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

趙津津

(浙江財(cái)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(gè)國家的實(shí)證分析

趙津津

(浙江財(cái)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(huì)發(fā)展的長期關(guān)系,分析政策因素對(duì)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(gè)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(duì)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(shí)間的實(shí)施使其發(fā)揮效果。政府可通過合理配置不同的政策實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化利用,從而實(shí)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(huì)發(fā)展的一個(gè)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(shí)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(dòng)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(duì)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(duì)于水資源的需求巨大,這不僅對(duì)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(cái)政負(fù)擔(dān)。如果可以準(zhǔn)確地判斷用水量的變化趨勢(shì),了解政策對(duì)用水量的影響,就可以通過政策干預(yù),減少不必要的財(cái)政投入,可持續(xù)利用水資源。

基于27個(gè)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(duì)于城市人均用水量的影響,發(fā)現(xiàn)政策對(duì)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(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)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(huì)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(shì)將會(huì)逆轉(zhuǎn),即經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會(huì)改善環(huán)境。

經(jīng)濟(jì)增長通過3個(gè)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(gè)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模會(huì)不斷擴(kuò)大,對(duì)資源的需求和污染物的排放也會(huì)不斷增多。產(chǎn)業(yè)構(gòu)成效應(yīng)指一個(gè)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(duì)于資源的需求強(qiáng)度和污染物的排放強(qiáng)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(shí),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(huì)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(lì)措施和政策會(huì)對(duì)3個(gè)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(duì)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(qiáng)制實(shí)行和官僚效率作為政策指標(biāo)來評(píng)測(cè)政策對(duì)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(duì)于庫茲涅茲曲線有著重要的積極作用,尤其是在拐點(diǎn)后,好政策的實(shí)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(duì)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(duì)環(huán)境保護(hù)的支持,其中最主要的因素就是政策的實(shí)施。Yandle等[11]通過檢索相關(guān)文獻(xiàn)指出,政策的實(shí)施可以盡早結(jié)束經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)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(duì)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(duì)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。基于美國國家水資源數(shù)據(jù),Rock[19]驗(yàn)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(duì)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)。基于六大洲的9 a水耗量估算數(shù)據(jù),Cole[16]驗(yàn)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(shí)間序列數(shù)據(jù)證明了水的庫茲涅茨曲線的存在。基于檢驗(yàn)UNESCO數(shù)據(jù)庫中65個(gè)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(shí)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(yàn)用水量與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系時(shí),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(shí)減少污水中的污染物,循環(huán)使用水資源[26]。基于水的效率管理,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(gè)人工分支子系統(tǒng),這一子系統(tǒng)的運(yùn)行必須是高效率的,同時(shí)也應(yīng)該對(duì)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(gè)子系統(tǒng),水通過這2個(gè)子系統(tǒng)被不斷循環(huán)利用。基于現(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(jì)和實(shí)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(duì)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(duì)27個(gè)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(gè)模型首先驗(yàn)證了水的庫茲涅茨曲線的存在。第二個(gè)模型則進(jìn)一步探討政策因素對(duì)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(jì)描述

注:表中各個(gè)變量所顯示的數(shù)值為原變量的對(duì)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(gè)國家中包括3個(gè)發(fā)展中國家(墨西哥、土耳其和中國),以及24個(gè)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(shí)、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(fèi)量來源于Eurostat數(shù)據(jù)庫、OECD數(shù)據(jù)庫、各個(gè)國家的環(huán)保局和供水協(xié)會(huì)；氣候信息來源于各個(gè)國家的氣象部門；家庭人口數(shù)據(jù)來源于各個(gè)國家的統(tǒng)計(jì)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(jì)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(duì)異方差性進(jìn)行了控制,并對(duì)模型進(jìn)行了Hausman檢驗(yàn),隨機(jī)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(jì)顯著性在1%水平。人均GDP平方項(xiàng)的系數(shù)為負(fù)值,統(tǒng)計(jì)顯著性水平在5%。人均GDP的立方項(xiàng)的系數(shù)為正值,統(tǒng)計(jì)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(yàn)了水的效率政策和水的效能政策對(duì)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(jì)顯著性在1%水平。這一結(jié)果顯示了效率政策的實(shí)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(shí)施時(shí)間相對(duì)較短,其作用仍未顯現(xiàn)造成的,為了進(jìn)一步考察這一點(diǎn),筆者在回歸中加入了污水處理率的平方項(xiàng)進(jìn)行進(jìn)一步分析。當(dāng)污水處理率的一次方項(xiàng)和二次方項(xiàng)同時(shí)被控制時(shí),可以看到其一次方的系數(shù)為正值,而其平方項(xiàng)的系數(shù)則為負(fù)值,統(tǒng)計(jì)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(xiàng)的系數(shù)則為負(fù)值,統(tǒng)計(jì)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(shí)間的實(shí)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(shí),沒有觀測(cè)到相同的結(jié)果。這可能是由于較短的觀測(cè)周期造成的。回歸結(jié)果顯示水的效率政策和水的效能政策對(duì)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(jì)和實(shí)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(hào)中的數(shù)據(jù)是穩(wěn)健的標(biāo)準(zhǔn)差;***代表統(tǒng)計(jì)顯著性在1%水平;**代表統(tǒng)計(jì)顯著性在5%水平;*代表統(tǒng)計(jì)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(gè)國家城市人均用水量和人均GDP的曲線,可以看到每個(gè)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(diǎn)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(jí)別,因此觀測(cè)不到其水的庫茲涅茲曲線的峰值。然而,對(duì)于樣本中的3個(gè)發(fā)展中國家,均觀測(cè)到了其峰值,即水的庫茲涅茨曲線的拐點(diǎn),其中中國的水的庫茲涅茨曲線拐點(diǎn)所對(duì)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(duì)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(duì)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(diǎn)的存在后,因此政策的作用主要是優(yōu)化拐點(diǎn)右側(cè)的曲線,改變曲線斜率,提高用水效率。對(duì)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(duì)用水進(jìn)行政策干預(yù)，從而為實(shí)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(shí)間分布不均、相對(duì)短缺的特點(diǎn),因地因時(shí)地設(shè)計(jì)并實(shí)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(shí)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(diǎn)出現(xiàn)在GDP相對(duì)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(diǎn),由于政策干預(yù)的差異和自身水資源的特點(diǎn),這2個(gè)國家的拐點(diǎn)對(duì)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(diǎn)右側(cè)的遞減階段,因此,政府應(yīng)該及時(shí)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(duì)于水環(huán)境造成的壓力,從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

5 結(jié) 論

通過對(duì)27個(gè)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(cè)的27個(gè)國家中,3個(gè)發(fā)展中國家表現(xiàn)優(yōu)異,其水的庫茲涅茨曲線拐點(diǎn)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(diǎn)出現(xiàn)對(duì)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(duì)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(shí)使曲線的拐點(diǎn)出現(xiàn)在GDP相對(duì)較低的發(fā)展階段。水的效率政策對(duì)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(shí)間的實(shí)施使其發(fā)揮作用。我國已在相關(guān)領(lǐng)域制定實(shí)施了一系列的政策,并取得了不錯(cuò)的成績,使我國水的庫茲涅茨曲線已經(jīng)處于拐點(diǎn)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(duì)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(jì)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(duì)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(shí)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(xiàng)(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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1003-9511(2016)05-0001-05

2016-04-13編輯:方宇彤)