青海省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤研究

胡西武 郭瑋

關(guān)鍵詞：水足跡；水資源利用；Ｔａｐｉｏ脫鉤模型；ＬＭＤＩ模型；青海省

水資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，水資源安全是國家安全的重要組成部分，對(duì)經(jīng)濟(jì)安全、糧食安全、能源安全和生態(tài)安全有重要影響。２０２１年３月，習(xí)近平總書記指出，“青海對(duì)國家生態(tài)安全、民族永續(xù)發(fā)展負(fù)有重大責(zé)任，必須承擔(dān)好維護(hù)生態(tài)安全、保護(hù)三江源、保護(hù)‘中華水塔’的重大使命”［１］；同年１０月，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)要貫徹“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”原則，“精打細(xì)算用好水資源，從嚴(yán)從細(xì)管好水資源”［２］。水資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性資源，水資源利用效率一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Ｈｏｅｋｓｔｒａ［３］提出水足跡的概念后，國內(nèi)外學(xué)者以水足跡為視角，在水資源利用效率［４］、水資源優(yōu)化配置［５］、水資源評(píng)價(jià)［６］、水資源承載力［７］、水資源安全［８］等方面開展研究，取得了豐碩成果。

近年來很多學(xué)者利用脫鉤理論研究資源環(huán)境壓力變化對(duì)經(jīng)濟(jì)變化的敏感程度［９］，常用的脫鉤模型有ＯＥＣＤ脫鉤模型、Ｖｅｈｍａｓ脫鉤模型、ＩＧＴ脫鉤模型、Ｔａｐｉｏ脫鉤模型等，其中Ｔａｐｉｏ脫鉤模型評(píng)價(jià)誤差較小、評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性較高［１０］。在脫鉤模型的基礎(chǔ)上，研究水資源利用的影響因素或相關(guān)經(jīng)濟(jì)變量對(duì)水資源利用的貢獻(xiàn)率有多種方法，如Ｄａｇｕｍ基尼系數(shù)分解法［１１］、Ｔｏｂｉｔ模型［１２］、結(jié)構(gòu)方程模型［１３］等，其中最常見的是對(duì)Ｋａｙａ恒等式進(jìn)行擴(kuò)展，利用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)（ＬＭＤＩ）分解模型探討水資源利用的驅(qū)動(dòng)因素。ＬＭＤＩ模型可以有效解決指數(shù)分解中存在的零值和殘差項(xiàng)，并明確指出被分解因素的關(guān)鍵指標(biāo)，因此被廣泛應(yīng)用［１４］。

有學(xué)者從水資源利用評(píng)價(jià)［１５］、水資源需求［１６］、水資源變化趨勢(shì)［１７］、節(jié)水措施［１８］等方面，對(duì)青海省水資源利用效率進(jìn)行研究，但水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系研究較少，青海省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀況及驅(qū)動(dòng)因素研究成果鮮有報(bào)道。因此，本文通過分析青海省水足跡構(gòu)成，測(cè)度水資源利用水平，評(píng)價(jià)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)，探究水資源利用驅(qū)動(dòng)因素，以期為青海省打造青藏高原生態(tài)文明高地、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

１研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

１．１研究區(qū)概況

青海省是長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江等河流的發(fā)源地，被譽(yù)為“江河之源”和“中華水塔”，每年向下游輸送近６００億ｍ３的源頭活水，惠及下游１７個(gè)?。▍^(qū)、市）。省內(nèi)湖泊眾多，常年水面面積在１ｋｍ２及以上的湖泊有２４２個(gè)；流域面積在５０ｋｍ２以上的河流有３５１８條，河流總長(zhǎng)度１１．４１萬ｋｍ；水面總面積１２８２５ｋｍ２。作為我國重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和淡水資源主要補(bǔ)給地，青海省在全國水生態(tài)文明建設(shè)中具有特殊地位，關(guān)系到全國的生態(tài)安全和中華民族的永續(xù)發(fā)展。但青海省存在農(nóng)牧區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源利用不協(xié)調(diào)、水治理體系不健全和治理能力不高等問題。

１．２數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于２００３—２０２１年《青海省水資源公報(bào)》《青海統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。在水足跡計(jì)算中，農(nóng)業(yè)用水量用虛擬水量來衡量，即單位產(chǎn)品虛擬含水量乘以農(nóng)產(chǎn)品總產(chǎn)量。根據(jù)青海省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，選取糧食、油料、水果、蔬菜４種農(nóng)產(chǎn)品和牛肉、羊肉、豬肉、牛奶和水產(chǎn)品５種動(dòng)物產(chǎn)品，參考潘忠文等［１９］的研究方法計(jì)算其虛擬含水量。工業(yè)用水量為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的所有耗水量，因數(shù)據(jù)難以精確統(tǒng)計(jì)，故采用水資源公報(bào)中工業(yè)用水總量表示；生活用水量包括城市和農(nóng)村生活用水量，采用水資源公報(bào)中居民生活用水量表示；鑒于河湖、濕地補(bǔ)水量及降水量等數(shù)據(jù)難以獲取，生態(tài)用水量采用水資源公報(bào)中生態(tài)環(huán)境用水量表示［２０］。本地出口虛擬水總量ＶＶＷＵ用萬元ＧＤＰ用水量與出口貿(mào)易總額相乘得到，本地進(jìn)口虛擬水總量ＶＶＷＩ用萬元ＧＤＰ用水量與進(jìn)口貿(mào)易總額相乘得到，本地進(jìn)口再出口的虛擬水總量ＶＶＷＥ忽略不計(jì)。

地區(qū)生產(chǎn)總值和三次產(chǎn)業(yè)增加值以２００３年為基期，采用平減指數(shù)法換算成可比價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，人口效應(yīng)選用區(qū)域常住人口數(shù)量作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。由于三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與用水?dāng)?shù)據(jù)不對(duì)應(yīng)，因此將農(nóng)業(yè)用水量作為第一產(chǎn)業(yè)用水量、工業(yè)用水量作為第二產(chǎn)業(yè)用水量、建筑業(yè)和生活等其他用水量作為第三產(chǎn)業(yè)用水量［２１］。

２研究方法

２．１水足跡模型

水足跡由兩部分構(gòu)成：一部分是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展消耗的實(shí)體水資源，另一部分是產(chǎn)品和服務(wù)中包含的虛擬水資源。實(shí)體水足跡和虛擬水足跡之和，可以客觀地衡量區(qū)域水資源的利用情況。計(jì)算公式為式中：ＶＷＦ為區(qū)域水足跡總量，ＶＩＷＦ為內(nèi)部水足跡總量，ＶＥＷＦ為外部水足跡總量，ＶＡＷＵ為區(qū)域農(nóng)業(yè)用水總量，ＶＩＷＵ為區(qū)域工業(yè)用水總量，ＶＤＷＵ為區(qū)域居民生活用水總量，ＶＥＷＵ為區(qū)域生態(tài)用水總量。

２．２水資源利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)水足跡模型計(jì)算結(jié)果可以對(duì)區(qū)域水資源利用進(jìn)行定量分析評(píng)價(jià)。鑒于熵權(quán)法可克服人為主觀因素賦權(quán)形成的偏差，本文參考焦士興等［２２］的研究，利用熵權(quán)法構(gòu)建青海省水資源利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表１）。

２．３Ｔａｐｉｏ脫鉤模型

脫鉤理論認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用之間存在耦合與脫鉤兩種關(guān)系，耦合是指水資源利用量隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而增加，脫鉤是指水資源利用量隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而減少。Ｔａｐｉｏ脫鉤模型表達(dá)式為式中：ｅ為脫鉤指數(shù)，ΔＶＷＦ為水資源利用變化量，ΔＶＧＤＰ為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變化量，ＶＷＦ（ｔ）和ＶＷＦ（ｔ－１）分別為第ｔ年和第ｔ－１年的水資源利用量，ＶＧＤＰ（ｔ）和ＶＧＤＰ（ｔ－１）分別為第ｔ年和第ｔ－１年的地區(qū)生產(chǎn)總值。

根據(jù)ΔＶＷＦ和ΔＶＧＤＰ的正負(fù)以及脫鉤指數(shù)大小判斷水資源利用量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)，劃分標(biāo)準(zhǔn)［２３］見表２。

２．４ＬＭＤＩ模型

在Ｔａｐｉｏ脫鉤模型的基礎(chǔ)上，參考高明國等［２４］的研究，利用ＬＭＤＩ模型將水資源利用分解為結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和人口效應(yīng)４個(gè)方面，進(jìn)一步分析水資源利用和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀況。水足跡總量計(jì)算公式為

將水足跡變化量ΔＶＷＦ＝ＶＷＦ（ｔ）－ＶＷＦ（ｔ－１）分解為以下４個(gè)部分：

３結(jié)果與分析

３．１青海省水足跡構(gòu)成分析

２００３—２０２０年，青海省人均水足跡為１４２８ｍ３，總水足跡年均增長(zhǎng)３％（見表３）。２００３年總水足跡最小，為６４．１２５億ｍ３；２０２０年總水足跡值最大，為１０６．０３９億ｍ３，增長(zhǎng)了６５％。

青海省農(nóng)業(yè)水足跡最大，占總水足跡的９２．５７％；其次是工業(yè)水足跡和生活水足跡，生態(tài)水足跡和虛擬水足跡較小。青海省工業(yè)水足跡波動(dòng)較大；生活水足跡呈緩慢上升趨勢(shì)，年均增速為１．８８％；生態(tài)水足跡２０１６—２０２０年比２００３—２０１５年有大幅增長(zhǎng)，但在總水足跡中占比較小。進(jìn)口虛擬水足跡和出口虛擬水足跡整體呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，出口虛擬水足跡總體大于進(jìn)口虛擬水足跡。

３．２青海省水資源利用評(píng)價(jià)

采用自然斷點(diǎn)法［２５］，將青海省水資源利用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)劃分為低水平［０．２３７，０．３３７）、較低水平［０．３３７，０．４５４）、中等水平［０．４５４，０．５２４）、較高水平［０．５２４，０．６３０）和高水平［０．６３０，０．８３０］５個(gè)等級(jí)。由表４可知，２００３—２０２０年，青海省水資源評(píng)價(jià)指數(shù)均值為０．５２６，整體處于較高水平，年均增長(zhǎng)３．６８％。２０１２年以來，青海省水資源利用水平提升明顯，２０１６年后的水資源利用水平均為高水平。水資源壓力指數(shù)和水資源匱乏指數(shù)均小于０．１５０，水資源自給率在９９％以上，水資源進(jìn)口依賴度不足１％，水足跡經(jīng)濟(jì)效益和水足跡土地密度年均增長(zhǎng)率分別為９．５６％和３．００％。

３．３青海省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤分析

由表５可知，２００３—２０２０年青海省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤指數(shù)為０．０２９，總體上呈弱脫鉤狀態(tài)，表明青海省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)水資源利用量存在較強(qiáng)依賴性。青海省水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤指數(shù)為０．７３８，大多數(shù)年份呈弱脫鉤狀態(tài)，脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定，表明青海省農(nóng)業(yè)水資源消耗量較大，需要提高水資源管理能力。青海省水資源利用與工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤指數(shù)為－０．００２，大多數(shù)年份呈強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，表明青海省工業(yè)綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)取得了一定成效。

３．４青海省水資源利用驅(qū)動(dòng)因素分析

由表６可知，２００３—２０２０年青海省水資源利用４種效應(yīng)的貢獻(xiàn)率均值大小排序?yàn)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)（５０．９７３％）＞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)（２４．３６３％）＞技術(shù)效應(yīng)（１８．５８０％）＞人口效應(yīng)（６．０８４％）?？傮w上規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和人口效應(yīng)為正向效應(yīng)，技術(shù)效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)為負(fù)向效應(yīng)，表明青海省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)整體對(duì)水資源消耗依賴性較強(qiáng)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升技術(shù)效應(yīng)可以有效減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源消耗的依賴。

４結(jié)論與建議

４．１結(jié)論

１）２００３—２０２０年青海省人均水足跡多年平均值為１４２８ｍ３，總水足跡呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)３％。從水足跡構(gòu)成來看，農(nóng)業(yè)水足跡占９２．５７％，生活水足跡和生態(tài)水足跡占比平穩(wěn)上升，工業(yè)水足跡和進(jìn)出口虛擬水足跡波動(dòng)較大。

２）２００３—２０２０年青海省水資源利用評(píng)價(jià)指數(shù)均值為０．５２６，年均增長(zhǎng)３．６８％，整體處于較高水平且呈持續(xù)提升狀態(tài)。水資源利用比較安全，水資源自給率在９９％以上，水足跡經(jīng)濟(jì)效益和水足跡土地密度年均增長(zhǎng)率分別為９．５６％和３．００％。

３）２００３—２０２０年青海省水資源利用和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤指數(shù)為０．０２９，整體處于弱脫鉤狀態(tài)。農(nóng)業(yè)用水與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤指數(shù)為０．７３８，整體處于弱脫鉤狀態(tài)。工業(yè)用水與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤指數(shù)為－０．００２，整體處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài)。

４）青海省水資源利用變化驅(qū)動(dòng)因素主要為規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)，４種效應(yīng)貢獻(xiàn)率大小排序?yàn)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)（５０．９７３％）＞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)（２４．３６３％）＞技術(shù)效應(yīng)（１８．５８０％）＞人口效應(yīng)（６．０８４％）?？傮w上技術(shù)效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)為負(fù)向效應(yīng)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和人口效應(yīng)為正向效應(yīng)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升技術(shù)效應(yīng)可以有效減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源消耗的依賴。

４．２建議

１）貫徹落實(shí)習(xí)近平生態(tài)文明思想，扎實(shí)推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)。堅(jiān)持山水林田湖草沙系統(tǒng)治理，提升江河源頭水源涵養(yǎng)能力。貫徹“四水四定”原則，實(shí)施水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控行動(dòng)，科學(xué)配置區(qū)域行業(yè)用水，促進(jìn)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相協(xié)調(diào)。

２）加強(qiáng)農(nóng)牧區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升水資源優(yōu)化配置能力。推進(jìn)高效節(jié)水規(guī)?；l(fā)展，深化農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)應(yīng)用，提升農(nóng)田灌溉用水效率。優(yōu)化調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)，因地制宜推廣低耗水、高耐旱農(nóng)作物，減少農(nóng)業(yè)用水量。

３）加強(qiáng)水資源利用監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)水資源高效利用。加強(qiáng)行業(yè)用水監(jiān)測(cè)，完善用水定額標(biāo)準(zhǔn)體系，強(qiáng)化生產(chǎn)用水管理，推廣循環(huán)用水、廢污水再生利用等節(jié)水工藝和技術(shù)，提升工業(yè)用水重復(fù)利用率。嚴(yán)格控制高耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)高耗水產(chǎn)業(yè)節(jié)水增效。

４）持續(xù)推進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色低碳轉(zhuǎn)型，形成低耗水產(chǎn)業(yè)體系。以守護(hù)好“中華水塔”為目標(biāo)，以水資源消耗為約束條件，積極推動(dòng)傳統(tǒng)畜牧業(yè)的高科技改造、傳統(tǒng)工業(yè)的智能化升級(jí)和三次產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化融入，形成低排放、低耗水的經(jīng)濟(jì)體系。

５）推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，加大全民節(jié)水宣傳教育力度。推進(jìn)海綿城市建設(shè)，加強(qiáng)節(jié)水配套設(shè)施建設(shè)，建立健全精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，落實(shí)非居民用水超定額累進(jìn)加價(jià)制度和居民用水階梯價(jià)格制度。提高全社會(huì)節(jié)水意識(shí)，形成節(jié)水愛水的良好風(fēng)尚。