基于廢水減排的黃河流域城市偏向性技術(shù)進(jìn)步時空演進(jìn)趨勢研究

蔣裕雨，郭淑芬

（1.山西財經(jīng)大學(xué)資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展研究院；2.山西財經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，山西太原 030006）

0 引言

2021 年中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出，黃河流域最大的矛盾是水資源短缺，最大的問題是生態(tài)脆弱，提出要加強水資源節(jié)約集約利用和強化環(huán)境污染系統(tǒng)治理。水資源和水環(huán)境在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展中的作用不可忽視。面對黃河流域內(nèi)環(huán)境污染積重較深、水質(zhì)總體差于全國平均水平等突出的生態(tài)環(huán)境問題，廢水排放減量化是提高流域水質(zhì)、實現(xiàn)“一泓清水入黃河”的重要途徑之一，而減少流域內(nèi)的廢水排放有賴于水資源相關(guān)的技術(shù)進(jìn)步。為判別黃河流域的技術(shù)進(jìn)步在產(chǎn)出結(jié)構(gòu)中是否傾向于減少廢水排放，本研究在偏向性技術(shù)進(jìn)步的分析框架下展開研究。

現(xiàn)有關(guān)于偏向性技術(shù)進(jìn)步的研究大多聚焦在資本、勞動、能源和數(shù)字等投入要素，如姚毓春等［1］、李小平等［2］、藺鵬等［3］、張思思等［4］、柏培文等［5］的研究。在基于水的偏向性技術(shù)進(jìn)步研究視角下，李靜等［6］考慮水資源和水環(huán)境雙重約束下的技術(shù)進(jìn)步偏向性問題發(fā)現(xiàn)，中國技術(shù)進(jìn)步偏向性的地區(qū)差異明顯；許佑江［7］以黃河流域為研究對象，對節(jié)水偏向性技術(shù)進(jìn)步的時空演進(jìn)及影響因素進(jìn)行研究。但總體而言，目前基于廢水減排的偏向性技術(shù)進(jìn)步研究還尚不多見。考慮到城市是人才、資本等創(chuàng)新要素的集聚地，本研究以黃河流域97 個城市為空間研究單元，構(gòu)建包含工業(yè)廢水排放的偏向性技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)體系，判別黃河流域是否發(fā)生偏向于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步，并考察黃河流域總體及上中下游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的動態(tài)演進(jìn)、空間差異及收斂性，以厘清黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的時空演進(jìn)過程，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展政策優(yōu)化提供啟示。

1 文獻(xiàn)綜述

Hicks［8］首次提出“偏向性技術(shù)進(jìn)步”的概念，并根據(jù)技術(shù)進(jìn)步方向?qū)⑵浞譃橘Y本、勞動以及中性3 種技術(shù)進(jìn)步。在此基礎(chǔ)上，Acemeoglu［9］將偏向性技術(shù)進(jìn)步內(nèi)生化，將引起某種要素的邊際生產(chǎn)率變化的技術(shù)進(jìn)步稱為“要素增強型技術(shù)進(jìn)步”，引起某種要素的邊際替代率變化的技術(shù)進(jìn)步稱為“要素偏向型技術(shù)進(jìn)步”。中國國內(nèi)學(xué)者對偏向性技術(shù)進(jìn)步的研究較為豐富，大多集中于基于資本、勞動和能源等投入要素的工業(yè)偏向性技術(shù)進(jìn)步。例如，姚毓春等［1］研究發(fā)現(xiàn)工業(yè)部門的技術(shù)進(jìn)步朝偏向于資本的方向發(fā)展，并主導(dǎo)著工業(yè)部門要素收入份額的變化路徑；而鄭江淮等［10］發(fā)現(xiàn)2011 年以后中國工業(yè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步由資本偏向轉(zhuǎn)變?yōu)閯趧悠颉Ｔ诩夹g(shù)進(jìn)步與能源強度的關(guān)系中，王班班等［11］將技術(shù)進(jìn)步按照來源劃分為R&D、進(jìn)口、出口、外商直接投資（FDI）水平溢出等6 種技術(shù)進(jìn)步，并指出有偏技術(shù)進(jìn)步的要素替代效應(yīng)是技術(shù)進(jìn)步影響能源強度的主要渠道。

水作為一種重要的生產(chǎn)要素，有學(xué)者將其作為投入要素納入偏向性技術(shù)進(jìn)步的分析框架中，研究技術(shù)進(jìn)步是否偏向于節(jié)約水資源［12］，但關(guān)注技術(shù)進(jìn)步是否偏向于減少廢水排放的研究較為缺乏。在偏向性技術(shù)進(jìn)步的測度方面，現(xiàn)有研究以參數(shù)法為主，多使用CES 生產(chǎn)函數(shù)來估算偏向性技術(shù)進(jìn)步指數(shù)并據(jù)此判斷技術(shù)進(jìn)步的偏向性，如王晶晶等［13］的研究。李靜等［6］、黃慶華等［14］、楊翔等［15］學(xué)者還利用非參數(shù)法進(jìn)行指數(shù)求解，通過構(gòu)建非徑向距離的方向距離函數(shù)，并利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）分解出投入與產(chǎn)出導(dǎo)向的偏向性技術(shù)進(jìn)步指數(shù)。

以上文獻(xiàn)對基于水的偏向性技術(shù)進(jìn)步的深入研究具有重要價值，但在以下方面有待于研究深化：一是當(dāng)前關(guān)于偏向性技術(shù)進(jìn)步的研究多聚焦于國家層面，對重大區(qū)域?qū)用娴难芯枯^少；二是現(xiàn)有研究極少涉及基于水的技術(shù)進(jìn)步偏向性問題，且較少考慮到技術(shù)進(jìn)步的廢水減排效應(yīng)；三是對較大空間尺度內(nèi)區(qū)域的偏向性技術(shù)進(jìn)步不平衡分析研究尚不多見。

2 研究方法和數(shù)據(jù)來源

2.1 SBM 方向距離函數(shù)模型

本研究使用非參數(shù)的DEA 方法來測度偏向性技術(shù)進(jìn)步，選用非徑向的超效率（SBM）方向距離函數(shù)測算Malmquist-Luenberger 指數(shù)，參考F?re 等［16］的研究，使用DEA-Malmquist 指數(shù)分解法來測算黃河流域各城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步，并運用Weber 等［17］的技術(shù)進(jìn)步偏向判別原則分析技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)出偏向性。

借鑒Fukuyama 等［18］的研究，將工業(yè)廢水排放量作為SBM 方向距離函數(shù)中的非期望產(chǎn)出。其中期望產(chǎn)出記作Y，非期望產(chǎn)出記作B，則方向距離函數(shù)為：

式（1）（2）中：g為投入與產(chǎn)出的方向向量；s為投入與產(chǎn)出的松弛向量；由于方向向量始終為正數(shù)，sx為投入冗余的量，sy為期望產(chǎn)出不足的量，sb為非期望產(chǎn)出過多的量。

2.2 Malmquist-Luenberger 指數(shù)分解

Malmquist-Luenberger 指數(shù)可將全要素生產(chǎn)率（MI）分解為技術(shù)進(jìn)步（TC）和技術(shù)效率（EC）。如果存在非中性的技術(shù)進(jìn)步，可根據(jù)F?re 等［16］的研究進(jìn)一步將TC 指數(shù)分解為投入導(dǎo)向的偏向性技術(shù)進(jìn)步（IBTC）、產(chǎn)出導(dǎo)向的偏向性技術(shù)進(jìn)步（OBTC）和規(guī)模技術(shù)進(jìn)步（MATC）。即

2.3 技術(shù)進(jìn)步偏向性的判別原則

本研究將產(chǎn)出導(dǎo)向的偏向性技術(shù)進(jìn)步稱為“廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步”，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合Weber 等［17］提出的技術(shù)進(jìn)步偏向性判別原則，分析黃河流域技術(shù)進(jìn)步的實際產(chǎn)出偏向。廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的具體偏向性，可以綜合當(dāng)期與前一期的產(chǎn)出組合大小以及OBTC 的大小來判斷，具體判別原則見表1。其中，產(chǎn)出組合中的yb表示非期望產(chǎn)出，yg表示期望產(chǎn)出。

2.4 偏向性技術(shù)進(jìn)步的空間分析

（1）核密度估計法。核密度估計法可以通過密度曲線來反映黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的分布特征，能夠具體反映偏向性技術(shù)進(jìn)步的大小、極化程度以及同一區(qū)域內(nèi)的差異程度，由此能夠呈現(xiàn)出黃河流域總體及上中下游區(qū)段的城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的動態(tài)演進(jìn)過程和不同區(qū)段的變化差異。

（2）Dagum 基尼系數(shù)及子群分解法。Dagum 將基尼系數(shù)分為區(qū)域內(nèi)差異、區(qū)域間差異和超變密度差異。通過計算區(qū)域內(nèi)差異來分析黃河流域總體及上中下游區(qū)段的城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的空間差異。

（3）σ收斂和絕對β收斂法。σ收斂是指偏向性技術(shù)進(jìn)步的離散程度隨著時間推移呈現(xiàn)下降趨勢。通過測算偏向性技術(shù)進(jìn)步的變異系數(shù)來考察σ收斂，如果變異系數(shù)隨時間推移呈現(xiàn)下降趨勢則存在σ 收斂，反之則不存在σ收斂。絕對β收斂是指各地區(qū)的偏向性技術(shù)進(jìn)步隨著時間推移，最終會向各自的穩(wěn)態(tài)水平趨近。借鑒Miketa 等［19］的研究，采用面板數(shù)據(jù)雙向固定效應(yīng)方法進(jìn)行絕對β收斂檢驗，該方法同時控制地區(qū)效應(yīng)與時間效應(yīng)，既考慮了各地區(qū)不同的穩(wěn)態(tài)水平，也考慮了地區(qū)穩(wěn)態(tài)水平的時變效應(yīng)。偏向性技術(shù)進(jìn)步的絕對β收斂模型形式如下：

2.5 指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)來源

在水資源短缺與水質(zhì)較差的水情下，黃河流域的經(jīng)濟(jì)活動強度要與地區(qū)的水資源承載能力和水環(huán)境承載能力相匹配，從而兼顧水環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。因此，在構(gòu)建廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)體系時，不僅要將水這一重要生產(chǎn)要素作為投入要素之一，而且應(yīng)當(dāng)考慮生產(chǎn)過程中關(guān)于水的非期望產(chǎn)出。考慮到數(shù)據(jù)的可得性和合理性，將水資源消耗量、勞動力和資本存量作為投入要素的指標(biāo)層。在產(chǎn)出變量的指標(biāo)層方面，設(shè)置地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）為期望產(chǎn)出指標(biāo)；由于工業(yè)廢水是水資源污染的重要來源之一，還將工業(yè)廢水排放量作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)。廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步評價指標(biāo)體系見表2。

表2 廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)體系

借鑒陳明華等［20］對黃河流域的城市選取及上中下游的流域劃分，選取黃河流域97 個城市作為研究樣本，研究分析2010—2020 年黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步情況。研究數(shù)據(jù)主要來源于《中國城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》和國泰安CSMAR 數(shù)據(jù)庫、EPS 數(shù)據(jù)庫以及各樣本城市統(tǒng)計年鑒。通過測算廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步，分析黃河流域技術(shù)進(jìn)步的實際產(chǎn)出偏向，從而識別黃河流域是否發(fā)生偏向于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步。表3 為廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步投入產(chǎn)出指標(biāo)的描述性統(tǒng)計結(jié)果。

表3 指標(biāo)描述性統(tǒng)計結(jié)果

3 黃河流域城市基于廢水減排的偏向性技術(shù)進(jìn)步現(xiàn)狀分析

3.1 廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步測算結(jié)果分析

如圖1 所示，除2013 年和2014 年外，黃河流域全要素生產(chǎn)率始終大于1，說明整體上黃河流域全要素生產(chǎn)率處于不斷增長的態(tài)勢。從TC、EC 和MI 指數(shù)的變化趨勢來看，TC 指數(shù)與MI 的走勢基本保持一致，且在2015 年后二者的增長速度在波動中不斷提高，說明黃河流域全要素生產(chǎn)率的增長主要由技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動；EC 指數(shù)均小于1.020，說明黃河流域技術(shù)效率呈現(xiàn)下降趨勢且沒有發(fā)生明顯改善，技術(shù)效率阻礙了全要素生產(chǎn)率的進(jìn)一步增長。進(jìn)一步地，將技術(shù)進(jìn)步TC 指數(shù)分解為OBTC、IBTC 和MATC 來看，OBTC 與IBTC 均大于1，說明OBTC和IBTC 共同推動了技術(shù)進(jìn)步和全要素生產(chǎn)率的增長；MATC 曲線整體處于OBTC 和IBTC 的上方，說明在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段中，相較于投入和產(chǎn)出導(dǎo)向的偏向性技術(shù)進(jìn)步，技術(shù)規(guī)模變化對技術(shù)進(jìn)步乃至全要素生產(chǎn)率的影響更大。

圖1 黃河流域全要素生產(chǎn)率及其分解指數(shù)年度變化

具體來看，黃河流域的城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步指數(shù)均值基本都大于1，僅有17.5%的城市的OBTC 指數(shù)均值略小于1，其中最大值為慶陽市的1.071 0，最小值為隴南市的0.993 1（見表4），說明流域內(nèi)城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步發(fā)展速度呈現(xiàn)穩(wěn)定且緩慢增長的態(tài)勢。在黃河流域九省區(qū)中，山東省和陜西省的各年份OBTC 指數(shù)幾乎都大于1，反映出這兩個省份對廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的重視程度相對其他省份較高。

表4 2010—2020 年黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步指數(shù)均值

3.2 黃河流域城市基于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步偏向性分析

根據(jù)所測度出的城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步指數(shù)，結(jié)合技術(shù)進(jìn)步偏向性的判別原則，識別出黃河流域總體及上中下游區(qū)段技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)出偏向。本研究中涉及的兩類產(chǎn)出為地區(qū)生產(chǎn)總值和工業(yè)廢水排放量，黃河流域總體及上中下游區(qū)段促進(jìn)期望產(chǎn)出和增加非期望產(chǎn)出的城市占比分別如表5 和表6 所示。總體來看，黃河流域尚未發(fā)生偏向于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步，這在很大程度上是由于黃河流域作為全國重要的能源基地，沿河集中分布了煤炭、火電、鋼鐵、焦化、化工、有色等高耗水高污染行業(yè)，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大導(dǎo)致了工業(yè)廢水排放量的不斷增加；同時，由于流域內(nèi)綠色技術(shù)發(fā)展水平較低、企業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識薄弱，工業(yè)企業(yè)偏向于節(jié)約購入清潔技術(shù)、運行與維護(hù)污水處理設(shè)施、購入工業(yè)廢水循環(huán)利用設(shè)備的成本，更加注重短期經(jīng)濟(jì)利益的最大化，而忽略了保護(hù)水環(huán)境的社會責(zé)任。從總體變化趨勢來看，兩個時期增加非期望產(chǎn)出的城市占比均超過50%，且由2011—2015 年間的58.76%增加到2016—2020 年間的65.57%，這表明在2016—2020 年間，黃河流域工業(yè)企業(yè)對水環(huán)境保護(hù)的重視程度有所下降，相關(guān)水環(huán)境規(guī)制對其約束力度不足，偏向性技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮的廢水減排效應(yīng)不明顯。

表5 黃河流域促進(jìn)期望產(chǎn)出和增加非期望產(chǎn)出的城市占比

表6 黃河流域分上中下游區(qū)段促進(jìn)期望產(chǎn)出和增加非期望產(chǎn)出的城市占比

從上中下游區(qū)段的技術(shù)進(jìn)步偏向性來看，各區(qū)段的技術(shù)進(jìn)步偏向與黃河流域整體一致。其中，上游區(qū)段偏向增加非期望產(chǎn)出的城市占比維持在60%左右，而后占比呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，說明在研究期后期黃河流域上游城市的經(jīng)濟(jì)活動偏向于減少廢水排放，可能的原因是上游城市加大了對工業(yè)企業(yè)的污水監(jiān)管力度，同時推動廢水減排技術(shù)的發(fā)展，使得水環(huán)境問題得到緩解；中游區(qū)段在2011—2015 年間偏向增加非期望產(chǎn)出的城市占比較低，但在2016、2017、2020 年這3 個年份出現(xiàn)占比大幅上升的情況，原因可能是中游區(qū)段是中國重要的重化工能源區(qū)，中游城市工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水處理難度大，同時高污染行業(yè)的綠色技術(shù)發(fā)展不完善，因此中游城市的工業(yè)企業(yè)偏向于使用僅增加經(jīng)濟(jì)效益而非減少廢水排放的技術(shù)，從而節(jié)約工業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)投入成本；下游區(qū)段的城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步變化較大，偏向增加非期望產(chǎn)出的城市占比由2010 年的63.6%增加到2020 年的75.8%，這可能是由于河南省與山東省逐步加大發(fā)展工業(yè)的力度，工業(yè)廢水排放量隨著工業(yè)開發(fā)強度的不斷提高而增加，因此從整體來看下游區(qū)段的技術(shù)進(jìn)步偏向增加非期望產(chǎn)出的城市占比是增加的。黃河流域上中下游區(qū)段的城市占比變化，反映了隨著時間變化各區(qū)段內(nèi)城市基于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步偏向變動情況，由此可見，上中下游各區(qū)段增加非期望產(chǎn)出的偏向明顯，均未發(fā)生偏向于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步。

4 黃河流域城市基于廢水減排的偏向性技術(shù)進(jìn)步的時序特征

2010—2020 年黃河流域總體及上中下游區(qū)段城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的時間動態(tài)演進(jìn)結(jié)果如圖2 所示。具體特征如下：

圖2 2010—2020 年黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的時間動態(tài)演進(jìn)

就黃河流域總體來看，各年份廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步均集中于1 附近，核密度曲線呈現(xiàn)“曲線先右移后左移，主峰值先降后升，帶寬先增后減”的特征，說明研究期內(nèi)流域內(nèi)城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步取得了一定成效，但后期由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力較大、保護(hù)水環(huán)境的相關(guān)政策實施難度較大，廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步發(fā)展進(jìn)程緩慢。具體來看，2010—2013 年，曲線右移、主峰值呈上升態(tài)勢、帶寬變化不明顯，說明集中分布程度提高，廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步取得成效；2014—2015 年，主峰值降低至50 以下、帶寬明顯增加且細(xì)長右拖尾的特征明顯，說明流域內(nèi)城市間的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步差距拉大，且存在部分城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步顯著高于其他城市的情形；2016—2020 年，曲線左移、主峰回升至100 以上、帶寬不斷減小，說明流域內(nèi)城市間的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的絕對差異不斷減小，發(fā)展的不平衡程度有所降低，但曲線左移體現(xiàn)出廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步對全要素生產(chǎn)率的貢獻(xiàn)程度有所降低。

在黃河流域上游區(qū)段，廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步位于1 左側(cè)的城市極少，大多分布在1 及1 的右側(cè)。具體來看，2010—2014 年，曲線先右移再左移、主峰值呈現(xiàn)上升態(tài)勢、帶寬減小，說明集中分布程度不斷提高；2014—2016 年，主峰值降低至25 以下、帶寬明顯增加且細(xì)長右拖尾的特征明顯；2016—2020 年，曲線左移、主峰值回升至150 左右、帶寬不斷減小。整體來看，黃河流域上游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展呈現(xiàn)“收斂→發(fā)散→收斂”的過程。

在黃河流域中游區(qū)段，中游的核密度主峰值水平在100 以下，在上中下游區(qū)段中處于最低位。其中，2010—2014 年，曲線先右移后左移、主峰值先升后降、帶寬增加；2014—2016 年的變化態(tài)勢與上游區(qū)段相同，呈現(xiàn)“主峰值降低、帶寬增加、右拖尾明顯”的特征；2016—2020 年的變化趨勢與上游區(qū)段較為一致，曲線不斷左移、主峰值回升至80 以上、帶寬減小，說明雖然城市間廢水減排技術(shù)發(fā)展差距縮小，且有一定的收斂趨勢，但中游城市對提高廢水減排技術(shù)水平的重視程度不足。整體來看，黃河流域中游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展呈現(xiàn)“發(fā)散→收斂”的過程。

在黃河流域下游區(qū)段，廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步極值少，分布相較于上中游更為均勻，核密度峰值在上中下游區(qū)段中最高，且位于1 的右側(cè)，說明流域內(nèi)下游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的集中分布程度較高。具體來看，2010—2014 年，曲線先左移后右移、主峰值先升后降、帶寬無明顯變化；2014—2016 年主峰與帶寬的變化態(tài)勢與上中游區(qū)段相同，但右拖尾的特征不明顯，說明這期間下游區(qū)段的極化程度較低；2016—2020 年的變化趨勢與上中游區(qū)段保持一致，曲線逐漸左移、主峰值回升至150 以上、帶寬減少。整體來看，黃河流域下游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展呈現(xiàn)“發(fā)散→收斂”的過程。

5 黃河流域城市基于廢水減排的偏向性技術(shù)進(jìn)步的空間差異

為進(jìn)一步揭示黃河流域上中下游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的空間差異情況，采用Dagum基尼系數(shù)及子群分解法考察了2010—2020 年流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步總體差異及地區(qū)內(nèi)差異的演進(jìn)趨勢，具體結(jié)果如圖3 所示。總體來看，黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的變化較大，呈現(xiàn)波動發(fā)展的態(tài)勢。其中，2014—2016 年廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的基尼系數(shù)上升速度較快，可能是因為受到2014 年新修訂的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》及2015 年國家提出的《水污染防治行動計劃》對企業(yè)的約束影響，使得廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步發(fā)展差異在短期內(nèi)增加；而2016 年后流域內(nèi)整體差異逐漸減小，這可能是由于廢水減排技術(shù)的空間擴(kuò)散效應(yīng)縮小了流域內(nèi)城市間的發(fā)展差異，使得流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展更加平衡。

圖3 黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步總體差異及地區(qū)內(nèi)差異的演進(jìn)趨勢

黃河流域城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步分上中下游區(qū)段來看，上游區(qū)段城市的差異演變趨勢與流域總體基本一致，但區(qū)域內(nèi)差異在上中下游區(qū)段中始終保持最高水平，說明上游區(qū)段城市間廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的不平衡程度相對較高；中游區(qū)段城市呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢，由于中游區(qū)段涉及的資源型城市較多，分布著較多的高耗水與高污染企業(yè)，因此中游城市在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中如何兼顧減少廢水排放是需要關(guān)注的問題；下游區(qū)段城市的差異演變趨勢與流域整體最為接近，且研究期內(nèi)始終保持較低水平，說明下游各城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步水平較為接近，城市間廢水減排技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同程度較高。

6 黃河流域城市基于廢水減排的偏向性技術(shù)進(jìn)步收斂性分析

如圖4 所示，黃河流域總體的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步呈現(xiàn)階段性的收斂和發(fā)散特征，廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步變異系數(shù)的最低值出現(xiàn)在2014 年，2014—2016 年變異系數(shù)不斷增加，流域城市間的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步發(fā)展出現(xiàn)較大差距，2016 年之后發(fā)展差異逐漸減小。黃河流域廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步變異系數(shù)波動幅度較大，因此即使流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的期末值大于期初值，也不存在σ收斂特征。

圖4 黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步變異系數(shù)的演變趨勢

黃河流域上中下游區(qū)段城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步均在2015—2016 年呈現(xiàn)出明顯的發(fā)散趨勢，廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的變異系數(shù)上升明顯，可能的原因是2015 年國家的《水污染防治行動計劃》出臺促使流域內(nèi)部分工業(yè)企業(yè)率先重視環(huán)保設(shè)施的更新和廢水的減排，并且不同城市在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、廢水減排技術(shù)與水污染防治力度等方面存在一定差異。其中，上游區(qū)段的變異系數(shù)與流域整體的走勢相似，呈現(xiàn)“收斂→發(fā)散→收斂”的趨勢；中游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展并不穩(wěn)定，收斂態(tài)勢并不明顯，總體呈現(xiàn)“收斂→發(fā)散”的波動態(tài)勢，可能的原因是中游涉及的省份較多且經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平差異較大；2010—2015 年，下游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步呈現(xiàn)收斂趨勢，在研究期后期呈現(xiàn)發(fā)散趨勢，且變異系數(shù)水平在流域內(nèi)最低，對黃河流域總體的收斂性影響最大，可能的原因是下游的河南省與山東省更加注重流域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展。

黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的絕對β 收斂檢驗結(jié)果如表7 所示，流域總體及其上中下游區(qū)段均存在絕對β收斂，且在1%的置信水平下顯著為負(fù)，這表明在不考慮其他因素的情況下，長期來看，黃河流域及其上中下游區(qū)段的城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步水平會收斂至各自的穩(wěn)態(tài)水平。通過觀察不同區(qū)段收斂系數(shù)的絕對值發(fā)現(xiàn)，黃河流域不同區(qū)段的收斂速度呈現(xiàn)為“下游>上游>中游”的態(tài)勢，其中流域總體收斂速度為0.914 1，下游區(qū)段收斂速度高于流域平均水平，上游區(qū)段與中游區(qū)段的收斂速度低于流域平均水平；上游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的變異系數(shù)水平較高，但上游區(qū)段城市間廢水減排技術(shù)的空間擴(kuò)散效應(yīng)使得其保持高于流域平均水平的收斂速度；下游區(qū)段的河南省與山東省對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視程度較高，因此下游區(qū)段的收斂速度較快；而中游區(qū)段的收斂速度最慢，可能是因為中游區(qū)段的生態(tài)環(huán)境脆弱且涉及到較多的資源型城市，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價，對污染防治與技術(shù)改進(jìn)的重視程度不足。

表7 2010—2020 年黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的絕對β 收斂檢驗結(jié)果

7 結(jié)論與政策啟示

7.1 研究結(jié)論

本研究基于非徑向的SBM 方向距離函數(shù)模型測度了黃河流域城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步指數(shù)，以判別技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)出偏向情況，考察了黃河流域總體及上中下游區(qū)段城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的動態(tài)演進(jìn)、空間差異及收斂性，并得出如下研究結(jié)論：從技術(shù)進(jìn)步偏向來看，研究期內(nèi)黃河流域尚未發(fā)生偏向于廢水減排的技術(shù)進(jìn)步；從時間動態(tài)演進(jìn)來看，黃河流域城市廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步的核密度圖具有“曲線先右移后左移，主峰值先降后升，帶寬先增后減”的特征，呈現(xiàn)出“發(fā)散→收斂”的演化態(tài)勢；從空間差異來看，2016 年后流域內(nèi)城市間的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步差異逐漸縮小，使得黃河流域廢水減排技術(shù)的發(fā)展更加平衡；從收斂特征來看，黃河流域總體及上中下游區(qū)段城市的廢水減排偏向性技術(shù)進(jìn)步均不存在σ收斂，但均存在絕對β收斂，在絕對β收斂中，不同區(qū)段的收斂速度呈現(xiàn)為“下游>上游>中游”的態(tài)勢。

7.2 政策啟示

（1）根植黃河流域的區(qū)域特點和發(fā)展態(tài)勢，支持廢水減排技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用。結(jié)合黃河流域及其上中下游區(qū)段的生態(tài)環(huán)境狀況和產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點，在區(qū)域和城市層面制定支持廢水減排技術(shù)創(chuàng)新的財政獎補、稅收優(yōu)惠等政策。借鑒廢水減排成效顯著地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗，通過科技創(chuàng)新券等政策工具引導(dǎo)企業(yè)應(yīng)用廢水深度處理技術(shù)、廢水循環(huán)利用系統(tǒng)等廢水減排技術(shù)，從源頭上有效降低工業(yè)廢水污染對黃河流域水生態(tài)的影響。

（2）提高上中下游的技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同能力，構(gòu)建高密度的廢水減排技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。沿黃河城市共享黃河一條河的流域經(jīng)濟(jì)特點，使得上中下游各區(qū)段的廢水減排技術(shù)發(fā)展程度共同影響著黃河流域的水環(huán)境狀況，因此，上游和中游區(qū)段要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)展理念，承擔(dān)保護(hù)水環(huán)境的社會責(zé)任，同時發(fā)揮下游區(qū)段的引領(lǐng)帶動作用，積極探索適合黃河流域水環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的廢水減排技術(shù)。通過加強各區(qū)域內(nèi)外部的技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)系，建立起聯(lián)系交流密切的廢水減排技術(shù)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)廢水減排知識和技術(shù)在流域內(nèi)外部的流動和交換，共享技術(shù)創(chuàng)新成果和應(yīng)用經(jīng)驗，推動廢水減排技術(shù)的推廣應(yīng)用，從而協(xié)同保護(hù)好共享的黃河流域。

（3）充分關(guān)注技術(shù)進(jìn)步偏向性對水生態(tài)的影響，運用治污政策引導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)廢水減排。地方政府要推進(jìn)廢水排放監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，在合理范圍內(nèi)調(diào)整水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，探索并完善排污權(quán)交易的相關(guān)制度，提高企業(yè)亂排污的用水成本，形成排污主體與排污責(zé)任掛鉤的倒逼機制，有效減少多排、偷排、漏排的現(xiàn)象。