安陽市水資源失衡風(fēng)險經(jīng)濟損失研究

焦士興 陳林芳 王安周

摘 要：為定量評價水資源失衡風(fēng)險造成的經(jīng)濟損失，運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法測算了安陽市的水資源利用效率，探討了水資源失衡風(fēng)險導(dǎo)致的經(jīng)濟損失，并利用Tobit模型研究了水資源失衡風(fēng)險的驅(qū)動因素。結(jié)果表明：①安陽市的水資源利用效率均呈波動上升趨勢且存在區(qū)域差異，多年均值排序為安陽縣>湯陰縣>滑縣>內(nèi)黃縣>安陽市區(qū)>林州市;②湯陰縣、滑縣和內(nèi)黃縣的年均經(jīng)濟損失較小，水資源利用效率逐步提高;安陽市區(qū)、安陽縣和林州市的年均經(jīng)濟損失較大，水資源消耗量大且利用率較低;③安陽市城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率成較弱負相關(guān)關(guān)系，而經(jīng)濟發(fā)展水平對水資源利用效率的影響很小;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整能提升水資源利用效率，但短期內(nèi)效果不明顯;政府干預(yù)對安陽市區(qū)、林州市水資源利用效率影響有限，但對安陽市其他區(qū)域則有積極影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法;Tobit模型;經(jīng)濟損失;驅(qū)動因素;安陽市

中圖分類號：TV213.9 ? 文獻標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.07.012

Abstract： In order to quantitatively evaluate the economic loss caused by the risk of water resources imbalance， the utilization efficiency of water resources was calculated by using the data envelopment analysis method， the economic losses which caused by the risk of water resources imbalance were evaluated and the driving factors of water resources imbalance were studied by using Tobit model in Anyang City. The results show that a） the utilization efficiency of water resources shows an upward trend and there appears regional differences. The order of annual average value of the utilization efficiency of water resources is Anyang County>Tangyin County>Huaxian County>Neihuang County>downtown of Anyang >Linzhou City. b） The annual average economic losses are relatively smaller in Tangyin County， Huaxian County and Neihuang County， and the utilization efficiency of water resources increases gradually， while the annual average economic losses are relatively bigger in the downtown of Anyang， Anyang County and Linzhou City and there are larger consumption and lower utilization of water resources. c） The utilization efficiency of water resources and urbanization has negative correlation slightly， while the economic development level has little effect on the utilization efficiency of water resources. Industrial structure adjustment may promote the utilization efficiency of water resources， but the effect is not significant in the short term. Government intervention has limited effect on the utilization efficiency of water resources in the downtown of Anyang and Linzhou City， but has positive effect on the other counties of Anyang City.

Key words： data envelopment analysis method; Tobit model; economic loss; driving factors; Anyang City

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基[1]。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口增長，水資源開發(fā)過度、粗放利用、污染嚴(yán)重等問題日益突出[2]，提高水資源利用效率能促進區(qū)域水資源持續(xù)利用、有效解決水資源供需不平衡問題[3]。國內(nèi)外評價水資源利用效率的方法主要有比值分析法、指標(biāo)體系法、隨機前沿法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）法[3]等，其中DEA法具有不需要明確變量之間的函數(shù)關(guān)系，不需要考慮量綱的影響等優(yōu)勢[4]，因而得到了廣泛應(yīng)用。Speelman等[5]采用DEA法，評估了規(guī)模收益不變和可變情況下的灌溉用水效率;閃麗潔等[6]采用基于熵權(quán)的模糊物元評價法和DEA法，探討了漢江流域用水效率;Hu Jinli等[7]研究了中國全要素用水效率，指出技術(shù)手段能有效提高水資源利用效率;伍曉濤等[8]采用DEA法，評價了太湖流域水資源利用效率;俞雅乖等[9]采用超效率DEA-Tobit兩階段模型，探討了中國用水效率的區(qū)域差異及其影響因素。

國內(nèi)水資源系統(tǒng)和經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系定量研究較多，在研究方法上多采用一般均衡（CGE）模型[10]、可變模糊識別模型[11]、系統(tǒng)動力學(xué)模型[12]、脫鉤評價模型[13]等，但對水資源失衡風(fēng)險造成的經(jīng)濟損失定量研究相對薄弱。采用DEA模型和經(jīng)濟損失模型，則能夠通過經(jīng)濟損失數(shù)值，直觀反映水資源失衡風(fēng)險對經(jīng)濟發(fā)展造成的影響。河南省安陽市屬于豫北區(qū)域性中心城市，區(qū)內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展差異顯著，探討水資源利用效率及其驅(qū)動因素，對促進水資源合理利用、建設(shè)節(jié)水型社會具有重要意義，同時可為其他城市開展相關(guān)研究提供借鑒?；诖?，筆者采用DEA法測算了安陽市水資源利用效率，探討了水資源失衡風(fēng)險導(dǎo)致的經(jīng)濟損失，并結(jié)合Tobit回歸模型分析了水資源失衡風(fēng)險的影響因素，以期為水資源優(yōu)化配置提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)包括：總用水量、水資源總量、從業(yè)人員數(shù)量、總?cè)丝?、GDP、全社會固定資產(chǎn)投資、GDP指數(shù)、水價、人均GDP、城鎮(zhèn)化率、第一產(chǎn)業(yè)比例、第二產(chǎn)業(yè)比例、政府農(nóng)林水務(wù)支出和政府一般預(yù)算支出。其中：總用水量和水資源總量來源于《安陽水資源公報》（2006—2015年）、《滑縣水資源公報》（2014—2016年），其他社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于《安陽統(tǒng)計年鑒》（2007—2016年），水價數(shù)據(jù)來源于相關(guān)部門。

1.2 研究方法

1.2.1 水資源利用效率

2 結(jié)果與分析

2.1 安陽市水資源利用效率影響因素及經(jīng)濟損失評價指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)以及參考相關(guān)文獻[14，18-21]，結(jié)合安陽市的實際情況，確定資本、勞動力和水資源為投入要素，選取總用水量（代表水資源投入）、從業(yè)人員數(shù)量（代表勞動力投入）和資本存量（代表資本投入）作為水資源實際投入量，選取GDP作為期望產(chǎn)出，構(gòu)建安陽市水資源失衡風(fēng)險造成的經(jīng)濟損失評價指標(biāo)體系（見表1）。

在遵循全面性、科學(xué)性、區(qū)域性等原則基礎(chǔ)上，綜合相關(guān)文獻[18-19，21]以及考慮數(shù)據(jù)完整性和可獲取性，確定經(jīng)濟發(fā)展水平（用人均GDP衡量）、城鎮(zhèn)化水平（用城鎮(zhèn)化率衡量）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（用第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)比例衡量）和政府影響力（用政府農(nóng)林水務(wù)支出與一般預(yù)算支出的比值衡量）為安陽市水資源利用效率影響因素。

2.2 安陽市水資源利用效率分析

運用DEA Frontier Free軟件，結(jié)合安陽市的資本存量、從業(yè)人員數(shù)量、總用水量和GDP等數(shù)據(jù)，利用式（1）和式（2）計算出2006—2015年水資源利用效率（見表2）。

安陽市水資源利用效率總體呈波動上升趨勢，表明水資源開發(fā)利用趨于合理，水資源利用效率不斷提高。安陽市區(qū)水資源利用效率2006年最低，2015年則上升為1.000;安陽縣2008—2011年水資源利用效率均為1.000（稱為DEA有效），表明在一定的社會經(jīng)濟發(fā)展水平下水資源的投入和產(chǎn)出比達到最優(yōu);安陽縣的水資源利用效率由2011年的1.000持續(xù)下降至2015年的0.793，原因主要是2011年年底工業(yè)企業(yè)發(fā)展到700余家，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、工藝裝備落后導(dǎo)致用水效率下降[22]。湯陰縣水資源利用效率由2006年的0.491提高到2015年的1.000，年均增長5.09%?；h和內(nèi)黃縣為糧食主產(chǎn)區(qū)，近年來加強了大功等灌區(qū)配套和節(jié)水改造工程建設(shè)，用水效率不斷提高，有效灌溉面積增大且節(jié)水灌溉水平顯著提升，2014年滑縣有效灌溉面積為10.47萬hm2。林州市2006—2009年水資源利用效率年均值為0.644，2010—2015年均值提高到0.911，表明林州市加強治污投入和用水管理，用水效率有所提升。

安陽市水資源利用效率存在區(qū)域差異，2006—2015年年均值排序為安陽縣（0.890）>湯陰縣（0.886）>滑縣（0.877）>內(nèi)黃縣（0.871）>安陽市區(qū)（0.842）>林州市（0.804）。安陽縣和湯陰縣年均工業(yè)生產(chǎn)總值占GDP比例較高，分別為62.19%、57.57%，表明工業(yè)用水的技術(shù)水平較高，水資源利用較為合理?；h水資源利用效率偏低，主要與水利工程閑置、水資源污染嚴(yán)重、水資源管理不力等有關(guān)[23]。內(nèi)黃縣的工農(nóng)業(yè)占比與滑縣類似，水資源損耗較大，表明其農(nóng)業(yè)灌溉方式粗放、工業(yè)用水技術(shù)水平有待提升。安陽市區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較高，但用水效率整體偏低，主要與2002年以來安陽市加快城市化進程，行政區(qū)劃多次調(diào)整有關(guān)。林州市2006—2009年降水不均衡、客水水源減少、水利設(shè)施老化、工農(nóng)業(yè)用水方式粗放[24]，從而導(dǎo)致水資源利用效率較低。

2.3 安陽市經(jīng)濟損失計算與分析

利用式（3）和式（4），以總用水量、從業(yè)人員數(shù)量和資本存量作為投入指標(biāo)，以GDP作為產(chǎn)出指標(biāo)，計算安陽市水資源失衡風(fēng)險造成的經(jīng)濟損失及占GDP的比例（見表3）。

湯陰縣、滑縣和內(nèi)黃縣的年均經(jīng)濟損失較小，分別為5.26億、10.84億、10.15億元，分別占同期GDP的7.09%、9.38%、11.47%。湯陰縣2006年與2007年的經(jīng)濟損失（平均20.11億元）及其占GDP的比例（平均33.24%）較大，之后損失有所減小（最大8.66億元），表明2006年與2007年的水資源利用方式不合理，造成經(jīng)濟損失較大。滑縣經(jīng)濟損失占GDP的比例逐漸下降（2013年除外），說明隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，水資源利用方式趨于合理，發(fā)展態(tài)勢良好。內(nèi)黃縣年經(jīng)濟損失占GDP的比例高于滑縣（2008年和2010年除外），這與內(nèi)黃縣用水方式不甚合理有關(guān)。

安陽市區(qū)、安陽縣和林州市的年均經(jīng)濟損失較大，分別為36.80億、28.08億、27.15億元，分別占同期GDP的11.57%、9.85%、8.68%。安陽市區(qū)經(jīng)濟損失2006年（66.99億元）、2012年（82.81億元）和2014年（57.89億元）偏高，分別占同期GDP的34.45%、20.92%、11.90%。2005—2011年安陽縣、林州市經(jīng)濟損失較小，而2012—2015年經(jīng)濟損失較大，其中2012—2015年安陽縣經(jīng)濟損失由12.11億元持續(xù)增至124.87億元（占GDP的36.70%），原因主要是該時期水資源利用效率持續(xù)下降;林州市經(jīng)濟損失為22.44億～76.14億元，2012年損失值占GDP比例最小為5.56%。安陽市區(qū)和林州市經(jīng)濟損失較大，與經(jīng)濟快速發(fā)展對水資源消耗量大且水資源利用效率低有關(guān)。因此，只有通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、興修水利設(shè)施、加強規(guī)劃管理等，才能有效提升安陽市水資源利用效率，減少經(jīng)濟損失。

2.4 安陽市水資源利用效率影響因素分析

采用Eviews 10.0軟件與Tobit回歸模型（見式（5）），計算安陽市水資源利用效率影響因素的回歸系數(shù)，結(jié)果見表4。

安陽市人均GDP、第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)比例與水資源利用效率的回歸系數(shù)均趨近于0，表明經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用效率之間的相關(guān)性較弱。安陽市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾比較突出，高能耗行業(yè)占比為2/3[25]，雖然近年來推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，但高能耗問題短期內(nèi)難以解決。2018年安陽市第三產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟增長貢獻率為55.8%，第三產(chǎn)業(yè)雖然發(fā)展快速但層次不高[25]，因此產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對水資源利用效率提升影響不大。

安陽市城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率間的回歸系數(shù)均為負值且趨近于0，說明城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率成較弱負相關(guān)關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計，2005—2016年安陽市城鎮(zhèn)化率由32.50%增至48.50%，年均增長1.45%，年均水資源供給量和需求量分別為10.40億、13.92億m3，城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展加劇了水資源供需矛盾。在城鎮(zhèn)化發(fā)展進程中，一方面通過實行階梯水價、推廣節(jié)水器具等措施，提高了生活用水效率;另一方面農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)集聚，導(dǎo)致工業(yè)資本、勞動力等生產(chǎn)資料大量投入，造成投入冗余并對用水效率產(chǎn)生負向影響[26]。因此，安陽市要推進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，合理開發(fā)水資源，促進城鎮(zhèn)化與水資源系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

安陽市政府影響力與水資源利用效率的相關(guān)性存在區(qū)域差異。安陽市區(qū)、安陽縣和林州市政府影響力與水資源利用效率的回歸系數(shù)成負相關(guān)關(guān)系，原因是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展相對較好，市場化水平高且公眾水權(quán)意識強[21]，市場機制有利于水資源利用效率提升，但政府的干預(yù)和影響有限。湯陰縣等區(qū)域政府農(nóng)林水務(wù)支出增加時，水資源利用效率會提升，提升程度排序為湯陰縣>滑縣>內(nèi)黃縣。湯陰縣的回歸系數(shù)（4.007）最大，說明政府投入能提高節(jié)水意識和節(jié)水技術(shù)，提高水資源利用效率，同時側(cè)面反映出區(qū)域用水方式的粗放。

3 結(jié) 論

（1）安陽市水資源利用效率總體呈上升趨勢，且存在區(qū)域差異。水資源利用效率多年均值排序為安陽縣>湯陰縣>滑縣>內(nèi)黃縣>安陽市區(qū)>林州市。

（2）湯陰縣、滑縣和內(nèi)黃縣由水資源風(fēng)險導(dǎo)致的經(jīng)濟損失較小，水資源的利用效率逐步提高;安陽市區(qū)、安陽縣和林州市由水資源風(fēng)險導(dǎo)致的經(jīng)濟損失較大，產(chǎn)生的水資源損耗逐漸增大，其中安陽市區(qū)最明顯。

（3）安陽市城鎮(zhèn)化率與水資源利用效率成較弱負相關(guān)關(guān)系，經(jīng)濟發(fā)展水平對其產(chǎn)生的影響不明顯;優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能夠提高用水效率，但短期內(nèi)難以實現(xiàn);政府干預(yù)對安陽市區(qū)和林州市水資源利用效率影響有限，但能促進安陽市其他縣水資源利用效率的提高。

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