新型城鎮化、水資源利用效率與經濟增長的關系研究

馬 駿，彭蘇雅

(1.河海大學商學院，江蘇 南京 211100；2.沿海開發與保護協同創新中心，江蘇 南京 211100；3.江蘇省水資源與可持續發展研究中心，江蘇 南京 211100)

新常態下我國經濟增長速度放緩，進入高質量發展階段，轉變經濟發展方式迫在眉睫，具有集聚效應的新型城鎮化成為當前推動地區經濟增長的新動能。我國經濟增長和城鎮化進程的快速推進離不開資源支持，尤其是水資源，城市產業發展和人口集聚對水資源供給提出更高要求，但現實情況是我國水資源短缺而且地區分布不均，不僅造成地區生產、生活和生態用水供給不穩定，而且這種供需矛盾會進一步制約城市擴張和經濟發展。由于水資源成為社會生產生活的桎梏，除了跨區域水資源調配改善區域供水，提高水資源利用效率是緩解城市用水壓力、實現經濟可持續發展的另一關鍵舉措。因而探討新型城鎮化的快速建設過程中，提升水資源利用效率對緩解新常態下資源約束對經濟發展的阻力問題，促進經濟增長具有重要意義。

1 文獻綜述

國內外學者在新型城鎮化與水資源效率和經濟增長三者關系方面已經展開了較多研究,主要集中在分析新型城鎮化與水資源效率，水資源效率與經濟增長以及城鎮化與經濟增長的關系方面。

對于新型城鎮化與經濟增長之間的研究，學者們認為，新型城鎮化對地區的經濟增長會產生積極正向作用[1-3]，城鎮化水平越高，經濟發展越好，城鎮化水平成為衡量地區經濟發展的重要標尺，但這種推動作用受不同水平城鎮化影響，發達國家的正向效應大于發展中國家[4]。但Henderson[5]發現城鎮化并不能直接推動經濟增長，一味追求高城鎮化率并不能實現經濟增長的目標，但通過物質和人力資本的間接作用能有效促進經濟增長[6]。關于水資源效率與經濟增長的關系方面，學者們已經展開了較多的研究，王賓等[7]研究發現水資源短缺會制約區域工業發展，進而阻礙長江經濟帶經濟增長；崔毅等[8]利用面板VAR模型分析干旱區——寧夏水資源與經濟增長之間的因果關系，結論顯示水資源與當地的經濟發展之間存在動態關系，工業用水量對經濟增長具有重要的推動作用。隨著經濟發展的資源環境瓶頸日益加劇，經濟與水資源之間的矛盾越發突出[9]，發展節水技術和提高水資源利用效率成為促進生產保障生活的必要手段[10]。節水技術創新和用水結構調整能夠推動地區的經濟增長[11]，特別是在與水資源緊密聯系的農業生產方面，提高用水效率可以拉動農業經濟產出的增長[12]，這與發達國家關于農業經濟增長的研究結論是一致的[13]。在城鎮化與用水效率的關系上，城鎮化是經濟動態集聚的過程，隨著人口和生產要素的持續集聚以及城市規模的不斷擴張，水資源消耗加大，城市水資源承載力失衡，進而威脅城市可持續發展[14]，但反過來，城鎮化的高質量推進也離不開水資源利用的支撐[15]。城鎮化進程的不同階段對水資源利用的影響不盡相同[16]，高質量城鎮化促進用水結構轉變以及提升水資源利用效率的優勢更明顯[17]，原因在于城鎮化的集聚效應可以降低創新成本，足夠的市場可以加快技術的轉化和應用，節水技術可以全方位迅速覆蓋生產與生活的各個方面[18]，以此來緩和不同產業間競爭性用水的難題。

通過對已有文獻的梳理可以看出，大部分學者將目光聚焦在新型城鎮化的經濟增長效應、用水效率對經濟增長的支持作用以及新型城鎮化對水資源利用的作用機制上，更多的是研究三者關系中兩兩之間的關系，較少將三者納入統一的框架下進行系統分析。基于此，筆者構建空間計量模型從空間視角分析三者關系，不僅研究新型城鎮化、用水效率與我國經濟增長的關系，而且考察引入城鎮化和水資源利用效率的交叉項對經濟增長的影響，以期為城市化建設中促進生態與經濟的可持續發展提供政策參考。

2 指標選取與研究方法

2.1 指標選取

為探索新型城鎮化、用水效率以及兩者交互項對區域經濟增長的作用機制，本文引入空間計量模型進行實證分析，但在進行計量分析之前，需要定義涉及的相關變量，一般遵循觀測變量的可獲得性和科學性原則。

被解釋變量：經濟增長(G)。衡量地區經濟發展水平的指標一般有地區生產總值、人均地區生產總值，或者地區生產總值增長率等，為消除人口和價格因素對變量的影響，以2000年為基期，用GDP平減指數對名義地區生產總值進行平減，選取人均實際生產總值表征經濟增長。

核心解釋變量：新型城鎮化水平(U)和水資源利用效率(E)。采用年末城鎮人口與年末總人口量之比衡量區域新型城鎮化水平。關于用水效率的測算，學者們大多采用數據包絡分析法和隨機前沿分析法對效率水平進行評價，本文借鑒Tone[19]的研究成果，采用基于松弛變量和非合意產出的SE-SBM模型測算水資源利用效率，相較于常用方法，超效率SBM-DEA模型更能真實全面地反映水資源投入產出情況。代入模型計算的投入產出指標主要覆蓋投入、期望產出和非期望產出三方面，具體的指標設置見表1。

表1 水資源利用效率測算指標設置

利用MATLAB軟件輸入各指標的數據，測算我國各地區在考慮非期望產出情況下的水資源利用效率。將30個省市自治區劃分為東部、中部和西部地區，通過對比分析發現各地區水資源效率存在明顯的區域差異，用水效率均值在3個地區中呈階梯遞減的趨勢，說明用水效率與地區經濟發展水平之間存在同步關系。原因可能是地區經濟越發達，城鎮化的質量越高，其對水資源利用效率提升的期望和支持越大，以期能解決資源約束趨緊對經濟增長的障礙，實現經濟和生態的協調發展。

控制變量：物質資本投入(I)借鑒張軍等[20]的研究，以2000年為基期采用永續盤存法測得的資本存量；產業結構(S)選取第二產業與地區生產總值的比值；勞動力投入(P)選取年末就業人數與年末總人數的比重；對外開放(O)采用實際利用外商投資額與地區生產總值之比。

2.2 數據來源

考慮數據的可獲得性，本文研究對象是除西藏外30個省市自治區，所有原始數據均來自2011—2020年《中國統計年鑒》、各省統計年鑒以及EPS數據庫，廢水排放總量的缺失數據采用趨勢外推法補齊。為了消除量綱和降低異方差帶來的結果偏差風險，本文對所有變量進行對數化處理，并采用STATA16.0軟件進行計量分析。

2.3 研究方法

2.3.1空間相關性檢驗

本文基于鄰接權重矩陣，矩陣定義見公式(2)，wij表示i地區和j地區之間的空間距離，如果地區相鄰wij為1，不相鄰wij則為0，當i=j的時候，wij為0。

(1)

(2)

2.3.2空間計量模型設定

相較于傳統的回歸分析法，空間計量模型能夠測度經濟變量的空間關聯性，拓寬了傳統研究的視角。區域間的經濟現象是相互關聯的，從本文的研究問題來看，某個地區的經濟發展并不是孤立變化的，而多會通過產業轉移、技術溢出、人口遷移等路徑影響到周邊地區的經濟增長，因此使用空間計量模型測度區域經濟增長的空間溢出是合理的。常用的空間計量模型包括空間滯后模型、空間誤差模型和空間杜賓模型，本文研究采用的是同時考慮空間滯后項和空間誤差項的空間杜賓模型，其優點是既考慮經濟增長的空間溢出效應，也考慮到其他干擾因素對經濟增長的影響。空間杜賓模型設置如下：

Yit=α0+ρWYit+βXit+θWXit+

μi+λt+εit

(3)

lnGit=α0+ρWlnGit+β1lnUit+β2lnEit+

β3lnUitlnEit+β4lnxcontrolit+θ1WlnUit+

θ2WlnEit+θ3WlnUitlnEit+

θ4WlnXcontrolit+μi+λt+εit

(4)

式中：α0為常數項；Yit為i地區t年被解釋變量的觀測值；ρ為被解釋變量空間滯后項回歸系數；W為反映地區間空間距離的權重矩陣；β、θ為待定系數；μi、λt分別為個體效應和時間效應；εit為誤差項。

式(4)是結合本文研究問題的空間杜賓模型，為考察新型城鎮化和水資源利用效率協同作用下如何影響經濟增長水平，筆者將新型城鎮化與水資源利用效率的交互項納入分析模型。

3 實證結果與分析

3.1 空間相關性分析

基于鄰接權重矩陣測算我國30個省市自治區2010—2019年新型城鎮化、水資源利用效率和經濟增長的全局Moran’sI指數。結果如表2所示，2010—2019年我國新型城鎮化、水資源利用效率和經濟增長的莫蘭指數值均顯著為正，說明我國新型城鎮化、水資源利用效率與經濟增長存在顯著的空間正相關性，即區域在空間上呈現較強的集聚現象。2010—2019年我國經濟增長的Moran’sI指數值呈U型變化趨勢，從2016年之后，指數值逐漸增大，這也意味著經濟增長的空間依賴性逐漸增強。

表2 2010—2019年區域經濟增長、城鎮化和水資源利用效率的全局Moran’s I指數

繪制Moran散點圖進一步分析我國經濟增長、水資源利用效率和新型城鎮化存在的局部依賴特征。圖2、圖3、圖4分別描繪的是2019年我國經濟增長、新型城鎮化和水資源利用效率的Moran散點圖，散點位置主要集中在第一和第三象限，呈現顯著的高-高集聚和低-低集聚特征。綜上，考察新型城鎮化和水資源利用效率的經濟增長效應，地理空間因素的影響不能忽視。

圖2 2019年經濟增長散點圖

圖3 2019年新型城鎮化散點圖

圖4 2019年水資源利用效率的散點圖

3.2 空間計量模型分析

本文采用空間杜賓模型，根據Wald檢驗和Lratio檢驗判斷空間杜賓模型是否會退化成空間誤差模型或者空間滯后模型，結果如表3所示，均在1%的水平上顯著拒絕原假設，空間杜賓模型不會簡化為空間誤差模型和空間滯后模型，模型設定正確。本文樣本的時空數據具有連續性，選擇固定效應模型更具優勢[21]，回歸結果見表4。固定效應模型包括時間固定效應模型、空間固定效應模型和時間空間雙重固定效應模型，但時間空間雙重固定模型的Log-likelihood值最大，擬合效果最優。綜上，本文選擇雙向固定的空間杜賓模型。

表3 Wald和Lratio檢驗結果

從表4的回歸結果看，被解釋變量經濟增長的空間滯后項系數為0.527，且在1%的水平上顯著，說明區域經濟增長具有空間溢出效應，本地區經濟增長受到周邊地區經濟發展水平提高的推動。原因可能是某一地區經濟增長通過生產要素的正外部性，對鄰近地區的經濟發展產生溢出效應。新型城鎮化的回歸系數是0.611，在1%水平上顯著，表明新型城鎮化水平正向促進地區經濟增長，城鎮化的集聚效應會優化區域生產要素配置，進而推動城市的經濟增長。水資源利用效率和經濟增長之間呈現顯著的正相關關系，說明水資源利用效率的提高有利于城市的經濟增長，水資源作為重要的經濟投入資源，提高水資源利用效率必然改善城市水資源供需矛盾，進而促進經濟增長。新型城鎮化和水資源利用效率的交叉項系數為正，且通過1%顯著性水平的檢驗，表明新型城鎮化可以通過水資源利用效率對經濟增長產生顯著的正向作用，新型城鎮化水平越高，吸收和消化技術創新的能力越強[22],對提高水資源利用效率的技術支撐越多，從而推動城市經濟增長。

表4 空間面板杜賓模型回歸結果

從控制變量看，對外開放水平對區域經濟增長存在正向促進作用，通過10%顯著性水平檢驗，說明提高外資利用水平有利于各區域經濟增長，但回歸系數較小，對經濟增長的促進作用有限。勞動力投入的回歸系數為正且在10%的水平上顯著，表明勞動力投入的增加會推動地區經濟增長，地區的勞動力流入不僅帶來經濟發展所需要的高素質人才、人力資源等，而且會間接拉動消費需求和基礎設施建設等投資需求的增長，從而有力提升經濟發展。產業結構即第二產業產值占比提高顯著推動經濟增長，說明工業化仍然是我國各地區經濟增長的重要驅動力。物質資本投入的回歸系數為0.221，在1%的水平上顯著為正，這表示增加物質資本投入能顯著促進地區經濟增長。

3.3 空間效應分解

為進一步研究新型城鎮化、水資源利用效率及交互項對經濟增長的空間效應，本文借鑒文獻[23]的研究，利用偏微分方程將空間效應進一步分解為直接效應、間接效應和總效應，明晰各變量對經濟增長的影響效果。直接效應和間接效應分別表示某地區各影響因素變動對本地區經濟增長和周邊地區經濟增長的作用，總效應是直接效應和間接效應的總和。實證結果見表5。

表5 空間效應分解

從表5可以看出，新型城鎮化對經濟增長的直接效應、間接效應以及總效應均為正值，且都通過了顯著性水平檢驗，說明新型城鎮化在推動本地區經濟增長的同時，具有顯著的外部性特征，對周邊地區的經濟增長具有溢出效應，通過示范效應和輻射效應促進鄰近地區的經濟增長。水資源利用效率的3種效應都通過1%顯著性水平檢驗，均為正值，且間接效應顯示為0.528，大于直接效應的0.287，表明水資源利用效率不僅利于本地區經濟增長，對相鄰地區的經濟增長也具有正向溢出效應，原因在于某地區用水效率的提高改善當地用水模式，促進經濟發展的經驗對于水資源稟賦不發達的周邊地區亟待解決資源約束壓力具有重要的參考和學習價值，即用水效率高的地區通過節水技術的共享和擴散提高相鄰地區的水資源利用率，鄰近地區的經濟增長從而被拉動。新型城鎮化和水資源利用效率交叉項的直接效應、間接效應和總效應都在1%的水平上顯著為正，表明交叉項對地區內部和地區間的經濟增長均產生正向促進作用。城鎮化水平高的地區，水資源利用技術水平較強，在提高本地區用水效率的同時，通過技術創新成果的外溢和擴散，改善相鄰地區的水資源效率并推動其經濟增長。

從控制變量看，對外開放水平對經濟增長的3種效應均顯著為正，說明某一地區對外開放程度提高對本地和相鄰地區的經濟增長均具有正向促進作用。勞動力投入的間接效應和總效應顯著為負，但直接效應不顯著，說明高水平城鎮化地區勞動力數量可能對城市經濟發展的刺激作用削弱，高素質勞動力是當前經濟轉型期城市經濟增長的重要驅動力；但城鎮化規模高的地區對勞動力吸引力強，容易造成鄰近地區勞動力流失，抑制周邊地區經濟增長。產業結構對經濟增長的直接效應為正且顯著，但間接效應和總效應不顯著，表明第二產業占GDP比重越高，對當地經濟增長的正向作用越強，從現實來看工業企業受資源等因素影響，通常都根植本土，流動性較差，對周邊地區經濟增長的溢出效應不顯著。物質資本投入的3種空間效應都顯著為正，說明某一地區物質資本水平的提升不僅促進本地區經濟增長，而且通過空間輻射作用帶動周邊地區經濟增長。

3.4 穩健性檢驗

為確保上述實證結果的可靠性，利用地理距離權重矩陣對空間計量模型進行穩健性檢驗。表6是基于地理距離權重矩陣的雙向固定效應空間杜賓模型的實證結果，和鄰接權重矩陣相比，基于地理距離權重矩陣的回歸系數發生較小變動，但各變量對經濟增長影響的方向和顯著性沒有發生變化，說明本文的研究結果具有穩健性。

表6 地理距離權重矩陣的SDM模型估計結果

4 結論及建議

4.1 結論

筆者基于2010—2019年我國30個省市自治區的面板數據，構建時間和空間雙向固定的空間杜賓模型實證檢驗新型城鎮化、水資源利用效率及其交叉項對經濟增長的空間效應，得出以下結論：

a.研究期內，我國新型城鎮化、水資源利用效率與經濟增長在空間分布上顯著正相關。

b.地區經濟發展之間存在空間溢出效應，新型城鎮化、水資源利用效率與經濟增長之間存在顯著的正向激勵關系，兩者交叉項對區域經濟增長具有顯著的正向影響。

c.從分解的空間效應來看，新型城鎮化、水資源利用效率以及兩者交互項對本區域經濟增長存在顯著正效應，且相鄰地區提高新型城鎮化水平和水資源利用效率以及兩者協同作用的加深都會對本地區經濟增長產生正向溢出效應。

4.2 建議

a.加快“以人為本”的新型城鎮化建設，提升城鎮化發展質量。要結合地區資源環境承載力，合理規劃城鎮化規模，避免無序擴張制約經濟發展的負外部性；從空間關聯角度出發，區域間要培養合作意識，發揮城市群對經濟增長的示范和輻射效應，促進各地區協調發展。

b.提升水資源利用效率關乎城市經濟發展的可持續性。各地區要加強對水資源利用監管與防控水污染問題，利用市場和行政手段對水資源實施嚴格管理和充分保護，推動節水技術在生產生活領域的應用，倡導全社會節約用水的環保理念。

c.新型城鎮化建設過程中，要實現水資源利用與經濟增長協同發展的目標，需要加強技術創新與城鎮化的深度融合，破除各省市逐低競爭的不良格局，為充分釋放水資源利用技術的溢出效應創造良好的技術和政策環境，從而實現區域間協調發展。