珠三角農村產業發展的水環境動態效應分析
——以東莞市水鄉片為例

甘建文，劉小玲(華南農業大學公共管理學院，廣州 510642)

0 引 言

隨著珠三角地區農村城鎮化進程的不斷推進，農村產業快速發展導致污染排放急劇增加，農藥化肥使用、鄉鎮工業廢水排放及生活污水排放等對水體造成污染，珠三角日益劣化的農村水環境已經長期為人詬病。根據2014年廣州社情民意研究中心民調數據顯示，廣東村民對水環境表示“不太滿意”和“不滿意”的受訪者自2012年以來都在三成及以上，其中珠三角村民對水環境不滿意程度最高。

從產業發展對水環境的影響機制出發，探討協調產業發展和水環境保護的路徑在學術界已經取得一定的研究成果。國外研究多從微觀角度切入，分析水環境某一污染指標對產業結構或單一產業變動的響應，提出流域水環境治理模型和建議[1,2]。國內研究則大多以黃河、淮河、渭河、太湖、長江等主要流域為研究對象，通過建立產業污染排放與流域水質變化的定量模型，綜合分析流域產業發展與水環境質量變化的內在關系[3-5]。然而，目前大部分的研究傾向于分析城市工業污水排放與區域水體水質的關系，而著眼于解決農村產業發展和農村水環境保護之間矛盾的研究并不多見。

農村產業發展作為區域經濟發展環境負荷的重要影響要素之一，通過調整產業規模、優化產業結構及改進生產技術的方式來實現農村產業經濟與資源環境協調發展，已經成為全社會的普遍共識。產業生態化是協調產業發展和環境保護的重要理論支撐。為此，本文在理清產業生態化理論內涵的基礎上，定性分析珠三角農村產業發展對水環境作用機理的基礎上，以東莞市水鄉片為實證區域，通過基于VAR模型的脈沖響應函數分析方法來重點探討農村產業發展的水環境動態效應過程，以期為政府制定珠三角農村產業發展及水環境保護政策提供現實信息支撐。

1 產業生態化理論的提出及其內涵

現代社會生態脅迫型和環境破壞型產業經濟增長模式導致了資源枯竭和生態退化，引起了人類對產業經濟發展方式的反思。1989年，Robert Frosch與 Nicholas E. Gallopoulos 在《制造業的戰略》一文中[6]提出通過模擬自然生態系統的物質循環來構建工業生產系統，在系統中生產企業相互依存、互相聯系，按照生態規律和經濟規律進行生產活動，通過閉路循環過程達到最大程度利用資源和減少廢棄物排放的目的，實現經濟與環境的雙贏。隨后Nicholas等人進一步從生態系統的角度提出產業生態系統和產業生態學的概念。1991年美國國家科學院與貝爾實驗室共同組織產業生態學論壇，對產業生態學的概念、內容和方法以及應用前景進行全面系統的總結，認為產業生態學是對各種產業活動及其產品與環境之間的相互關系的跨學科研究[7]。

產業生態學理論是研究以生態學原理構建產業發展的閉路循環系統，對整個生產活動的物質周期過程加以優化協調的系統方法集合。產業生態學建立了三次產業之間的聯系，通過工藝改進、污染減量、產品生命周期分析、代謝分析等技術和分析工具。產業生態化則是指在產業生態學理論指導下產業發展的高級形態，通過模仿自然生態系統閉路循環的模式構建產業系統，按照生態規律和經濟規律安排生產活動，以實現產業的資源高效利用、環境污染最小、廢棄物循環利用和社會經濟效益最大的目的。產業生態化理論為協調農村產業發展和水環境保護之間的關系、制定環境經濟政策與環境法律制度等提供重要指導，近年來在清潔生產、生態產業集群建設、整合梳理產業鏈條、產品廢棄物循環利用、產業科技發展等方面應用廣泛并取得了豐富經驗。

2 東莞市水鄉片農村產業發展及水環境概況

東莞市水鄉片在區位條件、地質水文、產業經濟及社會發展等方面具有珠三角農村的典型特征，而且其文化、自然、社會等因素差異較小，為研究區域污染水平與經濟因素的理想微觀尺度和實證樣本。東莞市水鄉片位于東莞市西北部，地處珠三角地區的中心腹地，屬于東江河口三角洲河網平原地區，在珠三角的水域面積最大，河網密度居于前列[8]。為了研究東莞市水鄉片農村產業發展對水環境的影響情況，本文選取石龍鎮、中堂鎮、望牛墩鎮等九個鎮為研究對象，不包括萬江街道及虎門港。

2.1 東莞市水鄉片農村產業發展概況

從1990-2013年東莞市水鄉片產業結構變動情況上看(圖1)，第一、二、三產業產值占比結構由1990年的29∶54∶17發展為2013年的1∶61∶38。在這24年間，非農產業比重呈現逐年上升的趨勢，其中第二產業在東莞市水鄉片產業結構中長期保持主導地位，這種第二產業產值比重過大的產業結構特征在當前珠三角農村產業發展過程中普遍存在，由于較城市而言，農村地區主要依靠土地和低水平人力要素投入的擴大來實現農村經濟的持續增長，這一種粗放型的增長方式最終導致環境的惡化。第三產業比重與第一產業呈反向變動，而且該地區的第三產業成分具有以生活性服務部門為主的特征。

圖1 1990-2013年東莞市水鄉片產業結構變動情況Fig.1 Industrial structure changes of Dongguan Watery Region during 1990-2013

2.2 東莞市水鄉片水環境概況

隨著農村工業化和城鎮化進程的不斷推進，化肥農藥過度使用、鄉鎮企業污水排放及農村居民生活廢物的隨意傾倒對農村水環境造成嚴重破壞，東莞市水鄉片的產業發展及水環境現狀已經成為珠三角過去30年傳統發展模式的縮影。據統計數據顯示，2012 年東莞市水鄉地區COD、SO2排放量占全市的比重高達91%、52%，其能耗也超過全市的30%，總體水質狀況為中度污染。根據《2013年東莞市環境狀況公報》數據顯示，在納入監測的水鄉地區13條主要河流中，Ⅴ類及劣Ⅴ類水質河流占比高達53.8%，水質目標達標率僅為15.4%(表1)，超標項目以氨氮、總磷、化學需氧量等指標為主，污染源具有農業面源污染、工業廢水污染和生活污水污染的復合污染特征。

3 研究設計

3.1 研究方法與步驟

經濟發展和生態環境之間存在著復雜的相互依賴、相互影響、相互制約的互動關系，生態經濟復合系統內部具有其特殊的結構、功能及其運動規律，向量自回歸模型(Vector Autoregressive Model, VAR)作為多變量時間序列的一種方法，同時能很好地解決內生變量偏誤和變量缺損的問題。另外，為了分析一個變量對另一個變量的影響情況，本文采用脈沖響應函數(Impulse response function, IRF)來衡量任意一個變量的擾動對其他變量當前和未來取值的影響。為了消除變量排序對分析結果的干擾，本文采用改進的廣義脈沖響應函數(Generalized impulse response function, GIRF)進行分析。

表1 東莞市地表水功能區劃水質目標及其達標情況Tab.1 Surface water quality objectives and compliance

注：①超標項目以氨氮、總磷、化學需氧量等指標為主。②數據來源：《東莞市環境狀況公報2013》、《東莞市地表水功能區劃成果表》，東莞市環保局。

本文首先對東莞市水鄉片1990-2013年的水環境進行評價，以此來考察農村水環境污染的變化過程。接著對觀察變量進行平穩性和協整性檢驗，確定變量間是否存在長期穩定的均衡關系。最后采用基于VAR模型的脈沖響應函數分析方法來考察變量間的動態影響效應。

3.2 變量選取與數據來源

珠三角農村水環境受到了農業面源污染、工業污水和生活廢水的復合影響，其中以工業污水和生活廢水為主要污染源[9-11]。在綜合考慮數據的可得性和可靠性的基礎上，鑒于本文的主要目的是考察農村產業發展對水環境污染總體水平的影響，此處選取東莞市水鄉片9鄉鎮1990-2013年化肥農藥實際施用量、工業廢水排放量及生活污水排放量3個污染物排放總量指標來測度東莞市水鄉片水環境污染指數(SWRZS)，同時該指數作為實證分析的因變量 。

產業發展作為社會經濟發展的主要驅動力，承擔了自然資源輸入向產品服務輸出的轉換過程，其對資源環境的影響是通過規模效應、結構效應和技術效應途徑實現的[12-14]，因此， 衡量農村產業發展從產業規模、產業結構和技術進步這3個自變量入手：首先，產業規模(CYGM)用地區生產總值表示，反映農村地域范圍內三次產業的整體經營活動成果；其次，由于產業結構優化是指各產業部門之間比例的合理化和高級化，而第三產業比重的不斷擴大是區域產業結構優化的重要標志之一，因此用第三產業產值占GDP的比重來表示產業結構(CYJG)的變動情況；最后，技術進步(JSJB)用全員勞動生產率表示，反映區域內各企業的生產技術、經營管理、職工技能的綜合水平。

以上所有基礎數據均來自于歷年《東莞統計年鑒》 ，時序長度為1990-2013年，所有涉及產值的數據均以1990年為基期進行指數平減，為了消除和減少數據中可能存在的異方差影響，本文實際分析時均采用各變量的對數值。資料的整理和處理使用Excel2003和Eviews6.0軟件。

4 東莞市水鄉片農村產業發展與水環境動態影響機理

4.1 農村水環境污染綜合指數測算及其檢驗

4.1.1農村水環境污染綜合指數測算

本文選取東莞市水鄉片9鄉鎮1990-2013年化肥農藥實際施用量、工業廢水排放量及生活污水排放量3個指標來測度東莞市水鄉片農村水環境污染指數(SWRZS)。為了消除量綱和量綱單位的不同所帶來的不可公度性，采用式(1)對原始數據進行無量綱化處理：

(1)

式中：i為年份；V′i為標準化后的賦值；Vi為各污染指標的當年值；Vmax為各污染指標最大值；Vmin為各污染指標的最小值。

根據珠三角農村水環境污染源特征，結合東莞水鄉片的產業結構比例，采用層次分析方法確定各污染指標在計算水環境污染綜合指數中所占的權重(表2)。基于Excel2003對判斷矩陣進行處理并進行一致性檢驗，得到化肥農藥實際施用量、工業廢水排放量及生活污水排放量的權重分別為0.07、0.65與0.28，其中一致性檢驗CR=0.056。

表2 水環境污染綜合指數測量指標權重判斷矩陣Tab.2 The power matrix of SWRZS

最后，根據式(2)計算歷年水環境污染綜合指數：

(2)

式中：Yi為第i年的水環境污染綜合指數；j代表污染指標種類；Yji為第i年第j種污染指標的標準化值；Wj為第j種污染指標的權重值。

水環境污染綜合指數如圖2所示。1990-2013年這20余年來，東莞市水鄉片9鄉鎮在農村產業快速發展的同時，其水環境污染水平呈現先增后減的變化趨勢，符合環境庫茲涅茲曲線的理論假設。

圖2 1990-2013年東莞市水鄉片水環境污染綜合指數變化趨勢圖Fig.2 The SWRZS changes of Dongguan Watery Region during 1990-2013

4.1.2平穩性檢驗與協整檢驗

為了防止偽回歸的產生，對時間序列數據進行平穩性檢驗。在對所選取的時間序列進行一階差分后，發現一階差分序列的ADF值都在1%顯著水平下拒絕原假設，即都是平穩的。因此，CYGM、CYJG、JSJB及SWRZS序列均為一階單整序列，滿足協整檢驗的前提條件，見表3。

表3 lnCYGM、lnCYJG、lnJSJB、lnSWRZS的協整檢驗Tab.3 The cointegration of lnCYGM、lnCYJG、lnJSJB、lnSWRZS

注：* denotes rejection of the hypothesis at the 0.05 level；**MacKinnon-Haug-Michelis (1999) p-values。

在平穩性檢驗的基礎上還要考慮各序列之間是否存在長期協整關系，本文采用 Johansen 極大似然估計法對變量進行協整檢驗。從表4的檢驗結果可以看出，CYGM、CYJG、JSJB與SWRZS之間有且只有一個協整方程，即存在唯一的長期動態均衡關系，說明農村產業發展水平的提高與農村水環境污染指數之間具有長期的比例關系，即農村產業發展與水環境污染息息相關。

表4 標準化的協整方程表Tab.4 Standardized cointegration equation

注：模型中括號內為估計標準差；Log likelihood= 67.896 22。

由表3可以得出，標準化的協整方程表達式為(方程下方括號內數字為標準誤差)：

由協整方程可以看出，各變量之間具有長期穩定的均衡關系。從各變量的符號上看，農村產業規模和產業結構的發展在一定程度上加重了水環境污染，而技術進步因素則可以減輕水環境的污染程度。由于協整模型估算而得的系數是原序列取對數之后的結果，系數估計值代表彈性，由此可得水環境污染的產業規模、產業結構、技術進步彈性分別為1.902 233、0.225 730、-3.909 579，表明產業規模擴大1%將會帶來1.9%水環境污染指數的上升；第三產業比重提高1%就會帶來0.23%水環境污染指數的上升；而技術進步因素提高1%就能夠帶來3.91%水環境污染指數的下降。

4.2 基于VAR模型的廣義脈沖響應分析

為了進一步解釋農村產業發展各自變量對水環境污染指數的動態影響過程，有必要進行廣義脈沖響應分析，分析結果如圖3、表5所示。橫軸代表沖擊作用的滯后期數，縱軸表示因變量對各自變量的響應大小，實線表示脈沖響應曲線，虛線代表兩倍標準差的置信帶。

圖3 lnSWRZS對lnCYGM、lnCYJG、lnJSJB的脈沖響應圖Fig.3 lnSWRZS impulse response to lnCYGM、lnCYJG、lnJSJB

如圖3和表5結果顯示，在整個沖擊響應期內，lnSWRZS對當期lnCYGM一個單位沖擊的平均響應值為0.61%。具體分時段來看，lnSWRZS對lnCYGM沖擊的當期響應值為1.37%，隨后迅速下降，到第2期達到其負的最大值-0.56%，并從第3期開始平穩上升到第8期后穩定在1.00%水平。該沖擊響應過程說明：水環境污染指數對產業規模一個標準差沖擊的響應總體為正，且存在明顯的時滯效應。即東莞市水鄉片農村產業規模擴大先是在當期對水環境產生最大的污染作用，隨后產業規模擴大帶來經濟效益的提高會對水環境產生一定正向效應，但這種改善并不是持續的，緊接著農村產業規模的不斷擴大將導致水環境污染的進一步加劇，且污染作用具有長期性。

lnSWRZS對當期lnCYJG一個單位沖擊的平均響應值為2.97%，在前4期呈現單調遞增的趨勢。具體分時段來看，lnSWRZS對lnCYJG沖擊的當期響應值為-8.10%，隨后逐漸增加，到第7期增至最大值5.85%，隨后穩定于這一水平。該沖擊響應過程說明：水環境污染指數對產業結構的一個標準差沖擊的響應為正，且表現出可持續的特征。即東莞市水鄉片農村第三產業比重提高先是在當期對水環境產生顯著的正向效應，隨著第三產業比重的不斷增加，這種正向作用會逐漸下降，最終會導致水環境污染的加劇。

lnSWRZS對當期lnJSJB一個單位沖擊的平均響應值為2.33%。具體分時段來看，lnSWRZS對lnJSJB沖擊的當期響應值為0.07%，第2期達到其負的最大值-4.08%，隨后逐漸平穩至-1.39%的水平。該沖擊響應過程說明：水環境污染指數對技術進步一個標準差沖擊的響應總體為負，且表現出可持續的特征。即東莞市水鄉片農村產業技術進步有利于水環境質量的改善，且該正向效應長期有效。

表5 lnSWRZS對lnCYGM、lnCYJG、lnJSJB的脈沖響應函數值Tab.5 The lnSWRZS impulse response function value tolnCYGM、lnCYJG、lnJSJB

5 結論與討論

5.1 主要結論

珠三角農村產業發展受到城鄉二元結構體制的影響，農業發展效益低、工業大而不強、服務業單一化已經成為珠三角農村產業結構的典型特征，這一種低層次、不均衡的產業發展方式最終會導致環境的惡化和發展內生動力不足。與此同時，缺乏創新驅動轉型的能力也會致使珠三角農村經濟發展內卷化，抵抗環境變化風險的水平不高。

珠三角農村水環境劣化狀況不容樂觀。以東莞市水鄉片為研究區域，該片區水環境污染綜合指數在總體上呈現“倒U型”的變化趨勢，符合環境庫茲涅茲曲線的理論假設。農村水環境受到了農村產業規模、產業結構和生產技術的聯動影響，它們之間存在長期穩定的協整關系，并且具有唯一的長期動態均衡關系。協整方程結果顯示，產業規模擴大和產業結構發展都會對水環境有負向效應，且產業規模擴大的水環境劣化效應要比產業結構發展的水環境劣化效應大，生產技術的進步則具有顯著的正向效應。

從動態效應角度看，短期內產業規模和產業結構對水環境起到了雙刃劍的作用，但是從長期趨勢上看依然會導致水環境質量的惡化。農村產業規模增大對水環境污染的動態效應遵循“深刻加劇-稍微緩解-持續加劇”的過程。農村產業結構高級化對水環境污染的動態效應遵循“短期緩解-逐漸加劇”的過程，主要是因為珠三角農村第三產業以生活性服務部門為主，尤其是以傳統服務業和旅游休閑服務業為主，導致了生活污水的增加，加劇水環境污染。盡管這樣，仍然無法否定產業結構高級化對當期水環境具有較強的正向效應。農村生產技術進步對降低水環境污染仍然有持續的正向效應。

5.2 政策啟示

(1)拉長產業鏈條，適度發展產業集群。對于珠三角農村地區而言，農村產業分散式經營局面導致企業之間組織化程度低、生產聯系弱、協作配套差，無法在空間上產生集聚和整合效應，最終造成嚴重的資源浪費和重復建設問題。產業生態化要求產業發展形成閉路循環系統，對整個生產活動的物質周期過程加以優化協調。拉長產業鏈條有利于農業、工業、服務業之間的聯系和延伸，產生相互補充、資源重復利用的生產經營群體，加強各經營群體間相互協作，形成閉合循環的生產系統。而且，完整的產業系統與農村水環境系統緊密結合起來，形成有機統一的農村水環境網絡治理體系，實現污染減量。發展適度產業集群，有利于扭轉現有珠三角農村產業獨立分布現狀，激活農村經濟發展活力，引導技術、資金、人才等生產要素流向農村。

(2)合理開發布局，調整優化農村產業結構。珠三角農村產業發展受到城鄉二元結構體制的影響，在產業轉型升級過程中一直處于被動地位，只能通過依靠土地要素、生態資源及廉價勞動力投入來實現農村經濟的持續增長。產業結構高級化尤其是加快發展高端、綠色、低碳產業是產業生態化的具體體現，同時產業結構高級化是城鄉統籌縱深發展的必然趨勢。因此，珠三角農村要充分發揮嶺南水鄉獨特的生態環境和自然資源優勢，加快發展高效生態農業和循環農業。同時，要努力發展環境友好型工業，運用高新技術改造和提升傳統行業，堅決淘汰高耗能、高污染行業，真正實現清潔高效生產。更為關鍵的是要優化第三產業成分和布局，積極扶持現代物流部門、生產性服務部門和公共服務部門的發展，優先發展交通運輸業、郵電通訊業、金融保險業、房地產管理業和社會福利事業。

(3)加強技術創新，推動產業升級換代。在“退二進三”的產業轉移倒逼形勢下，珠三角農村承接了城市能源消耗大、生產工藝落后、生產附加值低的勞動密集型或資源密集型產業。由于農村地區創新意識不強、創新環境不優導致了農村產業發展只能簡單復制城市的生產技術，重走“先污染，后治理”的發展老路。產業升級換代是珠三角農村產業發展的出路，產業技術創新則是產業升級換代的重要驅動力，更是促進產業生態化、改善農村水環境的有效手段。珠三角農村產業發展應該更多地依賴科學技術的創新和發展，注重高素質人才的引進和培養。一方面，要創新技術對傳統產業進行改造和升級，比如通過參考丹麥卡倫堡工業園區等成功案例，建立共享資源和互換副產品的企業共生組合，形成工農業相互促進的物質和能量循環，從而促進傳統產業向生態化方向發展。另一方面，在依托農村自然資源和生態環境等優勢的基礎上，致力于經濟增長的培育和開發，通過建立科技創新鼓勵機制、完善技術成果交易平臺、積極開展產學研合作等措施促進科研成果和創新技術資本化、產業化，推進生產技術由末端向中端、尖端前移，增強珠三角農村產業發展后勁和競爭力。

5.3 研究不足與展望

隨著人們對農村發展及生態保護問題的日 益重視，農村產業發展對水環境的影響研究逐漸成為環境經濟學領域的關注熱點，具有一定的前沿性。由于本文分析架構是從理論到實際、再從實際提升到理論的過程，在宏觀與微觀的轉換中可能存在不足。例如，為了提高研究區域的代表性，本文以東莞水鄉片9個鄉鎮作為一個整體來開展研究，對農村產業發展及水污染變化的時間演化過程進行詳細分析，因此缺乏對各鄉鎮的空間分異特征的深入研究。嘗試通過擴大研究區域來探索農村產業發展對水環境影響的空間分異特征是未來研究的方向。

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致謝：感謝黃翅清同學在本文數據整理過程中給予的幫助。

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