城市用水與經(jīng)濟(jì)發(fā)展:政策的影響
——基于27個國家的實證分析

趙津津

(浙江財經(jīng)大學(xué)中國政府管制研究院,浙江 杭州 310018)

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城市用水與經(jīng)濟(jì)發(fā)展:政策的影響
——基于27個國家的實證分析

趙津津

(浙江財經(jīng)大學(xué)中國政府管制研究院,浙江 杭州 310018)

揭示城市人均用水和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的長期關(guān)系,分析政策因素對于城市人均用水量的影響。基于面板數(shù)據(jù)回歸模型,考察27個國家在1960—2010年的城市用水情況,發(fā)現(xiàn)城市人均用水與經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在著N型關(guān)系,即隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市人均用水量經(jīng)歷先增后減的過程,當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到較高水平,城市用水趨于穩(wěn)定,且略有增加，這一關(guān)系吻合庫茲涅茨曲線的形態(tài),因此被命名為水的庫茲涅茨曲線。區(qū)分水的效率政策和水的效能政策2種不同的政策,發(fā)現(xiàn)水的效率政策對于降低城市人均用水量效果更為直接顯著,而水的效能政策則需要一定時間的實施使其發(fā)揮效果。政府可通過合理配置不同的政策實現(xiàn)水資源的優(yōu)化利用,從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

水的庫茲涅茨曲線;城市用水;政策

19～20世紀(jì),經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口激增和生活品質(zhì)的大幅提升在很大程度上改變了人們的用水模式。當(dāng)前,水資源已成為許多地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的一個制約條件,這一現(xiàn)象在發(fā)展中國家尤其突出。1900—1995年,全世界的用水量增長了6倍,這一數(shù)字是同一時期人口增長率的2倍以上。學(xué)者們發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動是用水的主要決定因素[1],通過研究一些地區(qū)的用水量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長期關(guān)系,人們發(fā)現(xiàn)用水量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在著正相關(guān)[2]。在19世紀(jì)80年代初期,歐洲和北美的用水量都達(dá)到了峰值,之后,則進(jìn)入遞減階段,盡管他們的經(jīng)濟(jì)仍然在不斷增長。這一發(fā)現(xiàn)對于發(fā)展中國家有著深遠(yuǎn)的意義。很多發(fā)展中國家都處于經(jīng)濟(jì)高速增長的階段,對于水資源的需求巨大,這不僅對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn),也給政府帶來沉重的財政負(fù)擔(dān)。如果可以準(zhǔn)確地判斷用水量的變化趨勢,了解政策對用水量的影響,就可以通過政策干預(yù),減少不必要的財政投入,可持續(xù)利用水資源。

基于27個國家40 a的面板數(shù)據(jù),深入考察了城市用水與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)城市人均用水量與人均GDP存在著N型關(guān)系,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展先增加后減少、最后趨于平穩(wěn)。這一過程吻合了文獻(xiàn)中的庫茲涅茨曲線的特性[3-4],因此被命名為水的庫茲涅茨曲線。筆者著重分析了政策因素對于城市人均用水量的影響,發(fā)現(xiàn)政策對城市人均用水量有著積極的作用,通過政策干預(yù),城市用水曲線可以得到優(yōu)化,從而實現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時可持續(xù)地利用水資源。

1 文獻(xiàn)綜述

1.1 城市用水和環(huán)境庫茲涅茨曲線

環(huán)境庫茲涅茨曲線描述了不同的環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系,即在發(fā)展初期,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展會造成環(huán)境的惡化和資源的枯竭,但當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到一定水平后,這一趨勢將會逆轉(zhuǎn),即經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會改善環(huán)境。

經(jīng)濟(jì)增長通過3個途徑影響環(huán)境質(zhì)量:規(guī)模效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)構(gòu)成效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)。規(guī)模效應(yīng)是指隨著一個國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模會不斷擴(kuò)大,對資源的需求和污染物的排放也會不斷增多。產(chǎn)業(yè)構(gòu)成效應(yīng)指一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展伴隨著產(chǎn)業(yè)構(gòu)成的不斷變化,由以農(nóng)業(yè)為主的經(jīng)濟(jì)模式過渡到以工業(yè)為主,再到以第三產(chǎn)業(yè)為主的經(jīng)濟(jì)模式。不同產(chǎn)業(yè)對于資源的需求強度和污染物的排放強度均有所不同。通常,第一產(chǎn)業(yè)向第二產(chǎn)業(yè)過渡將帶來污染物排放量和資源消耗量的增加,而第二產(chǎn)業(yè)過渡到第三產(chǎn)業(yè)時,污染物排放量和資源消耗量將逐步減少。技術(shù)效應(yīng)指的是隨著技術(shù)的革新,資源利用率將會提高,并向更加清潔的方向發(fā)展。Heerink等[5]通過研究指出,不同的激勵措施和政策會對3個效應(yīng)由誰作為主導(dǎo)起著決定性的影響。

一些非經(jīng)濟(jì)因素也對庫茲涅茨曲線的形成產(chǎn)生影響,如氣候、地域特性、人口、相關(guān)政策等,其中政策因素備受關(guān)注[6]。Panayotou[7]采用合同的強制實行和官僚效率作為政策指標(biāo)來評測政策對庫茲涅茨曲線的影響,發(fā)現(xiàn)高效能的政策在曲線的低收入?yún)^(qū)間可以顯著地減少環(huán)境退化,在高收入?yún)^(qū)間則可以加快環(huán)境的改善。Dasgupta等[8]認(rèn)為政策對于庫茲涅茲曲線有著重要的積極作用,尤其是在拐點后,好政策的實施可以有效降低污染物或減少資源的消耗。Hettige等[9]則發(fā)現(xiàn)嚴(yán)格的環(huán)境政策對環(huán)境質(zhì)量的提高有著重要的作用。Magnani[10]則認(rèn)為環(huán)境庫茲涅茨曲線無法自發(fā)出現(xiàn),其出現(xiàn)的原因主要是公眾對環(huán)境保護(hù)的支持,其中最主要的因素就是政策的實施。Yandle等[11]通過檢索相關(guān)文獻(xiàn)指出,政策的實施可以盡早結(jié)束經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境的負(fù)面影響,使其正向關(guān)系在較低的國民人均收入值出現(xiàn)。

目前,在關(guān)于環(huán)境庫茲涅茨曲線的文獻(xiàn)中討論自然資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究相對較少[12],以集中研究森林破壞的問題為主[13-14],只有少量研究關(guān)注其他資源,如能源和水資源[15-17]。姬生才等[18]通過對環(huán)境庫茲涅茨曲線在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析,認(rèn)為其能較好地刻畫用水量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)關(guān)系,但在具體應(yīng)用及理論方法層面還存在一定的不足,需要更加深入研究?；诿绹鴩宜Y源數(shù)據(jù),Rock[19]驗證了水的庫茲涅茨曲線的存在,但其研究所采用的數(shù)據(jù)不具有連續(xù)性,因此結(jié)果難免有所偏差。Gleick[20]發(fā)現(xiàn)人均用水量和人均收入存在倒U型關(guān)系,高效率和高效能的水資源管理對人均水資源的消耗可以起到很好的控制和減少作用,但其研究采用簡單的散布圖法,定量上不夠嚴(yán)謹(jǐn)?；诹笾薜? a水耗量估算數(shù)據(jù),Cole[16]驗證了水的庫茲涅茨曲線的存在,但其研究采用的數(shù)據(jù)為估算數(shù)據(jù),結(jié)果難免有所偏差。Yoo[21]采用1973—2001年韓國的時間序列數(shù)據(jù)證明了水的庫茲涅茨曲線的存在?；跈z驗UNESCO數(shù)據(jù)庫中65個國家在1960、1970、1980、1990、1995、2000和2008的相關(guān)數(shù)據(jù),Duarte等[22]同樣證明了水的庫茲涅茲曲線的存在,認(rèn)為好的制度有利于人均用水量的減少。我國學(xué)者在這一領(lǐng)域的研究主要是基于城市層面和省際層面的分析。鄭慧祥子等[23]通過分析我國2004—2013年省際用水量和經(jīng)濟(jì)增長數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)我國用水量與人均GDP之間呈U型+倒U型的曲線。章淵等[24]基于1998—2014年省際面板數(shù)據(jù)模型,發(fā)現(xiàn)用水量與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系具有多種形態(tài),主要取決于地區(qū)和時間段的選擇,具體呈現(xiàn)單調(diào)遞增、U型、倒U型、N型和倒N型5種形態(tài)。張陳俊等[25]在利用1998—2012年中國省際面板數(shù)據(jù)進(jìn)行整體和分組檢驗用水量與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系時,同樣發(fā)現(xiàn)兩者關(guān)系具有多種表現(xiàn)形態(tài),倒U型形態(tài)普遍存在。

1.2 現(xiàn)代城市水管理和相關(guān)政策

自20世紀(jì)80年代末開始,效率管理被引入城市水管理體系中,成為重要策略。其核心思想是取水量最小化,最大化水的利用率,同時減少污水中的污染物,循環(huán)使用水資源[26]?；谒男使芾?現(xiàn)代城市水管理被認(rèn)為是目前最優(yōu)的城市水管理體系,其核心是把城市水系統(tǒng)看作自然水系統(tǒng)中的一個人工分支子系統(tǒng),這一子系統(tǒng)的運行必須是高效率的,同時也應(yīng)該對自然水系統(tǒng)無任何負(fù)面影響,即高效能的。具體來講,就是在高效率管理的目標(biāo)下達(dá)到零排放[26]。圖1展示了現(xiàn)代城市水管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),其中包括城市水循環(huán)和營養(yǎng)物循環(huán)2個子系統(tǒng),水通過這2個子系統(tǒng)被不斷循環(huán)利用?；诂F(xiàn)代城市水管理體系,界定了2種不同的水政策,即水的效率政策和水的效能政策。效率政策的設(shè)計和實施主要是為了提高城市水系統(tǒng)的整體效率。而效能政策則是用于提高城市水系統(tǒng)的效能,即最小化其對于外部環(huán)境的負(fù)面影響。

圖1 現(xiàn)代城市水管理系統(tǒng)

2 分析方法

采用面板數(shù)據(jù)回歸模型對27個國家的城市人均用水、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政策的關(guān)系進(jìn)行回歸分析。第一個模型首先驗證了水的庫茲涅茨曲線的存在。第二個模型則進(jìn)一步探討政策因素對城市人均用水量的影響。

(1)

wt=γ0+γIYt+γfFt+γsSt+γCCt+γtGt+γhHt+

(2)

表1 變量名稱和定義

表2 變量的統(tǒng)計描述

注:表中各個變量所顯示的數(shù)值為原變量的對數(shù)值。

3 數(shù) 據(jù)

該研究所使用的面板數(shù)據(jù)包括27國家1960—2010年的數(shù)據(jù)。這27個國家中包括3個發(fā)展中國家(墨西哥、土耳其和中國),以及24個發(fā)達(dá)國家(美國、加拿大、英國、愛爾蘭、丹麥、芬蘭、挪威、瑞典、瑞士、荷蘭、德國、比利時、盧森堡、法國、意大利、西班牙、葡萄牙、希臘、冰島、奧地利、澳大利亞、新西蘭、日本和韓國)。人均GDP數(shù)據(jù)來源于世界銀行數(shù)據(jù)庫；人口、城市地區(qū)人口和外資直接投資數(shù)據(jù)來自UNCTAD數(shù)據(jù)庫；產(chǎn)業(yè)構(gòu)成數(shù)據(jù)來源于OECD數(shù)據(jù)庫；專利數(shù)據(jù)來源于歐盟專利局、美國專利商標(biāo)局和日本專利局；城市人均水資源消費量來源于Eurostat數(shù)據(jù)庫、OECD數(shù)據(jù)庫、各個國家的環(huán)保局和供水協(xié)會；氣候信息來源于各個國家的氣象部門；家庭人口數(shù)據(jù)來源于各個國家的統(tǒng)計局；政策變量來源于Eurostat數(shù)據(jù)庫、各國環(huán)境主管部門、統(tǒng)計局和水務(wù)公司。

4 分 析

表3匯總了基于模型(1)和模型(2)的回歸結(jié)果。筆者在分析中對異方差性進(jìn)行了控制,并對模型進(jìn)行了Hausman檢驗,隨機效應(yīng)模型在所有回歸中被拒絕。此外,筆者還考察了變量的相關(guān)性,結(jié)果顯示變量之間存在適度的相關(guān)性。

表3的(1)列給出了模型(1)的回歸結(jié)果。結(jié)果顯示人均GDP變量的系數(shù)為正值,統(tǒng)計顯著性在1%水平。人均GDP平方項的系數(shù)為負(fù)值,統(tǒng)計顯著性水平在5%。人均GDP的立方項的系數(shù)為正值,統(tǒng)計顯著性在10%水平。這一結(jié)果有力地支持了水的庫茲涅茨曲線的存在,即城市人均用水量與人均GDP存在N型曲線關(guān)系。表3的(2)～(5)列給出了基于模型(2)的回歸結(jié)果。筆者分別檢驗了水的效率政策和水的效能政策對城市人均用水量的影響。在(2)列中首先回歸了水的效率政策變量,其系數(shù)為負(fù)值,統(tǒng)計顯著性在1%水平。這一結(jié)果顯示了效率政策的實施可以降低城市人均用水量。第(3)列給出了以污水處理率作為水的效能政策變量的回歸分析結(jié)果。污水處理率變量的系數(shù)為正值,這一結(jié)果可能是由于政策實施時間相對較短,其作用仍未顯現(xiàn)造成的,為了進(jìn)一步考察這一點,筆者在回歸中加入了污水處理率的平方項進(jìn)行進(jìn)一步分析。當(dāng)污水處理率的一次方項和二次方項同時被控制時,可以看到其一次方的系數(shù)為正值,而其平方項的系數(shù)則為負(fù)值,統(tǒng)計顯著性都在1%水平。第(4)列給出了以污泥回收利用率作為效能政策變量的回歸結(jié)果,污泥回收利用率的系數(shù)為正值,而其平方項的系數(shù)則為負(fù)值,統(tǒng)計顯著性都在5%水平。這一結(jié)果表明，水的效能政策需要一定時間的實施使其發(fā)揮作用。遺憾的是,當(dāng)用水和污水污染治理的公共投入作為效能政策變量進(jìn)行回歸時,沒有觀測到相同的結(jié)果。這可能是由于較短的觀測周期造成的?；貧w結(jié)果顯示水的效率政策和水的效能政策對城市人均用水量有著顯著的積極影響。恰當(dāng)?shù)恼咴O(shè)計和實施可以降低城市人均用水量,即降低水的庫茲涅茨曲線的峰值,并使其出現(xiàn)在人均收入較低的水平。

表3 回歸結(jié)果

注:括號中的數(shù)據(jù)是穩(wěn)健的標(biāo)準(zhǔn)差;***代表統(tǒng)計顯著性在1%水平;**代表統(tǒng)計顯著性在5%水平;*代表統(tǒng)計顯著性在10%水平。

圖2 中國水的庫茲涅茨曲線

通過描繪每個國家城市人均用水量和人均GDP的曲線,可以看到每個國家水的庫茲涅茨曲線峰值出現(xiàn)在不同的人均GDP值上,從幾千美金到幾萬美金不等,這主要是由于不同因素協(xié)同作用造成的,如產(chǎn)業(yè)構(gòu)成因素、技術(shù)變化因素、經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素、政策因素等。發(fā)達(dá)國家的拐點主要出現(xiàn)在幾萬美金的區(qū)間上。如果以發(fā)達(dá)國家作為范例,發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還沒有達(dá)到萬元級別,因此觀測不到其水的庫茲涅茲曲線的峰值。然而,對于樣本中的3個發(fā)展中國家,均觀測到了其峰值,即水的庫茲涅茨曲線的拐點,其中中國的水的庫茲涅茨曲線拐點所對應(yīng)的人均GDP最低。圖2給出了中國1960—2010年水的庫茲涅茨曲線,其城市人均用水峰值出現(xiàn)在1989年,其對應(yīng)的GDP值為人均1 527.76元,這一值遠(yuǎn)低于歐美國家用水峰值對應(yīng)的人均GDP值。發(fā)達(dá)國家采用政策干預(yù)用水始于20世紀(jì)70年代,即發(fā)現(xiàn)水的庫茲涅茨曲線拐點的存在后,因此政策的作用主要是優(yōu)化拐點右側(cè)的曲線,改變曲線斜率,提高用水效率。對于發(fā)展中國家而言,水的庫茲涅茨曲線的存在為政府在發(fā)展初期即對用水進(jìn)行政策干預(yù)，從而為實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用提供理論基礎(chǔ)。中國結(jié)合自身水資源空間時間分布不均、相對短缺的特點,因地因時地設(shè)計并實施了一系列的水政策,推進(jìn)節(jié)水減排工作,這些政策的實施有效地優(yōu)化了我國水的庫茲涅茨曲線,降低了峰值,使曲線的拐點出現(xiàn)在GDP相對較低的發(fā)展階段,從而更好地保護(hù)和高效利用水資源。墨西哥和土耳其水的庫茲涅茨曲線同樣印證了這一點,由于政策干預(yù)的差異和自身水資源的特點,這2個國家的拐點對應(yīng)的人均GDP值均高于中國。當(dāng)前,我國水的庫茲涅茨曲線已處于拐點右側(cè)的遞減階段,因此,政府應(yīng)該及時調(diào)整制定適合當(dāng)前發(fā)展階段的政策,加速城市人均用水量下降的速度,降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于水環(huán)境造成的壓力,從而實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

5 結(jié) 論

通過對27個國家1960—2010年面板數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,發(fā)現(xiàn)城市人均用水與人均GDP存在N型關(guān)系,即城市人均用水量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展先增加后減少,最后趨于平穩(wěn)。這一關(guān)系吻合了文獻(xiàn)中庫茲涅茨曲線的特性,因此被命名為水的庫茲涅茨曲線。在觀測的27個國家中,3個發(fā)展中國家表現(xiàn)優(yōu)異,其水的庫茲涅茨曲線拐點均出現(xiàn)在較早的發(fā)展階段,其中以中國的表現(xiàn)最為突出,其拐點出現(xiàn)對應(yīng)的人均GDP值為1 527.76元。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)政策因素對水的庫茲涅茨曲線有著正向積極的影響,降低曲線的峰值,同時使曲線的拐點出現(xiàn)在GDP相對較低的發(fā)展階段。水的效率政策對于降低人均用水量效果更為直接顯著,水的效能政策則需要一定時間的實施使其發(fā)揮作用。我國已在相關(guān)領(lǐng)域制定實施了一系列的政策,并取得了不錯的成績,使我國水的庫茲涅茨曲線已經(jīng)處于拐點右側(cè),即隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人均用水量不斷減少。然而,我國有限的水資源仍然承受著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人口快速增加的雙重壓力。因此,加速城市人均用水量下降的速度,降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于水環(huán)境造成的壓力至關(guān)重要。水的庫茲涅茨曲線為政府調(diào)整制定合理的階段性相關(guān)政策提供了有力的理論支持,政府可以通過設(shè)計合理的水的效率政策和水的效能政策組合來優(yōu)化水資源利用,對城市用水進(jìn)行正向干預(yù),從而更好地管理和利用有限的水資源,實現(xiàn)地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

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國家水體污染控制與治理科技重大專項(2011ZX 07401-001-02)

趙津津(1983—),女,天津人,助理研究員,博士,主要從事環(huán)境管理和水管理研究。E-mail:jinjinzhao@zufe.edu.cn

10.3880/j.issn.1003-9511.2016.05.001

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2016-04-13編輯:方宇彤)