張蕊，張玲玲，郝倫

（1.河海大學 公共管理學院，江蘇 南京 211100；2.陜西省石頭河水庫灌溉中心，陜西 西安 712000）

滿足居民生活用水作為水資源開發(fā)利用的首要目標，直接影響著人民生活質(zhì)量和社會生態(tài)環(huán)境。自改革開放初期，經(jīng)國務院批準印發(fā)的《城市節(jié)約用水管理規(guī)定》已明確了節(jié)約用水的管理體制及計劃用水等相關制度，近年來，國家一直對節(jié)水建設高度關切，《國務院關于深入推進新型城鎮(zhèn)化建設的若干意見》（國發(fā)〔2016〕8 號）、《全國城市市政基礎設施建設“十三五”規(guī)劃》（建城〔2017〕116 號）等政策文件及黨的十九大報告中都明確提出全面建設節(jié)水型城市，使全社會認識到提升用水效率的重要性。2018 年全國城市節(jié)約用水宣傳周工作的通知中強調(diào)，從現(xiàn)在到2020 年是全面建成小康社會的決勝期，同時也面臨著水資源短缺、水時空分布不均和用水效率低等新老問題交織的多重壓力。21世紀以來，生活用水作為用水類型中最活躍的增長因子，以京津冀為例的典型地區(qū)生活用水比重已超過工業(yè)用水，并逐漸形成生活用水主導型城市群[1]。目前，我國水資源利用效率接近聯(lián)合國界定標準下的人類發(fā)展指數(shù)（HDI），效率水平與土耳其、愛沙尼亞等發(fā)展中國家相近，但與歐盟等發(fā)達國家相比仍存在較大差距[2]。城市化的發(fā)展和生活水平提升加劇生活用水的供需矛盾[3]，面對不斷增加的生活用水需求，提高用水效率是建設節(jié)水型社會的必要手段。

用水效率通常以單方取用水GDP 值和人均取用水量為指標，它能夠綜合反映出該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展、水資源稟賦和供水行業(yè)社會基礎建設等現(xiàn)狀[4]。用水效率研究領域主要集中于三個方面：一是特定產(chǎn)業(yè)用水效率，如農(nóng)業(yè)用水效率、工業(yè)用水效率和生活用水效率。張玲玲等[5]采用超效率數(shù)據(jù)包絡分析法及地理加權回歸來測度農(nóng)業(yè)用水效率、空間異質(zhì)性及其影響要素；李珊等[6]選取Super-SBM 模型并引入非期望產(chǎn)出指標來測算中國工業(yè)用水效率，結果發(fā)現(xiàn)我國多數(shù)省份的工業(yè)用水處于無效率狀態(tài)；JORGE 等[7]提出基于同行比較生活用水效率的評價方法對家庭用水進行聚類分析。二是典型區(qū)域效率，如京津冀城市群、長江經(jīng)濟帶、沿?；蚋珊档貐^(qū)。HAI 等[8]對京津冀城市群的城鄉(xiāng)生活用水效率進行差異化分析，認為城市周邊聯(lián)動協(xié)調(diào)管理水資源有利于提升效率；任俊霖等[9]在分析長江經(jīng)濟帶省會城市用水效率的基礎上提出以制度、技術和結構的綜合節(jié)水模式來貫徹最嚴格的水資源管理制度。趙存學等[10]通過核算長江經(jīng)濟帶居民生活用水厘清時空格局演變動因，提出關注消費對居民生活用水的影響，完善用水定額等建議。三是水資源綜合利用效率。MA 等[11]針對水資源利用的純技術效率和規(guī)模效率對水資源稀缺性的影響展開研究，結果表明技術效率影響明顯而規(guī)模效率則不存在相似影響。從用水效率研究方法來看，主要集中于時空分布規(guī)律和影響因素分析兩個方面。一是分析用水效率在時間和空間維度上的分布規(guī)律以及空間效應。楊騫等[12]基于VAR 框架下的脈沖響應函數(shù)分析中國農(nóng)業(yè)用水效率的空間交互影響效應；丁緒輝等[13]在測度用水效率的基礎上采用空間與時間雙固定的SDM 模型，對驅(qū)動因素進行空間溢出效應檢驗；陳曉清等[14]對我國七大地理分區(qū)用水結構時空演變進行對比分析，發(fā)現(xiàn)氣候、地理位置、水資源稟賦和社會經(jīng)濟發(fā)展程度等因素直接影響用水結構。二是以用水效率的測算為基礎對其影響因素做進一步探究，隨機前沿生產(chǎn)函數(shù)（SFA）模型，超效率DEATobit 模型、主成分分析法和Malmquist 指數(shù)法等被廣泛用于水資源利用效率的評價及其影響因素的分析。

梳理文獻我們可以發(fā)現(xiàn)，目前學者將研究對象更多地聚焦于消耗占比較大的工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水，而較少關注生活用水，進而著重于生活用水效率的研究并不多見，尤其是從投入產(chǎn)出視角研究其空間效應及內(nèi)在驅(qū)動因素。另外，在用水效率的研究方法方面，對于時空分布規(guī)律的總結較為完善，探究空間異質(zhì)性集聚效應的文獻較少，忽略了局部穩(wěn)定性對整體和部分存在的重要影響?；诖?，本文試圖回答以下問題：（1）中國區(qū)域?qū)用嫔钣盟嗜绾螠y算？（2）中國生活用水效率的時空分布特點及空間效應是什么？（3）基于此有何政策啟示？文章主要內(nèi)容及創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下方面：（1）引入Super-SBM 模型來評價中國31 個省份2009—2018 年的生活用水效率，該模型為非徑向、規(guī)模收益不變和投入導向型，在解決松弛型變量問題的同時可對各省份完全效率值進行有效排序；（2）基于生活用水效率值年際變化呈現(xiàn)出的空間規(guī)律性，采用空間計量模型分析全局自相關程度和局部集聚效應，以期為節(jié)水型社會及區(qū)域水資源管理提供建議。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 超效率數(shù)據(jù)包絡分析方法

Super-SBM 模型是DEA 的拓展方法之一，TONE[15]對其進行改進使之有效解決投入產(chǎn)出變量的松弛性問題，同時避免多個決策單元完全效率的情況做出有效排序。本文引入Super-SBM 來評價中國31 個省份2008—2018 年的生活用水效率，以非徑向投入和產(chǎn)出之比率表示省際間生活用水的相對有效性，決策單元以較少地水資源投入量、資本存量以及勞動力換來更顯著的經(jīng)濟增長，稱之生活用水效率更高。測算過程將生活用水量、全年固定資產(chǎn)投入金額和就業(yè)人口作為投入要素，地區(qū)生產(chǎn)總值作為產(chǎn)出要素，采用了非徑向、規(guī)模收益不變、投入導向型的超效率模型。對第jo決策單進行評價的超效率DEA 模型為[5]：

式中：θ為該決策單元DMU 的有效值，即生活用水投入與產(chǎn)出的相對效率；i為投入指標，包括水資源投入指標、資本投入指標、勞動力投入指標；j為決策單元的個數(shù)，在本文中指31 個省份；λj是DMU31中第j個決策單元的組合比例；xij為第j個決策單元對第i種類型投入的量，Si-、S+是松弛變量；yjo為第jo個決策單元的產(chǎn)出量，地區(qū)生產(chǎn)總值作為產(chǎn)出指標。式（1）采用單純性法優(yōu)化求解31 個省份的生活用水效率值。

1.2 空間自相關計算

1.2.1 全局莫蘭指數(shù)

全局Moran’s I 是用來描述整個研究區(qū)域上所有空間單元之間的平均關聯(lián)程度和顯著性的指標，本文用來檢驗2009—2018 年全國31 省份的用水效率是否存在空間相關性[16]，計算公式如下：

式中：I為莫蘭指數(shù)，n為研究對象數(shù)量；ij代表第i第j區(qū)域內(nèi)對象；wij為空間權重；xi和xj為空間屬性值；是所有研究對象空間屬性值的平均值。Moran’s I 的取值范圍為（-1,1），I值大于0 表示正相關，接近1 的程度表示正向空間相關性程度，反之亦然。I值接近于0時表示不存在空間相關性。

1.2.2 局部莫蘭指數(shù)

局部Moran’s I 為識別因空間位置差異可能存在的不同空間關聯(lián)模式，從而觀測空間局部不穩(wěn)定性[16]，其計算公式如下：

式中：Ii為正值時，表示區(qū)域i與其臨近區(qū)域為H-H 聚集區(qū)或L-L 聚集區(qū)，即區(qū)域i存在局部相似值集聚現(xiàn)象；Ii為負值時，表示區(qū)域i與其臨近區(qū)域為H-L 聚集區(qū)或L-H 聚集區(qū)，即區(qū)域存在局部相異值聚集現(xiàn)象。在現(xiàn)實應用場景中，常以LISA 集聚圖描繪地域內(nèi)臨近單元的空間效應，上文提到的四種類型聚集區(qū)，L 表示該區(qū)域與鄰近區(qū)域之間在空間上的聚集或離散程度，H 表示聚集程度高；L 表示離散程度高。

2 數(shù)據(jù)來源及處理

采用Super-SBM 模型測算2009—2018 年全國31個省份的生活用水效率（由于數(shù)據(jù)無法獲取測算剔除臺灣、香港和澳門地區(qū)）?；趪鴥?nèi)外文獻對生活用水投入產(chǎn)出要素的設置進行指標選取[5][7]，將生活用水量作為水資源投入指標；全年固定資金投入總額作為資本投入指標；就業(yè)人口作為勞動力投入指標；地區(qū)生產(chǎn)總值作為產(chǎn)出指標，構建規(guī)模收益不變、非徑向、投入導向的超效率DEA 模型，計算運用DEA-Slover Pro5.0 軟件。本文所使用的原始數(shù)據(jù)來源于2009—2018 年《中國統(tǒng)計年鑒》。在計算出生活用水效率的基礎上，描繪中國近十年生活用水效率在時間和空間上的分布特征，本文選取2009 年、2012 年、2015 年和2018 年為時間節(jié)點，分析中國生活用水效率全局莫蘭指數(shù)和Lisa 集聚圖。

3 研究結果分析

3.1 生活用水效率分析

數(shù)據(jù)選取及處理步驟完成后，運用DEA-Slover Pro5.0 軟件，采用Super-SBM 模型，對31 個省份2009—2018 年共10 年的生活用水效率進行測度，計算結果如圖1 所示。總體來看，2009—2018 年中國生活用水效率總體呈波動下降的趨勢。其中天津與上海兩個直轄市的生活用水效率值居全國前列，年均值分別為1.35、1.37。新疆、甘肅與西藏等西北部地區(qū)位于全國排名的末端，年均值分別為0.23、0.23、0.21。自2014 年起，全國用水效率均值降低幅度較大，由0.54 降至0.48。引起該變化的主要原因為全年固定投入資金、地區(qū)總產(chǎn)值升幅較快。我國年均生活用水效率值從高到低排名依次為上海、天津、江蘇、北京、山東、浙江、廣東、福建、遼寧、河南、河北、重慶、陜西、湖北、安徽、湖南、黑龍江、吉林、江西、內(nèi)蒙古、山西、海南、四川、寧夏、貴州、廣西、西藏、甘肅、新疆、青海和云南。生活用水效率高的省份集中在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，西部經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)效率值較低。

圖1 中國2009—2018年31個省份生活用水超效率演化趨勢

整體上看，全國生活用水效率值呈東高西低的分布態(tài)勢（表1）。東部效率值較高的省份有北京（0.91）、天津（1.35）、山東（0.83）、江蘇（0.93）、上海（1.37）、廣東（0.59）。由于這些省份的經(jīng)濟產(chǎn)出水平位于全國前列，當?shù)鼗A設施建設較為完善，勞動力數(shù)量與質(zhì)量均高于內(nèi)陸，生活水平及氣候環(huán)境等因素導致沿海城市生活供水總量高，生活用水效率相對偏高。中部效率值較高的省份為河南（0.53）、安徽（0.45）、湖北（0.45）和陜西（0.45）。近幾年這些省份基礎建設方面日臻完善在供水行業(yè)的固定投入開始減少，經(jīng)濟產(chǎn)出不斷增長，行業(yè)人口數(shù)量穩(wěn)定性高。西部地區(qū)效率值普遍偏低，從高到低依次為云南（0.28）、青海（0.27）新疆（0.23）、甘肅（0.23）和西藏（0.21）。這些省份大多屬于干旱地區(qū)，水資源自然稟賦不高，社會經(jīng)濟發(fā)展狀況緩慢，基礎設施建設仍不完備。

表1 中國2009—2018年31個省份生活用水Super-SBM超效率值

時間跨度上看，全國的生活用水效率呈總體下降的趨勢，效率均值由0.55 降至0.46。東部地區(qū)的生活用水效率保持平穩(wěn)發(fā)展狀態(tài)，中部地區(qū)生活用水效率有所下降，河南省一直為該地區(qū)效率值最高的省份；重慶、云南、貴州省份用水效率提升最為明顯，升幅分別為0.05、0.09 和0.1；新疆、青海省份的效率下降，降幅均達到了0.11，西部地區(qū)生活用水效率變化差異最為明顯。

3.2 空間自相關性分析

通過分析2009—2018 年全國生活用水效率的時空分布狀態(tài)，可以判斷其具有明顯的空間分布規(guī)律，基于10 年間的全國生活用水效率數(shù)據(jù)，進一步測算全局莫蘭指數(shù)和Lisa 集聚效應，運用空間計量方法，準確地描述中國31 個省份生活用水效率的平均關聯(lián)程度和局部顯著性，選取2009 年、2012年、2015 年、2018 年作為時間節(jié)點，結果如表2 所示。

表2 中國生活用水效率全局莫蘭指數(shù)

3.2.1 全局空間自相關分析

從表2 可以看出，10 年間中國生活用水效率的全局莫蘭指數(shù)為正值且呈波動下降的趨勢，這表明生活用水效率在空間上存在較高的相關性和空間集聚現(xiàn)象，但隨時間的變化其相關程度降低，由0.7 降至0.5，這表明空間集聚性變?nèi)?。生活用水效率總體下降的趨勢導致全局空間自相關程度降低；重慶、貴州、云南、新疆和青海等省份生活用水效率的變化影響了局部空間的集聚程度。

3.2.2 局部空間自相關分析

通過局部莫蘭指數(shù)分析Lisa 集聚效應，可以發(fā)現(xiàn)，2009 年、2012 年生活用水效率H-H 集聚區(qū)為北京、江蘇和浙江；L-L 集聚區(qū)為新疆、西藏、青海、甘肅和四川；H-L 集聚區(qū)為廣東。H-H 集聚區(qū)的省份經(jīng)濟產(chǎn)出高，勞動力水平高、供水基礎設施建設完備且沿海地區(qū)水資源相對充裕，所以生活用水效率高。而L-L 集聚區(qū)的省份則因位于內(nèi)陸干旱半干旱地區(qū)，水資源匱乏且供水行業(yè)社會資金固定投入處于發(fā)展階段，其社會基礎建設也處于發(fā)展階段，勞動力數(shù)量與質(zhì)量較低，經(jīng)濟產(chǎn)出水平不高，以至于生活用水效率普遍偏低。此外，導致廣東省出現(xiàn)H-L 集聚區(qū)現(xiàn)象的主要原因是其周圍生活用水效率值偏低。2015 年，北京由H-H 集聚變?yōu)椴幻黠@現(xiàn)象，且廣東省由H-L 集聚變?yōu)椴幻黠@現(xiàn)象，其導致原因主要為生活用水效率值得降低。2018 年，廣東省恢復為H-L 聚集，說明其生活用水效率提高。生活用水效率的提高反映出在用水量、基礎建設和勞動力資源與經(jīng)濟發(fā)展出于較為和諧的狀態(tài)，而用水效率的降低則是一定程度上反映出該階段生活用水在經(jīng)濟、社會和資源之間存在矛盾[17]。

4 結論與討論

研究得到如下結論與啟示：（1）2009—2018 年中國生活用水效率總體為波動下降，在空間上呈東高西低的分布態(tài)勢。東部地區(qū)的生活用水效率發(fā)展狀態(tài)平穩(wěn)，中部效率值有所下降，西部變化差異最為明顯。其中西部用水效率變化存在兩極分化現(xiàn)象，西北部逐年下降而西南部年均上升幅度最大。（2）從全局自相關程度來看，生活用水效率的全局莫蘭指數(shù)為正值且呈波動下降的趨勢。這表明其在空間位置上全國生活用水效率水平存在較高相關性，但隨時間變化其相關性降低，空間集聚程度變?nèi)醭霈F(xiàn)離散趨勢。（3）從局部空間分異來看，生活用水效率出現(xiàn)區(qū)域上的省份集聚現(xiàn)象。具體地，H-H 集聚區(qū)為北京、江蘇和浙江，這表示這三個省市的生活用水效率較高，其周圍鄰近的省份受到輻射效應效率也處于較高水平；L-L 集聚區(qū)為新疆、西藏、青海、甘肅和四川，這說明這些地區(qū)的生活用水效率在空間位置上看處于聚集的低效率省份；H-L 集聚區(qū)為廣東，這說明廣東省處于高效率生活用水水平，而在地理位置上觀察其周圍的省份，生活用水效率普遍較低。

綜上，地理位置、水資源自然稟賦、經(jīng)濟產(chǎn)出水平、勞動力質(zhì)量及供水基礎設施建設階段決定區(qū)域的生活用水效率[18]。就2009—2018 年中國生活用水效率總體發(fā)展趨勢和空間分布態(tài)勢來看，區(qū)域間仍存在差異較大的平衡缺口。相較于經(jīng)濟發(fā)展水平而言[19]，氣候、水資源稟賦等自然條件亦是影響生活用水效率的重要因素。以內(nèi)蒙古為例，作為典型的發(fā)展遲滯省份投入產(chǎn)出效率低，政策設計應以重點增強中、西部地區(qū)供水行業(yè)的科技投入要素，保障供水技術，擴大行業(yè)基礎建設的資金投入、提高勞動力素質(zhì)為主，加強需求管理是解決氣候環(huán)境惡劣、水資源自然稟賦不高、經(jīng)濟動力不足地區(qū)的重要手段[20]。同樣，廣東省作為較高水平生活用水效率的省份，但其周圍省份發(fā)展動力不足，應增強高質(zhì)量省份的輻射效應，加快要素流動，通過技術擴散、報酬轉移等方式積極開展區(qū)域合作帶動周邊省份的發(fā)展。東、中、西部應協(xié)同發(fā)展，以經(jīng)濟驅(qū)動發(fā)展共同建設空間均衡的新型節(jié)水型社會，重點提升干旱區(qū)與半干旱區(qū)水資源利用效率，加強節(jié)水工作的緊迫性是全國水資源可持續(xù)發(fā)展的必要路徑。