水資源利用效率測(cè)度及其收斂性分析*
——以巢湖流域?yàn)槔?/h1>
2019-10-19 03:25:36任志安劉雨佳
任志安， 劉雨佳
(安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 皖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心， 安徽 蚌埠 233041)
水資源是重要的自然資源之一，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略資源的重要組成部分。在當(dāng)前城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中，水資源短缺問(wèn)題日益加劇，嚴(yán)重制約了我國(guó)各城市的可持續(xù)發(fā)展，因此關(guān)于水資源的一系列開(kāi)發(fā)利用、節(jié)約消耗等研究迫在眉睫，而提高水資源利用效率是研究的重點(diǎn)。將水資源看作生產(chǎn)加工過(guò)程中的要素之一，投入相對(duì)較少的水資源要素，得到相對(duì)較多的有效產(chǎn)出即為提高水資源利用效率。
巢湖作為中國(guó)五大淡水湖之一，位于長(zhǎng)江中下游的安徽省中部地區(qū)，是長(zhǎng)江流域的重要支流，是沿湖主要城鎮(zhèn)300多萬(wàn)居民飲用水源之一。流域涵蓋5市，即合肥市、六安市、蕪湖市、馬鞍山市和安慶市；總面積為13 486 km2，約占安徽省總面積的9.3%，人口達(dá)到1 020萬(wàn)；流域內(nèi)多年平均水資源量為65億m3，其中5～9月占64%。由于巢湖流域5個(gè)地級(jí)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異以及水資源在時(shí)間、空間上分布不均勻等因素，流域內(nèi)各地級(jí)市的水資源利用效率存在差異。在綠色發(fā)展理念和加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，研究巢湖流域各地級(jí)市水資源利用效率可為相似流域提供較強(qiáng)的理論借鑒以及實(shí)踐參考。此外，巢湖流域在合肥都市圈經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展中占據(jù)重要地位，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)與水資源、水環(huán)境的矛盾在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展中不斷加劇，必須走水資源節(jié)約型發(fā)展道路。
一、文獻(xiàn)綜述
1. 水資源利用效率的測(cè)度
Hoekstra與Hung 2002年首次提出“水足跡”的概念，在國(guó)際上產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，并在世界范圍內(nèi)得到廣泛的運(yùn)用[1]。當(dāng)前關(guān)于水資源利用效率的測(cè)算主要有以下幾種方法：指標(biāo)體系評(píng)估法、隨機(jī)前沿法和數(shù)據(jù)包絡(luò)法。張兆方等對(duì)“一帶一路”18個(gè)省市的水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度，利用DEA模型和Malmquist指數(shù)相結(jié)合的方法，采用Tobit模型研究了水資源利用效率的影響因素[2]。閃麗潔等在對(duì)漢江流域內(nèi)各行政區(qū)的水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度評(píng)價(jià)時(shí)，選取了2010、2012和2014年的數(shù)據(jù)，采用了基于熵權(quán)的模糊物元評(píng)價(jià)法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)[3]。張鳳太等收集了2001—2012年重慶市水資源利用相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，得到了水資源的利用效率[4]。王瑩研究了我國(guó)31個(gè)省市的水資源利用效率，選取了2012年相關(guān)數(shù)據(jù)，并結(jié)合投入導(dǎo)向型的超效率DEA模型進(jìn)行了測(cè)度[5]。關(guān)于DEA模型和SFA模型的相關(guān)文獻(xiàn)為我國(guó)水資源利用效率測(cè)度以及影響因素研究提供了十分重要的參考依據(jù)，但是Charnes等在1978年提出目前被廣泛運(yùn)用的經(jīng)典DEA模型存在缺陷，其在測(cè)度效率時(shí)并未將外部的不可控因素考慮在內(nèi)，因此結(jié)果不具有參考意義[6]。Aigner等提出，盡管SFA參數(shù)法在對(duì)效率進(jìn)行測(cè)度時(shí)將外部不可控因素考慮進(jìn)來(lái)，但其假設(shè)的生產(chǎn)函數(shù)并不能區(qū)分非效率問(wèn)題，并且可能會(huì)產(chǎn)生設(shè)定誤差，測(cè)度結(jié)果同樣不具有可信性[7]。
2. 水資源利用效率的收斂性分析
為了進(jìn)一步研究區(qū)域內(nèi)可能產(chǎn)生的水資源利用效率的差異，臧正等對(duì)我國(guó)水資源利用強(qiáng)度進(jìn)行分區(qū)域的收斂性分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)東部各省的生態(tài)水資源利用效率呈現(xiàn)俱樂(lè)部收斂趨勢(shì)，西部各省具有明顯俱樂(lè)部收斂的是生活水資源利用效率[8]。關(guān)于工業(yè)水資源污染的影響因素分析，沈滿洪等有針對(duì)性地選擇了我國(guó)工業(yè)部門水資源利用相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)工業(yè)水資源利用效率進(jìn)行了測(cè)度。研究分析得出，我國(guó)的工業(yè)水資源利用效率在不同的區(qū)域呈現(xiàn)出不同的收斂趨勢(shì)，但趨勢(shì)并不明顯[9]。張峰等認(rèn)為，工業(yè)水資源利用效率表現(xiàn)為全局正向相關(guān)，且其相關(guān)水平逐步提升；從整體來(lái)看，全國(guó)屬于σ收斂，具體表現(xiàn)為全國(guó)層面的相對(duì)發(fā)散以及各省市區(qū)的局部收斂，即我國(guó)東部的水資源利用效率明顯高于中西部；進(jìn)一步進(jìn)行絕對(duì)β收斂分析發(fā)現(xiàn)，中、東部地區(qū)的各省市區(qū)內(nèi)工業(yè)水資源利用效率差異呈現(xiàn)出縮小的趨勢(shì)，但西部地區(qū)并未呈現(xiàn)統(tǒng)一趨勢(shì)；條件β收斂，即將經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生活的各方面考慮進(jìn)來(lái)，分別進(jìn)行單控制變量測(cè)度和多控制變量測(cè)度[10]。盧曦等認(rèn)為，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源全要素生產(chǎn)率存在顯著絕對(duì)β收斂，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)省際水資源全要素生產(chǎn)率差距正在縮小，最終均朝著相同的穩(wěn)態(tài)水平趨近。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)之后發(fā)現(xiàn)，我國(guó)學(xué)術(shù)界認(rèn)為水資源利用效率在不同區(qū)域之間呈現(xiàn)的差異性除與本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生活中的方方面面有著緊密聯(lián)系之外，還與地區(qū)之間存在著密切聯(lián)系，即相鄰地區(qū)的影響、流域內(nèi)各地區(qū)的相互影響等。因此，各地區(qū)應(yīng)該積極地相互配合、協(xié)同發(fā)展，提高水資源利用效率，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展的目標(biāo)[11]。
綜上所述不難看出，學(xué)者們對(duì)于提高水資源利用效率從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有共同目標(biāo)。同時(shí)，采用多要素從農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及生活等方面全方位地對(duì)水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度和分析時(shí)，較少有學(xué)者將水資源污染納入水資源利用效率的測(cè)度研究中。
因此，本文運(yùn)用DEA方法和Malmquist指數(shù)方法分別對(duì)巢湖流域水資源利用效率進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，并分別測(cè)度不考慮環(huán)境污染的水資源利用效率與考慮環(huán)境污染的水資源利用效率，以期對(duì)巢湖流域水資源利用效率作出更可信和客觀的分析，從而為相似流域提高水資源利用效率提供更可靠的現(xiàn)實(shí)依據(jù)。
二、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源
1. DEA模型
目前，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是指某一生產(chǎn)過(guò)程中各投入要素與各產(chǎn)出要素之間的比例即為其效率值，其優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算的是效率比例，無(wú)需將每一項(xiàng)投入要素的成本考慮在內(nèi)，從而可以忽略單位符號(hào)等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)[12]。因此，選取DEA模型對(duì)效率進(jìn)行測(cè)度，可以通過(guò)投入產(chǎn)出的組合得到相對(duì)準(zhǔn)確的效率值。DEA模型分為投入導(dǎo)向型和產(chǎn)出導(dǎo)向型，本文在實(shí)證分析之前通過(guò)參考相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)際，選擇投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬可變模型。普遍的投入導(dǎo)向下對(duì)偶形式的BCC模型可表示為
minθ-ε(ΣS-+ΣS+)
(1)
式中：j=1，2，…，n，為其相應(yīng)的每個(gè)效率單元；X、Y分別為投入變量、產(chǎn)出變量。從根本上來(lái)說(shuō)，DEA模型是一個(gè)線性規(guī)劃問(wèn)題。
若θ=1，S+=S-=0，則效率評(píng)價(jià)單元是DEA有效的；若θ=1，S+≠S-≠0，則效率評(píng)價(jià)單元弱DEA有效；若θ<1，則效率評(píng)價(jià)單元就是非DEA有效的。
在對(duì)非期望產(chǎn)出下的效率進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，選擇傳統(tǒng)的方法可能會(huì)因?yàn)闇y(cè)度的誤差導(dǎo)致對(duì)投入和產(chǎn)出松弛性的忽視，而SBM模型可以解決這一問(wèn)題[13-14]。Tone所構(gòu)建的SBM-DEA模型解決了松弛性影響測(cè)度值的難題。因此，本文借鑒Tone的研究提出基于松弛變量的非徑向、非角度、考慮非期望產(chǎn)出的SBM模型，構(gòu)建固定規(guī)模報(bào)酬，具體如式(2)所示，以更加準(zhǔn)確地測(cè)算考慮了環(huán)境因素條件的水資源利用效率。
(2)
2. Malmquist指數(shù)
DEA模型只能對(duì)2007—2016年巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的每一個(gè)截面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是對(duì)巢湖流域水資源利用效率的靜態(tài)分析，而缺少橫向的動(dòng)態(tài)分析。因此，在此基礎(chǔ)上本文利用Malmquist指數(shù)對(duì)巢湖流域水資源利用效率的全要素生產(chǎn)率進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)由瑞典經(jīng)濟(jì)學(xué)家于20世紀(jì)50年代提出，1994年Rolf和Fare首次將該指數(shù)與DEA模型結(jié)合起來(lái)，從此Malmquist指數(shù)模型得到快速發(fā)展。在t到t+l時(shí)期，投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬可變的Malmquist指數(shù)模型數(shù)學(xué)表達(dá)式為
M(xt+l，yt+l，xt，yt)=
(3)
tfpch=pech·sech·techch，其中，tfpch為全要素生產(chǎn)率，pech為純技術(shù)效率變化指數(shù)，sech為規(guī)模效率變化指數(shù)，techch為技術(shù)進(jìn)步變化指數(shù)。當(dāng)Malmquist指數(shù)>1時(shí)，表明全要素生產(chǎn)率處于有效狀態(tài)。
3. 收斂性分析
收斂性分析一般包含α收斂和β收斂。α收斂，即某一研究區(qū)域內(nèi)的研究變量的偏差隨時(shí)間的增加而呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。β收斂可以分為絕對(duì)β收斂和條件β收斂。其中，絕對(duì)β收斂是指無(wú)論該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)如何變化，研究變量都具有一個(gè)相對(duì)趨同的趨勢(shì)；而條件β收斂是指在該研究區(qū)域內(nèi)各經(jīng)濟(jì)體之間存在相似性條件時(shí)，研究變量逐漸趨同。本文選擇β收斂對(duì)巢湖流域水資源利用效率的收斂性進(jìn)行研究分析。
(1) 絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)。巢湖流域水資源利用效率的絕對(duì)β收斂模型如式(4)所示，即
ln(WURi，t+l/WURi，t)=α+βln WURi，t+ui，t
(4)
式中：WUR為巢湖流域水資源利用效率增長(zhǎng)率；i為巢湖流域內(nèi)的第i個(gè)區(qū)域；t為所選研究數(shù)據(jù)的第一年，t+l為所選研究數(shù)據(jù)的最后一年；ln(WURi，t+l/WURi，t)為第i個(gè)區(qū)域水資源利用效率的平均增長(zhǎng)水平。
(2) 條件β收斂檢驗(yàn)。在上述的絕對(duì)β收斂模型中，在對(duì)水資源利用效率的收斂性進(jìn)行分析時(shí)，僅將效率的初始水平視為決定變量，但在實(shí)際中仍有許多不可忽略的因素會(huì)影響巢湖流域水資源利用效率，具體的影響因素包括經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、水資源稟賦、水資源價(jià)格。地區(qū)的人均GDP越高，其產(chǎn)業(yè)集聚程度越高，這樣會(huì)加快生產(chǎn)設(shè)備的創(chuàng)新優(yōu)化進(jìn)程，促進(jìn)節(jié)水技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，從而影響水資源的利用效率；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)水資源利用效率的影響與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平類似，其平衡有利于水資源的合理利用；水資源的豐沃程度會(huì)直接影響水資源的利用效率；水資源價(jià)格高低同樣會(huì)影響水資源利用效率。
將上述的影響因素作為控制變量加入巢湖流域水資源利用效率收斂性分析的絕對(duì)β收斂模型中，得到條件β收斂檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?/p>
ln(WURi，t+l/WURi，t)=α+β1ln WURi，t+
β2Gi，t+β3Ii，t+β4Si，t+
β5Pi，t+ui，t
(5)
式中：G為各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，用巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的人均GDP來(lái)表示；I為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，用流域內(nèi)各地級(jí)市的第一產(chǎn)業(yè)占GDP的比例來(lái)表示；S為水資源要素稟賦，用流域內(nèi)各地級(jí)市的人均用水量來(lái)表示；P為水資源價(jià)格，用流域內(nèi)各地級(jí)市的城鎮(zhèn)居民家庭平均每人全年水電燃料支出/城鎮(zhèn)居民家庭平均每人全年消費(fèi)性支出來(lái)表示。
4. 數(shù)據(jù)來(lái)源
本文的研究范圍為巢湖流域的5個(gè)地級(jí)市，樣本區(qū)間為2007—2016年。水資源利用相關(guān)的投入要素為固定資產(chǎn)投資、勞動(dòng)力即就業(yè)人員總數(shù)以及各地級(jí)市用水總量；產(chǎn)出要素為GDP和污水排放總量。數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》《合肥市統(tǒng)計(jì)年鑒》《安慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》《六安市統(tǒng)計(jì)年鑒》《蕪湖市統(tǒng)計(jì)年鑒》《馬鞍山市統(tǒng)計(jì)年鑒》。
三、巢湖流域水資源利用效率的測(cè)度
1. 不考慮環(huán)境污染條件下
(1) DEA實(shí)證分析。運(yùn)用DEAP 2.1軟件對(duì)巢湖流域內(nèi)的5個(gè)地級(jí)市2007—2016年水資源利用效率進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如表1所示。
由表1可知，合肥市的歷年各項(xiàng)效率值均為1，處于效率前沿面，說(shuō)明合肥市的水資源利用效率在近十年一直處于巢湖流域內(nèi)的前沿。蕪湖市在2010—2016年的水資源利用效率也相對(duì)穩(wěn)定地處于前沿面上。馬鞍山市2007—2012年處于效率前沿面上，而在2013年之后水資源利用效率降低。從整體來(lái)看，巢湖流域水資源利用效率均未達(dá)到前沿水平，整體效率不高。
表1 2007—2016年巢湖流域5個(gè)地級(jí)市水資源利用綜合效率
(2) Malmquist指數(shù)分析。利用DEAP 2.1軟件對(duì)巢湖流域內(nèi)的5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，結(jié)果如表2、3所示。
表2 2007—2016年巢湖流域水資源利用TFP指數(shù)及分解
表3 2007—2016年巢湖流域各地級(jí)市水資源利用TFP指數(shù)及分解
由表2可知，水資源利用的全要素生產(chǎn)率在2007—2008年增加了0.05%，2009—2010年增加了2.7%，2014—2015年增加了2.1%，2015—2016年增加了3.1%，其他年份的水資源利用全要素生產(chǎn)率指數(shù)一直處于下降狀態(tài)。同時(shí)，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)在2013年之后略有上升。Malmquist指數(shù)的分解表明，綜合技術(shù)效率指數(shù)年均降幅為0.11%，表明巢湖流域的科技在水資源利用效率的使用上存在一定程度的下降；技術(shù)進(jìn)步指數(shù)年均降幅為2.61%，表明巢湖流域的技術(shù)進(jìn)步不足，水資源利用效率的提高在技術(shù)創(chuàng)新方面較為落后；規(guī)模效率指數(shù)年均降幅為0.12%，表明巢湖流域水資源利用統(tǒng)籌規(guī)劃不足；只有純技術(shù)效率指數(shù)平均增長(zhǎng)了0.01%，說(shuō)明巢湖流域當(dāng)前的科技體制對(duì)水資源利用效率的提高具有一定的正向作用。
由表3可知，2007—2016年巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率存在明顯的差異。僅有合肥市的TFP指數(shù)大于1，主要原因在于其技術(shù)進(jìn)步指數(shù)高于其他地級(jí)市，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)年均增長(zhǎng)1.9%，科技進(jìn)步速度快。蕪湖市TFP指數(shù)排在第二位，但年均下降1%?？梢?jiàn)，巢湖流域內(nèi)水資源利用效率提高的主要驅(qū)動(dòng)力還是科技的進(jìn)步和技術(shù)效率的提高。
2. 考慮環(huán)境污染條件下
(1) DEA實(shí)證分析。將巢湖流域內(nèi)的環(huán)境污染因素作為非期望產(chǎn)出加入效率的測(cè)度中，采用SBM模型，運(yùn)用MAXDEA PRO 6.4軟件進(jìn)行測(cè)度，結(jié)果如表4所示。
表4 2007—2016年巢湖流域5個(gè)地級(jí)市綠色水資源利用綜合效率
由表4可知，2007—2016年水資源利用效率雖然有波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；從測(cè)度結(jié)果來(lái)看，巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率均達(dá)不到有效的標(biāo)準(zhǔn)，仍存在優(yōu)化空間。這也反映出環(huán)境污染對(duì)提高水資源利用效率具有抑制作用。
(2) Malmquist指數(shù)分析。將巢湖流域內(nèi)的環(huán)境污染因素作為非合意產(chǎn)出加入效率的測(cè)度中，利用DEAP 2.1軟件進(jìn)行水資源利用效率的動(dòng)態(tài)分析，結(jié)果如表5、6所示。
表5 2007—2016年巢湖流域水資源利用TFP指數(shù)及分解(考慮環(huán)境污染)
表6 2007—2016年巢湖流域各地級(jí)市水資源利用TFP指數(shù)及分解(考慮環(huán)境污染)
由表5可知，2007—2016年巢湖流域水資源利用效率總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從Malmquist指數(shù)的分解來(lái)看，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)在2011年之后略有上升；綜合技術(shù)效率指數(shù)年均降幅為0.94%，大于非環(huán)境污染條件下的0.11%，說(shuō)明流域內(nèi)的綜合技術(shù)對(duì)環(huán)境污染處理能力較差，不利于水資源利用效率的提高；技術(shù)進(jìn)步指數(shù)下降了8.2%，高于非環(huán)境污染下的2.61%，說(shuō)明巢湖流域內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有對(duì)水污染處理起到較明顯的作用，水資源利用效率的提高在技術(shù)創(chuàng)新方面較為落后；規(guī)模效率下降了0.01%，小于非環(huán)境污染下的0.12%，說(shuō)明在處理環(huán)境污染上規(guī)模效率得到了提高；純技術(shù)效率指數(shù)提高了0.93%，大于非環(huán)境污染下的0.01%，說(shuō)明巢湖流域當(dāng)前的科技體制在處理環(huán)境污染、提高水資源利用效率方面具有一定的正向作用。
由表6可知，2007—2016年巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率存在明顯的差異。僅有合肥市的TFP指數(shù)大于1，主要原因在于其技術(shù)進(jìn)步指數(shù)高于其他地級(jí)市，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)年均增長(zhǎng)1.9%，科技快速進(jìn)步；其他4個(gè)地級(jí)市的水資源全要素生產(chǎn)率指數(shù)均小于1，且比不考慮環(huán)境污染條件下的水資源利用全要素生產(chǎn)率指數(shù)略低，進(jìn)一步說(shuō)明了環(huán)境污染因素對(duì)水資源利用效率測(cè)度準(zhǔn)確性具有較大的影響。
四、巢湖流域水資源利用效率收斂性分析
根據(jù)考慮環(huán)境污染條件下測(cè)得的巢湖流域水資源利用效率值，深入分析巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市水資源利用效率的差異性，進(jìn)而更為準(zhǔn)確地找出各地區(qū)水資源利用效率存在差異的原因。
1. 絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)
通過(guò)F檢驗(yàn)對(duì)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行模型選擇以及判斷個(gè)體效應(yīng)是否存在；通過(guò)Hausman檢驗(yàn)對(duì)模型的固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)進(jìn)行選擇，具體計(jì)量結(jié)果如表7所示。
表7 巢湖流域水資源利用效率的絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)結(jié)果
注：***、**分別表示在1%、5%水平上顯著，下同。
由表7可知，巢湖流域內(nèi)的所有區(qū)域都存在個(gè)體效應(yīng)且模型效應(yīng)均為固定效應(yīng)；巢湖流域水資源利用效率存在絕對(duì)β收斂趨勢(shì)，說(shuō)明巢湖流域內(nèi)的5個(gè)地級(jí)市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距較小，其水資源利用效率最終會(huì)趨于同一水平。
從具體區(qū)域來(lái)看，合肥、安慶、六安和馬鞍山的系數(shù)顯著為負(fù)，說(shuō)明其水資源利用效率隨著時(shí)間的推移增長(zhǎng)速度逐漸降低，因此這4個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率處于同一發(fā)展水平上。只有蕪湖市的統(tǒng)計(jì)值不顯著為負(fù)，說(shuō)明其并不存在收斂趨勢(shì)，因此需要重視水資源利用效率，積極采取相應(yīng)的政策措施。
2. 條件β收斂檢驗(yàn)
檢驗(yàn)方法同絕對(duì)β收斂相同，檢驗(yàn)結(jié)果如表8所示。
表8 巢湖流域水資源利用效率的條件β收斂檢驗(yàn)結(jié)果
由表8可知，巢湖流域的5個(gè)地級(jí)市模型效應(yīng)均選擇了固定效應(yīng)，各地級(jí)市的最終回歸結(jié)果均為負(fù)數(shù)且顯著，說(shuō)明巢湖流域整體以及流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市均存在條件收斂。
可見(jiàn)，巢湖流域以及流域內(nèi)合肥、安慶、六安和馬鞍山既存在絕對(duì)β收斂又存在條件β收斂，說(shuō)明巢湖流域以及這4個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率均相對(duì)穩(wěn)健地逐步提高。蕪湖市僅存在條件β收斂而不存在絕對(duì)β收斂，說(shuō)明其在水資源利用效率方面與流域內(nèi)的其他4個(gè)地級(jí)市存在差距，故需對(duì)提高水資源利用效率高度重視。
五、結(jié)論與建議
1. 結(jié) 論
當(dāng)前全球化程度日益加深，解決環(huán)境污染問(wèn)題以及能源消耗問(wèn)題需要全人類的共同努力。我國(guó)的生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展理念體現(xiàn)了解決環(huán)境問(wèn)題的決心。水資源利用效率中包含了環(huán)境污染問(wèn)題以及能源合理利用問(wèn)題，提高水資源利用效率要從水資源的適度開(kāi)發(fā)、充分利用以及合理配置方面考慮[15]。本文通過(guò)研究得到以下結(jié)論：
(1) 不考慮環(huán)境污染條件下，巢湖流域內(nèi)的水資源利用效率要明顯高于考慮環(huán)境污染條件下的水資源利用效率，說(shuō)明將環(huán)境污染納入水資源利用效率測(cè)度中十分必要，可以提高測(cè)度結(jié)果的準(zhǔn)確性和可依據(jù)性。
(2) 考慮環(huán)境污染條件下測(cè)度的巢湖流域水資源利用效率結(jié)果顯示，動(dòng)態(tài)水資源利用效率增長(zhǎng)0.9%，其中技術(shù)進(jìn)步對(duì)水資源利用效率增長(zhǎng)具有明顯拉動(dòng)作用，技術(shù)進(jìn)步增長(zhǎng)率達(dá)3.5%。流域內(nèi)僅有合肥市水資源全要素效率指數(shù)大于1，說(shuō)明其在技術(shù)引進(jìn)、產(chǎn)品研發(fā)等“硬技術(shù)”方面處于領(lǐng)先地位。
(3) 巢湖流域水資源利用效率絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)結(jié)果顯示：流域整體以及流域內(nèi)合肥、安慶、六安和馬鞍山存在絕對(duì)收斂趨勢(shì)，蕪湖市水資源利用效率增長(zhǎng)率不存在收斂趨勢(shì)。條件β收斂檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示，巢湖流域整體以及流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市均存在條件收斂的特征。
2. 建 議
(1) 加強(qiáng)水資源污染監(jiān)督管理。提高水資源利用效率的普遍方法是以大量的污水排放為代價(jià)的，將環(huán)境污染考慮進(jìn)水資源利用效率的測(cè)度中之后，此方法已經(jīng)不能達(dá)到提高水資源利用效率的目的，以污染為代價(jià)的方法不可取。因此，提高水資源利用效率的第一步即加強(qiáng)水資源污染監(jiān)督管理，從整體上控制巢湖的排污總量。另外，污染監(jiān)督管理還需要從源頭抓起，最終實(shí)現(xiàn)全面治理的目標(biāo)。
(2) 樹(shù)立綠色水資源觀念，形成合理的水資源價(jià)格機(jī)制。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活用水三個(gè)層面，做好綠色水資源觀念的樹(shù)立和宣傳工作，同時(shí)形成合理的水資源價(jià)格機(jī)制，合理配置工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活水資源，最終實(shí)現(xiàn)水資源合理利用目標(biāo)。
(3) 構(gòu)建流域內(nèi)各地區(qū)之間的協(xié)作機(jī)制，通過(guò)協(xié)作發(fā)展大幅提升綠色水資源利用效率。為縮小巢湖流域內(nèi)各地級(jí)市之間工業(yè)綠色發(fā)展的差距，應(yīng)構(gòu)建流域各地區(qū)之間的協(xié)作機(jī)制，如建立巢湖流域綠色科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心，建立巢湖流域水資源利用管理共享平臺(tái)，設(shè)置流域水資源利用發(fā)展基金，建立節(jié)水減排的內(nèi)在動(dòng)力機(jī)制等。
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任志安， 劉雨佳
(安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 皖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心， 安徽 蚌埠 233041)
水資源是重要的自然資源之一，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略資源的重要組成部分。在當(dāng)前城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中，水資源短缺問(wèn)題日益加劇，嚴(yán)重制約了我國(guó)各城市的可持續(xù)發(fā)展，因此關(guān)于水資源的一系列開(kāi)發(fā)利用、節(jié)約消耗等研究迫在眉睫，而提高水資源利用效率是研究的重點(diǎn)。將水資源看作生產(chǎn)加工過(guò)程中的要素之一，投入相對(duì)較少的水資源要素，得到相對(duì)較多的有效產(chǎn)出即為提高水資源利用效率。
巢湖作為中國(guó)五大淡水湖之一，位于長(zhǎng)江中下游的安徽省中部地區(qū)，是長(zhǎng)江流域的重要支流，是沿湖主要城鎮(zhèn)300多萬(wàn)居民飲用水源之一。流域涵蓋5市，即合肥市、六安市、蕪湖市、馬鞍山市和安慶市；總面積為13 486 km2，約占安徽省總面積的9.3%，人口達(dá)到1 020萬(wàn)；流域內(nèi)多年平均水資源量為65億m3，其中5～9月占64%。由于巢湖流域5個(gè)地級(jí)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異以及水資源在時(shí)間、空間上分布不均勻等因素，流域內(nèi)各地級(jí)市的水資源利用效率存在差異。在綠色發(fā)展理念和加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，研究巢湖流域各地級(jí)市水資源利用效率可為相似流域提供較強(qiáng)的理論借鑒以及實(shí)踐參考。此外，巢湖流域在合肥都市圈經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展中占據(jù)重要地位，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)與水資源、水環(huán)境的矛盾在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展中不斷加劇，必須走水資源節(jié)約型發(fā)展道路。
一、文獻(xiàn)綜述
1. 水資源利用效率的測(cè)度
Hoekstra與Hung 2002年首次提出“水足跡”的概念，在國(guó)際上產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，并在世界范圍內(nèi)得到廣泛的運(yùn)用[1]。當(dāng)前關(guān)于水資源利用效率的測(cè)算主要有以下幾種方法：指標(biāo)體系評(píng)估法、隨機(jī)前沿法和數(shù)據(jù)包絡(luò)法。張兆方等對(duì)“一帶一路”18個(gè)省市的水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度，利用DEA模型和Malmquist指數(shù)相結(jié)合的方法，采用Tobit模型研究了水資源利用效率的影響因素[2]。閃麗潔等在對(duì)漢江流域內(nèi)各行政區(qū)的水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度評(píng)價(jià)時(shí)，選取了2010、2012和2014年的數(shù)據(jù)，采用了基于熵權(quán)的模糊物元評(píng)價(jià)法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)[3]。張鳳太等收集了2001—2012年重慶市水資源利用相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，得到了水資源的利用效率[4]。王瑩研究了我國(guó)31個(gè)省市的水資源利用效率，選取了2012年相關(guān)數(shù)據(jù)，并結(jié)合投入導(dǎo)向型的超效率DEA模型進(jìn)行了測(cè)度[5]。關(guān)于DEA模型和SFA模型的相關(guān)文獻(xiàn)為我國(guó)水資源利用效率測(cè)度以及影響因素研究提供了十分重要的參考依據(jù)，但是Charnes等在1978年提出目前被廣泛運(yùn)用的經(jīng)典DEA模型存在缺陷，其在測(cè)度效率時(shí)并未將外部的不可控因素考慮在內(nèi)，因此結(jié)果不具有參考意義[6]。Aigner等提出，盡管SFA參數(shù)法在對(duì)效率進(jìn)行測(cè)度時(shí)將外部不可控因素考慮進(jìn)來(lái)，但其假設(shè)的生產(chǎn)函數(shù)并不能區(qū)分非效率問(wèn)題，并且可能會(huì)產(chǎn)生設(shè)定誤差，測(cè)度結(jié)果同樣不具有可信性[7]。
2. 水資源利用效率的收斂性分析
為了進(jìn)一步研究區(qū)域內(nèi)可能產(chǎn)生的水資源利用效率的差異，臧正等對(duì)我國(guó)水資源利用強(qiáng)度進(jìn)行分區(qū)域的收斂性分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)東部各省的生態(tài)水資源利用效率呈現(xiàn)俱樂(lè)部收斂趨勢(shì)，西部各省具有明顯俱樂(lè)部收斂的是生活水資源利用效率[8]。關(guān)于工業(yè)水資源污染的影響因素分析，沈滿洪等有針對(duì)性地選擇了我國(guó)工業(yè)部門水資源利用相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)工業(yè)水資源利用效率進(jìn)行了測(cè)度。研究分析得出，我國(guó)的工業(yè)水資源利用效率在不同的區(qū)域呈現(xiàn)出不同的收斂趨勢(shì)，但趨勢(shì)并不明顯[9]。張峰等認(rèn)為，工業(yè)水資源利用效率表現(xiàn)為全局正向相關(guān)，且其相關(guān)水平逐步提升；從整體來(lái)看，全國(guó)屬于σ收斂，具體表現(xiàn)為全國(guó)層面的相對(duì)發(fā)散以及各省市區(qū)的局部收斂，即我國(guó)東部的水資源利用效率明顯高于中西部；進(jìn)一步進(jìn)行絕對(duì)β收斂分析發(fā)現(xiàn)，中、東部地區(qū)的各省市區(qū)內(nèi)工業(yè)水資源利用效率差異呈現(xiàn)出縮小的趨勢(shì)，但西部地區(qū)并未呈現(xiàn)統(tǒng)一趨勢(shì)；條件β收斂，即將經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生活的各方面考慮進(jìn)來(lái)，分別進(jìn)行單控制變量測(cè)度和多控制變量測(cè)度[10]。盧曦等認(rèn)為，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水資源全要素生產(chǎn)率存在顯著絕對(duì)β收斂，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)省際水資源全要素生產(chǎn)率差距正在縮小，最終均朝著相同的穩(wěn)態(tài)水平趨近。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)之后發(fā)現(xiàn)，我國(guó)學(xué)術(shù)界認(rèn)為水資源利用效率在不同區(qū)域之間呈現(xiàn)的差異性除與本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生活中的方方面面有著緊密聯(lián)系之外，還與地區(qū)之間存在著密切聯(lián)系，即相鄰地區(qū)的影響、流域內(nèi)各地區(qū)的相互影響等。因此，各地區(qū)應(yīng)該積極地相互配合、協(xié)同發(fā)展，提高水資源利用效率，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展的目標(biāo)[11]。
綜上所述不難看出，學(xué)者們對(duì)于提高水資源利用效率從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有共同目標(biāo)。同時(shí)，采用多要素從農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及生活等方面全方位地對(duì)水資源利用效率進(jìn)行測(cè)度和分析時(shí)，較少有學(xué)者將水資源污染納入水資源利用效率的測(cè)度研究中。
因此，本文運(yùn)用DEA方法和Malmquist指數(shù)方法分別對(duì)巢湖流域水資源利用效率進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，并分別測(cè)度不考慮環(huán)境污染的水資源利用效率與考慮環(huán)境污染的水資源利用效率，以期對(duì)巢湖流域水資源利用效率作出更可信和客觀的分析，從而為相似流域提高水資源利用效率提供更可靠的現(xiàn)實(shí)依據(jù)。
二、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源
1. DEA模型
目前，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是指某一生產(chǎn)過(guò)程中各投入要素與各產(chǎn)出要素之間的比例即為其效率值，其優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算的是效率比例，無(wú)需將每一項(xiàng)投入要素的成本考慮在內(nèi)，從而可以忽略單位符號(hào)等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)[12]。因此，選取DEA模型對(duì)效率進(jìn)行測(cè)度，可以通過(guò)投入產(chǎn)出的組合得到相對(duì)準(zhǔn)確的效率值。DEA模型分為投入導(dǎo)向型和產(chǎn)出導(dǎo)向型，本文在實(shí)證分析之前通過(guò)參考相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)際，選擇投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬可變模型。普遍的投入導(dǎo)向下對(duì)偶形式的BCC模型可表示為
minθ-ε(ΣS-+ΣS+)
(1)
式中：j=1，2，…，n，為其相應(yīng)的每個(gè)效率單元；X、Y分別為投入變量、產(chǎn)出變量。從根本上來(lái)說(shuō)，DEA模型是一個(gè)線性規(guī)劃問(wèn)題。
若θ=1，S+=S-=0，則效率評(píng)價(jià)單元是DEA有效的；若θ=1，S+≠S-≠0，則效率評(píng)價(jià)單元弱DEA有效；若θ<1，則效率評(píng)價(jià)單元就是非DEA有效的。
在對(duì)非期望產(chǎn)出下的效率進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，選擇傳統(tǒng)的方法可能會(huì)因?yàn)闇y(cè)度的誤差導(dǎo)致對(duì)投入和產(chǎn)出松弛性的忽視，而SBM模型可以解決這一問(wèn)題[13-14]。Tone所構(gòu)建的SBM-DEA模型解決了松弛性影響測(cè)度值的難題。因此，本文借鑒Tone的研究提出基于松弛變量的非徑向、非角度、考慮非期望產(chǎn)出的SBM模型，構(gòu)建固定規(guī)模報(bào)酬，具體如式(2)所示，以更加準(zhǔn)確地測(cè)算考慮了環(huán)境因素條件的水資源利用效率。
(2)
2. Malmquist指數(shù)
DEA模型只能對(duì)2007—2016年巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的每一個(gè)截面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是對(duì)巢湖流域水資源利用效率的靜態(tài)分析，而缺少橫向的動(dòng)態(tài)分析。因此，在此基礎(chǔ)上本文利用Malmquist指數(shù)對(duì)巢湖流域水資源利用效率的全要素生產(chǎn)率進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)由瑞典經(jīng)濟(jì)學(xué)家于20世紀(jì)50年代提出，1994年Rolf和Fare首次將該指數(shù)與DEA模型結(jié)合起來(lái)，從此Malmquist指數(shù)模型得到快速發(fā)展。在t到t+l時(shí)期，投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬可變的Malmquist指數(shù)模型數(shù)學(xué)表達(dá)式為
M(xt+l，yt+l，xt，yt)=
(3)
tfpch=pech·sech·techch，其中，tfpch為全要素生產(chǎn)率，pech為純技術(shù)效率變化指數(shù)，sech為規(guī)模效率變化指數(shù)，techch為技術(shù)進(jìn)步變化指數(shù)。當(dāng)Malmquist指數(shù)>1時(shí)，表明全要素生產(chǎn)率處于有效狀態(tài)。
3. 收斂性分析
收斂性分析一般包含α收斂和β收斂。α收斂，即某一研究區(qū)域內(nèi)的研究變量的偏差隨時(shí)間的增加而呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。β收斂可以分為絕對(duì)β收斂和條件β收斂。其中，絕對(duì)β收斂是指無(wú)論該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)如何變化，研究變量都具有一個(gè)相對(duì)趨同的趨勢(shì)；而條件β收斂是指在該研究區(qū)域內(nèi)各經(jīng)濟(jì)體之間存在相似性條件時(shí)，研究變量逐漸趨同。本文選擇β收斂對(duì)巢湖流域水資源利用效率的收斂性進(jìn)行研究分析。
(1) 絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)。巢湖流域水資源利用效率的絕對(duì)β收斂模型如式(4)所示，即
ln(WURi，t+l/WURi，t)=α+βln WURi，t+ui，t
(4)
式中：WUR為巢湖流域水資源利用效率增長(zhǎng)率；i為巢湖流域內(nèi)的第i個(gè)區(qū)域；t為所選研究數(shù)據(jù)的第一年，t+l為所選研究數(shù)據(jù)的最后一年；ln(WURi，t+l/WURi，t)為第i個(gè)區(qū)域水資源利用效率的平均增長(zhǎng)水平。
(2) 條件β收斂檢驗(yàn)。在上述的絕對(duì)β收斂模型中，在對(duì)水資源利用效率的收斂性進(jìn)行分析時(shí)，僅將效率的初始水平視為決定變量，但在實(shí)際中仍有許多不可忽略的因素會(huì)影響巢湖流域水資源利用效率，具體的影響因素包括經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、水資源稟賦、水資源價(jià)格。地區(qū)的人均GDP越高，其產(chǎn)業(yè)集聚程度越高，這樣會(huì)加快生產(chǎn)設(shè)備的創(chuàng)新優(yōu)化進(jìn)程，促進(jìn)節(jié)水技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，從而影響水資源的利用效率；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)水資源利用效率的影響與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平類似，其平衡有利于水資源的合理利用；水資源的豐沃程度會(huì)直接影響水資源的利用效率；水資源價(jià)格高低同樣會(huì)影響水資源利用效率。
將上述的影響因素作為控制變量加入巢湖流域水資源利用效率收斂性分析的絕對(duì)β收斂模型中，得到條件β收斂檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?/p>
ln(WURi，t+l/WURi，t)=α+β1ln WURi，t+
β2Gi，t+β3Ii，t+β4Si，t+
β5Pi，t+ui，t
(5)
式中：G為各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，用巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的人均GDP來(lái)表示；I為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，用流域內(nèi)各地級(jí)市的第一產(chǎn)業(yè)占GDP的比例來(lái)表示；S為水資源要素稟賦，用流域內(nèi)各地級(jí)市的人均用水量來(lái)表示；P為水資源價(jià)格，用流域內(nèi)各地級(jí)市的城鎮(zhèn)居民家庭平均每人全年水電燃料支出/城鎮(zhèn)居民家庭平均每人全年消費(fèi)性支出來(lái)表示。
4. 數(shù)據(jù)來(lái)源
本文的研究范圍為巢湖流域的5個(gè)地級(jí)市，樣本區(qū)間為2007—2016年。水資源利用相關(guān)的投入要素為固定資產(chǎn)投資、勞動(dòng)力即就業(yè)人員總數(shù)以及各地級(jí)市用水總量；產(chǎn)出要素為GDP和污水排放總量。數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》《合肥市統(tǒng)計(jì)年鑒》《安慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》《六安市統(tǒng)計(jì)年鑒》《蕪湖市統(tǒng)計(jì)年鑒》《馬鞍山市統(tǒng)計(jì)年鑒》。
三、巢湖流域水資源利用效率的測(cè)度
1. 不考慮環(huán)境污染條件下
(1) DEA實(shí)證分析。運(yùn)用DEAP 2.1軟件對(duì)巢湖流域內(nèi)的5個(gè)地級(jí)市2007—2016年水資源利用效率進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如表1所示。
由表1可知，合肥市的歷年各項(xiàng)效率值均為1，處于效率前沿面，說(shuō)明合肥市的水資源利用效率在近十年一直處于巢湖流域內(nèi)的前沿。蕪湖市在2010—2016年的水資源利用效率也相對(duì)穩(wěn)定地處于前沿面上。馬鞍山市2007—2012年處于效率前沿面上，而在2013年之后水資源利用效率降低。從整體來(lái)看，巢湖流域水資源利用效率均未達(dá)到前沿水平，整體效率不高。
表1 2007—2016年巢湖流域5個(gè)地級(jí)市水資源利用綜合效率
(2) Malmquist指數(shù)分析。利用DEAP 2.1軟件對(duì)巢湖流域內(nèi)的5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，結(jié)果如表2、3所示。
表2 2007—2016年巢湖流域水資源利用TFP指數(shù)及分解
表3 2007—2016年巢湖流域各地級(jí)市水資源利用TFP指數(shù)及分解
由表2可知，水資源利用的全要素生產(chǎn)率在2007—2008年增加了0.05%，2009—2010年增加了2.7%，2014—2015年增加了2.1%，2015—2016年增加了3.1%，其他年份的水資源利用全要素生產(chǎn)率指數(shù)一直處于下降狀態(tài)。同時(shí)，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)在2013年之后略有上升。Malmquist指數(shù)的分解表明，綜合技術(shù)效率指數(shù)年均降幅為0.11%，表明巢湖流域的科技在水資源利用效率的使用上存在一定程度的下降；技術(shù)進(jìn)步指數(shù)年均降幅為2.61%，表明巢湖流域的技術(shù)進(jìn)步不足，水資源利用效率的提高在技術(shù)創(chuàng)新方面較為落后；規(guī)模效率指數(shù)年均降幅為0.12%，表明巢湖流域水資源利用統(tǒng)籌規(guī)劃不足；只有純技術(shù)效率指數(shù)平均增長(zhǎng)了0.01%，說(shuō)明巢湖流域當(dāng)前的科技體制對(duì)水資源利用效率的提高具有一定的正向作用。
由表3可知，2007—2016年巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率存在明顯的差異。僅有合肥市的TFP指數(shù)大于1，主要原因在于其技術(shù)進(jìn)步指數(shù)高于其他地級(jí)市，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)年均增長(zhǎng)1.9%，科技進(jìn)步速度快。蕪湖市TFP指數(shù)排在第二位，但年均下降1%?？梢?jiàn)，巢湖流域內(nèi)水資源利用效率提高的主要驅(qū)動(dòng)力還是科技的進(jìn)步和技術(shù)效率的提高。
2. 考慮環(huán)境污染條件下
(1) DEA實(shí)證分析。將巢湖流域內(nèi)的環(huán)境污染因素作為非期望產(chǎn)出加入效率的測(cè)度中，采用SBM模型，運(yùn)用MAXDEA PRO 6.4軟件進(jìn)行測(cè)度，結(jié)果如表4所示。
表4 2007—2016年巢湖流域5個(gè)地級(jí)市綠色水資源利用綜合效率
由表4可知，2007—2016年水資源利用效率雖然有波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；從測(cè)度結(jié)果來(lái)看，巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率均達(dá)不到有效的標(biāo)準(zhǔn)，仍存在優(yōu)化空間。這也反映出環(huán)境污染對(duì)提高水資源利用效率具有抑制作用。
(2) Malmquist指數(shù)分析。將巢湖流域內(nèi)的環(huán)境污染因素作為非合意產(chǎn)出加入效率的測(cè)度中，利用DEAP 2.1軟件進(jìn)行水資源利用效率的動(dòng)態(tài)分析，結(jié)果如表5、6所示。
表5 2007—2016年巢湖流域水資源利用TFP指數(shù)及分解(考慮環(huán)境污染)
表6 2007—2016年巢湖流域各地級(jí)市水資源利用TFP指數(shù)及分解(考慮環(huán)境污染)
由表5可知，2007—2016年巢湖流域水資源利用效率總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從Malmquist指數(shù)的分解來(lái)看，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)在2011年之后略有上升；綜合技術(shù)效率指數(shù)年均降幅為0.94%，大于非環(huán)境污染條件下的0.11%，說(shuō)明流域內(nèi)的綜合技術(shù)對(duì)環(huán)境污染處理能力較差，不利于水資源利用效率的提高；技術(shù)進(jìn)步指數(shù)下降了8.2%，高于非環(huán)境污染下的2.61%，說(shuō)明巢湖流域內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有對(duì)水污染處理起到較明顯的作用，水資源利用效率的提高在技術(shù)創(chuàng)新方面較為落后；規(guī)模效率下降了0.01%，小于非環(huán)境污染下的0.12%，說(shuō)明在處理環(huán)境污染上規(guī)模效率得到了提高；純技術(shù)效率指數(shù)提高了0.93%，大于非環(huán)境污染下的0.01%，說(shuō)明巢湖流域當(dāng)前的科技體制在處理環(huán)境污染、提高水資源利用效率方面具有一定的正向作用。
由表6可知，2007—2016年巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率存在明顯的差異。僅有合肥市的TFP指數(shù)大于1，主要原因在于其技術(shù)進(jìn)步指數(shù)高于其他地級(jí)市，技術(shù)進(jìn)步指數(shù)年均增長(zhǎng)1.9%，科技快速進(jìn)步；其他4個(gè)地級(jí)市的水資源全要素生產(chǎn)率指數(shù)均小于1，且比不考慮環(huán)境污染條件下的水資源利用全要素生產(chǎn)率指數(shù)略低，進(jìn)一步說(shuō)明了環(huán)境污染因素對(duì)水資源利用效率測(cè)度準(zhǔn)確性具有較大的影響。
四、巢湖流域水資源利用效率收斂性分析
根據(jù)考慮環(huán)境污染條件下測(cè)得的巢湖流域水資源利用效率值，深入分析巢湖流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市水資源利用效率的差異性，進(jìn)而更為準(zhǔn)確地找出各地區(qū)水資源利用效率存在差異的原因。
1. 絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)
通過(guò)F檢驗(yàn)對(duì)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行模型選擇以及判斷個(gè)體效應(yīng)是否存在；通過(guò)Hausman檢驗(yàn)對(duì)模型的固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)進(jìn)行選擇，具體計(jì)量結(jié)果如表7所示。
表7 巢湖流域水資源利用效率的絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)結(jié)果
注：***、**分別表示在1%、5%水平上顯著，下同。
由表7可知，巢湖流域內(nèi)的所有區(qū)域都存在個(gè)體效應(yīng)且模型效應(yīng)均為固定效應(yīng)；巢湖流域水資源利用效率存在絕對(duì)β收斂趨勢(shì)，說(shuō)明巢湖流域內(nèi)的5個(gè)地級(jí)市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距較小，其水資源利用效率最終會(huì)趨于同一水平。
從具體區(qū)域來(lái)看，合肥、安慶、六安和馬鞍山的系數(shù)顯著為負(fù)，說(shuō)明其水資源利用效率隨著時(shí)間的推移增長(zhǎng)速度逐漸降低，因此這4個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率處于同一發(fā)展水平上。只有蕪湖市的統(tǒng)計(jì)值不顯著為負(fù)，說(shuō)明其并不存在收斂趨勢(shì)，因此需要重視水資源利用效率，積極采取相應(yīng)的政策措施。
2. 條件β收斂檢驗(yàn)
檢驗(yàn)方法同絕對(duì)β收斂相同，檢驗(yàn)結(jié)果如表8所示。
表8 巢湖流域水資源利用效率的條件β收斂檢驗(yàn)結(jié)果
由表8可知，巢湖流域的5個(gè)地級(jí)市模型效應(yīng)均選擇了固定效應(yīng)，各地級(jí)市的最終回歸結(jié)果均為負(fù)數(shù)且顯著，說(shuō)明巢湖流域整體以及流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市均存在條件收斂。
可見(jiàn)，巢湖流域以及流域內(nèi)合肥、安慶、六安和馬鞍山既存在絕對(duì)β收斂又存在條件β收斂，說(shuō)明巢湖流域以及這4個(gè)地級(jí)市的水資源利用效率均相對(duì)穩(wěn)健地逐步提高。蕪湖市僅存在條件β收斂而不存在絕對(duì)β收斂，說(shuō)明其在水資源利用效率方面與流域內(nèi)的其他4個(gè)地級(jí)市存在差距，故需對(duì)提高水資源利用效率高度重視。
五、結(jié)論與建議
1. 結(jié) 論
當(dāng)前全球化程度日益加深，解決環(huán)境污染問(wèn)題以及能源消耗問(wèn)題需要全人類的共同努力。我國(guó)的生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展理念體現(xiàn)了解決環(huán)境問(wèn)題的決心。水資源利用效率中包含了環(huán)境污染問(wèn)題以及能源合理利用問(wèn)題，提高水資源利用效率要從水資源的適度開(kāi)發(fā)、充分利用以及合理配置方面考慮[15]。本文通過(guò)研究得到以下結(jié)論：
(1) 不考慮環(huán)境污染條件下，巢湖流域內(nèi)的水資源利用效率要明顯高于考慮環(huán)境污染條件下的水資源利用效率，說(shuō)明將環(huán)境污染納入水資源利用效率測(cè)度中十分必要，可以提高測(cè)度結(jié)果的準(zhǔn)確性和可依據(jù)性。
(2) 考慮環(huán)境污染條件下測(cè)度的巢湖流域水資源利用效率結(jié)果顯示，動(dòng)態(tài)水資源利用效率增長(zhǎng)0.9%，其中技術(shù)進(jìn)步對(duì)水資源利用效率增長(zhǎng)具有明顯拉動(dòng)作用，技術(shù)進(jìn)步增長(zhǎng)率達(dá)3.5%。流域內(nèi)僅有合肥市水資源全要素效率指數(shù)大于1，說(shuō)明其在技術(shù)引進(jìn)、產(chǎn)品研發(fā)等“硬技術(shù)”方面處于領(lǐng)先地位。
(3) 巢湖流域水資源利用效率絕對(duì)β收斂檢驗(yàn)結(jié)果顯示：流域整體以及流域內(nèi)合肥、安慶、六安和馬鞍山存在絕對(duì)收斂趨勢(shì)，蕪湖市水資源利用效率增長(zhǎng)率不存在收斂趨勢(shì)。條件β收斂檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示，巢湖流域整體以及流域內(nèi)5個(gè)地級(jí)市均存在條件收斂的特征。
2. 建 議
(1) 加強(qiáng)水資源污染監(jiān)督管理。提高水資源利用效率的普遍方法是以大量的污水排放為代價(jià)的，將環(huán)境污染考慮進(jìn)水資源利用效率的測(cè)度中之后，此方法已經(jīng)不能達(dá)到提高水資源利用效率的目的，以污染為代價(jià)的方法不可取。因此，提高水資源利用效率的第一步即加強(qiáng)水資源污染監(jiān)督管理，從整體上控制巢湖的排污總量。另外，污染監(jiān)督管理還需要從源頭抓起，最終實(shí)現(xiàn)全面治理的目標(biāo)。
(2) 樹(shù)立綠色水資源觀念，形成合理的水資源價(jià)格機(jī)制。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活用水三個(gè)層面，做好綠色水資源觀念的樹(shù)立和宣傳工作，同時(shí)形成合理的水資源價(jià)格機(jī)制，合理配置工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活水資源，最終實(shí)現(xiàn)水資源合理利用目標(biāo)。
(3) 構(gòu)建流域內(nèi)各地區(qū)之間的協(xié)作機(jī)制，通過(guò)協(xié)作發(fā)展大幅提升綠色水資源利用效率。為縮小巢湖流域內(nèi)各地級(jí)市之間工業(yè)綠色發(fā)展的差距，應(yīng)構(gòu)建流域各地區(qū)之間的協(xié)作機(jī)制，如建立巢湖流域綠色科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心，建立巢湖流域水資源利用管理共享平臺(tái)，設(shè)置流域水資源利用發(fā)展基金，建立節(jié)水減排的內(nèi)在動(dòng)力機(jī)制等。
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