程 雪 張 峰

(山東理工大學管理學院，山東 淄博 255012)

水資源短缺是我國的基本水情，工業(yè)用水作為國內“第二大用水戶”，其粗放的用水模式以及高污染排放模式，不僅成為節(jié)水減排路上的難點，更是生態(tài)文明建設和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的制約瓶頸。過去較長一段時期，我國解決水資源矛盾的主導思想是根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展用水需求盡可能增加供給，過于強調供給管理，而往往忽視需求管理，導致有限的水資源及水環(huán)境容量永遠無法滿足無限的水資源及水環(huán)境容量需求。事實證明，過度強調供給所導致的水資源過度開發(fā)和利用，往往會引發(fā)新的用水矛盾，是不可持續(xù)的[1]。因此要轉變思路，強化水資源的需求側管理，提升水資源利用效率。

在水資源需求管理中，水價作為水資源價值的重要體現(xiàn)，是激勵節(jié)水、調節(jié)水資源空間分布不均、解決水資源配置和利用的主要經(jīng)濟手段，充分發(fā)揮水價杠桿作用是未來水資源管理的重要研究內容[2]。從歷史上看，水價存在一定程度的扭曲，無法有效傳導水資源稀缺性信號，更難以有效發(fā)揮資源配置的作用。1949年以來，我國水價改革總體上經(jīng)歷了公益性無償供水、政策性低價供水、按供水成本核算收費、商品供水價格管理幾個階段，且在上述過程中，水價改革力度逐步提高[3]?，F(xiàn)階段，工業(yè)水價仍具有上升空間，隨著《關于加快建立健全城鎮(zhèn)非居民用水超定額累進加價制度的指導意見》《關于創(chuàng)新和完善促進綠色發(fā)展價格機制的意見》等文件的發(fā)布，為進一步的水價改革提出了明確要求。同時，工業(yè)用水相比其他用水而言，較高的可重復利用性及其水價較強的可市場化程度，使其水價杠桿調節(jié)作用相對較大。

綜合來看，強化水資源需求側管理已成為水資源管理中的重點和共識，充分發(fā)揮水價杠桿作用來提升工業(yè)企業(yè)水資源利用效率是水資源需求側管理的重要內容。本文基于這一背景，梳理現(xiàn)有文獻，從水價對工業(yè)用水總量及工業(yè)用水效率影響關系的兩大層面來解析工業(yè)水價與工業(yè)水資源利用問題研究現(xiàn)狀。

1 水價對工業(yè)用水總量的抑制效應研究

水價對工業(yè)用水總量的抑制效應研究主要體現(xiàn)在水價對工業(yè)用水需求的影響上，當前學者多通過測算工業(yè)用水需求價格彈性來解析水價杠桿對工業(yè)用水總量的調節(jié)作用。用水價格彈性研究是需求側管理研究的重要內容，其用以探析用水需求隨水價的變動而變動的程度，即當水價每變化百分之一時，用水需求量會變動百分之幾。商品的需求價格彈性一般為負數(shù)，并以其絕對值表示，當用水需求價格彈性大于1時表示用水需求富有彈性，即用水需求面對水價的上漲會呈現(xiàn)出大幅度的下降；而當彈性小于1時則表示用水需求缺乏彈性，即用水需求受用水價格變動的影響不大。

用水需求價格彈性的研究最早集中于西方發(fā)達國家，在國內的探索研究起步相對較晚，一是因為早期水資源管理側重于供給管理，常以調水來解決缺水問題，而忽視了水資源需求管理[4]；二是水價改革的誤區(qū)所致，早期的水資源被看作為公共資源，并因其難以替代性，常被認為具有較低的需求價格彈性；此外，水價通常由政府管制，水資源缺乏市場競爭，也由此認為水價與用水需求之間不具備一般商品所適用的需求決定價格、價格影響需求的需求定理[5]。隨著水資源供需矛盾以及水環(huán)境破壞問題的日益突出，水資源管理重點由調水為主的供給管理轉變?yōu)閺娬{節(jié)水優(yōu)先、兩手發(fā)力的需求側管理，有關用水需求價格彈性研究的探索也逐漸增多。由于用水需求價格彈性研究對象及方法的異質性，目前其相關研究的實證結果相對分散，但基本對其用水價格杠桿的有效性達成了一致。也就是說，相關研究所測算的用水需求價格彈性均為負數(shù)，符合一般商品的“價格升高，需求下降”的需求定理，打破了水價改革的誤區(qū)。水價與用水需求之間短期內影響關系雖不大，但若增加時間跨度進行考察，水價則容易受用水需求影響。事實上，水和一般性商品沒有本質的區(qū)別，不同的是前者是由市場供求決定的，反應較為靈敏，而后者受行政因素影響稍強，反應較慢[6]。

工業(yè)用水需求價格彈性作為用水需求價格彈性研究中的子集，相關研究證實工業(yè)用水需求價格彈性相對高于生活用水與農業(yè)用水[7]，這主要源于工業(yè)用水其實際消耗量相對有限的用水特性。工業(yè)用水不同于農業(yè)用水以及生活用水，工業(yè)用水中冷卻用水占多數(shù)，這部分用水通過簡單工藝處理便可實現(xiàn)重復利用，因而其實際消耗量遠小于后者，再加上水資源的可重復利用性以及工業(yè)水價相對較高的可市場化程度，使得工業(yè)用水需求變動空間相對較為靈活[8]。現(xiàn)有的國內外研究對工業(yè)用水價格杠桿的有效性基本達成一致，但由于實證方法及數(shù)據(jù)的異質性，研究結果不具可比性，因而對工業(yè)用水需求是否富有彈性尚未達成共識，其差異性主要來源于樣本范圍、函數(shù)形式、指標選取以及測算方法的選擇上(見表1)。

表1 工業(yè)用水需求價格彈性樣本范圍、評估體系及測度模型選取的文獻總結

a.樣本范圍。由于工業(yè)用水模式及其水價在不同地區(qū)、不同年份以及不同行業(yè)之間存在一定異質性，因而眾多學者大多從微觀層面對工業(yè)用水需求價格彈性進行分析，主要采用具體某區(qū)域[9-10]、單一行業(yè)數(shù)據(jù)[11-12]或截面數(shù)據(jù)估計[13,7]，數(shù)據(jù)量有限。而需求價格彈性系數(shù)因時間段、價格水平以及價格波動等因素的影響而有很大的差異，通常要經(jīng)過大量調查分析才能得到。

b.函數(shù)形式。在工業(yè)用水需求價格彈性測算函數(shù)形式的選取上，基本分為兩大類。一是基于生產(chǎn)函數(shù)[14-15]，利用工業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出的特性，把水資源看作工業(yè)生產(chǎn)的投入要素之一，通過生產(chǎn)函數(shù)計算出水資源的邊際生產(chǎn)價值，進而利用彈性公式計算工業(yè)用水需求價格彈性。生產(chǎn)函數(shù)多是基于對數(shù)的生產(chǎn)函數(shù)與超越對數(shù)的生產(chǎn)函數(shù)，兩者的共同點在于消除變量量綱不同對結果的影響，不同的是前者多為線性函數(shù)，后者為非線性函數(shù)，后者包含各變量間的乘積，可以更好地體現(xiàn)變量之間的影響關系。二是基于需求函數(shù)[7,16]，利用價格影響需求的需求定理，把水資源看作工業(yè)企業(yè)進行生產(chǎn)而購入的水商品，通過對工業(yè)用水需求的影響因素進行分析，并對其構建方程進行回歸即可得到工業(yè)用水需求價格彈性。需求函數(shù)多是基于雙對數(shù)需求的函數(shù)模型，其一方面可以消除異方差及變量量綱不同對方程的影響；另一方面其回歸結果具有直接的經(jīng)濟含義，即價格彈性。此外，通過生產(chǎn)函數(shù)與需求函數(shù)測算用水需求價格彈性的不同除了將水資源看作不同資源屬性外，最大的區(qū)別在于模型中是否涉及真實水價。生產(chǎn)函數(shù)所測算的工業(yè)用水需求價格彈性多基于邊際生產(chǎn)力模型，其利用水資源的邊際生產(chǎn)價值取代水價，并未涉及真實水價，由于我國水價并不是由市場決定的，所以其以邊際收益構成的代理水價很有可能被高估；而需求函數(shù)直接將水價作為影響用水量的因素之一，常常通過引入真實水價對其進行分析，相比代理水價而言更加切合實際。

c.指標選取。其差異性是基于函數(shù)形式的不同而產(chǎn)生的。生產(chǎn)函數(shù)是基于道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)對投入和產(chǎn)出的界定，其指標體系的選取較為集中，多是基于資本、勞動、水資源和經(jīng)濟產(chǎn)出等指標；而需求函數(shù)指標體系的構建主要基于對用水需求量影響因素的選取，學者們通常根據(jù)研究領域有側重點地進行設計，具體指標的構建相對較為分散，多涵蓋了水價、工業(yè)規(guī)模、節(jié)水水平和政府管制等方面。

d.測算方法。其差異性主要體現(xiàn)在基于需求函數(shù)測算的方法選擇上是否考慮內生性問題。內生性問題不僅包括遺漏變量所帶來的誤差，更重要的是考慮水價與工業(yè)用水需求之間互為因果關系而帶來的影響。潛在因果關系引起的內生性問題常利用聯(lián)立方程模型解決，通過對互為因果的變量分別構建方程進行聯(lián)立回歸，其模型本身就會對變量間的內生性作出響應[17,7]。目前內生性問題雖受到了廣泛的關注，但現(xiàn)有研究很少有為避免水價與用水量相互影響產(chǎn)生潛在內生性而采取措施，都是直接利用線性回歸模型進行分析[18,14-15]，這很有可能會導致有偏的估計。線性回歸常采用最小二乘法(Ordinary Least Square,OLS)與似不相關回歸(Seemingly Unrelated Regressiens,SUR)方法進行回歸分析，其中OLS要求解釋變量具有嚴格的外生性，而基于工業(yè)用水需求函數(shù)而言，解釋變量與被解釋變量相互影響，具有一定內生性因而違背前定假設；SUR雖然可以解決由遺漏變量和測量誤差帶來的內生性問題，卻無法避免因水價與用水量相互作用而帶來的互為因果內生性問題。聯(lián)立方程模型常采用二階段最小二乘法(Two Stage Least Square,2SLS)或者三階段最小二乘法(Three Stage Least Square,3SLS)方法進行回歸分析，二者都適用于多方程估計，不同的是前者是多方程單一估計，后者是多方程系統(tǒng)估計，在某種意義上，3SLS其實是將2SLS和SUR相結合的一種估計方法。

2 水價對工業(yè)用水效率的激勵效應研究

水價調控是否成為合適的調控工具，不僅要考察水價杠桿對用水總量的調控作用，還要重點關注由此帶來的經(jīng)濟效益或者環(huán)境效益，這就要求我們要檢驗水價對工業(yè)水資源利用效率的激勵成效。當前學者多在測算工業(yè)用水效率的基礎上，分析水價及其他影響因素對工業(yè)用水效率的提升效用。其相關研究多從工業(yè)水資源效率內涵及測度、工業(yè)水資源效率驅動影響研究等方面展開。

2.1 工業(yè)水資源效率內涵及測度研究進展

工業(yè)水資源效率內涵的界定是工業(yè)水資源效率測度研究的基本前提。在早期的探索研究中，把水資源作為工業(yè)生產(chǎn)過程中的基本投入要素，其生產(chǎn)產(chǎn)出中主要衡量對工業(yè)經(jīng)濟增長的貢獻程度，以工業(yè)產(chǎn)值或工業(yè)增加值作為唯一產(chǎn)出，重點強調其經(jīng)濟產(chǎn)出[21]。然而在資源環(huán)境問題越發(fā)嚴峻的背景下，工業(yè)綠色轉型及水利綠色發(fā)展理念應景而生，同時也影響著工業(yè)水資源利用效率內涵的轉變。工業(yè)水資源利用效率的內涵逐漸由重點考察用水經(jīng)濟產(chǎn)出向同時兼顧用水經(jīng)濟效益與環(huán)境保障轉變，即不僅強調水資源投入對工業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)出的支撐，更注重工業(yè)用水對生態(tài)環(huán)境的保護[22]。在此基礎上，張峰等[23]運用相關系統(tǒng)理論與方法探索了新型工業(yè)化背景下的工業(yè)用水效率，在工業(yè)-水資源復合系統(tǒng)的視角下重新闡釋了工業(yè)用水效率的基礎內涵。此類研究在一定程度上完善了工業(yè)用水效率的內涵，工業(yè)水資源利用效率內涵已然由重點關注工業(yè)邊際產(chǎn)值漲幅的經(jīng)濟框架演變?yōu)槿绾螛嫿ㄒ匀藶楸?，環(huán)境、經(jīng)濟、社會協(xié)調發(fā)展的綠色框架。

工業(yè)水資源效率測度研究重點包括效率評估體系的構建與測度工具的選擇。

a.工業(yè)水資源效率評估體系的構建通常依賴于其特定內涵的界定。效率，通俗意義來講是指投入與產(chǎn)出之比。工業(yè)水資源效率評價則是隸屬于工業(yè)-水資源復合系統(tǒng)下，通過考察工業(yè)水資源利用過程中，其工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)要素實際投入量與總產(chǎn)出量的比值，來更好地度量工業(yè)系統(tǒng)與水資源復合系統(tǒng)是否協(xié)調發(fā)展的指標。因而，評估體系的構建多建立在投入-產(chǎn)出的研究框架下，其中投入指標的選取存在一定的共性，多以水資源、資本和勞動力等生產(chǎn)要素為主；而產(chǎn)出指標的構建在效率內涵外延的背景下，大致經(jīng)歷了由只關注工業(yè)產(chǎn)出中期望產(chǎn)出值到同時兼顧工業(yè)產(chǎn)出中期望與非期望產(chǎn)出部分的重大轉變。此外，在工業(yè)水資源利用效率評估體系構建過程中，對投入-產(chǎn)出具體指標的選取也不盡相同(見表2)。其中投入指標的構建中，水資源投入多以工業(yè)用水量表示[24-25]，隨著水資源足跡研究的探索，少數(shù)學者以工業(yè)藍水足跡表示[26]；資本投入通常以資本存量、工業(yè)固定資產(chǎn)凈值等指標進行刻畫；勞動力投入多以工業(yè)從業(yè)人數(shù)指標進行衡量。產(chǎn)出指標的構建分為兩個維度，分別為期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出。期望產(chǎn)出的衡量注重工業(yè)水資源使用的經(jīng)濟效益，多以工業(yè)增加值、工業(yè)產(chǎn)值或工業(yè)企業(yè)主營業(yè)務收入等指標度量[27-29]；非期望產(chǎn)出則主要關注工業(yè)用水對環(huán)境保護與社會發(fā)展的保障效用，具體指標的選取多以工業(yè)廢水排放量、污染物排放量為主[25]，隨著水足跡研究的進一步拓展，少數(shù)學者以工業(yè)灰水足跡來衡量非期望產(chǎn)出[30]。

表2 工業(yè)水資源利用效率評估體系及測度模型選取的文獻總結

b.效率測度工具的選擇上，最常用的是數(shù)據(jù)包絡模型(Data Envelopment Analysis,DEA)[31]以及隨機前沿模型(Stochastic Frontier Approach,SFA)[27]。但SFA存在設定參數(shù)造成計算誤差的問題，而DEA因可以克服這一弊端而被學術界廣泛運用。由于傳統(tǒng)DEA模型存在忽略非徑向松弛變量的缺點，隨著研究問題的深入，學者們通過不斷改進DEA模型解決了決策單元中投入產(chǎn)出的松弛問題以及多決策單元效率值存在上限而導致難以實現(xiàn)有效排序的問題，后衍生出SBM-Undesirable[32-33]、Super-SBM[34-35]和Super-SBM-Undesirable[36-37]等模型。

2.2 工業(yè)水資源效率驅動機制研究進展

提升工業(yè)水資源效率的關鍵是識別驅動因素，確定其作用機制，其相關研究重點包括驅動因素的構建及檢驗模型的選擇兩部分。在驅動因素的構建上，隨著研究的深入對其考慮也越來越廣泛，學者們多從資源稟賦、經(jīng)濟水平、產(chǎn)業(yè)結構、用水結構、科技進步等方面選取指標。其中，就具體指標的選取而言也不盡相同，見表3。同時，在驅動檢驗模型的選擇上也更多元化，主要包括主成分分析法、最小二乘法、地理加權回歸以及面板Tobit回歸等檢驗模型。此外，由于工業(yè)水資源利用效率測度的差異性，再加上驅動機制研究的異質性，使得驅動因素的檢驗結論也存在一定爭論。例如：

表3 工業(yè)水資源效率影響因素及檢驗模型選取的文獻總結

a.水資源稟賦。中國水資源存在時空分布不均現(xiàn)象，從時間分布來看，夏季降水集中，洪澇災害嚴重，而冬季降水少，干旱缺水嚴重；從空間分布來看，南方多，北方少，山區(qū)多，平原少，且與工業(yè)集中度的空間不相匹配，加劇了工業(yè)水資源的供需矛盾[7]。研究發(fā)現(xiàn)，水資源的稟賦程度升高并不會促進工業(yè)水資源效率水平的提升，反而會加劇水資源浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)[40]。尤其是在缺乏完善的市場激勵制度和健全的節(jié)水技術水平下，水資源的相對非稀缺性會導致工業(yè)企業(yè)通過選擇加大水資源投入等低成本行為擴大發(fā)展而非選擇工藝技術改進等高成本行為[41]。

b.經(jīng)濟水平。經(jīng)濟發(fā)展對工業(yè)水資源利用效率的影響是全方位的。一方面經(jīng)濟水平提高所帶來的外商投資可直接促進工業(yè)工藝及節(jié)水減排技術的研究開發(fā)[42]；另一方面經(jīng)濟水平的提升往往伴隨著地方管理水平及環(huán)保意識的增強，這有助于加速節(jié)水型社會的建設[43]。此外，相關研究表明，經(jīng)濟發(fā)展對工業(yè)水資源利用效率的影響呈現(xiàn)非線性關系，近似“U”形形態(tài)[29]。這是因為在中國經(jīng)濟發(fā)展的初級階段，粗放式的經(jīng)濟發(fā)展模式使得資源浪費現(xiàn)象嚴重，而隨著經(jīng)濟水平的不斷提高，浪費現(xiàn)象有所好轉。

c.產(chǎn)業(yè)結構。產(chǎn)業(yè)結構通常有宏觀和微觀之分，其中宏觀產(chǎn)業(yè)結構中常研究第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重對工業(yè)水資源利用效率的影響程度[31]，在現(xiàn)有研究中，對第二產(chǎn)業(yè)結構影響的檢驗結果不盡相同，但大都認為第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可促進節(jié)水工藝、節(jié)水服務的推進，進而對工業(yè)水資源效率的提升有一定的促進作用；而微觀產(chǎn)業(yè)結構中則多從傳統(tǒng)八大高耗水工業(yè)行業(yè)視角進行考察[27]，并一致認為高耗水產(chǎn)業(yè)比重的增加會加劇工業(yè)水資源利用效率的損失。

d.科技進步。科技進步對工業(yè)水資源利用效率的提升是多維度的[44]，其中有關的節(jié)水技術包括工藝技術、治污技術以及管理技術等方面。工藝技術運用在生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，其技術水平的提高可以有效減少生產(chǎn)過程中投入量的冗余；治污技術運用在污染治理環(huán)節(jié)，其技術水平的提升可以有效減少非期望產(chǎn)出值的排放；管理技術水平的提升，可以實現(xiàn)工業(yè)與水資源復合系統(tǒng)的統(tǒng)一調度，優(yōu)化生產(chǎn)及排放過程中水資源的利用，有利于促進工業(yè)水資源利用效率的提升。

e.水價。目前很少有考慮水價因素對工業(yè)用水效率的影響進行定量分析的研究，現(xiàn)有研究多從定性層面進行分析。定性層面認為水價的提高有助于工業(yè)用水量的減少，進而對工業(yè)用水效率的提升發(fā)揮效用[45]。而部分的定量研究認為，水價存在一定程度的扭曲，其對工業(yè)用水效率并沒有起到應有的提升激勵效用。同時，研究通過計算工業(yè)用水影子價格代替現(xiàn)行水價后，發(fā)現(xiàn)影子價格的變動可以有效提高工業(yè)水資源的利用效率[36]。

3 結 語

綜上所述不難發(fā)現(xiàn)，目前國內外相關文獻已對工業(yè)用水需求價格彈性，工業(yè)水資源效率的內涵辨析、測算分析以及影響因素檢驗等方面作了較為完善的解釋，為研究工業(yè)企業(yè)用水效率和水價間的關系提供了良好的理論基礎，具備了進一步細化探索的條件。結合目前倡導的綠色發(fā)展理念，以及“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，本研究認為可以從以下方面進行豐富和拓展。

a.節(jié)水優(yōu)先理念下，工業(yè)用水供給側管理重點向需求側管理轉變，用水需求價格彈性研究作為其主要內容有待優(yōu)化。水價作為水資源價值的重要體現(xiàn)，是激勵節(jié)水、調節(jié)水資源市場供求、解決水資源配置和利用的主要經(jīng)濟手段，充分發(fā)揮水價杠桿作用是未來水資源管理的重要研究內容。目前，在用水需求價格彈性的測算上，大多數(shù)學者忽略了水價與用水需求之間的內生性問題，這會破壞參數(shù)估計的一致性從而缺乏科學準確性，同時對工業(yè)用水需求價格彈性方面的研究相對較少，后續(xù)需要更豐富的工業(yè)用水需求價格彈性研究。

b.綠色發(fā)展理念下，水價對工業(yè)企業(yè)綠色水資源利用效率的驅動檢驗研究尚需補充和改進。價格作為決定資源可利用效率最為有效的市場調節(jié)手段，應充分發(fā)揮水價杠桿作用來提升工業(yè)企業(yè)綠色水資源利用效率。而現(xiàn)階段僅有的對我國水價驅動影響的研究中，其主要關注水價價格變動對用水需求的影響，而忽略了對水價與用水效率之間關系的直接研究。同時，在對工業(yè)企業(yè)綠色水資源利用效率驅動機制的研究中，眾多學者從自然資源、經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結構、技術創(chuàng)新和環(huán)境管制等方面分析其對工業(yè)企業(yè)水資源利用效率的檢驗，卻忽略了價格對其的驅動檢驗。因而，水價對工業(yè)企業(yè)綠色水資源利用效率的驅動檢驗研究還尚需補充和改進。