中國西北干旱地區(qū)水資源利用效率及其影響因素

張振龍，孫 慧①，蘇 洋，何昭麗

(1.新疆大學新疆創(chuàng)新管理研究中心，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學經(jīng)濟與管理學院，新疆 烏魯木齊 830046；3.新疆農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟與貿(mào)易學院，新疆 烏魯木齊 830052)

中國西北干旱地區(qū)水資源利用效率及其影響因素

張振龍1,2，孫 慧1,2①，蘇 洋3，何昭麗1,2

(1.新疆大學新疆創(chuàng)新管理研究中心，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學經(jīng)濟與管理學院，新疆 烏魯木齊 830046；3.新疆農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟與貿(mào)易學院，新疆 烏魯木齊 830052)

水資源的有效利用是中國西北干旱地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略問題。利用帶有非期望產(chǎn)出的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法測度2004—2015年中國西北干旱區(qū)水資源利用效率(ETE)，并將其與未考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率(TE)進行對比，發(fā)現(xiàn)ETE值要明顯小于TE值，表明傳統(tǒng)效率測度方法會高估效率水平；從時間演進來看，2004—2015年間，西北地區(qū)水資源利用效率呈快速上升趨勢；西北5省區(qū)水資源利用效率的省際分布不平衡，陜西、青海、新疆的效率值接近最佳前沿面，甘肅和寧夏效率值低。采用α收斂法分析西北5省區(qū)水資源利用效率的收斂性，發(fā)現(xiàn)不僅無收斂趨勢，反而呈發(fā)散狀態(tài)，表明未來區(qū)域水資源利用效率差距將進一步拉大。借助Tobit模型分析西北地區(qū)水資源利用效率的影響因素，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平和水資源稟賦對水資源利用效率有正向影響，政府干預(yù)為負向影響。

水資源利用效率；收斂性；影響因素；非期望產(chǎn)出；西北干旱地區(qū)

水是人類社會賴以生存和可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著人類社會經(jīng)濟的發(fā)展與擴張,由水資源缺乏和水體污染造成的水危機已經(jīng)成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。特別是進入21世紀以后,世界各國普遍面臨嚴峻缺水形勢,預(yù)計到2025年,世界上將會有30億人面臨缺水,40個國家和地區(qū)淡水嚴重不足[1]。中國是一個干旱缺水嚴重的國家,淡水資源總量僅占全球水資源總量的6%,人均水資源量只有2 034 m3·人-1,為世界平均水平的1/4,是全球人均水資源最貧乏的國家之一。水資源地區(qū)分布極不平衡,長江流域及以南地區(qū)國土面積占全國的36.5%,水資源量占全國的81%;而西北地區(qū)國土面積占全國的近1/3,水資源總量僅為2 027億m3,占全國水資源總量的7.25%,供水不足問題非常普遍。

若要解決水資源供需不協(xié)調(diào)的問題,可以從增加水資源供給總量和提高水資源利用效率2個方面著手。但對于西北干旱地區(qū)而言,短期內(nèi)大幅增加水資源供給量的可能性不大,提高水資源利用效率就成為解決水資源供需不協(xié)調(diào)的關(guān)鍵手段。那么,科學客觀地評價當前我國西北地區(qū)水資源利用效率及其區(qū)域差異,并探討其影響因素則成為亟待研究的首要問題。

目前,資源利用效率問題已經(jīng)引起國內(nèi)外學者的關(guān)注,一些學者運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型,以水資源、資本和勞動力為投入要素,以GDP為產(chǎn)出,測算了我國全國或區(qū)域的水資源利用效率[2-9]。但是,這種測算方法沒有考慮生產(chǎn)過程中對環(huán)境不利的非期望產(chǎn)出,會導致評價結(jié)果產(chǎn)生偏差。非期望產(chǎn)出是相對于期望產(chǎn)出而言的,指不受決策者偏好的產(chǎn)出,在水資源利用效率評價中,主要指由于水資源利用所帶來的對環(huán)境不利的影響。一些學者嘗試將資源和環(huán)境因素納入效率的經(jīng)驗研究中。王兵等[10]和楊俊等[11]較早地將非期望參數(shù)引入環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率,并對其影響因素進行實證研究。在此基礎(chǔ)上,一些學者將這一分析方法逐漸引入水資源利用效率分析中。馬海良等[12]利用基于投入導向的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(data envelopment analysis,DEA)模型,測算出含有非合意性產(chǎn)出的全要素水資源利用效率,并以此為基礎(chǔ),采用Tobit回歸模型分析中國和分區(qū)域水資源利用效率的影響因素。孫才志等[13]基于省際水足跡和灰色水足跡等的面板數(shù)據(jù),利用帶有考慮和不考慮非期望產(chǎn)出的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法測度1997—2011年中國31個省、市、自治區(qū)的水資源利用效率。從文獻來看,關(guān)于我國水資源利用效率的研究已經(jīng)取得一定成果,但也存在需要繼續(xù)補充的地方:一是早期的研究通常忽略了非期望產(chǎn)出,測算所得的水資源利用效率常被高估;二是考慮非期望產(chǎn)出的研究,又多從國家層面著手,國家層面雖然可以宏觀把控我國整體水資源利用效率情況,但由于我國地域廣闊,不同地區(qū)的水資源供需情況差異較大,特別是西北這一典型的干旱地區(qū)與我國東南部水源充裕地區(qū)的利用效率差異較大,難以體現(xiàn)區(qū)域差異;三是區(qū)域?qū)用娴难芯恳餐ǔ；谖覈?、東部地區(qū)[14-16]。事實上,真正面臨水資源供需矛盾的最緊迫區(qū)域是我國的西北干旱區(qū),而非中東部濕潤半濕潤地區(qū)。學者們對我國西北地區(qū)的研究相對不足[17],有限的研究也主要是從全國層面分析各省市之間效率差異時附帶西北5省區(qū)。由于西北地區(qū)與中東部地區(qū)所面臨的客觀條件差異較大,將西北地區(qū)與中東部地區(qū)按照同一最佳前沿面來進行效率評價,有失公允。

因此,筆者以我國西北干旱地區(qū)為研究對象,采用DEA對2004—2015年我國西北5省區(qū)的水資源利用效率進行測度,對考慮非期望產(chǎn)出和未考慮非期望產(chǎn)出的效率進行對比。在此基礎(chǔ)上,對考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率的收斂性進行分析。最后,利用Tobit模型對西北干旱地區(qū)水資源利用效率的影響因素進行探討,以期為提高區(qū)域水資源利用效率提供參考借鑒。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 基于非期望產(chǎn)出的DEA模型

由于現(xiàn)有文獻較少涉及全要素水資源效率,因此借鑒LI等[18]提出的全要素能源效率概念,運用DEA測度全要素水資源利用效率。DEA是由美國運籌學家 Charnes和Cooper根據(jù)Farrell的非參數(shù)分析理論發(fā)展出的一種新的系統(tǒng)分析方法。該方法主要指通過保持決策單元的輸入或輸出不變,借助數(shù)學規(guī)劃將決策單元(decision making unit,DMU)投影到前沿面上,有效點位于生產(chǎn)前沿面上方,而無效點位于前沿面的下方。由于筆者關(guān)注的是投入要素,因此采用規(guī)模報酬不變假設(shè)下基于投入法的DEA模型[12]。

建立考慮非期望產(chǎn)出的雙目標DEA模型,即

(1)

(2)

式(1)～(2)中,θ為效率值,當θ=1時,表示DEA有效,即在給定產(chǎn)出水平下,投入成本達到最小,當θlt;1時,表示不是DEA有效,即在給定產(chǎn)出水平下,投入成本存在冗余;αr為在投入一定的條件下期望產(chǎn)出的效率值;βt為在投入一定的條件下非期望產(chǎn)出的效率值;Xij為第j個DMU的投入向量,Xij=(x1j,x2j,…,xmj)T;Yrj為第j個DMU的期望產(chǎn)出向量,Yrj=(y1j,y2j,…,ysj)T;λj為投入組合的權(quán)重,j=1,2,…,n。

以2004—2015年我國西北5省區(qū)的勞動力、固定資產(chǎn)投資、水資源投入量作為投入要素,以GDP為期望產(chǎn)出,污水排放量為非期望產(chǎn)出。其中,勞動力以各省當年年末就業(yè)人口數(shù)來表示;固定資產(chǎn)投資以各省全社會固定資產(chǎn)投資來表示,按照2000年不變價格計算;水資源投入量以用水總量來表示;期望產(chǎn)出以各省GDP指標來表示,按照2000年不變價格計算;非期望產(chǎn)出以各省廢水排放量來表示。

1.2 α收斂性分析方法

進行收斂性分析的方法主要有2種:一種是α收斂,主要用來測度區(qū)域間某一變量值的差異程度,如果α值隨時間推移而不斷下降,則稱發(fā)生收斂;另一種是β收斂,主要是測度變量與初始經(jīng)濟水平之間的負相關(guān)關(guān)系[12]。從2種收斂分析方法的比較來看,由于傳統(tǒng)的“Barro回歸”法對β收斂的檢驗存在著“Galton謬誤”問題[19],其收斂的檢驗結(jié)果存在懷疑,因此,采用α收斂來判斷中國西北地區(qū)水資源利用效率的收斂情況。模型構(gòu)建如下:

(3)

式(3)中,EET,m(t)為第m個區(qū)域在t時的全要素水資源利用效率,m=1,2,…,N;EET,k(t)為第k個區(qū)域在t時的全要素水資源利用效率,k=1,2,…,N。如果αtgt;αt+1,則可以判斷區(qū)域水資源利用效率存在α收斂。

1.3 Tobit模型與因素選擇

水資源利用效率的影響因素較多,除了受到內(nèi)生變量(投入產(chǎn)出指標)的影響外,還受到很多外生變量的影響?？紤]到水資源利用效率取值介于0和1之間,采用傳統(tǒng)的最小二乘法(OLS)估算可能會出現(xiàn)偏差,因此,選擇Tobit模型來考察中國西北干旱地區(qū)水資源利用效率的影響因素。模型[1]構(gòu)建如下:

EET=β0+βiXi+μi。

(4)

式(4)中,EET為考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率;β0為常數(shù)項；βi為解釋變量Xi的系數(shù);μi為擾動項;Xi為各解釋變量;i=1,2,…,n。

結(jié)合國內(nèi)學者的研究成果和西北地區(qū)的區(qū)域特點以及數(shù)據(jù)的可得性,選擇以下因素(表1)進行探討:(1)經(jīng)濟發(fā)展水平,以人均GDP來表示,符號預(yù)期為正;(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),用第一產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)GDP的比例來表示,符號預(yù)期為負;(3)城鎮(zhèn)化水平,用城鎮(zhèn)化率來表示,符號預(yù)期為正;(4)政府干預(yù),用政府農(nóng)林水務(wù)支出占財政支出的比例來表示,符號預(yù)期為負;(5)水資源稟賦,即區(qū)域水資源擁有量,考慮到水資源稟賦受人口數(shù)量的影響,為了增強可比性,用人均水資源量來表示,符號預(yù)期為負。由于被解釋變量(水資源利用效率)取值介于0和1之間,對數(shù)處理結(jié)果為負值,不符合模型的基本假定,故不對該變量取對數(shù)。解釋變量中,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平和政府干預(yù)的取值也均在0到1之間,對數(shù)處理結(jié)果也為負值,故不對其取對數(shù)。同時,為保證模型設(shè)定及變量經(jīng)濟意義的一致性,解釋變量均不做對數(shù)處理。

表1外生變量定義和說明
Table1Definitionanddescriptionofexogenousvariables

解釋變量 指標 計算方法 單位預(yù)期符號經(jīng)濟發(fā)展水平人均GDP地區(qū)生產(chǎn)總值/總?cè)丝谠と?1正產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占比農(nóng)業(yè)增加值/地區(qū)生產(chǎn)總值%負城鎮(zhèn)化水平城鎮(zhèn)化率城鎮(zhèn)人口/總?cè)丝?正政府干預(yù)農(nóng)林水務(wù)支出占比農(nóng)林水務(wù)支出/財政支出%負水資源稟賦人均水資源量水資源總量/總?cè)丝趍3·人-1負

預(yù)期符號為正,表示解釋變量與被解釋變量同方向變動;預(yù)期符號為負,表示解釋變量與被解釋變量反方向變動。

1.4 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)域為我國西北陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆5省區(qū),研究時段為2000—2015年,所涉及的西北5省區(qū)的水資源總量、用水量、廢水排放量、固定資產(chǎn)投資、GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、總?cè)丝?、就業(yè)人口、城鎮(zhèn)人口、財政支出、農(nóng)林水務(wù)支出等數(shù)據(jù)均來源于2001—2016年《中國統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《陜西統(tǒng)計年鑒》《甘肅統(tǒng)計年鑒》《青海統(tǒng)計年鑒》《寧夏統(tǒng)計年鑒》和《新疆統(tǒng)計年鑒》。其中,考慮到通貨膨脹對產(chǎn)值類數(shù)據(jù)的不利影響,為反映真實的差值變動,GDP、人均GDP、固定資產(chǎn)投資等數(shù)據(jù)采用2000年不變價格計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 水資源利用效率測度

根據(jù)水資源利用效率測算方法,運用DEA Solver 5.0軟件,基于中國西北5省區(qū)2004—2015年間的面板數(shù)據(jù),對考慮非期望產(chǎn)出模型測度的水資源利用效率(ETE)和未考慮非期望產(chǎn)出模型測度的水資源利用效率(TE)進行測度,結(jié)果見表2。

首先,從時間演進來看,ETE和TE都呈快速上升趨勢。5省區(qū)平均TE值從2004年的0.679上升到2015年的0.901,12 a間增幅達32.79%,其中,陜西TE值增加107.04%,甘肅增幅為137.85%,新疆增幅為74.52%。ETE值從2004年的0.603上升到2015年的0.855,增幅達41.79%,其中,陜西ETE值增幅為97.63%,甘肅增幅為68.66%,新疆增幅為121.24%。可以看出,中國西北5省區(qū)水資源利用效率水平在不斷提高,且與該區(qū)域的投入產(chǎn)出最佳前沿面逐步拉近。

其次,從TE與ETE之間的比較來看,總體上,考慮非期望產(chǎn)出的ETE值要明顯小于未考慮非期望產(chǎn)出的TE值；以各省多年平均值來看,TE值為0.784,而ETE值為0.734,TE值比ETE值大0.050。可以看出,長期以來,在長期追求高投入高產(chǎn)出的經(jīng)濟增長方式下,由于忽略了生產(chǎn)過程對環(huán)境造成的不利影響,使得我國西北地區(qū)的水資源利用效率被高估,而這一結(jié)果與我國西北地區(qū)近年來極端氣候增多、干旱愈發(fā)嚴峻的現(xiàn)實是吻合的。

再次,從空間差異性來看,環(huán)境水資源利用效率在省際間的分布極不平衡。就2015年ETE值而言,陜西、青海和新疆均達到區(qū)域最佳水平,為1.000,而甘肅和寧夏則仍處于低水平階段,大致為0.6,特別是寧夏,其2015年ETE值與2004年相比還略有下降。這意味著如果以陜西、青海和新疆為最佳前沿面,那么甘肅和寧夏在現(xiàn)有產(chǎn)出水平上,投入水平或者廢水排放可以減少近40%。這表明省際環(huán)境效率差距明顯,甘肅和寧夏潛力巨大。

表2中國西北5省區(qū)水資源利用效率測度
Table2MeasurementofthewaterresourcesutilizationefficienciesinthefiveprovincesorregionsinNorthwestChina

年份未考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率(TE)考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率(ETE)陜西甘肅青海寧夏新疆均值陜西甘肅青海寧夏新疆均值20040 4830 3621 0000 9760 5730 6790 5060 3671 0000 6910 4520 60320050 4950 3951 0000 9750 5910 6910 5360 3811 0001 0000 4610 67620060 4970 4210 9950 9540 6320 7000 5350 3790 8990 6490 4370 58020070 5610 4580 9880 9570 6860 7300 6200 3970 9341 0000 4940 68920080 5910 4720 9880 9830 7390 7550 6370 4100 8911 0000 5130 69020090 6540 5120 9940 9170 7770 7710 6890 4261 0001 0000 5330 73020100 7290 5510 9850 9340 8250 8050 7270 4400 9571 0000 7020 76520110 7620 5910 9920 9070 8610 8230 7510 4860 9200 9320 5430 72620120 8340 6500 9990 9040 9030 8580 7960 5170 9771 0000 9080 84020130 8930 7170 9990 6370 9190 8330 8480 5490 9660 6941 0000 81120140 9550 7791 0000 6370 9710 8680 9180 5821 0000 6861 0000 83720151 0000 8611 0000 6461 0000 9011 0000 6191 0000 6551 0000 855均值0 7040 5640 9950 8690 7900 7840 7140 4630 9620 8590 6700 734

2.2 收斂性分析

通過上述分析,發(fā)現(xiàn)中國西北5省區(qū)間的水資源利用效率差別巨大,表現(xiàn)出很強的區(qū)域性特征,那么這種省際間差距是如何發(fā)展演變的呢?為此,需要對水資源利用效率進行收斂性檢驗。

圖1顯示了我國西北干旱地區(qū)水資源利用效率的變異系數(shù)(α)收斂情況。12 a間,我國西北地區(qū)水資源利用效率的變異系數(shù)雖有波動,但基本保持擴大趨勢。在2007年之前,各省區(qū)之間的水資源利用效率的α值在劇烈波動,在0.15上下變動劇烈,既有發(fā)散,也有收斂。但在2007年之后,基本穩(wěn)定在0.15～0.20之間,一直持續(xù)到2011年。自2012年以后,西北地區(qū)水資源利用效率的α值步入新的區(qū)間,一直保持在0.20以上,表明我國西北地區(qū)各省區(qū)之間的環(huán)境水資源利用效率的差距在不斷擴大;原因可能在于隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整逐漸向縱深發(fā)展,西北地區(qū)承接中、東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的規(guī)模和強度不斷增加,西北地區(qū)經(jīng)濟進入新一輪快速擴張時期,各省區(qū)之間的資源利用效率差距也在進一步拉大。

圖1 中國西北地區(qū)水資源利用效率的變異系數(shù)(α)收斂性分析Fig.1 Analysis of alpha convergence of the water resources utilization efficiency in Northwest China

2.3 影響因素分析

表3給出了Tobit模型回歸所得到的解釋變量系數(shù)估計值和標準差。就模型Ⅰ而言,對數(shù)似然比比較顯著,AIC準則、SC準則和HQ準則均較小,表明模型擬合結(jié)果較優(yōu)。從變量顯著性來看,雖然僅產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平2個變量比較顯著,其他變量不顯著,但呈現(xiàn)出比較明顯的方向性影響。從模型Ⅱ來看,模型的整體擬合結(jié)果與模型Ⅰ相近,表明兩者之間有效率高低的差異,但沒有因素之間的本質(zhì)差異。以下主要對模型Ⅱ進行分析。

表3中國西北地區(qū)水資源利用效率影響因素模型結(jié)果
Table3ModelsimulationofinfluencingfactorsofthewaterresourcesutilizationefficiencyinNorthwestChina

解釋變量 模型Ⅰ模型Ⅱ系數(shù) 標準差 系數(shù) 標準差產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)0 0125?0 0072 0 0174?? 0 0081經(jīng)濟發(fā)展水平gt;-0 0001lt;0 0001lt;0 0001lt;0 0001政府干預(yù)gt;-0 00010 0003-0 00010 0004水資源稟賦lt;0 0001lt;0 0001lt;0 0001lt;0 0001城鎮(zhèn)化水平0 0158???0 00370 0110???0 0042對數(shù)似然比13 83227 1957AIC準則-0 2611-0 0399SC準則-0 05160 1696HQ準則-0 17920 0421

模型Ⅰ指未考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率影響因素模型;模型Ⅱ指考慮非期望產(chǎn)出的水資源利用效率影響因素模型。*、**和***分別表示在10%、5%、1%水平上顯著。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用效率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,系數(shù)為0.017 4,在5%水平上顯著,表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比例每上升1%,水資源利用效率也將提高1.74%。這與相關(guān)學者從全國角度得出的結(jié)論[12,20]不同,但與我國西北地區(qū)干旱缺水的實際相符合。我國西北地區(qū)面臨干旱缺水和經(jīng)濟發(fā)展水平低的雙重困境,西北各省區(qū)均為農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)業(yè)是主要的用水部門,特別是新疆,農(nóng)業(yè)用水占全區(qū)用水總量的90%以上,工業(yè)用水和生活用水占比很小。水資源總量不足迫使西北地區(qū)不得不逐漸摒棄傳統(tǒng)的大水漫灌方式,轉(zhuǎn)而推廣滴管、噴灌等節(jié)水灌溉方式。農(nóng)業(yè)占比越大,推廣力度越強,越有利于提高用水效率。

城鎮(zhèn)化水平與水資源利用效率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,系數(shù)為0.011 0,在1%水平上顯著,表明城鎮(zhèn)化水平越高,水資源利用效率也越高,與預(yù)期相符。這主要是因為我國西北地區(qū)各省區(qū)為我國典型的農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)村人口占比大。隨著城鎮(zhèn)化率的提高,大量農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)移到城鎮(zhèn)從事工業(yè)和服務(wù)業(yè)生產(chǎn),同樣的要素投入將獲得更高的產(chǎn)出。

經(jīng)濟發(fā)展水平與水資源利用效率之間相關(guān)關(guān)系不顯著,但呈現(xiàn)出明確的方向性影響,即人均GDP的增加會提高水資源利用效率。這與預(yù)期相符,表明經(jīng)濟發(fā)展水平越高,越能保障水資源利用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水污染防治的專項資金,這與相關(guān)學者的結(jié)論[11-12]是一致的。

政府干預(yù)對水資源利用效率產(chǎn)生負向作用,即政府財政中的農(nóng)林水務(wù)支出占財政支出的比例越大,水資源利用效率就越低,這與筆者的預(yù)期不相符。究其原因,可能在于我國西北地區(qū)是典型的干旱地區(qū),水資源高度稀缺,在激烈的市場競爭下,有限的水資源將被分配到最能得到有效利用的行業(yè),從而使得水資源利用在市場配置上達到帕累托最優(yōu)。但是,由于政府對農(nóng)林水務(wù)的財政支出越高,對水資源利用所施加的導向性影響就越大,可能會扭曲市場機制對水資源的有效配置,從而降低水資源利用效率。

水資源稟賦與水資源利用效率呈正相關(guān)。盡管該因素沒有通過顯著性檢驗,且影響作用非常小,但其正相關(guān)的方向性影響表明在干旱地區(qū),水資源稟賦不足,類似于“木桶理論”中的短板。當水資源稟賦提高時,有利于發(fā)揮全要素間的協(xié)同作用,實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),從而提高水資源利用效率;而水資源稟賦嚴重短缺的省區(qū),其水資源利用難以實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),從而導致水資源利用效率較低。這與馬海良等[12]的研究結(jié)果是一致的。由此推斷,我國西北地區(qū)水資源利用可能尚處于邊際報酬遞增階段。

3 結(jié)論與啟示

2004—2015年間,無論是考慮非期望產(chǎn)出模型測度的水資源利用效率(ETE)還是未考慮非期望產(chǎn)出模型測度的水資源利用效率(TE),效率值都呈快速上升趨勢。5省區(qū)TE平均值從2004年的0.679上升到2015年的0.901,12 a間增幅達32.70%;ETE值從2004年的0.603上升到2015年的0.855,增幅達41.79%。ETE值要明顯小于TE值。從空間差異性來看,環(huán)境水資源利用效率在省際間的分布極不平衡,陜西、青海和新疆的水資源利用效率均達到區(qū)域最佳水平,而甘肅和寧夏的環(huán)境水資源利用效率仍處于低水平。2004—2015年,我國西北地區(qū)水資源利用效率的變異系數(shù)雖有波動,但基本上保持擴大趨勢,表明我國西北5省區(qū)之間的水資源利用效率的差距在不斷擴大,且未來的效率差距有可能進一步拉大。從影響因素來看,經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平、水資源稟賦與我國西北干旱地區(qū)水資源利用效率呈正相關(guān),政府干預(yù)與水資源利用效率呈負相關(guān)。從顯著性來看,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化水平均為顯著,經(jīng)濟發(fā)展水平、政府干預(yù)、水資源稟賦則不顯著。

相較于我國中東部地區(qū)而言,水資源對于我國西北干旱地區(qū)顯得更加重要。切實提高水資源利用效率,實現(xiàn)低消耗、高產(chǎn)出是我國西北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要選擇。以上結(jié)論蘊含著重要的政策啟示:(1)傳統(tǒng)的水資源利用效率衡量方法忽略了水污染的代價,使得效率被高估。而在考慮非期望產(chǎn)出的情況下,我國西北地區(qū)水資源利用效率呈整體性下降。因此,在進行水資源利用效率評價時,除了考慮要素投入所帶來的期望產(chǎn)出外,還要考慮其所帶來的環(huán)境代價,以相對嚴格的評價標準來推動西北干旱地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)以評促轉(zhuǎn)。(2)西北5省區(qū)之間的水資源利用效率有較大差異,空間異質(zhì)性強,且未來各省區(qū)水資源利用效率差距會進一步拉大。因此,在分解節(jié)水目標時,應(yīng)主要考慮各省區(qū)之間的差異,充分論證區(qū)域特點和現(xiàn)實需要,避免“一刀切”。(3)由于影響水資源利用效率的因素較多,因此,在制定提高效率的路徑選擇中,應(yīng)對影響水資源利用效率的內(nèi)、外部因素作通盤考慮,既要以低投入、高產(chǎn)出為基本目標,又要考慮經(jīng)濟水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平、政府干預(yù)以及資源稟賦等外生變量的影響。(4)由于西北地區(qū)是我國典型的干旱地區(qū),水資源供給具有天然劣勢,資源約束會迫使市場通過水價將水資源配置到最有效率的行業(yè)或部門。因此,未來應(yīng)充分利用市場的基礎(chǔ)性配置作用,建立水務(wù)市場和污水治理市場,提升各省區(qū)的市場化程度和營商環(huán)境,充分發(fā)揮“看不見的手”的作用。

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張振龍(1981—),男,山東臨沂人,博士生,主要從事人口、資源與環(huán)境經(jīng)濟方面的研究。E-mail:18999921777@163.com

(責任編輯：李祥敏)

WaterUseEfficiencyandItsInfluencingFactorsinAridAreasofNorthwestChina.

ZHANG Zhen-long1,2,SUN Hui1,2,SU Yang3,HE Zhao-li1,2

(1.Center for Innovation Management Research of Xinjiang University,Urumqi 830046,China; 2.School of Economics and Management,Xinjiang University,Urumqi 830046,China; 3.School of Economics and Management,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

Effective utilization of water resources is an important strategic issue for economic and social sustainable development of the arid areas of Northwest China. The method of data envelopment analysis with undesirable output was used to analyze water use efficiency (ETE) of the arid areas in Northwest China in the period from 2004 to 2015,and compared it with the water resource utilization efficiency obtained with the method without undesirable output (TE). It was found that ETE was significantly lower than TE in value,indicating that the traditional water use efficiency determination method tends to overestimate the efficiency. From the point of view of time evolution,the water utilization efficiency was increasing rapidly from 2004 to 2015,but distributed unevenly in the arid region of Shaanxi,Qinghai,Xinjiang,Gansu and Ningxia. It was close to the best frontier in Shaanxi,Qinghai and Xinjiang,but rather low in Gansu and Ningxia. The convergence of water use efficiency of the five provinces was analyzed with thea-convergence method. It was found that the water resource utilization efficiency did not have any trend of convergence,but a trend of divergence,instead,which indicates that the discrepancies between the areas will further grow in the future. With the help of the Tobit model factors affecting the water resources utilization efficiency in Northwest China were analyzed,revealing that economic development level,industrial structure,urbanization level and water resource properties all have positive effects,but government intervention does a negative one on water resources utilization efficiency.

water resources utilization efficiency; convergence; influential factor; undesirable output; arid areas in Northwest China

2017-06-21

國家自然科學基金(71463056); 新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金(2016D01B054,2016D01B017)

① 通信作者E-mail：shui@xju.edu.cn

F062.1；F062.2

A

1673-4831(2017)11-0961-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.11.001