長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率比較研究

楊 騫 徐 青

(1.山東財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014)

一、引言與文獻(xiàn)綜述

黨的十八大以來，推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展與推動黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展先后上升為國家重大區(qū)域戰(zhàn)略。長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域都是以河流為依托的重要經(jīng)濟(jì)地帶和生態(tài)保護(hù)地帶，在空間上均橫跨中國東、中、西三大區(qū)域，水資源在兩大戰(zhàn)略區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有戰(zhàn)略性地位。長江是我國第一大河流，長江流域提供了我國36.5%的水資源，是南水北調(diào)東、中、西三條線路等我國水資源配置的戰(zhàn)略水源地、連接?xùn)|中西部的“黃金水道”(1)解讀中國：長江經(jīng)濟(jì)帶[EB/OL]. http://www.china.com.cn/guoqing/node_7205163.htm.。黃河流域是我國重要的生態(tài)屏障和經(jīng)濟(jì)地帶，水資源狀況對黃河流域的生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要影響。2019年習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上強(qiáng)調(diào)指出，要堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，以水而定、量水而行，讓黃河成為造福人民的幸福河。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域兩大戰(zhàn)略區(qū)域的水資源狀況卻不容樂觀，長江經(jīng)濟(jì)帶的水質(zhì)污染與黃河流域的水資源短缺問題日趨嚴(yán)重。長江經(jīng)濟(jì)帶的面積雖然僅占全國的21%，但廢水排放總量卻占全國的40%以上，單位面積的化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物排放強(qiáng)度是全國平均水平的1.5-2倍(2)環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院.長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃[M].北京：中國環(huán)境出版社，2017.。黃河流域水資源保障形勢嚴(yán)峻，黃河水資源總量不到長江的7%，人均占有量僅為全國平均水平的27%，水資源開發(fā)利用率高達(dá)80%，遠(yuǎn)超一般流域40%生態(tài)警戒線。此外，黃河流域的水資源受工業(yè)、城鎮(zhèn)生活和農(nóng)業(yè)面源三方面的污染問題突出，加之尾礦庫污染，使得2018年黃河137個(gè)水質(zhì)斷面中，劣V類水占比達(dá)12.4%，明顯高于全國6.7%的平均水平(3)習(xí)近平.在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的講話[J].求是,2019，(20).。水環(huán)境污染和水資源短缺問題已經(jīng)成為制約長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域兩大戰(zhàn)略區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸，在控制水環(huán)境污染約束下不斷提升水資源綠色效率已成為解決兩大戰(zhàn)略區(qū)域水危機(jī)問題的根本途徑?；谝陨媳尘?，本文以長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略中的“長江經(jīng)濟(jì)帶”和黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略中的“黃河流域”為研究對象，從水資源綠色效率的總體水平、區(qū)域內(nèi)部差異、效率增長驅(qū)動力量三個(gè)方面對兩大戰(zhàn)略區(qū)域總體及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)部門的水資源綠色效率進(jìn)行多層次比較。

傳統(tǒng)上評價(jià)水資源利用效率的指標(biāo)是利用水資源消耗系數(shù)的單要素投入指標(biāo)，如萬元GDP用水量、人均用水量、萬元工業(yè)增加值用水量等。雖然以單要素投入指標(biāo)來衡量水資源利用效率的計(jì)算過程較為簡便，但未考慮到產(chǎn)出是水資源與其他生產(chǎn)要素共同作用的結(jié)果，因此用該種方法來評價(jià)水資源效率具有較大的局限性。全要素水資源效率在測算過程中考慮了除水資源以外的其他投入指標(biāo)，更加符合實(shí)際的生產(chǎn)過程，在水資源效率評價(jià)中應(yīng)用較為廣泛。在早期全要素水資源利用效率的研究中，資源環(huán)境約束并未納入水資源效率測度框架(Joel等，2010)[1]。伴隨著水污染問題日益凸顯，將資源環(huán)境約束納入水資源效率評價(jià)當(dāng)中成為新的發(fā)展趨勢，并逐漸演變成水資源效率評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)研究范式(楊騫、劉華軍，2015[2]；Song等，2018[3]；楊高升、謝秋皓，2019[4]；孫才志等，2020[5])。在概念界定上，與水資源綠色效率具有相似含義的概念包括“環(huán)境約束下的水資源效率”“污染排放約束下的水資源效率”“水資源環(huán)境效率”“綠色水資源效率”等。盡管以上概念名稱多種多樣，但它們本質(zhì)上是在水資源效率測度框架中考慮了水污染等非期望產(chǎn)出指標(biāo)。當(dāng)前，綠色發(fā)展理念已經(jīng)深入人心，本文借鑒Hu等(2006)[6]“全要素用水效率”的思想，綜合考慮水資源的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，采用水資源綠色效率的概念以凸顯新時(shí)代綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)代特征。

在測度方法的選擇上，隨機(jī)前沿分析(SFA)和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是評價(jià)全要素水資源效率的兩種主要方法。相較于SFA方法，DEA方法在測算過程中無須設(shè)定具體的函數(shù)形式，同時(shí)允許考慮多種投入和產(chǎn)出，測度結(jié)果相對更準(zhǔn)確，應(yīng)用更為廣泛(Geng等，2019[7]；任玉芬等，2020[8])。為了將生產(chǎn)過程中的“壞”產(chǎn)出納入效率測度中，學(xué)者們普遍采用考慮非期望產(chǎn)出的SBM模型，該模型在用水效率測度中將水污染等非期望產(chǎn)出考慮在內(nèi)(孫才志等，2017)[9]。由于不同時(shí)期具有不同的生產(chǎn)技術(shù)前沿面，而基于不同的生產(chǎn)技術(shù)前沿面測度的效率值不具有跨期可比性，為此，學(xué)者們采用全局基準(zhǔn)技術(shù)將樣本時(shí)期的所有投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)構(gòu)造生產(chǎn)前沿面，解決了效率值的跨期可比問題(劉華軍等，2020)[10]。在前人研究的基礎(chǔ)上，本文通過構(gòu)建全局參比的非期望產(chǎn)出SBM模型(Global Benchmark-Undesirable Outputs SBM，G-U-SBM)對水資源綠色效率進(jìn)行測度。由于DEA屬于數(shù)據(jù)驅(qū)動型的方法，數(shù)據(jù)質(zhì)量以及投入產(chǎn)出要素的選擇將直接影響水資源綠色效率的測度結(jié)果。在投入指標(biāo)的選擇上，現(xiàn)有研究將水資源、勞動和資本作為投入要素(任俊霖等，2016)[11]。在產(chǎn)出指標(biāo)的選擇上，學(xué)者們將GDP作為期望產(chǎn)出指標(biāo)，將灰水足跡、廢水排放量、廢水中的氨氮排放量和COD排放量等作為非期望產(chǎn)出納入水資源利用效率評價(jià)系統(tǒng)(楊騫、劉華軍，2015[12]；高孟菲等，2020[13]；章恒全等，2020[14])，充分體現(xiàn)了學(xué)術(shù)界對于水資源和水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注。水污染主要是由人類活動產(chǎn)生的污染物造成的，考慮廢水排放中的多種污染物可以更好地衡量水質(zhì)污染的程度。由于DEA方法受到經(jīng)驗(yàn)法則的約束，投入產(chǎn)出指標(biāo)過多會降低模型的準(zhǔn)確程度甚至可能造成線性無可行解。熵值法可以將多種污染物擬合成一個(gè)綜合指標(biāo)，可以有效克服主觀賦權(quán)帶來的偏差，從而提高效率測算的準(zhǔn)確度。

從水資源綠色效率的研究部門看，多數(shù)研究基于工業(yè)或農(nóng)業(yè)部門對不同地區(qū)的水資源利用效率進(jìn)行測度和評價(jià)(雷玉桃、黃麗萍，2015[15]；佟金萍等，2020[16]；Wang等，2015[17]；楊騫等，2017[18]；馬劍鋒等，2018[19])，這為研究區(qū)域水資源綠色效率提供了有益的啟示。鮮有學(xué)者從水資源利用的多部門視角研究區(qū)域用水效率，也尚未發(fā)現(xiàn)有從工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)部門來考察長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率的研究。從區(qū)域研究視角看，多數(shù)研究基于國家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地理位置劃分的三大地區(qū)、四大地區(qū)、六大地區(qū)和八大地區(qū)來研究不同行業(yè)的水資源利用效率(馬海良等，2015[20]；孫才志等，2018[21]；鄧光耀、張忠杰，2019[22]；韓穎、張珊，2020[23]；張國基等，2020[24])。以上研究有利于掌握水資源利用效率的區(qū)域特征和促進(jìn)水資源優(yōu)化配置。黨的十八大以來，為了縮小地區(qū)差距，促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，國家重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略相繼提出。與此同時(shí)，有關(guān)我國重大戰(zhàn)略區(qū)域水資源利用效率的研究也逐漸涌現(xiàn)出來，如長江經(jīng)濟(jì)帶、京津冀地區(qū)、黃河流域水資源利用效率的研究(盧曦、許長新，2017[25]；趙姜等，2017[26])。上述文獻(xiàn)從不同區(qū)域視角豐富了水資源利用效率的研究，但尚未發(fā)現(xiàn)對不同國家戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率進(jìn)行比較的相關(guān)研究。

本文以長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略中的“長江經(jīng)濟(jì)帶”和黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略中的“黃河流域”為研究樣本，在數(shù)據(jù)包絡(luò)分析框架下構(gòu)建G-U-SBM模型和全局參比的Malmquist指數(shù)及其分解方法，采用全要素水資源效率的測度思路，對兩大戰(zhàn)略區(qū)域的水資源綠色效率進(jìn)行科學(xué)測度和比較。與已有研究相比，本文采用熵值法將廢水排放中的12種污染物擬合成水污染排放指數(shù)作為非期望產(chǎn)出，從效率水平、內(nèi)部差異、效率動態(tài)變化及驅(qū)動力量等多個(gè)維度對長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域及其工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)四部門的水資源綠色效率進(jìn)行綜合比較。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

(一)研究方法

1.全局參比的非期望產(chǎn)出SBM模型

本文構(gòu)造全局基準(zhǔn)技術(shù)下包含期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的環(huán)境生產(chǎn)可行性集(Environmental Production Possibility Set，EPPS)。假設(shè)有k(k=1, …,K)個(gè)決策單元和t(t=1, …,T)個(gè)時(shí)期，決策單元k投入I種要素xi(i=1, …,I)，生產(chǎn)M種期望產(chǎn)出ym(m=1, …,M)和Q種非期望產(chǎn)出bq(q=1, …,Q)。對于每個(gè)時(shí)期T，滿足閉集和有界集、投入和產(chǎn)出可自由處置、零結(jié)合以及產(chǎn)出弱可處置性等條件的全局基準(zhǔn)下的環(huán)境生產(chǎn)可行性集如式(1)所示。式(1)若增加∑∑λ=1的假設(shè)，則代表環(huán)境生產(chǎn)可能性集滿足規(guī)模報(bào)酬可變的假設(shè)(Variable Returns to Scale，VRS)，若去掉該約束條件，則表示環(huán)境生產(chǎn)可能性集滿足不變規(guī)模報(bào)酬假設(shè)(Constant Returns to Scale，CRS)。當(dāng)兩種規(guī)模報(bào)酬假設(shè)下得到的結(jié)果不同時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用VRS假設(shè)的結(jié)果。因此，本文均在VRS假設(shè)下進(jìn)行后續(xù)的模型設(shè)定及實(shí)證分析。

(1)

G-U-SBM模型的分式規(guī)劃模型如式(2)所示。需要注意的是，式(2)為分式規(guī)劃模型，在實(shí)際的具體測算中可以通過將其轉(zhuǎn)換為線性規(guī)劃模型求解。

(2)

2.全要素水資源效率測度方法

借鑒Hu等(2006)[6]的測度思路，全要素水資源效率(Total Factor Water Efficiency，TFWE)可以表示為用水量的實(shí)際值與目標(biāo)值的比值，具體測度方法如式(3)所示。

(3)

從式(3)可以看出，TFWE位于0-1之間，TFWE越大，用水效率越高，反之則越低。若TFWE=1，即松弛量為0，則意味著水資源沒有過度投入，該DMU位于生產(chǎn)前沿面上。

3.Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)

Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)可以用來分析全要素水資源綠色效率的動態(tài)變化，并且可以分解為效率改善(Technical Efficiency Change，EC)與技術(shù)進(jìn)步(Technological Change，TC)。因此，本文在DEA效率測度的前提下，進(jìn)一步構(gòu)建全局基準(zhǔn)技術(shù)下的Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)。

(4)

MGk(xkt+1,ykt+1,bkt+1,xkt,ykt,bkt)=EC×TCG

(5)

(6)

(7)

式(4)中，EkG(xkt+1、ykt+1、bkt+1)和EkG(xkt、ykt、bkt)分別表示在全局生產(chǎn)技術(shù)下第t+1期和第t期的水資源技術(shù)效率值。式(5)中，Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)分解為效率改善(EC)與技術(shù)進(jìn)步(TC)，EC體現(xiàn)了“追趕效應(yīng)”，TC體現(xiàn)了“前沿轉(zhuǎn)換效應(yīng)”。

(二)數(shù)據(jù)來源

本文以2011-2017年中國大陸30個(gè)省、直轄市和自治區(qū)(不包括西藏)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)為樣本，采用G-U-SBM模型和全局參比的Malmquist指數(shù)對中國分省、長江經(jīng)濟(jì)帶及黃河流域的水資源綠色效率進(jìn)行測度和分解。根據(jù)《長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》，長江經(jīng)濟(jì)帶包括上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南和貴州11個(gè)省(市)。對于黃河流域的省份劃分，現(xiàn)有研究對是否將四川省納入黃河流域存在爭議，部分學(xué)者在對黃河流域的研究中未包含四川省(金鳳君等，2020)[27]，還有學(xué)者將四川省納入黃河流域開展研究(徐輝等，2020)[28]。黃河僅流經(jīng)四川省的阿壩藏族羌族自治州和甘孜藏族自治州，這兩個(gè)自治州的人口和經(jīng)濟(jì)總量約占黃河流域的0.7%和0.3%，對黃河流域整體水資源利用的影響較小。四川省主要受長江水系的影響，《長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》已將四川省納入長江經(jīng)濟(jì)帶中，國家最新發(fā)布的《全國重點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃(2021-2035年)》中并未將四川省納入黃河流域的省份范圍?；谝陨峡紤]，本文將青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、山東等8個(gè)省份作為黃河流域的樣本省份。

參考已有文獻(xiàn)，本文選取勞動、資本、水資源作為投入要素，選取地區(qū)生產(chǎn)總值作為期望產(chǎn)出，選取用熵值法將廢水中的12種污染物擬合成的水污染排放指數(shù)為非期望產(chǎn)出。樣本數(shù)據(jù)處理及來源如下：(1)勞動投入。選取城鎮(zhèn)單位就業(yè)人數(shù)、私營企業(yè)和個(gè)體就業(yè)人員的年末總數(shù)來表征勞動投入。數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局。(2)資本投入。以資本存量表征資本投入，Ki,t=(1-δi,t)Ki,t-1+Ii,t，式中Ki,t和Ki,t-1分別表示第i個(gè)省區(qū)t時(shí)期和t-1時(shí)期的資本存量，Ii,t表示以不變價(jià)衡量第i個(gè)省份t時(shí)期的投資總量，δi,t表示第i個(gè)省區(qū)t時(shí)期的資本折舊率。式中涉及的三個(gè)重要變量，主要參考單豪杰(2008)[29]的做法進(jìn)行處理：首先，本文以“固定資本形成總額”作為每年的名義投資總量，并利用“固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)”作為投資品價(jià)格指數(shù)，換算成以2011年不變價(jià)計(jì)算的分省年度實(shí)際投資總量。其次，關(guān)于基期(2011年)資本存量的確定，本文認(rèn)同單豪杰“經(jīng)濟(jì)穩(wěn)態(tài)的情況下存量資本的增長率與投資增長率是相等的(ΔK/K=ΔI/I)”這一假定，采用2011-2015年實(shí)際投資增長率的幾何平均值(gi)代替2011年的存量資本增長率，并進(jìn)一步通過公式Ki,，2010=Ki,，2011/(δi,，2010+gi)求得2010年的實(shí)際資本存量，其中Ki,，2011為2011年的實(shí)際資本形成總量，是借助“名義資本形成總量”與“固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)”換算成以2010年為基期的代理變量。借鑒單豪杰的做法，我們將各省份的資本折舊率統(tǒng)一設(shè)定為10.96%。計(jì)算過程所用到的名義指標(biāo)與指數(shù)數(shù)據(jù)均來源于國家統(tǒng)計(jì)局。(3)水資源投入。以工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)用水總量表征水資源投入，數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局。(4)期望產(chǎn)出。本文選取地區(qū)生產(chǎn)總值表示期望產(chǎn)出，為了消除價(jià)格變化對期望產(chǎn)出數(shù)據(jù)的影響，根據(jù)地區(qū)生產(chǎn)總值指數(shù)計(jì)算各地區(qū)每年相對于2011年為基期的生產(chǎn)總值增長率(2011年為1)，再利用2011年的名義地區(qū)生產(chǎn)總值與該指數(shù)相乘，進(jìn)而得到以2011年為基期按不變價(jià)格計(jì)算的地區(qū)生產(chǎn)總值。名義地區(qū)生產(chǎn)總值與地區(qū)生產(chǎn)總值指數(shù)均來自國家統(tǒng)計(jì)局。(5)非期望產(chǎn)出。以水污染排放指數(shù)代表非期望產(chǎn)出，采用熵值法將廢水排放中的化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷石油類、揮發(fā)酚、鉛、汞、鎘、總鉻、砷和六價(jià)鉻等12種污染物擬合為水污染排放指數(shù)。廢水中12種污染物的數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局。

三、結(jié)果分析

(一)水資源綠色效率水平的比較

為掌握全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率的變動情況，本部分對全國和兩大戰(zhàn)略區(qū)域總體及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)四個(gè)部門水資源綠色效率的演變趨勢進(jìn)行描述。

1.水資源綠色效率的總體演變趨勢

圖1描述了全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率的逐年演變趨勢，體現(xiàn)了全國和兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率在樣本期內(nèi)的追趕和反超態(tài)勢。2011-2017年三者的水資源綠色效率總體呈增長態(tài)勢，年均增長率分別為4.2%、5.4%和3.0%。黃河流域的平均水資源綠色效率高于長江經(jīng)濟(jì)帶，一方面在于水資源稟賦越少的地區(qū)越有利于水資源的集約利用，盡管黃河流域人均水資源擁有量比長江經(jīng)濟(jì)帶要少，但流域內(nèi)的水資源利用較為集約；另一方面，本文在水資源綠色效率測算中考慮了水污染等非期望產(chǎn)出，而與黃河流域相比，長江經(jīng)濟(jì)帶的水質(zhì)污染形勢更為嚴(yán)峻。2011-2015年，全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率均呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，黃河流域水資源綠色效率水平處于領(lǐng)先地位，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率落后于全國平均和黃河流域。2016年以后，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率趕超全國平均與黃河流域，原因主要在于2014年長江經(jīng)濟(jì)帶上升為重大國家戰(zhàn)略，要把修復(fù)長江生態(tài)環(huán)境擺在推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展工作的重要位置，共抓大保護(hù)，不搞大開發(fā)，走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路。2016年后長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的反超是這一戰(zhàn)略實(shí)施效果的體現(xiàn)。

圖1 2011-2017年全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率的逐年演變趨勢

圖2為2011-2017年工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)四部門水資源綠色效率均值。根據(jù)圖2，農(nóng)業(yè)部門水資源綠色效率低于工業(yè)、生活、生態(tài)部門，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)水資源綠色效率低于全國平均水平和黃河流域。從工業(yè)部門看，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率高于全國平均，黃河流域水資源綠色效率低于全國平均；從生活部門看，黃河流域高于全國平均，長江經(jīng)濟(jì)帶低于全國平均；從生態(tài)部門看，長江經(jīng)濟(jì)帶和黃河流域均低于全國平均。以上結(jié)果表明，長江經(jīng)濟(jì)帶工業(yè)部門的水資源綠色效率較高，而黃河流域農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)部門的水資源綠色效率較高，原因在于長江經(jīng)濟(jì)帶不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，加強(qiáng)高耗水行業(yè)用水定額管理，推進(jìn)工業(yè)水循環(huán)利用，加強(qiáng)重點(diǎn)污染物防治，對其工業(yè)水資源綠色效率的提升具有重要作用。而黃河流域內(nèi)部水資源盡管相對短缺，但區(qū)域內(nèi)水資源節(jié)約和保護(hù)意識相對較強(qiáng)，利用方式較為集約。此外農(nóng)業(yè)部門水資源綠色效率明顯低于其他三個(gè)部門，這是由于農(nóng)業(yè)是四部門中需水量最大的部門，并且化肥農(nóng)藥的大量使用造成了嚴(yán)重的水污染，因而全國、長江經(jīng)濟(jì)帶和黃河流域農(nóng)業(yè)部門的水資源綠色效率相對其他部門較低。

圖2 2011-2017年全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域的四部門平均水資源綠色效率

2.水資源綠色效率的四部門演變趨勢

圖3描述了2011-2017年全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)水資源綠色效率的演變趨勢?？梢钥闯鏊牟块T水資源綠色效率的變化趨勢存在顯著差異。從工業(yè)水資源綠色效率看，三者均呈快速增長態(tài)勢，長江經(jīng)濟(jì)帶工業(yè)水資源綠色效率在樣本期內(nèi)始終高于全國和黃河流域，年均增長率為5.69%，這說明盡管長江經(jīng)濟(jì)帶在不斷推進(jìn)工業(yè)化的進(jìn)程中，工業(yè)生產(chǎn)排放的廢棄物會污染環(huán)境，但自2012年實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度以來，其通過各項(xiàng)技術(shù)研發(fā)減少了污水排放，使得工業(yè)水資源綠色效率不斷提升。全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域的農(nóng)業(yè)水資源綠色效率整體呈波動增長態(tài)勢，2011-2016年黃河流域的農(nóng)業(yè)水資源綠色效率顯著高于長江經(jīng)濟(jì)帶，2017年長江經(jīng)濟(jì)帶反超黃河流域，兩大戰(zhàn)略區(qū)域的農(nóng)業(yè)水資源綠色效率分別為0.57和0.52。因此，提升農(nóng)業(yè)水資源綠色效率是兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率提高的關(guān)鍵。全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域生活水資源綠色效率均呈良好的增長態(tài)勢，黃河流域的生活水資源綠色效率一直高于長江經(jīng)濟(jì)帶，2013年以后遠(yuǎn)超全國平均水平，三者之間的差距呈“縮小—擴(kuò)大—縮小”的變化態(tài)勢，原因在于黃河流域生活用水量相對較少，并且區(qū)域內(nèi)部節(jié)水意識相對較高。2011-2013年，長江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)水資源綠色效率呈上升—下降的變化趨勢，2014年起呈快速增長態(tài)勢，而黃河流域的生態(tài)用水效率在樣本期內(nèi)呈波動增長的態(tài)勢。值得注意的是，黃河流域的生態(tài)水資源綠色效率自2015年開始出現(xiàn)下降態(tài)勢，在實(shí)施黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的過程中要保障流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水，重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)水資源綠色效率。

圖3 2011-2017年全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域四部門水資源綠色效率的演變趨勢

(二)水資源綠色效率的內(nèi)部差異比較

本部分測算2011-2017年兩大戰(zhàn)略區(qū)域內(nèi)部總體及四部門水資源綠色效率的泰爾指數(shù)(見圖4和圖5)。根據(jù)圖4，從差異演變趨勢看，樣本考察期內(nèi)長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率泰爾指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，這說明隨著國家支持力度的不斷加大以及兩大戰(zhàn)略區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，落后省份的水資源綠色效率得到顯著提升，區(qū)域內(nèi)部之間的水資源綠色效率差距逐漸縮小，兩大戰(zhàn)略區(qū)域內(nèi)部水資源綠色效率的省際協(xié)調(diào)性在不斷增強(qiáng)。

圖4 2011-2017年長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率的泰爾指數(shù)

從差異程度上看，2011-2015年，黃河流域水資源綠色效率的省際差異高于長江經(jīng)濟(jì)帶，2015-2017年，長江經(jīng)濟(jì)帶的省際差異略高于黃河流域，并且自2014年起，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的泰爾指數(shù)下降趨勢并不明顯，這說明長江經(jīng)濟(jì)帶自2014后的省際水資源綠色效率的差距沒有逐步縮小。上述表明在實(shí)施長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的過程中，必須注重區(qū)域間的協(xié)調(diào)發(fā)展，堅(jiān)持不同省市的水資源綠色效率在協(xié)調(diào)中提升，在提升中協(xié)調(diào)的思路，推動形成具有較高區(qū)域協(xié)同性的水資源利用新格局。

圖5報(bào)告了長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域四部門水資源綠色效率的泰爾指數(shù)。從圖5中可以看出，兩大戰(zhàn)略區(qū)域工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)整體均呈下降態(tài)勢。從工業(yè)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)來看，黃河流域工業(yè)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)下降幅度最大，雖然黃河流域工業(yè)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于長江經(jīng)濟(jì)帶，但近年來二者的差距在逐漸縮小。兩大戰(zhàn)略區(qū)域農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)在四部門中最高，這是由于黃河流域和長江經(jīng)濟(jì)帶橫跨東中西三大地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式存在較大差異，在水資源的利用方式也不盡相同。

圖5 2011-2017年長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域四部門水資源綠色效率的泰爾指數(shù)

長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)一直高于黃河流域，說明長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的省際差異較大，需要重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)業(yè)用水的區(qū)域協(xié)調(diào)性。從生活部門水資源綠色效率的泰爾指數(shù)來看，2011-2012年黃河流域生活水資源綠色效率的泰爾指數(shù)高于長江經(jīng)濟(jì)帶，此后長江經(jīng)濟(jì)帶生活水資源綠色效率的泰爾指數(shù)一直高于黃河流域，并且二者都維持在較低水平，說明兩大戰(zhàn)略區(qū)域生活水資源綠色效率的省際差異在四部門中最小，原因在于兩大戰(zhàn)略區(qū)域內(nèi)部的生活水資源用水量相對穩(wěn)定，各省份之間的差距在短期內(nèi)變化較小。就生態(tài)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)而言，長江經(jīng)濟(jì)帶自2013年起呈現(xiàn)不斷下降的良好態(tài)勢，而黃河流域在樣本考察期內(nèi)的變化幅度較大。值得注意的是，2015年起黃河流域生態(tài)水資源綠色效率的省際差異出現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)大的趨勢，并于2017年超過長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)。以上表明在黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)水資源綠色效率的區(qū)域內(nèi)部差異。

(三)水資源綠色效率增長驅(qū)動力量的比較

為揭示長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率增長的變化趨勢及其驅(qū)動力量，本文利用Malmquist指數(shù)測算了兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率的動態(tài)變化，并將其分解為效率變化和技術(shù)進(jìn)步兩個(gè)部分，以揭示長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域水資源綠色效率增長驅(qū)動力量的差異。

1.水資源綠色效率的動態(tài)變化

表1報(bào)告了2011-2017年全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域四個(gè)部門水資源綠色效率的Malmquist指數(shù)。整體來看，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的累積Malmquist指數(shù)達(dá)到1.4167，這意味著長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的累積增幅達(dá)到41.67%，超過了全國39.57%的累積增幅。然而，與長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的高增長態(tài)勢相比，黃河流域水資源綠色效率的累積增幅僅為31.64%，低于長江經(jīng)濟(jì)帶。從平均增長速度看，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的平均Malmquist指數(shù)為1.0598，這意味著長江經(jīng)濟(jì)帶的水資源綠色效率實(shí)現(xiàn)了5.98%的年均增長，超過了全國5.71%的平均增速，而黃河流域水資源綠色效率年均增速為4.69%，低于全國平均增速和長江經(jīng)濟(jì)帶。從分部門看，全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域工業(yè)水資源綠色效率的累積增幅分別為49.17%、43.82%、41.51%，年均增速分別為6.89%、6.24%、5.96%。長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的累積增幅為54.59%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(38.32%)和黃河流域(20.01%)的累積增幅，黃河流域農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的平均增速最低為3.09%。在生活水資源綠色效率方面，黃河流域的累積增幅和平均增速都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國和長江經(jīng)濟(jì)帶，全國和長江經(jīng)濟(jì)帶的累積增幅都在30%-40%之間，而黃河流域的累積增幅為54.52%。而在生態(tài)水資源綠色效率方面，黃河流域的累積增幅和平均增速僅為5.96%和0.97%，遠(yuǎn)不及全國和長江經(jīng)濟(jì)帶的1/6。

表1 2011-2017年水資源綠色效率的Malmquist指數(shù)

2.水資源綠色效率增長的驅(qū)動力量

表2報(bào)告了Malmquist指數(shù)的分解結(jié)果。整體而言，效率變化和技術(shù)進(jìn)步對全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域的水資源綠色效率具有不同程度的影響。其中，效率變化對全國的影響依次高于長江經(jīng)濟(jì)帶、黃河流域，技術(shù)進(jìn)步對長江經(jīng)濟(jì)帶的影響依次高于黃河流域、全國。原因在于長江經(jīng)濟(jì)帶的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)創(chuàng)新水平都顯著強(qiáng)于黃河流域，在水資源利用方面，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源利用技術(shù)較為先進(jìn)，并且能在長江經(jīng)濟(jì)帶的大部分省份進(jìn)行迅速推廣和使用，因而，技術(shù)進(jìn)步和效率變化對長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的促進(jìn)作用高于黃河流域。從工業(yè)水資源綠色效率來看，全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域的技術(shù)進(jìn)步均呈正向增長，而在效率變化方面，只有長江經(jīng)濟(jì)帶出現(xiàn)惡化，其效率變化年均下降0.85個(gè)百分點(diǎn)。從農(nóng)業(yè)水資源技術(shù)進(jìn)步來看，全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域技術(shù)進(jìn)步的年均增長率分別為3.35%、4.57%和3.63%，全國、長江經(jīng)濟(jì)帶的效率變化分別年均增長2.13%、2.83%，只有黃河流域的效率變化出現(xiàn)負(fù)向增長。在生活水資源綠色效率方面，全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域的效率變化和技術(shù)進(jìn)步均大于1，但技術(shù)進(jìn)步的增速均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于效率變化，說明技術(shù)進(jìn)步在推動生活水資源綠色效率增長中發(fā)揮主要驅(qū)動力量。在生態(tài)水資源綠色效率方面，全國和長江經(jīng)濟(jì)帶效率變化的年均增速分別為6.65%、8.09%，而黃河流域效率變化的年均增速僅有3.63%。三者的技術(shù)進(jìn)步均呈現(xiàn)負(fù)增長態(tài)勢，說明技術(shù)進(jìn)步對生態(tài)水資源綠色效率的增長具有阻礙作用。

表2 2011-2017年水資源綠色效率的Malmquist指數(shù)分解結(jié)果

四、 結(jié)論與建議

本文基于2011-2017年投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，利用全局參比的非徑向SBM模型測度了全國、長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域的水資源綠色效率，在此基礎(chǔ)上從效率水平、內(nèi)部差異等方面對兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率展開比較研究，并通過Malmquist指數(shù)及其分解方法揭示兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率的動態(tài)變化及其驅(qū)動力量。主要研究結(jié)論如下：(1)從水資源綠色效率的整體水平來看，樣本考察期內(nèi)黃河流域的平均水資源綠色效率高于長江經(jīng)濟(jì)帶，2016年起長江經(jīng)濟(jì)帶的水資源綠色效率實(shí)現(xiàn)反超。從四部門水資源綠色效率水平來看，兩大戰(zhàn)略區(qū)域的農(nóng)業(yè)水資源綠色效率在四部門用水中最低，樣本期間長江經(jīng)濟(jì)帶的工業(yè)水資源綠色效率高于黃河流域，黃河流域農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)水資源綠色效率的均值高于長江經(jīng)濟(jì)帶?？傮w而言，長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率提升的幅度高于黃河流域，年均增幅分別為5.42%和3.00%。(2)從水資源綠色效率的區(qū)域內(nèi)部差異看，整體而言，黃河流域水資源綠色效率的省際差異大于長江經(jīng)濟(jì)帶，但2014年以后，兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率的泰爾指數(shù)差距逐步縮小，2016-2017年長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率的省際差異均大于黃河流域。分部門來看，長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的省際差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工業(yè)、生活和生態(tài)水資源綠色效率的省際差異，長江經(jīng)濟(jì)帶工業(yè)水資源綠色效率的泰爾指數(shù)最低，而黃河流域生活水資源綠色效率的泰爾指數(shù)最低。(3)在水資源綠色效率增長的驅(qū)動力量上，技術(shù)進(jìn)步是兩大戰(zhàn)略區(qū)域水資源綠色效率增長的主要驅(qū)動力量。技術(shù)進(jìn)步和效率變化對長江經(jīng)濟(jì)帶水資源綠色效率增長的促進(jìn)作用高于黃河流域，但對兩大戰(zhàn)略區(qū)域工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)部門水資源綠色效率增長的影響程度各不相同。具體而言，技術(shù)進(jìn)步對長江經(jīng)濟(jì)帶工業(yè)和農(nóng)業(yè)水資源綠色效率增長的促進(jìn)作用高于黃河流域，但都抑制了兩大戰(zhàn)略區(qū)域生態(tài)水資源綠色效率的增長。效率變化對長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)水資源綠色效率以及黃河流域工業(yè)、生活和生態(tài)水資源綠色效率的增長具有促進(jìn)作用，但抑制了長江經(jīng)濟(jì)帶工業(yè)水資源綠色效率與黃河流域農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的增長。

基于以上研究結(jié)論，本文得到如下政策建議：(1)長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域兩大戰(zhàn)略區(qū)域取對方之長補(bǔ)自己之短。黃河流域可借鑒長江經(jīng)濟(jì)帶的工業(yè)用水模式與經(jīng)驗(yàn)，不斷提升區(qū)域內(nèi)工業(yè)水資源綠色效率。如推廣工業(yè)節(jié)水減污技術(shù)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰高耗水高排污產(chǎn)業(yè)。在農(nóng)業(yè)、生態(tài)和生活用水方面，長江經(jīng)濟(jì)帶要以黃河流域?yàn)闃?biāo)桿，不斷提升區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)、生態(tài)和生活水資源綠色效率，例如發(fā)揮水價(jià)對水量的配置機(jī)制，引導(dǎo)并強(qiáng)化居民節(jié)水意識。(2)大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)部門節(jié)水，提升農(nóng)業(yè)水資源綠色效率。在保障國家糧食安全的前提下，農(nóng)業(yè)用水應(yīng)是當(dāng)前長江經(jīng)濟(jì)帶與黃河流域用水管理的重點(diǎn)關(guān)注部門。長江經(jīng)濟(jì)帶應(yīng)適當(dāng)調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)投入要素的資源配置，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)水資源綠色效率。黃河流域的農(nóng)業(yè)要加大灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的投資力度，因地制宜推廣噴灌、滴灌等先進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)。(3)進(jìn)一步縮小水資源綠色效率差距，實(shí)現(xiàn)區(qū)域水資源綠色效率的協(xié)同提升。不斷縮小區(qū)域內(nèi)部水資源綠色效率的差距，兩大戰(zhàn)略區(qū)域要注重鄰近省份的優(yōu)勢互補(bǔ)，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)水資源優(yōu)化配置，重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)水資源綠色效率的省際差距。(4)不斷提升水資源綠色效率水平，實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步與效率提升對水資源綠色效率的雙重驅(qū)動。黃河流域要加大對科技創(chuàng)新的投入，促進(jìn)水資源技術(shù)效率由低水平向高水平的轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)水資源技術(shù)進(jìn)步與效率提升對水資源綠色效率的雙重驅(qū)動。