安陽市水資源失衡風險經濟損失研究

焦士興 陳林芳 王安周

摘 要：為定量評價水資源失衡風險造成的經濟損失，運用數據包絡分析法測算了安陽市的水資源利用效率，探討了水資源失衡風險導致的經濟損失，并利用Tobit模型研究了水資源失衡風險的驅動因素。結果表明：①安陽市的水資源利用效率均呈波動上升趨勢且存在區域差異，多年均值排序為安陽縣>湯陰縣>滑縣>內黃縣>安陽市區>林州市;②湯陰縣、滑縣和內黃縣的年均經濟損失較小，水資源利用效率逐步提高;安陽市區、安陽縣和林州市的年均經濟損失較大，水資源消耗量大且利用率較低;③安陽市城鎮化率與水資源利用效率成較弱負相關關系，而經濟發展水平對水資源利用效率的影響很小;產業結構優化調整能提升水資源利用效率，但短期內效果不明顯;政府干預對安陽市區、林州市水資源利用效率影響有限，但對安陽市其他區域則有積極影響。

關鍵詞：數據包絡分析法;Tobit模型;經濟損失;驅動因素;安陽市

中圖分類號：TV213.9 ? 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.07.012

Abstract： In order to quantitatively evaluate the economic loss caused by the risk of water resources imbalance， the utilization efficiency of water resources was calculated by using the data envelopment analysis method， the economic losses which caused by the risk of water resources imbalance were evaluated and the driving factors of water resources imbalance were studied by using Tobit model in Anyang City. The results show that a） the utilization efficiency of water resources shows an upward trend and there appears regional differences. The order of annual average value of the utilization efficiency of water resources is Anyang County>Tangyin County>Huaxian County>Neihuang County>downtown of Anyang >Linzhou City. b） The annual average economic losses are relatively smaller in Tangyin County， Huaxian County and Neihuang County， and the utilization efficiency of water resources increases gradually， while the annual average economic losses are relatively bigger in the downtown of Anyang， Anyang County and Linzhou City and there are larger consumption and lower utilization of water resources. c） The utilization efficiency of water resources and urbanization has negative correlation slightly， while the economic development level has little effect on the utilization efficiency of water resources. Industrial structure adjustment may promote the utilization efficiency of water resources， but the effect is not significant in the short term. Government intervention has limited effect on the utilization efficiency of water resources in the downtown of Anyang and Linzhou City， but has positive effect on the other counties of Anyang City.

Key words： data envelopment analysis method; Tobit model; economic loss; driving factors; Anyang City

水是生命之源、生產之要、生態之基[1]。隨著經濟發展和人口增長，水資源開發過度、粗放利用、污染嚴重等問題日益突出[2]，提高水資源利用效率能促進區域水資源持續利用、有效解決水資源供需不平衡問題[3]。國內外評價水資源利用效率的方法主要有比值分析法、指標體系法、隨機前沿法和數據包絡分析（DEA）法[3]等，其中DEA法具有不需要明確變量之間的函數關系，不需要考慮量綱的影響等優勢[4]，因而得到了廣泛應用。Speelman等[5]采用DEA法，評估了規模收益不變和可變情況下的灌溉用水效率;閃麗潔等[6]采用基于熵權的模糊物元評價法和DEA法，探討了漢江流域用水效率;Hu Jinli等[7]研究了中國全要素用水效率，指出技術手段能有效提高水資源利用效率;伍曉濤等[8]采用DEA法，評價了太湖流域水資源利用效率;俞雅乖等[9]采用超效率DEA-Tobit兩階段模型，探討了中國用水效率的區域差異及其影響因素。

國內水資源系統和經濟發展關系定量研究較多，在研究方法上多采用一般均衡（CGE）模型[10]、可變模糊識別模型[11]、系統動力學模型[12]、脫鉤評價模型[13]等，但對水資源失衡風險造成的經濟損失定量研究相對薄弱。采用DEA模型和經濟損失模型，則能夠通過經濟損失數值，直觀反映水資源失衡風險對經濟發展造成的影響。河南省安陽市屬于豫北區域性中心城市，區內經濟發展差異顯著，探討水資源利用效率及其驅動因素，對促進水資源合理利用、建設節水型社會具有重要意義，同時可為其他城市開展相關研究提供借鑒?；诖?，筆者采用DEA法測算了安陽市水資源利用效率，探討了水資源失衡風險導致的經濟損失，并結合Tobit回歸模型分析了水資源失衡風險的影響因素，以期為水資源優化配置提供參考。

1 數據來源和研究方法

1.1 數據來源

數據包括：總用水量、水資源總量、從業人員數量、總人口、GDP、全社會固定資產投資、GDP指數、水價、人均GDP、城鎮化率、第一產業比例、第二產業比例、政府農林水務支出和政府一般預算支出。其中：總用水量和水資源總量來源于《安陽水資源公報》（2006—2015年）、《滑縣水資源公報》（2014—2016年），其他社會經濟數據來源于《安陽統計年鑒》（2007—2016年），水價數據來源于相關部門。

1.2 研究方法

1.2.1 水資源利用效率

2 結果與分析

2.1 安陽市水資源利用效率影響因素及經濟損失評價指標體系構建

根據柯布-道格拉斯生產函數以及參考相關文獻[14，18-21]，結合安陽市的實際情況，確定資本、勞動力和水資源為投入要素，選取總用水量（代表水資源投入）、從業人員數量（代表勞動力投入）和資本存量（代表資本投入）作為水資源實際投入量，選取GDP作為期望產出，構建安陽市水資源失衡風險造成的經濟損失評價指標體系（見表1）。

在遵循全面性、科學性、區域性等原則基礎上，綜合相關文獻[18-19，21]以及考慮數據完整性和可獲取性，確定經濟發展水平（用人均GDP衡量）、城鎮化水平（用城鎮化率衡量）、產業結構（用第一產業、第二產業比例衡量）和政府影響力（用政府農林水務支出與一般預算支出的比值衡量）為安陽市水資源利用效率影響因素。

2.2 安陽市水資源利用效率分析

運用DEA Frontier Free軟件，結合安陽市的資本存量、從業人員數量、總用水量和GDP等數據，利用式（1）和式（2）計算出2006—2015年水資源利用效率（見表2）。

安陽市水資源利用效率總體呈波動上升趨勢，表明水資源開發利用趨于合理，水資源利用效率不斷提高。安陽市區水資源利用效率2006年最低，2015年則上升為1.000;安陽縣2008—2011年水資源利用效率均為1.000（稱為DEA有效），表明在一定的社會經濟發展水平下水資源的投入和產出比達到最優;安陽縣的水資源利用效率由2011年的1.000持續下降至2015年的0.793，原因主要是2011年年底工業企業發展到700余家，產業結構不合理、工藝裝備落后導致用水效率下降[22]。湯陰縣水資源利用效率由2006年的0.491提高到2015年的1.000，年均增長5.09%?；h和內黃縣為糧食主產區，近年來加強了大功等灌區配套和節水改造工程建設，用水效率不斷提高，有效灌溉面積增大且節水灌溉水平顯著提升，2014年滑縣有效灌溉面積為10.47萬hm2。林州市2006—2009年水資源利用效率年均值為0.644，2010—2015年均值提高到0.911，表明林州市加強治污投入和用水管理，用水效率有所提升。

安陽市水資源利用效率存在區域差異，2006—2015年年均值排序為安陽縣（0.890）>湯陰縣（0.886）>滑縣（0.877）>內黃縣（0.871）>安陽市區（0.842）>林州市（0.804）。安陽縣和湯陰縣年均工業生產總值占GDP比例較高，分別為62.19%、57.57%，表明工業用水的技術水平較高，水資源利用較為合理。滑縣水資源利用效率偏低，主要與水利工程閑置、水資源污染嚴重、水資源管理不力等有關[23]。內黃縣的工農業占比與滑縣類似，水資源損耗較大，表明其農業灌溉方式粗放、工業用水技術水平有待提升。安陽市區經濟發展水平較高，但用水效率整體偏低，主要與2002年以來安陽市加快城市化進程，行政區劃多次調整有關。林州市2006—2009年降水不均衡、客水水源減少、水利設施老化、工農業用水方式粗放[24]，從而導致水資源利用效率較低。

2.3 安陽市經濟損失計算與分析

利用式（3）和式（4），以總用水量、從業人員數量和資本存量作為投入指標，以GDP作為產出指標，計算安陽市水資源失衡風險造成的經濟損失及占GDP的比例（見表3）。

湯陰縣、滑縣和內黃縣的年均經濟損失較小，分別為5.26億、10.84億、10.15億元，分別占同期GDP的7.09%、9.38%、11.47%。湯陰縣2006年與2007年的經濟損失（平均20.11億元）及其占GDP的比例（平均33.24%）較大，之后損失有所減小（最大8.66億元），表明2006年與2007年的水資源利用方式不合理，造成經濟損失較大。滑縣經濟損失占GDP的比例逐漸下降（2013年除外），說明隨著經濟發展水平的提高，水資源利用方式趨于合理，發展態勢良好。內黃縣年經濟損失占GDP的比例高于滑縣（2008年和2010年除外），這與內黃縣用水方式不甚合理有關。

安陽市區、安陽縣和林州市的年均經濟損失較大，分別為36.80億、28.08億、27.15億元，分別占同期GDP的11.57%、9.85%、8.68%。安陽市區經濟損失2006年（66.99億元）、2012年（82.81億元）和2014年（57.89億元）偏高，分別占同期GDP的34.45%、20.92%、11.90%。2005—2011年安陽縣、林州市經濟損失較小，而2012—2015年經濟損失較大，其中2012—2015年安陽縣經濟損失由12.11億元持續增至124.87億元（占GDP的36.70%），原因主要是該時期水資源利用效率持續下降;林州市經濟損失為22.44億～76.14億元，2012年損失值占GDP比例最小為5.56%。安陽市區和林州市經濟損失較大，與經濟快速發展對水資源消耗量大且水資源利用效率低有關。因此，只有通過優化產業結構、興修水利設施、加強規劃管理等，才能有效提升安陽市水資源利用效率，減少經濟損失。

2.4 安陽市水資源利用效率影響因素分析

采用Eviews 10.0軟件與Tobit回歸模型（見式（5）），計算安陽市水資源利用效率影響因素的回歸系數，結果見表4。

安陽市人均GDP、第一產業和第二產業比例與水資源利用效率的回歸系數均趨近于0，表明經濟發展水平、產業結構與水資源利用效率之間的相關性較弱。安陽市產業結構矛盾比較突出，高能耗行業占比為2/3[25]，雖然近年來推進供給側結構性改革，但高能耗問題短期內難以解決。2018年安陽市第三產業對經濟增長貢獻率為55.8%，第三產業雖然發展快速但層次不高[25]，因此產業結構調整對水資源利用效率提升影響不大。

安陽市城鎮化率與水資源利用效率間的回歸系數均為負值且趨近于0，說明城鎮化率與水資源利用效率成較弱負相關關系。據統計，2005—2016年安陽市城鎮化率由32.50%增至48.50%，年均增長1.45%，年均水資源供給量和需求量分別為10.40億、13.92億m3，城鎮化的快速發展加劇了水資源供需矛盾。在城鎮化發展進程中，一方面通過實行階梯水價、推廣節水器具等措施，提高了生活用水效率;另一方面農村人口向城鎮集聚，導致工業資本、勞動力等生產資料大量投入，造成投入冗余并對用水效率產生負向影響[26]。因此，安陽市要推進新型城鎮化建設，合理開發水資源，促進城鎮化與水資源系統協調發展。

安陽市政府影響力與水資源利用效率的相關性存在區域差異。安陽市區、安陽縣和林州市政府影響力與水資源利用效率的回歸系數成負相關關系，原因是區域經濟發展相對較好，市場化水平高且公眾水權意識強[21]，市場機制有利于水資源利用效率提升，但政府的干預和影響有限。湯陰縣等區域政府農林水務支出增加時，水資源利用效率會提升，提升程度排序為湯陰縣>滑縣>內黃縣。湯陰縣的回歸系數（4.007）最大，說明政府投入能提高節水意識和節水技術，提高水資源利用效率，同時側面反映出區域用水方式的粗放。

3 結 論

（1）安陽市水資源利用效率總體呈上升趨勢，且存在區域差異。水資源利用效率多年均值排序為安陽縣>湯陰縣>滑縣>內黃縣>安陽市區>林州市。

（2）湯陰縣、滑縣和內黃縣由水資源風險導致的經濟損失較小，水資源的利用效率逐步提高;安陽市區、安陽縣和林州市由水資源風險導致的經濟損失較大，產生的水資源損耗逐漸增大，其中安陽市區最明顯。

（3）安陽市城鎮化率與水資源利用效率成較弱負相關關系，經濟發展水平對其產生的影響不明顯;優化產業結構能夠提高用水效率，但短期內難以實現;政府干預對安陽市區和林州市水資源利用效率影響有限，但能促進安陽市其他縣水資源利用效率的提高。

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【責任編輯 張華興】