安徽省海綿城市建設(shè)水平影響因素實證研究

王 羽，陳 莉

(安徽建筑大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 合肥 230601)

1 引言

人類活動對水環(huán)境的影響越發(fā)顯著，水污染、水資源短缺以及洪澇頻發(fā)現(xiàn)象日益嚴(yán)重。中國是農(nóng)業(yè)大國，大量水資源要用于農(nóng)業(yè)灌溉，雖然水資源總量較為豐富，但是人均水資源占有量目前僅有2000 m3/人。根據(jù)聯(lián)合國相關(guān)部門的判定標(biāo)準(zhǔn)[1]，現(xiàn)在我國大部分城市已經(jīng)處于缺水狀態(tài)[2]。

2012年，我國提出“海綿城市”理念，2015年公布了第一批海綿城市建設(shè)試點城市名單。俞孔堅[3]認(rèn)為建設(shè)海綿城市有別與傳統(tǒng)工程，對緩解水資源問題有著至關(guān)重要的作用，是改善城市環(huán)境的必然選擇。劉建、韓雨停等[4]結(jié)合深圳和廣州典型生態(tài)技術(shù)項目，對低影響開發(fā)過程中的技術(shù)創(chuàng)新和考核方法進(jìn)行了介紹，為國內(nèi)其他地區(qū)海綿城市建設(shè)工作的開展提供了借鑒。胡堅等[5]對鎮(zhèn)江市海綿城市建設(shè)策略進(jìn)行研究，提出海綿城市建設(shè)中存在的問題比如公共參與和資金支持等，總結(jié)鎮(zhèn)江市實踐經(jīng)驗和成果。涂先明、田樂[6]總結(jié)各行業(yè)專業(yè)學(xué)者對海綿城市建設(shè)中關(guān)鍵問題的發(fā)言，探討了如何建設(shè)海綿城市及建設(shè)中可能遇到的問題。宮永偉等[7]認(rèn)為海綿城市建設(shè)的兩個要點是驗收和考核，把城市水質(zhì)量和年徑流總量作為海綿城市建設(shè)考核標(biāo)準(zhǔn)，讓海綿城市建設(shè)具有清晰的標(biāo)準(zhǔn)和效益目標(biāo)。2016年以后，對于海綿城市實踐探索的深度和廣度都隨之加大。唐兵等[8]認(rèn)為在海綿城市發(fā)展中融入“互聯(lián)網(wǎng)+”，是建設(shè)智慧型海綿城市的關(guān)鍵。要以科技創(chuàng)新為抓手，走保護(hù)生態(tài)、資源節(jié)約的可持續(xù)發(fā)展道路。系統(tǒng)治理已經(jīng)成為研究熱點，需要建立多層次調(diào)控系統(tǒng)。靖博等[9]以北京市一試點海綿城市例子，利用InfoWorks ICM模型軟件，對海綿城市的多層次調(diào)控效果進(jìn)行評價。孔宇等[10]通過分析SWMM模型和MIKE11模型的優(yōu)點和不足，為實現(xiàn)降污目的，建立了兩者相融合的模型，對改善城市河道水質(zhì)有著重要意義。

綜上所述，國內(nèi)外關(guān)于海綿城市建設(shè)開展了大量研究，并且積累了實踐經(jīng)驗，但是我國海綿城市概念引入較遲，仍有一些不足之處：評價辦法只是奠定了大致方向，許多指標(biāo)缺乏操作性和可獲取性；綜合評價研究只能反映海綿城市建設(shè)與發(fā)展的狀況，難以探尋其更深層次的促進(jìn)因素以及制約因素。基于此，本研究評價安徽省各地級市海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀，尋找與海綿城市建設(shè)中產(chǎn)生差距的關(guān)鍵影響因素。

2 研究設(shè)計

2.1 安徽省海綿城市建設(shè)水平評價

2.1.1 評價指標(biāo)的構(gòu)建

本研究根據(jù)指標(biāo)體系構(gòu)建的科學(xué)性、全面性、可獲取性相對獨立性等原則，側(cè)重于安徽省海綿城市建設(shè)，在相關(guān)理論、規(guī)范文件基礎(chǔ)上，結(jié)合安徽省實際情況，最終確定了水經(jīng)濟(jì)、水資源、水生態(tài)、水安全、水環(huán)境5個維度和21項底層指標(biāo)來表征海綿城市的建設(shè)成效(表1)。

表1 海綿城市建設(shè)水平指標(biāo)體系

2.1.2 海綿城市建設(shè)水平指數(shù)的計算方法

利用熵評價來進(jìn)行安徽省海綿城市建設(shè)水平的測算，熵值法是一種客觀賦權(quán)法，通過各項指標(biāo)觀測值所提供信息大小來確定指標(biāo)權(quán)重。

2.2 安徽省海綿城市建設(shè)影響因素分析

2.2.1 選取原則

安徽省海綿城市建設(shè)影響因素的選取遵循以下原則：①借鑒海綿城市建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)，可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、區(qū)域環(huán)境污染、水污染治理等影響因素研究文獻(xiàn)中較為普遍使用的變量；②要考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性；③影響因素的選取將不包含海綿城市建設(shè)測度計算中選擇的變量。

3.2.2 提出假設(shè)

參考已有研究，提出以下假設(shè)：

假設(shè)一，第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

假設(shè)二，第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈正相關(guān)。

假設(shè)三，人口密度與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

假設(shè)四，城鎮(zhèn)化率與海綿城市建設(shè)水平城市建設(shè)水平指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

假設(shè)五，專利申請受理量與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈正相關(guān)。

假設(shè)六，發(fā)展經(jīng)費支出占GDP比重與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈正相關(guān)。

假設(shè)七，外商直接投資額與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈正相關(guān)。

假設(shè)八，排水管密度與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈正相關(guān)。

本研究加入3個虛擬變量城市等級以《2021-2021各城市級別排行榜》[11]中的劃分標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，劃分為一線、三線、四線和六線城市，用虛擬變量表示。

假設(shè)九，城市等級與海綿城市建設(shè)水平指數(shù)呈正相關(guān)。

2.3 樣本數(shù)據(jù)

本研究以2011～2019年為研究期，結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，選則安徽省16個地級市為研究對象進(jìn)行實證分析。

數(shù)據(jù)來自《安徽統(tǒng)計年鑒(2010-2020年)》《亳州統(tǒng)計年鑒(2010-2020年)》《蚌埠統(tǒng)計年鑒(2010-2020年)》《2019年滁州市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒(2010-2020年)》《安徽省各城市的國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2010-2020年)》安徽省水資源公報等，虛擬變量城市等級參考《2021-2021各城市級別排行榜》見表2。

表2 地級市等級

2.4 計量模型

由于前面使用熵權(quán)法來研究安徽省海綿城市建設(shè)水平，所得的海綿城市建設(shè)水平指數(shù)值介于0～1之間，屬于受限因變量問題。受限因變量回歸模型在對受限因變量進(jìn)行處理時有優(yōu)勢，可以解決普通最小二乘法中估計值偏向于的0的問題，標(biāo)準(zhǔn)的受限因變量模型如下所示：

(1)

本文研究的是海綿城市建設(shè)水平的影響因素，僅從海綿城市建設(shè)指數(shù)上無法得到影響海綿城市建設(shè)水平的因素，因此需將海綿城市建設(shè)指數(shù)作為受限因變量，影響因素作為解釋變量，對二者進(jìn)行Tobit回歸，具體表達(dá)形式如下：

Y=βX+γD+μi+εit

(2)

式(2)中，Y為因變量，在實證分析安徽省海綿城市建設(shè)影響因素模型中為海綿城市建設(shè)水平，X和D為自變量陣，X=[1,X1it,X2it,X3it,X4it,X5it,X6it,X7it,X8it]T，D=[D1it,D2it,D3it]T,其中X1、X2、X3、X4、X5、X6、X8分別代表第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、人口密度、城鎮(zhèn)化率、專利申請受理量、研究與發(fā)展經(jīng)費支出占GDP比重、外商直接投資額、排水管密度，D1、D2、D3是區(qū)分城市等級的虛擬變量，取值如下：

(3)

(4)

(5)

式(3)～(5)中，β、γ為待估計參數(shù)行向量，β=[β0，β1，β2，β3，β4，β5，β6，β7，β8]，γ=[γ1，γ2，γ3]；μ、ε為隨機(jī)擾動項；i,t分別為截面、時間下標(biāo)。

3 實證結(jié)果

3.1 海綿城市建設(shè)水平評價結(jié)果

借助熵權(quán)法，測算2011～2019年安徽省16個地級市海綿城市建設(shè)水平指數(shù)如圖1所示。

為了更清楚地分析全省2011～2019年海綿城市發(fā)展?fàn)顩r，繪制了2011～2019年全省海綿城市發(fā)展得分趨勢圖。從圖1可以看出，從整體上看，2011～2019年安徽省16個地級市海綿城市建設(shè)指數(shù)基本維持在0.0624～0.0625之間，全省平均值由2011年的0.0624上升到2019年的0.0625。這表明安徽省發(fā)布的《意見》和成立的“海綿城市建設(shè)研究中心”等政策和部署讓安徽省各地區(qū)海綿城市穩(wěn)步建設(shè)。但整體得分仍然偏低，地區(qū)之間存在明顯差異，且差異不斷變化。

年份

3.2 海綿城市建設(shè)影響因素實證結(jié)果

針對安徽省海綿城市因素的分析，選擇安徽省16個地級海綿城市建設(shè)水平指數(shù)作為被解釋變量，以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模、城市化水平、科技支撐、對外開放水平、基礎(chǔ)設(shè)施、城市等級為解釋變量。構(gòu)建的面板Tobit模型，利用Eviews軟件，對模型中的各參數(shù)進(jìn)行估計，實證分析安徽省海綿城市建設(shè)的影響因素。實證結(jié)果如表3。

模型中大部分的解釋變量對被解釋變量的影響和相關(guān)學(xué)者的實證研究結(jié)果一致，與生態(tài)文明建設(shè)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色發(fā)展、區(qū)域環(huán)境污染、生態(tài)效率測度、海綿城市建設(shè)研究相符合，并且與安徽省海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀相吻合，這說明模型對變量之間關(guān)系的描述基本正確，分析結(jié)果可靠。通過對表4所示實證結(jié)果分析，重點關(guān)注變量的顯著性水平和回歸系數(shù)的方向，從而得出以下結(jié)論。

(1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)：根據(jù)Tobit模型的估計結(jié)果顯示，在顯著性水平為1%的情況下，第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重對于海綿城市建設(shè)水平的影響非常顯著，而且系數(shù)為正，說明它對海綿城市的影響是正向的，兩者變化趨勢相同。拒絕原假設(shè)一。從結(jié)果上看，工業(yè)發(fā)展對經(jīng)濟(jì)促進(jìn)的結(jié)果對安徽省海綿城市建設(shè)帶來的正向作用更大。這可能是因為國家重視污水處理、工業(yè)污水排放管理，所以污染情況得到逐漸減緩是合理的；在顯著性水平為1%的情況下，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重對于海綿城市建設(shè)水平的影響非常顯著，且系數(shù)為正，與原假設(shè)二相符。說明第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重的發(fā)展趨勢和海綿城市建設(shè)水平的變化趨勢相一致，也對海綿城市的建設(shè)起到正向影響。王麗麗等[12]的研究表明二、三產(chǎn)業(yè)比重、人口密度對生態(tài)環(huán)境的影響程度較高，且呈現(xiàn)波動上升趨勢。李從欣等[13]同樣認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能夠?qū)Νh(huán)境污染時空演進(jìn)產(chǎn)生很大影響，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整可以激發(fā)城市發(fā)展?jié)摿Α?/p>

表3 Tobit模型估計參數(shù)及結(jié)果

(2)人口規(guī)模：在顯著性水平為1%的情況下，人口密度對安徽省海綿城市建設(shè)水平具有顯著影響，而且人口密度的參數(shù)符號為負(fù)，與原假設(shè)三相符。說明人口密度增大對海綿城市建設(shè)是呈現(xiàn)負(fù)面影響的。雖然人口數(shù)量的增大可以解決勞動力短缺問題，增加就業(yè)率推動經(jīng)濟(jì)快速增長，對海綿城市建設(shè)水平的提高是有正向作用的，但是人口密度的提高往往會帶來污染物排放量增多、自然資源過度消耗等問題，因此從這個方面來看，人口規(guī)模增大會對海綿城市的發(fā)展產(chǎn)生不利影響。周鵬等[14]學(xué)者在研究中指出人口規(guī)模對可持續(xù)發(fā)展效率呈現(xiàn)顯著的負(fù)向影響。

(3)城市化水平：在顯著性水平為1%的情況下，城鎮(zhèn)化率對安徽省海綿城市建設(shè)水平具有顯著影響，而且城鎮(zhèn)化率的參數(shù)符號為負(fù)，與原假設(shè)四相符。城鎮(zhèn)化率的提高往往會帶來城市水污染等問題，雖然隨著城市監(jiān)管力度和污水處理技術(shù)的提升，污水治理的效率得到了相應(yīng)提高，但是由于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多方面壓力，造成水資源過度消耗。景曉棟等[15]認(rèn)為城市化水平越高越有利于環(huán)境效率水平的提升。

(4)科技支撐：在顯著性水平為1%，專利申請受審量對海綿城市建設(shè)具有顯著正相關(guān)關(guān)系，與原假設(shè)五相符。究其原因在于雖然發(fā)明專利是一把雙刃劍，但是商業(yè)利益驅(qū)動使得安徽省海綿城市在對待專利應(yīng)用的問題上做到興利除弊，同時還把專利應(yīng)用與可持續(xù)化海綿城市建設(shè)很好地結(jié)合起來。專利申請受理量越多，說明其綠色科學(xué)技術(shù)水平就越高，大量先進(jìn)的綠色技術(shù)在安徽省進(jìn)行研發(fā)和應(yīng)用。這與安徽省近年來在科技創(chuàng)新方面投入力度有密切關(guān)系，突破技術(shù)壁壘，引入科技人才，為科技創(chuàng)新提供政策和資金的扶持。發(fā)展經(jīng)費支出占GDP比重對安徽省海綿城市建設(shè)水平影響不顯著，參數(shù)符號為負(fù)，拒絕原假設(shè)六。與預(yù)期不相符，究其原因，可能是科技經(jīng)費與發(fā)展支出占總體水平不高，且存在區(qū)域不平衡的問題。這與郭四代等[16]學(xué)者研究結(jié)果相似，認(rèn)為科技水平會對環(huán)境污染產(chǎn)生巨大影響，研發(fā)投入占GDP的比重增大，對環(huán)境污染的程度程度會減少。

(5)對外開放：在顯著性水平為10%的情況下，外商直接投資額對安徽省海綿城市建設(shè)水平具有顯著影響，而且外商直接投資額的參數(shù)符號為正，與原假設(shè)七相符。對外開發(fā)程度對海綿城市發(fā)展水平的正向影響主要體現(xiàn)在對外開發(fā)程度越高，外資引進(jìn)機(jī)會就越多，能夠為海綿城市的建設(shè)提高資金支持。馬曉鈺等[17]研究顯示貿(mào)易開放程度的提高將減少工業(yè)廢氣和工業(yè)固廢排放量，能夠緩解我國環(huán)境污染情況。

(6)基礎(chǔ)設(shè)施：排水管密度對安徽省海綿城市建設(shè)水平影響不顯著，拒絕原假設(shè)八。與預(yù)期不符合，究其原因，可能是安徽省排水設(shè)施較少以及排水管的設(shè)置規(guī)劃不合理導(dǎo)致夏季降雨量增大時不能夠及時排水，造成災(zāi)澇頻發(fā)。

(7)城市等級對海綿城市建設(shè)有顯著影響，與原假設(shè)九相符。體現(xiàn)了安徽省處于不同階段的城市的海綿城市建設(shè)水平有顯著差異。

4 結(jié)論與建議

4.1 基本結(jié)論

從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模、城市化水平、科技支撐、對外開放水平、基礎(chǔ)設(shè)施、城市等級7個方面研究海綿城市建設(shè)的影響因素。得出結(jié)論：在顯著性水平為1%的情況下，第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、專利申請受審量、城市等級對于海綿城市建設(shè)水平的影響非常顯著，而且系數(shù)為正；在顯著性水平為10%的情況下，外商直接投資額對安徽省海綿城市建設(shè)水平具有顯著影響，且參數(shù)符號為正；在顯著性水平為1%的情況下，人口密度、城鎮(zhèn)化率對安徽省海綿城市建設(shè)水平具有顯著影響，且參數(shù)符號為負(fù)；發(fā)展經(jīng)費支出占GDP比重、排水管密度對安徽省海綿城市建設(shè)水平影響不顯著。

4.2 對策建議

(1)大力開展污染治理，優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。實證結(jié)果表明：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素對安徽省海綿城市發(fā)展有顯著影響，其中以工業(yè)加工為主的第二產(chǎn)業(yè)對海綿城市發(fā)展水平影響最顯著。從勞動密集型產(chǎn)業(yè)模式向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，推動高新企業(yè)發(fā)展，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)的集群優(yōu)勢，加強工業(yè)企業(yè)的整頓和治理。工業(yè)污染物排放一般很難通過市場機(jī)制來防治，因此產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要依靠政府政策和優(yōu)化生產(chǎn)措施來實現(xiàn)。政府推出相關(guān)治理政策和措施來引導(dǎo)工業(yè)發(fā)展的方向，推動生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實現(xiàn)環(huán)境污染最小化，推動海綿城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

(2)因地制宜建設(shè)海綿城市，打造城水相融新型城市。結(jié)合實證結(jié)果來看，城鎮(zhèn)化率對安徽省海綿城市建設(shè)水平具有顯著負(fù)向影響。面對城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來的水污染、生態(tài)系統(tǒng)失衡、排水不及時等問題，安徽省推動海綿城市建設(shè)刻不容緩，汲取池州、黃山、宣城、合肥等海綿城市建設(shè)水平較高地區(qū)的建設(shè)經(jīng)驗，建立安徽省海綿城市總體規(guī)劃。再根據(jù)皖南、皖中、皖北土壤特征、中心城區(qū)水系條件、氣候環(huán)境等差異，因地制宜制定適合各地方發(fā)展的專項規(guī)劃方案。

(3)突出科技創(chuàng)新引領(lǐng)，加快建設(shè)研發(fā)中心。安徽省海綿城市發(fā)展處于初級階段，缺乏科技創(chuàng)新能力，且海綿城市建設(shè)需要大量資金投入。可以加大科技創(chuàng)新經(jīng)費的投入力度，擴(kuò)大研究中心規(guī)模。以較高的科學(xué)技術(shù)水平為前提，開展創(chuàng)新技術(shù)工程。為海綿城市建設(shè)設(shè)立創(chuàng)新資金，支持私立機(jī)構(gòu)、企業(yè)等科技創(chuàng)新。可以從“滯、滲、蓄、凈、用、排”等多方面進(jìn)行科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)。

(4)完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動海綿城市穩(wěn)步發(fā)展。海綿城市的建設(shè)需要堅持“灰色海綿”和“綠色海綿”相結(jié)合的戰(zhàn)略思想，對于“灰色海綿”的建設(shè)，要以地下排水管網(wǎng)和水利基礎(chǔ)設(shè)施作為抓手，提高城市排水能力的同時也要加大城市的蓄水能力。對于“綠色海綿”的建設(shè)，可以擴(kuò)大綠化覆蓋面積，利用綠地自然吸收雨水，也可以提高河流和濕地的保護(hù)力度、治理水污染、恢復(fù)濕地面積。安徽省各地級市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的差距明顯，阜陽、淮南和宿州等皖北地區(qū)公共基礎(chǔ)設(shè)施水平低，要加大基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域補短板力度。