基于水資源三重屬性的黃河流域用水脫鉤及影響因素

關(guān)鍵詞：水資源；三重屬性；用水脫鉤；影響因素；黃河流域

中圖分類號(hào)：ＴＶ２１３．４；ＴＶ８８２．１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０５．０１７

引用格式：董瑞媛，周曉唯，張揚(yáng)，等．基于水資源三重屬性的黃河流域用水脫鉤及影響因素［Ｊ］．人民黃河，２０２３，４５（５）：８３－８７．

水資源三重屬性包括生態(tài)環(huán)境屬性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性和資源稟賦屬性［１］ ，體現(xiàn)了水資源在生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重要地位和不可替代的作用。用水脫鉤是指降低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)水資源的消耗，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)［２］ 。黃河流域作為我國(guó)人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要區(qū)域，在高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)程中面臨的最大問題是水資源短缺［３］ 。黃河流域生態(tài)本底差、水資源稟賦差，產(chǎn)業(yè)發(fā)展以自然資源、能源化工等為主導(dǎo)的特征明顯，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的依賴性強(qiáng)，水資源開發(fā)利用率遠(yuǎn)超４０％的國(guó)際生態(tài)警戒線［３］ ?！饵S河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》指出要強(qiáng)化水資源剛性約束、促進(jìn)水資源節(jié)約集約利用。因此，從水資源三重屬性視角，探討黃河流域用水脫鉤態(tài)勢(shì)及其影響因素，有助于協(xié)調(diào)處理水資源利用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，對(duì)實(shí)現(xiàn)流域水資源節(jié)約集約利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)，用水脫鉤的相關(guān)研究主要從用水脫鉤評(píng)價(jià)、影響因素、脫鉤模型的擴(kuò)展應(yīng)用等方面展開。在用水脫鉤評(píng)價(jià)方面，評(píng)價(jià)方法包括ＯＥＣＤ（Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）指數(shù)法［４］ 、Ｖｅｈｍａｓ 指數(shù)法［５］ 和Ｔａｐｉｏ 模型等［６］ ，其中Ｔａｐｉｏ 模型在前兩種方法的基礎(chǔ)上引入脫鉤彈性，計(jì)算結(jié)果更為精確， 因此被廣泛應(yīng)用； 評(píng)價(jià)空間尺度逐漸從國(guó)家［７－８］ 、省域［９－１０］ 向城市［１１］ 延伸，黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展重大國(guó)家戰(zhàn)略提出后，黃河流域用水脫鉤研究成為熱點(diǎn)［１２－１３］ 。在用水脫鉤影響因素研究方面，因子分解法較為常用，其中對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法（ＬＭＤＩ）因具有完全分解殘差、相加分解與乘法分解一致等優(yōu)點(diǎn)［１４］ ，而被廣泛運(yùn)用于脫鉤影響因素研究中，相關(guān)研究［１２，１５］ 將用水脫鉤影響因素分解為生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與人口數(shù)量４ 個(gè)驅(qū)動(dòng)因素。在用水脫鉤模型的擴(kuò)展應(yīng)用方面，主要包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展適配度［１６］ 、高質(zhì)量發(fā)展［１２］ 和綠色水資源效率［１７］ 脫鉤模型等。

關(guān)于用水脫鉤的研究有很多，但仍存在一些不足：從用水脫鉤評(píng)價(jià)看，用水量數(shù)據(jù)大多采用區(qū)域消耗總量，未考慮用水量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系；從影響因素研究看，因子分解沒有充分考慮水資源稟賦屬性，分解的影響因素較少；從脫鉤模型的擴(kuò)展應(yīng)用來(lái)看，需從不同視角豐富和探究用水脫鉤模型的應(yīng)用?；诖耍疚囊渣S河流域九?。▍^(qū)）為研究對(duì)象，從水資源三重屬性視角出發(fā)，分析水資源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，運(yùn)用Ｔａｐｉｏ 脫鉤模型評(píng)價(jià)黃河流域用水脫鉤態(tài)勢(shì)，并采用ＬＭＤＩ 分解法分解出６ 個(gè)影響因素，以期為黃河流域水資源可持續(xù)利用和高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

１研究區(qū)概況

黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓，全長(zhǎng)５ ４６４ ｋｍ，是我國(guó)第二大河，流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東９ 個(gè)省（區(qū)）。流域大部分?。▍^(qū)）屬于干旱、半干旱氣候區(qū)，多年平均徑流量為５３５億ｍ３，僅占全國(guó)的２％［１３］ ，水資源嚴(yán)重短缺。

２研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

２．１研究方法

２．１．１基于水資源屬性的用水脫鉤評(píng)價(jià)模型

將水資源三重屬性納入用水脫鉤評(píng)價(jià)模型綜合考量（見圖１），分析黃河流域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過程中水資源的消耗情況。一方面，用水脫鉤評(píng)價(jià)模型的核心是通過測(cè)度用水量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的變動(dòng)關(guān)系反映二者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)度，其前提是用水量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相掛鉤；另一方面，水資源具有生態(tài)環(huán)境屬性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性和資源稟賦屬性，生態(tài)環(huán)境屬性指水資源對(duì)全球氣候和生態(tài)系統(tǒng)的作用，經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性體現(xiàn)水資源在經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和社會(huì)活動(dòng)中的重要作用，資源稟賦屬性則體現(xiàn)水資源的時(shí)空分布特征和不可替代性。

２．２數(shù)據(jù)來(lái)源

選取２００５—２０２０ 年黃河流域９ 個(gè)省（區(qū)）的面板數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。為統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)口徑，將ＧＤＰ 和用水量按照第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)劃分。鑒于第三產(chǎn)業(yè)與居民生活、公共事業(yè)息息相關(guān)，參考郝林鋼等［１８］ 的處理方法，以生活用水量代替第三產(chǎn)業(yè)用水量。ＧＤＰ 按２００４ 年不變價(jià)格進(jìn)行處理。

３結(jié)果與分析

２００６—２０２０ 年黃河流域用水量變化見圖２。鑒于２０１３ 年用水量從２０１２ 年的１ ２２７．３ 億ｍ^３下降為１ ２２６．５億ｍ^３，已發(fā)生小幅下降，因此以２０１３ 年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，將研究期劃分為兩個(gè)階段，２００６—２０１２ 年年均用水量增長(zhǎng)率為１．０４％，２０１３—２０２０ 年年均用水量增長(zhǎng)率為－０．８６％。２０１３ 年１ 月２ 日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》，明確了各省（區(qū)）的用水總量控制目標(biāo)，初步建立了國(guó)家水資源管理監(jiān)控系統(tǒng)［１９］ ，因此２０１３ 年是用水管理發(fā)生轉(zhuǎn)折性變化的歷史節(jié)點(diǎn)。２０１４ 年流域用水量出現(xiàn)大幅度下降，原因主要是該年青海、河南降水量較２０１３ 年分別增加了１６．９％、２５．９％，農(nóng)業(yè)用水量大幅度減少。

３．１用水脫鉤評(píng)價(jià)

３．１．１黃河流域用水脫鉤評(píng)價(jià)

利用Ｔａｐｉｏ 模型評(píng)價(jià)２００６—２０２０ 年黃河流域的用水脫鉤狀態(tài)（見圖３）。研究期內(nèi)用水脫鉤狀態(tài)為８次強(qiáng)脫鉤、７ 次弱脫鉤，說(shuō)明用水量增速均低于ＧＤＰ增速。２００６—２０１２ 年強(qiáng)脫鉤僅出現(xiàn)１ 次，以弱脫鉤為主；２０１３—２０２０ 年強(qiáng)脫鉤出現(xiàn)７ 次，以強(qiáng)脫鉤為主。因此，黃河流域用水呈從弱脫鉤到強(qiáng)脫鉤的良好發(fā)展趨勢(shì)。

３．１．２各?。▍^(qū)）用水脫鉤評(píng)價(jià)

鑒于不同?。▍^(qū)）的水資源使用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r存在差異，根據(jù)式（１）和表（１）計(jì)算分析２００６—２０２０年各?。▍^(qū)）的用水脫鉤指數(shù)和脫鉤狀態(tài)（見表２）。從脫鉤狀態(tài)看，上游青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古五?。▍^(qū)）強(qiáng)脫鉤出現(xiàn)的次數(shù)分別為７、７、１０、７、８，其中甘肅強(qiáng)脫鉤狀態(tài)最穩(wěn)定。甘肅是我國(guó)第一批節(jié)水型社會(huì)建設(shè)試點(diǎn)省份，先后實(shí)施了一大批重大水利骨干工程，有效促進(jìn)了用水脫鉤。中游的陜西共出現(xiàn)７次強(qiáng)脫鉤和８ 次弱脫鉤，山西共出現(xiàn)８ 次強(qiáng)脫鉤、４ 次弱脫鉤、１ 次擴(kuò)張連接和２ 次擴(kuò)張負(fù)脫鉤，雖然山西強(qiáng)脫鉤次數(shù)比陜西略多，但其脫鉤狀態(tài)波動(dòng)較大。下游的河南共出現(xiàn)７ 次強(qiáng)脫鉤、７ 次弱脫鉤、１ 次擴(kuò)張連接，山東共出現(xiàn)９ 次強(qiáng)脫鉤、６ 次弱脫鉤，相比而言，山東強(qiáng)脫鉤更加穩(wěn)定。

通過對(duì)比２００６—２０１２ 年和２０１３—２０２０ 年兩個(gè)時(shí)段的年均脫鉤指數(shù)，發(fā)現(xiàn)僅寧夏年均脫鉤指數(shù)上升，而其他省（區(qū)）均下降，說(shuō)明黃河流域９ 個(gè)?。▍^(qū)）中僅寧夏用水脫鉤趨于惡化，其他省（區(qū)）均有向好趨勢(shì)。特別是河南年均脫鉤指數(shù)從０．２２ 下降為－０．４１，降幅高達(dá)２８６．３６％，說(shuō)明河南脫鉤優(yōu)化程度最為顯著。

３．２用水脫鉤的影響因素

利用式（４）計(jì)算各?。▍^(qū)）影響因素脫鉤指數(shù)，見表３。用水強(qiáng)度脫鉤指數(shù)（γ_ｅ）表示節(jié)水技術(shù)對(duì)用水脫鉤的影響程度。兩個(gè)時(shí)段各?。▍^(qū)）γ_ｅ 均為負(fù)數(shù)且除寧夏外均下降，說(shuō)明隨著節(jié)水技術(shù)水平的提升，大部分地區(qū)用水增速降低。可見，用水強(qiáng)度效應(yīng)是促進(jìn)用水脫鉤的重要因素，技術(shù)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)水資源集約節(jié)約利用的關(guān)鍵。

各?。▍^(qū)）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)脫鉤指數(shù)（γ_ｓ ）２００６—２０１２ 年均為負(fù)數(shù)但２０１３—２０２０ 年均增大，說(shuō)明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是各省（區(qū)）用水脫鉤的促進(jìn)因素，但促進(jìn)作用趨于減弱。一方面，國(guó)家從２００６ 年開始實(shí)施ＧＤＰ 能耗指標(biāo)公報(bào)制度，并將其納入地方政府政績(jī)考核，各地加速調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，高耗水產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)消耗的水資源量隨之減少；另一方面，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度逐漸放緩，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)脫鉤的優(yōu)化作用減弱。

兩個(gè)時(shí)段各?。▍^(qū)）經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤指數(shù)（γ_ｄ ）均為正數(shù)且除寧夏外均增大，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)發(fā)展是多數(shù)地區(qū)用水量持續(xù)增加的原因之一。流域多數(shù)?。▍^(qū)）位于中西部，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不充分、不均衡，產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟須綠色轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)仍需消耗大量水資源，不符合高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，因此經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效應(yīng)長(zhǎng)期阻礙了用水脫鉤。

水資源使用率脫鉤指數(shù)（γ_ｗ ） 在除寧夏外的?。▍^(qū)）均有減小趨勢(shì)。寧夏水資源嚴(yán)重匱乏，長(zhǎng)期存在地下水超采現(xiàn)象，因此水資源使用率過高是寧夏用水脫鉤的阻礙因素之一。河南和山東兩省近年來(lái)雖然降水量下降、水資源稟賦差，但用水量也大幅度下降，使水資源使用率大幅度下降，促進(jìn)了用水脫鉤。

水資源稟賦脫鉤指數(shù)（γ_ｆ ）在除寧夏外的?。▍^(qū)）均有上升趨勢(shì)。寧夏水資源嚴(yán)重短缺，２０１３—２０２０ 年節(jié)水２２．７３ 億ｍ^３；上中游?。▍^(qū)）氣候干旱、降水量少，水資源匱乏且分布不均，故應(yīng)提高用水效率，克服水資源稟賦差帶來(lái)的負(fù)面影響。

兩個(gè)時(shí)段大部分?。▍^(qū)）人口規(guī)模效應(yīng)脫鉤指數(shù)（γ_ｐ）為正數(shù)，說(shuō)明人口規(guī)模是阻礙用水脫鉤的重要因素，特別是河南和山東２０１３—２０２０ 年因人口規(guī)模擴(kuò)大而導(dǎo)致用水量分別增加８．６８ 億、９．０９ 億ｍ^３。因此，要重點(diǎn)關(guān)注下游人口規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)的用水量增加問題。

４結(jié)論

（１）２００６—２０２０ 年，黃河流域用水量年增長(zhǎng)率小于ＧＤＰ 年增長(zhǎng)率，用水脫鉤以強(qiáng)、弱脫鉤為主。以２０１３ 年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，流域用水呈現(xiàn)從以弱脫鉤為主向強(qiáng)脫鉤為主轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。

（２）從各?。▍^(qū)）用水脫鉤狀態(tài)看，甘肅強(qiáng)脫鉤狀態(tài)最穩(wěn)定，除寧夏外的各省（區(qū)）脫鉤指數(shù)均下降，因此寧夏脫鉤態(tài)勢(shì)惡化，而其他?。▍^(qū)）脫鉤態(tài)勢(shì)向好，其中河南脫鉤優(yōu)化程度最為顯著。

（３） 用水強(qiáng)度效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)是促進(jìn)各省（區(qū)）用水脫鉤的關(guān)鍵因素，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展效應(yīng)和人口規(guī)模效應(yīng)對(duì)脫鉤有抑制影響，水資源利用率過高嚴(yán)重阻礙了寧夏的用水脫鉤。流域各?。▍^(qū)）共同面臨水資源稟賦差的問題，亟須優(yōu)化協(xié)調(diào)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，不斷優(yōu)化用水脫鉤態(tài)勢(shì)。

【責(zé)任編輯 張華興】