基于水足跡理論下寧夏水資源經濟效益脫鉤分析

程 婧，陳 鋒,2，朱志玲,2

(1.寧夏大學 資源環境學院，銀川 750021； 2.寧夏(中阿)旱區資源評價與環境調控重點實驗室，銀川 750021)

水資源是限制我國社會經濟發展和生態環境可持續發展的重要瓶頸，也是重要的基礎性自然資源和戰略性經濟資源[1-3]。特別在干旱、半干旱地區，水資源是社會經濟發展和生態環境改善的限制性因子，也是實現區域可持續發展的生命線[4-5]。如何合理構建水資源與社會經濟發展和生態環境安全建設的格局，實現區域生態經濟協調發展是十分重要的戰略目標。寧夏位于西北內陸地區，氣候干燥，降水稀少，生態環境比較脆弱。其作為“一帶一路”戰略實施重要支點，是東西部經濟融合發展重要示范區，也是西北地區重要生態安全屏障[6-7]。解決好本地區水資源短缺與社會經濟發展和生態安全建設的博弈問題，對該地區安全健康可持續發展極具意義。因此，本研究特以寧夏地區為例，對水資源利用情況、用水類型進行分析，建立水資源與經濟模型，探討本區水資源與經濟發展的關系，以其為水資源高效利用和優化配置提供參考。

1 研究區概況

寧夏回族自治區(N35°14′-N39°23′，E104°17′-E107°39′)東與陜西省相鄰，北靠內蒙古自治區，南接甘肅省，地處我國西北干旱內陸區，是典型的大陸型氣候，干旱半干旱面積占總面積的75%以上。本區降水量少，多年平均降水量289 mm，不足黃河流域平均值的2/3和全國平均值的1/2；蒸發強度大，多年平均蒸發量達1 250 mm；水資源時空分布不均，資源性缺水問題尤為突出，是我國水資源短缺最嚴重的地區之一。

2016年，全區總人口674.89萬人，GDP為3 168.59億元。全區水資源總量為9.584×108m3，其中天然地表水資源量7.472×108m3，地下水資源量為18.571×108m3，地下水與地表水資源重復計算量為16.459×108m3，因資源性缺水嚴重，本區經濟社會發展用水主要依賴限量分配的黃河水資源。

2 理論方法及數據

2.1 核算方法

2.1.1 水足跡計算

水足跡主要是指在一定的物質條件標準下，一定居民消費產品和服務的水資源的總量[8]。其由兩部分構成，一類指人類社會經濟發展中所消耗的實體水資源，另一類指包括在眾多產品和服務中的虛擬水資源。其公式如下：

WF=IWF+EWF

(1)

IWF=AWU+IWU+DWU+EWU-VWU

(2)

EWF=VWI-VWRE

(3)

式中：WF為一個國家或地區的總體水足跡；IWF為內部水足跡，即生產該國家或地區居民所消費的所有產品和服務的區域內水資源需求總量；EWF為外部水足跡，即由其它地區生產并被本地區居民所消費的產品和服務所消耗的水量；AWU為農業用水量，其包括農作物產品生產用水量和動物產品生產用水量兩部分；IWU為工業用水量；DWU為居民生活用水量；EWU為生態環境用水量；VWU為本地生產而由其他地區消費的產品或服務的虛擬用水量；VWI為本地區的虛擬水進口量；VWRE為本地進口外地生產產品和服務的再出口虛擬水量。

2.1.2 脫鉤理論

“脫鉤”最早來自于物理學，指本來有響應關系的兩個或多個量之間的關系消失[9]。由于其對社會中各領域經濟增長和物質消耗之間也能作出科學解釋分析[10]，因此逐漸被不同領域學者引申到不同研究領域，并賦予不同的科學內涵。該理論最初應用于農業政策研究中，逐步被引用到資源環境等領域。在資源環境領域，OECD[11]提出脫鉤理論目前引用最為廣泛。脫鉤理論認為，經濟增長與資源環境壓力之間存在兩種關系：一種指隨著經濟的發展，資源環境壓力或者消耗同樣加大，稱為耦合，也有稱為掛鉤(或復鉤)[12]。另一種指資源環境的壓力或消耗隨著經濟增長而減少，稱為脫鉤。脫鉤又分為絕對脫鉤和相對脫鉤，前者主要指經濟增長速度和資源環境壓力指數變化的非協同性，即在經濟效率增長的同時，資源環境壓力指數下降或趨平；后者主要指經濟增長速度大于資源環境壓力指數增長速度，兩者都具有增長的特征。目前的脫鉤測定方法主要有綜合分析法、脫鉤指數法、彈性分析法、IPAT模型法、描述統計分析法和差分回歸系數法等[13]。

當前，多數學者選用脫鉤指數法進行脫鉤測算，但由于Tapio彈性分析脫鉤模型相對于脫鉤指數法能夠很好避免量綱的影響，并且受基期的影響更小，對于短期時序分析效果更好，判定脫鉤狀態的演替過程具有一定的優勢[14]。因此，本研究特選取Tapio指數法來建立用水資源量與經濟發展脫鉤指數模型，對本地區短時期內進行相關性分析。本研究在Tapio脫鉤模型的基礎上，通過相應的變量變換，建立如下模型：

t=(△H2O/H2O)/(△GDP/GDP)

(4)

式中：t為用水量與經濟增長之間的脫鉤彈性指數；ΔH2O/H2O為用水量增長率；ΔGDP/GDP為GDP增長率。

文山州中心血站2003年成立,通過不斷的探索和努力,雖然無償獻血工作得到健康持續發展,每年的采血量均以15%g~20%遞增,從2006年至今12年以來我州所有臨床用血100%均來自無償獻血。但由于長時間將工作重點放在城區和單位,致使本州農村無償獻血工作未得到良好發展,又因本州屬于農業地區,90%以上的人口分布在農村,故而存在城市人獻血,農村人用血的情況。為了更好做好農民無償獻血宣傳工作,提高農民無償獻血比例,加快農村無償獻血的發展,筆者在文山州文山市追栗街鎮對1280名農民開展了無償獻血知曉率調查,以了解農民對無償獻血的需求,為開展農村無償獻血工作提供依據,現將結果報告如下:

由于脫鉤水平和程度不同，脫鉤的分類也有所差異[15]，目前脫鉤的類型評價有兩分法、三分法、六分法、八分法。本研究根據實際，為保證判定結果更具體，采用八分法進行判定，見表1。

表1 Tapio脫鉤彈性指數及類型評價表

2.2 數據來源及處理

本研究主要選取了2010-2016年寧夏相關統計數據進行分析，GDP數據全部來源于《2017年寧夏統計年鑒》，用水量(總用水量、農業用水量、工業用水量、生態環境用水量、居民生活用水量)等數據來源于2010-2016年《寧夏回族自治區水資源公報》《寧夏統計年鑒》。水足跡計算中，本地生產而由外地進行消費的產品或服務的虛擬用水量VWU通過萬元產值用水量與出口貿易總額相乘獲得，本地進口的由外地生產的產品或服務的虛擬用水量VWI通過萬元產值用水量與進口貿易總額相乘獲得。對于農業用水諸多學者[16-19]均采用Chapagain等[20]對中國單位質量農產品和動物產品虛擬水含量的研究成果進行計算，由于研究區位于我國西北干旱區，單位質量農產品、動物產品虛擬水直接代入計算誤差較大。本研究對有助于產品生產的水資源以及在產品生產中因某些因素而消耗的水資源全部算入，因此水足跡計算則直接引用寧夏各年度水資源公報中的農業用水、工業用水、居民生活用水和生態環境用水實際用量。此外，為保證數據可比性，在脫鉤計算中對GDP指標特作如下調整，以2010年為基期，采用GDP平減指數法，將其他年份名義GDP換算實際GDP進行比較。

3 結果分析

3.1 水足跡計算及分析

2010-2016年寧夏水足跡計算結果見表2。由表2可知，2010-2016年間寧夏地區總體水足跡和人均水足跡呈波動下降趨勢，2016年總體水足跡與2010年相比下降達8.91×108m3。通過進一步分析得知，農業用水量的減少是促成總體水足跡減少的重要因素，這主要與寧夏推進節水農業建設密切相關。2016年數據顯示，僅農業用水方面，本區因大力建設高效節水灌溉面積累計達17.666 7×104hm2，每年可有效年節水多達3×108m3。

表2 2010-2016年寧夏水足跡構成及相關指標

從水足跡構成上可知，近年來農業用水占總體水足跡的平均比值高達90%左右，比值結果明顯高于潘安娥等[21]、楊仁發等[22]分別對于湖北省和江西省的研究成果，這與本區作為傳統農業區，經濟發展水平相對落后，農業活動在全區經濟發展的中比重較大有關。農業作為耗水大戶，也是節水空間最大的行業，在過境黃河水資源補給有限的情況下，切實需要在農業節水方面下功夫，要繼續大力推進農業節水灌溉技術的推廣，積極發展智能節水灌溉系統，改變種植結構，減少水澆地作物種植面積，積極培育耐旱作物品種。進一步創新農戶用水管理模式，積極探索水資源利用綜合管理體制，鼓勵農戶集約化化、規模化生產經營，促進水資源集約高效利用。

工業用水多年穩定在4.6×108m3左右，其占總水足跡的比重為8%左右，主要與本區大力推進節水工業，開展水權交易及建立水資源循環利用等措施有關。煤炭、電力、原材料、紡織、食品藥品、裝備制造等屬于高耗水行業，以上作為寧夏經濟發展支撐產業，積極提高傳統產業結構優化升級，加大產業創新發展，提高污水回用效率，提升工業用水效率，切實降低水資源消耗對實現本地區經濟和生態環境可持續發展意義重大。

在水足跡總量逐年下降情況下，居民生活用水量呈逐年上升趨勢，從2010年的1.88×108m3提高至2016年的2.78×108m3，消耗量增加達0.9×108m3。這與本地區居民人口數的增加趨于一致，但居民的節約用水意識還更需加強，需要進一步通過政府引導，積極建立用水差價收費政策，運用市場杠桿調節用水、促進日常節水。

由表2可知，本區生態環境用水量整體處于波動上升狀態，主要由于其作為我國西北地區重要的生態安全屏障和生態文明建設示范區，需要切實樹立生態優先意識，確保生態環境需水量，維護本地生態環境可持續發展。

寧夏近幾年進出口虛擬水量顯示，出口虛擬水水量明顯高于進口虛擬水水量，這雖然表明隨著我國“一帶一路”戰略的實施，本區外貿經濟相對于進口貿易較為活躍，但作為我國嚴重缺水地區之一，尤需要注重提高水資源的高效合理使用，重視虛擬水戰略，加大水資源的開發利用程度，提高單位水資源利用價值，減少出口低附加值、耗水量大的產品。此外，還需積極進口水密集型產品，緩解本區水資源緊張局面。

水資源利用效率指標指本區經濟發展水平與總體水足跡的比值，該指標主要反映經濟增長對水資源的消耗量，數值越大，水資源利用率越高，用水結構和配置越合理。數據顯示，水資源利用效益從2010年的23.81元/m3顯著提高至2016年的47.08元/m3，單位用水的價值明顯翻一番，分析其原因主要在于本地區用水結構和水資源利用方式轉變，此外還與本區積極推行水權轉換戰略，建立水權交易機制，通過水權交易促使水資源向高附加值產業轉移，提高水資源利用效率有關。

3.2 水資源與經濟發展脫鉤分析

GDP-彈性指數t變化情況圖見圖1。

圖1 GDP-彈性指數t變化情況圖

從圖1整體變化情況可以看出，寧夏近7年來GDP增長率較快，年均變化率在8%～13%之間，遠高于全國平均水平，經濟整體發展狀態相對比較平穩快速。由表3進一步得知，2010-2016年水資源利用消耗速度都明顯低于同期經濟增長平均速度，根據彈性系數t變化情況，結合脫鉤彈性系數評價表(表1)，分析表明寧夏近幾年水資源壓力與經濟增長之間處于脫鉤狀態，且呈現出強弱脫鉤交替發展趨勢，說明經濟高速發展對水資源形成壓力并不大，目前水資源狀態可以滿足經濟的快速發展。

但由于本地區水足跡結構不合理，農業用水比重過大，隨著社會經濟發展，水資源利用效率提升，其用水結構將會逐漸發生變化，可能會對經濟-水資源環境之間協調發展造成潛在風險。因此，水資源壓力與經濟增長之間的脫鉤態勢還需進一步研究。

表3 寧夏經濟增長與水資源變化關系評價表

4 結 論

1) 總體來說，寧夏地區總體水足跡在下降，人均水足跡減少。從水足跡構成上分析可知，農業用水是寧夏水資源消耗主要方面，平均占比都達90%以上，水足跡構成存在一定的不合理性，工業用水、生態用水比重偏低，對未來該地區經濟、社會、生態環境的協調持續發展造成一定的隱患。

2) 寧夏水資源利用效益逐年上升，從2010年23.81元/m3顯著提高至2016年47.08元/m3，但是利用效率整體仍遠低于全國平均水平(2013全國平均水平為91.74元/m3)，水資源利用效率的提升空間還很大，應進一步積極提升。

3) 水資源與經濟發展的Tapio脫鉤彈性系數顯示強弱變化的脫鉤趨勢，單從水資源與經濟發展關系來看，表明寧夏水資源能滿足目前GDP的高速增長，水資源對經濟發展產生的壓力較弱。但因目前寧夏水資源供給主要以黃河水補給為主，水資源利用主要為農業，隨著黃河取水政策的變化和本區經濟結構調整的不斷深入，該壓力會產生較大變化，應努力構建本地區經濟發展和水資源優質協調發展的模式。