江蘇產業用水與經濟發展關系研究
----基于改進脫鉤模型

許長新，林劍婷

(1.河海大學商學院，江蘇 南京 211100；2. 江蘇沿海資源經濟研究中心，江蘇 南京 211100)

0 引 言

水資源是國民經濟發展不可或缺的生產資料，是所有國民經濟部門的經濟建設活動的物質基礎。隨著我國經濟社會的持續發展，工業化和城鎮化步伐不斷加快，對水資源的需求愈加迫切。江蘇作為全國最具經濟活力的省份之一，工業化和城鎮化水平相對較高，三次產業結構處于不斷優化和升級中，產業結構序列為“二三一”，第一產業比重逐漸下降，從2003年占比5.5%降為2013年的3.4%，第三產業比重逐步上升，從2003年占比19.7%升至2013年的25.5%。江蘇作為一個過境水資源相對豐富、境內水資源相對短缺的省份，在近十年經濟社會高速發展的進程中，其產業用水強度持續下降，從2003年的0.010 1 m3/元降至2013年的0.002 m3/元，其中第一產業用水強度下降尤為明顯，從2003年的0.106 9 m3/元降至2013年的0.049 0 m3/元，比2004年最高用水強度0.120 6 m3/元低0.071 6 m3/元，第一產業正從高耗水產業逐漸向節水型農業過渡。然而，從江蘇產業用水結構來看，第一產業用水比重依舊維持在60%左右，且一些地區出現了水質型缺水等問題，這些問題已經威脅到江蘇省經濟社會可持續發展目標的實現。因此，深化節水型社會建設的研究，對于江蘇省優化配置水資源，推進水資源可持續利用，保障經濟社會高速發展有重大意義。

在以往水資源管理的研究中，國內外學者對水資源利用和經濟發展的關系展開了研究，(Varis O, Vakkilainen P，2001年)分析了21世紀經濟社會發展進程中，中國水資源利用將面臨的八大挑戰，(季紅飛等，2011年)結合江蘇省水資源概況和經濟發展狀況，剖析水資源利用中存在問題，提出了一系列促進江蘇實現節水型社會目標的政策和措，但他們均未從定量的角度考量水資源利用狀況與經濟增長之間的關系。在引入因素分解模型后，(賈紹鳳等，2004年)定量研究了北京市經濟結構調整的節水效應；(孫才志等，2010年)運用全要素分解模型分析了遼寧省產業用水的驅動因素。但是這些因素分解模型對產業用水變動效應的分解還是根據“平均分配”的原則，缺乏客觀性，因此建立科學的模型定量研究區域水資源利用狀況并深入分析驅動因素是很有必要的。

本文后續結構安排如下：第二部分分析了產業用水與區域經濟發展的作用機理；第三部分結合江蘇三次產業用水特征構建改進的產業用水與經濟發展脫鉤模型；第四部分從脫鉤特征和驅動因素兩個方面進行系統的實證研究，直觀、科學地研究了江蘇水資源利用情況；最后提出三次產業用水與經濟發展關系的優化建議，為后續江蘇建設節水型社會提供理論參考。

1 產業用水與區域經濟發展機理分析

水資源是促進區域經濟增長的重要資源之一，產業用水供給是一個區域經濟發展的基本保障條件。根據經濟生產是通過勞動將相關資源轉化為產品或服務的過程，本文用下列函數式來表示區域經濟的投入產出關系：

Y=F(X1,X2,…,Xn,K,L)

(1)

式中：Y為區域經濟產出量；Xi(i=1,2,…,n)為各種資源投入量；K為資本投入量；L為勞動投入量。按照柯比-道格拉斯(C-D)生產函數將式(1)轉換為：

(2)

式中：A為技術水平；α,β,γi分別為資本、勞動、資源的產出彈性系數，表示它們對區域經濟總產出的貢獻程度。由式(2)可得：

(3)

由式(3)可知，區域經濟總產出的增長率是投入各要素增長率的加權之和，其中權重即為產出彈性系數。很顯然在區域生產活動中，包括水資源在內的任何一種資源投入的增加，都會在一定比例上促進區域經濟增長。在此，假設X1為產業用水量，則由式(2)可得：

(4)

綜上所述，產業用水充足能夠保障區域經濟增長，而產業用水短缺會限制區域經濟增長，同時區域經濟的快速發展能夠通過技術創新等手段提升產業用水效率，降低產業用水強度，在兩者相輔相成的互動機制下，最終達到節水型經濟發展模式。

2 研究方法及數據來源

2.1 碳脫鉤模型

“脫鉤”是一個描述經濟增長與環境質量受損間的關聯度的指標，即在經濟發展的過程中，如果消耗更少的資源能夠獲得更多的財富就是“脫鉤狀態”。2005年，Tapio借用經濟學中彈性的概念，分析了1970-2001年這31年間歐洲20國二氧化碳排放量和經濟增長的數據，將二氧化碳排放量相對于GDP的彈性定義為脫鉤，即tCO2,GDP=(%ΔCO2/CO2)/(%ΔGDP/GDP)，該指標體系描述了二氧化碳排放量和經濟發展之間的具體關系(Tapio P，2005年)。

就國內其它行業成功實施案例分析來看，為了在當下的環境下更好地生存與發展，充分地利用了信息化和移動化的技術手段，并引入了先進的JIT（準時至）的管理理念，對鐵路企業審批業務環節上進行了改革性的創新和應用，讓審批業務由線下操作成功的轉型到線上操作，不僅大大提高了工作的效率，同時也節約了大量的時間成本和資源的消耗，取得很好的應用效果。具體效果體現在以下幾個方面：

2.2 水脫鉤模型的雛形

在Tapio脫鉤模型的基礎上，結合本文的研究，通過相應的變量變換，構建江蘇省用水量與經濟增長的脫鉤模型，即：

(5)

式中：tH2O,GDP為用水量與經濟增長的脫鉤彈性指標； ΔH2O/H2O表示用水量增長率；ΔGDP/GDP表示GDP增長率，即國民經濟增長率。

根據Tapio對脫鉤彈性指標值的劃分，本文結合江蘇省的實際情況將彈性指標劃分為6類，分別為強脫鉤、弱脫鉤、強負脫鉤、弱負脫鉤、擴張性負脫鉤和衰退性負脫鉤。在這六種狀態中，強脫鉤狀態是可持續發展的，也是實現節水型社會的理想狀態；強負脫鉤是最差狀態，弱脫鉤是相對理想狀態，弱負脫鉤、擴張性負脫鉤和衰退性負脫鉤狀態都是不可持續發展的，具體每種狀態的詳細解釋見表1。

表1 脫鉤狀態的具體含義Tab.1 the specific meaning of the decoupling state

根據式(5)，當國民經濟持續增長，即rGDP=ΔGDP/GDP>0，用水量逐漸下降，即rH2O=ΔH2O/H2O<0時，tH2O,GDP值越小，則兩者的脫鉤關系越顯著，這種狀態也有利于可持續發展(Xiao-kun L, Jie W，2010年)。

圖1 經濟發展與產業用水脫鉤度量模型Fig.1 The measurement model of economic development and industrial water consumption

2.3 水脫鉤模型的擴展

水脫鉤模型的雛形，即式(5)的研究對象是江蘇產業用水總量與經濟總量之間的關系，并沒有對江蘇產業用水具體情況、影響因素進行深層剖析，為了進一步研究江蘇產業用水與經濟發展關系的脫鉤特征和驅動因素，本文在水脫鉤模型雛形的基礎上，基于恒等式的構造理念，將該模型作如下擴展：

∑i(Ii·hi·g·r·R)

(6)

式中：H2O 代表江蘇省產業用水總量；H2O,i代表江蘇省第i產業的用水總量；GDP代表江蘇省生產總值；GDPi代表江蘇省第i產業的生產總值；P代表江蘇省總人口；R代表江蘇省水資源總量。

ΔH2O=H2Ot-H2O-=

(7)

式中：ΔHI代表產業結構因素；ΔHh代表產業用水強度因素；ΔHg代表經濟發展水平因素；ΔHr代表水資源稟賦因素；ΔHR代表水資源總量因素；ΔHrsd代表分解余量。

2.4 基于LMDI分解法的水脫鉤模型改進

LMDI(Log Mean Divisia Index)分解法由B.W.Ang等人提出(Ang B W，2004年)，因其分解的最終值不含殘差，所以被廣泛用于各行業的因素分析中，成為國際上常用的因素分解模型。本文根據LMDI分解方法，對式(7)進一步分解如下：

ΔHrsd=ΔH2O-(ΔH1+ΔHh+ΔHg+ΔHr+ΔHR)=

所以ΔHrsd=0，因此江蘇產業用水變化量可以表示為：

ΔH2O=ΔHI+ΔHh+ΔHg+ΔHr+ΔHR

(8)

聯立式(5)和式(8)，在江蘇產業用水量與經濟增長脫鉤模型的基礎上，結合LMDI分解方法，進一步得到因素分解的脫鉤模型：

tH2O,GDP=tI+th+tg+tr+tR

(9)

式(9)中，tI、th、tg、tr、tR分別代表產業結構脫鉤彈性、產業用水強度脫鉤彈性、經濟發展水平脫鉤彈性、水資源稟賦脫鉤彈性以及水資源總量脫鉤彈性。

2.5 數據來源

本文所涉及的主要指標為江蘇省地區生產總值、三大產業生產總值、產業用水量、總人口、水資源總量等，其中除了水資源總量來源于《江蘇省水資源公報》(2003-2013)，其余各指標均來源于《江蘇統計年鑒》(2003-2013)。

3 實證結果及分析

3.1 脫鉤特征分析

結合《江蘇統計年鑒》和《江蘇水資源公報》，根據式(5)即可測算出江蘇產業用水與經濟增長之間的脫鉤系數，并判斷脫鉤狀態。本文分別從江蘇省整體和分產業兩個角度分析產業用水和經濟增長之間的脫鉤狀態。

3.1.1 江蘇產業用水總量與經濟增長之間的脫鉤關系

通過測算，江蘇省2003-2013年產業用水總量與經濟增長之間的脫鉤指數如表2所示。

從表2可以看出，江蘇省2003-2013年產業用水總量與經濟增長之間的脫鉤關系穩定，并處于不斷優化中，從2004年以后便基本處于弱脫鉤狀態，從2011年開始向強脫鉤發展。雖然產業用水總量與區域經濟呈正相關關系，但是2003-2013年江蘇產業用水總量平均增長速度為1.98%，GDP平均增長速度為16.96%，區域經濟增長速度遠高于產業用水的增長速度。

表2 江蘇省產業用水與經濟增長脫鉤指數Tab.2 Decoupling index of industrial water consumption and economic growth in Jiangsu Province

3.1.2 三次產業用水量與經濟增長之間的脫鉤關系

通過測算，江蘇省2003～2013年三次產業用水與經濟增長的脫鉤關系如表3所示。

表3 江蘇省2003-2013年三次產業用水與經濟增長脫鉤指數Tab.3 decoupling index of three industrial water consumption and economic growth in Jiangsu Province between 2003 and 2013

從表3可以看出，2003-2013年中，江蘇三次產業用水與區域經濟之間呈現穩定的脫鉤狀態，三次產業產出的平均增長速度高于其對應耗水量的平均增長速度，其中第一、第二產業正從弱脫鉤狀態向強脫鉤狀態過渡并逐步穩定在強脫鉤狀態，證明第一、第二產業節水創新技術研究成熟、應用廣泛，起到了明顯的節水作用，而第三產業長期處于弱脫鉤狀態，在生產節水方面還有繼續提升的空間。

3.2 驅動因素分析

在Tapio脫鉤模型的基礎上，結合Kaya恒等式和LMDI分解法，江蘇產業用水與經濟增長脫鉤彈性可分解為產業結構脫鉤彈性、產業用水強度脫鉤彈性、經濟發展水平脫鉤彈性、水資源稟賦脫鉤彈性以及水資源總量脫鉤彈性，通過數據測算結果如表4所示。

表4 江蘇省產業用水量與經濟增長的脫鉤彈性指數分解Tab.4 decomposition of decoupling index of industrial water consumption and economic growth in Jiangsu Province

從表4可以看出，產業結構效應驅動了江蘇省產業用水與經濟增長脫鉤，由圖2可知，江蘇省第一產業的比重逐步下降，第二、三產業的比重逐步上升，產業結構不斷優化，高耗水的第一產業逐步被耗水較少的第二、三產業替代，江蘇省在大力發展經濟的同時有效節約了水資源。但是在三大產業中，耗水少、產能高的第三產業比重依舊較低，導致產業結構效應對脫鉤的驅動效應不夠顯現，因此江蘇省在未來的發展中依舊應當加快產業結構調整，促進經濟社會向節水型可持續方向發展。

產業用水強度效應是江蘇省產業用水與經濟增長脫鉤的關鍵因素，在2003-2013年這十一年中，驅動效應逐步顯現，結合圖4江蘇省用水強度可知，三大產業用水強度均在逐年遞減，即每單位GDP所耗水量不斷減少，意味著江蘇省三大產業的用水效率正在逐步提高，這得益于江蘇省近些年全力推進節水型社會建設，實施嚴格的水資源管理制度，并積極探索水資源節約利用的技術與方法。

經濟發展水平效應并沒有有效促進江蘇省產業用水與區域經濟增長脫鉤，反而在很大程度上導致產業用水增加，由于任何產業、行業的發展都離不開水資源的支持，因此經濟水平發展并沒有正向驅動兩者脫鉤是可以解釋的，這并不代表江蘇省應當為了節水而抑制經濟發展。

水資源稟賦效應和水資源總量效應在研究期內對脫鉤的驅動作用較不穩定，呈現波動變化的趨勢。在豐水年，即水資源總量較大的年份，水資源約束較弱，人們對于水資源的關注程度較低，因此用水效率相對較低，導致其并不能驅動產業用水與經濟增長脫鉤。由于江蘇省人口持續增長導致人均水資源占有量逐步下降，即水資源稟賦逐步下降，所以水資源稟賦效應也并未有效驅動產業用水與經濟增長脫鉤。

4 政策建議

在未來的發展中，江蘇要著力推進產業層次由低到高遞進，并優化產業內部構成，鼓勵和促進第三產業發展，尤其是低耗水的計算機服務業、文化教育服務業、金融服務業等行業；同時政府應當推進水資源節約利用的立法工作，以水資源節約利用為核心開展水資源管理，為水資源節約利用提供制度保障；其次要注重科技創新，力求開發節水系列技術，運用物聯網節水技術，實現水資源節約利用的數字化智能感知、智能調度、智能管理，提升水資源節約利用的信息化管理水平；然后要探索建立節水投融資平臺，積極引導社會資本進入水資源節約利用領域，形成“政府主導，多方籌措”的方式；最后要著力培育節水載體，通過多措并舉取得經濟效益和社會效益的雙贏。

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