甘肅省水資源投入產(chǎn)出分析

鄧建偉, 金彥兆, 胡想全

(甘肅省水利科學(xué)研究院， 甘肅 蘭州 730000)

1 研究背景

甘肅省遠(yuǎn)離海洋，深居內(nèi)陸腹地，干旱少雨，水資源嚴(yán)重匱乏，是一個(gè)典型的干旱、半干旱省份，全省多年平均降雨量280 mm，人均自產(chǎn)水資源量1 077 m3，僅占全國人均水平的1/2，耕地每公頃占有水資源量5 670 m3，約為全國平均水平的1/4，水資源嚴(yán)重短缺。根據(jù)水資源供需平衡分析結(jié)果，全省現(xiàn)狀水平年需水量127.76×108m3，可供水量107.98×108m3，缺水量19.78×108m3，缺水率15.5%，水資源供需矛盾日益突出，水資源已成為制約甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。然而，水資源又是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，因此，研究水資源與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，分析國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中水資源利用問題，提出宏觀發(fā)展對策，對下一階段國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和水資源發(fā)展規(guī)劃的制定具有重要意義。

20世紀(jì)30年代，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家里昂惕夫(Leontief)[1]提出了投入產(chǎn)出分析理論；20世紀(jì)60年，水資源短缺問題突出，國內(nèi)外學(xué)者將投入產(chǎn)出分析理論引入水資源經(jīng)濟(jì)分析中，中國投入產(chǎn)出學(xué)會課題組分析了我國2002年國民經(jīng)濟(jì)37個(gè)部門的水資源投入產(chǎn)出狀況[2]，黑龍江[3]、河北[4]、山東[5]及重慶[6]等省市的學(xué)者也開始本省的水資源投入產(chǎn)出分析研究，蔡國英等[7]針對黑河流域中游地區(qū)、李瑩等[8]針對灤河流域開展了流域?qū)用娴乃Y源投入產(chǎn)出分析研究。投入產(chǎn)出法將水資源對國民經(jīng)濟(jì)的潛在影響定量識別，能夠解決水資源與宏觀經(jīng)濟(jì)相關(guān)的諸多問題，從水資源可持續(xù)利用和整體經(jīng)濟(jì)效益最大的原則出發(fā)，定量研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源耗用關(guān)系，在水資源研究中具有廣泛應(yīng)用性。本文從投入產(chǎn)出角度研究甘肅省國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)的水資源狀況，分析各行業(yè)的用水狀況，水資源輸入輸出狀況，對甘肅省水資源配置、節(jié)水型社會建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

2 水資源投入產(chǎn)出關(guān)系的編制

2.1 投入產(chǎn)出關(guān)系的編制

根據(jù)《甘肅國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007年)[9]、《甘肅省水利統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007年)[10]、《甘肅省水資源公報(bào)》(2007年)[11]等資料所公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合《甘肅省投入產(chǎn)出表》(2007年)[12]，分析了甘肅省水資源投入產(chǎn)出關(guān)系。投入產(chǎn)出關(guān)系編制過程中，將關(guān)聯(lián)性較大的國民經(jīng)濟(jì)部門、用水難以區(qū)分的部門進(jìn)行了合并，共涉及國民經(jīng)濟(jì)19個(gè)部門：第一產(chǎn)業(yè)1個(gè)部門，即農(nóng)林牧漁業(yè)；第二產(chǎn)業(yè)6個(gè)部門，包括采礦業(yè)、制造業(yè)、生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸和郵政業(yè)、計(jì)算機(jī)服務(wù)和軟件業(yè)；第三產(chǎn)業(yè)12個(gè)部門，包括批發(fā)和零售業(yè)、住宿和餐飲業(yè)、金融業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)、技術(shù)服務(wù)和地質(zhì)勘查業(yè)、水利環(huán)境與公共設(shè)施管理業(yè)、居民服務(wù)和其他服務(wù)業(yè)、教育、衛(wèi)生和社會保障業(yè)、文化體育和娛樂業(yè)、公共管理和社會組織。甘肅省水資源投入產(chǎn)出關(guān)系見圖1。

圖1 甘肅省水資源投入產(chǎn)出關(guān)系

2.2 各部門用水量的確定

各部門用水量確定依據(jù)：第一產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)取自《甘肅水利統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007年)以及《甘肅省水資源公報(bào)》(2007年)；第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)的用水量主要依據(jù)相關(guān)研究成果，按照各部門單位產(chǎn)值用水量推算，并依據(jù)《甘肅省行業(yè)用水定額》[13]、《甘肅省環(huán)境公報(bào)》[14]用水重復(fù)利用率對其新鮮用水量進(jìn)行復(fù)核。甘肅省2007年19個(gè)部門的總用水量和新鮮水的用水量情況見表1。

表1 甘肅省2007年19個(gè)部門用水情況

根據(jù)表1分析結(jié)果可知：農(nóng)林牧漁業(yè)、制造業(yè)的總用水量和新鮮水用量最多，用水總量和新鮮水用量均排在前2位；生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸及郵政業(yè)、批發(fā)零售業(yè)、采礦業(yè)、公共管理和社會組織、住宿和餐飲業(yè)用水總量和新鮮水用量均在前10位排名中，而總用水和新鮮用水的具體名次有微小變化。農(nóng)業(yè)無論是用水總量還是新鮮水用量，其用水都比其他所有部門總和還多，在新鮮水的用水比例中占80%以上，而且主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。公共管理和社會組織業(yè)至水利環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)的位次基本沒有變化，且都為第三產(chǎn)業(yè)，用水總量偏小，僅為總用水量的5.19%。

3 研究方法

3.1 用水系數(shù)

3.1.1 直接用水系數(shù) 直接用水系數(shù)[15]即用水定額，它表示生產(chǎn)單位貨物或服務(wù)(產(chǎn)出)的用水總量，反映各部門在生產(chǎn)本部門貨物或服務(wù)過程中的直接用水強(qiáng)度。

wj=Wj/Xj(j=1,2,…,n)

(1)

式中： j為部門序號； wj為j部門的直接用水系數(shù)，m3/元； Wj為j部門的用水量，104m3； Xj為第j部門的總產(chǎn)出，104元。

3.1.2 完全用水系數(shù) 在投入產(chǎn)出分析體系中，能反映出各部門的聯(lián)系，即貨物或服務(wù)在生產(chǎn)過程中所消耗的水，這部分水資源雖然使用在其他部門，但屬于本部門的間接用水，完全用水包括直接用水和間接用水兩部分[16]。

完全用水系數(shù)的計(jì)算公式如下：

(2)

3.1.3 用水乘數(shù) 用水乘數(shù)是反映社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)某一產(chǎn)業(yè)的動態(tài)變化引起整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)用水量的變化情況，即經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)用水增加總量對自身用水量的倍數(shù)，通常采用完全用水系數(shù)與直接用水系數(shù)之比計(jì)算，計(jì)算公式如下：

(3)

式中：bj為j部門的用水乘數(shù)。

3.2 虛擬水轉(zhuǎn)移

虛擬水輸出計(jì)算公式：

(4)

虛擬水輸入計(jì)算公式：

(5)

4 結(jié) 果

4.1 用水系數(shù)

4.1.1 系數(shù)確定 依據(jù)編制的甘肅省2007年水資源投入產(chǎn)出關(guān)系，根據(jù)公式(1)、(2)、(3)分析得到19部門總用水和新鮮用水的直接用水系數(shù)、完全用水系數(shù)和用水乘數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表2。

4.1.2 評價(jià)結(jié)果 根據(jù)表2計(jì)算結(jié)果可知：

(1)部門間直接用水系數(shù)相差較大。農(nóng)業(yè)部門總用水和新鮮水的直接用水系數(shù)相等且最大，系數(shù)為0.1531，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)部門取用水均為新鮮水，故總用水和新鮮水的直接用水系數(shù)相等；而房地產(chǎn)業(yè)總用水和新鮮水的直接用水系數(shù)均最小，總用水的直接用水系數(shù)0.0043，新鮮水的直接用水系數(shù)0.0027；農(nóng)業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)的直接用水系數(shù)差距較大，農(nóng)業(yè)總用水的直接用水系數(shù)是房地產(chǎn)業(yè)的35.66倍，而農(nóng)業(yè)新鮮用水的直接用水系數(shù)與房地產(chǎn)業(yè)相差達(dá)到57.71倍。

(2)部門間完全用水系數(shù)相差較大。總用水的完全用水系數(shù)，農(nóng)業(yè)仍為最大，系數(shù)為0.1771，而系數(shù)最小的教育業(yè)該數(shù)值僅為0.0128，兩者相差13.82倍；新鮮用水的完全用水系數(shù)，系數(shù)最大和最小部門的仍為農(nóng)業(yè)和教育業(yè)，相差21.77倍。部門間完全用水系數(shù)與部門間的直接用水系數(shù)比較來說差距較小。

(3)各部門用水乘數(shù)差異顯著。以新鮮用水的用水乘數(shù)為例：農(nóng)業(yè)部門為1.13倍，是采礦業(yè)3.83倍；而制造業(yè)、餐飲業(yè)、水利環(huán)境與公共設(shè)施管理業(yè)、交通與郵電業(yè)和服務(wù)業(yè)等部門的用水乘數(shù)差距較大，分別為6.13、5.61、4.98、4.49和4.47，這些部門對于水資源的間接使用量非常大。

(4)農(nóng)業(yè)是甘肅省的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前和今后農(nóng)業(yè)發(fā)展任務(wù)繁重，而農(nóng)業(yè)作為用水大戶，農(nóng)業(yè)水資源經(jīng)濟(jì)效益提高困難。從甘肅省農(nóng)業(yè)用水供求態(tài)勢來看，在水資源利用中普遍存在利用效率低下的問題，因此，針對以上問題，可以通過提高對雨水的直接利用程度，改變作物品種結(jié)構(gòu)和田間用水方式等途徑，提高農(nóng)業(yè)水的利用效率，最終實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的粗放型灌溉農(nóng)業(yè)和旱地雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)向以節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)節(jié)水戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。此外，還可通過農(nóng)業(yè)水權(quán)向城市水權(quán)轉(zhuǎn)移，將農(nóng)業(yè)節(jié)水量用于經(jīng)濟(jì)社會效益高的優(yōu)勢工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)總體水平的提高。

4.2 間接拉動

間接拉動是指為滿足該部門的生產(chǎn)，其他部門在向其提供必要的生產(chǎn)條件過程中對水資源的消耗[17]。甘肅省2007年各部門對水資源間接拉動見表3。從各個(gè)部門對水資源的間接拉動力可以進(jìn)一步分析哪些部門對該部門用水的間接拉動力影響最

表2 甘肅省2007年19個(gè)部門用水系數(shù)和用水乘數(shù)

表3 甘肅省2007年各部門對水資源間接拉動 m3/元

為顯著(詳見表3)。以住宿和餐飲業(yè)為例，直接用水系數(shù)0.0049，完全用水系數(shù)0.0274，也就是住宿和餐飲業(yè)生產(chǎn)價(jià)值1×104元的產(chǎn)品，需要用274m3新鮮水，而住宿和餐飲業(yè)直接消耗的新鮮水僅為49m3，另外225m3水則是住宿和餐飲業(yè)所消耗的其他部門貨物和服務(wù)在生產(chǎn)中所消耗的新鮮水。

4.3 虛擬水轉(zhuǎn)移分析

從水資源角度，進(jìn)口產(chǎn)品即意味著虛擬水輸入，出口產(chǎn)品則意味著虛擬水輸出。對于水資源缺乏的地區(qū)，增加用水強(qiáng)度大的部門的產(chǎn)品進(jìn)口比例，可以有效地緩解水資源緊缺矛盾；如果僅從節(jié)約水資源的角度出發(fā)，進(jìn)口產(chǎn)品越多，出口產(chǎn)品越少越有利。利用甘肅省2007年用水分析投入產(chǎn)出表，計(jì)算各部門通過產(chǎn)品進(jìn)口和出口所輸入和輸出的水量，甘肅省2007年虛擬水轉(zhuǎn)移水量見表4。

根據(jù)表4分析結(jié)果可知：甘肅省2007年通過產(chǎn)品出口間接輸出水資源69.50×108m3，輸入水資源46.53×108m3，凈輸出22.97×108m3。凈輸出水資源最多的部門是農(nóng)業(yè)，該部門凈輸出水資源28.73×108m3；建筑業(yè)列第二位，其凈輸出水資源為2.34×108m3。

農(nóng)業(yè)是甘肅省的用水大戶，其用水量占總用水量的80.10%，并且單位增加值用水系數(shù)大，而農(nóng)業(yè)又為甘肅省的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，增加值比重大，部門用水多，如果按此凈輸水水量發(fā)展，甘肅省現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)進(jìn)出口結(jié)構(gòu)會加劇水資源短缺的局面，最終導(dǎo)致甘肅省水資源緊缺形勢進(jìn)一步惡化。

表4 甘肅省2007年虛擬水轉(zhuǎn)移水量表 104 m3

5 結(jié) 論

本文編制了甘肅省2007年水資源投入產(chǎn)出關(guān)系；根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析計(jì)算了甘肅省19個(gè)經(jīng)濟(jì)部門的總用水量和新鮮用水量，分析了各部門的用水比例；采用水資源投入產(chǎn)出分析理論，計(jì)算了甘肅省19個(gè)經(jīng)濟(jì)部門總用水和新鮮水的直接用水系數(shù)、完全用水系數(shù)和用水乘數(shù)，對比分析了部門間用水情況；計(jì)算并對比分析了社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各部門對水資源系統(tǒng)的直接拉動和間接拉動作用，分析水資源系統(tǒng)的后向效應(yīng)。目的是找出直接用水量較大的部門以及直接用水量較小但間接用水需求很大的部門，從而為最嚴(yán)格水資源管理以及水資源合理配置提供數(shù)據(jù)支持。

(1)農(nóng)業(yè)的總用水量和新鮮用水量、直接用水系數(shù)和完全用水系數(shù)均為最高，屬用水大戶，但用水乘數(shù)不高，與其他產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)較少，屬高投入、低產(chǎn)出行業(yè)，今后發(fā)展中應(yīng)提高水資源利用效率，將農(nóng)業(yè)節(jié)水量通過水權(quán)交易到經(jīng)濟(jì)社會效益高的優(yōu)勢工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)總體水平的提高。

(2)住宿和餐飲業(yè)對水資源的間接拉動系數(shù)最大，建議在未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和調(diào)整中應(yīng)加大第三產(chǎn)業(yè)等拉動系數(shù)較大的行業(yè)發(fā)展，在減少用水量的同時(shí)，能夠保證GDP的穩(wěn)定增長。

(3)甘肅省屬水資源輸出省份，2007年凈輸出水資源量22.97×108m3，凈出輸出資源最多的部門是農(nóng)業(yè)，該部門凈輸出水資源28.73×108m3。甘肅省水資源短缺，如果按此輸出水量發(fā)展，現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會加劇甘肅省水資源短缺形勢。因此，應(yīng)加大甘肅省節(jié)水型社會的建設(shè)力度，嚴(yán)格實(shí)施水資源管理的“三條紅線”，在實(shí)現(xiàn)總量控制的同時(shí)，加強(qiáng)定額管理，降低農(nóng)業(yè)直接用水系數(shù)，從而降低虛擬水輸出量，最終實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。

[1]LEONTIEFW.Quantitativeinput-outputrelationsintheeconom-icsystemsoftheUnitedStates[J].TheReviewofEconomicsandStatistics,1936,18(3):105-125.

[2] 中國投入產(chǎn)出學(xué)會課題組.國民經(jīng)濟(jì)各部門水資源消耗及用水系數(shù)的投入產(chǎn)出分析——2002年投入產(chǎn)出表系列分析報(bào)告之五[J].統(tǒng)計(jì)研究,2007,24(3):21-25.

[3] 崔海燕.黑龍江省水資源投入產(chǎn)出分析[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[4] 嚴(yán)婷婷,賈紹鳳.河北省國民經(jīng)濟(jì)用水投入產(chǎn)出分析[J].資源科學(xué),2009,31(9):1522-1528.

[5] 劉 品,王維平,馬承新,等.山東省宏觀經(jīng)濟(jì)水資源投入產(chǎn)出分析[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2011,30(1):117-120.

[6] 毛玉姣.基于投入產(chǎn)出分析的重慶產(chǎn)業(yè)用水量研究[D].重慶:重慶交通大學(xué),2016.

[7] 蔡國英,徐中民. 黑河流域中游地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)用水投入產(chǎn)出分析——以張掖市為例[J]. 冰川凍土,2013,35(3):770-775.[8] 李 瑩,黃歲樑.基于投入產(chǎn)出模型的灤河流域水資源利用研究[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào),2015,26(4):22-28.[9] 甘肅省統(tǒng)計(jì)局.甘肅省國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京:中國統(tǒng)計(jì)出版社,2007年.

[10] 甘肅省水利廳.甘肅省水利統(tǒng)計(jì)年鑒[R].蘭州:甘肅省水利科學(xué)研究院,2007年.

[11] 甘肅省水利廳.甘肅省水資源公報(bào)[R].蘭州:甘肅省水利科學(xué)研究院,2007年.

[12] 甘肅省統(tǒng)計(jì)局,甘肅省投入產(chǎn)出辦公室.甘肅省投入產(chǎn)出表[R].蘭州:甘肅省水利科學(xué)研究院,2007年.

[13] 甘肅省水利廳.甘肅省行業(yè)用水定額(修訂本)[R].蘭州:甘肅省水利科學(xué)研究院,2011年.

[14] 甘肅省環(huán)境保護(hù)局.甘肅省環(huán)境公報(bào)[R].蘭州:甘肅省水利科學(xué)研究院,2007年.

[15] 田貴良.產(chǎn)業(yè)用水分析的水資源投入產(chǎn)出模型研究[J].經(jīng)濟(jì)問題,2009,31(7):18-22.[16] 許 建,陳錫康,楊翠紅.完全用水系數(shù)及增加值用水系數(shù)的計(jì)算方法[J].水利水電科技進(jìn)展,2003,23(2):17-20.[17] 陳錫康,李景華.長江流域片水利投資后向效應(yīng)經(jīng)濟(jì)分析[J].水利經(jīng)濟(jì),2003,21(2):45-48.