青海省水資源利用與經濟增長脫鉤研究

胡西武 郭瑋

關鍵詞：水足跡；水資源利用；Ｔａｐｉｏ脫鉤模型；ＬＭＤＩ模型；青海省

水資源是經濟社會發展的戰略性資源，水資源安全是國家安全的重要組成部分，對經濟安全、糧食安全、能源安全和生態安全有重要影響。２０２１年３月，習近平總書記指出，“青海對國家生態安全、民族永續發展負有重大責任，必須承擔好維護生態安全、保護三江源、保護‘中華水塔’的重大使命”［１］；同年１０月，習近平總書記強調要貫徹“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”原則，“精打細算用好水資源，從嚴從細管好水資源”［２］。水資源是經濟社會發展的重要基礎性資源，水資源利用效率一直是國內外研究的熱點。Ｈｏｅｋｓｔｒａ［３］提出水足跡的概念后，國內外學者以水足跡為視角，在水資源利用效率［４］、水資源優化配置［５］、水資源評價［６］、水資源承載力［７］、水資源安全［８］等方面開展研究，取得了豐碩成果。

近年來很多學者利用脫鉤理論研究資源環境壓力變化對經濟變化的敏感程度［９］，常用的脫鉤模型有ＯＥＣＤ脫鉤模型、Ｖｅｈｍａｓ脫鉤模型、ＩＧＴ脫鉤模型、Ｔａｐｉｏ脫鉤模型等，其中Ｔａｐｉｏ脫鉤模型評價誤差較小、評價的準確性較高［１０］。在脫鉤模型的基礎上，研究水資源利用的影響因素或相關經濟變量對水資源利用的貢獻率有多種方法，如Ｄａｇｕｍ基尼系數分解法［１１］、Ｔｏｂｉｔ模型［１２］、結構方程模型［１３］等，其中最常見的是對Ｋａｙａ恒等式進行擴展，利用對數平均迪氏指數（ＬＭＤＩ）分解模型探討水資源利用的驅動因素。ＬＭＤＩ模型可以有效解決指數分解中存在的零值和殘差項，并明確指出被分解因素的關鍵指標，因此被廣泛應用［１４］。

有學者從水資源利用評價［１５］、水資源需求［１６］、水資源變化趨勢［１７］、節水措施［１８］等方面，對青海省水資源利用效率進行研究，但水資源利用與經濟增長的關系研究較少，青海省水資源利用與經濟增長的脫鉤狀況及驅動因素研究成果鮮有報道。因此，本文通過分析青海省水足跡構成，測度水資源利用水平，評價水資源利用與經濟增長的脫鉤狀態，探究水資源利用驅動因素，以期為青海省打造青藏高原生態文明高地、實現水資源可持續利用和經濟高質量發展提供參考。

１研究區概況與數據來源

１．１研究區概況

青海省是長江、黃河、瀾滄江等河流的發源地，被譽為“江河之源”和“中華水塔”，每年向下游輸送近６００億ｍ３的源頭活水，惠及下游１７個省（區、市）。省內湖泊眾多，常年水面面積在１ｋｍ２及以上的湖泊有２４２個；流域面積在５０ｋｍ２以上的河流有３５１８條，河流總長度１１．４１萬ｋｍ；水面總面積１２８２５ｋｍ２。作為我國重要的水源涵養區和淡水資源主要補給地，青海省在全國水生態文明建設中具有特殊地位，關系到全國的生態安全和中華民族的永續發展。但青海省存在農牧區水利基礎設施建設不足、經濟社會發展與水資源利用不協調、水治理體系不健全和治理能力不高等問題。

１．２數據來源

數據來源于２００３—２０２１年《青海省水資源公報》《青海統計年鑒》和《中國統計年鑒》。在水足跡計算中，農業用水量用虛擬水量來衡量，即單位產品虛擬含水量乘以農產品總產量。根據青海省農業生產特點，選取糧食、油料、水果、蔬菜４種農產品和牛肉、羊肉、豬肉、牛奶和水產品５種動物產品，參考潘忠文等［１９］的研究方法計算其虛擬含水量。工業用水量為工業產品生產過程中的所有耗水量，因數據難以精確統計，故采用水資源公報中工業用水總量表示；生活用水量包括城市和農村生活用水量，采用水資源公報中居民生活用水量表示；鑒于河湖、濕地補水量及降水量等數據難以獲取，生態用水量采用水資源公報中生態環境用水量表示［２０］。本地出口虛擬水總量ＶＶＷＵ用萬元ＧＤＰ用水量與出口貿易總額相乘得到，本地進口虛擬水總量ＶＶＷＩ用萬元ＧＤＰ用水量與進口貿易總額相乘得到，本地進口再出口的虛擬水總量ＶＶＷＥ忽略不計。

地區生產總值和三次產業增加值以２００３年為基期，采用平減指數法換算成可比價格進行計算，人口效應選用區域常住人口數量作為統計指標。由于三次產業產值與用水數據不對應，因此將農業用水量作為第一產業用水量、工業用水量作為第二產業用水量、建筑業和生活等其他用水量作為第三產業用水量［２１］。

２研究方法

２．１水足跡模型

水足跡由兩部分構成：一部分是人類經濟社會發展消耗的實體水資源，另一部分是產品和服務中包含的虛擬水資源。實體水足跡和虛擬水足跡之和，可以客觀地衡量區域水資源的利用情況。計算公式為式中：ＶＷＦ為區域水足跡總量，ＶＩＷＦ為內部水足跡總量，ＶＥＷＦ為外部水足跡總量，ＶＡＷＵ為區域農業用水總量，ＶＩＷＵ為區域工業用水總量，ＶＤＷＵ為區域居民生活用水總量，ＶＥＷＵ為區域生態用水總量。

２．２水資源利用綜合評價指標體系

根據水足跡模型計算結果可以對區域水資源利用進行定量分析評價。鑒于熵權法可克服人為主觀因素賦權形成的偏差，本文參考焦士興等［２２］的研究，利用熵權法構建青海省水資源利用評價指標體系（見表１）。

２．３Ｔａｐｉｏ脫鉤模型

脫鉤理論認為，經濟增長與水資源利用之間存在耦合與脫鉤兩種關系，耦合是指水資源利用量隨著經濟增長而增加，脫鉤是指水資源利用量隨著經濟增長而減少。Ｔａｐｉｏ脫鉤模型表達式為式中：ｅ為脫鉤指數，ΔＶＷＦ為水資源利用變化量，ΔＶＧＤＰ為經濟增長變化量，ＶＷＦ（ｔ）和ＶＷＦ（ｔ－１）分別為第ｔ年和第ｔ－１年的水資源利用量，ＶＧＤＰ（ｔ）和ＶＧＤＰ（ｔ－１）分別為第ｔ年和第ｔ－１年的地區生產總值。

根據ΔＶＷＦ和ΔＶＧＤＰ的正負以及脫鉤指數大小判斷水資源利用量與經濟增長的脫鉤狀態，劃分標準［２３］見表２。

２．４ＬＭＤＩ模型

在Ｔａｐｉｏ脫鉤模型的基礎上，參考高明國等［２４］的研究，利用ＬＭＤＩ模型將水資源利用分解為結構效應、技術效應、經濟效應和人口效應４個方面，進一步分析水資源利用和經濟增長的脫鉤狀況。水足跡總量計算公式為

將水足跡變化量ΔＶＷＦ＝ＶＷＦ（ｔ）－ＶＷＦ（ｔ－１）分解為以下４個部分：

３結果與分析

３．１青海省水足跡構成分析

２００３—２０２０年，青海省人均水足跡為１４２８ｍ３，總水足跡年均增長３％（見表３）。２００３年總水足跡最小，為６４．１２５億ｍ３；２０２０年總水足跡值最大，為１０６．０３９億ｍ３，增長了６５％。

青海省農業水足跡最大，占總水足跡的９２．５７％；其次是工業水足跡和生活水足跡，生態水足跡和虛擬水足跡較小。青海省工業水足跡波動較大；生活水足跡呈緩慢上升趨勢，年均增速為１．８８％；生態水足跡２０１６—２０２０年比２００３—２０１５年有大幅增長，但在總水足跡中占比較小。進口虛擬水足跡和出口虛擬水足跡整體呈波動下降趨勢，出口虛擬水足跡總體大于進口虛擬水足跡。

３．２青海省水資源利用評價

采用自然斷點法［２５］，將青海省水資源利用綜合評價指數劃分為低水平［０．２３７，０．３３７）、較低水平［０．３３７，０．４５４）、中等水平［０．４５４，０．５２４）、較高水平［０．５２４，０．６３０）和高水平［０．６３０，０．８３０］５個等級。由表４可知，２００３—２０２０年，青海省水資源評價指數均值為０．５２６，整體處于較高水平，年均增長３．６８％。２０１２年以來，青海省水資源利用水平提升明顯，２０１６年后的水資源利用水平均為高水平。水資源壓力指數和水資源匱乏指數均小于０．１５０，水資源自給率在９９％以上，水資源進口依賴度不足１％，水足跡經濟效益和水足跡土地密度年均增長率分別為９．５６％和３．００％。

３．３青海省水資源利用與經濟增長的脫鉤分析

由表５可知，２００３—２０２０年青海省水資源利用與經濟增長脫鉤指數為０．０２９，總體上呈弱脫鉤狀態，表明青海省經濟增長對水資源利用量存在較強依賴性。青海省水資源利用與農業經濟增長脫鉤指數為０．７３８，大多數年份呈弱脫鉤狀態，脫鉤狀態不穩定，表明青海省農業水資源消耗量較大，需要提高水資源管理能力。青海省水資源利用與工業經濟增長脫鉤指數為－０．００２，大多數年份呈強脫鉤狀態，表明青海省工業綠色發展轉型升級取得了一定成效。

３．４青海省水資源利用驅動因素分析

由表６可知，２００３—２０２０年青海省水資源利用４種效應的貢獻率均值大小排序為規模經濟效應（５０．９７３％）＞產業結構效應（２４．３６３％）＞技術效應（１８．５８０％）＞人口效應（６．０８４％）。總體上規模經濟效應和人口效應為正向效應，技術效應和產業結構效應為負向效應，表明青海省經濟增長整體對水資源消耗依賴性較強，優化產業結構、提升技術效應可以有效減少經濟發展對水資源消耗的依賴。

４結論與建議

４．１結論

１）２００３—２０２０年青海省人均水足跡多年平均值為１４２８ｍ３，總水足跡呈波動上升趨勢，年均增長３％。從水足跡構成來看，農業水足跡占９２．５７％，生活水足跡和生態水足跡占比平穩上升，工業水足跡和進出口虛擬水足跡波動較大。

２）２００３—２０２０年青海省水資源利用評價指數均值為０．５２６，年均增長３．６８％，整體處于較高水平且呈持續提升狀態。水資源利用比較安全，水資源自給率在９９％以上，水足跡經濟效益和水足跡土地密度年均增長率分別為９．５６％和３．００％。

３）２００３—２０２０年青海省水資源利用和經濟增長脫鉤指數為０．０２９，整體處于弱脫鉤狀態。農業用水與經濟增長脫鉤指數為０．７３８，整體處于弱脫鉤狀態。工業用水與經濟增長脫鉤指數為－０．００２，整體處于強脫鉤狀態。

４）青海省水資源利用變化驅動因素主要為規模經濟效應和產業結構效應，４種效應貢獻率大小排序為規模經濟效應（５０．９７３％）＞產業結構效應（２４．３６３％）＞技術效應（１８．５８０％）＞人口效應（６．０８４％）。總體上技術效應和產業結構效應為負向效應，規模經濟效應和人口效應為正向效應，優化產業結構、提升技術效應可以有效減少經濟發展對水資源消耗的依賴。

４．２建議

１）貫徹落實習近平生態文明思想，扎實推進水生態文明建設。堅持山水林田湖草沙系統治理，提升江河源頭水源涵養能力。貫徹“四水四定”原則，實施水資源消耗總量和強度雙控行動，科學配置區域行業用水，促進水資源利用與經濟增長相協調。

２）加強農牧區水利基礎設施建設，提升水資源優化配置能力。推進高效節水規模化發展，深化農業節水技術應用，提升農田灌溉用水效率。優化調整作物種植結構，因地制宜推廣低耗水、高耐旱農作物，減少農業用水量。

３）加強水資源利用監管，實現水資源高效利用。加強行業用水監測，完善用水定額標準體系，強化生產用水管理，推廣循環用水、廢污水再生利用等節水工藝和技術，提升工業用水重復利用率。嚴格控制高耗水產業發展，推進高耗水產業節水增效。

４）持續推進經濟綠色低碳轉型，形成低耗水產業體系。以守護好“中華水塔”為目標，以水資源消耗為約束條件，積極推動傳統畜牧業的高科技改造、傳統工業的智能化升級和三次產業的數字化融入，形成低排放、低耗水的經濟體系。

５）推進節水型社會建設，加大全民節水宣傳教育力度。推進海綿城市建設，加強節水配套設施建設，建立健全精準補貼和節水獎勵機制，落實非居民用水超定額累進加價制度和居民用水階梯價格制度。提高全社會節水意識，形成節水愛水的良好風尚。