我國(guó)三大流域水資源利用效率時(shí)空演變特征與影響因素分析

田 澤,方 琪,陳一飛

(1.河海大學(xué)商學(xué)院,江蘇 南京 211100; 2.湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院工商管理學(xué)院,湖北 武漢 430205)

水資源是國(guó)家寶貴的戰(zhàn)略資源,是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要保障,合理保護(hù)與利用水資源是生態(tài)文明建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。黨的二十大報(bào)告指出要“統(tǒng)籌水資源、水環(huán)境、水生態(tài)治理,推動(dòng)重要江河湖庫(kù)生態(tài)保護(hù)治理”[1]。長(zhǎng)江是我國(guó)第一大河流,2020年長(zhǎng)江流域水資源總量達(dá)11186.2億m3,約占全國(guó)水資源總量的37.74%[2]。雖然長(zhǎng)江流域水資源相對(duì)豐富,但流域人口密度較高,人均占有水資源量并不高,并且存在水質(zhì)性缺水問(wèn)題。黃河是中華民族的母親河,黃河流域水資源總量?jī)H占全國(guó)水資源總量的2%左右,水是黃河最突出的問(wèn)題,水資源自然稟賦條件差,生態(tài)環(huán)境較為脆弱等問(wèn)題制約著黃河流域的高質(zhì)量發(fā)展[3]。珠江的年徑流量?jī)H次于長(zhǎng)江,居全國(guó)第二,擁有豐富的水系和眾多支流,流域水能資源豐富,具有較高的利用價(jià)值。推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展是關(guān)系國(guó)家發(fā)展全局的重大戰(zhàn)略,雖然長(zhǎng)江流域水資源總量豐富,但沿江污染物排放基數(shù)大,多種污染物排放量占全國(guó)較高比重,水安全風(fēng)險(xiǎn)隱患較大。要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展,必須關(guān)注水資源問(wèn)題。黃河流域水資源稀缺,提升黃河流域的水資源利用能力對(duì)黃河流域生態(tài)治理意義重大。珠江流域存在流域水資源空間分布不均衡、水資源配置體系不完善等問(wèn)題。水資源問(wèn)題是制約三大流域綠色高質(zhì)量發(fā)展的共同剛性約束,而三大流域的水資源問(wèn)題具有代表性,因此,在降低水污染的前提下提升流域水資源利用效率意義重大。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于水資源利用效率的研究較為豐富。趙良仕等[4]將水資源利用效率定義為單位水資源所能夠帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及生態(tài)效益;魏楚等[5]認(rèn)為用水效率的研究重點(diǎn)在于在產(chǎn)出水平既定的條件下,如何實(shí)現(xiàn)水資源要素投入的最小化。在研究方法上,當(dāng)前測(cè)算水資源效率的方法主要分類(lèi)有3種:一是指標(biāo)體系法,如何偉等[6-7]通過(guò)綜合構(gòu)建水資源利用效率的多維度指標(biāo)體系對(duì)水資源效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。二是數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(data envelopment analysis,DEA),如魏婕等[8]采用SBM-DEA方法研究了我國(guó)西北地區(qū)黃河流域的水資源利用效率;Xie等[9]利用兩階段DEA方法對(duì)中國(guó)城市的水資源利用效率進(jìn)行評(píng)價(jià);朱曉梅等[10]將DEA方法與Malmquist-Luenberger 指數(shù)相結(jié)合,刻畫(huà)黃河流域城市的水資源靜態(tài)效率與動(dòng)態(tài)分解效率值。三是隨機(jī)前沿分析法(stochastic frontier analysis,SFA),如陳艷萍等[11]基于Shephard水資源距離函數(shù)的隨機(jī)前沿分析模型研究我國(guó)區(qū)域水資源利用效率;王濟(jì)干等[12]利用SFA-ESDA模型測(cè)算了長(zhǎng)三角城市水資源利用效率。以上3種研究方法各有側(cè)重,而DEA方法中的SBM模型能夠解決水資源效率測(cè)度中的變量松弛問(wèn)題,因此被廣泛應(yīng)用于水資源利用效率的測(cè)度。

從研究視角來(lái)看,馬慧君等[13-20]從水資源利用效率的測(cè)度評(píng)價(jià)、空間格局以及影響因素等方面進(jìn)行了多角度分析,拓展了水資源利用效率的研究廣度。從研究區(qū)域來(lái)看,主要可以分為對(duì)省、市等行政區(qū)域的研究和對(duì)各大流域的研究。例如:李可柏等[21]對(duì)我國(guó)各省(自治區(qū)、直轄市)的用水效率進(jìn)行了差異分析;徐依婷等[22]對(duì)我國(guó)各省(自治區(qū)、直轄市)的全要素糧食生產(chǎn)用水效率進(jìn)行研究,以期協(xié)同提升糧食生產(chǎn)用水效率;張明斗等[23-24]則從城市入手,探索不同地級(jí)城市的水資源利用效率。此外,也有學(xué)者對(duì)不同流域的水資源效率進(jìn)行了測(cè)度研究。例如:何偉等[25-27]對(duì)黃河流域的用水效率進(jìn)行了研究,并提出了提升水資源利用效率的相關(guān)建議;丁緒輝等[28-29]則對(duì)長(zhǎng)江流域的用水效率進(jìn)行了評(píng)價(jià),并認(rèn)為流域是重要的生態(tài)戰(zhàn)略區(qū)域,研究提升流域的水資源利用效率意義重大。

綜上所述,現(xiàn)有關(guān)于水資源利用效率的研究多數(shù)集中于省、市間的對(duì)比分析,對(duì)流域的研究也多是對(duì)單一流域進(jìn)行研究,缺乏對(duì)我國(guó)主要流域的綜合比較分析。流域是提升水資源利用效率的重要區(qū)域,是生態(tài)文明建設(shè)的重要依托,對(duì)流域用水效率進(jìn)行多方面的實(shí)證研究十分必要。鑒于此,本研究選取長(zhǎng)江、黃河和珠江三大流域21個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)為研究對(duì)象,從時(shí)序演變、空間特征、影響因素多角度對(duì)三大流域以及流域所包含的省(自治區(qū)、直轄市)的水資源利用效率進(jìn)行研究,基于三大流域的水資源利用效率水平、空間分布等特征,深入比較分析區(qū)域水資源利用效率影響因素的相同點(diǎn)與差異性,提出更具針對(duì)性的對(duì)策建議,以促進(jìn)我國(guó)流域水資源利用效率的提升,進(jìn)而助力經(jīng)濟(jì)綠色高質(zhì)量發(fā)展。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

1.1.1超效率非期望產(chǎn)出SBM模型

DEA是一種基于線性規(guī)劃的模型方法,最初包括CCR(charnes-cooper-rhodes model)、BCC(banker-charnes-cooper model)等模型,被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)投入產(chǎn)出的決策單元(decision making unit,DMU)效率測(cè)算。超效率DEA模型和SBM模型是對(duì)DEA基礎(chǔ)模型的改進(jìn),在傳統(tǒng)DEA模型中,效率值最大只能為1,無(wú)法對(duì)它們的有效程度進(jìn)行進(jìn)一步區(qū)分,而超效率DEA模型的提出解決了這一問(wèn)題,超效率DEA模型測(cè)算出的效率值可以進(jìn)一步進(jìn)行評(píng)價(jià)比較;Tone[29]提出的SBM模型相比較傳統(tǒng)的徑向BCC、CCR模型,將松弛變量考慮在內(nèi),能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行效率評(píng)價(jià)。超效率SBM模型將超效率模型與SBM模型結(jié)合,在測(cè)算水資源效率時(shí),能夠測(cè)算出各省(自治區(qū)、直轄市)的水資源完全效率,并且進(jìn)行進(jìn)一步的排序比較?？紤]廢水排放中的污染物非期望產(chǎn)出,構(gòu)建超效率SBM模型:

(1)

1.1.2核密度估計(jì)

核密度估計(jì)是一種非參數(shù)估計(jì)方法,被廣泛應(yīng)用于非均衡分布的研究。利用核密度估計(jì)隨機(jī)變量分布密度函數(shù),進(jìn)一步描述三大流域21個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)的水資源利用效率分布與動(dòng)態(tài)演變趨勢(shì)。假設(shè)x為隨機(jī)變量,其密度函數(shù)為f(x),則概率密度函數(shù)可表示為

(2)

式中:f(x)為核密度估計(jì)值;K(*)為核密度函數(shù);n為觀測(cè)值個(gè)數(shù);h為帶寬,帶寬越大,核密度函數(shù)越平滑,核密度估計(jì)準(zhǔn)確度越高。

1.1.3Tobit回歸模型

Tobit 回歸模型是一種非線性模型,又稱(chēng)刪截正態(tài)回歸模型。使用OLS方法對(duì)整個(gè)樣本進(jìn)行線性回歸時(shí),會(huì)產(chǎn)生非線性擾動(dòng)項(xiàng),對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。因此,Tobit提出使用MLE估計(jì)模型,Tobit回歸模型的一般形式為

Yit=c+βXit+uit

(3)

將長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域的水資源利用效率值引入Tobit回歸模型,建立具體的Tobit回歸模型:

Eit=c+β1RGDP+β2IS1+β3IS2+β4WE+

β5lnIV+β6lnEV+β7TEC+uit

(4)

式中:Eit為i地區(qū)t時(shí)期的水資源利用效率值;c為常數(shù)項(xiàng);β為回歸參數(shù)向量;uit為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

1.2 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.2.1水資源利用效率投入產(chǎn)出指標(biāo)

綜合考慮數(shù)據(jù)可得性與準(zhǔn)確性,結(jié)合鄧淇中等[30]的研究,選擇資本投入、勞動(dòng)力投入、水資源投入作為投入指標(biāo),各省(自治區(qū)、直轄市)實(shí)際GDP作為期望產(chǎn)出指標(biāo),廢水中化學(xué)需氧量排放量和廢水中氨氮物排放量作為非期望產(chǎn)出指標(biāo),構(gòu)建投入產(chǎn)出指標(biāo)體系,如表1所示。

表1 投入產(chǎn)出指標(biāo)體系

具體指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來(lái)源如下:

a.投入指標(biāo)。①資本投入。由于資本折舊率的變動(dòng)性,資本存量比固定資產(chǎn)投資額更適合作為資本投入指標(biāo),因此本研究參考單豪杰[31]的研究,利用永續(xù)盤(pán)存法對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域21個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)的資本存量進(jìn)行估算,計(jì)算公式為

Kit=Kit-1(1-δit)+Iit

(5)

式中:Kit為i地區(qū)第t年的物質(zhì)資本存量;δit為固定資產(chǎn)折舊率;Iit為地區(qū)固定資產(chǎn)投資額。本研究以2011年為研究基期,初始資本存量K采用各省2011年的實(shí)際資本形成額比上平均折舊率(取10.96%)和2012—2016年的投資增長(zhǎng)率平均值之和計(jì)算得出,并且根據(jù)固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)對(duì)固定資產(chǎn)投資額進(jìn)行了平減,綜合計(jì)算出以2011年為基期的2011—2020年各省級(jí)資本存量數(shù)據(jù)。②勞動(dòng)力投入。勞動(dòng)力投入選用就業(yè)人員數(shù)來(lái)衡量,即使用各省(自治區(qū)、直轄市)三次產(chǎn)業(yè)就業(yè)總?cè)藬?shù)反映。③水資源投入。選取各省(自治區(qū)、直轄市)用水總量作為水資源投入的指標(biāo),即生活用水、工業(yè)用水、生活用水和生態(tài)用水量的總和。

b.產(chǎn)出指標(biāo)。①期望產(chǎn)出。選擇各省(自治區(qū)、直轄市)的2011—2020年的實(shí)際GDP作為期望產(chǎn)出指標(biāo),為避免價(jià)格變動(dòng)的影響,使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,選擇以2011年為基期,利用GDP指數(shù)將各省(自治區(qū)、直轄市)GDP折算為以2011年為基期的實(shí)際GDP值。②非期望產(chǎn)出。非期望產(chǎn)出指標(biāo)選擇各省(自治區(qū)、直轄市)廢水中化學(xué)需氧量排放量和廢水中氨氮物排放量這兩種主要污染物排放量。以上數(shù)據(jù)來(lái)源于2011—2020年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、各省(自治區(qū)、直轄市)統(tǒng)計(jì)年鑒、《環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《水資源公報(bào)》。

1.2.2水資源利用效率影響因素

如表2所示,從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、水資源稟賦、進(jìn)出口需求以及科技水平等方面選取相關(guān)變量,利用Tobit模型研究流域水資源效率的影響因素及其差異。

表2 影響因素變量選取說(shuō)明

a.經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線理論認(rèn)為,環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在倒U型關(guān)系;宋國(guó)君等[32]認(rèn)為水資源利用效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展顯著相關(guān)。三大流域工業(yè)化的迅速發(fā)展伴隨著水資源污染等問(wèn)題,水資源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間可能負(fù)相關(guān),因此,長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域各省(自治區(qū)、直轄市)之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異可能會(huì)導(dǎo)致水資源效率的差異,將經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平作為水資源利用效率的影響因素之一,以人均GDP衡量。

b.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源污染、水資源消耗等問(wèn)題息息相關(guān),鞏燦娟等[33-35]認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響水資源利用效率的重要因素之一。農(nóng)業(yè)部門(mén)、工業(yè)部門(mén)是用水量最大的兩個(gè)部門(mén),而我國(guó)現(xiàn)有綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)水平還不高,農(nóng)業(yè)部門(mén)用水方式還較為粗放,水資源消耗量過(guò)高,導(dǎo)致水資源利用效率相對(duì)較低。工業(yè)部門(mén)的高排放、高耗水產(chǎn)業(yè)的比重越高,也會(huì)影響水資源利用效率。對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠促進(jìn)對(duì)水資源更加合理的利用,降低高污染、高能耗行業(yè)的比重能夠減少水污染、水浪費(fèi)等問(wèn)題的存在,進(jìn)而對(duì)水資源利用效率產(chǎn)生影響。本研究選擇第一產(chǎn)業(yè)值占GDP比重、第二產(chǎn)業(yè)值占GDP比重來(lái)表征產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

c.水資源稟賦。馬海良等[36]研究發(fā)現(xiàn),全國(guó)不同區(qū)域人均水資源量對(duì)地區(qū)水資源利用效率的影響有所不同,鮑超等[37]的研究中也將水資源豐富程度作為用水效率的影響因素之一。長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域不同地區(qū)之間水資源豐富程度具有較大差異,這種差異也有可能對(duì)地區(qū)的水資源利用效率產(chǎn)生影響。本研究選擇地區(qū)人均水資源量表征水資源稟賦。

d.進(jìn)出口需求。進(jìn)出口貿(mào)易可能通過(guò)影響地區(qū)的節(jié)水效率[34]而影響總體的水資源利用效率。進(jìn)口低耗水產(chǎn)品增加時(shí),國(guó)內(nèi)高耗水企業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)和淘汰壓力將加大,促使企業(yè)提升自身水資源效率,保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而出口產(chǎn)品增加時(shí),高耗水企業(yè)可能因出口獲利,降低水資源消耗的成本,因而影響水資源效率。因此將進(jìn)出口需求作為長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域水資源利用效率的影響因素之一,進(jìn)口需求用按境內(nèi)目的地和貨源地劃分的進(jìn)口額衡量,出口需求用按境內(nèi)目的地和貨源地劃分的出口額衡量。

e.科技水平?？茖W(xué)技術(shù)水平對(duì)減少水環(huán)境污染、保障水資源循環(huán)利用等方面都具有積極的影響,汪克亮等[38]認(rèn)為科技進(jìn)步會(huì)顯著促進(jìn)綠色水資源效率的提升?？萍妓降奶嵘梢源龠M(jìn)農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水資源的高效利用,提升環(huán)境績(jī)效,減少?gòu)U水排放量,尤其是水資源循環(huán)利用與水污染防治領(lǐng)域的技術(shù)革新會(huì)帶來(lái)十分直接的水資源效率提升?；诖?將科技水平作為水資源利用效率的影響因素之一,并且利用地區(qū)科技支出占財(cái)政支出的比重,來(lái)反映地區(qū)的科技水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 資料數(shù)據(jù)采用Stata 11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。計(jì)量資料符合正態(tài)分布及方差齊性時(shí)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組間采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，同組間不同指標(biāo)比較時(shí)采用配對(duì)t檢驗(yàn)，多組間采用方差分析，多組間分別進(jìn)行兩兩比較；不符合正態(tài)分布及方差齊性時(shí)采用兩組或多組比較的秩和檢驗(yàn)。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 三大流域水資源利用效率時(shí)空演變特征

2.1 三大流域水資源利用效率結(jié)果分析

基于非期望產(chǎn)出的超效率SBM模型,利用Max DEA專(zhuān)業(yè)版軟件測(cè)算出長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域21個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)的水資源利用效率,各省(自治區(qū)、直轄市)水資源利用效率極值及研究期間均值如表3所示。研究期間,長(zhǎng)江流域各省(自治區(qū)、直轄市)水資源效率值在0.480～1.904內(nèi)波動(dòng),黃河流域水資源利用效率值的區(qū)間為0.349～1.223,珠江流域的水資源利用效率值則在0.262～0.740間。長(zhǎng)江流域整體水資源利用效率均值也是三大流域中最高的,為0.605;其次是黃河流域0.569;珠江流域整體的水資源利用效率均值最低,為0.509?？梢钥闯?流域整體水資源利用效率均值由大到小的排序?yàn)殚L(zhǎng)江流域、黃河流域、珠江流域。珠江流域的水資源利用效率均值最低可能是由于流域內(nèi)的水資源配置體系不完善,流域內(nèi)較為豐富的水資源并未得到較好的配置利用。

表3 2011—2020年三大流域水資源利用效率極值及效率均值

從均值來(lái)看,水資源利用效率均值排在前5位的是上海、山東、浙江、重慶、內(nèi)蒙古;排在后5位的是甘肅、青海、云南、寧夏和廣西,其中長(zhǎng)江流域排名前5的有3個(gè),除安徽省外,流域整體水資源利用效率均值大于0.50,表明長(zhǎng)江流域水資源利用效率水平整體較高。黃河流域排名前5的有2個(gè),但排名后5的也有3個(gè),說(shuō)明黃河流域內(nèi)部水資源效率存在一定的不均衡現(xiàn)象,流域水資源利用水平差異較大,應(yīng)當(dāng)注重協(xié)同發(fā)展。而珠江流域沒(méi)有排名較為靠前的省(自治區(qū)、直轄市),且除廣東省外,流域其他省(自治區(qū)、直轄市)水資源利用效率均值在0.50以下,珠江流域整體水資源利用效率的提升空間較大。

2.2 三大流域水資源利用效率時(shí)序演變特征

圖1為三大流域2011—2020年整體水資源利用效變動(dòng)趨勢(shì)可以看出,三大流域的水資源利用效率從2011—2020年一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì),反映出隨著地區(qū)發(fā)展,流域的水資源利用水平也在逐年提升。研究期間長(zhǎng)江流域水資源利用效率一直高于黃河流域和珠江流域,珠江流域的水資源利用效率處于三大流域中最低的位置。長(zhǎng)江流域的水資源擁有量較為豐富,并且具有優(yōu)越的地理位置和較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,在水資源管理、水污染治理和水資源的集約循環(huán)利用方面具有一定的優(yōu)勢(shì),整體水資源利用效率高于其他兩個(gè)流域。與珠江流域相比,黃河流域雖然水資源總量較少,但近年來(lái)注重生態(tài)保護(hù)和水資源節(jié)約集約利用,大力優(yōu)化水資源配置格局,提升了水資源配置效率;此外,黃河流域有著十分嚴(yán)格的水資源保護(hù)制度,大力降污減排,在考慮廢水污染物非期望產(chǎn)出的條件下,水資源利用效率高于珠江流域整體。雖然三大流域的水資源利用效率都在上升,但珠江流域的水資源利用效率與其他流域相比依舊處于較低水平,需要關(guān)注水資源利用效率提升問(wèn)題。

圖1 三大流域整體2011—2020年水資源利用效率變動(dòng)趨勢(shì)

選取2011年、2015年和2020年3個(gè)代表性年份的數(shù)據(jù),繪制核密度圖進(jìn)一步反映三大流域整體水資源利用效率的動(dòng)態(tài)演進(jìn)過(guò)程,如圖2所示。

圖2 三大流域水資源利用效率核密度

可以看出,2011年、2015年和2020年核密度函數(shù)的中心分布位置一直向右緩慢移動(dòng),表明2011—2015年、2015—2020年三大流域整體的水資源利用效率整體為上升趨勢(shì),但上升的幅度并不大。從核密度圖的峰值來(lái)看,3個(gè)年份核密度曲線均為單峰,水資源利用效率沒(méi)有出現(xiàn)多極分化現(xiàn)象,并且單峰峰值呈現(xiàn)先上升后略微下降的變化過(guò)程,說(shuō)明水資源利用效率值集中在0.50附近的區(qū)域數(shù)量先增加后減少。從分布形態(tài)來(lái)看,3個(gè)代表性年份的核密度曲線均存在右拖尾的現(xiàn)象,但拖尾程度并沒(méi)有出現(xiàn)顯著擴(kuò)展的現(xiàn)象,意味著三大流域2011—2020年水資源利用效率的差距并未擴(kuò)大,較為平穩(wěn)。

2.3 水資源利用效率空間分布格局

為更加直觀地體現(xiàn)長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域水資源利用效率的空間分布格局,利用ArcGIS 10.8軟件分別繪制出2011年、2015年、2020年的水資源利用效率分布格局圖,并利用自然斷點(diǎn)法將效率值水平劃分為較低水平、中低水平、中高水平、高水平4個(gè)效率等級(jí),如圖3所示。

從空間上看,水資源利用效率處于高水平的省(自治區(qū)、直轄市)普遍處于流域下游,流域中游的省(自治區(qū)、直轄市)水資源利用效率值大多數(shù)處于中低水平和中高水平,而上游的甘肅、青海、云南、貴州等省(自治區(qū)、直轄市)水資源利用效率仍處于較低水平。下游地區(qū)如上海市、浙江省、山東省和廣東省等由于較為優(yōu)越的地理位置以及較為領(lǐng)先的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技發(fā)展水平,水資源利用模式會(huì)更加注重循環(huán)利用和集約利用,同時(shí)在水污染治理、水資源配置體系等水資源管理機(jī)制方面也較為先進(jìn),水資源利用效率率先達(dá)到高水平。上游地區(qū)受地理位置、生產(chǎn)技術(shù)、水質(zhì)污染等問(wèn)題的影響,水資源利用效率水平依舊處于較低水平,三大流域水資源利用效率均存在一定的地理位置分布上的空間差異。

3 三大流域水資源利用效率影響因素分析

利用Stata17軟件,使用Tobit面板回歸模型對(duì)2011—2020年三大流域的水資源利用效率影響因素進(jìn)行回歸分析,結(jié)果如表4所示。

表4 三大流域水資源利用效率影響因素Tobit回歸結(jié)果

回歸結(jié)果表明,三大流域水資源利用效率影響因素有一定的差異性。對(duì)于長(zhǎng)江流域而言,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、進(jìn)出口需求、水資源稟賦均會(huì)對(duì)長(zhǎng)江流域水資源利用效率產(chǎn)生顯著影響;對(duì)黃河流域水資源利用效率產(chǎn)生顯著影響的因素則為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的第一產(chǎn)業(yè)所占比重、水資源稟賦和進(jìn)出口需求;而珠江流域的水資源利用效率則會(huì)受到上述所有影響因素的影響,此外,科技發(fā)展水平也會(huì)對(duì)珠江流域的水資源利用效率產(chǎn)生影響。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域水資源利用效率均有顯著的促進(jìn)作用,地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的提高,將會(huì)促進(jìn)地區(qū)的整體水資源利用水平的提升,這兩大流域地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展與水資源利用效率密切相關(guān)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響因素中,第一產(chǎn)業(yè)所占比重對(duì)三大流域的水資源利用效率均存在負(fù)向抑制作用,第一產(chǎn)業(yè)中,農(nóng)業(yè)部門(mén)是水資源消耗量最大的部門(mén),但現(xiàn)有農(nóng)業(yè)用水依舊存在用水浪費(fèi)、水資源不能有效循環(huán)利用等問(wèn)題,可能導(dǎo)致第一產(chǎn)業(yè)所占比重對(duì)兩大區(qū)域的水資源利用效率產(chǎn)生負(fù)向作用。第二產(chǎn)業(yè)所占比重對(duì)長(zhǎng)江流域水資源利用效率產(chǎn)生了顯著的促進(jìn)作用,但卻抑制了珠江流域的水資源利用效率,這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)江流域的工業(yè)化水平較高,生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)水、去污技術(shù)更為成熟,促進(jìn)水資源利用效率的提升;但珠江流域部分省(自治區(qū)、直轄市)工業(yè)化水平較低,生產(chǎn)過(guò)程中尚不能實(shí)現(xiàn)水資源高效利用。

水資源稟賦因素對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域水資源利用效率產(chǎn)生了顯著的正向影響,但對(duì)珠江流域產(chǎn)生了負(fù)向影響。珠江流域部分省(自治區(qū)、直轄市)如貴州、云南、廣西人均水資源量豐富,但這種豐富的水資源稟賦并未提升水資源利用效率,反而可能導(dǎo)致節(jié)水意識(shí)淡薄、節(jié)水效率降低。進(jìn)出口需求對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域的水資源利用效率均產(chǎn)生了顯著影響,其中進(jìn)口需求產(chǎn)生了正向影響,而出口需求則產(chǎn)生了負(fù)向影響,可能的原因是:進(jìn)口產(chǎn)品的增加,能夠替代國(guó)內(nèi)高水資源消耗產(chǎn)品的需求,提高用水效率,并且進(jìn)口產(chǎn)品會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的高水資源消耗行業(yè)和產(chǎn)品產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)作用,從而促進(jìn)企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,激勵(lì)企業(yè)提升水資源利用效率。相應(yīng)地,對(duì)外出口產(chǎn)品的水資源消耗高低水平可能并不會(huì)影響企業(yè)的出口利潤(rùn),高水資源消耗的企業(yè)可能會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大,進(jìn)而會(huì)降低區(qū)域水資源效率。

科技發(fā)展水平尚未對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域的水資源利用效率產(chǎn)生顯著影響,這可能是由于科技發(fā)展成果應(yīng)用于水資源消耗行業(yè)具有時(shí)間上的滯后性,科技水平的提高并未及時(shí)促進(jìn)用水效率的提升。進(jìn)口需求和科技發(fā)展水平對(duì)珠江流域水資源利用效率產(chǎn)生了顯著的正向影響,說(shuō)明該流域應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步促進(jìn)科技水平的發(fā)展提升,擴(kuò)大開(kāi)放,由點(diǎn)及面地提升自身水資源利用效率。根據(jù)三大流域水資源利用效率影響因素的差異,制定因地制宜的水資源利用效率提升的策略,會(huì)更加高效地提升水資源利用水平。

4 結(jié)論與建議

運(yùn)用包含非期望產(chǎn)出的超效率SBM模型,利用投入產(chǎn)出面板數(shù)據(jù),對(duì)2011—2020年我國(guó)長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域的水資源利用效率進(jìn)行測(cè)算分析,揭示其時(shí)空演變特征,并且分析三大流域水資源利用效率影響因素的差異,得出以下結(jié)論:

a.從水資源效率水平方面分析,整體來(lái)看2011—2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源利用效率高于黃河流域,珠江流域最低。從時(shí)序演變來(lái)看,研究期間三大流域的水資源利用效率總體情況較好,呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)。從三大流域21個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)的角度,長(zhǎng)江流域整體高水資源利用效率的省(自治區(qū)、直轄市)最多,珠江流域最少,珠江流域水資源利用效率較低的省(自治區(qū)、直轄市)也較多,珠江流域的水資源利用效率有待提升。

b.從水資源效率的空間格局方面分析,中下游地區(qū)如上海、浙江、山東等的水資源利用效率往往較高,而上游地區(qū)如甘肅、青海、貴州、云南等的水資源效率則相對(duì)較低,有較大的提升空間。從空間上看,長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域之間的水資源利用效率存在一定的空間差異,水資源配置有待優(yōu)化,應(yīng)當(dāng)注重區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展。

c.從水資源利用效率影響因素方面分析,三大流域的影響因素有相同的部分,也有不同的部分。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、第一產(chǎn)業(yè)所占比重、水資源稟賦和進(jìn)出口需求對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域的水資源利用效率均會(huì)產(chǎn)生顯著影響,而第二產(chǎn)業(yè)所占比重會(huì)對(duì)長(zhǎng)江流域用水效率產(chǎn)生顯著影響。對(duì)于珠江流域而言,進(jìn)口需求和科技發(fā)展水平會(huì)對(duì)該流域水資源利用效率產(chǎn)生顯著促進(jìn)作用。應(yīng)當(dāng)針對(duì)流域用水效率影響因素的差異,制定針對(duì)性的提升流域水資源利用效率的策略。

在上述研究基礎(chǔ)上,為提升流域水資源利用效率,提出以下建議:

a.推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),促進(jìn)低耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域工業(yè)較為發(fā)達(dá),應(yīng)積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),工業(yè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重節(jié)水技術(shù)的提高,促進(jìn)污水處理、水循環(huán)利用等技術(shù)的運(yùn)用,同時(shí)嚴(yán)格限制高耗水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,淘汰落后的高耗水、高污染的產(chǎn)業(yè),推動(dòng)節(jié)能低耗的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。黃河流域在農(nóng)業(yè)用水方面應(yīng)當(dāng)注重新型生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,推進(jìn)灌溉體系建設(shè),改善用水粗放問(wèn)題,完善農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)體系,提升農(nóng)業(yè)用水效率。三大流域都應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)水資源效率的影響,對(duì)區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局進(jìn)行合理的優(yōu)化調(diào)整。

b.注重區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,縮小流域效率值差異。針對(duì)長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域存在的水資源利用效率不均衡現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮高水資源利用效率區(qū)域的優(yōu)勢(shì),注重鄰近省(自治區(qū)、直轄市)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),縮小流域間水資源利用效率差距。對(duì)于上海、浙江、山東等高用水效率的省(自治區(qū)、直轄市),在提升自身水資源利用技術(shù)的同時(shí),要輻射周邊用水效率較低的地區(qū),傳遞先進(jìn)水資源利用、水資源管理經(jīng)驗(yàn),發(fā)揮空間溢出效應(yīng),帶動(dòng)水資源效率的流域協(xié)同提升。

c.針對(duì)影響因素異同,因地制宜分類(lèi)施策。三大流域21個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)的實(shí)際發(fā)展情況、地理位置、水資源稟賦等水平各有不同,影響水資源利用效率的因素也有所差異,對(duì)不同流域應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際影響因素制定因地制宜的提升策略、用水策略,避免“一刀切”現(xiàn)象。同時(shí)完善流域水資源管理機(jī)制,制定行之有效的水資源節(jié)約利用、水污染治理等相關(guān)機(jī)制,保證水資源利用效率的保障政策落到實(shí)處。