江西省水資源利用與產業結構關系研究

胡久偉,成靜清,李艷紅,徐珺愷,譚 毅

(江西省水利科學院,江西 南昌 330029)

水資源是基礎性戰略性自然資源,隨著經濟社會的快速發展,中國面臨的水資源短缺、水環境污染和水生態破壞問題日益嚴峻[1],轉變發展觀念和用水方式,提高用水效率、減少水資源消耗和廢污水排放,推進“以水定城、以水定地、以水定人和以水定產”,“把水資源作為最大的剛性制度”成為破解上述問題的關鍵。如何在水資源剛性約束下推進區域產業高質量協調發展,成為新時期治水工作面臨的重大命題。

產業結構與水資源之間存在相互依存相互制約的復雜互動關系。當前水資源紅線管控指標已成為產業發展的硬約束,科學評判產業結構與水資源利用的關系,對推進區域產業結構優化調整和水資源集約節約利用具有重要意義,值得開展深入研究[2]。國外學者較早開展了水資源約束下的產業結構調整研究[3-4],提出將有限的水資源投入效率高、效益好且污染少的產業,并應用模擬技術、動態規劃分析、投入產出模型及數理統計分析等方法對水資源優化配置與產業布局優化問題進行了深入分析。中國學者在水資源與產業結構互動演進理論[5]、水資源與產業結構關系方面進行了研究[6-7],認為流域水資源利用結構與產業結構密切相關,采用相關性分析、關聯性分析、計量經濟模型、系統動力學[8]等方法,分析了水資源約束下產業結構優化調整機制[9-10]及水資源與產業結構適配性或協調耦合發展[2,11]等問題,取得了較豐富成果。

然而,現有研究多集中于水資源約束條件下的產業結構調整和水資源優化配置問題,少數學者僅對用水量或用水效率與產業結構的關系進行了簡單分析,缺乏對水資源與產業結構關系的系統深入分析?，F有研究成果多見于京津冀等區域,江西省尚缺乏相關研究成果。江西省地處南方豐水地區,水資源總量較豐富但時空分布不均,在水資源供需方面存在用水總量控制指標偏緊、用水效率不高及調配能力不足等矛盾[12]。面對水資源總量和強度雙控的強約束,亟需通過提高用水效率、推進產業結構轉型升級等方式助推經濟社會高質量發展。本文擬從科學測度區域水資源利用、產業結構演變入手,從量、效兩個維度系統評價水資源利用與產業結構關系,以期進一步豐富水資源與經濟社會協調發展相關理論方法,并為江西省水資源高效利用與產業高質量發展實踐提供參考。

1 研究區域、方法與數據來源

1.1 研究區域概況

江西省屬南方豐水區域,境內水系發達,河網密布,多年平均降水量1 638 mm,居全國第4位;多年平均水資源量1 565億m3。國土面積16.69萬km2,轄11個設區市、100個縣(市、區)。2020年總人口4 500余萬,GDP達2.57×104億元,三產比例為8.7∶43.2∶48.1。江西省農業在全國占有重要地位,是中華人民共和國成立以來2個從未間斷向國家貢獻糧食的省份之一。21世紀以來江西大力實施以新型工業化為核心的發展戰略,有色產業、電子信息、醫藥、汽車、航空、食品、紡織、光伏、鋰電、鋼鐵、石化、建材等產業呈現了良好的發展勢頭。

1.2 區域水資源效率測度

數據包絡分析(DEA)是測度多輸入、多產出的若干個生產或非生產部門(即決策單元DMU)相對效率的有效方法,被廣泛應用于具有可比性單位的有效性評價中。為有效考慮污水排放等非合意產出,克服傳統DEA模型測算結果同質化問題,本文采用考慮非期望產出的超效率SBM模型對江西省各設區市2011—2020年用水效率進行測度,見式(1)[13]:

(1)

由于DEA模型采用截面數據計算效率,屬于靜態效率測度,不能反映效率的動態變化,本文選取Malmquist-Luenberger生產率指數對2011—2020年江西省11個設區市水資源利用效率變化情況進行測度。具體模型為[14]:

ML(xt,yt,bt)=

MLEC×MLTC

(2)

式中 ML——水資源總生產率指數;MLEC——技術效率指數;MLTC——技術進步指數;x——生產要素投入向量;y、b——期望、非期望產出向量。

ML、MLEC、MLTC指數值大于1表示提高,等于1表示不變,小于1表示退步。

在指標選取方面,參考鞏燦娟等[15]、龐慶華等[13]、馬海良等[16]的研究,本文選取固定資本、勞動力及用水量作為生產要素投入,GDP作為期望產出,廢水排放量作為非期望產出。

1.3 產業結構變化度量

一個經濟體的產業結構變化可以從產業結構合理化和產業結構高級化2個維度進行刻畫[17-18]。產業結構合理化指的是產業間的聚合質量,可以用泰爾指數來表示,即:

(3)

式中 TL——泰爾指數;Y——產值;L——就業;i——產業;n——產業部門數。

如果TL等于0,表示經濟處于均衡狀態下,不為0,表示產業結構偏離了均衡狀態。

產業結構高級化是產業結構升級的一種度量,可以用第三產業與第二產業產值之比來表示,即產業結構高級化指數(TS)為:

(4)

式中,Y2、Y3分別為第二、三產業產值。如果TS值處于上升狀態,則意味著產業結構在升級,反之則表示在退步。

1.4 灰色關聯分析

關聯度是對2個事物關聯程度大小的定量描述?；疑P聯度分析是刻畫小樣本數據關聯度的有效方法,可定量描述因素間關系的強弱、大小和次序,在分析變量之間關系方面得到了廣泛應用[19]。具體方法為:先確定參考序列,即x0={x0(k)|k=1,2,…,n},其中x0(k)為參考序列中第k項評價指標實際值;再確定比較序列xi={xi(k)|k=1,2,…,n},其中xi(k)為比較序列中第k項指標的實際值;最后對原始數據做無量綱化處理,再計算序列間的關聯系數,即:

ξi(k)=

(5)

式中,ρ為分辨系數,一般取0.5。由于兩序列間的關聯系數較多,信息分散,不便于比較,因此對關聯信息作集中處理,計算兩序列間的灰色加權關聯度,即:

(6)

式中,ri是第i評價對象對評價標準的灰色關聯度,wk為權重系數,可運用層次分析法、熵權法等方法確定。關聯度越接近于1,表明兩序列間的關系越密切。

1.5 變量說明與數據來源

基于數據可得性和科學性原則,本文以2011—2020年江西省11個設區市的資本存量、勞動力和用水量作為投入要素,以GDP和污水排放作為產出要素進行水資源利用效率測度,具體數據說明見表1。產業結構及灰色關聯分析涉及到的歷年三次產業產值和勞動力數據來源于《江西省統計年鑒》等公開統計資料。

表1 水資源利用效率測算投入-產出要素

2 結果與討論

2.1 水資源利用情況分析

2.1.1用水量

2011—2020年江西省平均用水量251.7億m3,呈穩中有降態勢,年均下降約2.1億m3(圖1)。從行業看,農業用水量占比最高,維持在65%左右,其次為工業,占比約23%;農業和工業用水量均呈下降趨勢,年均分別減少1.50億、1.14億m3;生活、生態用水量則呈增長趨勢,年均分別增長0.43億、0.12億m3(圖2)。從地區看,除宜春市和上饒市略有增長外,其余地市均呈不同程度下降態勢(圖3)。

圖1 江西省2011—2020年用水量變化

圖2 江西省主要用水部門2011—2020年用水量年均變化

圖3 江西省各設區市2011—2020年用水量年均變化

2.1.2用水效率評價

利用上文SBM-DEA模型,通過Matlab編程計算得到水資源利用效率值(表2)?？梢?各設區市水資源利用效率存在較顯著差異,南昌市、鷹潭市用水效率在全省處于領先,多年平均效率值超過1;其次為萍鄉市和新余市,平均效率值接近1;其余設區市則相對落后,效率值在0.45～0.65。

表2 2011—2020年江西省各設區市水資源利用效率值

通過Stata軟件計算得到Malmquist-Luenberger生產率指數(表3、4)。近10 a來江西省水資源利用效率整體呈上升趨勢,年均增長4.43%。其中,技術進步對生產效率指數貢獻較大,年均增長5.66%,技術效率呈微增長態勢,年均增長0.9%,一定程度上制約了水資源效率的提升。

表3 2011—2020年江西省水資源生產率指數及分解情況

表4 2011—2020年江西省各設區市水資源ML生產率指數及分解情況

從各設區市看,11個設區市水資源生產率指數呈不同程度增長,其中南昌市、萍鄉市、鷹潭市和九江市年均增長率大于6%,增速較快;上饒市、撫州市、贛州市增長較慢,年均增長率不足2%。從指數分解看,除宜春市和鷹潭市外其余各設區市水資源生產效率均受技術進步影響較大;上饒市、贛州市和撫州市技術效率略有退步,宜春市技術進步增速偏低,拉低了該市總體效率。

2.2 產業結構分析

2011—2020年GDP年均增長1 430.2億元(按2011年可比價換算),其中第一、二、三產業貢獻率分別為4.75%、58.03%、37.22%。從三次產業增長率看(圖4),各產業均在波動變化,其中第三產業變幅最大,其次為第一產業,第二產業相對較為穩定。一、二、三次產業平均增長率分別為4.41%、8.80%和10.05%;從產業結構變動系數分析(圖5),第一產業除2016年外占比均為負值,呈現逐步收縮態勢;第二產業占比變化較小;第三產業呈穩步上升態勢,產業結構高級化進程持續加強。

圖4 2011—2020年江西省三次產業增長率變化情況

圖5 2011—2020年江西省產業結構變動系數變化情況

從產業結構合理化(TL)與高級化(TS)指數分析(圖6),TL指數呈現穩步下降態勢并逐步向0趨近,產業結構調整逐步邁向合理狀態;TS指數呈現波動上升態勢,產業結構逐步朝高級化方向邁進。

圖6 2011—2020年江西省產業結構合理化及高級化指數變化情況

從各設區市看,除撫州、贛州、吉安、宜春、上饒等地第一產業區位商大于1.2外(表5),二、三產業在各地市分布較為均衡,南昌市作為省會城市帶動作用不明顯;通過構建產業相關系數矩陣,2020年各設區市產業相關系數均在0.95以上(表6),地區之間產業結構趨同明顯,產業分工水平較低,互補性較弱,不利于區域協同發展。

表5 2011—2020年江西省各設區市三次產業區位商

表6 2020年江西省各設區市產業結構相關系數矩陣

2.3 水資源利用與產業結構關系

2.3.1產業結構與用水量的關系

采用三次產業產值(按2011年可比價換算,下同)和同期用水量計算三次產業與用水量灰色關聯度(表7)。結果表明:江西省第一產業與用水量的關聯度最高,第二產業次之,第三產業最低;各設區市除新余市外第一產業均與用水量的關聯度最高,其中宜春市、上饒市、贛州市、萍鄉市、吉安市、景德鎮市和南昌市關聯度高于江西省平均水平;南昌市、九江市、贛州市、吉安市和鷹潭市第三產業與用水量的關聯度高于第二產業;新余市屬工業城市,第二產業與用水量關聯度最高。

（3）政府人員定位偏差引發執行偏差。一是認知偏差。即政府工作人員對政府購買公共服務的政策及法律缺乏正確認識。對購買公共服務的錯誤定位導致政府部門對其缺乏應有的積極性和主動性，甚至演變為政績工程。二是理念滯后。政府工作人員在政府由管理走向治理的機構改革與職能變革中，對社會組織缺乏信任。治理理念的滯后不利于合作型政府的建設，嚴重挫傷社會組織人員積極性，引發政社矛盾。三是角色錯位。即認為政府購買公共服務在服務外包的同時，責任和困難也隨之推卸給了社會組織，在公共服務供給時出現不作為現象。

表7 江西省各設區市產業結構與用水量灰色關聯度

為實現水資源總量控制目標,在保障糧食安全、滿足農業生產基本用水需求的前提下,通過提升農業用水效率、抑制其不合理用水需求是未來江西省水資源優化的基本方向。從設區市看,新余市應著重提升工業發展質量,合理控制第二產業用水量;南昌市、九江市、贛州市、吉安市和鷹潭市應著力優化第三產業用水管控,合理控制高耗水服務業發展,提升第三產業綠色發展水平。

2.3.2產業結構與水資源利用效率的關系

同理,利用三次產業產值和本文計算的同期水資源利用效率值計算兩者灰色關聯度(表8)。與用水量指標類似,江西省第一產業與水資源利用效率的關聯度最高,第二產業次之,第三產業最低;從各設區市看,除萍鄉市和新余市外第一產業與水資源利用效率的關聯度最高,其中吉安市、撫州市、上饒市、鷹潭市和宜春市關聯度高于江西省平均水平;吉安市、南昌市、九江市、鷹潭市和贛州市第三產業與水資源利用效率的關聯度與用水量情況類似,均高于第二產業,但關聯度排序不同;新余市和萍鄉市第二產業與水資源利用效率關聯度最高,其次為第一、三產業。

為實現水資源消耗強度控制目標,未來江西省應著力提高農業尤其是耕地灌溉用水效率,通過推廣節水灌溉技術、強化大中型灌區現代化改造等有力措施穩步提高農業用水效率。萍鄉市和新余市應加大工業節水投入,大力推進節水型企業建設和節水技術改造,不斷提升工業用水效率,嚴格控制高耗水工業企業準入;吉安市、南昌市、九江市、鷹潭市和贛州市應加大第三產業尤其是高耗水服務業節水投入,積極引進節水新技術,強化用水定額與計劃用水管理,大力推進低耗水服務業發展。

3 結論與建議

3.1 結論

通過對水資源利用、產業發展的系統診斷及兩者關系的分析評價,得出結論如下。

a)通過有效測度水資源利用效率和產業結構變化,進而采用灰色關聯方法評價兩者的關聯度,可有效辨識區域水資源利用與產業結構的關系,對有針對性地提升區域水資源利用效率,促進水資源與產業協調發展具有較好的指導作用。

b)水資源利用與產業結構具有較強的相關性,用水量和用水效率2個指標與產業發展的關系存在明顯的區域分異特征。江西省用水效率與產業結構的關聯度總體略高于用水量指標,第一產業與水資源利用關聯度最高,二、三產業次之。各設區市亦呈現一定的區域差異,其中新余市第二產業與用水量關聯度最高,萍鄉市、新余市第二產業與用水效率關聯度最高;南昌市、九江市、贛州市、吉安市和鷹潭市第三產業與用水量、水資源利用效率的關聯度均高于第二產業。

c)江西省第一產業占比呈現逐步收縮態勢,第二產業總體穩定,在全省GDP增長中起主導作用,第三產業穩步上升,產業結構合理化、高級化進程逐步推進。各設區市產業結構趨同性顯著,優勢產業不突出,不利于地區間協同發展。全省水資源利用效率呈逐步提高態勢,但存在顯著的區域差異,技術進步是江西省及主要設區市水資源生產效率提高的主導因素。

3.2 建議

一是強化水資源差異化考核?？紤]產業結構差異及其與水資源利用的關系,在各地區現有的水資源消耗總量和強度雙控目標基礎上,分產業合理設置差異化的水資源利用效率考核目標,引導不同地區因地制宜推進產業高效綠色發展。

二是推進區域量水而行,適水發展。各地區應結合自身水資源稟賦及用水特點,強化水資源剛性約束要求,按照“空間均衡”要求推進各產業合理布局,將用水量關聯度的產業適度向水資源總量指標富余區域集中,在水資源總量指標緊缺地區發展用水效率關聯度強的產業。

三是加大節水投入,提升產業用水效率?？紤]江西省水資源總量紅線偏緊而用水效率總體不高的現狀,應完善節水機制,加大節水投入,結合各地產業發展、水資源利用現狀及兩者關聯度分析成果,針對性制定不同產業節水行動實施方案,不斷提升各產業用水效率,助推全省經濟綠色高質量發展。

四是進一步細化研究,推進縣域水資源與經濟協調發展。本研究僅從全省及設區市層面對水資源與經濟發展關系做了初步分析探討,下一步仍需進一步細化研究區域,從縣域層面深入開展水資源與經濟發展的關系研究,為各地水資源管理實踐提供更具針對性的指導。