基于WSAM的區域水資源乘數分析
----以黑龍江省為例

佟金萍，趙路路，陳 潔

(1.常州大學 商學院，江蘇 常州 213100；2.河海大學 管理科學研究所，南京 210098)

水是人類賴以生存重要自然資源，更是社會發展的戰略性經濟資源。水資源短缺和時空分布不均是中國經濟和社會可持續發展的絆腳石。水利部稱，到2030年，中國人口將增加到16 億人，人均水資源量將降到1 750 m3，水資源短缺將達到400億～500 億m3。新時期治水，既要貫徹習近平總書記提出的“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”倡議，又要落實最嚴格水資源管理制度來達到以水定產、以水定城的新要求。這對水資源合理配置和高效利用提出更高的要求。

黑龍江省是世界三大黑土地帶之一，糧食產量連續6年居全國首位，是國家糧食安全的“壓艙石”，鞏固發展現代農業以確保糧食安全是其首要目標。同時，也是中國的重工業基地，2016年全部工業企業增加值達3 686.1 億元，占地區生產總值的24.0%，其中重工業增加值2 020.4 億元，占工業增加值的一半以上。2018年2月23日，國土資源部印發《關于全面實行永久基本農田特殊保護的通知》，黑龍江劃定了1 106.7 萬hm2永久性基本農田，位居全國第一，為糧食安全奠定了一定基礎。黑龍江省水資源綜合規劃顯示，其農業用水占用水總量的87.4%，而畝均水量僅455 m3，遠低于全國平均水量1 430 m3，且單位水平均產糧1 kg，僅為發達國家的1/2，可見農業用水效率極低；其他產業用水浪費現象更為嚴重。因此，研究黑龍江省水資源流動關系對該地區國民經濟各產業、部門發展具有重要的現實意義。

從20世紀60年代開始，國內外學者對國民經濟發展與水資源關系進行大量研究，其中大部分利用投入產出(Input-Output，IO)模型進行分析，如Stoevener[1]率先在水資源研究領域采用IO模型和效益成本分析法；Carter和Ireri[2]用區域間IO模型研究加利福尼亞州和亞利桑那州用水及其分配問題；國內學者陳錫康[3]、王維平[4]、李智慧[5]等也做了相應的研究工作。IO表主要用于靜態分析模型，水資源IO表雖然能在一定程度上反映水資源與經濟結構的關系，卻難以描述水資源在國民經濟中的流動關系。那么，如何更好地分析社會經濟系統中水資源的流動呢？社會核算矩陣(Social Accounting Matrix，SAM)可以很好地解決這一問題。SAM表詳細描述了交易流對機構賬戶的商品需求、要素需求以及商品生產最終需求的整個循環過程[6-9]。相比于IO表，一個設計恰當且足夠細化的SAM表更便于對整個經濟體系特征的把握。傳統的SAM表建立在純粹的經濟系統之上，僅考慮生產和消費的經濟特性，忽視了自然資源的影響。隨著水資源在國民經濟中的基礎戰略作用不斷增強，將水資源作為單一要素納入SAM表中將有助于對國民經濟用水結構的分析。因此，本文嘗試編制嵌入水資源要素的社會核算矩陣(Water Social Accounting Matrix，WSAM)，并運用乘數分析探討黑龍江省國民經濟各產業部門對水資源的依賴關系，以期為該區域水資源有效配置提供決策參考。

1 黑龍江省WSAM的編制

SAM表的編制是從生產、收入和支出，積累以及國外的賬戶角度來看的，按照經濟系統中流量循環的規律將對應的交易與部門賬戶進行有序的排列組合，構成一個行列相對應的方形矩陣[10]。本文擬采用“自頂向下”構建方法和CE[11-14]平衡法來編制并調整WSAM表。黑龍江省WSAM表的核心數據來自地區的IO表，WSAM原始表中的收入再分配情況，是對2012-2013年黑龍江統計年鑒、黑龍江水資源公報、《中國稅務年鑒》、《中國財政年鑒》等各種統計資料進行篩選、分析、處理得到的。由于IO表每五年發布一次，最新的2017年IO表編制工作正在進行中，尚未發布，所以本文編制WSAM表的年限為2012年。

1.1 WSAM的賬戶設置及數據處理

在編制SAM時，賬戶設置通常沒有嚴格規定，研究人員可根據需要靈活安排。由于要考察水資源對國民經濟影響，所以將水資源作為要素單獨進行賬戶設置。因此，黑龍江省WSAM表包括12個基本賬戶：商品、活動、要素-水資源、要素-勞動力、要素-資本、居民、企業、政府、國外、國內其他地區、固定資本形成、存貨變動。

每一個子賬戶遵循了復式賬戶的原理[15]，為了簡化表述，僅對涉及水資源的項目進行說明，WSAM表中的傳統賬戶數據此處不再贅述。表1為基于復式記賬方式的要素賬戶，其中水資源費(2164400萬元)是利用影子價格，分別用各行業的用水量乘以該行業用水價格相加所得。

表1 基于復式記賬方式的要素賬戶 萬元

將各子賬戶數據按照復式賬戶的形式展開并匯總后，就得到2012年黑龍江省宏觀WSAM表。

1.2 賬戶的細化及平衡

借鑒劉琳[16]等的研究，對2012年黑龍江省IO表的42部門合并為5個部門：農業、工業、水部門、建筑業、服務業。農業對應農林牧漁部門；水部門即水生產與供應；建筑業即建筑部門；其余按部門性質分別劃分到工業部門和服務業。合并得到的相關元素數據是2012年黑龍江省宏觀WSAM細化所需的數據基礎。根據宏觀WSAM細化表維度結構，對WSAM中每個子矩陣進行細分[17]，使用GAMS軟件和CE平衡技術，得到平衡的2012年黑龍江省細分WSAM表，由于篇幅有限，這里不再展示。

2 WSAM的乘數分析方法

乘數分析法被廣泛用于研究外生賬戶注入經濟系統而引起的內生賬戶的變化，并定量的確定一個經濟指標對另一個經濟指標的影響值。經典的SAM乘數分析方法同樣適用于WSAM表，為了方便說明，以分塊矩陣運算的方式來表達賬戶間的關系，見表2。

在表2中，內生賬戶是3×3的分塊矩陣，T11表示生產活動的中間投入需求，對應IO表的中間流量部分；T21表示生產活動帶來的增加值在不同要素之間的分布；T32反映居民與企業之間的要素收入分配情況；T13反映居民與企業對產品的支出模式；T33表示收入在居民與企業之間的轉移。

在WSAM中，An表示平均支出傾向矩陣，類似于IO表中的直接消耗系數矩陣，矩陣是由每個元素除以其所在列的列和求得。由于WSAM是一個平衡的數據系統，因此存在相應的行和與列和相等的關系，由此可知內生賬戶的收入與外生賬戶的投入間的關系，即Yn與Xn的關系：

表2 簡化的WSAM示意圖Tab.2 Simplified schematic diagram of WSAM

Yn=(I-An)-1Xn=MaXn

(1)

WSAM乘數分析的核心是賬戶乘數矩陣，用Ma表示。若要更直觀、深入反映外生賬戶變動對內生賬戶的影響，僅依靠Ma所蘊含的信息是遠遠不夠的，通常還需要對Ma進行分解。因此，引入與Aa具有相同維度且可逆的對角矩陣A，對式(1)執行如下數學變換：

Yn=AnYn+Xn=(An-A)Yn+AYn+X=

(I-A)-1(An-A)Yn+(I-A)-1X=A*Yn+(I-A)-1X

(2)

其中，A*(I-A)-1(An-A)，經過數學變換得到：

Yn=(I-A*3)-1(I+A*+A*2) (I-A)-1X

(3)

假設式(3)中(I-A*3)-1是存在的，令Ma1=(I-A)-1，Ma2=(I-A*2)，Ma3=(I-A*3)-1，賬戶乘數矩陣Ma[18,19]可以表示為：

Ma=Ma3Ma2Ma1

(4)

式中：Ma1是轉移乘數矩陣，反映WSAM由于內部交易引發的內生賬戶收入波動，涉及生產部門和機構部門內部的直接轉移狀況，不包括整個經濟系統中收入流的閉合循環過程；Ma2是開環凈效應矩陣，反映經濟系統中某賬戶受到沖擊對其余賬戶產生的交叉影響，內生賬戶和賬戶間的循環轉移不在其中；Ma3是閉環凈效應矩陣，反映外部注入在經濟系統中循環時，對某個賬戶的影響。

基于式(4)乘法形式變換得到Ma加法分解形式[18-20]見式(5)，這種形式在分析實際問題時更方便易懂，因此得到了廣泛的應用。

Ma=I+(Ma1-I)+(Ma2-I)Ma1+

(Ma3-I)Ma2Ma1=I+T+O+C

(5)

式中：I為初始的單位注入；T為轉移乘數效應的凈貢獻，即轉移乘數矩陣減去初始單位注入的值；O為為開環效應的凈貢獻，即開環凈效應矩陣減去初始單位注入與轉移乘數矩陣乘積的值；C為閉環效應的凈貢獻，即閉環凈效應矩陣減去初始單位注入與轉移乘數矩陣、開環凈效應矩陣乘積的值。

3 基于WSAM的黑龍江水資源乘數分析

3.1 WSAM的賬戶乘數

采用WSAM乘數模型對2012年黑龍江省WSAM細化表進行應用分析。內生賬戶包括3個部分：生產賬戶(即5個產業部門)、要素賬戶(包括勞動力、資本、水資源)、機構賬戶(包括居民、企業)，求得WSAM中各個內生賬戶的賬戶乘數及其分解效應，具體結果如圖1所示。

圖1 WSAM賬戶乘數及其分解效應Fig.1 Account multiplier and unpacking effect of WSAM

從生產賬戶角度分析，5個產業部門的賬戶乘數存在一定差異。①服務部門的轉移效應值僅為0.572 7，是5個產業部門中最小的，說明其在生產活動賬戶里的內部作用很小；其開環效應值很大為1.607 7，表明它受到沖擊會給其他生產部門帶來較大影響；閉環效應值也很大，表明它通過賬戶周期對整個國民經濟體系產生較大的影響。②農業的凈效益值為2.837 9，在5個產業部門中排名靠前，表明農業是黑龍江省的基礎性產業；其轉移效應值排名第三，因為黑龍江省的農業現代化仍處于起步階段，主要進行初級生產，深加工部門匱乏，農業產業鏈條較短；其開環效應值較大，說明農業的發展會影響到其他生產部門；但其閉環效應值最大為0.856 8，表明農業對該地區的國民經濟發展有著不可替代的作用。③水部門分析結果與上述兩產業類似，即服務業、農業、水部門整體對黑龍江省經濟影響力較大；而工業和建筑業由于開環效應和閉環效應貢獻值相對較小，導致產出乘數普遍偏低，表明這兩個產業對黑龍江省的經濟拉動作用較小。WSAM乘數分析的結果說明黑龍江省需要加快產業結構轉型，在推進農業現代化發展的同時，逐步將中心向第三產業傾斜，促進社會的穩步發展。

對3個生產要素的賬戶乘數進行比較可知，資本要素在該地區發揮較大作用，資金投入促進經濟發展；相較之下，勞動力發揮作用小一些，原因在于近年來黑龍江省出生率降低加之人口連續凈遷出導致常住人口減少、老齡化程度加深；水資源發揮作用最小，原因在于該地區水資源分布不均，人均水資源量低于全國平均水平，水資源利用率低等致使水資源對該區域的經濟發展貢獻較小。

3.2 WSAM的水資源乘數分解效應

水資源乘數分解效應是設定不同情景以分析WSAM乘數效果，對一個內生賬戶進行外部注入(包括政府消費，包括投資、出口的需求等)，測算這種變化對其他內生賬戶產生的影響值。分解情景設計時考慮到WSAM表中與水相關的有生產要素賬戶(水資源)和生產活動賬戶(水部門即水生產與供應)兩方面，因此設計不同的情景加以分解，如表3所示。

表3 黑龍江省WSAM的水資源乘數的分解情景Tab.3 Divided account multiplier of water resource based on Heilongjiang WSAM into Scene

情景Ⅰ：當外生注入應用于5個產業部門賬戶時，對水資源要素產生的影響。

第一，對黑龍江省WSAM的水資源賬戶乘數分析。賬戶乘數最大的是水部門為0.360 6，建筑業最小為0.005 2，乘數分解顯示轉移效應均為0，開環效應所占比例均較大，如水部門轉移效應中99.6%來自開環效應，其余來自閉環效應，說明水部門與黑龍江省整國民經濟系統中各部門有較強的聯系。當向每個產業部門添加10 000個單位的外部注入時，將致使水資源開支分別增加111個單位、106個單位、3 606個單位、52個單位、71個單位。對水部門進行資金投入會導致該部門的水資源支出顯著增加，農業部門和工業部門次之，建筑業和服務業增加較少。由于各行業用水價格不同，僅從水資源支出的增加量來看該行業的發展對水資源的需求度是不全面的，還需要測算水資源量的增加情況，通過水資源支出增加值除以水的價格獲得。依據上文計算水資源費時黑龍江省5個部門影子價格，可求得當外部注入1萬元時，各部門對水資源的需求將分別增加1 166.3、40.6、1 387.0、20.0和23.5 m3。當同樣的外部注入于生產部門時，盡管農業和工業對水資源支出的增加相當，由于工業用水價格遠高于農業用水價格，因此對水資源的需求量存在很大差距。可以看出水部門和農業對水資源的需求顯著增加且遠大于其他3個部門，說明這兩個部門的發展與水資源聯系緊密。

第二，對東北三省WSAM的水資源賬戶乘數對比分析。黑龍江與鄰省吉林、遼寧通稱為東北三省，該區域是中國的老工業基地和糧食主產區，承擔著糧食儲備、支援國家建設及特殊調劑任務，因此將黑龍江與吉林、遼寧的水資源賬戶乘數做類比分析具有一定的借鑒意義(見表4)。

從表4可以看出，當向東北三省各產業部門添加外部注入時，黑龍江省水資源開支增加整體高于吉林和遼寧省，這表明黑龍江省各行業的發展對水資源的需求更大，且與水資源聯系更為緊密。其中東北三省水資源賬戶乘數最大的均為水部門，因為水部門代表“水的生產與供應業”，水部門的發展與水資源有直接的關聯；黑龍江與遼寧省農業部門水資源乘數均排第二，吉林則排在第三，東北三省的耕地面積處在全國前列，農業依舊是此區域的支柱性產業，對水資源的依賴程度很大，三省的農業水資源乘數數值與各自的耕地面積成正比。綜合來說東北三省的產業結構及發展模式相似，但黑龍江省由于農業規模最大，水資源配置存在的問題也更為突出，亟須找出解決的方法。

表4 東北三省WSAM的水資源賬戶乘數Tab.4 Water resources account multiplier in the three Provinces of Northeastern China based on WSAM

第三，對2012-2016年黑龍江省分行業用水情況進行分析。圖2可以看出這5年間該地區的供水總量基本保持不變，工業及生態水量在逐年遞減，生活用水浮動較小，農業用水量總體呈上升趨勢，且該部門對水資源的需求仍占主導地位。其背后可能存在的原因是，黑龍江省隨著工業結構的深度調整，以及開展節水診斷、用水效率評估、水平衡測試等活動，工業用水效率不斷提高，有研究表明在2009-2013年，工業GDP與水資源消耗實現脫鉤，黑龍江省工業經濟增長不再依靠水資源消耗的增加[21]，因此，出現圖2中工業用水量呈逐年下降的態勢；生態文明建設的逐步推進，使得黑龍江省水環境質量得到階段性改善，土壤環境質量總體保持穩定，草原生態功能增強，濕地面積不低于556 萬hm2，黑龍江省生態系統穩定性明顯增強，生態用水減少；黑龍江省農業水資源的利用過程中，由于農業灌溉渠系配套率低，受輸水灌溉方式、栽培方式等方面的影響，用水效率十分低下，同時農用地面積逐年增加，《黑龍江省土地利用總體規劃(2006-2020年)》中明確指出與2010年相比，2020年黑龍江省農用地面積要增加36.75 萬hm2，農田灌溉面積增多，致使農業用水量仍表現增長態勢。這些現狀與本文基于2012年黑龍江省WSAM表所作的乘數分析相契合。

圖2 2012-2016年黑龍江省分行業用水情況Fig.2 Water usage of industry in Heilongjiang Province from 2012 to 2016

情景Ⅱ：當外部注入作用于水部門(水的生產與供應業)以外賬戶時，對水部門的影響。

第一，對黑龍江省WSAM的水資源賬戶乘數分析。當對水部門外的其他部門分別注入10 000個單位時，將使水部門的產出分別增加26個單位、27個單位、26個單位、51個單位。服務業的外部注入將對水部門產出產生更大影響，而其他3個部門的影響程度接近。乘數分解顯示，情景II中的開環效應均為0，農業的轉移效應小于閉環效應，這表明黑龍江省的農業和水部門之間的直接聯系并不緊密，原因是水部門代表“水的生產與供應業”，即自來水廠，該行業的核心業務是通過凈化、消毒等工藝對江河湖泊及地下水、地表水進行加工，以供人們生活、生產使用。農業生產使用的水資源是未經加工的，兩者不屬于同一個范疇；工業、建筑業和服務業的轉移效應比例大于閉環效應，表明這3個行業對水的生產與供應業間的直接影響較大，閉環效應占比略小表明它們在整個經濟體系中循環后產生乘數效應較小。

第二，對東北三省WSAM的水部門賬戶乘數對比分析。從表5可以看出，當向東北三省水部門外的各產業部門添加外部注入時，吉林省水部門開支增加整體高于黑龍江省和遼寧省，這表明吉林省各行業的發展與水部門的聯系都更為緊密。其中，黑龍江省水部門賬戶乘數最大的是服務業，其他三部門水部門賬戶乘數相當；吉林水部門賬戶乘數值都比較高，遼寧省的則普遍較低。相較之下，黑龍江省其他部門與水部門的聯系更為合理，水部門在整個經濟體系中發揮較大的作用。

表5 東北三省WSAM的水部門賬戶乘數Tab.5 Water account multiplier in the three Provinces of Northeastern China based on WSAM

4 結 語

在傳統的SAM表的基礎上對其進行擴展，從要素賬戶入手將水資源嵌入其中，以黑龍江為研究區域，編制2012年黑龍江省WSAM表，并進行乘數計算，依據計算結果展開相應分析。研究表明：①服務業、農業和水部門的產出乘數值較大，對黑龍江省國民經濟帶動作用更為顯著，其中農業的凈效益值在5個生產部門中排名第二，轉移效應值排第三，閉環效應值最大，說明農業是黑龍江省的基礎產業，且對整個國民經濟的影響十分可觀，但農業發展技術水平有待提高；②當同時對5個生產部門進行外部注入時，農業部門及水部門對水資源的需求顯著增加，故黑龍江省農業及水部門發展與水資源息息相關，與吉林、遼寧相比，黑龍江省由于農業規模最大，水資源配置存在的問題也更為突出；③其他產業部門與水部門的乘數分析表明，服務業的外部注入對水部門影響最為顯著，除了農業部門，其他的產業部門與水部門的聯系較為緊密，與吉林、遼寧相比，黑龍江省水部門在整個經濟體系中發揮較大的作用。

結合分析結果，提出如下建議：①優化產業布局，調整三次產業比例，穩固第一產業發展，推動優質糧食工程及糧食深加工振興工程的實施，促進工業轉型升級，優先發展戰略新興產業，提高服務業比重；②突破糧食生產的水資源瓶頸，通過高效節水灌溉工程信息化管理，發揚高效節水灌溉理念，提高用水效率，促進現代農業快速發展；③加大水的生產與供應業投入，搭建與服務業交易橋梁，實現共贏發展；④嚴格執行各種水資源管理制度，確保計劃用水、節約用水工作在各地切實有效地開展。