城市生活用水效率評估結(jié)果Tab.5 Evaluation results of urban domestic water efficiency based on classified benchmarking

2.2 城市生活用水收入、價格彈性評估

2.2.1 描述統(tǒng)計結(jié)果

人均日生活用水量、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和居民生活用水價格的基本統(tǒng)計分析結(jié)果見表6 所示。從整體趨勢來看，2009-2013年間，我國城市居民人均生活用水量平均值穩(wěn)中有降，說明城市節(jié)水取得一定成效，由于生活用水相對缺乏彈性，因此降幅不大，平均水平保持在160～170 L/（人·d）之間。5年時間內(nèi)，平均水價穩(wěn)中有升，2013年平均水價超過2 元/t，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入不斷提高，2013年平均水平達(dá)到2.686 萬元/人，年復(fù)合增長率12.1%。

表6 城市居民生活用水及其影響因素描述性統(tǒng)計結(jié)果Tab.6 Descriptive statistical results of urban domestic water use and its influencing factors

從城市之間來看，以2013年為例，居民人均生活用水量最少的是定西市，僅為49 L/（人·d），最多的是廣州市，達(dá)到330 L/（人·d），各城市數(shù)據(jù)分布較為分散，不同城市居民生活用水量差異明顯。平均水價最低不低于0.85 元/m3，最高不超過4.9 元/m3，人均可支配收入最低的城市約1.5 萬元/人，最高的城市超過4 萬元/人。

從城市分類來看，水資源稟賦較低的城市居民人均日生活用水量普遍更低一些，這與水資源相對貧乏的自然環(huán)境有著必然關(guān)系。同時，水資源稟賦較低的城市平均水價也更高一些，總體上反映了物以稀為貴的價值規(guī)律。

2.2.2 總體彈性評估結(jié)果

選擇相對接近的2013年進(jìn)行分析，城市總體的居民生活用水價格彈性和收入彈性分析函數(shù)模型如下所示：

標(biāo)準(zhǔn)差： （1.284）（0.073） （0.128）

P值： （0.171）（0.012） （0）

結(jié)果顯示，水價和人均收入對應(yīng)P值均小于0.05，表示至少在95%的置信區(qū)間上，都對生活用水需求有著顯著影響。收入彈性為0.680，即人均可支配收入增長10%，用水量將增長6.8%，說明隨著居民生活水平的提高，生活用水量也會有所增加，收入對用水需求拉動明顯；價格彈性為-0.187，即水價上升10%，人均生活用水量將下降1.87%，因此，對于全國總體而言，調(diào)整水價是一個促進(jìn)居民生活節(jié)約用水的有效方法。

2009-2013年，城市總體的居民生活用水的收入彈性和價格彈性趨勢變化如圖1 所示。可以看出，生活用水的收入彈性基本略有下降，整體基本保持平穩(wěn)，而價格彈性下降更為顯著，從2009年的-0.484 下降至2013年的-0.187，意味著2009年的時候，水價上升10%，居民人均生活用水量下降4.84%，而到了2013年，水價上升10%，居民人均生活用水量僅下降1.87%，說明在當(dāng)前的水價政策下，水價的微調(diào)對于居民生活用水的影響已經(jīng)越來越小。

圖1 城市總體居民生活用水的收入彈性和價格彈性趨勢圖Fig.1 Trend of income elasticity and price elasticity of overall urban domestic water use

2.2.3 分類需求彈性評估結(jié)果

對于城市總體及不同水資源稟賦類型的城市，根據(jù)模型所得收入彈性和價格彈性的詳細(xì)分析結(jié)果見表7所示。從回歸方程的P值和影響因子的P值來看，總體上所得分析結(jié)果的可信度相對較高。

表7 不同類型城市居民生活用水影響因素計量分析結(jié)果Tab.7 Quantitative analysis results of influencing factors of urban domestic water use in different types of cities

基于模型分析結(jié)果，可得2009-2013年不同水資源稟賦城市的居民生活用水的收入彈性和價格彈性趨勢變化如圖2 所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，一是水資源稟賦較高和較低的城市生活用水價格彈性存在差異。在大部分年份當(dāng)中，水資源稟賦較低的城市價格彈性系數(shù)都相對較低，說明價格變化對于水資源稟賦較高的城市居民更為敏感。這是因為在水資源稟賦較低的城市，居民的生活用水主要用來滿足基本生活所需，因此彈性較小。而對于水資源稟賦較高的城市，其價格彈性較高，價格的提高對該類城市的居民用水影響更大。如果從全國城市生活節(jié)水總體出發(fā)，應(yīng)當(dāng)首選在水資源稟賦較高的城市提高水價，刺激居民節(jié)水獲得成效更為顯著。二是收入彈性與價格彈性存在相似規(guī)律，收入對居民生活用水的影響也是隨著城市水資源稟賦的增加而擴(kuò)大。這主要是因為在水資源稟賦相對較低的城市中，有相當(dāng)一部分受水資源約束而經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后的城市，該類城市受水資源稟賦、生活習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)水平的限制，人均日生活用水量本身就相對較低，即使收入有所變化，用水量的變化也不大。反之，在水資源稟賦較高的城市中，用水的彈性相對較大，因此隨著收入增加，用水的需求就會增長，而且豐富的水資源也可以保障所需，因此該類城市收入彈性系數(shù)較高。三是兩類城市的價格彈性均呈現(xiàn)出逐年縮小的趨勢，意味著不論是水資源稟賦較低還是較高的城市，價格微調(diào)對居民生活用水的影響都在日益減小。而收入彈性方面，城市總體的收入彈性之所以穩(wěn)中略降，主要是受水資源稟賦較高的城市收入彈性逐年下降影響。

圖2 不同類型城市生活用水收入彈性和價格彈性趨勢圖Fig.2 Trend of income elasticity and price elasticity of urban domestic water use in different types of cities

3 結(jié)論與討論

（1）我國城市生活用水效率總體上穩(wěn)中有升。2009-2013年間我國城市人均日生活用水量的各項標(biāo)桿值平穩(wěn)下降，2014-2015年間又略有回升，總體保持平穩(wěn)。各項標(biāo)桿相比，標(biāo)桿D 的降幅明顯，水資源稟賦較高和較低城市相比，水資源稟賦較高城市各項標(biāo)桿下降明顯，說明人均日生活用水量較高的城市和水資源稟賦較高的城市，生活用水效率提升空間更大，在過去幾年當(dāng)中節(jié)水的實際成效更為顯著。

（2）我國城市人均生活用水量保持在160～170 L/（人·d）區(qū)間范圍，總體上穩(wěn)中略有下降，說明城市節(jié)水管理取得一定成效。但是不同城市之間生活用水量差異仍然十分明顯，人均生活用水量最多的廣州市，達(dá)到330 L/（人·d），是人均生活用水量最少的定西市6倍有余，水價和收入差異同樣顯著。相比之下，水資源稟賦較低的城市居民人均生活用水量更低，除了與水資源稟賦相對貧乏的自然環(huán)境有關(guān)系之外，這類城市水價更高，也是重要原因之一，這也反映了這類城市水資源的相對稀缺價值。

（3）我國城市居民生活用水的收入彈性系數(shù)基本穩(wěn)定在0.7 左右，表示人均可支配收入增長10%，用水量將增長7%左右，說明隨著居民生活水平的提高，生活用水量將不斷增加，收入對用水需求具有明顯拉動效應(yīng)。與收入彈性基本保持穩(wěn)定所不同的是，同期我國城市居民生活用水的價格彈性系數(shù)逐漸減小，表明在當(dāng)前福利水價政策不發(fā)生重大變革的情況下，城市水價的微調(diào)對于居民生活用水的影響已經(jīng)越來越微不足道，要想更好發(fā)揮水價機(jī)制在水資源配置方面的作用，需要推動水價政策改革調(diào)整。

（4）與水資源稟賦較低的城市相比，水資源稟賦較高的城市不僅人均生活用水量更高，而且平均水價相對偏低，2013年平均水價僅1.65 元/t，與城市總體平均水價相差0.57 元/t，表明這類城市通過提高水價帶動節(jié)約用水和水效提升更為迫切和必要。同時分析表明水資源稟賦較高的城市收入彈性和價格彈性也更高，這類城市在收入、價格因素影響下的生活用水彈性空間更大，節(jié)水的空間也更大，通過提價所帶動的節(jié)水效用更為突出，因此建議這類城市可優(yōu)先實施水價改革，通過合理提高水價取得節(jié)水成效、獲得經(jīng)驗，然后再進(jìn)行更大范圍的推廣實踐。

（5）信息公開不足，城市樣本選擇和研究時間尺度受限，是制約城市生活用水研究深入的重要因素。雖然近年來我國在城市生活用水管理和水價政策上沒有十分巨大的改革調(diào)整，總體保持穩(wěn)定，基于2009-2013年過往指標(biāo)數(shù)據(jù)的分析結(jié)論對于當(dāng)前我國城市生活用水管理仍具有相當(dāng)指導(dǎo)意義，但不可否認(rèn)的是，以城鎮(zhèn)居民人均可支配收入為代表的部分重要城市經(jīng)濟(jì)社會指標(biāo)，在近年來不僅沒有擴(kuò)大公開范圍，其可得性、規(guī)范性反而有所下降，一定程度影響了研究深化，建議進(jìn)一步加大信息公開程度，為更加深入全面開展相關(guān)研究，更好指導(dǎo)城市生活用水管理奠定基礎(chǔ)。