黃河流域水資源效率測度研究

□文/高曉光

（鄭州財經學院 河南·鄭州）

［提要］本文使用數據包絡分析法（DEA）和Malmquist指數測算黃河流域水資源效率，結果表明：黃河流域水資源利用效率整體較高，9?。▍^）中有7個地區在2019年達到DEA有效，青海省和寧夏回族自治區水資源利用效率較低。分解成技術效率和規模效率來看，各地區技術效率較高，水資源效率未達到有效水平主要受到規模效率的影響。通過測算Malmquist指數發現，2009～2019年期間黃河流域水資源全要素生產率總體處于有效狀態，效率波動呈“先下降、后上升、再下降”的特點，水資源利用效率的提高主要來源于技術進步的推動。

一、引言

黃河流域作為中華民族的發源地，我國重要的經濟帶和生態保護屏障區域，在我國文化傳承保護、社會經濟發展和生態文明方面具有重要的地位。目前，黃河流域水資源供需矛盾十分突出，要解決水資源供需不協調可從水資源使用的總量控制和水資源利用效率的提高兩個方面入手，因此明確黃河流域水資源利用效率是十分必要的。對于水資源利用效率的測度，當前常用的方法有指標體系評估法和數據包絡分析法（DEA）。閃麗潔等（2017）分別采用基于熵權的模糊物元評價法和數據包絡分析法（DEA）對漢江流域用水效率進行測算，發現兩種方法都能有效測算水資源利用效率。張兆方等（2018）使用超效率DEA模型和Malmquist指數測算了“一帶一路”18省市水資源的利用效率。張鳳太、蘇維詞（2016）使用數據包絡分析法（DEA）揭示了重慶市水資源利用效率的動態變化。綜上可以看出，解決黃河流域水資源短缺問題是實現黃河流域生態保護和高質量發展的前提，要解決黃河流域水資源稟賦與區域發展用水需求不匹配的難題，提升水資源利用效率是有效途徑，借鑒前人的研究方法，因此本課題選擇數據包絡分析法（DEA）和Malmquist指數測算黃河流域9?。▍^）水資源效率。

二、測算方法及模型選取

（一）DEA模型。數據包絡分析法（簡稱DEA）是根據多指標的投入與產出，通過借助線性規劃方法對多個生產單元測算相對效率。DEA模型設定如下：

式中，Xj表示投入向量；Yj表示產出向量；λj為權重向量；X0、Y0分別表示實際投入和實際產出；n為決策單元的個數；而α為模型的最優解。為產出和投入的約束條件表示規模報酬可變。當α=1時，則稱決策單元DMU為DEA有效。

（二）Malmquist指數。測算2009～2019年各?。▍^）的Malmquist指數，分析不同時期各?。▍^）水資源利用效率的變化。第t期的Malmquist指數為在t到t+1時期Malmquist指數模型的計算公式可以表達為：

tfpch=pech·sech·techch，其中，tfpch、pech、sech、techch分別表示全要素生產率、純技術效率指數、規模效率指數和技術進步變化指數。

三、樣本選擇

本文選取黃河流域9省（區）作為研究對象，時間區間為2009～2019年。以固定資產投資額、農業用水、工業用水、生活用水和勞動力即就業人員總數作為投入變量；以各?。▍^）GDP、農業產值、工業產值為產出變量。數據來源于《中國統計年鑒》、各?。▍^）統計公報。

四、水資源利用效率測算結果

（一）基于DEA的黃河流域水資源利用效率變化分析。使用軟件DEAP 2.1對黃河流域9?。▍^）2009～2019年水資源效率進行測算，結果如表1所示。（表1）

表1 2009～2019年黃河流域9省（區）水資源利用效率一覽表

從綜合效率來看，內蒙古自治區、河南省和山東省在一直處于黃河流域水資源利用效率的前列。陜西省水資源利用效率相對穩定的處于生產前沿面上。山西省水資源效率在2014～2016年未達到最優水平，其余時間均為DEA有效。寧夏回族自治區水資源利用效率相對穩定，在2010～2017年間，各項效率值均達到了DEA有效，其余年份效率值略低于1，差距不大。甘肅省水資源利用效率在波動中逐年上升，但2017年水資源利用效率大幅下降到0.697，為歷年最低，隨后兩年效率均提升到1，達到DEA有效。四川省水資源利用效率前期較低，但隨時間的推移穩步提升，到2014達到DEA有效并保持穩定。青海省是黃河流域中水資源利用效率最低的地區，2009～2019年青海省的水資源利用效率一直處于較低水平，沒有任何提升。

水資源綜合利用效率受到技術效率和規模效率的綜合影響，為剖析部分省區水資源利用效率不高的原因，分別從技術效率和規模效率角度進行分析。綜合來看，黃河流域技術效率相對較高，其中青海省、寧夏回族自治區、內蒙古自治區、河南省和山東省5?。▍^）的技術效率在2009～2019年為DEA有效。青海省是黃河流域水資源利用效率最低的地區，但其技術效率每年都達到DEA有效，青海省水資源利用效率低是受規模效率的影響。四川省在2009年技術效率最低，隨后技術效率逐年穩步提升，在2013年達到DEA有效并保持穩定。甘肅省、陜西省和山西省技術效率除個別年份有所波動，其余時間技術效率相對較高且基本處于穩定水平。從規模效率來看，9?。▍^）的規模效率整體低于技術效率。青海省規模效率長期在0.7左右波動，處于較低水平。需要注意的是寧夏回族自治區，其規模效率在近兩年逐年下降，到2019年已經下降為0.859。

（二）基于Malmquist指數的黃河流域水資源利用效率變化分析。從表2可以看出，2009～2019年期間黃河流域水資源效率平均水平為1.046，處于有效狀態。具體到每年來看，水資源全要素生產率呈波動式變化，2009～2015年連續三年數值低于1，水資源利用效率不高。2015～2016年有所上升，在2016～2017年利用效率達到最高值1.361，在2017～2018年又大幅下降到0.933。從技術進步指數來看，2009～2019年技術進步波動趨勢與全要素生產率相似。2016～2017年技術進步指數最高，同期水資源全要素生產率也為最高，2017～2018年技術進步指數下降11.3%，同時期水資源全要素生產率也為最低值。由此可見，技術進步指數的變化對水資源效率影響較大，技術進步推進了黃河流域水資源利用效率的提升。從純技術效率來看，黃河流域技術效率相對穩定，年均值1.003，表明當前黃河流域的科技體制對水資源利用效率有一定正向作用。從規模效率來看，規模效率波動較小，說明黃河流域水資源利用統籌規劃基本合理。（表2）

表2 2009～2019年黃河流域水資源利用TFP指數及分解一覽表

從表3可以看出，黃河流域9?。▍^）水資源利用效率呈正向增長，水資源全要素生產率指數均大于1，處于有效狀態。具體到技術進步、純技術效率和規模效率來看，甘肅省、內蒙古自治區、山西省、河南省和山東省5地區純技術效率和規模效率均無變化，水資源利用效率的提高來源于技術進步的推動。青海省和寧夏回族自治區純技術效率無變化，技術進步的速度高于規模效率的下降，進而提升了青海省水資源利用效率。四川省和陜西省技術進步、純技術效率和規模效率均對水資源利用效率的提升有正向作用，其中四川省水資源利用效率受純技術效率的影響最大，陜西省水資源利用效率受技術進步影響最大?？梢钥闯?，黃河流域內水資源利用效率提高的主要驅動力是科技水平的提升。（表3）

表3 2009～2019年黃河流域各省（區）水資源利用TFP指數及分解一覽表

五、結論

黃河流域水資源利用效率整體較高，9?。▍^）中有7個地區在2019年達到DEA有效，青海省和寧夏回族自治區水資源利用效率較低。分解成技術效率和規模效率來看，各地區技術效率較高，水資源效率未達到有效水平主要是受到規模效率的影響。通過測算Malmquist指數發現，2009～2019年期間黃河流域水資源全要素生產率總體處于有效狀態，效率波動呈“先下降、后上升、再下降”的特點，水資源利用效率的提高主要來源于技術進步的推動。