最終需求拉動下區域產業用水驅動因素分解

張玲玲　李曉惠　王宗志

摘要 要實現最嚴格水資源管理制度中用水總量控制的目標，需要正確判斷相關因素對用水量變化的影響強度和作用機理。影響產業用水量變化的因素涉及從生產層面到消費層面，從結構因素到效率因素。本文從最終需求的視角，同時考慮生產和消費的影響因素，運用投入產出結構分解法，考察了1997-2010年五個時段相關因素的變化對產業用水變化的總貢獻和部門貢獻。研究結果表明，國內最終需求成長效應和出口成長效應是拉動江蘇省產業用水增加的主要原因，產業技術效應和用水強度效應是江蘇省產業用水減少的主要因素；第一產業中國內最終需求成長效應是關鍵拉動效應，國內最終需求結構效應是抑制效應；第二產業中出口成長效應是關鍵的拉動效應，用水強度效應是關鍵抑制效應；第三產業中國內最終需求成長效應是關鍵拉動效應，用水強度效應是關鍵抑制效應；六大分解因素對各個部門呈現不同的驅動強度。研究結果為不同產業制定相應水管理政策提供決策參考。

關鍵詞 最終需求；可比價投入產出；產業用水；結構分解

中圖分類號 TV213.4；F424.1

文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2015）09-0124-07 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.09.016

隨著經濟的快速發展，水資源需求不斷增加，近年來嚴峻的水危機和水問題，對中國經濟社會的可持續發展產生了抑制作用。2011年中央1號文件“加快水利改革發展的決定”提出了用水總量控制、用水效率控制等制度。在用水總量控制下，如何使有限的水產生更大的效益，需要把解決問題的視角從供給側轉向用水側。影響用水的因素涉及從生產到消費，從結構到技術等諸多因素。

因素分解法將某一系統（經濟系統，資源系統等）中某一個因變量的變化分解多個自變量變化之和，這些自變量各自獨立但又與因變量相關聯。測度每個自變量的驅動貢獻率，常見的因素分解模型主要有兩種：指數分解模型（IDA）和結構分解模型（SDA）[1]。目前關于用水變動的研究大多是運用IDA基于生產層面探討用水強度、產業結構、部門能耗強度等因素對用水的影響[2-3]，而少有基于投入產出（Inputoutput，IO）和SDA從消費層面——最終需求層面研究產業用水變動的影響因素。實際上，消費在一定程度上影響生產，對用水變動的驅動研究不能僅集中于生產層面，而應從拉動經濟發展的生產和消費層面全面地剖析區域產業用水的影響因素及其作用機理[4]。

江蘇省是我國東部發達的省份之一，經濟的快速發展和人口的增加加劇了水資源短缺，“最嚴格水資源管理制度”提出了2015、2020和2030年總用水量控制目標分別為508、524.15和527.68億m3。在既定水資源約束下，為了保障經濟發展不受影響，本文在最終需求的視角下基于編制的1997-2010年江蘇省考慮用水水平的可比價投入產出序列表，構建產業用水變動驅動因素分析的投入產出結構分解模型，從生產和消費兩個層面找出驅動產業用水變動的要素，為不同產業部門提高用水效率和效益制定相應的產業政策提供依據。

1 模型方法

1.1 產業用水變動一般分解模型構建

針對現有的SDA模型無法分解徹底導致存在殘差項的問題[5-6]，本文提出IO結構因素分解模型，將各個產業部門用水量變化的影響因素分為：技術變化（產業部門生產技術和節水技術）和最終需求變化。假設W表示國民經濟部門用水總量，（I-A）-1表示投入產出逆矩陣（簡稱L），Y表示最終使用，M表示進口，Q表示直接用水系數（即用水定額），則有：

上述式子中，QΔL（Y-M）稱為產業技術效應（由產業部門生產技術驅動），即在不考慮Q和（Y-M）變化量的情況下，基期與目標期之間由于經濟部門生產技術的變化導致里昂惕夫逆矩陣調整，從而引發國民經濟用水總量變化的驅動效應；ΔQL（Y-M）稱為用水強度效應（由節水技術驅動），即在不考慮L和（Y-M）變化量的情況下，從0期到t期部門直接取水系數的變化對國民經濟部門用水總量變化的驅動效應；QLΔ（Y-M）稱為最終需求效應（由最終需求驅動），即假設Q和L一定，從0期到t期部門最終需求的變化對國民經濟部門用水總量變化的驅動效應。由此可見，產業用水結構的變化是由三大效應綜合作用所引起的，包括產業部門生產技術的調整，節水技術的調整和最終需求的變化。理論上，可以選擇上述任一種分解模型進行計算和分析，但在實際研究時發現六種分解模型的結果存在一定的差距，為此對該分解模型進行改進，引入路徑基礎法（PBM）[7]，假設時間路徑參數θ都相等，在沒有其他影響變量的情況下，則可寫成如下分解式：

1.2 最終需求拉動下的六因素分解模型構建

為度量最終需求對產業用水變動的拉動作用，本文將最終需求Y進一步分解，考察國內最終需求和出口等因素對產業用水的影響程度：

Y=Yd+Ex（12）

其中，Yd表示國內最終需求矩陣（包括消費、投資、存貨增加），Ex為出口量，將最終需求分解為兩部分——國內最終需求和出口：

最終需求效應分為國內最終需求和出口效應兩部分：其中國內最終需求效應又可分為國內最終需求成長效應（反映國內最終需求增長量對用水量增加的影響）和國內最終需求結構效應（反映國內最終需求中行業的結構比例變化對用水量增加的影響）；出口效應又分為出口成長效應（反映出口增長量對用水量增加的影響）和出口結構效應（反映出口中行業的結構比例變化對用水量增加的影響）。對于分行業的分解值計算，按上述四細分項各占對應行業最終需求效應的百分比進行核算。據此，構建出最終需求拉動下的產業用水變動的六因素分解模型：反映產業生產技術的產業技術效應、反映節水技術程度的用水強度效應、反映國內最終需求增長程度的國內最終需求成長效應、反映國內最終需求結構比例的國內最終需求效應、反映出口增長程度的出口成長效應、反映出口結構比例的出口結構效應。

2 數據來源

以1997-2010年（包括1997、2002、2007年投入產出表和2000、2005、2010年投入產出延長表）6個時間節點的江蘇省價值型投入產出表、1997-2011年《江蘇省水資源公報》、《江蘇統計年鑒》、《中國統計年鑒》和《中國價格統計年鑒》為數據基礎。以2005年為價格基準年，編制考慮用水水平的江蘇省可比價投入產出擴展型序列表[10]，考慮到各個時間節點投入產出部門統計口徑的不一致和用水數據的統計口徑，參考《國民經濟行業分類》，將江蘇省國民經濟行業部門歸納為21個部門：農業1、煤炭采選業2、石油天然氣3、其他采掘業4、食品工業5、紡織工業6、森林工業7、造紙工業8、化學工業9、建材工業10、冶金工業11、機械設備工業12、電子儀器13、其他制造業14、電力工業15、水的生產和供應業16、建筑業17、運輸郵電業18、住宿餐飲業19、批發和零售業20、其他服務業21。

選取1997-2000年、2000-2002年、2002-2005年、2005-2007年和2007-2010年的五個時段來分解江蘇省產業用水量變化值。用水量單位為108 m3，價值型單位為104元，單位產出所直接消耗的用水量以108 m3/104元產值表示。

3 計算結果分析

3.1 產業總用水變化驅動因素分析

以產業總用水變化為分解對象，因不考慮最終需求的內部結構，此時國內最終需求結構效應和出口結構效應都為零。根據其余四大效應的計算方法，得到1997-2010年五個時間段的產業技術效應、用水強度效應和國內最終需求成長效應和出口成長效應的數值，計算結果見圖1。

從1997-2000年，江蘇省產業用水量共增加了82.59×108 m3，其中，用水強度效應起抑制作用，產業技術效應、國內最終需求成長效應和出口成長效應起拉動作用。用水強度效應的抑制作用使產業用水量減少26.39×108 m3，產業技術效應的拉動作用使產業用水量增加15.78×108 m3，最終需求的拉動效應最明顯，使產業用水量增加93.20×108 m3，其中國內最終需求成長效應和出口成長效應的拉動作用分別為54.26×108 m3和38.94×108 m3。

從2000-2002年，江蘇省產業用水量共增加了36.09×108 m3，其中，用水強度效應、產業技術效應和出口成長效應起抑制作用，國內最終需求成長效應起拉動作用。用水強度效應的抑制作用使產業用水量減少52.60×108 m3，產業技術效應的抑制作用使產業用水量減少29.15×108 m3，最終需求效應的拉動作用使產業用水量增加117.84×108 m3，其中包括由國內最終需求成長效應導致產業用水量增加274.66×108 m3，出口成長效應導致產業用水減少156.82×108 m3。

從2002-2005年，江蘇省產業用水量增加了36.03×108 m3，其中，用水強度效應和產業技術效應起抑制作用，使產業用水量分別減少165.63×108 m3和24.73×108 m3；最終需求效應起拉動作用，使用水量增加226.39×108 m3，其中國內最終需求成長效應和出口成長效應分別使產業用水量增加97.98×108 m3和128.41×108 m3。

從2005-2007年，江蘇省產業用水量增加了25.86×108 m3，其中，用水強度效應和產業技術效應起抑制作用，使產業用水量分別減少149.98×108 m3和2.35×108 m3，最終需求效應起拉動作用，拉動產業用水量增加178.19×108 m3，其中國內最終需求成長效應和出口成長效應使產業用水分別增加54.23×108 m3和123.96×108 m3。

從2007-2010年，江蘇省產業用水量增加了5.13×108 m3，其中，用水強度和產業技術效應起抑制作用，使產業用水量分別減少210.31×108 m3和31.49×108 m3，最終需求效應起拉動作用，拉動產業用水量增加246.93×108 m3，其中國內最終需求成長效應和出口成長效應分別拉動產業用水增加156.13×108 m3和90.80×108 m3。

分解模型計算結果表明，國內最終需求成長效應和出口成長效應是拉動江蘇省產業用水增加的主要原因。其中國內最終需求成長效應的貢獻率呈波浪趨勢，2000-2002年和2007-2010年兩個時間段的國內需求成長拉動效應明顯，與該段時間江蘇省強調以拉動內需為導向的經濟政策相關；出口成長效應的拉動作用整體呈上升趨勢。產業技術效應和用水強度效應是遏制江蘇省產業用水增加的主要因素。由于生產技術的日趨完善，產業結構的日趨合理，產業技術效應對產業用水變動的抑制作用越來越不明顯，節水空間有限；相反用水強度效應對抑制用水量增加起核心作用，是目前江蘇省節水的關鍵因素，在1997-2010年間的5個時間段里，隨著節水技術的不斷提升，用水強度效應的節水作用越發突出。

3.2 三產用水變化驅動因素分析

為深入分析江蘇省產業用水結構變動的內在驅動機制，將國民經濟整體細分為三大產業，進一步剖析影響三大產業用水量變化的六大驅動效應所起的作用。

1997-2010年，第一產業用水量增量整體下降，增量由1997-2000年的66.22×108 m3下降為2007-2010年的36.10×108 m3，見圖2。拉動第一產業用水量增加的驅動因素包括：國內最終需求成長效應、出口成長效應；抑制第一產業用水增加的驅動因素包括：國內最終需求結構效應、出口結構效應、產業技術效應、用水強度效應。1997-2000年貢獻率最大的是國內最終需求成長效應（96.6%），2000-2002年貢獻率最大的是國內最終需求結構效應（116.1%），2002-2005年貢獻率最大的是國內最終需求結構效應（-102.2%），2005-2007年貢獻率最大的是國內最終需求成長效應（309.8%），2007-2010年貢獻率最大的是國內最終需求結構效應（106.3%）。最終需求效應始終是影響第一產業用水量變化的關鍵因素，但其影響的驅動力降低，這也是第一產業用水量增量下降的原因之一。產業技術效應的驅動力呈下降趨勢，水的抑制作用日趨減弱。由于農業受天氣降水影響，用水強度效應對第一產業用水的抑制作用具有波動。

1997-2010年，第二產業用水量增量整體下降，增量由1997-2000年的100.97×108 m3下降為2007-2010年的-33.40×108 m3，見圖3。拉動第二產業用水量增加的

主要影響因素包括：出口成長效應、國內最終需求成長效應、出口結構效應；抑制第二產業用水量增加的主要影響因素包括：用水強度效應、產業技術效應、國內最終需求結構效應。1997-2000年貢獻率最大的是用水強度效應（-26.13%），2000-2002年貢獻率最大的是國內最終需求結構效應（60.92%），2002-2005年貢獻率最大的是出口成長效應（87.36%），2005-2007年貢獻率最大的是用水強度效應（-64.62%），2007-2010年貢獻率最大的是用水強度效應（122.92%）。最終需求效應是導致第二產業用水量增加的主要原因，貢獻率達54.1%，特別是國內最終需求結構效應和出口成長效應，對用水的拉動明顯。用水強度效應對水抑制的貢獻率達40.9%，自2005年以來發揮的抑制作用越發明顯，說明節水技術在工業生產中已被大量采用，且對工業用水減少起重要作用。

1997-2010年，第三產業用水量增量整體上升，由1997-2000年的0.70×108 m3上升到2007-2010年的2.43×108 m3。拉動第三產業用水量增加的因素包括：國內最終需求成長和結構效應、出口成長效應、產業技術效應。抑制第三產業用水量增加的因素包括：用水強度效應、出口結構效應。1997-2000年貢獻率最大的是用水強度效應（-4.39%），2000-2002年貢獻率最大的是用水強度效應（3.64%），2002-2005年貢獻率最大的是用水強度效應（-9.12%），2005-2007年貢獻率最大的是國內最終需求結構效應（8.87%），2007-2010年貢獻率最大的是國內最終需求成長效應（6.41%）。最終需求效應和用水強度效應是影響第三產業用水量增量的主要原因，貢獻率分別達52.7%和37.2%，見圖4。

總之，第一產業中由國內和出口四大效應所構成的最終需求的影響在穩步降低，表明第一產業增加值變化不大，且其占GDP比例逐年減少。第二產業中最終需求效應對用水拉動有穩步增大的趨勢，這說明第二產業增加值逐年增加；用水強度效應對用水的抑制作用穩步增大則是由節水技術的應用所帶來的；產業技術效應對用水的抑制作用漸趨穩定，這表明隨著生產技術的不斷改進，產業結構漸趨合理。第三產業中最終需求效應整體呈現上升趨勢，可以發現1997-2000年該效應驅動小，表明其增加值較小，但隨著第三產業增加值不斷增大，該效應拉動用水明顯。第一、三產業用水強度效應和產業技術效應對水的

驅動在五個時段的變化呈現一定波動性。

3.3 國民經濟各部門用水變動驅動因素分析

以21個國民經濟部門用水量變化為研究對象，尋求六大驅動效應對各國民經濟部門用水變化所起的作用。因素分解結果見表1。

對絕大多數行業而言，產業技術效應會對其部門用水量的增加起到一定的抑制作用，但對于電力工業、煤炭采選業、建筑業等部門的驅動力卻是拉動作用，表明這些行業的生產技術水平有待進一步提高；用水強度效應是最主要的用水抑制驅動力，但其中的水的生產與供應業、其他采掘業和批發零售業的節水技術有待進一步提高；最終需求效應是經濟部門用水量增加的主導因素，除對水的生產和供應業、煤炭采選業、其他采選業的拉動作用不夠明顯外，對于其他18個部門拉動作用不容忽視，且最終需求對用水量的作用遠遠超過上述兩大抑制效應，應針對最終需求效應最為明顯的經濟部門進行針對性分析。

為了更直觀的說明計算結果，引入模糊C均值聚類法[11]，采用定量分析與定性分析相結合的方法，將21個國民經濟部門的六大因素分解效應進行定性聚類，分為強驅動、中驅動和弱驅動，聚類結果見表2。

產業技術效應、國內最終需求成長效應、國內最終需求結構效應的部門聚類結果相一致，農業部門都是唯一的強驅動部門，表明農業生產技術的改變對農業用水量的減少起關鍵作用，而國內最終需求成長和結構的調整對農業用水量的增加也起關鍵作用。電力工業都是唯一的弱驅動部門，說明電力生產技術的改變對電力部門用水量的減少作用不大，而國內最終需求成長和結構的調整對電力部門用水量增加的影響有限；除此之外的部門都為中驅動，產業技術的改變，國內最終需求成長和結構的調整對該19個部門具有一定的抑制或拉動作用。

用水強度效應的驅動強度也分為三類，強驅動的部門有5個：紡織工業、機械設備工業、冶金工業、農業和電力工業，節水技術的提高和用水定額的下降會對這些部門用水量的減少起到關鍵性的調節作用；中驅動的部門有：化學工業、建筑業、石油天然氣、電子儀器、其他服務業，節水技術的提高和用水定額的下降對這些部門用水量的減少有一定的調節作用；其余的11個部門用水強度效應的驅動力較弱，節水技術的提高和用水定額的下降對這些部門用水量的影響有限。

在出口成長效應中，建材工業、機械設備工業、電子儀器是強驅動部門，出口成長的變化對該三個行業用水量增加起到了關鍵的拉動作用，是導致行業用水量增加的最主要原因；紡織工業、冶金工業是中驅動部門，出口成長效應是部門用水量增加主要的拉動效應；其他行業為弱驅動部門，出口成長效應對部門用水起到一定的拉動作用。

在出口結構效應中，紡織工業、化學工業、建材工業、冶金工業、電子儀器是強驅動部門，出口結構的變化是導致其用水量變化的主要原因；機械設備工業是弱驅動部門，表明出口結構的變動對該行業用水量變動的影響幅度較小；其余15個部門都為中驅動部門，出口結構的變動對用水量變化起到一定的影響作用。

4 結 論

本文將江蘇省產業用水的變動分解為六大影響因素，從“產業整體—三大產業—各國民經濟部門”三個層次剖析六大影響因素的貢獻，并應用模糊聚類的方法，將各國民經濟部門的影響因素進行分異分析。結果表明：國內最終需求成長效應和出口成長效應是拉動江蘇省產業用水增加的主要原因，產業技術效應和用水強度效應是拉動江蘇省產業用水減少的主要因素；第一產業中國內最終需求成長效應是關鍵拉動效應，國內最終需求結構效應是抑制效應；

第二產業中出口成長效應是關鍵的拉動效應，用水強度效應是關鍵的抑制效應；第三產業中國內最終需求成長效應起關鍵的拉動效應，用水強度效應是關鍵的抑制效應；六大分解因素中各個部門呈現不同的驅動強度，該結果為從生產層面和消費層面調整、制定針對各個部門行業的產業發展政策和水管理政策具有一定的參考價值。

（編輯：劉照勝）

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