





摘 要:為推動黃河流域水資源節約集約利用,促進黃河流域走綠色可持續的高質量發展之路,亟須進一步統籌研判、有效提升黃河流域水資源綠色效率。基于黃河流域58 個地級市2011—2019 年的面板數據,從內部競爭視角,研究黃河流域水資源綠色效率及影響因素。引入二階段DEA 博弈交叉模型分析得出:黃河流域水資源綠色效率較高,呈現下降上升再下降趨勢,區域間、地級市間效率水平、變化幅度差異較大。構建Tobit 模型分析得出:對外開放程度對水資源綠色效率影響較小,產業結構對其有負面影響,經濟發展水平和環境規制對其均有正面影響,上述因素對各區域的影響存在差異。提出了黃河流域統籌治理,對資源類、工業升級型城市分類推進經濟發展和水資源治理,細化實化責任、強化重工業等各領域環境污染系統治理,加大科技投入、發揮技術進步對水資源綠色效率的提升作用等政策建議。
關鍵詞:水資源綠色效率;DEA 博弈交叉效率;Tobit 模型;影響因素;黃河流域
中圖分類號:TV213.4;TV882.1 文獻標志碼:A doi:10.3969/ j.issn.1000-1379.2024.12.011
引用格式:鮑淑君,張迪.競爭情境下的黃河流域水資源綠色效率及影響因素分析[J].人民黃河,2024,46(12):67-72.
0 引言
2019 年9 月18 日,習近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態保護和高質量發展座談會,指出“保護黃河是事關中華民族偉大復興的千秋大計”,并強調加強黃河生態保護治理、保障黃河長治久安、促進全流域高質量發展。當前,黃河流域城市化和工業化水平快速提升,生態環境仍很脆弱、水資源供需矛盾日益突出[1-2] 。《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》指出,要把水資源作為黃河流域最大的剛性約束,優化水資源配置格局,提升水資源配置效率,堅定走綠色、可持續的高質量發展之路。在此背景下,統籌考慮黃河流域經濟發展、資源稟賦等實際情況,分析研究黃河流域水資源綠色效率,對于落實綠色發展理念、深入推動黃河流域水資源節約集約利用具有實際意義。
國內外學者利用數據包絡方法(DEA)對能源、創新、績效等進行廣泛研究[3-5] ,并相繼提出了BCC 模型、交叉效率模型和超效率模型等[6-9] ,這些模型解決了傳統DEA 存在的部分問題,但未解決最優解不唯一、排序不充分等問題,為此有關學者提出了交叉效率模型[10-13] 。在用水效率及水資源綠色效率方面,學者們從省際、流域、產業等層面開展了廣泛研究,例如:陳述等[14] 運用LMDI 方法分析了勞動力規模效應、經濟發展水平效應、技術進步效應和用水規模效應對水資源利用效率的影響;田貴良等[15] 采用三階段DEA 模型和Malmquist 指數法,分析了長江經濟帶11 個省(市)最嚴格水資源管理制度實施后水資源利用效率的變化趨勢;李可柏等[16] 運用DEA 和莫蘭指數測算了2015—2020 年我國31 個省份用水效率變化及分布格局;趙良仕等[17] 采用非徑向、非角度的DEA 模型分析了我國31 個省份全要素水資源綠色效率,并利用自然斷點法與變異系數研究了全要素水資源綠色效率的時空演變規律。對于黃河流域水資源綠色效率,部分學者從不同產業、流域比較、河流生態水文分區等視角開展研究,例如:薛選登等[18] 、鄧椿等[19] 分別利用超效率SBM 模型、EBM 模型,測算了黃河流域各省(區)農業用水綠色效率;王紀凱等[20] 、苗峻瑜[21] 和黃永斌等[22] 分別構建SE-SBM 模型、EBM 模型,測算了黃河流域部分地級市工業綠色水資源效率;鮑淑君[23] 采用共同前沿DEA 模型和Malmquist 指數,對黃河流域水資源綠色效率及影響因素進行了研究;楊騫等[24] 構建全局參比的非徑向SBM 模型,對長江流域和黃河流域的水資源綠色效率進行測度和多層次比較;岳立等[25]從河流生態水文分區視角進行劃區,研究了黃河流域城市綠色水資源效率。總的來看,當前對水資源綠色效率的研究已取得豐富的成果,但存在以下不足:一是采用傳統DEA 模型進行研究時未考慮決策單元間的競爭關系,難以反映黃河流域上下游競爭關系對水資源綠色效率的影響,導致評價結果通常偏大;二是未在市域層面進一步細化分析,對黃河流域水資源綜合管理支撐不足。
參考已有研究,本文按照綠色發展理念,兼顧經濟增長與污染物對生態環境的影響,定義水資源綠色效率為資本、人力、水資源等投入與經濟增長期望產出和廢水排放量、工業二氧化硫排放量、工業煙(粉)塵排放量等生態環境非期望產出,通過兩階段DEA 博弈交叉模型測算的比值。同時,在地級市競爭視角下,以2011—2019 年黃河流域58 個地級市為研究對象(決策單元),運用DEA 兩階段博弈交叉效率模型測算黃河流域水資源綠色效率,并采用Tobit 模型分析各變量對水資源綠色效率的影響。
1 研究方法
假設第j 個決策單元的第i 種投入量為xij(j = 1,2,…,n;i = 1,2,…,m)、第r 種產出量為yrj (r = 1,2,…,s),則第j 個決策單元對于第d 個決策單元的博弈交叉效率αdj計算公式為
式中:μdrj和wdij分別為第d 個決策單元的產出權重和投入權重。
博弈效率計算公式為
2 指標選取與數據來源
根據黃河流域行政區劃,考慮到其中11 個地級市有關數據不全,最終確定對58 個地級市展開分析。參考劉華軍等[26] 的研究,選用資本投入、勞動力投入和用水總量指標作為投入指標,其中:資本投入為各地級市年末資本存量,勞動力投入為各地級市年末從業人數,用水總量為各地級市實際用水總量。參考劉華軍等[26] 和王敏等[27] 的研究,選取國內生產總值(GDP)作為期望產出指標;參考趙明亮等[28] 的研究,選取工業廢水排放量、工業二氧化硫排放量、工業煙(粉)塵排放量作為非期望產出指標。
本研究所用數據來源于《中國城市統計年鑒》、黃河流域相關省(區)統計年鑒和水資源公報等,部分缺失數據通過線性插值法彌補。
3 黃河流域水資源綠色效率分析
2011—2019 年水資源綠色效率變化情況見圖1。研究期黃河流域水資源綠色效率均值為0.67,上游、中游和下游水資源綠色效率均值分別為0.71、0.59 和0.72。總體來看,黃河流域、上中下游效率均呈現先降低后上升再降低的趨勢,這與岳立等[25] 和王敏等[27]的研究結果一致。2018 年全域效率有所上升,之后大幅下降。2011—2017 年黃河流域水資源綠色效率上游>下游>中游,2018 年上游=下游>中游,2019 年下游>上游>中游。
黃河流域各地級市水資源綠色效率(限于篇幅,圖表略)差異較大,如效率最高的西寧(值為1)是效率最低的烏海(值為0.375)的2.67 倍。2011—2019 年黃河流域水資源綠色效率均值由高到低排名前十的地級市為西寧、太原、南充、咸陽、呼和浩特、瀘州、青島、內江、煙臺、南陽,其中上游、中游和下游分別占5 個、2 個和3個;效率均值由高到低排名后十位的地級市為烏海、包頭、蘭州、漢中、陽泉、聊城、銀川、長治、渭南、樂山,其中上游、中游和下游分別占5 個、4 個和1 個。水資源綠色效率上升幅度較大的地級市有西安、開封、綿陽,上升幅度分別為52%、51%和47%;效率下降幅度較大的有晉城、烏海、朔州,下降幅度分別為84%、77%和73%。效率上升幅度較大的一般為持續推動高新技術產業發展的地級市,效率下降幅度較大的一般為資源型地級市(如以煤炭產業為主導),這說明流域內部分地級市基于自身資源稟賦比拼經濟,如在能源資源富集的基礎上發展高耗能、高排放產業,水資源綠色效率持續走低。
為探究黃河流域經濟強市在水資源綠色效率方面的示范作用,分別選取上游、中游和下游GDP 排名前十的地級市進行分析,結果見圖2 和表1。通過比較圖1 和圖2 可以看出,各區域排名前十的地級市水資源綠色效率均值變化范圍均小于各區域效率均值變化,表明具備經濟規模優勢的地級市在推動高質量發展和綠色用水方面更穩健,在高強度競爭下能較好優化內部產業結構,持續打造“低污染、低能耗、高產出”的發展模式。從發展趨勢上看,2011—2019 年,上游水資源綠色效率呈現小幅度波動下降趨勢,下游小幅度波動上升;中游效率先降后升,總體呈大幅度上升趨勢(首先由2011 年的0.68 下降至2015 年的0.62,然后大幅度上升至2019 年的0.76)。2019 年水資源綠色效率排序為下游>中游>上游,表明中游和下游地級市開始逐步重視綠色用水,效率穩步提升,而上游城市加快工業發展,效率有所下降。由表1 可知,2016—2019年上游地區水資源綠色效率降幅較大的前三名是包頭(降低40.6%)、呼和浩特(降低19.8%)和蘭州(降低14.0%),這3 個地級市依托自身資源稟賦,大力發展重工業導致水資源綠色效率下降,如包頭以發展煤化工產業為主,效率大幅下降;中游地區上升幅度較大的前三名是焦作(上升41.0%)、許昌(上升26.8%)和洛陽(上升22.7%),這3 個城市均為傳統工業城市轉型為旅游城市;下游地區上升幅度較大的前三名是淄博(上升48. 0%)、新鄉( 上升31. 9%) 和德州( 上升22.9%),這3 個城市也是傳統工業城市向綠色發展轉型。2019 年,上游地區效率較大的前三位是西寧、德陽、綿陽,中游地區效率較大的前三位是許昌、鄭州和焦作,下游地區效率較大的前三位是青島、煙臺和濟南,這些地級市基本是傳統工業強市,說明產業結構調整對當地水資源綠色效率影響較大。
4 黃河流域水資源綠色效率影響因素分析
4.1 面板變量選取及模型設定
參考鮑淑君[23] 、李健等[29] 、孫才志等[30] 的研究,選取經濟發展水平、對外開放程度、環境規制、產業結構作為黃河流域水資源綠色效率的影響因素。經濟發展水平用人均GDP 衡量,對外開放程度用外國直接投資占地級市GDP 的比重衡量,產業結構用第二產業產值占地級市GDP 的比重衡量,環境規制用地級市GDP與工業廢水排放量、工業二氧化硫排放量、工業煙(粉)塵排放量的比值衡量。由于DEA 模型測算的結果均處在0~1 范圍,直接采用最小二乘法對指標進行回歸可能導致結果產生偏差,因此構建Tobit 回歸模型[31] ,分析各變量對水資源綠色效率的影響。
Tobit 模型表達式如下:
yit =xit β+νi +εit (當yit <0 或yit >1 時取0) (4)
式中:yit為截斷因變量,xit 為自變量,β 為回歸參數,νi為截距項,εit為隨機干擾項。
水資源綠色效率與影響因素之間的關系如下:
W =β0 +β1O+β2I+β3L+β4E+ε (5)
式中:W 為水資源綠色效率,O 為對外開放程度,I 為產業結構,L 為經濟發展水平,E 為環境規制,β0、β1、β2、β3、β4 為系數,ε 為隨機誤差項。
4.2 影響因素分析
利用Stata 軟件和式(5)對各地級市水資源綠色效率的影響因素進行回歸分析,結果見表2。由表2 可知,不同影響因素對水資源綠色效率的作用差異較大。
1)對外開放程度與黃河流域全域、中游和下游地區水資源綠色效率無影響,與上游地區在1%顯著性水平上顯著正相關。這表明:對外開放引入外資可能造成發達國家高污染產業向我國轉移,造成水資源綠色效率下降,同時對外開放引進高新技術會提升生產效率,因此總體上對水資源綠色效率無影響;上游大部分地級市對外開放較晚,引進的外資大多用于發展低污染產業,因此對外開放程度對該區域水資源綠色效率有正向影響。
2)產業結構與黃河流域全域水資源綠色效率在1%顯著性水平上顯著負相關,這與鮑淑君[23] 的研究結果一致;與上游地區水資源綠色效率在1%顯著性水平上顯著負相關,與中游地區水資源綠色效率在5%顯著性水平上顯著負相關,與下游地區不相關。說明第二產業產值比重上升會降低水資源綠色效率,其中對上游地區影響最顯著,原因是上游地區加快承接產業轉移,降低了水資源綠色效率。
3)經濟發展水平與黃河流域全域水資源綠色效率在1%顯著性水平上顯著正相關,這與何偉等[32] 的研究結果一致,說明經濟發展水平越高越有利于提高水資源綠色效率。經濟發展水平與上游水資源綠色效率在1%顯著性水平上顯著負相關,原因是部分上游地級市立足資源稟賦優勢加快發展的同時對生態保護不足,降低了用水效率;與中游和下游水資源綠色效率在1%顯著性水平上顯著正相關,表明中游和下游逐步走上綠色發展道路。
4)環境規制與黃河流域全域、中游和下游水資源綠色效率正相關,這與岳立等[25] 的研究結果一致;對上游地區水資源綠色效率無影響,原因是上游工業發展仍處在初期階段,地方政府重發展、輕環保,在環境規制政策出臺和落實上相對乏力。
5 結論及建議
5.1 結論
1)黃河流域全域和各區域水資源綠色效率均呈現先降低后上升再降低的趨勢,2016 年是效率低點,中游一直處于各區域效率最低。各地級市水資源綠色效率變化差異較大,上升幅度較大的均為高新技術企業為主導的地級市,下降幅度較大的均為以資源類產業為主導的地級市,說明黃河流域各地級市在比拼經濟情況下,愈加立足自身資源和定位,強化本地產業優勢,導致效率差距加大。
2)黃河上、中、下游地區經濟規模較大的地級市水資源綠色效率發展趨勢與所在區域總體存在較大差異。上游水資源綠色效率呈現小幅度波動下降趨勢,下游小幅度波動上升;中游效率先降后升,總體呈大幅度上升趨勢;水資源綠色效率大幅下滑的一般是資源型的地級市(如包頭、呼和浩特等),效率大幅上升的主要為綠色轉型升級或重工業轉移的地級市(如焦作、淄博、鄭州等)。
3)水資源綠色效率影響因素中,產業結構、經濟發展水平和環境規制的影響存在差異。對外開放程度影響較小,產業結構有負面影響,經濟發展水平和環境規制均有正面影響。
5.2 建議
1)統籌治理,分類指導,推進經濟發展和水資源治理。對于鄭州、成都等省會城市,要發揮好水資源治理示范引領作用;對于包頭、烏海等資源型地級市,既要充分考慮其經濟發展訴求,又要強化政府規制;對于淄博等工業升級地級市,要鼓勵加快產業綠色升級,為黃河流域各地級市打造水資源綠色效率標桿。
2) 細化實化責任,強化各領域環境污染系統治理。對于煤炭、火電、鋼鐵、焦化、化工等重點領域繼續嚴格控制污染物排放,發揮好各市治理污染的主體作用,在上游城市加大對低污染高技術的外資企業引入,在中游和下游城市積極推動企業加快清潔生產,進一步提升水資源綠色效率。
3)加大科技投入,發揮技術進步對水資源綠色效率的提升作用。建立黃河流域區域間科技合作機制,健全水資源節約集約利用技術轉移轉化體系,著力開展黃河流域水資源綠色效率理論和技術研究,突破相關重大基礎理論和關鍵技術,建設一批創新示范基地,打造黃河流域水資源綠色效率樣板工程。
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【責任編輯 張華興】
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