城鎮化進程對水資源利用效率影響的實證研究

□ 章恒全1 蔡曉瑩1 張陳俊

(1.河海大學 商學院, 江蘇 南京 211100; 2.河海大學 企業管理學院, 江蘇 常州 213022)

一、引 言

自1978年改革開放以來,中國城鎮化率從17.9%提升至58.5%,城鎮常駐人口自1.7億人增至8.1億人(6)數據來源：國家統計局。。城鎮化的快速擴張給我國水資源利用帶來巨大壓力,急劇增長的城鎮人口需要更多的生活用水,城鎮化進程中工業發展使工業用水增多,而其產生的工業廢水污染是提高城鎮水資源利用效率的巨大桎梏。目前,我國正處于推進新型城鎮化的快速推進階段,在這一背景下尋求水資源利用效率的提高方法,對我國未來城鎮化綠色發展具有深遠意義。

目前為止,國內外學者針對城鎮化進程水資源利用效率研究得出兩類結果:一類學者認為,高速的城鎮化會提高水資源利用效率,李娜等[1]以遼寧沿海經濟帶為例,得出目前城市化水平與水資源資源之間的耦合關系處于高水平階段,因此,應努力加快城鎮化進程,提高技術,實現水資源稟賦;另一類學者認為,高速的城鎮化會降低水資源利用效率,郭蕾[2]認為,城鎮化帶來人均用水量的增加,生活及工業生產帶來的污染排放大大降低水資源利用效率。Marques和Witte[3]通過研究發達國家城鎮化過程中水資源的使用量,得出呈現“倒U型”結果。

綜上所述,目前已有很多學者針對城鎮化進程對水資源利用效率進行研究分析,研究方法包括面板回歸模型、全要素分解法、空間計量模型[4-8]等。但是現有研究很少能全系統解釋城鎮化進程中對水資源利用效率的影響,且在分析城鎮化過程中只簡易以地域位置劃分,不利于總結同類型城鎮化對水資源利用的影響規律。基于此,本文在前人研究的基礎上做出以下改進:(1)利用諾瑟姆理論劃分全國30個省市所處的城鎮化階段,研究在不同城鎮化進程中水資源利用效率的情況。(2)運用SBM-DEA模型,考慮涉及非期望產出的各省市水資源利用效率,提高效率精確性。(3)利用STIRPAT模型,綜合分析各省市水資源利用效率的內在影響因素及作用程度。通過采用多種模型對比不同城鎮化階段的水資源利用效率,以期為各省市提出更為精準的建議。

二、模型設計

(一)諾瑟姆理論

諾瑟姆[9-10]在1979年提出“城市化過程曲線”,可以將一個國家和地區的城鎮人口占總人口比重的變化過程,概括為一條稍被拉平的S形曲線,如圖1所示。

圖1 城鎮化進程的S形曲線

現有城鎮化率衡量依據主要為人口,本文根據2008—2016年全國31個省市的平均城鎮化率,基于諾瑟姆理論,將其分為五類,分別對應城鎮化進程的5個階段,分類結構如表1所示。

表1 全國31個省市平均城鎮化階段分類

(二)SBM模型

Kaoru Tone[11]將目標函數加入松弛變量,提出了非徑向、非角度的SBM模型(slacks-based measure),使效率值測度更加精確,計算公式如下:

(三)STIRPAT 模型

(四)數據來源與說明

本文選取全國30個省市(西藏部分數據缺失)2008—2016年基礎數據,所有數據來源于《中國統計年鑒》、《中國水資源公報》和各省市統計年鑒。

三、實證分析

(一)SBM模型分析

選取用水總量、城鎮就業人數、實際固定資產投資為投入項、人均國民生產總值、廢水排放量作為投入產出項。測度出我國30個省市水資源利用效率,根據諾瑟姆理論將省市分為A、B、C、D四種類型,效率均值如圖2所示,逐年水資源趨勢如圖3所示。

圖2 不同類型城鎮化效率均值

從時間維度來說,我國水資源利用效率呈“上升式M”型趨勢,后期在0.6～0.7之間波動。2008—2009年間水資源利用效率達到谷底,僅為0.565。2008—2009年間,我國南北地區受到不同程度的旱災,農業耕地受旱面積3.67億畝,在此期間,水資源供給出現較大瓶頸,用水量投入較少,導致水資源利用效率驟降。自“十八大”以來,強調“大力推進生態文明建設,扭轉生態環境惡化趨勢”,我國水資源利用效率逐年上升,于2015年達到峰值0.654,同比上年增加3.9%。

從類型維度來說,A類型水資源利用效果最高,為0.897,D類型利用效率最低為0.435,呈現“A>B>C>D”的遞減格局,A類型水資源利用效率在0.85～0.95之間浮動,他們在工業方面能夠率先實現工藝簡化、儀器設備的改良,降低單位產值增加所需的水資源量, 從而提高水資源利用效率。D類型水資

表2 回歸結果

注:“***”“**”和“*”分別表示在1%、5%和10%的水平下顯著,數據由Eviews 8計

算得出。

源利用效率常年在0.35～0.55之間浮動,遠低于全國平均水平0.618。盡管三省城市人口所需水資源少,但均為我國干旱、地震等自然災害高發地區,水資源供給量少,工業技術不夠先進、農業灌溉節水技術尚未推廣,需要大力發展生產技術。

綜上所述,我國城鎮化發展水平和水資源利用效率出現較大的時空差異,且城鎮化的發展進程對水資源利用效率產生積極影響作用。因此,本文在前人研究基礎上,引入STIRPAT模型,進一步探索城鎮化進程對水資源利用效率的影響。

(二)回歸分析

為準確描述兩者之間定量關系,運用STIRPAT模型對全國30個省市進行回歸。

采用ADF法對所有變量進行平穩性檢驗。為消除異方差的影響,將水資源利用效率、城鎮化率、人均GDP及技術指數進行對數處理、二階差分處理,以獲取平穩數據。結果表明:大部分省市數據均拒絕原假設,數據平穩,未通過假設的本文不列出數據。為檢驗城鎮化與水資源利用效率存在因果關系,采用Granger檢驗避免偽回歸現象的產生,結果顯示各變量組在95%的置信度下均拒絕原假設,如表2所示。

總體而言,城鎮化率、地區富裕程度及技術指數對不同地區水資源利用效率存在顯著差距。城鎮化率除A類型中上海市,B類型中浙江省、福建省,C類型中山西省、山東省、河北省與水資源利用效率呈現負向相關關系,其余省市均為正向關系。人均富裕程度大多與水資源效率呈現正向相關關系,但其絕對值較小,相關性不是很大。除B類型中黑龍江省,C類型吉林省、河南省和D類型的甘肅省、云南省技術指數與水資源利用效率存在負向相關關系,其余省市均為正向相關關系。

從A類型地區來看,北京、天津和廣東城鎮化率、富裕程度和技術指數對水資源利用效率均存在正向影響。城鎮化率每上升一個百分點,北京市水資源利用效率上升1.0519%,廣東省上升1.3388%,天津市水資源利用效率上升20.2247%,而其技術指數上升一個百分點,水資源利用效率僅上升0.8398%,說明城鎮化率的高低在天津水資源利用效率中占絕對比重。

從B類型地區來看,除浙江省和福建省城鎮化率與水資源利用效率存在負向相關關系,其余4個省市均為正向相關關系。內蒙古城鎮化率每上升一個百分點,水資源利用效率上升6.7949%,江蘇省、黑龍江省和重慶市分別上升1.1941%、3.3109%、4.1238%。說明這4個省市城鎮化率影響水資源利用效率的程度較大。然而,浙江省和福建城鎮化率系數分別為-0.2979,-0.8048,在城鎮化率與水資源利用效率存在負向關系的時候,技術指數決定了水資源利用效率,占據主導作用。

從C類型來看,除山東省、山西省和河北省城鎮化系數小于0,其余省市城鎮化系數均大于0,且除新疆自治區外其余系數均大于1,說明在經濟水平中等的省市,且除河南省技術指數為-0.1373,其余省市技術指數均為正值,但大多值不超過1,說明技術指數與水資源效率存在正向關系,但是城鎮化率占據主導地位。

從D類型來說,甘肅、云南和貴州三個省市的城鎮化率位于全國末端,城鎮化率指數與水資源利用效率存在正向相關關系,系數分別為2.4326、2.4296和1.3428。與之相對的是甘肅、云南技術指數每上升一個百分點,水資源效率值會下降0.7399%和0.2751%。說明這三個省市需要在提高經濟水平的同時,需要大力發展科技,發展節水型工業、農業技術,提高水資源利用效率。

四、對策建議

首先,從諾瑟姆測度結果來看,在推進我國各省市城市建設,大力發展經濟的過程中,不能只追求速度,追求“快速城鎮化”,而是要堅持新型城鎮化、綠色城鎮化的發展道路。同時,針對不同類型的區域,提高水資源利用效率要有針對性。對于A類型來說,要大力發展技術,推進節水型工業農業,加強城市環境保護;對于D類型來說,要積極推進城鎮化建設。

其次,全國城鎮化進程不一致,水資源效率值的影響因素也不太一樣,城鎮化率是提高水資源利用效率值的主要驅動因素,因此要加快實施以促進人的城鎮化為核心、提高質量為導向的新型城鎮化戰略,著力抓好城市群和都市圈規劃建設,促進大中小城市和小城鎮協調發展。

再次,提高技術效率,加大節水技術改造。技術效率是影響我國水資源綠色效率的重要指標。調整產業結構、升級改造現有技術及淘汰落后產品等方法不僅可以降級工業的用水量,還可提高水的重復利用率。農業上要大力推動科學灌溉技術,實現智能灌溉、有效節水,同時提高農民節水意識。

最后,深化落實水資源管理制度,實行階梯水價,對超計劃用水的單位實行累進加價收費制度。在有利于合理核定居民用水及各類企業用水基本用量的基礎上,對定量以內的用水實行低價,超過基本用水量的部分實行超量累進加價;對公共服務用水實行低價,對合理工業生產用水實行中價,對營運用水實行髙價。□