江西省水資源利用與產(chǎn)業(yè)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(zhàn)略性自然資源,隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,中國面臨的水資源短缺、水環(huán)境污染和水生態(tài)破壞問題日益嚴峻[1],轉(zhuǎn)變發(fā)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(chǎn)”,“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(qū)域產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展,成為新時期治水工作面臨的重大命題。

產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的硬約束,科學評判產(chǎn)業(yè)結構與水資源利用的關系,對推進區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整和水資源集約節(jié)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(chǎn)業(yè)結構調(diào)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(chǎn)業(yè),并應用模擬技術、動態(tài)規(guī)劃分析、投入產(chǎn)出模型及數(shù)理統(tǒng)計分析等方法對水資源優(yōu)化配置與產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化問題進行了深入分析。中國學者在水資源與產(chǎn)業(yè)結構互動演進理論[5]、水資源與產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)結構密切相關,采用相關性分析、關聯(lián)性分析、計量經(jīng)濟模型、系統(tǒng)動力學[8]等方法,分析了水資源約束下產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整機制[9-10]及水資源與產(chǎn)業(yè)結構適配性或協(xié)調(diào)耦合發(fā)展[2,11]等問題,取得了較豐富成果。

然而,現(xiàn)有研究多集中于水資源約束條件下的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和水資源優(yōu)化配置問題,少數(shù)學者僅對用水量或用水效率與產(chǎn)業(yè)結構的關系進行了簡單分析,缺乏對水資源與產(chǎn)業(yè)結構關系的系統(tǒng)深入分析?，F(xiàn)有研究成果多見于京津冀等區(qū)域,江西省尚缺乏相關研究成果。江西省地處南方豐水地區(qū),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(diào)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(chǎn)業(yè)結構轉(zhuǎn)型升級等方式助推經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。本文擬從科學測度區(qū)域水資源利用、產(chǎn)業(yè)結構演變?nèi)胧?從量、效兩個維度系統(tǒng)評價水資源利用與產(chǎn)業(yè)結構關系,以期進一步豐富水資源與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展相關理論方法,并為江西省水資源高效利用與產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實踐提供參考。

1 研究區(qū)域、方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

江西省屬南方豐水區(qū)域,境內(nèi)水系發(fā)達,河網(wǎng)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(qū)市、100個縣(市、區(qū))。2020年總?cè)丝? 500余萬,GDP達2.57×104億元,三產(chǎn)比例為8.7∶43.2∶48.1。江西省農(nóng)業(yè)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(yè)化為核心的發(fā)展戰(zhàn)略,有色產(chǎn)業(yè)、電子信息、醫(yī)藥、汽車、航空、食品、紡織、光伏、鋰電、鋼鐵、石化、建材等產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)了良好的發(fā)展勢頭。

1.2 區(qū)域水資源效率測度

數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)是測度多輸入、多產(chǎn)出的若干個生產(chǎn)或非生產(chǎn)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(chǎn)出,克服傳統(tǒng)DEA模型測算結果同質(zhì)化問題,本文采用考慮非期望產(chǎn)出的超效率SBM模型對江西省各設區(qū)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(shù)據(jù)計算效率,屬于靜態(tài)效率測度,不能反映效率的動態(tài)變化,本文選取Malmquist-Luenberger生產(chǎn)率指數(shù)對2011—2020年江西省11個設區(qū)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(chǎn)率指數(shù);MLEC——技術效率指數(shù);MLTC——技術進步指數(shù);x——生產(chǎn)要素投入向量;y、b——期望、非期望產(chǎn)出向量。

ML、MLEC、MLTC指數(shù)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(chǎn)要素投入,GDP作為期望產(chǎn)出,廢水排放量作為非期望產(chǎn)出。

1.3 產(chǎn)業(yè)結構變化度量

一個經(jīng)濟體的產(chǎn)業(yè)結構變化可以從產(chǎn)業(yè)結構合理化和產(chǎn)業(yè)結構高級化2個維度進行刻畫[17-18]。產(chǎn)業(yè)結構合理化指的是產(chǎn)業(yè)間的聚合質(zhì)量,可以用泰爾指數(shù)來表示,即:

(3)

式中 TL——泰爾指數(shù);Y——產(chǎn)值;L——就業(yè);i——產(chǎn)業(yè);n——產(chǎn)業(yè)部門數(shù)。

如果TL等于0,表示經(jīng)濟處于均衡狀態(tài)下,不為0,表示產(chǎn)業(yè)結構偏離了均衡狀態(tài)。

產(chǎn)業(yè)結構高級化是產(chǎn)業(yè)結構升級的一種度量,可以用第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值之比來表示,即產(chǎn)業(yè)結構高級化指數(shù)(TS)為:

(4)

式中,Y2、Y3分別為第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值。如果TS值處于上升狀態(tài),則意味著產(chǎn)業(yè)結構在升級,反之則表示在退步。

1.4 灰色關聯(lián)分析

關聯(lián)度是對2個事物關聯(lián)程度大小的定量描述?；疑P聯(lián)度分析是刻畫小樣本數(shù)據(jù)關聯(lián)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(shù)據(jù)做無量綱化處理,再計算序列間的關聯(lián)系數(shù),即:

ξi(k)=

(5)

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

(6)

式中,ri是第i評價對象對評價標準的灰色關聯(lián)度,wk為權重系數(shù),可運用層次分析法、熵權法等方法確定。關聯(lián)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(shù)據(jù)來源

基于數(shù)據(jù)可得性和科學性原則,本文以2011—2020年江西省11個設區(qū)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(chǎn)出要素進行水資源利用效率測度,具體數(shù)據(jù)說明見表1。產(chǎn)業(yè)結構及灰色關聯(lián)分析涉及到的歷年三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和勞動力數(shù)據(jù)來源于《江西省統(tǒng)計年鑒》等公開統(tǒng)計資料。

表1 水資源利用效率測算投入-產(chǎn)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(wěn)中有降態(tài)勢,年均下降約2.1億m3(圖1)。從行業(yè)看,農(nóng)業(yè)用水量占比最高,維持在65%左右,其次為工業(yè),占比約23%;農(nóng)業(yè)和工業(yè)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(tài)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(qū)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(tài)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(qū)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(qū)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(xiāng)市和新余市,平均效率值接近1;其余設區(qū)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(qū)市水資源利用效率值

通過Stata軟件計算得到Malmquist-Luenberger生產(chǎn)率指數(shù)(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(chǎn)效率指數(shù)貢獻較大,年均增長5.66%,技術效率呈微增長態(tài)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(chǎn)率指數(shù)及分解情況

表4 2011—2020年江西省各設區(qū)市水資源ML生產(chǎn)率指數(shù)及分解情況

從各設區(qū)市看,11個設區(qū)市水資源生產(chǎn)率指數(shù)呈不同程度增長,其中南昌市、萍鄉(xiāng)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(shù)分解看,除宜春市和鷹潭市外其余各設區(qū)市水資源生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)貢獻率分別為4.75%、58.03%、37.22%。從三次產(chǎn)業(yè)增長率看(圖4),各產(chǎn)業(yè)均在波動變化,其中第三產(chǎn)業(yè)變幅最大,其次為第一產(chǎn)業(yè),第二產(chǎn)業(yè)相對較為穩(wěn)定。一、二、三次產(chǎn)業(yè)平均增長率分別為4.41%、8.80%和10.05%;從產(chǎn)業(yè)結構變動系數(shù)分析(圖5),第一產(chǎn)業(yè)除2016年外占比均為負值,呈現(xiàn)逐步收縮態(tài)勢;第二產(chǎn)業(yè)占比變化較小;第三產(chǎn)業(yè)呈穩(wěn)步上升態(tài)勢,產(chǎn)業(yè)結構高級化進程持續(xù)加強。

圖4 2011—2020年江西省三次產(chǎn)業(yè)增長率變化情況

圖5 2011—2020年江西省產(chǎn)業(yè)結構變動系數(shù)變化情況

從產(chǎn)業(yè)結構合理化(TL)與高級化(TS)指數(shù)分析(圖6),TL指數(shù)呈現(xiàn)穩(wěn)步下降態(tài)勢并逐步向0趨近,產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整逐步邁向合理狀態(tài);TS指數(shù)呈現(xiàn)波動上升態(tài)勢,產(chǎn)業(yè)結構逐步朝高級化方向邁進。

圖6 2011—2020年江西省產(chǎn)業(yè)結構合理化及高級化指數(shù)變化情況

從各設區(qū)市看,除撫州、贛州、吉安、宜春、上饒等地第一產(chǎn)業(yè)區(qū)位商大于1.2外(表5),二、三產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)相關系數(shù)矩陣,2020年各設區(qū)市產(chǎn)業(yè)相關系數(shù)均在0.95以上(表6),地區(qū)之間產(chǎn)業(yè)結構趨同明顯,產(chǎn)業(yè)分工水平較低,互補性較弱,不利于區(qū)域協(xié)同發(fā)展。

表5 2011—2020年江西省各設區(qū)市三次產(chǎn)業(yè)區(qū)位商

表6 2020年江西省各設區(qū)市產(chǎn)業(yè)結構相關系數(shù)矩陣

2.3 水資源利用與產(chǎn)業(yè)結構關系

2.3.1產(chǎn)業(yè)結構與用水量的關系

采用三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(按2011年可比價換算,下同)和同期用水量計算三次產(chǎn)業(yè)與用水量灰色關聯(lián)度(表7)。結果表明:江西省第一產(chǎn)業(yè)與用水量的關聯(lián)度最高,第二產(chǎn)業(yè)次之,第三產(chǎn)業(yè)最低;各設區(qū)市除新余市外第一產(chǎn)業(yè)均與用水量的關聯(lián)度最高,其中宜春市、上饒市、贛州市、萍鄉(xiāng)市、吉安市、景德鎮(zhèn)市和南昌市關聯(lián)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(chǎn)業(yè)與用水量的關聯(lián)度高于第二產(chǎn)業(yè);新余市屬工業(yè)城市,第二產(chǎn)業(yè)與用水量關聯(lián)度最高。

（3）政府人員定位偏差引發(fā)執(zhí)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?yōu)檎児こ?。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(fā)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(xiàn)不作為現(xiàn)象。

表7 江西省各設區(qū)市產(chǎn)業(yè)結構與用水量灰色關聯(lián)度

為實現(xiàn)水資源總量控制目標,在保障糧食安全、滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本用水需求的前提下,通過提升農(nóng)業(yè)用水效率、抑制其不合理用水需求是未來江西省水資源優(yōu)化的基本方向。從設區(qū)市看,新余市應著重提升工業(yè)發(fā)展質(zhì)量,合理控制第二產(chǎn)業(yè)用水量;南昌市、九江市、贛州市、吉安市和鷹潭市應著力優(yōu)化第三產(chǎn)業(yè)用水管控,合理控制高耗水服務業(yè)發(fā)展,提升第三產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展水平。

2.3.2產(chǎn)業(yè)結構與水資源利用效率的關系

同理,利用三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)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(lián)度(表8)。與用水量指標類似,江西省第一產(chǎn)業(yè)與水資源利用效率的關聯(lián)度最高,第二產(chǎn)業(yè)次之,第三產(chǎn)業(yè)最低;從各設區(qū)市看,除萍鄉(xiāng)市和新余市外第一產(chǎn)業(yè)與水資源利用效率的關聯(lián)度最高,其中吉安市、撫州市、上饒市、鷹潭市和宜春市關聯(lián)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(chǎn)業(yè)與水資源利用效率的關聯(lián)度與用水量情況類似,均高于第二產(chǎn)業(yè),但關聯(lián)度排序不同;新余市和萍鄉(xiāng)市第二產(chǎn)業(yè)與水資源利用效率關聯(lián)度最高,其次為第一、三產(chǎn)業(yè)。

為實現(xiàn)水資源消耗強度控制目標,未來江西省應著力提高農(nóng)業(yè)尤其是耕地灌溉用水效率,通過推廣節(jié)水灌溉技術、強化大中型灌區(qū)現(xiàn)代化改造等有力措施穩(wěn)步提高農(nóng)業(yè)用水效率。萍鄉(xiāng)市和新余市應加大工業(yè)節(jié)水投入,大力推進節(jié)水型企業(yè)建設和節(jié)水技術改造,不斷提升工業(yè)用水效率,嚴格控制高耗水工業(yè)企業(yè)準入;吉安市、南昌市、九江市、鷹潭市和贛州市應加大第三產(chǎn)業(yè)尤其是高耗水服務業(yè)節(jié)水投入,積極引進節(jié)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(yè)發(fā)展。

3 結論與建議

3.1 結論

通過對水資源利用、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)結構變化,進而采用灰色關聯(lián)方法評價兩者的關聯(lián)度,可有效辨識區(qū)域水資源利用與產(chǎn)業(yè)結構的關系,對有針對性地提升區(qū)域水資源利用效率,促進水資源與產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展具有較好的指導作用。

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

c)江西省第一產(chǎn)業(yè)占比呈現(xiàn)逐步收縮態(tài)勢,第二產(chǎn)業(yè)總體穩(wěn)定,在全省GDP增長中起主導作用,第三產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步上升,產(chǎn)業(yè)結構合理化、高級化進程逐步推進。各設區(qū)市產(chǎn)業(yè)結構趨同性顯著,優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)不突出,不利于地區(qū)間協(xié)同發(fā)展。全省水資源利用效率呈逐步提高態(tài)勢,但存在顯著的區(qū)域差異,技術進步是江西省及主要設區(qū)市水資源生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)結構差異及其與水資源利用的關系,在各地區(qū)現(xiàn)有的水資源消耗總量和強度雙控目標基礎上,分產(chǎn)業(yè)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(qū)因地制宜推進產(chǎn)業(yè)高效綠色發(fā)展。

二是推進區(qū)域量水而行,適水發(fā)展。各地區(qū)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(chǎn)業(yè)合理布局,將用水量關聯(lián)度的產(chǎn)業(yè)適度向水資源總量指標富余區(qū)域集中,在水資源總量指標緊缺地區(qū)發(fā)展用水效率關聯(lián)度強的產(chǎn)業(yè)。

三是加大節(jié)水投入,提升產(chǎn)業(yè)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(xiàn)狀,應完善節(jié)水機制,加大節(jié)水投入,結合各地產(chǎn)業(yè)發(fā)展、水資源利用現(xiàn)狀及兩者關聯(lián)度分析成果,針對性制定不同產(chǎn)業(yè)節(jié)水行動實施方案,不斷提升各產(chǎn)業(yè)用水效率,助推全省經(jīng)濟綠色高質(zhì)量發(fā)展。

四是進一步細化研究,推進縣域水資源與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。本研究僅從全省及設區(qū)市層面對水資源與經(jīng)濟發(fā)展關系做了初步分析探討,下一步仍需進一步細化研究區(qū)域,從縣域?qū)用嫔钊腴_展水資源與經(jīng)濟發(fā)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。