摘 要：為推動黃河流域水資源節(jié)約集約利用，促進黃河流域走綠色可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展之路，亟須進一步統(tǒng)籌研判、有效提升黃河流域水資源綠色效率。基于黃河流域５８ 個地級市２０１１—２０１９ 年的面板數(shù)據(jù)，從內(nèi)部競爭視角，研究黃河流域水資源綠色效率及影響因素。引入二階段ＤＥＡ 博弈交叉模型分析得出：黃河流域水資源綠色效率較高，呈現(xiàn)下降上升再下降趨勢，區(qū)域間、地級市間效率水平、變化幅度差異較大。構(gòu)建Ｔｏｂｉｔ 模型分析得出：對外開放程度對水資源綠色效率影響較小，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對其有負面影響，經(jīng)濟發(fā)展水平和環(huán)境規(guī)制對其均有正面影響，上述因素對各區(qū)域的影響存在差異。提出了黃河流域統(tǒng)籌治理，對資源類、工業(yè)升級型城市分類推進經(jīng)濟發(fā)展和水資源治理，細化實化責(zé)任、強化重工業(yè)等各領(lǐng)域環(huán)境污染系統(tǒng)治理，加大科技投入、發(fā)揮技術(shù)進步對水資源綠色效率的提升作用等政策建議。

關(guān)鍵詞：水資源綠色效率；ＤＥＡ 博弈交叉效率；Ｔｏｂｉｔ 模型；影響因素；黃河流域

中圖分類號：ＴＶ２１３．４；ＴＶ８８２．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．１２．０１１

引用格式：鮑淑君，張迪．競爭情境下的黃河流域水資源綠色效率及影響因素分析［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（１２）：６７－７２．

０ 引言

２０１９ 年９ 月１８ 日，習(xí)近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會，指出“保護黃河是事關(guān)中華民族偉大復(fù)興的千秋大計”，并強調(diào)加強黃河生態(tài)保護治理、保障黃河長治久安、促進全流域高質(zhì)量發(fā)展。當前，黃河流域城市化和工業(yè)化水平快速提升，生態(tài)環(huán)境仍很脆弱、水資源供需矛盾日益突出［１－２］ ?！饵S河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，要把水資源作為黃河流域最大的剛性約束，優(yōu)化水資源配置格局，提升水資源配置效率，堅定走綠色、可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展之路。在此背景下，統(tǒng)籌考慮黃河流域經(jīng)濟發(fā)展、資源稟賦等實際情況，分析研究黃河流域水資源綠色效率，對于落實綠色發(fā)展理念、深入推動黃河流域水資源節(jié)約集約利用具有實際意義。

國內(nèi)外學(xué)者利用數(shù)據(jù)包絡(luò)方法（ＤＥＡ）對能源、創(chuàng)新、績效等進行廣泛研究［３－５］ ，并相繼提出了ＢＣＣ 模型、交叉效率模型和超效率模型等［６－９］ ，這些模型解決了傳統(tǒng)ＤＥＡ 存在的部分問題，但未解決最優(yōu)解不唯一、排序不充分等問題，為此有關(guān)學(xué)者提出了交叉效率模型［１０－１３］ 。在用水效率及水資源綠色效率方面，學(xué)者們從省際、流域、產(chǎn)業(yè)等層面開展了廣泛研究，例如：陳述等［１４］ 運用ＬＭＤＩ 方法分析了勞動力規(guī)模效應(yīng)、經(jīng)濟發(fā)展水平效應(yīng)、技術(shù)進步效應(yīng)和用水規(guī)模效應(yīng)對水資源利用效率的影響；田貴良等［１５］ 采用三階段ＤＥＡ 模型和Ｍａｌｍｑｕｉｓｔ 指數(shù)法，分析了長江經(jīng)濟帶１１ 個省（市）最嚴格水資源管理制度實施后水資源利用效率的變化趨勢；李可柏等［１６］ 運用ＤＥＡ 和莫蘭指數(shù)測算了２０１５—２０２０ 年我國３１ 個省份用水效率變化及分布格局；趙良仕等［１７］ 采用非徑向、非角度的ＤＥＡ 模型分析了我國３１ 個省份全要素水資源綠色效率，并利用自然斷點法與變異系數(shù)研究了全要素水資源綠色效率的時空演變規(guī)律。對于黃河流域水資源綠色效率，部分學(xué)者從不同產(chǎn)業(yè)、流域比較、河流生態(tài)水文分區(qū)等視角開展研究，例如：薛選登等［１８］ 、鄧椿等［１９］ 分別利用超效率ＳＢＭ 模型、ＥＢＭ 模型，測算了黃河流域各?。▍^(qū)）農(nóng)業(yè)用水綠色效率；王紀凱等［２０］ 、苗峻瑜［２１］ 和黃永斌等［２２］ 分別構(gòu)建ＳＥ－ＳＢＭ 模型、ＥＢＭ 模型，測算了黃河流域部分地級市工業(yè)綠色水資源效率；鮑淑君［２３］ 采用共同前沿ＤＥＡ 模型和Ｍａｌｍｑｕｉｓｔ 指數(shù)，對黃河流域水資源綠色效率及影響因素進行了研究；楊騫等［２４］ 構(gòu)建全局參比的非徑向ＳＢＭ 模型，對長江流域和黃河流域的水資源綠色效率進行測度和多層次比較；岳立等［２５］從河流生態(tài)水文分區(qū)視角進行劃區(qū)，研究了黃河流域城市綠色水資源效率?？偟膩砜?，當前對水資源綠色效率的研究已取得豐富的成果，但存在以下不足：一是采用傳統(tǒng)ＤＥＡ 模型進行研究時未考慮決策單元間的競爭關(guān)系，難以反映黃河流域上下游競爭關(guān)系對水資源綠色效率的影響，導(dǎo)致評價結(jié)果通常偏大；二是未在市域?qū)用孢M一步細化分析，對黃河流域水資源綜合管理支撐不足。

參考已有研究，本文按照綠色發(fā)展理念，兼顧經(jīng)濟增長與污染物對生態(tài)環(huán)境的影響，定義水資源綠色效率為資本、人力、水資源等投入與經(jīng)濟增長期望產(chǎn)出和廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)煙（粉）塵排放量等生態(tài)環(huán)境非期望產(chǎn)出，通過兩階段ＤＥＡ 博弈交叉模型測算的比值。同時，在地級市競爭視角下，以２０１１—２０１９ 年黃河流域５８ 個地級市為研究對象（決策單元），運用ＤＥＡ 兩階段博弈交叉效率模型測算黃河流域水資源綠色效率，并采用Ｔｏｂｉｔ 模型分析各變量對水資源綠色效率的影響。

１ 研究方法

假設(shè)第ｊ 個決策單元的第ｉ 種投入量為ｘｉｊ（ｊ ＝ １，２，…，ｎ；ｉ ＝ １，２，…，ｍ）、第ｒ 種產(chǎn)出量為ｙｒｊ （ｒ ＝ １，２，…，ｓ），則第ｊ 個決策單元對于第ｄ 個決策單元的博弈交叉效率αｄｊ計算公式為

式中：μｄｒｊ和ｗｄｉｊ分別為第ｄ 個決策單元的產(chǎn)出權(quán)重和投入權(quán)重。

博弈效率計算公式為

２ 指標選取與數(shù)據(jù)來源

根據(jù)黃河流域行政區(qū)劃，考慮到其中１１ 個地級市有關(guān)數(shù)據(jù)不全，最終確定對５８ 個地級市展開分析。參考劉華軍等［２６］ 的研究，選用資本投入、勞動力投入和用水總量指標作為投入指標，其中：資本投入為各地級市年末資本存量，勞動力投入為各地級市年末從業(yè)人數(shù)，用水總量為各地級市實際用水總量。參考劉華軍等［２６］ 和王敏等［２７］ 的研究，選取國內(nèi)生產(chǎn)總值（ＧＤＰ）作為期望產(chǎn)出指標；參考趙明亮等［２８］ 的研究，選取工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)煙（粉）塵排放量作為非期望產(chǎn)出指標。

本研究所用數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》、黃河流域相關(guān)省（區(qū)）統(tǒng)計年鑒和水資源公報等，部分缺失數(shù)據(jù)通過線性插值法彌補。

３ 黃河流域水資源綠色效率分析

２０１１—２０１９ 年水資源綠色效率變化情況見圖１。研究期黃河流域水資源綠色效率均值為０．６７，上游、中游和下游水資源綠色效率均值分別為０．７１、０．５９ 和０．７２?？傮w來看，黃河流域、上中下游效率均呈現(xiàn)先降低后上升再降低的趨勢，這與岳立等［２５］ 和王敏等［２７］的研究結(jié)果一致。２０１８ 年全域效率有所上升，之后大幅下降。２０１１—２０１７ 年黃河流域水資源綠色效率上游＞下游＞中游，２０１８ 年上游＝下游＞中游，２０１９ 年下游＞上游＞中游。

黃河流域各地級市水資源綠色效率（限于篇幅，圖表略）差異較大，如效率最高的西寧（值為１）是效率最低的烏海（值為０．３７５）的２．６７ 倍。２０１１—２０１９ 年黃河流域水資源綠色效率均值由高到低排名前十的地級市為西寧、太原、南充、咸陽、呼和浩特、瀘州、青島、內(nèi)江、煙臺、南陽，其中上游、中游和下游分別占５ 個、２ 個和３個；效率均值由高到低排名后十位的地級市為烏海、包頭、蘭州、漢中、陽泉、聊城、銀川、長治、渭南、樂山，其中上游、中游和下游分別占５ 個、４ 個和１ 個。水資源綠色效率上升幅度較大的地級市有西安、開封、綿陽，上升幅度分別為５２％、５１％和４７％；效率下降幅度較大的有晉城、烏海、朔州，下降幅度分別為８４％、７７％和７３％。效率上升幅度較大的一般為持續(xù)推動高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地級市，效率下降幅度較大的一般為資源型地級市（如以煤炭產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)），這說明流域內(nèi)部分地級市基于自身資源稟賦比拼經(jīng)濟，如在能源資源富集的基礎(chǔ)上發(fā)展高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)，水資源綠色效率持續(xù)走低。

為探究黃河流域經(jīng)濟強市在水資源綠色效率方面的示范作用，分別選取上游、中游和下游ＧＤＰ 排名前十的地級市進行分析，結(jié)果見圖２ 和表１。通過比較圖１ 和圖２ 可以看出，各區(qū)域排名前十的地級市水資源綠色效率均值變化范圍均小于各區(qū)域效率均值變化，表明具備經(jīng)濟規(guī)模優(yōu)勢的地級市在推動高質(zhì)量發(fā)展和綠色用水方面更穩(wěn)健，在高強度競爭下能較好優(yōu)化內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，持續(xù)打造“低污染、低能耗、高產(chǎn)出”的發(fā)展模式。從發(fā)展趨勢上看，２０１１—２０１９ 年，上游水資源綠色效率呈現(xiàn)小幅度波動下降趨勢，下游小幅度波動上升；中游效率先降后升，總體呈大幅度上升趨勢（首先由２０１１ 年的０．６８ 下降至２０１５ 年的０．６２，然后大幅度上升至２０１９ 年的０．７６）。２０１９ 年水資源綠色效率排序為下游＞中游＞上游，表明中游和下游地級市開始逐步重視綠色用水，效率穩(wěn)步提升，而上游城市加快工業(yè)發(fā)展，效率有所下降。由表１ 可知，２０１６—２０１９年上游地區(qū)水資源綠色效率降幅較大的前三名是包頭（降低４０．６％）、呼和浩特（降低１９．８％）和蘭州（降低１４．０％），這３ 個地級市依托自身資源稟賦，大力發(fā)展重工業(yè)導(dǎo)致水資源綠色效率下降，如包頭以發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)為主，效率大幅下降；中游地區(qū)上升幅度較大的前三名是焦作（上升４１．０％）、許昌（上升２６．８％）和洛陽（上升２２．７％），這３ 個城市均為傳統(tǒng)工業(yè)城市轉(zhuǎn)型為旅游城市；下游地區(qū)上升幅度較大的前三名是淄博（上升４８． ０％）、新鄉(xiāng)（ 上升３１． ９％） 和德州（ 上升２２．９％），這３ 個城市也是傳統(tǒng)工業(yè)城市向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型。２０１９ 年，上游地區(qū)效率較大的前三位是西寧、德陽、綿陽，中游地區(qū)效率較大的前三位是許昌、鄭州和焦作，下游地區(qū)效率較大的前三位是青島、煙臺和濟南，這些地級市基本是傳統(tǒng)工業(yè)強市，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對當?shù)厮Y源綠色效率影響較大。

４ 黃河流域水資源綠色效率影響因素分析

４．１ 面板變量選取及模型設(shè)定

參考鮑淑君［２３］ 、李健等［２９］ 、孫才志等［３０］ 的研究，選取經(jīng)濟發(fā)展水平、對外開放程度、環(huán)境規(guī)制、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作為黃河流域水資源綠色效率的影響因素。經(jīng)濟發(fā)展水平用人均ＧＤＰ 衡量，對外開放程度用外國直接投資占地級市ＧＤＰ 的比重衡量，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占地級市ＧＤＰ 的比重衡量，環(huán)境規(guī)制用地級市ＧＤＰ與工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)煙（粉）塵排放量的比值衡量。由于ＤＥＡ 模型測算的結(jié)果均處在０～１ 范圍，直接采用最小二乘法對指標進行回歸可能導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生偏差，因此構(gòu)建Ｔｏｂｉｔ 回歸模型［３１］ ，分析各變量對水資源綠色效率的影響。

Ｔｏｂｉｔ 模型表達式如下：

ｙｉｔ ＝ｘｉｔ β＋νｉ ＋εｉｔ （當ｙｉｔ ＜０ 或ｙｉｔ ＞１ 時?。埃?（４）

式中：ｙｉｔ為截斷因變量，ｘｉｔ 為自變量，β 為回歸參數(shù)，νｉ為截距項，εｉｔ為隨機干擾項。

水資源綠色效率與影響因素之間的關(guān)系如下：

Ｗ ＝β０ ＋β１Ｏ＋β２Ｉ＋β３Ｌ＋β４Ｅ＋ε （５）

式中：Ｗ 為水資源綠色效率，Ｏ 為對外開放程度，Ｉ 為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，Ｌ 為經(jīng)濟發(fā)展水平，Ｅ 為環(huán)境規(guī)制，β０、β１、β２、β３、β４ 為系數(shù)，ε 為隨機誤差項。

４．２ 影響因素分析

利用Ｓｔａｔａ 軟件和式（５）對各地級市水資源綠色效率的影響因素進行回歸分析，結(jié)果見表２。由表２ 可知，不同影響因素對水資源綠色效率的作用差異較大。

１）對外開放程度與黃河流域全域、中游和下游地區(qū)水資源綠色效率無影響，與上游地區(qū)在１％顯著性水平上顯著正相關(guān)。這表明：對外開放引入外資可能造成發(fā)達國家高污染產(chǎn)業(yè)向我國轉(zhuǎn)移，造成水資源綠色效率下降，同時對外開放引進高新技術(shù)會提升生產(chǎn)效率，因此總體上對水資源綠色效率無影響；上游大部分地級市對外開放較晚，引進的外資大多用于發(fā)展低污染產(chǎn)業(yè)，因此對外開放程度對該區(qū)域水資源綠色效率有正向影響。

２）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與黃河流域全域水資源綠色效率在１％顯著性水平上顯著負相關(guān)，這與鮑淑君［２３］ 的研究結(jié)果一致；與上游地區(qū)水資源綠色效率在１％顯著性水平上顯著負相關(guān)，與中游地區(qū)水資源綠色效率在５％顯著性水平上顯著負相關(guān)，與下游地區(qū)不相關(guān)。說明第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重上升會降低水資源綠色效率，其中對上游地區(qū)影響最顯著，原因是上游地區(qū)加快承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，降低了水資源綠色效率。

３）經(jīng)濟發(fā)展水平與黃河流域全域水資源綠色效率在１％顯著性水平上顯著正相關(guān)，這與何偉等［３２］ 的研究結(jié)果一致，說明經(jīng)濟發(fā)展水平越高越有利于提高水資源綠色效率。經(jīng)濟發(fā)展水平與上游水資源綠色效率在１％顯著性水平上顯著負相關(guān)，原因是部分上游地級市立足資源稟賦優(yōu)勢加快發(fā)展的同時對生態(tài)保護不足，降低了用水效率；與中游和下游水資源綠色效率在１％顯著性水平上顯著正相關(guān)，表明中游和下游逐步走上綠色發(fā)展道路。

４）環(huán)境規(guī)制與黃河流域全域、中游和下游水資源綠色效率正相關(guān)，這與岳立等［２５］ 的研究結(jié)果一致；對上游地區(qū)水資源綠色效率無影響，原因是上游工業(yè)發(fā)展仍處在初期階段，地方政府重發(fā)展、輕環(huán)保，在環(huán)境規(guī)制政策出臺和落實上相對乏力。

５ 結(jié)論及建議

５．１ 結(jié)論

１）黃河流域全域和各區(qū)域水資源綠色效率均呈現(xiàn)先降低后上升再降低的趨勢，２０１６ 年是效率低點，中游一直處于各區(qū)域效率最低。各地級市水資源綠色效率變化差異較大，上升幅度較大的均為高新技術(shù)企業(yè)為主導(dǎo)的地級市，下降幅度較大的均為以資源類產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的地級市，說明黃河流域各地級市在比拼經(jīng)濟情況下，愈加立足自身資源和定位，強化本地產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，導(dǎo)致效率差距加大。

２）黃河上、中、下游地區(qū)經(jīng)濟規(guī)模較大的地級市水資源綠色效率發(fā)展趨勢與所在區(qū)域總體存在較大差異。上游水資源綠色效率呈現(xiàn)小幅度波動下降趨勢，下游小幅度波動上升；中游效率先降后升，總體呈大幅度上升趨勢；水資源綠色效率大幅下滑的一般是資源型的地級市（如包頭、呼和浩特等），效率大幅上升的主要為綠色轉(zhuǎn)型升級或重工業(yè)轉(zhuǎn)移的地級市（如焦作、淄博、鄭州等）。

３）水資源綠色效率影響因素中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展水平和環(huán)境規(guī)制的影響存在差異。對外開放程度影響較小，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有負面影響，經(jīng)濟發(fā)展水平和環(huán)境規(guī)制均有正面影響。

５．２ 建議

１）統(tǒng)籌治理，分類指導(dǎo)，推進經(jīng)濟發(fā)展和水資源治理。對于鄭州、成都等省會城市，要發(fā)揮好水資源治理示范引領(lǐng)作用；對于包頭、烏海等資源型地級市，既要充分考慮其經(jīng)濟發(fā)展訴求，又要強化政府規(guī)制；對于淄博等工業(yè)升級地級市，要鼓勵加快產(chǎn)業(yè)綠色升級，為黃河流域各地級市打造水資源綠色效率標桿。

２） 細化實化責(zé)任，強化各領(lǐng)域環(huán)境污染系統(tǒng)治理。對于煤炭、火電、鋼鐵、焦化、化工等重點領(lǐng)域繼續(xù)嚴格控制污染物排放，發(fā)揮好各市治理污染的主體作用，在上游城市加大對低污染高技術(shù)的外資企業(yè)引入，在中游和下游城市積極推動企業(yè)加快清潔生產(chǎn)，進一步提升水資源綠色效率。

３）加大科技投入，發(fā)揮技術(shù)進步對水資源綠色效率的提升作用。建立黃河流域區(qū)域間科技合作機制，健全水資源節(jié)約集約利用技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化體系，著力開展黃河流域水資源綠色效率理論和技術(shù)研究，突破相關(guān)重大基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)一批創(chuàng)新示范基地，打造黃河流域水資源綠色效率樣板工程。

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［３０］ 孫才志，馬奇飛，趙良仕．基于ＧＷＲ 模型的中國水資源綠色效率驅(qū)動機理［Ｊ］．地理學(xué)報，２０２０，７５（５）：１０２２－１０３５．

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【責(zé)任編輯 張華興】

基金項目：國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項目（７２０８８１０１）； 內(nèi)蒙古引綽濟遼供水有限責(zé)任公司重點項目（ＹＣ－ＸＸＨ－ＳＧ－０１－２０２１）