福建省經(jīng)濟增長與水資源消耗聯(lián)動關(guān)系分析

高 玲 侯福霞

(福州大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院， 福建福州 350108)

水資源是維持人類經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，隨著福建省經(jīng)濟的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展同時人民生活水平也不斷提高，水資源的需求進一步擴大，水資源的供需矛盾束縛著經(jīng)濟社會的發(fā)展。當(dāng)前如何妥善處理福建省經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用之間的關(guān)系，是關(guān)乎國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要議題，也是亟需深入研究的問題。

福建省近年來經(jīng)濟快速發(fā)展。2018年，福建省GDP總量達(dá)3.58萬億，經(jīng)濟增速8.3%，在東部沿海省份中排名第一，在全國省市中高居前10。經(jīng)濟的快速發(fā)展意味著對水資源的需求量也在快速增加，這讓福建省面臨水資源利用方面的巨大挑戰(zhàn)。[1]首先，經(jīng)濟發(fā)展增大了水資源利用壓力。2018年福建省用水總量為186.9億立方米，約占福建省水資源總量的24%，其中工業(yè)用水量為62.1億立方米，而工業(yè)用水量的增加往往伴隨著工業(yè)廢污水排放量的增加，從而加劇水質(zhì)性缺水情況。其次,水資源分布與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不相匹配。福建省由于地形和氣候的原因，水資源分布呈現(xiàn)西多東少的局面。經(jīng)濟發(fā)展較快的福州、廈門、泉州、漳州4個城市，人口占福建省總?cè)丝诘?5%，但水資源占有量只有全省的30%，人均水資源占有量也遠(yuǎn)小于全省平均水平，已達(dá)缺水標(biāo)準(zhǔn)。再次，水資源利用難度增大。福建省位于東南沿海，由于氣候及地形原因區(qū)域內(nèi)降水量年際變化大，汛期降水量可達(dá)全年降水總量的80%左右，洪水多發(fā)，利用較為困難。因此, 正確認(rèn)識福建省經(jīng)濟增長與水資源利用之間的動態(tài)關(guān)系對于未來水資源的管理及合理利用具有重要意義，同時可為福建省水資源效率的提高以及水資源的保護提供借鑒。

一、前期研究綜述

童彥、朱海燕等通過VAR模型和脈沖響應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，耕地資源量和經(jīng)濟發(fā)展在長期是互相促進的。[2]常文千等在剖析煤炭、原油的脈沖作用對第三產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)影響時發(fā)現(xiàn)，天津市第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值受到能源消費、煤炭消費以及原油消費影響不是簡單的正向或者負(fù)向作用，而是有著一個調(diào)整周期。[3]邵慶龍利用脈沖響應(yīng)和方差分析對經(jīng)濟增長和第一、二、三產(chǎn)業(yè)能源消耗之間的動態(tài)關(guān)系進行計量分析，發(fā)現(xiàn)能源消耗增加的主要原因是經(jīng)濟發(fā)展水平的提高。[4]鹿晨昱、王春娟等構(gòu)建VAR模型并利用脈沖響應(yīng)和方差分析對慶陽市經(jīng)濟增長與環(huán)境污染、資源消耗的關(guān)系進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SO2排放量以及能源、水資源消耗總量對經(jīng)濟增長產(chǎn)生十分明顯的影響。[5]王狀、李效順等通過構(gòu)建改進后的Solow柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)方法，揭示了西部資源型城市的經(jīng)濟發(fā)展與資源消耗規(guī)律。結(jié)果表明，西部城市經(jīng)濟增長與能源消耗存在正相關(guān)關(guān)系；西部資源型城市經(jīng)濟驅(qū)動因子各異，但整體上對能源消耗依賴性較強、科技進步率低、規(guī)模報酬遞減。[6]李青、陳紅梅等為了研究農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長和農(nóng)業(yè)用水量之間的關(guān)系，對新疆維吾爾自治區(qū)15個地州(市)的數(shù)據(jù)建立面板VAR模型，研究發(fā)現(xiàn)北、東、南疆三個地區(qū)農(nóng)業(yè)用水對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的促進效用逐個遞減。[7]許永欣、馬駿通過構(gòu)建面板VAR模型發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水量的增加對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長具有長期促進作用。[8]本文在1996-2018年福建省23年GDP增長率和水資源消耗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建VAR模型，分析福建省經(jīng)濟增長和水資源消耗之間的動態(tài)關(guān)系。

以上研究對構(gòu)建VAR模型分析經(jīng)濟增長與資源消耗之間的聯(lián)動關(guān)系進行了很多有益的探索，但現(xiàn)有文獻(xiàn)更多的是分析某一城市經(jīng)濟增長與煤、石油等能源的消耗以及與環(huán)境污染的關(guān)系，而較少分析某省宏觀的經(jīng)濟增長與微觀水資源不同利用方式之間的聯(lián)動關(guān)系。福建省作為我國沿海省份中經(jīng)濟增速快且水資源占有量也較多的典型省份，對其經(jīng)濟發(fā)展與用水結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的研究偏少。對福建省經(jīng)濟增長過程中用水結(jié)構(gòu)的變化進行研究，發(fā)現(xiàn)此過程中出現(xiàn)的問題并探索出解決的方法對其經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展具有較大意義?；诖耍疚闹胤治龈＝ㄊ〗?jīng)濟發(fā)展過程中水資源消耗結(jié)構(gòu)與特點，使用向量自回歸模型對福建省經(jīng)濟增長與農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量、生活用水量之間的聯(lián)動關(guān)系進行計量研究，定量識別經(jīng)濟增長過程中水資源的具體消耗情況，以期為福建省發(fā)展經(jīng)濟過程中合理分配及利用水資源提供一定的指導(dǎo)。

二、數(shù)據(jù)選取及變量說明

本文選取1996-2018年福建省GDP增長率(GDPgr)作為經(jīng)濟增長指標(biāo)，以農(nóng)業(yè)用水量(AWC)、工業(yè)用水量(IWC)和生活用水量(DWC)作為水資源消耗指標(biāo)。數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》和《福建省統(tǒng)計年鑒》(見表1)。為消除時間序列的異方差問題，本研究對所選的4項指標(biāo)進行對數(shù)化處理。各變量說明見表2。數(shù)據(jù)分析軟件為Eviews10.0。

表1 原始數(shù)據(jù)

表2 各變量說明

本文運用VAR模型分析福建省經(jīng)濟增長和水資源消耗的關(guān)系。VAR模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

Yt=a1Yt-1+...+apYt-p+βXt+δt

(1)

其中，Yt是k維內(nèi)生變量；Xt是D維外生變量；a1，…，ap是自回歸系數(shù)矩陣；β是待估計的系數(shù)矩陣；內(nèi)生變量有p階滯后期；δt為k維隨機擾動向量。

三、VAR模型建立

(一)平穩(wěn)性檢驗

建立VAR模型時，首先需要檢驗變量的平穩(wěn)性，這直接關(guān)系到所建立模型的可靠性。本文對福建省經(jīng)濟增長和水資源指標(biāo)進行平穩(wěn)性檢驗，檢驗結(jié)果見表3。

表3 平穩(wěn)性檢驗結(jié)果

由單位根檢驗結(jié)果可知，在5%的顯著性水平下，除農(nóng)業(yè)用水量變量(LNAWC)拒絕原假設(shè)之外，其余原變量在對應(yīng)置信區(qū)間內(nèi)均屬于非平穩(wěn)時間序列。在此基礎(chǔ)上進一步對所有原變量作一階差分處理后，DLNGDPgr和DLNAWC在1%顯著性水平下是平穩(wěn)序列，DLNIWC在10%顯著性水平下是平穩(wěn)序列，DLNDWC在5%顯著性水平下是平穩(wěn)序列，表明各序列均為一階單整序列，可進行協(xié)整檢驗。

(二)協(xié)整檢驗

本文在研究福建省經(jīng)濟增長和水資源消耗之間的聯(lián)動關(guān)系時，運用4個指標(biāo)建立了多變量的VAR模型，所以采用Johansen協(xié)整檢驗法更合適。

在進行協(xié)整檢驗前，需確定VAR模型的最優(yōu)滯后階數(shù)，表4顯示最優(yōu)滯后階數(shù)為2。

表4 VAR模型最優(yōu)滯后階數(shù)選擇

確定最優(yōu)滯后階數(shù)為2階后可進行協(xié)整檢驗，在5%顯著性水平下存在1個協(xié)整關(guān)系，即表明福建省經(jīng)濟增長和水資源消耗量指標(biāo)間存在長期的協(xié)整關(guān)系(見表5)。

表5 Johansen協(xié)整檢驗結(jié)果

四、實證分析

(一)VAR模型穩(wěn)定性

基于以上分析，對LNGDPgr、LNAWC、LNIWC和LNDWC四個指標(biāo)建立VAR(2)模型。運用Eviews10.0軟件對動態(tài)方程的參數(shù)進行估計(見表6)。從模型的擬合優(yōu)度(0.661423，0.913074，0.953484，0.942185)來看，此VAR模型的擬合程度較好。

表6 VAR方程參數(shù)估計

由圖1可知，該模型全部特征根均小于1(最大特征根為0.9739)，即均位于單位圓內(nèi)，表明此VAR(2)模型是穩(wěn)定的。

圖1 VAR特征多項式根模倒數(shù)

(二)脈沖響應(yīng)

1. 經(jīng)濟增長與農(nóng)業(yè)用水量的脈沖響應(yīng)

由圖2可知，當(dāng)LNAWC受到一個標(biāo)準(zhǔn)差沖擊后， LNGDPGR的當(dāng)期響應(yīng)值為0.003454，之后開始下降，在第2期達(dá)到最小值(-0.113617)，然后波動上升，但除第5期外，均為負(fù)值。響應(yīng)期內(nèi)累計響應(yīng)值為-0.320005，說明農(nóng)業(yè)用水量對經(jīng)濟增長產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，且曲線的收斂趨勢表明負(fù)向效應(yīng)在不斷縮小。而就農(nóng)業(yè)用水量對經(jīng)濟增長率的沖擊響應(yīng)來看，當(dāng)期響應(yīng)值為0，然后呈上升趨勢，第3期開始波動下降，在整個分析期累計響應(yīng)值為0.110473，這表明隨著經(jīng)濟增長，農(nóng)業(yè)用水量不斷增加，但增長趨勢持續(xù)減弱。以上分析表明，前期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的消耗量較大，對經(jīng)濟發(fā)展存在一定程度的制約。但后期隨著經(jīng)濟水平提高，農(nóng)業(yè)用水量出現(xiàn)減少趨勢，同時其對經(jīng)濟增長的制約作用也不斷縮小。這與福建省政府對農(nóng)業(yè)及農(nóng)村經(jīng)濟的大力扶持有關(guān)，尤其是近幾年隨著福建省努力提高水果、茶葉、中藥材等產(chǎn)品的市場競爭力，加快發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)及生態(tài)農(nóng)業(yè)。同時大力開發(fā)并利用農(nóng)業(yè)技術(shù)力量，發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)。這一系列措施提高了農(nóng)業(yè)用水效率，使得農(nóng)業(yè)用水對經(jīng)濟增長的制約作用不斷減小。

圖2 GDP增長率與農(nóng)業(yè)用水量的脈沖響應(yīng)曲線

2. 經(jīng)濟增長與工業(yè)用水量的脈沖響應(yīng)

從圖3可以看出，LNGDPGR對LNIWC沖擊響應(yīng)當(dāng)期為0，此后開始正向增長，在第2期達(dá)到最大(0.062735)，然后開始下降，在第11期降為負(fù)值后下降趨勢沒有改變。這表明前期隨著工業(yè)耗水量的增加，為經(jīng)濟發(fā)展帶來的推動作用比較顯著，后期推動作用在不斷減小，最終降為負(fù)向影響。工業(yè)用水量對經(jīng)濟增長率的沖擊響應(yīng)在當(dāng)期為負(fù)值的-0.004908，并呈下降趨勢，在第3期降到最低(-0.040719)，隨后開始波動上升，在第16期升為正值并繼續(xù)呈正向增長，表明前期經(jīng)濟增長為工業(yè)耗水量的變動帶來負(fù)向影響，隨著福建省工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展過程中淘汰一些高耗水、高污染企業(yè)，建立并實施工業(yè)節(jié)水機制對水資源加以合理利用，同時建立許多節(jié)水工業(yè)園區(qū)，經(jīng)濟增長開始逐漸為工業(yè)耗水量帶來正向影響。

圖3 GDP增長率與工業(yè)用水量的脈沖響應(yīng)曲線

3. 經(jīng)濟增長與生活用水量的脈沖響應(yīng)

由圖4可知，經(jīng)濟增長率對生活用水量的沖擊響應(yīng)在前13期為負(fù)值并波動上升，在14期響應(yīng)值接近于0后直到20期都為正向趨勢，說明前期生活用水量的增加會對經(jīng)濟增長產(chǎn)生負(fù)向的制約效應(yīng)，后期則會產(chǎn)生正向的促進作用，從脈沖響應(yīng)曲線的變動趨勢來看，制約效應(yīng)不斷減弱，促進作用有所增加。生活用水量對GDP增長率的沖擊響應(yīng)值在前2期基本為0，從第3期到第12期持續(xù)下降，然后開始上升，響應(yīng)期內(nèi)累計響應(yīng)值為-0.218153，表明經(jīng)濟的增長會對生活用水量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。LNDWC對LNGDPGR的沖擊響應(yīng)曲線呈現(xiàn)“U”型特征，表明經(jīng)濟發(fā)展水平的提高對生活用水量的制約作用表現(xiàn)為先增強后減弱的特征。以上分析表明，生活用水消耗對經(jīng)濟增長的制約作用不斷減小，并產(chǎn)生持續(xù)的促進作用。這得益于近年福建省政府采取一系列措施合理規(guī)劃生活用水、控制生活用水量，并不斷提高人們節(jié)水意識、普及節(jié)水設(shè)施設(shè)備等，使得生活用水效率越來越高，對經(jīng)濟發(fā)展的制約作用不斷減小。

圖4 GDP增長率與生活用水量的脈沖響應(yīng)曲線

(三)方差分解

方差分解是將VAR模型中的各變量按照成因進行結(jié)構(gòu)分解，進而計算出每個結(jié)構(gòu)沖擊對內(nèi)生變量的貢獻(xiàn)度。從表7得出的結(jié)果可以看出，農(nóng)業(yè)用水量對經(jīng)濟增長的貢獻(xiàn)率在前兩期呈增長趨勢，從0.02%增長到18.99%，之后呈波動下降趨勢，到響應(yīng)期末降至9.73%，表明農(nóng)業(yè)用水的消耗對經(jīng)濟發(fā)展的促進作用在前期比較明顯，但到后期開始減弱。在響應(yīng)期內(nèi)，GDP增長率與農(nóng)業(yè)用水量二者對彼此的貢獻(xiàn)度變動趨勢是一致的，這表明前期經(jīng)濟的發(fā)展導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水消耗量的增加，而后期經(jīng)濟水平的提高對農(nóng)業(yè)耗水量的影響不斷縮小。

工業(yè)用水量對經(jīng)濟增長的貢獻(xiàn)率在前三期增長明顯，由0增長到6.39%，之后開始呈現(xiàn)出緩慢的波動增長趨勢，這表明前期工業(yè)用水的大量消耗帶來了經(jīng)濟水平的快速提高。而GDP增長率對工業(yè)用水量的貢獻(xiàn)度在第1期為0.59%，到第3期迅速上升到18.98%，之后開始呈下降趨勢，到期末降為7.87%，這表明前期經(jīng)濟的增長依賴于工業(yè)水資源的大量消耗，但后期隨著用水結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，工業(yè)耗水量開始逐漸減少到一個合理的水平。

生活用水量對經(jīng)濟增長的貢獻(xiàn)率在響應(yīng)期內(nèi)不斷增大，到響應(yīng)期末為44.77%，表明生活用水量的增加對GDP增長率的提高具有一定的推動作用。經(jīng)濟增長對于生活用水量的貢獻(xiàn)率相對而言較小，到響應(yīng)期末貢獻(xiàn)率為5.44%，表明GDP增長率對生活用水量的正向促進作用較小。

表7 方差分解的結(jié)果

五、結(jié)論

本文基于1996-2018年福建省經(jīng)濟增長與水資源消耗的時間序列數(shù)據(jù)，建立VAR模型檢驗GDP增長率與農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量及生活用水量之間的協(xié)整關(guān)系，并進一步利用脈沖響應(yīng)和方差分解揭示了它們之間的動態(tài)聯(lián)系。結(jié)果表明，隨著近些年經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量、生活用水量三者向合理水平不斷調(diào)整、優(yōu)化，但具體的調(diào)整過程和結(jié)果還存在待改進的區(qū)間。福建省要實現(xiàn)經(jīng)濟增長與水資源之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，可以從以下幾個方面進行更有效的水資源管理。

(一)優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)水資源高效利用

依照全面規(guī)劃、綜合利用、節(jié)約用水、分清主次等原則，合理設(shè)定水資源開發(fā)管理目標(biāo)和優(yōu)先次序，充分發(fā)揮政府和市場在水資源配置中的作用，進一步細(xì)分、落實各項目標(biāo)，促進各地水資源利用同經(jīng)濟發(fā)展方向、發(fā)展模式高效結(jié)合協(xié)調(diào)發(fā)展。具體而言，加強對用水企業(yè)用水量的管理和監(jiān)督，建立健全工業(yè)企業(yè)水資源消耗的市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，完善節(jié)水約束性指標(biāo)考核制度，抑制不合理用水需求，不斷優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)。

(二)嚴(yán)格落實用水效率控制，促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級

福建省在發(fā)展農(nóng)業(yè)時可利用其地形優(yōu)勢，推進灌區(qū)山地雨水集蓄工程，并積極推廣可有效提高農(nóng)業(yè)用水效率的相關(guān)節(jié)水灌溉技術(shù)。建立健全節(jié)約用水的獎懲機制，宣傳推廣節(jié)水新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝。對于一些生產(chǎn)工藝及設(shè)備十分落后的高耗水企業(yè)要敦促其進行升級，嚴(yán)重耗水的則要及時淘汰，以加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。

提高水資源循環(huán)利用率，加強用水企業(yè)循環(huán)利用水資源以及對工業(yè)廢水進行回收利用。在生活用水方面，提高公眾的節(jié)水意識和水患意識，增強社會的節(jié)水責(zé)任感。

(三)加強水資源保護，加大水污染防治力度

福建省境內(nèi)主要地表水來源地閩江、九龍江、汀江、晉江、東溪、龍江等都存在不同程度的水質(zhì)污染，地下水污染情況也時有發(fā)生，在需水量持續(xù)增加的情況下，對水源地的保護應(yīng)格外重視。政府應(yīng)堅持落實屬地責(zé)任、強化系統(tǒng)治理、加強風(fēng)險管控的基本原則，各級政府切實履責(zé)，加強組織領(lǐng)導(dǎo)與部門間協(xié)作，大力推進水源地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、水源涵養(yǎng)、水土流失治理以及清理水源區(qū)違法網(wǎng)箱養(yǎng)殖等措施，落實并強化水源地保護政策。對境內(nèi)污水排放企業(yè)需定期嚴(yán)格排查，檢驗不合格企業(yè)視其程度及時督促其停產(chǎn)整治或停業(yè)、關(guān)閉等，加強對水環(huán)境執(zhí)法的監(jiān)察和法律監(jiān)督。

注釋：

[1] 福建省水利廳：《2018年福建省水資源公報》，福州，2019年。

[2] 童 彥、朱海燕、施 玉：《云南省耕地資源變化與經(jīng)濟發(fā)展的動態(tài)響應(yīng)研究》，《資源開發(fā)與市場》2015年第1期。

[3] 常文千、李憶蘇、楊悅婷、張軍鵬：《天津市第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與能源消費耦合性分析》，《華北理工大學(xué)學(xué)報》(社會科學(xué)版)2020年第2期。

[4] 邵慶龍：《中國經(jīng)濟增長與三個產(chǎn)業(yè)能源消耗的結(jié)構(gòu)調(diào)整》，《科研管理》2017年第1期。

[5] 鹿晨昱、王春娟、張子龍，等：《隴東黃土高原地區(qū)資源消耗、環(huán)境污染與經(jīng)濟增長的耦合關(guān)系——以慶陽市為例》，《生態(tài)學(xué)雜志》2015年第9期。

[6] 王 狀、李效順、張 琦，等：《西部資源型城市經(jīng)濟增長與能源消耗關(guān)系計量研究》，《中國礦業(yè)》2019年第12期。

[7] 李 青、陳紅梅、王雅鵬：《基于面板VAR模型的新疆農(nóng)業(yè)用水與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的互動效應(yīng)研究》，《資源科學(xué)》2014年第8期。

[8] 許永欣、馬 駿：《基于面板VAR模型的農(nóng)業(yè)用水與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長關(guān)系研究》，《山東農(nóng)業(yè)科學(xué)》2017年第5期。