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      基于SAM的河南省水資源乘數(shù)分析

      2015-04-16 09:20:00趙永方德林
      地域研究與開發(fā) 2015年4期
      關(guān)鍵詞:乘數(shù)開環(huán)閉環(huán)

      趙永,方德林

      (1.河南大學(xué)a.環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院,b.黃河中下游數(shù)字地理技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南開封475004;2.中國人民解放軍總參謀部61037部隊(duì),山西侯馬043000)

      0 引言

      河南省是人口大省、糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省,國務(wù)院在2011年9月28日出臺(tái)《國務(wù)院關(guān)于支持河南省加快建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的指導(dǎo)意見》,將該地區(qū)定位為國家重要的糧食生產(chǎn)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地、全國“三化”(工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化)協(xié)調(diào)發(fā)展示范區(qū)。毫不放松地抓好糧食生產(chǎn),切實(shí)保障國家糧食安全,是國家支持河南加快建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的基本原則[1]。而制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的兩個(gè)重要因素是水資源和耕地面積。據(jù)統(tǒng)計(jì),水資源對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制約程度更甚于耕地面積。

      河南省也是中國北方地區(qū)嚴(yán)重缺水省份之一,全省多年平均水資源總量413.4億m3,僅占全國水資源總量的1.4%。河南省水資源一方面供需矛盾突出,另一方面約占總用水量60%的農(nóng)業(yè)用水效率很低,全省灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)平均不足0.4,水分生產(chǎn)率平均1.0 kg/m3左右,不及發(fā)達(dá)國家的一半[2]。因此,河南省各產(chǎn)業(yè)部門尤其是農(nóng)業(yè)部門對水的依賴程度到底有多大,農(nóng)業(yè)各部門通過水與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中其他部門之間的聯(lián)系強(qiáng)度如何,值得研究。

      投入產(chǎn)出(I-O)模型作為一種綜合的統(tǒng)計(jì)核算模型,可定量研究區(qū)域部門及區(qū)域之間的聯(lián)系[3],在過去半個(gè)多世紀(jì)里,I-O技術(shù)一直是區(qū)域經(jīng)濟(jì)分析的基本方法,擴(kuò)展I-O分析到社會(huì)核算矩陣(social accounting matrix,SAM)分析比較晚[4],所以本質(zhì)上,SAM模型是I-O模型的擴(kuò)展[5]。SAM包括生產(chǎn)過程的所有階段,并允許任何詳細(xì)程度的賬戶劃分,因此,比國民賬戶和I-O方法更具潛力[6]。作為一個(gè)描述經(jīng)濟(jì)體的數(shù)據(jù)框架,如果把SAM中各賬戶的對應(yīng)元素看作一個(gè)變量,則可構(gòu)建經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中外生賬戶注入引發(fā)的內(nèi)生賬戶變化效應(yīng)的SAM乘數(shù)分析模型[7]。SAM模型屬于線性、固定價(jià)格、無投入替代性、需求驅(qū)動(dòng)的模型,傳統(tǒng)上主要用于經(jīng)濟(jì)增長、財(cái)政政策、投資、收入分配與再分配等問題的研究,或者作為可計(jì)算一般均衡(CGE)模型的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[4-5,8-10]。實(shí)際上正如G.Pyatt[11]令人信服的觀點(diǎn):無論你是否知曉,任何分部門模型(disaggregate model)都有一個(gè)相關(guān)的社會(huì)核算矩陣。SAM乘數(shù)能夠獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果,相對于I-O有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)[12-13]:首先,SAM描述了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中生產(chǎn)、收入分配和需求之間的關(guān)系;其次,SAM為不同部門和機(jī)構(gòu)所收集的不同形式經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)提供了一個(gè)簡潔的方法論意義上的框架用以綜合和同化這些數(shù)據(jù);第三,SAM允許估計(jì)自然資源利用的經(jīng)濟(jì)影響。

      在SAM用于水相關(guān)問題的研究中,J.Kim[14]應(yīng)用包含自然資源與環(huán)境資源的1985年墨西哥環(huán)境社會(huì)核算矩陣(ESAM)綜合分析了經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境之間的關(guān)系。C.K.Seung等[4]應(yīng)用由供給決定的社會(huì)核算矩陣(SDSAM)和可計(jì)算一般均衡(CGE)模型兩種方法,基于1992年數(shù)據(jù)研究了美國西部內(nèi)華達(dá)州邱吉爾縣的農(nóng)業(yè)灌溉用地表水轉(zhuǎn)化為斯里華特國家野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)濕地用水的經(jīng)濟(jì)影響。X.Pan[15]應(yīng)用中國1997年包含水、土地等自然資源和環(huán)境資產(chǎn)的社會(huì)和生態(tài)核算矩陣(SEAM)研究了中國的可持續(xù)發(fā)展問題。M.E.Matete[16]和M.Matete等[17]把水作為一個(gè)生產(chǎn)部門,應(yīng)用包含萊索托和南非2000年多國生態(tài)社會(huì)核算矩陣(MCE-SAM),研究了從萊索托奧蘭治河向南非瓦爾河跨流域調(diào)水項(xiàng)目的生態(tài)問題,以及對兩個(gè)國家后續(xù)的經(jīng)濟(jì)成本和收益的影響。C.R.Morilla等[18]針對水資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,基于嵌入用水量和溫室氣體排放賬戶的西班牙2000年社會(huì)核算矩陣和環(huán)境賬戶(SAMEA)研究了水資源與溫室氣體排放問題,計(jì)算了西班牙SAMEA乘數(shù)并分解為特征效應(yīng)、直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng),以及生產(chǎn)活動(dòng)的后向關(guān)聯(lián)。E.Castellano等[12]基于1996年數(shù)據(jù)構(gòu)建的SAM,并應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)建立徑流模型,研究了西班牙北部埃布羅河流域納瓦拉地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水的社會(huì)和環(huán)境最優(yōu)水價(jià)。王其文等[9]基于包含水資源的北京市2002年SAM,采用價(jià)格乘數(shù)和結(jié)構(gòu)化路徑分解方法,研究了水價(jià)變動(dòng)對經(jīng)濟(jì)的影響。J.S.Juana[19]基于2003年南非SAM,分別應(yīng)用SAM乘數(shù)分析和CGE模型(水作為生產(chǎn)要素)兩種方法,研究了南非不同缺水程度以及農(nóng)業(yè)用水轉(zhuǎn)移為非農(nóng)業(yè)用水對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響。I.Cazcarro等[20-21]應(yīng)用SAM估算了西班牙韋斯卡省以及西班牙旅游業(yè)的水足跡。M.N.Uwakonye等[6]應(yīng)用SAM研究了美國俄克拉荷馬州麥柯廷縣斷弓湖水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。唐文進(jìn)等[13]應(yīng)用2007年中國水利SAM分析了“十二五”期間1.8萬億元水利投資對經(jīng)濟(jì)的影響。

      已有研究國外居多,國內(nèi)基于SAM研究水問題的文獻(xiàn)相對匱乏,對農(nóng)業(yè)大省河南的研究則更少。因此,本研究基于河南省2010年社會(huì)核算矩陣(SAM),并把水作為生產(chǎn)要素,采用SAM賬戶乘數(shù)分析方法,定量綜合研究河南省各產(chǎn)業(yè)部門尤其是農(nóng)業(yè)部門與水要素之間的相互關(guān)系,及其對社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響。

      1 河南省水資源SAM編制

      以2010年為基期,采用自頂向下的方法編制。

      第一步,根據(jù)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和資料編制宏觀水資源社會(huì)核算矩陣(water social accounting matrix,WSAM)。河南省2010年宏觀WSAM包括10個(gè)基本賬戶:活動(dòng)、商品、要素(勞動(dòng)力、資本和水)、機(jī)構(gòu)(居民、企業(yè)和政府)、儲(chǔ)蓄投資(S-I),以及省外其他地區(qū)(ROP)(表1)。其中水作為各生產(chǎn)部門的投入要素,水費(fèi)由政府征收。主要數(shù)據(jù)來源于河南省42部門的投入產(chǎn)出表、河南省資金流量表,河南省統(tǒng)計(jì)年鑒、中國財(cái)政年鑒、中國稅務(wù)年鑒等。用水量和水價(jià)數(shù)據(jù)主要來自2010年河南省水資源公報(bào)、2011年河南省第一次水利普查公報(bào)、國家發(fā)展改革委價(jià)格監(jiān)督中心2008年發(fā)布的河南省農(nóng)業(yè)用水價(jià)格、中國水網(wǎng)河南省各地級(jí)市工業(yè)、行政事業(yè)和經(jīng)營服務(wù)業(yè)用水價(jià)格。

      第二步,由于各種統(tǒng)計(jì)資料和數(shù)據(jù)來源不一致,導(dǎo)致初始宏觀WSAM不平衡,需要對其進(jìn)行調(diào)整。采用S.Robinson等[22]提出的交互熵(cross entropy,CE)方法對初始WSAM進(jìn)行平衡。假設(shè)初始WSAM的系數(shù)矩陣為

      式中:tij表示初始WSAM中的第i行、第j列(不包含總計(jì)項(xiàng));yi為列和。交互熵方法就是尋找一個(gè)新的系數(shù)矩陣A,使得A與初始系數(shù)矩陣A之間的熵距離最小,即:

      借助通用代數(shù)建模系統(tǒng)(GAMS)對初始宏觀WSAM運(yùn)用交互熵方法,得到河南省2010年宏觀WSAM平衡表(表1)。

      第三步,在河南省2010年宏觀WSAM平衡表的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化分解,得到微觀WSAM。依據(jù)研究內(nèi)容劃分為14個(gè)生產(chǎn)部門,其中包括農(nóng)業(yè)部門(種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè))、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),以及石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)等與水密切相關(guān)的行業(yè),并將居民賬戶分為農(nóng)村居民和城鎮(zhèn)居民,得到河南省2010年微觀WSAM初始表。其中表1的T5,1(水,活動(dòng))單元格在微觀WSAM表中是一個(gè)1×14的子矩陣,該子矩陣表示各個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)部門由于用水所投入的水資源費(fèi)情況,以宏觀WSAM平衡表中的水費(fèi)(T5,1∶125)為控制數(shù)據(jù),除以水資源費(fèi)總額得到比例系數(shù)0.98,然后用該比例系數(shù)乘以14個(gè)生產(chǎn)部門的水費(fèi)向量,得到微觀WSAM中各部門在生產(chǎn)過程中的水費(fèi)投入。由于微觀WSAM初始表不平衡,再次應(yīng)用交互熵方法得到微觀WSAM平衡表。鑒于微觀WSAM數(shù)據(jù)量較大,限于篇幅這里沒有列出。

      表1 河南省2010年宏觀WSAM平衡表億元Tab.1 Macro WSAM of Henan Province in 2010

      2 水資源SAM乘數(shù)分析

      2.1 SAM賬戶乘數(shù)

      社會(huì)核算矩陣(SAM)賬戶乘數(shù)(accounting multiplier)有如下2個(gè)基本假定:一是價(jià)格不變,二是內(nèi)生賬戶的平均支出傾向不變。自G.Pyatt等[23]的研究工作后,涌現(xiàn)出很多關(guān)于社會(huì)核算矩陣(SAM)乘數(shù)分析的文獻(xiàn)。如果要把SAM數(shù)據(jù)框轉(zhuǎn)換為SAM模型,需要指明每一個(gè)賬戶是內(nèi)生賬戶還是外生賬戶;在SAM模型尤其是乘數(shù)分析模型中,一般將生產(chǎn)活動(dòng)、要素(勞動(dòng)力與資本)和機(jī)構(gòu)(居民與企業(yè))賬戶作為內(nèi)生賬戶,而將政府、儲(chǔ)蓄投資和其他地區(qū)賬戶作為外生賬戶[23-25]。賬戶乘數(shù)Ma通常可分解為3個(gè)矩陣的連乘積形式[9,23]:

      實(shí)際應(yīng)用中為了使賬戶乘數(shù)矩陣分解的結(jié)果更易解釋,R.Stone將式(3)表述為加法形式[9,23,26]:

      即賬戶乘數(shù)矩陣Ma可以分解為四部分之和:初始單位注入I,轉(zhuǎn)移乘數(shù)效應(yīng)的凈貢獻(xiàn)T,開環(huán)或交叉乘數(shù)效應(yīng)的凈貢獻(xiàn)O,循環(huán)或閉環(huán)效應(yīng)的凈貢獻(xiàn)C。

      2.2 結(jié)果

      表2列出了河南省2010年包含水資源的微觀社會(huì)核算矩陣(WSAM)的內(nèi)生賬戶劃分、賬戶乘數(shù)Ma的計(jì)算結(jié)果,以及分解出來的轉(zhuǎn)移效應(yīng)、開環(huán)效應(yīng)和閉環(huán)效應(yīng)。賬戶乘數(shù)Ma刻畫了一個(gè)賬戶的外生需求增加一個(gè)單位對河南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各要素、生產(chǎn)部門和機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

      表2 河南省2010年微觀WSAM內(nèi)生賬戶、賬戶乘數(shù)(Ma)及其分解Tab.2 Endogenous accounts,accounting multiplier(Ma)and its decomposition based on micro WSAM of Henan Province in 2010

      對于賬戶乘數(shù)Ma,畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)和種植業(yè)位列前三,其值分別為5.086,4.898,4.573。種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)的轉(zhuǎn)移效應(yīng)T值分別為0.567,0.214,1.232,0.440,0.662,說明農(nóng)業(yè)部門本身在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的作用有限,但閉環(huán)效應(yīng)C分別為1.435,0.899,1.328,1.227,1.548,開環(huán)效應(yīng)O分別為1.571,0.962,1.526,1.346,1.688,C值和O值均大于T值,說明河南省農(nóng)業(yè)各部門對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)整體的聯(lián)系密切、影響較大。與之相反,除非金屬礦物制品業(yè)外,河南省工業(yè)部門均有較大的轉(zhuǎn)移效應(yīng)值,而作用于整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的閉環(huán)效應(yīng)和開環(huán)效應(yīng)值相對較小,從而導(dǎo)致賬戶乘數(shù)普遍較低。

      對于開環(huán)效應(yīng)O,勞動(dòng)力、農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)和資本位列前三,其值分別為1.980,1.688,1.592。在生產(chǎn)要素中,賬戶乘數(shù)最大的是位居第6的勞動(dòng)力要素3.945,其次是位居第15的資本要素2.945,水要素最小,為1.000。說明勞動(dòng)力、農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)和資本與社會(huì)經(jīng)濟(jì)各方面聯(lián)系廣泛,在河南省的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中應(yīng)給予更多關(guān)注。對于閉環(huán)效應(yīng)C,農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)、種植業(yè)和畜牧業(yè)居前三位,其值分別為1.548,1.435,1.328,說明其在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的自我循環(huán)效應(yīng)顯著,同樣的外部注入對該三部門本身產(chǎn)生的“縱向”影響較深。表3是14個(gè)生產(chǎn)部門在相同的外部注入條件下,用水需求的乘數(shù)效應(yīng)及其分解后的轉(zhuǎn)移效應(yīng)、開環(huán)效應(yīng)和閉環(huán)效應(yīng)。

      情景I、II模擬了當(dāng)外部注入分別作用于生產(chǎn)部門時(shí)對水要素產(chǎn)生的影響。情景I分析了當(dāng)對農(nóng)業(yè)部門(種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè))分別增加1 000個(gè)單位的外部注入時(shí),將導(dǎo)致水費(fèi)分別增加4.95,2.56,4.17,3.41,4.56個(gè)單位。所有轉(zhuǎn)移效應(yīng)均為0,開環(huán)效應(yīng)均小于閉環(huán)效應(yīng)。情景II分析了當(dāng)對非農(nóng)業(yè)部門(采選業(yè),造紙業(yè),非金屬礦物制品業(yè),金屬冶煉及延壓業(yè),食品及其他制造業(yè),建筑與服務(wù)業(yè))分別增加1 000單位的外部注入時(shí),將導(dǎo)致水費(fèi)分別增加3.79,7.71,4.49,3.84,3.08,13.88,717.08,3.05,4.14個(gè)單位,說明造紙業(yè),電力、熱力、燃?xì)鈽I(yè),水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)與水資源的關(guān)系密切。所有轉(zhuǎn)移效應(yīng)均為0,開環(huán)效應(yīng)均大于閉環(huán)效應(yīng),如水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)的開環(huán)效應(yīng)為0.716 477,而閉環(huán)效應(yīng)為0.000 599,前者是后者的1 000多倍,這說明水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的“橫向”聯(lián)系非常強(qiáng)。結(jié)合設(shè)定的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑與服務(wù)業(yè)用水價(jià)格0.026,1.860,2.200元/m3,根據(jù)情景I、II可知,當(dāng)外生注入為1 000元時(shí),14個(gè)生產(chǎn)部門對水的需求將分別增加190.4,98.2,160.5、131.2,175.2,2.0,4.1,2.4,2.1,1.7,7.5,385.5,1.6,1.9 m3??芍?,當(dāng)相同的外部注入作用于生產(chǎn)部門時(shí),農(nóng)業(yè)部門對水資源的需求增加量較高,水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)達(dá)到385.5 m3,其他部門對水的需求量變化不明顯。這表明農(nóng)業(yè)部門、水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)部門與水資源聯(lián)系密切,需要特別關(guān)注。

      表3 不同部門外部注入的需水乘數(shù)效應(yīng)及其分解效應(yīng)Tab.3 Water demand multipliers and their decomposition under different account injection

      3 結(jié)論

      1)農(nóng)業(yè)部門(種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)),造紙業(yè),電力、熱力、燃?xì)鈽I(yè),水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)與水資源聯(lián)系密切,應(yīng)特別關(guān)注。例如,當(dāng)對農(nóng)業(yè)部門、水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)分別增加1 000個(gè)單位的外部注入時(shí),導(dǎo)致水費(fèi)分別增加4.95,2.56,4.17,3.41,4.56,717.08個(gè)單位;當(dāng)外生注入為1 000元時(shí),農(nóng)業(yè)部門和水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)對水的需求量分別增加190.4,98.2,160.5,131.2,175.2,385.5 m3。

      2)從開環(huán)效應(yīng)與閉環(huán)效應(yīng)來看,水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)與河南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各組成部分的聯(lián)系非常強(qiáng),應(yīng)給予足夠重視。如水的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)的開環(huán)效應(yīng)是閉環(huán)效應(yīng)的1 000多倍,而開環(huán)效應(yīng)與閉環(huán)效應(yīng)比值位居第二的電力、熱力、燃?xì)鈽I(yè)部門僅為10.2。

      3)農(nóng)業(yè)部門SAM賬戶乘數(shù)較大,但農(nóng)業(yè)部門的轉(zhuǎn)移效應(yīng)普遍較小,開環(huán)效應(yīng)和閉環(huán)效應(yīng)較大,表明農(nóng)業(yè)部門在生產(chǎn)活動(dòng)的內(nèi)部作用有限,但與河南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各方面的聯(lián)系密切。另外,應(yīng)更多地重視農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)——其閉環(huán)效應(yīng)在所有部門、要素和機(jī)構(gòu)中位居第一,賬戶乘數(shù)和開環(huán)效應(yīng)均位居第二。

      [1]國家發(fā)展和改革委員會(huì).中原經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃[EB/OL].(2012-12-03)[2015-06-04].http://news.shangdu.com/beijing/20121203/524_5739751.shtml.

      [2]黃麗,曹永梅.為解決河南農(nóng)業(yè)水資源緊缺作貢獻(xiàn)——訪《河南半干旱區(qū)糧食作物綜合節(jié)水技術(shù)研究與示范》課題主持人高傳昌[EB/OL].(2010-07-19)[2015-06-04].http://newpaper.dahe.cn/hnrbncb/html/2010-07/19/content_350429.htm.

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