新型城鎮(zhèn)化背景下遼寧省水資源利用研究

許爽爽, 馬 芳, 付云鵬

(1. 遼寧大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院, 沈陽(yáng) 110136; 2. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 基礎(chǔ)部, 沈陽(yáng) 110870;3. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院, 沈陽(yáng) 110870)

0 引 言

城鎮(zhèn)化是指非農(nóng)產(chǎn)業(yè)在城鎮(zhèn)集聚、農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)集中的過(guò)程。城鎮(zhèn)化是社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物,是保持經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的引擎,同時(shí)也是加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手。中國(guó)現(xiàn)在處于城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展階段,但傳統(tǒng)粗放的城鎮(zhèn)化模式,使得產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)緩慢,資源環(huán)境惡化,影響現(xiàn)代化進(jìn)程。2014年,國(guó)家發(fā)布《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》,規(guī)劃中提出建設(shè)有中國(guó)特色的新型城鎮(zhèn)化,在以人為本的新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,要節(jié)約集約利用土地、水、能源等資源,強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)[1]。

作為東北重工業(yè)基地的遼寧,1978年改革開(kāi)放以來(lái),經(jīng)歷了持續(xù)、快速的城鎮(zhèn)化發(fā)展過(guò)程。城鎮(zhèn)化的發(fā)展離不開(kāi)自然資源的保證,水作為自然資源中的基礎(chǔ)要素,與城鎮(zhèn)化的關(guān)系尤為密切。遼寧省是中國(guó)水資源嚴(yán)重缺乏的省份之一,人均水資源占有量約為全國(guó)人均水平的1/3。遼寧境內(nèi)的遼河、太子河和渾河都受到不同程度的污染。水資源缺乏、水資源污染和水資源空間分布不均嚴(yán)重制約了遼寧省城鎮(zhèn)化的發(fā)展。新型城鎮(zhèn)化要求城鎮(zhèn)化和自然資源和諧共融,那么,在推行新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,深入研究城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用狀況的影響,探索破除水資源瓶頸的新型城鎮(zhèn)化發(fā)展道路,對(duì)遼寧省具有重要的意義。

對(duì)于城鎮(zhèn)化與水資源的關(guān)系,國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了多方面的研究。一方面,是關(guān)于城鎮(zhèn)化與用水效率的研究。曹飛研究發(fā)現(xiàn),2004—2013年間中國(guó)人均用水量及用水強(qiáng)度均呈現(xiàn)倒N型曲線[2]。張曉曉等對(duì)寧夏回族自治區(qū)的城鎮(zhèn)化水平與用水效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)的演化過(guò)程進(jìn)行了定量比較和分析[3]。李華等研究發(fā)現(xiàn)西安市用水效益與城市化呈線性增長(zhǎng)關(guān)系[4]。在相對(duì)“豐水”的洞庭湖地區(qū),伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn),雖然湖區(qū)用水負(fù)荷逐年增大,但是水資源利用效率卻穩(wěn)步提升[5]。鮑超通過(guò)定量分析發(fā)現(xiàn),城鎮(zhèn)化是驅(qū)動(dòng)區(qū)域用水變化的雙刃劍,城鎮(zhèn)化雖然減少了全國(guó)或較大范圍區(qū)域的用水總量,同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致城鎮(zhèn)建成區(qū)或城市群地區(qū)的缺水危機(jī)[6]。另一方面,是基于水足跡視角研究城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用的影響。闞大學(xué)等發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化和水足跡均存在空間自相關(guān),水足跡存在空間溢出效應(yīng),城鎮(zhèn)化提高了全國(guó)和三大地區(qū)(東部、中部和西部)的水足跡[7]。呂連菊等運(yùn)用空間糾正系統(tǒng)法分析發(fā)現(xiàn),中國(guó)城鎮(zhèn)化與水足跡效益存在空間自相關(guān),并且城鎮(zhèn)化對(duì)中國(guó)不同地區(qū)的水足跡效益產(chǎn)生不同的影響[8]。于強(qiáng)等發(fā)現(xiàn)河北省的淡水資源生態(tài)足跡與城鎮(zhèn)化率負(fù)相關(guān),而水污染生態(tài)足跡與城鎮(zhèn)化率正相關(guān)[9]。

由此可見(jiàn),關(guān)于城鎮(zhèn)化與用水效率之間的關(guān)系,目前主要是對(duì)“全國(guó)整體范圍”進(jìn)行研究,河北、西北干旱缺水地區(qū)和相對(duì)“豐水”地區(qū)也有涉及。對(duì)于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的遼寧省,其城鎮(zhèn)化水平與水資源利用關(guān)系的研究卻極少有學(xué)者涉及。本文基于2005—2016年的時(shí)間序列數(shù)據(jù),選取反映城鎮(zhèn)化率的城鎮(zhèn)常住人口比重,分別反映水資源利用效率的萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量和農(nóng)田畝均灌溉用水量,以及反映人均用水水平的人均用水量,實(shí)證分析了城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率、城鎮(zhèn)化率與人均用水水平之間的關(guān)系,以期為遼寧省的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和水資源利用效率的提高提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

遼寧省位于中國(guó)東北地區(qū)的南部,是東北三省中唯一臨海的省份。地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°50′～125°47′,北緯38°43′～43°29′之間,全省總陸地面積14.59萬(wàn)hm2。根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒----2017》,截至2016年末, 遼寧省城鎮(zhèn)化率達(dá)到67.37%(圖1), 全省總?cè)丝跒? 378萬(wàn)人,

其中城鎮(zhèn)常住人口達(dá)到

圖1 遼寧省城鎮(zhèn)化水平變化Fig.1 Urbanization changes of Liaoning province

2 949.5萬(wàn)人。2016年,遼寧省水資源總量為331.6億m3,人均水資源量757.1 m3,而中國(guó)人均水資源量為2 354.9 m3[10]?？梢?jiàn),遼寧省是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的省份。水資源空間分布不均,“東多西少”是水資源分布的基本特征,在遼寧西北部半干旱地區(qū),土地已經(jīng)嚴(yán)重沙漠化[11]。據(jù)《2016年遼寧省水資源公報(bào)》,2016年全省總用水量135.42億m3,總耗水量89.78億m3,綜合耗水率66%,高于全國(guó)平均水平。其中農(nóng)田灌溉耗水量56.56億m3,畝均灌溉用水量319.34 m3,耗水率高達(dá)75%[12]?？梢?jiàn),遼寧省的水資源利用存在浪費(fèi)的現(xiàn)象,對(duì)推行新型城鎮(zhèn)化建設(shè)存在著約束作用。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,本文選取了遼寧省2005—2016年的年度數(shù)據(jù)。利用遼寧省歷年用水總量、工業(yè)用水量、農(nóng)田灌溉用水量、萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、農(nóng)田灌溉畝均用水量和人均用水量等指標(biāo)來(lái)分析遼寧省城鎮(zhèn)化率和水資源利用情況之間的關(guān)系。文中所涉及的數(shù)據(jù)均來(lái)自歷年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《遼寧省水資源公報(bào)》。

3 城鎮(zhèn)化率與水資源利用情況分析

3.1 城鎮(zhèn)化率與遼寧省用水量的關(guān)系分析

根據(jù)遼寧省2005—2016年遼寧省的水資源數(shù)據(jù),分析各水資源利用類型的總量變化。由圖2可見(jiàn),隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展和地區(qū)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng),2005—2016年間,遼寧省的總用水量波動(dòng)不大。用水量最少的年份是2005年,總用水量為133.26億m3;用水量最多的年份為2011年,總用水量達(dá)到144.56億m3。農(nóng)業(yè)用水量占總水量的比重在56%以上。生活用水量所占比重逐年上升,從2009年開(kāi)始超過(guò)工業(yè)用水量。

圖2 2005—2016年遼寧省用水量變化Fig.2 Water consumption of Liaoning Province from 2005 to 2016

3.2 城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率的關(guān)系分析

十九大報(bào)告指出要實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度,形成綠色可持續(xù)的發(fā)展方式,而水資源的可持續(xù)發(fā)展,就是提高水資源的利用效率。同時(shí),提高水資源利用效率也是解決水資源短缺問(wèn)題的有效方法之一[13]。

水資源利用效率主要指水資源利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益,是對(duì)人類利用水資源的能力的一種評(píng)價(jià)[14]。根據(jù)2012年國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn),本研究采用萬(wàn)元GDP用水量(m3/萬(wàn)元)來(lái)衡量綜合用水效率,采用萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量(m3/萬(wàn)元)來(lái)衡量工業(yè)用水效率,采用農(nóng)田畝均灌溉用水量(m3/畝)來(lái)衡量農(nóng)業(yè)用水效率。單位產(chǎn)值用水量越低,用水效率就越高。

由圖3可見(jiàn),從2005年到2016年,遼寧省萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量逐年下降,其中,萬(wàn)元GDP用水量下降趨勢(shì)明顯,從2005年的166.47 m3下降到2016年的60.87 m3,充分說(shuō)明遼寧省節(jié)水工作效果卓越。農(nóng)田畝均灌溉用水量雖然在2013年有所上升,但整體仍呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。說(shuō)明從2005—2016年,遼寧省的水資源利用效率正在逐步提高。

利用Eviews軟件對(duì)遼寧省2005—2016年的城鎮(zhèn)化率、萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量和農(nóng)田畝均灌溉用水量進(jìn)行協(xié)整分析。為了防止異方差性和“偽回歸”現(xiàn)象,首先將數(shù)據(jù)取自然對(duì)數(shù),然后再進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)。分別用lnCity、lnWGDP、lnY1和lnY2表示城鎮(zhèn)化率、萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量和農(nóng)田畝均灌溉用水量的自然對(duì)數(shù)。單位根檢驗(yàn)得到,lnCity、lnWGDP、lnY1和lnY2均是二階差分平穩(wěn)序列,因此可以對(duì)上述變量進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)。

圖3 2005—2016年遼寧省城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率趨勢(shì)圖Fig.3 Trend of urbanization rate and utilization efficiency of water resources in Liaoningprovince from 2005 to 2016

變 量檢驗(yàn)類型(C,T,L)ADF統(tǒng)計(jì)量臨界值1%水平5%水平10%水平p值lnCity(C,T,2)-2.014-5.522-4.108-3.5150.519D(lnCity)(C,0,0)-1.427-4.297-3.213-2.7480.527D(lnCity,2)(0,0,0)-3.240-2.847-1.988-1.6000.005lnWGDP(C,0,1)-1.907-4.297-3.213-2.7480.316D(lnWGDP)(0,0,0)-0.533-2.817-1.982-1.6010.460D(WGDP,2)(0,0,7)-2.044-2.847-1.988-1.6000.045lnY1(C,T,2)4.104-5.522-4.108-3.5151.000D(lnY1)(C,0,2)3.872-4.583-3.321-2.8011.000D(lnY1,2)(C,0,1)-3.787-5.835-4.247-3.5900.082lnY2(C,0,0)-1.546-4.200-3.175-2.7290.475D(lnY2)(C,0,3)-1.366-4.803-3.403-2.8420.536D(lnY2,2)(C,0,2)-5.669-4.421-3.260-2.7710.002

注: (C,T,L)為單位根檢驗(yàn)類型,其中:C表示常數(shù)項(xiàng);T表示趨勢(shì)項(xiàng);L表示由SIC準(zhǔn)則確定的滯后階數(shù)。

下面對(duì)滿足同階平穩(wěn)的城鎮(zhèn)化率和萬(wàn)元GDP用水量?jī)蓚€(gè)變量進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)。首先,通過(guò)Granger檢驗(yàn)確定城鎮(zhèn)化率與萬(wàn)元GDP用水量間的因果關(guān)系(結(jié)果見(jiàn)表2)。由表2可知,遼寧省城鎮(zhèn)化率與萬(wàn)元GDP用水量之間存在雙向的因果關(guān)系。

表2 城鎮(zhèn)化率與萬(wàn)元GDP用水量的Granger檢驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Granger test results of urbanization rate and million yuan GDP water consumption

其次,根據(jù)表3,建立回歸方程:

表3 城鎮(zhèn)化率與萬(wàn)元GDP用水量的回歸結(jié)果Tab.3 Regression results of urbanization rate and million yuan GDP water consumption

最后,對(duì)殘差進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn),由表4中結(jié)果可知,城鎮(zhèn)化率與萬(wàn)元GDP用水量之間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡變動(dòng)關(guān)系。

表4 殘差平穩(wěn)性檢驗(yàn)Tab.4 Test of residual stability

根據(jù)回歸結(jié)果,城鎮(zhèn)化率對(duì)萬(wàn)元GDP用水量產(chǎn)生顯著的負(fù)向影響,城鎮(zhèn)化率每提高一個(gè)百分點(diǎn),將使萬(wàn)元GDP用水量降低7.478個(gè)百分點(diǎn)。

利用同樣的方法,實(shí)證分析城鎮(zhèn)化率和萬(wàn)元工業(yè)增加值、城鎮(zhèn)化率和農(nóng)田畝均灌溉用水量之間的關(guān)系。通過(guò)Granger檢驗(yàn)可知,城鎮(zhèn)化率與萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量之間存在雙向的因果變動(dòng)關(guān)系,而城鎮(zhèn)化率與農(nóng)田畝均灌溉用水量之間存在單向的因果關(guān)系,即城鎮(zhèn)化率是農(nóng)田畝均灌溉用水量的Granger原因。分別建立如下回歸模型:

由方程(2)、(3)可知,城鎮(zhèn)化率每增加一個(gè)百分點(diǎn),萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量降低7.387個(gè)百分點(diǎn),而畝均灌溉用水量降低0.786個(gè)百分點(diǎn),可見(jiàn),遼寧省城鎮(zhèn)化進(jìn)程對(duì)工業(yè)用水效率的影響超過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率的影響。

3.3 城鎮(zhèn)化與人均用水水平的關(guān)系分析

人均用水量是反映人均用水水平的一個(gè)指標(biāo)。由圖4可見(jiàn),隨著城鎮(zhèn)化水平提高,遼寧省人均用水量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),2016年,遼寧省人均用水量為309.1 m3,達(dá)到近年來(lái)最低值。

圖4 2005—2016年遼寧省人均總用水量變化趨勢(shì)Fig.4 Total water consumption per capita in Liaoning Province from 2005 to 2016

對(duì)城鎮(zhèn)化率和人均用水量進(jìn)行檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化率與人均用水量存在單向的因果關(guān)系,即城鎮(zhèn)化率是人均用水量變動(dòng)的Granegr原因?；貧w模型如下:

其中l(wèi)nPOP表示人均用水量的自然對(duì)數(shù)。由方程(4)可知,城鎮(zhèn)化率每增加一個(gè)百分點(diǎn),將使人均用水量降低0.223個(gè)百分點(diǎn)。

根據(jù)《遼寧省“十三五”推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃實(shí)施方案》:到2020年,全省城鎮(zhèn)化率目標(biāo)是達(dá)到72%左右[15]。根據(jù)這一目標(biāo),利用方程(1)～方程(4),可預(yù)測(cè)遼寧省的萬(wàn)元GDP用水量36.56 m3,萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量11.29 m3,農(nóng)田畝均灌溉用水量327.08 m3,人均用水量317.85 m3,水資源利用效率明顯提高。預(yù)測(cè)結(jié)果達(dá)到了遼寧省實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度“十三五”工作方案制定的工作目標(biāo)。

4 結(jié)論與建議

利用2005—2016年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以城鎮(zhèn)化水平為視角,實(shí)證分析了遼寧省城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率、城鎮(zhèn)化率與人均用水水平之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示,城鎮(zhèn)化率是水資源利用效率和人均用水水平的Granger原因,即隨著城鎮(zhèn)化水平的提高,水資源利用效率也隨之提高,人均用水水平下降。

通過(guò)以上的分析可見(jiàn),盡管隨著城鎮(zhèn)化水平的提高,遼寧省的水資源利用效率也相應(yīng)提高,然而水資源缺乏卻是無(wú)法改變的事實(shí)。萬(wàn)元GDP用水量和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量受城鎮(zhèn)化進(jìn)程影響很大,因此,遼寧省應(yīng)該實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的行業(yè)用水配額制度,同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),大力發(fā)展節(jié)水行業(yè),提高水資源的重復(fù)利用率,尤其要注重提高工業(yè)廢水和污水的回收再利用方面的相關(guān)技術(shù)。在農(nóng)業(yè)用水方面,要注重改進(jìn)灌溉技術(shù),降低農(nóng)業(yè)耗水率。在生活用水方面,一方面,通過(guò)宣傳教育,增強(qiáng)居民的節(jié)水意識(shí);另一方面,可以效仿電費(fèi)收費(fèi)制度,實(shí)行階梯水價(jià)制度。最終實(shí)現(xiàn)遼寧省新型城鎮(zhèn)化發(fā)展和水資源和諧共融。

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