協(xié)作治理中主體間信任如何影響其協(xié)作程度？

常多粉 楊立華

摘要

水資源是經(jīng)濟增長不可或缺資源，生態(tài)文明總體方案中要求區(qū)域發(fā)展不能超出水資源承載力的要求。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，水資源與經(jīng)濟增長的脫鉤現(xiàn)象普遍存在。這種現(xiàn)象賦予了區(qū)域水資源承載力新的內(nèi)涵。經(jīng)濟增長與水資源利用脫鉤機制和模型的研究對于符合水資源承載力的區(qū)域發(fā)展有著重要的意義。首先機制研究中，經(jīng)濟增長與水資源利用的脫鉤機制可以分為兩條線，一條是產(chǎn)業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過程的縱向線;另一條是宏觀經(jīng)濟層面的產(chǎn)業(yè)間和區(qū)域間的橫向線。前者的脫鉤機制來自于各個環(huán)節(jié)效率的提升。后者脫鉤機制來自于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和高耗水生產(chǎn)環(huán)節(jié)向外疏解?？v向線脫鉤效應(yīng)分為關(guān)鍵用水部分、其他資源投入部分以及其他生產(chǎn)部分;橫向線脫鉤效應(yīng)分為結(jié)構(gòu)效應(yīng)和外部效應(yīng)。其次，在模型研究中，本文開發(fā)了蒸汽機概念模型并推導出脫鉤效應(yīng)內(nèi)部三個子效應(yīng)：真實節(jié)水效應(yīng)、資源配置效應(yīng)和結(jié)構(gòu)調(diào)整與疏解效應(yīng)。再次，在概念模型的基礎(chǔ)上，通過改進基于投入產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)分解分析模型，開發(fā)出區(qū)域脫鉤效應(yīng)模型。最后，以北京市為例進行應(yīng)用研究。根據(jù)測算，北京真實節(jié)水效應(yīng)在2010—2012年到達瓶頸期。資源配置效應(yīng)穩(wěn)定在50%左右。結(jié)構(gòu)調(diào)整和疏解效應(yīng)在加入WTO和全球金融危機兩個時間點為反向效應(yīng)點，其他時段都有利于脫鉤。近年來調(diào)結(jié)構(gòu)、區(qū)域協(xié)同發(fā)展對于水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤有著重大意義。

關(guān)鍵詞 水資源利用;經(jīng)濟發(fā)展;脫鉤機制;技術(shù)效應(yīng);結(jié)構(gòu)效應(yīng)

中圖分類號 X196

文獻標識碼 A? 文章編號 1002-2104（2019）11-0139-09? DOI：10.12062/cpre.20190617

水資源是基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性資源，對經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平、生態(tài)文明建設(shè)有著決定性的作用。水資源和土地資源的時空分布基本決定了人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)布局、開發(fā)強度等。水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)惡化等水危機嚴重威脅著我國糧食安全、能源安全、經(jīng)濟安全、生態(tài)安全和社會安全等。十九大提出加快生態(tài)文明建設(shè)，形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式，還自然以寧靜、和諧、美麗?！八畻l”中提出，優(yōu)化空間布局，合理確定發(fā)展布局、結(jié)構(gòu)和規(guī)模，充分考慮水資源、水環(huán)境承載能力，以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)?！渡鷳B(tài)文明體制改革總體方案》中強調(diào)人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增長速度不能超出當?shù)厮Y源承載能力和環(huán)境容量。水資源承載力的一個隱含內(nèi)涵是人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增長速度等與水資源利用量有某種關(guān)系，該關(guān)系下的水資源利用總量不能超過區(qū)域水資源合理利用規(guī)模。理論上，人口和經(jīng)濟增長驅(qū)動水資源利用量的增長。事實上，經(jīng)濟增長與水資源利用已經(jīng)呈現(xiàn)脫鉤的態(tài)勢，2000—2016年，我國用水總量增長緩慢，有7個年份出現(xiàn)減少的趨勢，自2014年以來，用水總量一直處于減少的趨勢之中。分行業(yè)來看，工業(yè)用水量自2012年開始處于減少的趨勢之中。一方面是水危機的普遍存在，另一方面是經(jīng)濟增長與水資源利用的脫鉤。在這種情況下，如何以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)，如何確保人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和增長速度不超過當?shù)厮Y源承載力，就需要深入分析經(jīng)濟增長與水資源利用的脫鉤機制，就需要科學的方法對脫鉤機制進行定量研究。

1 文獻綜述

在資源環(huán)境經(jīng)濟學研究中，資源投入占經(jīng)濟產(chǎn)出比重一直呈現(xiàn)下降趨勢[1]，表明經(jīng)濟發(fā)展對純物質(zhì)的消耗的依賴越來越低。脫鉤效應(yīng)的研究涉及能源利用[2]、溫室氣體排放[3]、污染物排放[4]、交通設(shè)施[5]等領(lǐng)域。

脫鉤研究要就主要有以下兩種類型。第一，對脫鉤現(xiàn)象和特征進行研究。該研究主要的方法有脫鉤指數(shù)分析方法[3]、變量綜合分析方法[4]、脫鉤彈性分析方法[5]、IGT方程模型法[6]、差分方程法[7]、計量經(jīng)濟學的方法[8]等。Bruyn等[9]認為，環(huán)境領(lǐng)域與經(jīng)濟領(lǐng)域的“脫鉤”是經(jīng)濟對物質(zhì)利用的降低以及污染程度降低的過程，也存在經(jīng)濟增長與環(huán)境系統(tǒng)相關(guān)同向相關(guān)關(guān)系加強的現(xiàn)象，稱這種現(xiàn)象為“復鉤效應(yīng)”。Vehams等[4]根據(jù)經(jīng)濟系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的變化量的關(guān)系，將脫鉤效應(yīng)分為了強脫鉤、弱脫鉤、衰退脫鉤，將復鉤效應(yīng)分為強復鉤、弱復鉤、擴張性復鉤。Tapio[5]將脫鉤效應(yīng)分為以下八種形態(tài)，包括強的脫鉤、弱的脫鉤、擴張性的耦合、擴張性的負脫鉤、強的負脫鉤、弱的負脫鉤、衰退性的耦合、衰退性的脫鉤。該脫鉤效應(yīng)分類成為國內(nèi)外脫鉤現(xiàn)象研究的主要依據(jù)。潘安娥和陳麗[10]利用水足跡和水資源利用指標，構(gòu)建脫鉤評價模型評價水資源消耗與經(jīng)濟增長之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，認為GDP增長與水資源消耗由強脫鉤的優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)向弱脫鉤的初級協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)化。楊振華等[11]采用水生態(tài)足跡從水量和水質(zhì)綜合視角研究貴陽市水生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤水平，認為貴陽市屬于弱脫鉤水平。

第二，對脫鉤的影響因素進行分析。該研究關(guān)注于什么因素造成了兩者的脫鉤。該研究方法的主要思路是分解的方法，包括結(jié)構(gòu)分解分析法（Structural Decomposition Analysis，SDA）、指數(shù)分解分析法（Index Decomposition Analysis，IDA）、相關(guān)系數(shù)分析法與回歸方程分析法。其中指數(shù)分解分析法又分為拉氏指數(shù)分析法（Laspeyres Index Decomposition Analysis，LIDA）與迪式指數(shù)分析法（Divisia Index Decomposition Analysis，DIDA），迪式指數(shù)分析法又有對數(shù)平均Divisia指數(shù)（LMDI）分解方法等。在秦昌波等[12]利用LMDI方法對陜西省生產(chǎn)用水變動的驅(qū)動機制進行了分析，認為陜西省生產(chǎn)用水與經(jīng)濟發(fā)展已實現(xiàn)脫鉤態(tài)勢，經(jīng)濟規(guī)模是驅(qū)動生產(chǎn)用水增加的主要因素，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比重的下降是生產(chǎn)用水下降的主要原因，技術(shù)進步是抑制用水增加的主要因素。吳丹[13]利用美國1950—2010年和中國1946—2014年的經(jīng)濟數(shù)據(jù)和水資源數(shù)據(jù)，利用STIRPAT模型框架剖析了經(jīng)濟發(fā)展與水資源脫鉤的內(nèi)在機理，認為實現(xiàn)中國經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用的“脫鉤”，前提在于保障農(nóng)業(yè)用水量和工業(yè)用水量達到頂峰，實現(xiàn)零增長。李瑋等[14]利用SDA模型對經(jīng)濟驅(qū)動用水進行了因子分解，將驅(qū)動因子分為節(jié)水型技術(shù)進步、中間投入技術(shù)進步、最終需求、需求結(jié)構(gòu)、行業(yè)間需求結(jié)構(gòu)5個部分，認為節(jié)水型技術(shù)進步與最終需求是驅(qū)動用水變化的絕對力量。

國外對脫鉤效應(yīng)的研究多集中在能源、碳排放領(lǐng)域，對水資源利用的研究較少。國內(nèi)的相關(guān)研究中，除了對脫鉤效應(yīng)現(xiàn)象和特征的研究，對脫鉤的影響因素的研究主要存在以下的問題。第一，驅(qū)動因素沒有從用水機制出發(fā)，常用的技術(shù)進步因素多是特定產(chǎn)值與水資源利用的比值，這其實是用脫鉤效應(yīng)來解釋脫鉤效應(yīng)。第二，驅(qū)動因素設(shè)置不合理，常常出現(xiàn)絕對大的值，這造成由此研究的政策措施難以落地。第三，大多是從經(jīng)濟總量去考慮，缺少脫鉤機制研究。例如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)三者之間的用水機制是完全不同的，其脫鉤機制也是完全不一樣的。綜上，本文以解決現(xiàn)有研究不足，從機制出發(fā)，以方法研究為主，并將創(chuàng)新的方法放在典型區(qū)去驗證。

2 脫鉤機制及概念模型研究

2.1 脫鉤機制

水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的機制分析可以從兩條線來分析。一條是產(chǎn)業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過程的縱向線。另一條是宏觀經(jīng)濟層面的產(chǎn)業(yè)間和區(qū)域間的橫向線。對于前者來說，脫鉤機制來自于各個環(huán)節(jié)效率的提升。對于后者來說，脫鉤機制來自于兩個方面：一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)朝著用水更少的方向升級;二是產(chǎn)業(yè)內(nèi)部用水量大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到其他區(qū)域，生產(chǎn)出半成品后再作為中間投入回到本地產(chǎn)業(yè)中。具體的脫鉤機制如圖1所示。

首先，對于縱向線來說，從水資源利用到經(jīng)濟增長，可以分各產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出增長來看。分行業(yè)來看，最重要的是找出各行業(yè)的用水關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于農(nóng)業(yè)來說，關(guān)鍵用水環(huán)節(jié)是灌溉，灌溉可以看作是水資源與土地資源的結(jié)合。對于制造業(yè)來說，用水可以分為間接冷卻水、工藝用水和鍋爐用水，工藝用水又可以分為產(chǎn)品用水、洗滌用水、直接冷卻水和其他用水。從用水本質(zhì)上來看，用水可以分為四類，一是參與產(chǎn)品形成過程的用水、二是伴生能源利用過程? 的、三是伴生化學品過程的，四是其他用水。對于大部分制造業(yè)來說，伴隨著能源利用和化學品利用的用水環(huán)節(jié)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了分析脫鉤效應(yīng)，可以將從水資源利用到各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出增長分為幾個環(huán)節(jié)：關(guān)鍵用水環(huán)節(jié)、其他資源投入環(huán)節(jié)以及其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)。關(guān)鍵用水部分的脫鉤機制來自于真實用水效率的提高;其他資源投入部分的脫鉤機制來自于其他資源配置效率提升帶來的整體用水效率的提高;其他生產(chǎn)部分的脫鉤機制來自于生產(chǎn)技術(shù)提高帶來的整體用水效率的提高。

對于農(nóng)業(yè)來說，農(nóng)業(yè)用水主要是灌溉用水和林牧漁業(yè)的用水，其中灌溉用水占絕大部分。對于灌溉用水，水資源和土地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵投入要素，灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵用水環(huán)節(jié)，單位面積灌溉用水量的減少是關(guān)鍵用水部分的脫鉤機制。灌溉土地面積（或比例）減少是其他資源投入部分的脫鉤機制。其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)的脫鉤機制來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和單位土地面積產(chǎn)值的提高（生產(chǎn)技術(shù)提升）。

對于制造業(yè)來說，能源和化學品是用水的關(guān)鍵伴生投入。單位能源和化學品投入用水量的減少是關(guān)鍵用水部分的脫鉤機制。能源和化學品投入（或比例）的減少是其他資源投入部分的脫鉤機制。其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)的脫鉤機制來自于制造業(yè)中間投入-產(chǎn)出比例的降低。中間投入-產(chǎn)出比例的降低意味著增加值的比例上升。增加值比例越高的產(chǎn)業(yè)越處于產(chǎn)業(yè)鏈的高端。對于其他產(chǎn)業(yè)來說，由于用水環(huán)節(jié)的復雜性，本文不進行分環(huán)節(jié)研究。

其次，對于橫向線來說，脫鉤機制可以分為區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)用水環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)移。第一，產(chǎn)業(yè)間的結(jié)構(gòu)調(diào)整是脫鉤機制的重要方面。通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，降低單位產(chǎn)值用水量大的產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)，將有限的水資源用于單位產(chǎn)值用水量小的產(chǎn)業(yè)，宏觀層面能夠形成水資源利用與經(jīng)濟增長的脫鉤機制。第二，從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，一個產(chǎn)業(yè)之內(nèi)用水量較大的可能是其中的某些環(huán)節(jié)，對于缺水的區(qū)域來說，將這些環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到外部區(qū)域，區(qū)域內(nèi)主要關(guān)注于用水較少的環(huán)節(jié)。這種機制最終體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)單位產(chǎn)值用水量的降低，使得水資源利用與經(jīng)濟增長的脫鉤。

2.2 概念模型：蒸汽機模型

生產(chǎn)過程水資源的利用是必不可少的，但并不是推動經(jīng)濟增長的直接動力，其對經(jīng)濟增長的作用機制可以用蒸汽機水箱中的水來類比。蒸汽機的動力裝置基本原理，是燃料加熱水箱里的水使其汽化成水蒸氣，推動車輪運動?；疖嚨膭恿碜杂谡羝麢C車，蒸汽機動力本質(zhì)上是燃料的熱能轉(zhuǎn)化的，水資源是將熱能轉(zhuǎn)換為機械能的媒介，即燃料燃燒帶來的熱能將液態(tài)水變?yōu)檎羝?，由蒸汽轉(zhuǎn)化的機械能推動機車的前進。在這個過程中需要消耗燃料和液態(tài)水。蒸汽機在前進過程中攜帶液態(tài)水儲存在水箱中。

以區(qū)域經(jīng)濟增長率比火車前進，火車由蒸汽機車與乘客車廂和貨物車廂組成構(gòu)成?；疖嚨目偸杖霝樨浳镘噹氖杖牒统丝蛙噹氖杖牍餐M成。一般來說，貨物車廂的單位承載重量收益小于乘客車廂的。在同等技術(shù)條件下，動力越強勁的車頭，在同樣的距離下其所需的水箱容量越大;動力越強勁的火車，能夠帶動更多貨物和乘客，在一定的車廂結(jié)構(gòu)的情況下，其收益能力越大。

火車收益提高與蒸汽機耗水脫鉤，有以下幾種可能。一是動力不變，車廂的收益效率提高。例如乘客或者貨物愿意支付更多的費用乘坐;車廂的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，乘客車廂增多，乘客車廂比貨物車廂收益大;車廂更輕、車輪間的摩擦損失更低，能夠拉更多車廂。二是車廂效率不變，蒸汽動力發(fā)生變化，能夠拉更多車廂。例如熱量轉(zhuǎn)化率增加，蒸汽轉(zhuǎn)化率增加，動力裝置間摩擦損失降低等等。三是兩者都發(fā)生了變化。

當yf≈0時，表示收益與動力脫鉤;當fg≈0時，表示動力與水箱配置效率脫鉤;當gw=0表示水箱的配置效率與水量脫鉤，其分別對應(yīng)脫鉤機制中的其他生產(chǎn)部分脫鉤與橫向線脫鉤效應(yīng)的和、其他資源投入部分脫鉤、關(guān)鍵用水部分脫鉤，分別可以稱為結(jié)構(gòu)調(diào)整和疏解效應(yīng)、資源配置效應(yīng)以及真實節(jié)水效應(yīng)。

3 脫鉤機制的經(jīng)濟模型

在概念模型的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤的經(jīng)濟模型。由于投入產(chǎn)出模型在描述經(jīng)濟系統(tǒng)的系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性以及對技術(shù)的刻畫的優(yōu)勢，使得其契合脫鉤模型需求。本研究的建模思路是利用投入產(chǎn)出模型對各個驅(qū)動因素進行結(jié)構(gòu)分解分析，得出定量的驅(qū)動力，再根據(jù)脫鉤模型進行綜合得到各脫鉤效應(yīng)的數(shù)值?，F(xiàn)有的結(jié)構(gòu)分解分析沒有深入到水資源利用機制之中，使得其分解結(jié)果的技術(shù)效應(yīng)不是純技術(shù)效應(yīng)。即在研究脫鉤機制時，對縱向線描述缺失。本次研究在水資源利用機制的基礎(chǔ)上對基于投入產(chǎn)出模型的結(jié)構(gòu)分解分析進行改進。

3.1 投入產(chǎn)出模型改進

投入產(chǎn)出模型的基本公式為：

X=（I-A）-1Y=LY（1）

其中X為總的產(chǎn)出;A為總的技術(shù)系數(shù)矩陣;Y為最終需求（其中，最終需求內(nèi)為凈調(diào)出、凈出口）。L為列昂惕夫逆矩陣，反映各部門最終使用對其他部門的消耗;

考慮到用水在投入產(chǎn)出表中的關(guān)聯(lián)：

W=CiX（2）

其中，W為行業(yè)生產(chǎn)的用水;Ci為各行業(yè)水資源的投入強度（行業(yè)用水系數(shù)）。

將X=LY帶入到式（2），得到：

W=CiLY（3）

為研究發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，這里以最終需求矩陣來考察經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的結(jié)構(gòu)。Y為最終需求的矩陣，可以將Y分為最終需求總量和各需求結(jié)構(gòu)矩陣的乘積。即：

Y=MNOSUG（4）

其中，M為最終需求衡量的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矩陣，N為最終需求衡量的二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矩陣;O為為最終需求衡量的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矩陣，S為反映產(chǎn)業(yè)間需求結(jié)構(gòu)的矩陣（消費、固定資產(chǎn)形成和調(diào)出、出口的結(jié)構(gòu)）;G為最終需求凈總量;U為根據(jù)非競爭模型核算的進口率加1，UG的乘積為yd。

根據(jù)概念模型，其微分形式約等于0。這里采用差分的形式來研究脫鉤。既：ΔW可以分解為：

ΔW=W1-W0

=C1L1U1M1N1O1S1G1-C0L0U0M0N0O0S0G0（5）

W1為1期水資源利用量;W0為基期水資源利用量。

對式（5）進行進一步分解可知，分解的結(jié)果非唯一的，且結(jié)果的個數(shù)與其因素的個數(shù)n有關(guān)，結(jié)果個數(shù)為n！個。根據(jù)Fujimagari[15]和Betts[16]提出的兩極分解得出的結(jié)果與這些結(jié)果極為接近。本文根據(jù)兩極分解法進行計算。

等號右邊各項分別表示用水技術(shù)變化（C）、中間投入技術(shù)變化（L）、進口和省份外調(diào)入（U）、制造業(yè)結(jié)構(gòu)變化（M）、第二產(chǎn)業(yè)（除制造業(yè)外）和第三產(chǎn)業(yè)加總產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化（N）、三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化（O），最終需求結(jié)構(gòu)變化（S）、最終需求總量變化（G）對水資源利用量的影響。Δ開頭的指標表示1期指標的矩陣減去基期指標的矩陣。

根據(jù)行業(yè)的水資源利用和脫鉤機制特征對投入產(chǎn)出模型進行改進。增加投入產(chǎn)出模型中的脫鉤機制的縱向線部分。將原有的用水技術(shù)變化（C）按照投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解分析要求分為農(nóng)業(yè)中的灌溉面積比重（A1）、灌溉定額（A2）、單位產(chǎn)值占用面積（A3）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)（A4），制造業(yè)中的單位化學品和能源投入的用水量（Z1）、化學品和能源投入占中間投入的比重（Z2）、中間投入占總投入的比重（Z3）以及其他行業(yè)用水技術(shù)系數(shù)C1。將上述系數(shù)進行矩陣化處理：

C=A1·A2·A3·A4·Z1·Z2·Z3·C1（7）

同樣根據(jù)上述方法對技術(shù)系數(shù)進行再次結(jié)構(gòu)分解分析。影響結(jié)構(gòu)分解分析可靠性的是各分解因子之間的相關(guān)性，為剔除相關(guān)性，本研究借鑒Erik和Bart的方法[17]，對C1、Z1、Z2、Z3與L的相關(guān)性進行處理。

3.2 脫鉤效應(yīng)模型的構(gòu)建

根據(jù)上述模型可以得到15個因素的驅(qū)動值，這15個因素驅(qū)動值的和為水資源利用的變化值。當水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤時，由于G為經(jīng)濟增長的驅(qū)動值，那么其他14個因素可以看作是脫鉤機制。

在概念模型中，將脫鉤效應(yīng)分成三個脫鉤效應(yīng)。在分解之后，將概念模型與實際進行結(jié)合，賦予概念模型各種物理量予實際意義。

第一個脫鉤效應(yīng)是指發(fā)動機與水箱的脫鉤效應(yīng)（效應(yīng)1），即發(fā)動機提供的動能與水箱大小脫鉤。脫鉤機制為關(guān)鍵用水部分脫鉤。對應(yīng)在經(jīng)濟模型中是灌溉定額（A2）、制造業(yè)中的單位化學品和能源投入的用水量（Z1）以及其他技術(shù)系數(shù)（C1）三個因素的脫鉤效應(yīng)。

第二個脫鉤效應(yīng)在概念模型中是動力與發(fā)動機的脫鉤（效應(yīng)2），在概念模型中是蒸汽動能轉(zhuǎn)化機械能的轉(zhuǎn)化率。對應(yīng)的脫鉤機制是其他資源投入部分的脫鉤。對應(yīng)于在經(jīng)濟模型中，依靠其他資源的優(yōu)化配置得到的脫鉤關(guān)系，即灌溉面積比重（A1）、單位產(chǎn)值占用耕地（A3）、化學品和能源投入占中間投入的比重（Z2）、中間投入占總投入的比重（Z3）、中間技術(shù)投入效應(yīng)（L）。

第三個脫鉤效應(yīng)是動力與收益脫鉤（效應(yīng)3），在概念模型中是動力與收益的轉(zhuǎn)化率。對應(yīng)的脫鉤機制是其他生產(chǎn)部分脫鉤。其可以分為各個層次的結(jié)構(gòu)效應(yīng)（A4、M、N、O、S）以及外部效應(yīng)（U）。

4 典型區(qū)應(yīng)用

4.1 北京水資源與經(jīng)濟增長脫鉤情況

不考慮環(huán)境用水，水資源利用總量呈現(xiàn)下降的趨勢。從1999—2015年，下降了近15億m3，平均每年水資源利用總量下降近1億m3。而GDP呈現(xiàn)高速增長，2015年達到23 014億元，是1997年的2 077億元的10倍以上。經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用呈現(xiàn)明顯的脫鉤態(tài)勢。從各分項上來看，農(nóng)業(yè)用水持續(xù)下降，從1997年的18.1億m3下降到2012年的9.3億m3;工業(yè)用水持續(xù)下降，從1997年的11.1億m3下降到2012年的5.1億m3;生活用水（包括家庭生活、第三產(chǎn)業(yè)、公共服務(wù)和建筑業(yè)用水）持續(xù)上升，從1997年11.1億m3上升到2012年的16億m3。根據(jù)《北京市統(tǒng)計年鑒》中自來水和自備水統(tǒng)計，可以看出家庭生活用水不斷增加，由1997年的4.53億m3增加到2012年的6.47億m3。生產(chǎn)、經(jīng)營用水由1997年的35.79億m3下降到2012年23.93億m3。從生產(chǎn)經(jīng)營性用水來看，水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展已完全脫鉤。

4.2 數(shù)據(jù)收集及處理

本次研究所用的北京市投入產(chǎn)出表均來自北京市統(tǒng)計局網(wǎng)站上，涉及的年份分別是1997年、2000年、2002年、2005年、2007年、2010年、2012年共7張表格，其中2000年，2005年、2010年為延長表。這7張表格中，部門有一定的差別，為了研究的統(tǒng)一性，對有些部門進行了合并。此外，由于服務(wù)業(yè)部門較多，為研究的方便，將服務(wù)業(yè)分為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、消費性服務(wù)業(yè)和公共服務(wù)業(yè)三個部門。以2012年表格為例，生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)包括：交通運輸、倉儲和郵政業(yè)，信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)，金融業(yè)，租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)，科學研究和技術(shù)服務(wù)業(yè);消費性服務(wù)業(yè)包括：批發(fā)與零售業(yè)，住宿與餐飲，房地產(chǎn)業(yè)，居民服務(wù)業(yè)、修理和其他服務(wù)業(yè);公共服務(wù)業(yè)包括：水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)，教育，衛(wèi)生和社會服務(wù)業(yè)，公共管理、社會保障和社會組織。一共劃分為26個部門。其中行業(yè)1為農(nóng)業(yè)，行業(yè)2～23為工業(yè)，行業(yè)24～26為服務(wù)業(yè)。在工業(yè)內(nèi)部又分為采掘業(yè)、制造業(yè)、水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)、電熱力生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)、燃氣的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)和建筑業(yè)，其中行業(yè)2～5位采掘業(yè);行業(yè)6～21為制造業(yè)。

在可比價計算中，將1997年作為基準期，利用1997—2013年農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者價格指數(shù)、工業(yè)生產(chǎn)者出廠價格指數(shù)、固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)和商品零售價格指數(shù)分別對農(nóng)業(yè)、除建筑業(yè)的工業(yè)、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)進行價格平減，方法參考雙重平減法。

根據(jù)《北京市統(tǒng)計年鑒》，用水包括農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水。根據(jù)統(tǒng)計年鑒的指標解釋，工業(yè)用水不包括建筑業(yè)用水，而生活用水則包括建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)和家庭生活用水。這里參考李瑋的研究[14]，第二產(chǎn)業(yè)（除了建筑業(yè)、電力、熱力以及水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)）中各行業(yè)的“水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)”的中間投入占“水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)”中間投入總額的比例計算各工業(yè)部門用水;電力和熱力的供應(yīng)業(yè)的用水按照對應(yīng)年份全國火核電用水占整個工業(yè)用水的比例代入北京市工業(yè)用水進行計算。建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)和生活用水，則將“水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)”用于上述各行業(yè)和居民消費的產(chǎn)值進行計算。農(nóng)業(yè)用水直接使用《北京市統(tǒng)計年鑒》上的農(nóng)業(yè)用水。

4.3 脫鉤因素分解

根據(jù)脫鉤模型，得出結(jié)果如（表1所示）。再將技術(shù)效應(yīng)進行分解，得出各行業(yè)的內(nèi)部技術(shù)變動的各個因素的結(jié)果。根據(jù)表1，在其他條件不變的情況下，經(jīng)濟總量的增長與水資源利用總量是線性增長關(guān)系，在這種情況下，2000年相對于1997年水資源利用總量應(yīng)該增加18.34億m3，2000—2002年應(yīng)增加20.06億m3，2002—2005年應(yīng)增加26.38億m3，2005—2007年應(yīng)增加17.34億m3，2007—2010年應(yīng)增加17.80億m3，2010—2012年應(yīng)增加25.38億m3。實際上，這些年份對應(yīng)的增長分別是-2.54億m3、-4.79億m3、-2.39億m3、-1.02億m3、-2.12億m3、1.22億m3，除2010—2012年之外，其他時間段都在下降。水資源利用與經(jīng)濟增長呈現(xiàn)明顯的脫鉤效應(yīng)，脫鉤效應(yīng)可以分為總體技術(shù)效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、外部效應(yīng)。

（1）技術(shù)效應(yīng)是水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的主要動力，其中用水技術(shù)變化是最重要的動力機制。技術(shù)系數(shù)的含義是指單位水資源投入的產(chǎn)出（元/m3），中間投入技術(shù)系數(shù)表征區(qū)域內(nèi)總投入轉(zhuǎn)化為最終需求的能力，在投入產(chǎn)出模型中是行業(yè)對其他行業(yè)的完全消耗的能力。從用水技術(shù)變化看，其值分別為-18.48億m3、-23.76億m3、-21.61億m3、-6.01億m3、-17.21億m3、-2.56億m3，表示在其他條件不變的情況下，其自身的變化對水資源利用變化的驅(qū)動。在2002年之前，其絕對值大于經(jīng)濟增長驅(qū)動的絕對值;在2002年之后，小于經(jīng)濟增長驅(qū)動的絕對值，且近年來其絕對值較小，表明在沒有新的技術(shù)進步下，其技術(shù)動力已接近用盡。中間投入技術(shù)系數(shù)分別為3.49億m3、-9.16億m3、1.46億m3、2.11億m3、-6.98億m3、-15.17億m3。正值表明區(qū)域總投入轉(zhuǎn)化最終需求的能力下降，負值表征該能力增加。從結(jié)果來看，2007年之后，中間投入的技術(shù)變化降低了水資源的利用，并且在2010—2012年超越總體用水技術(shù)變化成為水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的第一動力。

（2）結(jié)構(gòu)效應(yīng)是水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的重要動力。第一層次的結(jié)構(gòu)調(diào)整表征農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)三次產(chǎn)業(yè)層面的調(diào)整，各時間段的值分別為-1.35億m3、10.47億m3、-11.41億m3、-13.12億m3、3.87億m3、0.12億m3。從結(jié)果來看，2002—2007年是該層次結(jié)構(gòu)調(diào)整幅度最大的時期，2007年之后，該層次的結(jié)構(gòu)調(diào)整增加了水資源利用。第二層面的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是除制造業(yè)和農(nóng)業(yè)之外，其他產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。包括制造業(yè)整體與其他工業(yè)（采掘業(yè)，電力、燃氣、水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)）結(jié)構(gòu)的變化，服務(wù)業(yè)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)變化，其值分別為-0.59億m3、1.72億m3、1.10億m3、-0.62億m3、-0.47億m3、3.39億m3，表明在這個層面上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整總體上并不利于脫鉤效應(yīng)的形成。第三層次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是制造業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，其值分別為-3.10億m3、-6.34億m3、-0.51億m3、0.73億m3、-0.92億m3、-2.10億m3，總體上來說，制造業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整利 于脫鉤效應(yīng)的形成。除了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整之外，最終需求結(jié)構(gòu)的變化是脫鉤效應(yīng)形成的另外一個結(jié)構(gòu)效應(yīng)因素。從其值來看，分別為-2.09億m3、-0.81億m3、0.43億m3、-2.26億m3、-0.19億m3、-6.16億m3，是脫鉤效應(yīng)的重要動力。并且近年來超越了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，成為第一結(jié)構(gòu)效應(yīng)。

（3）外部效應(yīng)的脫鉤效應(yīng)分析。由支出法計算的GDP的定義來看，GDP等于以最終需求計算的總產(chǎn)出減去進口和調(diào)入的中間投入。這里將GDP+im1+im2=Y作為上述等式的處理，其中Y為最終需求總量，im1為中間投入的調(diào)入，im2為中間投入的進口。從其意義來說是外部中間投入占總產(chǎn)出的相對比例。可以看出調(diào)入的外部效應(yīng)為2.19億m3、5.85億m3、-1.65億m3、-7.95億m3、-0.51億m3、4.94億m3;進口的外部效應(yīng)為-0.95億m3、-2.81億m3、3.40億m3、8.75億m3、2.49億m3、-6.62億m3。外部效應(yīng)總體上來說是不利于水資源利用與GDP的脫鉤。

（4）農(nóng)業(yè)技術(shù)效應(yīng)。對于農(nóng)業(yè)來說，種植業(yè)用水來自于灌溉用水，林牧漁業(yè)用水與灌溉用水組成農(nóng)業(yè)用水。一般來說種植業(yè)單位水資源投入的產(chǎn)出小于林牧漁業(yè)，因此農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)（A4）對農(nóng)業(yè)用水總量有一定影響。對于種植業(yè)來說，灌溉用地的單位面積產(chǎn)出高于非灌溉用地的單位面積產(chǎn)出。單位面積灌溉水量在每個年份變化是灌溉水量變化的因素之一，體現(xiàn)氣候和節(jié)水技術(shù)變化。單位產(chǎn)值占用面積表征農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的變化。

從對用水技術(shù)變化（C）的分解結(jié)果來看（見表2），單位產(chǎn)值占用面積（A3）是脫鉤效應(yīng)的主要動力所在，各時間段的值為-7.69億m3、-9.99億m3、-3.97億m3、-0.20億m3、-3.24億m3、1.69億m3，其表征在其他條件不變的情況下，單位產(chǎn)值占用面積的變化分別降低了7.69億m3、9.99億m3、3.97億m3、0.20億m3、3.24億m3的水資源利用量，增加了1.69億m3的水資源利用量。由于土地是約束農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素，單位產(chǎn)值占用面積衡量的? 是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)進步的重要指標。其絕對值有變小的趨勢，并且在2010—2012年變?yōu)檎担w現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進步的節(jié)水效應(yīng)越來越小，在2010—2012年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)有一定的退步。

單位面積灌溉水量（A2）是影響脫鉤效應(yīng)的重要因素，其值分別為-2.75億m3、1.56億m3、6.75億m3、-0.34億m3、-5.98億m3、-4.68億m3，表征了在其他條件不變的情況下，灌溉定額變化對水資源利用的影響。從其變化來看，1997—2007年，其對脫鉤效應(yīng)的貢獻不大，2007—2012年，其貢獻較大，表明這個時期灌溉節(jié)水技術(shù)的進步明顯。除2002—2005年降低了5.6億m3外，灌溉面積比例（A1）在多數(shù)年份是增加水資源利用或者大致持平。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化（A4）的貢獻為-2.53億m3、-3.94億m3、-0.18億m3、2.24億m3、1.85億m3、-2.58億m3，呈現(xiàn)倒“U”型的變化趨勢。

（5）制造業(yè)的技術(shù)效應(yīng)。根據(jù)工業(yè)的節(jié)水理論，制造業(yè)的用水機制為溶劑用水、冷卻用水、清潔用水等，就制造業(yè)的中間投入來說，用水與化學投入（物質(zhì)投入）和能源投入有很好的相關(guān)性。從各行業(yè)水資源投入與各行業(yè)的化學工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)中間投入的相關(guān)性來看，各行業(yè)水資源利用與各行業(yè)對化學工業(yè)和能源消耗有極大關(guān)系。這里將各行業(yè)單位化學工業(yè)和能源工業(yè)的中間投入的水資源利用作為用水的技術(shù)系數(shù)（Z1）;將化學工業(yè)和能源工業(yè)的中間占整個中間投入的比例作為第二層次的生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)（Z2），表征行業(yè)對物質(zhì)和能源投入的依賴;將中間投入占總投入的比例作為第三層次的生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)（Z3），其值越大表明行業(yè)越依賴于中間投入，其增加值占比就越小，表明行業(yè)越處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端。

從Z1的結(jié)果來看（見表2），其值分別為-4.54億m3、-10.0億m3、-8.48億m3、0.86億m3、-5.56億m3、-2.85億m3，除2005—2007年之外，都是水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤效應(yīng)的主要貢獻力量。Z1對應(yīng)于制造業(yè)的節(jié)水技術(shù)改造，是節(jié)水技術(shù)進步的表征指標。對于Z2來說，其值分別為0.56億m3、2.93億m3、-0.71億m3、-0.08億m3、-0.53億m3、0.56億m3。對于Z3來說，其對脫鉤效應(yīng)貢獻基本為零，表明北京市制造業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置基本不變，制造業(yè)內(nèi)的增加值比重基本不變。

（6）其他行業(yè)的用水技術(shù)系數(shù)。從其他行業(yè)（除種植業(yè)和制造業(yè)之外）的技術(shù)系數(shù)來看，其值分別為-5.06億m3、-8.92億m3、-9.20億m3、-7.67億m3、-8.63億m3、5.11億m3，除2010—2012年之外，其他年份都是水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的主要效應(yīng)。

4.4 脫鉤效應(yīng)分析

根據(jù)上述研究得到的北京市水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展的脫鉤效應(yīng)如表3所示。將經(jīng)濟增長（G）的驅(qū)動的值設(shè)定為100%，其他動力的值與經(jīng)濟增長（G）驅(qū)動值的比值作為驅(qū)動力的相對值，各個驅(qū)動力和為水資源利用的變化量。各行和為總的脫鉤效應(yīng)。當總效應(yīng)小于-100%時，表示在抵消GDP帶來的水資源利用增長之后，生產(chǎn)經(jīng)營性水資源利用減少。2010—2012的總效應(yīng)大于-100%，表示未完全抵消GDP增長驅(qū)動水資源利用增長，實際水資源利用量增加。

真實節(jié)水效應(yīng)表征水資源投入與用水效用的脫鉤，一直是脫鉤效應(yīng)的主要動力，在2007—2010年達到頂峰，在2010—2012降低到-9.54%的水平，體現(xiàn)該技術(shù)到達瓶? 頸。資源配置效應(yīng)表征資源投入與生產(chǎn)能力的脫鉤，大部分時間段都穩(wěn)定在-40%左右，近年來絕對值有增加的趨勢，體現(xiàn)總的資源配置更加有效。結(jié)構(gòu)調(diào)整和疏解效應(yīng)有兩個正值分別是2000—2002年、2007—2010年，前者是加入WTO后北京市大量出口帶動，后者是全球經(jīng)濟危機后我國經(jīng)濟刺激帶動的反向產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。其他年份北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，體現(xiàn)調(diào)結(jié)構(gòu)、京津冀協(xié)同發(fā)展對于脫鉤效應(yīng)的重要性。

5 結(jié)論及討論

水資源與經(jīng)濟增長的脫鉤現(xiàn)象普遍存在。這種現(xiàn)象賦予了區(qū)域水資源承載力新的內(nèi)涵。經(jīng)濟增長與水資源利用脫鉤機制和模型的研究對于區(qū)域如何在水資源承載力之內(nèi)發(fā)展有著重要的意義。根據(jù)研究可知經(jīng)濟增長與水資源利用的脫鉤機制可以分為兩條線，一條是產(chǎn)業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過程的縱向線;另一條是宏觀經(jīng)濟層面的產(chǎn)業(yè)間和區(qū)域間的橫向線。前者的脫鉤機制來自于各個環(huán)節(jié)效率的提升。后者脫鉤機制來自于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和高耗水生產(chǎn)向外疏解?？v向線脫鉤效應(yīng)分為關(guān)鍵用水部分、其他資源投入部分以及其他生產(chǎn)部分;橫向線脫鉤效應(yīng)分為結(jié)構(gòu)效應(yīng)和外部效應(yīng)。目前的研究只集中在橫向線上，對縱向線的研究缺失。在機制研究的基礎(chǔ)上，本文開發(fā)蒸汽機概念模型并推導出脫鉤效應(yīng)內(nèi)部三個子效應(yīng)：真實節(jié)水效應(yīng)、資源配置效應(yīng)和結(jié)構(gòu)調(diào)整和疏解效應(yīng)。通過改進基于投入產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)分解分析模型，開發(fā)出區(qū)域的脫鉤效應(yīng)研究模型，并以北京市為例進行研究。

根據(jù)測算，總體技術(shù)效應(yīng)在2010年之前是驅(qū)動脫鉤效應(yīng)的主要因素，2010年之后，結(jié)構(gòu)效應(yīng)和外部效應(yīng)明顯增加。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進步是驅(qū)動水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的主要因素，但是近年來效力越來越小;節(jié)水技術(shù)進步是另外一個主要因素，近年來真實效力越來越大。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)效應(yīng)呈現(xiàn)倒U型趨勢。制造業(yè)的節(jié)水技術(shù)進步一直是主要的脫鉤因素，但近年來真實效力在降低。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是主要的結(jié)構(gòu)調(diào)整因素。北京市真實節(jié)水效應(yīng)在2010—2012年到達瓶頸期。資源配置效應(yīng)穩(wěn)定在50%左右。結(jié)構(gòu)調(diào)整和疏解效應(yīng)在加入WTO和全球金融危機兩個時間點為反向效應(yīng)，其他時間段都是利于水資源利用與經(jīng)濟增長脫鉤的。

根據(jù)研究可以看出，提出的蒸汽機概念模型可以用來分析水資源利用與經(jīng)濟增長的脫鉤效應(yīng)。改進的基于投入產(chǎn)出模型的結(jié)構(gòu)分解分析能夠?qū)γ撱^機制的兩個線條進行深入研究。脫鉤效應(yīng)的三個子效應(yīng)的定量研究能夠為水資源承載力約束下的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供診斷。從北京市案例研究的實際來看，北京市需要繼續(xù)推動真實節(jié)水的技術(shù)創(chuàng)新，資源能源利用的技術(shù)創(chuàng)新，繼續(xù)推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，繼續(xù)推動高耗水行業(yè)的退出和疏解，實現(xiàn)京津冀協(xié)同發(fā)展。

（編輯：于 杰）

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