合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)巢湖流域水資源利用效率的影響研究

○ 任志安，卞曉桐，劉柏陽

（1.安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，安徽 蚌埠 233041；2.南京大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 210093）

水是生命之源，也是城鎮(zhèn)化發(fā)展最為關(guān)鍵的約束變量，城鎮(zhèn)化的發(fā)展對(duì)水資源的開發(fā)利用具有重要影響。伴隨城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)人口不斷集聚、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，城鎮(zhèn)用水量和用水效率也在不斷發(fā)生變化。我國地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模和城鎮(zhèn)化進(jìn)程越來越受到水資源的制約，城鎮(zhèn)化過程中產(chǎn)生的水污染和水資源的不合理利用加劇了水資源的短缺。因此，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中提高水資源的利用效率，解決水資源約束問題，對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義和價(jià)值。

一、文獻(xiàn)綜述

城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的生態(tài)環(huán)境問題一直是學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)。在研究?jī)?nèi)容上，首先，學(xué)者們對(duì)我國干旱半干旱地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水資源利用效率問題投入了廣泛的關(guān)注。王東東等通過對(duì)貴州省城鎮(zhèn)化進(jìn)程中水資源利用的研究，發(fā)現(xiàn)不同城鎮(zhèn)化水平下的水資源利用效率是不同的：在城鎮(zhèn)化水平低的地區(qū)，水資源利用效率較低；在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的地區(qū)，水資源的危機(jī)會(huì)進(jìn)一步加大；在城鎮(zhèn)化成熟的地區(qū)，水資源利用效率較高[1]。方創(chuàng)琳等研究了河西走廊城鎮(zhèn)化與水資源變化之間的耦合關(guān)系，發(fā)現(xiàn)水資源短缺是制約河西走廊城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要元素，城鎮(zhèn)化的發(fā)展加劇了水資源的短缺[2]。王小軍等研究了榆林市城鎮(zhèn)化與水資源利用之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化會(huì)增加用水需求、改變用水結(jié)構(gòu)，但也會(huì)促使水資源的高效利用[3]。李添萍等研究了西寧市城市發(fā)展與水資源之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)工業(yè)水利用效率與西寧市城市化率存在明顯的線性相關(guān)[4]。張曉曉等研究了寧夏城鎮(zhèn)化與水資源利用效率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化水平與用水效益之間呈正相關(guān)關(guān)系，城鎮(zhèn)化對(duì)用水效益提升起促進(jìn)作用[5]。張振龍等通過分析我國西北地區(qū)水資源利用效率的影響因素，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化水平對(duì)水資源利用效率有正向影響[6]。其次，學(xué)者們對(duì)我國水資源較豐富地區(qū)的水資源利用效率、水污染的問題，進(jìn)行了大量的研究。李靜芝等對(duì)洞庭湖地區(qū)的城鎮(zhèn)化與水資源利用關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)洞庭湖地區(qū)處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時(shí)期和規(guī)模擴(kuò)張階段，伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，水資源利用效率和管理水平穩(wěn)步提升[7]；李恒義研究了海河流域城鎮(zhèn)化與水資源利用之間的關(guān)系，認(rèn)為人口和經(jīng)濟(jì)的增長是區(qū)域用水增加的主要?jiǎng)恿?，城?zhèn)化水平的提高可以推動(dòng)區(qū)域用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和用水效率的改善，促進(jìn)區(qū)域水資源使用的科學(xué)有效性[8]。

在研究方法上，學(xué)者們大多采用的是線性回歸方法。馬海良等對(duì)合肥都市圈人口城鎮(zhèn)化和水資源利用關(guān)系進(jìn)行了簡(jiǎn)單的回歸分析，發(fā)現(xiàn)水資源的有效利用能夠促進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程，而城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快使得合肥都市圈水資源質(zhì)量下降[9]；張鳳澤等運(yùn)用SFA測(cè)算江蘇省水資源的利用效率，發(fā)現(xiàn)人口城鎮(zhèn)化水平對(duì)江蘇水資源利用效率的影響最大，社會(huì)城鎮(zhèn)化水平與水資源利用效率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[10]。也有部分學(xué)者認(rèn)為我國城鎮(zhèn)化與水資源利用效率之間的關(guān)系并不一定是線性的，采用了非線性回歸的方法進(jìn)行研究。李華等運(yùn)用主成分分析法和回歸模型，得出西安城市化發(fā)展中的生產(chǎn)用水量伴隨城市化的推進(jìn)呈三次函數(shù)曲線型降低，但人均生活用水量則相反[11]；闞大學(xué)等基于面板平滑轉(zhuǎn)換回歸模型的實(shí)證研究，得出我國城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用總量的影響是非線性的[12]；金巍等通過對(duì)我國城鎮(zhèn)化與水資源消耗的動(dòng)態(tài)演進(jìn)與門檻效應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化對(duì)水資源消耗影響存在顯著的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民收入門檻[13]。此外，還有學(xué)者從區(qū)域差異的角度研究了我國城鎮(zhèn)化與水資源利用的關(guān)系，譬如，張志強(qiáng)、李玉舉通過對(duì)我國31省份用水?dāng)?shù)據(jù)的調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)不同省份用水效率差異明顯，人均用水量具有較大彈性，萬元GDP耗水量有較大的下降空間[14]。

上述研究成果為進(jìn)一步研究我國城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用效率的影響提供了良好的基礎(chǔ)，但仍有可拓展的研究空間。首先，大部分學(xué)者在研究城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用效率的影響時(shí)，通常用水資源利用量和水資源利用率來反映水資源利用效率，雖考慮了水資源對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的作用，卻忽視了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來的水污染。其次，學(xué)者們多采用簡(jiǎn)單面板回歸的方法得出二者間的關(guān)系，沒有對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平進(jìn)行測(cè)度。為深入探究城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用效率的影響，本文選取合肥都市圈和巢湖流域?yàn)檠芯繉?duì)象。這是因?yàn)?，首先，合肥都市圈位于長江中下游沿江長三角西端，是安徽省重點(diǎn)打造的經(jīng)濟(jì)增長極，巢湖流域位于安徽省中部地區(qū)，其覆蓋范圍與合肥都市圈所包含的城市幾乎完全對(duì)應(yīng)，而巢湖作為重要的水源地，對(duì)合肥都市圈經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)；其次，隨著合肥都市圈城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，水資源的需求越來越大，由此造成的水資源污染也越來越嚴(yán)重，合肥都市圈城鎮(zhèn)化發(fā)展與巢湖流域水資源開發(fā)保護(hù)之間的矛盾不斷加劇。因而，探究合肥都市圈城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)巢湖流域水資源利用效率的影響路徑，不但有助于促進(jìn)合肥都市圈城鎮(zhèn)化和巢湖流域水資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，而且從學(xué)術(shù)價(jià)值上來說，也具有典型案例分析的參考意義。由此，本文基于2010——2019年城市面板數(shù)據(jù)，對(duì)合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量和巢湖流域水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度，并對(duì)二者的空間動(dòng)態(tài)演變進(jìn)行分析，探索合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)巢湖水資源利用效率的影響路徑。

二、合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量及巢湖流域水資源利用效率的測(cè)度

（一）合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量測(cè)度

1.指標(biāo)體系構(gòu)建

目前關(guān)于城鎮(zhèn)化質(zhì)量的界定尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但是學(xué)術(shù)界對(duì)城鎮(zhèn)化質(zhì)量的測(cè)度主要采用兩種方法：第一種是單一指標(biāo)法，即以城鎮(zhèn)人口比重來衡量城鎮(zhèn)化發(fā)展的水平。這種方法在測(cè)度城鎮(zhèn)化發(fā)展水平時(shí)較方便，故被眾多學(xué)者采用，但卻不能反映城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)建設(shè)水平。第二種是復(fù)合指標(biāo)法，即從人口、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系，以城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平來衡量城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量。本文在既有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)的可獲得性及科學(xué)性，從人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、社會(huì)城鎮(zhèn)化、生態(tài)城鎮(zhèn)化四個(gè)方面構(gòu)建合肥都市圈城鎮(zhèn)化指標(biāo)體系，測(cè)量合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量（見表1）。

表1 合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量指標(biāo)體系

2.城鎮(zhèn)化質(zhì)量指標(biāo)的計(jì)算方法

為了避免主觀賦權(quán)法中人為主觀因素對(duì)權(quán)重的影響，本文采用客觀賦權(quán)法中的熵值法對(duì)合肥都市圈城鎮(zhèn)化水平進(jìn)行測(cè)度。

首先，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平移。對(duì)于越大越好的指標(biāo)，其計(jì)算公式為：

對(duì)于越小越好的指標(biāo)，其計(jì)算公式為：

其次，計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)方案占此指標(biāo)的比重，其計(jì)算公式為：

計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值，其計(jì)算公式為：

其中，常數(shù)k＞0，log為自然對(duì)數(shù)，ej≥0。k與樣本數(shù)m有關(guān)，一般令k=1/logm，則0≤e≤1

然后，計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)。對(duì)于第j項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)值Xij的差異越大，熵值就越小，其計(jì)算公式為：

再然后，求權(quán)重，其計(jì)算公式為：

最后，計(jì)算各方案的綜合得分，其計(jì)算公式為：

3.城鎮(zhèn)化質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)上述測(cè)度方法測(cè)得合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量的綜合得分（見表2）。

表2 合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量綜合得分

由表2可知，2010——2019年合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量的總體變化為上升趨勢(shì)，但是城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量總體水平較低，且不同城市的城鎮(zhèn)化質(zhì)量在時(shí)間和空間上存在較大差異。從時(shí)間上看，合肥、滁州、六安、馬鞍山和安慶5個(gè)城市的城鎮(zhèn)化質(zhì)量總體呈上升趨勢(shì)，淮南和蕪湖的城鎮(zhèn)化質(zhì)量總體呈下降趨勢(shì)。其中，相較于2010年，2019年城鎮(zhèn)化質(zhì)量上升最快的是滁州，上升了0.145。此外，馬鞍山上升了0.068，六安上升了0.043，安慶上升了0.042，合肥上升了0.025?；茨虾褪徍某擎?zhèn)化質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。其中，淮南的城鎮(zhèn)化水平下降最快，下降了0.181，蕪湖下降了0.014。從空間上看，合肥、蕪湖和馬鞍山的城鎮(zhèn)化質(zhì)量始終保持在0.550以上，安慶、滁州和六安的城鎮(zhèn)化質(zhì)量一直在0.450以下，淮南的城鎮(zhèn)化質(zhì)量在0.400和0.180之間劇烈變化，總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

（二）巢湖流域水資源利用效率測(cè)度

1.指標(biāo)體系構(gòu)建

在水資源利用效率的研究中，國內(nèi)外學(xué)者并沒有一個(gè)統(tǒng)一的指標(biāo)體系，學(xué)者們多采用GDP作為產(chǎn)出指標(biāo)，采用用水總量、勞動(dòng)力投入、固定資產(chǎn)投資作為投入指標(biāo)。然而，GDP只能反映水資源利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，僅以GDP作為產(chǎn)出指標(biāo)是不全面的，不能體現(xiàn)水污染對(duì)水資源利用效率的影響。因此，本文在產(chǎn)出指標(biāo)中加入了非合意產(chǎn)出污水排放量。以科學(xué)性為基礎(chǔ)，兼顧數(shù)據(jù)的可得性，以2010——2019年巢湖流域的用水總量和水利固定資產(chǎn)投資作為投入要素，以巢湖流域GDP和污水排放作為產(chǎn)出要素構(gòu)建巢湖流域水資源利用效率指標(biāo)體系①數(shù)據(jù)根據(jù)歷年的安徽統(tǒng)計(jì)年鑒、各市統(tǒng)計(jì)年鑒、合肥都市圈水資源公報(bào)等相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)而得。。

2. 水資源利用效率指標(biāo)的計(jì)算方法

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型中的CCR和BCC模型，在計(jì)算效率時(shí)，對(duì)于出現(xiàn)的很多效率值為1的決策單元無法再進(jìn)行比較，且容易忽視松弛變量，而超效率DEA模型能夠有效，克服上述缺陷，其計(jì)算出的效率值被允許超過1，從而能區(qū)分比較出效率值為1的評(píng)價(jià)單元，相對(duì)有效決策單元之間也能進(jìn)行效率高低的比較。因此，本文采用超效率DEA模型。超效率DEA模型的數(shù)學(xué)形式如下：

式（8）中，θ為效率值。當(dāng)1≤θ時(shí)，表明此被考察單元是效率前沿面上的點(diǎn)，因而處于有效率狀態(tài)；當(dāng)θ≤1時(shí)，表明無效率。x為投入指標(biāo)，y為產(chǎn)出指標(biāo)，k為決策單元數(shù)，s-為投入松弛變量，s+為產(chǎn)出松弛變量。

在式（9）、式（10）中，xt、xt+1分別為t、t+1期的投入量；yt、yt+1分別為t、t+1期的產(chǎn)出量；Dt、Dt+1分別表示t、t+1期以技術(shù)為參照的決策單元的距離函數(shù)。

式（11）通過對(duì)上述兩式求取幾何平均值，以此來度量t期到t+1期生產(chǎn)率的變化。

3.水資源利用效率的測(cè)度結(jié)果

根據(jù)公式（8）——（11），計(jì)算得到巢湖流域7市水資源利用超效率值（見表3）。

表3 巢湖流域7市水資源利用超效率值

由表3可知，首先，巢湖流域水資源利用效率表現(xiàn)出明顯的時(shí)間分異性。2010——2019年，合肥、六安和蕪湖3個(gè)城市的效率值穩(wěn)步提升，滁州、馬鞍山和安慶3個(gè)城市的效率值處于下降狀態(tài)，巢湖流域水資源利用超效率值從2010年的1.33下降到2019年的1.26。其次，巢湖流域水資源利用效率表現(xiàn)出明顯的區(qū)域分異性。合肥市的效率均值最高達(dá)到2.31，馬鞍山的效率均值僅為0.61。

三、合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)巢湖流域水資源利用效率影響的實(shí)證分析

（一）城鎮(zhèn)化影響水資源利用效率路徑研究

1. 變量選擇

（1）被解釋變量：水資源利用效率（tfp）。水資源利用效率反映了這一地區(qū)的水資源使用情況，故選用水資源利用效率值來表示。

（2）核心解釋變量：1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（ist），第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占國民生產(chǎn)總值比重。2）農(nóng)業(yè)種植變化（awc），農(nóng)業(yè)用水在水資源使用量中占有極大比重，農(nóng)業(yè)種植對(duì)水資源利用具有重要影響，故選用農(nóng)作物種植面積來表示。3）科技進(jìn)步（tec），科技進(jìn)步可以通過水污染治理和節(jié)水設(shè)施的應(yīng)用來影響水資源利于效率，故采用三種專利申請(qǐng)授權(quán)數(shù)來表示。4）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（pcgdp），經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)于水資源使用量具有較大影響，故采用人均GDP來表示。

（3）控制變量：1）水資源稟賦（apw），研究發(fā)現(xiàn)水資源豐富的地區(qū)水資源污染和浪費(fèi)較為嚴(yán)重，水資源稟賦對(duì)水資源利用效率具有負(fù)面影響，故選用人均水資源擁有量來表示。2）工業(yè)污水處理能力（twc），工業(yè)污水處理能力的提高有利于提高水資源利用效率，故選用工業(yè)污水處理設(shè)備處理污水能力來表示。

2．?dāng)?shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)樣本由2010——2019年合肥都市圈7個(gè)城市面板數(shù)據(jù)構(gòu)成。所有數(shù)據(jù)均來自2011——2020年安徽統(tǒng)計(jì)年鑒。

3.模型的回歸與分析

設(shè)定本文的基準(zhǔn)回歸方程為：

使用Stata14對(duì)基準(zhǔn)回歸方程進(jìn)行估計(jì)，以研究城鎮(zhèn)化通過不同路徑對(duì)水資源利用效率的影響。在對(duì)基準(zhǔn)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)時(shí)，考慮各個(gè)城市在其他因素方面的差異，選用固定效應(yīng)模型對(duì)待估的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。估計(jì)結(jié)果Prob＞F=0.0000，表明固定效應(yīng)顯著。同時(shí)利用隨機(jī)效應(yīng)模型，進(jìn)行個(gè)體效應(yīng)顯著性檢驗(yàn)，Prob=1.0000，表明隨機(jī)效應(yīng)非常不顯著。最后進(jìn)行Hausman檢驗(yàn)，Prob=0.0000＜0.05。因此，采用固定效應(yīng)回歸模型更為合適。采用固定效應(yīng)模型的回歸結(jié)果見表4。

表4 模型基準(zhǔn)回歸

由表4可知，首先，將所有解釋變量和控制變量進(jìn)行固定效應(yīng)回歸模型分析，模型1的結(jié)果顯示，控制變量水資源稟賦和工業(yè)廢水處理能力不顯著，因此將這兩個(gè)控制變量刪除。其次，用固定效應(yīng)回歸模型進(jìn)行回歸分析得到模型2。模型2的結(jié)果顯示，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用效率呈負(fù)相關(guān)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)每提高1個(gè)百分點(diǎn)，水資源利用效率可降低0.7769個(gè)百分點(diǎn)。合肥都市圈的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以第二產(chǎn)業(yè)為主，工業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)制造業(yè)占有較大比重，水資源消耗和污染較大，不利于水資源利用效率的提高。農(nóng)業(yè)種植面積和水資源利用效率呈負(fù)相關(guān)，農(nóng)作物種植面積每提高1個(gè)百分點(diǎn)，水資源利用效率降低0.3571個(gè)百分點(diǎn)。合肥都市圈農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展較為緩慢，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的漫灌、農(nóng)藥化肥等不合理的生產(chǎn)方式不利于水資源利用效率的提高。此外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與水資源利用效率呈正相關(guān)關(guān)系，隨著合肥都市圈經(jīng)濟(jì)的不斷壯大，更多的經(jīng)濟(jì)資源會(huì)被用于水資源的開發(fā)和保護(hù)，可提高水資源的利用效率。科技進(jìn)步對(duì)水資源利用效率的提高不顯著，這或許是因?yàn)?，雖然合肥都市圈科技不斷進(jìn)步，但是可用于提高水資源利用效率的技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用較少。

（二）城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)巢湖流域水資源利用效率的門檻效應(yīng)研究

1.模型設(shè)定

為驗(yàn)證合肥都市圈水資源利用效率和城鎮(zhèn)化進(jìn)程之間是否存在門檻效應(yīng)，本文參照Hansen[15]的研究設(shè)定單一面板門檻回歸模型：

2.變量選擇

（1）被解釋變量：水資源利用效率（wue）。以水資源利用的效率值作為水資源利用效率的度量指標(biāo)。水資源利用效率既包括生產(chǎn)生活以及生態(tài)用水帶來的經(jīng)濟(jì)增長和生態(tài)綠化，也包括水污染等負(fù)面效應(yīng)。

（2）核心解釋變量：城鎮(zhèn)化率（ubr）。城鎮(zhèn)化不是簡(jiǎn)單地僅指人口城鎮(zhèn)化，還包括經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、社會(huì)城鎮(zhèn)化和生態(tài)城鎮(zhèn)化，因而在選擇城鎮(zhèn)化指標(biāo)時(shí)以城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)作為城鎮(zhèn)化的代理變量。

（3）門檻變量：經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（pcgdp）。從各國城市化發(fā)展的歷史來看，城鎮(zhèn)化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)城市化步伐。從合肥都市圈城鎮(zhèn)化綜合指數(shù)來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是推動(dòng)城鎮(zhèn)化的最重要因素。因此以人均GDP來衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

（4）控制變量：農(nóng)業(yè)用水、科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。其中，以農(nóng)作物種植面積作為農(nóng)業(yè)用水（apa）的代理變量，考查農(nóng)業(yè)變動(dòng)對(duì)水資源利用的影響；以工業(yè)廢水處理能力代表科技進(jìn)步（tec），測(cè)度科技創(chuàng)新對(duì)于水資源利用效率的影響；以第二產(chǎn)業(yè)占國民生產(chǎn)總值比重（ist），測(cè)度產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)水資源利用效率的影響。

3．?dāng)?shù)據(jù)來源

采用2010——2019年合肥都市圈7個(gè)城市的面板數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于2011——2020年的合肥都市圈統(tǒng)計(jì)年鑒和合肥都市圈7個(gè)城市的國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

4.實(shí)證結(jié)果及分析

本文以經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平作為門檻變量，考察合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)巢湖流域水資源利用效率的影響。單門檻檢驗(yàn)的LR統(tǒng)計(jì)量在5%的顯著性水平上通過檢驗(yàn)，說明合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)巢湖流域水資源利用效率的影響存在單一門檻。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平門檻值為11.34，且都處于95%的置信區(qū)間，說明門檻值真實(shí)有效。模型估計(jì)結(jié)果見表5。

表5 門檻效應(yīng)回歸結(jié)果

根據(jù)估計(jì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平門檻值，將合肥都市圈7市分為經(jīng)濟(jì)發(fā)展高水平地區(qū)（pcgdp＞4.63）和經(jīng)濟(jì)發(fā)展低水平地區(qū)（pcgdp≤4.63）。表5的回歸結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)發(fā)展高水平地區(qū)，城鎮(zhèn)化水平對(duì)水資源利用效率的影響系數(shù)為-0.4113；經(jīng)濟(jì)發(fā)展低水平地區(qū)，城鎮(zhèn)化水平對(duì)水資源利用效率的影響系數(shù)為-0.3152。這表明在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地區(qū)，城鎮(zhèn)化每提高1個(gè)百分點(diǎn)所帶來的水資源利用效率增加量會(huì)存在顯著的不同。

第一，農(nóng)業(yè)用水的模型估計(jì)系數(shù)為-0.0342，說明合肥都市圈農(nóng)業(yè)發(fā)展不利于提高水資源利用效率。近年來隨著合肥都市圈人口城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，農(nóng)村農(nóng)作物種植面積呈擴(kuò)大趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)用水總量呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殡S著合肥都市圈土地流轉(zhuǎn)政策的實(shí)施，農(nóng)村集約化生產(chǎn)得以提高，農(nóng)業(yè)種植面積得以擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)用水量不斷增多。但是合肥都市圈現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展水平還較低，農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)品的過量使用，致使農(nóng)業(yè)水污染問題日益嚴(yán)重，不利于水資源利用效率的提高。

第二，科技進(jìn)步的模型估計(jì)系數(shù)為0.0013，表明科技進(jìn)步有利于提高水資源利用效率。但是合肥都市圈科技進(jìn)步對(duì)于提高水資源利用效率不顯著。這主要是因?yàn)楣I(yè)企業(yè)在工業(yè)廢水處理上成本較高，雖然很多工業(yè)企業(yè)有工業(yè)廢水處理設(shè)施，但是實(shí)際上依然大量存在亂排亂放和偷排偷放的現(xiàn)象，同時(shí)監(jiān)管部門監(jiān)管不到位執(zhí)法不嚴(yán)格，導(dǎo)致合肥都市圈工業(yè)廢水長期得不到有效解決，水資源利用效率降低。

第三，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的模型估計(jì)系數(shù)為-0.0425，說明合肥都市圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不利于提高水資源利用效率。合肥市都市圈產(chǎn)業(yè)以第二產(chǎn)業(yè)為主，說明合肥都市圈在走新型城鎮(zhèn)化道路時(shí)，需優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)其轉(zhuǎn)型升級(jí)，進(jìn)而降低水資源利用強(qiáng)度及其總量，提高水資源利用效率。

由此可見，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下，合肥都市圈城鎮(zhèn)化的提高對(duì)水資源利用效率的影響是負(fù)面的，合肥都市圈城鎮(zhèn)化與水資源利用效率的關(guān)系還處于“倒U型”的下降階段。因此，提高合肥都市圈經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)于提高合肥都市圈水資源利用效率具有重要意義。

（三）城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)水資源利用效率的空間溢出效應(yīng)分析

1.模型設(shè)定

為檢驗(yàn)水資源利用效率和城鎮(zhèn)化質(zhì)量之間是否存在空間溢出效應(yīng)，設(shè)定如下的面板空間自回歸模型：

2.變量選擇

（1）城鎮(zhèn)化質(zhì)量（ui）。隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，對(duì)水資源的需求越來越大，城鎮(zhèn)化質(zhì)量將影響水資源的利用效率。因此選用城鎮(zhèn)化質(zhì)量綜合得分來表現(xiàn)城鎮(zhèn)化質(zhì)量。

（2）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（pcgdp）。一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平會(huì)影響其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和科技水平，從而影響其水資源利用效率。研究表明區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與水資源利用效率一般呈現(xiàn)“倒U型”關(guān)系[16-17]。人均GDP是衡量一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，因此選用人均GDP來表現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

（3）農(nóng)業(yè)用水（apa）。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是用水大戶，農(nóng)業(yè)的灌溉方式和農(nóng)業(yè)面源污染會(huì)影響水資源利用效率。因此選用農(nóng)業(yè)種植面積來衡量農(nóng)業(yè)用水。

（4）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（ist）。區(qū)域工業(yè)發(fā)展階段及發(fā)展模式、高耗水高污染工業(yè)類型都影響著地區(qū)的水資源利用效率。因此選用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占國民生產(chǎn)總值比重來衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

（5）科技進(jìn)步（tec）?？萍歼M(jìn)步開發(fā)出的眾多節(jié)水設(shè)備，可提高污水處理能力、節(jié)約水資源、提高水資源利用效率。因此選用三種專利申請(qǐng)授權(quán)數(shù)來衡量科技進(jìn)步。

3．?dāng)?shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)均來自于2011——2020年的安徽統(tǒng)計(jì)年鑒。

4.模型的選擇、結(jié)果與分析

2010——2019年巢湖流域水資源利用效率Moran’s I總體大于0且小于1，通過了1%水平上的顯著性檢驗(yàn)（見表6），拒絕了“無空間自相關(guān)”的原假設(shè)，說明巢湖流域水資源利用效率呈現(xiàn)空間依賴性，適合采用空間計(jì)量分析方法。通過Wald和Lratio檢驗(yàn)，得出P值為0.41，大于0.1，表明SDM模型并不適用，因此采用SAR與SEM模型。進(jìn)一步對(duì)SAR模型和SEM模型進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)SEM模型的Hausman檢驗(yàn)通不過，因此選擇空間SAR固定效應(yīng)的模型（見表7）。

表6 Moran‘s I的結(jié)果

表7 空間計(jì)量結(jié)果

由表7可知，第一，城鎮(zhèn)化質(zhì)量的直接效應(yīng)為正，說明合肥都市圈各市城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)各市的水資源利用效率具有重要的促進(jìn)作用。城鎮(zhèn)化的推進(jìn)促進(jìn)了人口和產(chǎn)業(yè)集聚，加強(qiáng)了城市水資源的集中管理，有利于提高水資源的利用效率。同時(shí)隨著城市人口的增加，居民水資源的節(jié)約意識(shí)不斷提高，也有利于促進(jìn)水資源利用效率的提高。城鎮(zhèn)化質(zhì)量的間接效應(yīng)為負(fù)且不顯著，說明合肥都市圈各市城鎮(zhèn)化質(zhì)量的提高對(duì)相鄰市區(qū)的影響不大。這主要是因?yàn)楹戏识际腥Τ擎?zhèn)化發(fā)展質(zhì)量較低，對(duì)周邊地區(qū)影響較小，所以對(duì)周邊城市的水資源利用效率影響也較小。雖然合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量和巢湖流域水資源利用效率存在空間相關(guān)性，但是空間溢出效應(yīng)不顯著。

第二，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的直接效應(yīng)為正，說明合肥都市圈各市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)各市的水資源利用效率具有重要的促進(jìn)作用。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高可以吸引更多的人口、資本、技術(shù)等要素向各城鎮(zhèn)聚集，有利于促進(jìn)水資源的開發(fā)和管理。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的間接效應(yīng)為負(fù)，說明合肥都市圈經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)周邊地區(qū)水資源利用效率產(chǎn)生了負(fù)向影響。這主要是因?yàn)楹戏识际腥λ蛋l(fā)達(dá)，上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的水污染容易污染下游地區(qū)的水資源。同時(shí)隨著合肥經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，合肥對(duì)周邊地區(qū)水資源的需求越來越大，也容易造成水資源的過度開發(fā)。

第三，農(nóng)業(yè)種植的直接效應(yīng)為負(fù)，說明合肥都市圈各市農(nóng)業(yè)種植面積的增加不利于促進(jìn)各市水資源利用效率的提高。巢湖流域農(nóng)業(yè)種植以傳統(tǒng)耕作方式為主，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過度的農(nóng)藥化肥使用及不合理的污水灌溉等都會(huì)引起大面積淺層地下水質(zhì)的惡化。農(nóng)業(yè)種植的間接效應(yīng)為正且不顯著，說明合肥都市圈各市農(nóng)業(yè)種植面積增加對(duì)相鄰市區(qū)的影響不大。這主要是因?yàn)楹戏识际腥Φ霓r(nóng)業(yè)種植以家庭承包為主，區(qū)域聯(lián)系不強(qiáng)。

第四，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的直接效應(yīng)為負(fù)，說明合肥都市圈各市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不利于促進(jìn)各市水資源利用效率的提高。合肥都市圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以第二產(chǎn)業(yè)為主，且第二產(chǎn)業(yè)以傳統(tǒng)工業(yè)為主，對(duì)水資源需求較大，工業(yè)污水排放較多，均不利于水資源利用效率的提高。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的間接效應(yīng)為正，說明合肥都市圈各市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)相鄰城市的水資源利用效率具有正向影響。這主要是因?yàn)楹戏识际腥?jīng)濟(jì)發(fā)展以合肥為主，對(duì)周邊地區(qū)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生巨大的虹吸效應(yīng)，周邊地區(qū)的工業(yè)企業(yè)不斷向合肥集聚，且合肥對(duì)周邊城市存在水資源生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，進(jìn)一步促進(jìn)了周邊城市對(duì)水資源的保護(hù)，促進(jìn)了水資源的利用效率。

第五，科技進(jìn)步的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)都不顯著有違常理。這主要是因?yàn)椋阂环矫婧戏识际腥Ω魇械目萍及l(fā)展雖然有巨大進(jìn)步，但是在水資源利用和管理方面的科技突破卻較少，提高水資源利用的實(shí)際效果不顯著；另一方面，雖然很多工業(yè)企業(yè)都有工業(yè)廢水處理設(shè)施，但是較高的工業(yè)廢水處理成本，使得大量亂排、亂放和偷排、偷放的現(xiàn)象仍然存在。監(jiān)管部門監(jiān)管不到位、執(zhí)法不嚴(yán)格，也致使科技進(jìn)步對(duì)合肥都市圈水資源利用效率的提高不顯著。

5.穩(wěn)健性檢驗(yàn)

為了確保表7分析結(jié)果的可靠性，將空間固定效應(yīng)模型替換為普通面板模型進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。結(jié)果顯示變量的系數(shù)方向和顯著性均無顯著變化（見表8），這表明上文分析得出的城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)水資源利用效率的空間溢出效應(yīng)結(jié)論具有穩(wěn)健性。

表8 穩(wěn)健性檢驗(yàn)結(jié)果

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

第一，合肥都市圈城鎮(zhèn)化發(fā)展水平總體較低，存在顯著的區(qū)域差異性；第二，巢湖流域水資源利用效率總體處于有效狀態(tài)，但在2011——2013年、2017——2019年，巢湖流域水資源利用效率出現(xiàn)消退，技術(shù)效率明顯下降；第三，合肥都市圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)種植不利于巢湖流域水資源利用效率的提高，科技進(jìn)步對(duì)巢湖流域水資源利用效率作用不顯著，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)巢湖流域水資源利用效率的提高有正向作用；第四，合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量和巢湖流域水資源利用效率之間存在門檻效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高有利于提高水資源利用效率；第五，合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)水資源利用效率具有重要的促進(jìn)作用，但是各市城鎮(zhèn)化質(zhì)量對(duì)相鄰地區(qū)水資源利用效率的影響不顯著。因此，需要從合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量的改善和巢湖流域水資源利用效率的提高這兩大方面著手，采取相應(yīng)的措施。

（二）建議

1.加強(qiáng)社會(huì)城鎮(zhèn)化和生態(tài)城鎮(zhèn)化建設(shè)

研究結(jié)果表明，在合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量影響因素中，人口城鎮(zhèn)化的作用在不斷減小，生態(tài)城鎮(zhèn)化和社會(huì)城鎮(zhèn)化的作用在不斷增強(qiáng)，尤其是生態(tài)城鎮(zhèn)化對(duì)城鎮(zhèn)化質(zhì)量的促進(jìn)作用不斷增強(qiáng)，但是比重較低。當(dāng)前，人民對(duì)美好生活的需求不斷增強(qiáng)，因此合肥都市圈城鎮(zhèn)化建設(shè)一要從社會(huì)保障和生態(tài)文明建設(shè)的理念出發(fā)，從單一的人口城鎮(zhèn)化和粗暴的規(guī)模擴(kuò)張的建設(shè)理念轉(zhuǎn)向內(nèi)涵質(zhì)量的核心思想，不斷推進(jìn)城鄉(xiāng)醫(yī)療、教育、交通和社會(huì)保障等公共服務(wù)體系建設(shè)和完善，釋放城鎮(zhèn)公共空間和產(chǎn)品需求；二要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，從經(jīng)濟(jì)優(yōu)先逐漸轉(zhuǎn)化為生態(tài)優(yōu)先，不斷優(yōu)化城鎮(zhèn)化環(huán)境質(zhì)量和人民生活質(zhì)量，促進(jìn)合肥都市圈城鎮(zhèn)化建設(shè)走向符合人民生活需求的高質(zhì)量發(fā)展。

2.促進(jìn)城鎮(zhèn)化區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展

研究結(jié)果表明，合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量具有明顯的區(qū)域差異性，主要表現(xiàn)為中部高、南北低的空間格局，要提高合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量就需要促進(jìn)城鎮(zhèn)化區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展。合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量集聚效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，主要表現(xiàn)為六安、淮南等低城鎮(zhèn)化質(zhì)量城市向合肥集聚。因此要充分發(fā)揮合肥這個(gè)核心城市的帶動(dòng)作用，通過交通聯(lián)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)合理分工、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)治理等多種措施，發(fā)揮合肥核心城市的帶動(dòng)作用，促進(jìn)合肥都市圈城鎮(zhèn)化區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平

研究結(jié)果表明，合肥都市圈經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化比重從2009年的36%增長到2018年的41%，經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化是促進(jìn)合肥都市圈城鎮(zhèn)化質(zhì)量提升的最重要影響因素，對(duì)提高合肥都市圈各市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平至關(guān)重要。因此，首先需大力培育各地區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。各地區(qū)要根據(jù)自身資源稟賦和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)具有特色的、經(jīng)濟(jì)效益較高的特色產(chǎn)業(yè)，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其次要促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。第三產(chǎn)業(yè)具有經(jīng)濟(jì)效益高、能源消耗低、環(huán)境污染小的特點(diǎn)，是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。同時(shí)隨著人口向城鎮(zhèn)集聚，居民對(duì)餐飲和娛樂等消費(fèi)需求不斷加大，也為第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

4.加強(qiáng)水資源利用效率的科技支撐

研究結(jié)果表明，科技進(jìn)步對(duì)水資源利用效率促進(jìn)不顯著，需加強(qiáng)合肥都市圈水資源效率的科技支撐，開展合肥都市圈水資源治理的科技研究。圍繞巢湖流域可開展水生態(tài)的科學(xué)檢測(cè)、水質(zhì)分析、水資源節(jié)約保護(hù)、水安全預(yù)警等技術(shù)研究；針對(duì)區(qū)域水土流失可進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)與信息化技術(shù)應(yīng)用研究。此外，還可加強(qiáng)巢湖流域污染源的防治和水生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究、重要水源地水庫水體富營養(yǎng)化的治理技術(shù)研究、防洪和灌區(qū)節(jié)水的改造工程生態(tài)建設(shè)技術(shù)研究、河道和湖庫底泥清淤及資源化利用技術(shù)研究等。

5.優(yōu)化合肥都市圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

研究結(jié)果表明，合肥都市圈城鎮(zhèn)化產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和農(nóng)業(yè)種植不利于巢湖流域水資源利用效率的提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)相鄰地區(qū)水資源利用效率具有負(fù)向溢出效應(yīng)，急需調(diào)整合肥都市圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在合肥都市圈用水總量中，2018年農(nóng)業(yè)用水占53.26%。近年來合肥都市圈農(nóng)業(yè)種植面積不斷擴(kuò)大，但是農(nóng)業(yè)種植對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率卻較低，對(duì)水資源的需求量則居高不下。因此，合肥都市圈一要積極改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植方式，發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向集約化方向轉(zhuǎn)變，提高水資源利用效率；二要促進(jìn)第二產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)，著力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，特別是培育地區(qū)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)；三要促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化和信息化的快速發(fā)展。

6.加強(qiáng)水資源的跨區(qū)域聯(lián)合保護(hù)

研究結(jié)果表明，合肥都市圈城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用效率具有明顯的空間相關(guān)性和空間溢出效應(yīng)，合肥都市圈各市需進(jìn)行跨區(qū)域合作，強(qiáng)化水資源的跨區(qū)域保護(hù)。首先，樹立合肥都市圈水資源保護(hù)和管理的一體化思想。合肥都市圈已經(jīng)樹立了經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的思想，在水資源保護(hù)上也要達(dá)成區(qū)域合作的普遍共識(shí)和責(zé)任意識(shí)。其次，建立職責(zé)分明的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。合肥都市圈跨區(qū)域水資源保護(hù)要強(qiáng)調(diào)水資源保護(hù)的總體規(guī)劃和總體行動(dòng)，可以建立一個(gè)類似于淮河水利委員會(huì)的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)合肥都市圈和巢湖流域水資源的統(tǒng)一管理，可通過強(qiáng)化資源配置職能來強(qiáng)化都市圈水資源的利用和水污染治理職能，做到有組織、有領(lǐng)導(dǎo)，職責(zé)分明，行動(dòng)統(tǒng)一。最后，加強(qiáng)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制建設(shè)。建立和完善跨區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是跨區(qū)域水資源協(xié)調(diào)保護(hù)的重要手段。