中國(guó)城市供水效率時(shí)空差異及其變化特征

雒占福, 朱立祥, 常 飛, 范圓圓, 張 金

(西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 蘭州 730070)

城市供水是城市最基本的公用事業(yè)，屬于公共設(shè)施的范疇，多以政府為供給主體來保障其最大程度服務(wù)社會(huì)的公共資源性與公平公正性[1]。因而，城市供水效率不僅體現(xiàn)其投入產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益，而且關(guān)系到城市生產(chǎn)生活正常運(yùn)行的社會(huì)效益，更關(guān)系到高質(zhì)量發(fā)展與高品質(zhì)生活的城市化質(zhì)量。但外部效應(yīng)的存在使得城市供水部門的私人收益與社會(huì)收益不一致，使其無法從本部門的微觀效益中體現(xiàn)出來[2]。城市供水作為公共物品的重要性不僅在于其對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)，更重要地體現(xiàn)在維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)公平公正的可持續(xù)發(fā)展，因此，需從宏觀的角度進(jìn)行投入產(chǎn)出系統(tǒng)分析，以探究包含社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益內(nèi)涵的中國(guó)城市供水效率是否與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣具有相似或一致的時(shí)空變化特征。21世紀(jì)以來，我國(guó)的城市供水事業(yè)發(fā)展迅速，城市供水綜合生產(chǎn)能力與城市供水管道長(zhǎng)度在2016年分別達(dá)到3.0億m3/日與7.6×105km，相較10 a前2.7億m3/日與4.3 ×105km的規(guī)模，年均增長(zhǎng)率為1.11%與7.67%。然而部分城市供水投資盲目、設(shè)施(取水、凈水與輸配水工程)不配套、維護(hù)不足等導(dǎo)致供水量不足、供水漏損率高、供水保證率不穩(wěn)定、水質(zhì)不達(dá)標(biāo)乃至企業(yè)虧損等各類供水低效率問題[3-4]。為此，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》明確提出“用水效率控制與節(jié)水型社會(huì)建設(shè)”要求；2015年“十三五”規(guī)劃明確“實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度”等，而城市作為區(qū)域發(fā)展核心，其供水效率必然是水資源利用效率的重要組成部分。同時(shí)，隨著我國(guó)新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的實(shí)施推進(jìn)，結(jié)合我國(guó)人均水資源不足及其空間分布不平衡的現(xiàn)狀[5]，使得我國(guó)城市供水效率具有顯著的時(shí)空差異性，尤其地處我國(guó)西部干旱區(qū)的城市，年降水量較少，進(jìn)行城市供水效率的研究顯得尤為重要。因此，進(jìn)行城市供水效率的時(shí)空差異及其變化研究，對(duì)認(rèn)識(shí)我國(guó)城市供水效率的時(shí)空差異問題、加強(qiáng)城市供水效率管理與建設(shè)可持續(xù)高品質(zhì)宜居城市提供科學(xué)參考。

目前，國(guó)外學(xué)者多采用DEA方法，以供水企業(yè)[6]、供水行業(yè)[7-9]、供水地區(qū)[10]等為對(duì)象進(jìn)行企業(yè)、部門或地區(qū)的供水效率研究。伴隨中國(guó)快速的城市化進(jìn)程和日趨嚴(yán)峻的水資源約束，國(guó)內(nèi)學(xué)者也開始關(guān)注城市供水效率問題，在研究?jī)?nèi)容上，主要圍繞城市供水行業(yè)效率[1]、供水效率測(cè)度[11]、用水效率[12]、水資源利用效率[13-15]、水資源配置效率[16]、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)效率[17]以及工業(yè)水資源利用效率[18]開展研究，但鮮有對(duì)城市供水效率的時(shí)空差異及其變化等方面開展相關(guān)研究，且研究成果少；在研究尺度上，大多以單個(gè)地級(jí)市、省域或省會(huì)城市、東部地區(qū)城市為主，對(duì)地級(jí)及以上城市的研究不足；在研究方法上，多以DEA模型方法為主，且利用了DEA模型不需預(yù)先進(jìn)行估計(jì)參數(shù)和主觀確定權(quán)重的優(yōu)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)無量綱化處理的優(yōu)點(diǎn)[4,11,14,16,18]。

總體來看，國(guó)內(nèi)學(xué)者開始關(guān)注并重視中國(guó)城市供水效率研究，但更多選擇傳統(tǒng)方法與DEA靜態(tài)模型方法，缺少DEA模型和Malmquist指數(shù)結(jié)合的動(dòng)態(tài)刻畫；因此，本研究利用DEA模型和Malmquist指數(shù)結(jié)合動(dòng)態(tài)方法，選取中國(guó)290個(gè)地級(jí)及以上城市作為研究單元，選取能夠表征社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益總量性指標(biāo)，定量測(cè)度2006年、2010年、2016年中國(guó)城市供水效率，科學(xué)認(rèn)識(shí)我國(guó)城市供水效率的時(shí)空異質(zhì)性規(guī)律，旨在避免和減少城市供水設(shè)施建設(shè)的盲目性，更好地發(fā)揮城市供水對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的服務(wù)和支撐作用。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 城市供水效率的界定

目前，學(xué)界對(duì)城市供水效率沒有明確的概念界定，按照管理學(xué)定義，效率是指在特定時(shí)間內(nèi)組織的各種投入與產(chǎn)出的比率關(guān)系，效率與投入成反比，與產(chǎn)出成正比。其中，公共部門的效率包括生產(chǎn)效率與配置效率，分別指生產(chǎn)或者提供服務(wù)的平均成本與組織所提供的產(chǎn)品或服務(wù)是否能夠滿足利害關(guān)系人的不同偏好[19]。因此，根據(jù)城市供水作為最大程度服務(wù)社會(huì)的公共資源性與公平公正性的公共物品特點(diǎn)，本研究認(rèn)為城市供水效率是指在一定的技術(shù)條件下，城市供水的各項(xiàng)投入滿足城市生產(chǎn)生活用水的服務(wù)能力及其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。按照薩伊的生產(chǎn)三要素論與柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)，城市供水效率的投入應(yīng)包含城市供水的資本、土地與勞動(dòng)力三大類投入指標(biāo)，城市供水效率的產(chǎn)出應(yīng)包含城市供水能力、服務(wù)能力及其經(jīng)濟(jì)效益三大類產(chǎn)出指標(biāo)。

1.2 研究方法

1.2.1 DEA模型 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(DEA)是基于被評(píng)價(jià)對(duì)象間相對(duì)比較的非參數(shù)技術(shù)效率的一種分析方法，測(cè)算出的效率為相對(duì)效率，適用于對(duì)多投入和多產(chǎn)出決策單元(DMU)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)[20-21]。評(píng)價(jià)K個(gè)城市供水效率，設(shè)投入指標(biāo)為L(zhǎng)種，產(chǎn)出指標(biāo)為M種，xjl代表第j城市的第l種的投入量，yjm代表第j城市的第m種的產(chǎn)出量。對(duì)于第n個(gè)城市，構(gòu)建基于規(guī)模報(bào)酬不變的DEA模型，稱為CRS模型：

(1)

式中：θ(0<θ1)為綜合效率指數(shù)，θ值越大，則表示城市綜合效率越高，θ=1表明該城市投入產(chǎn)出水平達(dá)到了最優(yōu)效率[22]；ε為非阿基米德無窮??；和分別為m維和k維單位向量空間；s-(s-≥0)為松弛變量，s+(s+≥0)為剩余變量；λj(λj≥0)為權(quán)重變量。

1.2.2 Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)模型 為了揭示城市供水動(dòng)態(tài)效率變化趨勢(shì)，引進(jìn)由F?re等提出Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)模型[24]，分為基于規(guī)模報(bào)酬不變(CRS)與規(guī)模報(bào)酬可變(VRS)的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)模型(TFPC)：

TFPC=CTEC(CRS)×TC(CRS)

(2)

TFPC=PTEC(VRS)×SEC(CRS,VRS)×TC(CRS)

(3)

式中：將Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)分解為綜合效率變化(ctec)和技術(shù)變化(tc)兩部分，式(3)進(jìn)一步將Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)分解為技術(shù)變化(tc)、純技術(shù)效率變化(ptec)和規(guī)模效率變化(sec)[25]。

1.3 指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來源

本研究投入產(chǎn)出指標(biāo)的選取以獲得性、可行性和不可代替為原則。對(duì)于城市供水投入的資本、土地與勞動(dòng)力指標(biāo)分別選擇市轄區(qū)城市供水固定資產(chǎn)投資、支撐城市供水管網(wǎng)布設(shè)的城市建成區(qū)規(guī)模以及市轄區(qū)城市供水從業(yè)人員數(shù)來表征。由于城市供水固定資產(chǎn)投資具有波動(dòng)性，本研究選擇每期前5 a的平均值為該期供水資本投入值。對(duì)城市供水產(chǎn)出指標(biāo)的社會(huì)效益(城市供水能力、服務(wù)能力)及其經(jīng)濟(jì)效益分別選擇市轄區(qū)城市供水綜合生產(chǎn)能力、城市用水人口數(shù)與市轄區(qū)二三產(chǎn)業(yè)增加值來表征。為保證各變量統(tǒng)計(jì)范圍的一致性，除了土地投入以建成區(qū)面積外，其余以全國(guó)290個(gè)地級(jí)及以上城市(含直轄市、副省級(jí)市)的市轄區(qū)為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)單元。上述指標(biāo)的數(shù)據(jù)來自2006年、2010年、2016年《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》和2007年、2011年、2017年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。

本研究利用產(chǎn)出導(dǎo)向的DEA模型，首先借助MaxDEA軟件，分別計(jì)算出中國(guó)290個(gè)地級(jí)市2006年、2010年和2016年三期的城市供水綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率。其次，利用Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)模型，借助DEAP2.1軟件測(cè)算2006—2016年城市供水的綜合效率變化指數(shù)、技術(shù)變化指數(shù)、純技術(shù)效率變化指數(shù)、規(guī)模效率變化指數(shù)和生產(chǎn)率變化指數(shù)，定量測(cè)算城市供水效率的動(dòng)態(tài)變化以展現(xiàn)不同時(shí)期城市供水效率和技術(shù)進(jìn)步的變化趨勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 中國(guó)城市間供水效率時(shí)空差異及其變化特征分析

(1) 中國(guó)城市供水效率整體處于中等水平，城市供水規(guī)模效率突出。根據(jù)中國(guó)290個(gè)地級(jí)及以上城市2006年、2010年和2016年三期的城市供水綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的測(cè)算結(jié)果(圖1)，代表城市供水效率整體水平的綜合效率在三期的平均效率值分別為0.553，0.614與0.592，基本處于最優(yōu)水平的60%左右，表明中國(guó)城市供水效率基本屬于中等水平。從影響綜合效率的城市供水純技術(shù)效率和城市供水規(guī)模效率來看，三期的平均效率值分別為0.590，0.650，0.627與0.941，0.950與0.948，城市供水規(guī)模效率高于純技術(shù)效率近35個(gè)百分點(diǎn)，表明中國(guó)城市供水規(guī)模效率是城市供水綜合效率的主要驅(qū)動(dòng)因素。然而由于資源要素配置和利用處于中等水平的城市供水純技術(shù)效率拉低了城市供水綜合效率，表明未來加強(qiáng)城市供水的生產(chǎn)技術(shù)水平對(duì)提升城市綜合效率具有決定意義。

(2) 中國(guó)城市間供水效率差異顯著，存在高效率、中高、中等、中低與低效率等不同效率水平的城市，且各類效率隨時(shí)間不斷提升。將中國(guó)290個(gè)地級(jí)及以上城市2006年、2010年和2016年3期的城市供水綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率按高效率、中高、中等、中低與低效率5個(gè)等級(jí)進(jìn)行可視化與分類統(tǒng)計(jì)(圖2和圖3)。由于DEA模型投入產(chǎn)出效率屬于相對(duì)效率，因此本研究認(rèn)為低效率值是相對(duì)高效率值而言，不應(yīng)理解為無效率[11]。

圖1 2006年、2010年和2016年中國(guó)城市供水效率值

圖2 2006年、2010年和2016年中國(guó)城市供水效率空間分布

從城市供水綜合效率看，高效率、中高、中等、中低與低效率的城市數(shù)量分別由2006年的38，65，116，67，4個(gè)城市發(fā)展到2016年的48，81，103，57，1個(gè)城市，其占所有地級(jí)及以上城市的比重分別為14%，22%，40%，23%，1%與17%，28%，35%，20%，0%。表明中國(guó)城市間供水綜合效率差異較大，其中以中等效率水平的城市占主體，高效率、中高效率與中低效率城市的比重相當(dāng)。令人鼓舞的是中等效率以上的城市占比由76%上升到80%，高效率城市增長(zhǎng)10個(gè)，中高效率城市增長(zhǎng)16個(gè)，中等效率城市減少13個(gè)，中低效率城市減少10個(gè)，低效率城市數(shù)較少，且由4個(gè)(伊春、嘉峪關(guān)、石嘴山、承德)減少到1個(gè)(石嘴山)，也表明在中國(guó)快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中各城市政府非常重視城市供水設(shè)施的建設(shè)管理工作，使得城市供水綜合效率不斷提升。

從城市供水純技術(shù)效率看，高效率、中高、中等、中低與低效率的城市數(shù)量分別由2006年的54，68，110，57，1個(gè)城市發(fā)展到2016年的64，84，93，49，0個(gè)城市，其所占比重分別為19%，23%，38%，20%，0%與22%，29%，32%，17%，0%。該結(jié)果也表明中國(guó)城市間供水純技術(shù)效率差異較大，其中中等效率以上的城市占比由80%上升到83%，高效率城市增長(zhǎng)3個(gè)，中高效率城市增長(zhǎng)6個(gè)，中等效率城市減少6個(gè)，中低效率城市減少3個(gè)，低效率城市由1個(gè)(石嘴山)減少到?jīng)]有，表明中國(guó)城市間供水純技術(shù)效率也在不斷提升。

圖3 2006年、2010年和2016年中國(guó)城市供水效率差異

從城市供水規(guī)模效率看，高效率、中高、中等、中低與低效率的城市數(shù)量分別由2006年的275，13，2，0，0個(gè)城市發(fā)展到2016年的271，15，4，0，0個(gè)城市，其所占比重分別為95%，4%，1%，0%，0%和93%，6%，1%，0%，0%。雖然該結(jié)果表明中國(guó)城市間供水規(guī)模效率差異不顯著，但整體效率高，高效率達(dá)95%與93%以上，沒有中低效率城市和低效率城市。

(3) 中國(guó)城市供水效率變化趨勢(shì)向好，技術(shù)變化作用增強(qiáng)，但城市間供水效率變化差異仍較大。從中國(guó)城市供水效率變化的整體來看(表1)，中國(guó)地級(jí)及以上城市供水效率的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)在2006—2016年的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)都大于1，其均值為1.027，表明研究期內(nèi)中國(guó)地級(jí)及以上城市供水生產(chǎn)率總體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但增長(zhǎng)速度緩慢，僅為2.7%。從整體的生產(chǎn)率變化結(jié)構(gòu)看，在2006—2016年整個(gè)時(shí)間段內(nèi)綜合效率變化均值上升6%，但技術(shù)變化均值下降了3.1%，似乎在整個(gè)時(shí)段內(nèi)技術(shù)變化或技術(shù)改進(jìn)不是中國(guó)城市供水生產(chǎn)率增長(zhǎng)變化的主要驅(qū)動(dòng)因素，但從分時(shí)段看，Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)在2010—2016年時(shí)段要優(yōu)于2006—2010年時(shí)段，技術(shù)變化的作用已經(jīng)超過了純技術(shù)效率變化與規(guī)模效率變化的作用，使得綜合效率變化在Malmquist生產(chǎn)率變化中的貢獻(xiàn)度降低，即由2006—2010年的1.187降低到2010—2016年的1.015，而技術(shù)變化由2006—2010年的0.886上升到2010—2016年的1.071，表明隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)變化成為推動(dòng)Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)向好變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。

表1 中國(guó)城市供水Malmquist生產(chǎn)率變化的分時(shí)段統(tǒng)計(jì)

從中國(guó)城市供水效率變化的個(gè)體來看，中國(guó)地級(jí)及以上城市間供水效率的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)在2006—2016年整個(gè)時(shí)間段內(nèi)的差異較大(表2)，基本分為兩大類：一類是有134個(gè)城市(46%)的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)大于1，城市供水效率實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)變化；另一類是有156個(gè)城市(54%)的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)小于1，城市供水效率處于下降變化，也因而使得整體中國(guó)城市供水的Malmquist生產(chǎn)率增長(zhǎng)速度緩慢。就其兩大類的形成而言，也具有其差異性與復(fù)雜性，對(duì)于Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)大于1的類型可分為綜合效率變化與技術(shù)變化同時(shí)大于1的雙驅(qū)動(dòng)上升型，其城市僅有52個(gè)，占比18%；而由綜合效率變化大于1與帶動(dòng)技術(shù)變化小于1的綜合效率驅(qū)動(dòng)上升型城市有69個(gè)，占比24%；而由技術(shù)變化大于1帶動(dòng)綜合效率變化小于1的技術(shù)變化驅(qū)動(dòng)上升型城市僅為13個(gè)，占比4%。而對(duì)于Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)小于1的城市亦是此3類情形構(gòu)成。

表2 2006-2016年中國(guó)城市供水Malmquist生產(chǎn)率變化類型的城市數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2.2 中國(guó)三大地區(qū)間城市供水效率時(shí)空差異及其變化特征分析

(1) 中國(guó)城市供水效率呈現(xiàn)東部>中部>西部的區(qū)域差異特征。根據(jù)中國(guó)劃分東部地區(qū)、中部地區(qū)、西部地區(qū)的三大區(qū)域經(jīng)濟(jì)帶[27]，將三大地區(qū)各城市供水綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別計(jì)算平均值(圖4)，結(jié)果表明：在2006年，東、中、西部地區(qū)的城市供水綜合效率分別為0.595，0.546與0.511，純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別為0.636，0.576，0.552與0.939，0.950，0.934。到2016年，東、中、西部地區(qū)的城市供水綜合效率分別為0.622，0.610與0.538，而純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別為0.647，0.642，0.586與0.963，0.956，0.924，各效率在空間上基本呈現(xiàn)東部>中部>西部的地域特征，其分布格局與三大地帶的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局相一致。

圖4 2006年、2010年和2 016年中國(guó)三大地區(qū)城市供水效率統(tǒng)計(jì)

(2) 2006—2016年中國(guó)城市供水效率的變化指數(shù)也呈現(xiàn)東部>中部>西部的區(qū)域差異特征，東部地區(qū)的技術(shù)變化作用較為突出。根據(jù)Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)模型測(cè)算的結(jié)果來看(表3)，在2006—2016年的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)，三大地帶東、中、西部地區(qū)城市供水效率的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)分別為1.068，1.015與0.992，除了西部地區(qū)外，東部與中部地區(qū)指數(shù)都大于1，表明研究期內(nèi)東部與中部地區(qū)城市供水生產(chǎn)率總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，增長(zhǎng)速度分別為6.8%與1.5%，而西部地區(qū)則下降了0.8%。從分時(shí)段看，Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)在2010—2016年時(shí)段要遠(yuǎn)高于2006—2010年時(shí)段，東、中、西部地區(qū)城市供水效率的技術(shù)變化作用已經(jīng)超過了純技術(shù)效率變化與規(guī)模效率變化的作用，及其引致的綜合效率變化在Malmquist生產(chǎn)率變化中的貢獻(xiàn)度，表明隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)變化成為東部城市創(chuàng)新引領(lǐng)與西部城市后發(fā)優(yōu)勢(shì)推動(dòng)Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)向好變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。因此，技術(shù)變化或技術(shù)改進(jìn)在未來城市供水效率增長(zhǎng)變化中的地位作用將不斷增強(qiáng)。

表3 中國(guó)三大地區(qū)城市供水Malmquist生產(chǎn)率變化的分時(shí)段統(tǒng)計(jì)

2.3 中國(guó)不同規(guī)模等級(jí)城市的供水效率時(shí)空差異及其變化特征分析

(1) 中國(guó)不同規(guī)模等級(jí)城市的供水效率基本呈現(xiàn)大城市>中等城市>小城市的等級(jí)差異特征。本研究根據(jù)2014年國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)的通知》的規(guī)定，將地級(jí)及以上城市劃分為大城市(100萬以上)、中等城市(50～100萬)與小城市(50萬以下)3個(gè)等級(jí)，分別計(jì)算大、中、小城市的供水綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的平均值(圖5)。結(jié)果表明：在2006年，大、中、小城市供水綜合效率和純技術(shù)效率分別為0.638，0.562，0.513與0.707，0.590，0.543，表明城市規(guī)模越大，城市供水綜合效率和純技術(shù)效率越高，但中、小城市供水規(guī)模效率較好，分別為0.953與0.950，大于大城市供水規(guī)模效率的0.905。到2016年，大、中、小城市供水綜合效率分別為0.674，0.592與0.545，而純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別為0.697，0.609，0.600與0.969，0.973，0.918，各類效率基本呈現(xiàn)大城市>中等城市>小城市的等級(jí)差異特征，即表明城市供水投入產(chǎn)出具有規(guī)模集聚效應(yīng)，城市規(guī)模越大，則城市用水需求越大，必然對(duì)城市供水設(shè)施的配套、維護(hù)、管理等的要求越高，使得供水設(shè)施的綜合生產(chǎn)能力、供水保證率、漏損率都有所增強(qiáng)與改善，從而使得城市供水的規(guī)模集聚效應(yīng)越明顯，城市供水效率就越高，也表明大城市在供水資源要素配置、利用、技術(shù)和規(guī)模集聚上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，中等城市次之，小城市最弱。

(2) 2006—2016年中國(guó)不同規(guī)模等級(jí)城市的供水效率變化指數(shù)呈現(xiàn)大城市>小城市>中等城市的等級(jí)差異特征，大城市的技術(shù)變化作用突出。根據(jù)Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)模型測(cè)算的結(jié)果看(表4)，在2006—2016年的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)，大、中、小城市供水效率的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)分別為1.103，0.987與1.014，除了中等城市外，大城市與小城市指數(shù)都大于1，表明研究期內(nèi)大城市與小城市供水生產(chǎn)率總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，增長(zhǎng)速度分別為10.3%與1.4%，而中等城市供水生產(chǎn)率下降了1.3%。從分時(shí)段看，Malmquist生產(chǎn)率變化在2010—2016年時(shí)段要遠(yuǎn)高于2006—2010年時(shí)段。從大、中、小城市的生產(chǎn)率變化結(jié)構(gòu)看，在2006—2016年整個(gè)時(shí)間段內(nèi)綜合效率變化均值均大于1，技術(shù)變化只在大城市發(fā)揮積極作用，但在2010—2016年時(shí)段，大、中、小城市的供水技術(shù)變化都大于1，表明當(dāng)前城市供水設(shè)施建設(shè)中更加重視技術(shù)變化或技術(shù)改進(jìn)，其已經(jīng)成為推動(dòng)Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)向好發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素。

圖5 2006年、2010年和2016年中國(guó)不同規(guī)模等級(jí)城市供水效率統(tǒng)計(jì)圖

表4 中國(guó)不同規(guī)模等級(jí)城市供水Malmquist生產(chǎn)率變化的分時(shí)段統(tǒng)計(jì)

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

本研究從生產(chǎn)投入的三要素(資本、土地、人力)與產(chǎn)出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行城市供水效率的指標(biāo)選取，盡可能考慮城市供水效率投入產(chǎn)出的共性指標(biāo)。與以往相關(guān)研究相比[1,4,11]，在研究角度、方法以及研究的系統(tǒng)性有了一定的改進(jìn)，包含社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益內(nèi)涵的城市供水效率研究結(jié)果表明其與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，比較符合我國(guó)當(dāng)前城市供水的現(xiàn)狀。但部分城市的供水效率仍然存在偏差，從而使得部分城市供水效率與實(shí)際感知有一定的出入，如嘉峪關(guān)、承德等城市供水效率水平低的結(jié)論，表明城市供水效率研究除了加強(qiáng)共性因素外，也要考慮城市水源特性(地下水與地表水、水量、水質(zhì)、輸水距離)、城市空間形態(tài)(團(tuán)塊狀、條帶狀、組團(tuán)狀)、城市性質(zhì)與規(guī)模(產(chǎn)業(yè)耗水性、安全級(jí)別)以及城市用水管理等城市個(gè)體因素。同時(shí)由于我國(guó)城市供水服務(wù)的公共資源性與政府保障性，為了城市整體的社會(huì)效益，一定程度上支持了水價(jià)不合理、經(jīng)營(yíng)虧損而仍運(yùn)營(yíng)的供水企業(yè)，這些綜合起來導(dǎo)致了我國(guó)城市供水效率的復(fù)雜性，因而只有較好把握共性因素，才能整體上認(rèn)識(shí)我國(guó)城市供水效率的時(shí)空分布規(guī)律。

城市是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，城市供水設(shè)施作為城市基本的市政設(shè)施之一，與城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣表現(xiàn)為鮮明的階段性特點(diǎn)。本研究以供水技術(shù)一致為假設(shè)前提，力求通過每期前5 a供水資本投入的平均值以弱化城市供水設(shè)施建設(shè)的動(dòng)態(tài)性與階段性，力求通過Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)揭示不同時(shí)期城市供水效率和技術(shù)進(jìn)步的變化趨勢(shì)，其所展現(xiàn)的城市供水效率東部>中部>西部與大城市>中等城市>小城市的差異結(jié)果實(shí)際上揭示了我國(guó)城市發(fā)展的階段性差異，即處于發(fā)達(dá)地區(qū)的城市供水效率整體高于欠發(fā)達(dá)地區(qū)的城市供水效率。就我國(guó)城市供水效率與國(guó)外城市供水效率相比較，也符合這一階段性差異特征：(1) 與日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的城市供水效率相比較，我國(guó)城市供水效率偏低。吳育華等分別選取了中國(guó)和日本具有代表性的北京、上海、重慶與東京、大阪、橫濱進(jìn)行比較研究，城市供水效率東京>橫濱>上海[28]。這是因?yàn)槲覈?guó)城市供水系統(tǒng)建設(shè)起步較晚，供水自動(dòng)化技術(shù)與水價(jià)管理體系落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，使得城市供水效率偏低；(2) 與澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家的城市供水效率相比較，我國(guó)城市供水效率也具有其自身的特征。Joel等選取了澳大利亞的維多利亞州和新南威爾州進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)其規(guī)模效率高于純技術(shù)效率是綜合效率的主要驅(qū)動(dòng)因素，技術(shù)變化對(duì)全要素生產(chǎn)率變化的貢獻(xiàn)卻呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)[29]，而我國(guó)城市供水效率技術(shù)變化對(duì)全要素生產(chǎn)率變化的貢獻(xiàn)卻在增大；(3) 與印度等發(fā)展中國(guó)家相比較，我國(guó)城市供水效率具有相似特征。Mukul等選取了印度20個(gè)中心城市研究發(fā)現(xiàn)城市供水效率普遍偏低，大城市供水效率同樣高于小城市[30]。究其原因是印度城市供水的自動(dòng)化技術(shù)比較落后，投入人力多而產(chǎn)出低。因此，進(jìn)行城市供水效率研究不能脫離其城市的發(fā)展階段，不能脫離所在的區(qū)域乃至國(guó)家的發(fā)展階段。

3.2 結(jié) 論

(1) 中國(guó)城市供水效率整體處于中等水平，基本處于最優(yōu)水平的60%左右，其中城市供水規(guī)模效率高于純技術(shù)效率近35個(gè)百分點(diǎn)，是城市供水綜合效率的主要驅(qū)動(dòng)力量。2006—2016年中國(guó)城市間供水效率差異顯著，存在高效率、中高、中等、中低與低效率等不同效率水平的城市，且其數(shù)量分別由2006年的38，65，116，67，4個(gè)城市發(fā)展到2016年的48，81，103，57，1個(gè)城市，并隨時(shí)間的推移效率水平不斷提高。

(2) 中國(guó)城市供水的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)都大于1，總體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但增長(zhǎng)速度緩慢，僅為2.7%，其中技術(shù)變化的作用不斷增強(qiáng)，由2006—2010年的0.886上升到2010—2016年的1.071，成為推動(dòng)Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)向好變化的主要驅(qū)動(dòng)力量。

(3) 中國(guó)城市供水的Malmquist生產(chǎn)率變化類型不同，差異較大，基本形成由綜合效率變化與技術(shù)變化不同作用程度6類生產(chǎn)率變化類型，即Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)大于1的雙驅(qū)動(dòng)上升型、綜合效率驅(qū)動(dòng)上升型與技術(shù)變化驅(qū)動(dòng)上升型，以及Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù)小于1的雙滯后下降型、技術(shù)變化滯后下降型與綜合效率滯后下降型。

(4) 中國(guó)城市供水效率及其Malmquist生產(chǎn)率變化在三大地區(qū)基本呈現(xiàn)東部>中部>西部的區(qū)域差異特征，即與我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局基本一致，呈東中西階梯式遞減的格局，且東部地區(qū)的技術(shù)變化作用較中西部城市更為突出。中國(guó)城市供水效率及其Malmquist生產(chǎn)率變化在不同規(guī)模等級(jí)城市中呈現(xiàn)大城市>中等城市>小城市的等級(jí)差異特征，大城市的技術(shù)變化作用較中小城市突出。