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1、省域水利用效率水是生命之源,生产之要,生态之基,是人口生产、环境生产与物资生产相互联系的重要纽带,水资源可持续利用直接影响到人口健康与社会生产。我国人均水资源量不足世界平均水平的1/4,资源型水危机、水质型水危机与生态型水危机已成为我国面临的最大挑战之一,技术性短缺和制度性短缺则加剧了水资源危机问题。高效可持续地利用水资源至关重要,已成为当前社会治理的重要内容之一。提高利用效率是实现水资源可持续利用的必定选择,中华RM共和国国民经济和社会进展第十二个五年规划纲要明确提出,到20XX年农业灌溉用水有效利用系数提高到0.53,与20XX年相比,单位工业增加值用水量降低30%,化学需氧量排放减少8%
2、,氨氮排放减少10%。效率分析是促进水资源可持续利用治理的重要工具,省级政府部门是我国提高水资源可持续利用效率重要的责任主体,但各省市水资源利用效率差异很大,相互比较和交流有助于共同提高。科学评价水资源利用效率是提高效率的重要前提。在相对效率评价方面，多数研究以用水量、资本和劳动力为投入变量,以地区生产总值为输出变量,应用效率弹性指数89、随机前沿函数10、数据包络分析法11、DE-Mlmquist指数法12测算各地区的水资源利用效率、水资源治理效率和边际水资源利用价值13等,分析水资源利用相对效率的时空分异14和空间格局分布15。在绝对效率评价方面，多数研究用层次分析法综合万元GDP用水、万
3、元工业增加值用水等指标分析水资源利用效率差异16。水资源是一种可再生的资源,水资源可持续利用必须考虑水的再生性和承载力17。但目前区域水资源利用效率评价分析中多没有考虑土壤、生态环境与水质等因素18。由于水质是水资源重复和循环使用的关键指标,将其纳水资源利用效率测算十分必要。为此本文引入了水资源可持续利用效率概念。水资源可持续利用的基本要求是水质没有严峻恶化,处于生产、生活和生态用水均可接受的范围内。、(简称为类及以上)水源均可以作为集中式生活饮用水地表水源地,可以同时满足生产、生活和生态用水的要求。在开发利用过程中,能保持类及以上水质的自然水体,属于达到可持续利用要求的水资源。综合考虑水质和
4、土地因素,本文把水资源可持续利用效率界定为单位不可持续(类以下)水资源量带来的社会经济和人口进展水平。测算比较我国各省市水资源可持续利用效率,分析其关键影响因素,对提高水资源利用效率,促进水资源可持续利用具有重要的意义。 1研究方法与数据 1.1研究方法 人口和社会经济进展需要消耗自然资源,可以视为利用自然资源的产出19。水资源和土地是环境生产最为重要的生产要素,其占用量或退化量可作为利用自然资源的投入量。本文综合考虑水质水量和土地,将区域内类、类和劣类(简称类以下)水资源量看作本地区为社会经济和人口进展付出的水资源代价,作为水资源可持续利用效率测算的一个投入变量,将土地面积作为另一个投入变量
5、。为了减化分析,并突出水资源的利用,并没有考虑土地退化问题。由于土地面积、类以下水资源量、地区生产总值、地区总人口等变量的量纲不一样,难以用成本效益分析法评价其效率。数据包络分析(DE)无需构造生产函数,可以忽略不同指标间的单位差异,在多投入、多产出分析方面具有优越性,可以得出各决策单元的相对效率,可通过投影理论计算非DE有效的决策单元的投入冗余量,为形成改进方案提供参考20。因此,本文以省(市、自治区)为决策单元,采纳DE-Tobit两步法21进行分析。先以国土面积(万km2)、类以下水资源量(亿m3)作为投入变量,以地区生产总值(亿元)、地区总人口(万人)作为产出变量,采纳DE中的BCC模
6、型测算各决策单元的相对效率22;再以DE效率值(01)为因变量,以经济结构、耕地占国土面积比例、森林覆盖率、有效灌溉面积率、单位国土面积环境保护投资额等作为自变量,应用Tobit模型分析影响效率的因素,具体研究方法和分析框架如图1所示。 1.2数据来源 为了增强数据的客观性和可比性,选择GJ统计部门和监测部门正式公布的各省(市、自治区)数据。其中各省(市、自治区)的国土面积、水资源量、地区生产总值、第一产业增加值、第二产业增加值、第三产业增加值、有效灌溉面积、环保投资额的数据来自20XX年中国统计年鉴;耕地面积来自国土资源部,数据变更调查截止时点为20XX年12月31日。水质指标选取中华RM共
7、和国环境保护部位于全国各流域的水质监测点20XX年的数据,监测点分布情况见全国流域水质监测点位分布图(XX:/)。省域类以下水资源量计算公式为:类以下水资源量=水资源量(1类水质比率类水质比率类水质比率),其中某地类、类、类水质的比率为该地本年度监测水质达地表类水、地表类水、地表类水的周数占本年度所有流域内观测点有效监测周数的比例。台湾、香港、澳门、海南、西藏、青海、新疆、贵州等省(区、自治区)由于缺乏GJ层面统一监测的水质数据,且地域生态系统特征明显,与其他省份之间的可比性较小,因而没有列入分析范围。纳入比较分析的省份为26个,收集和计算后汇总的数据如表1所示。 2结果与分析 2.1省域水资
8、源可持续利用效率测算与分析 各决策单元(省域)的总效率值、技术效率值、规模效率值和所处的规模酬劳阶段如表2所示。综合效率值是决策单元相对效率的综合反映,代表各省份水资源可持续利用效率。从表2可以看出,省域水资源的可持续利用效率很低,均值只有0.303,达到DE最优(综合效率值为1)的省市只有3个,、和重庆,占11.5%。这3个地方均为直辖市,但情况有所不同,与水资源可持续利用效率高的主要原因是社会经济生产力高度发达,能在一个相对较小的地域范围内,只使相对较少的水资源变成了地表类以下的情况下,维持高密度的人口生活和高强度的社会生产。重庆则是处于三峡库区,水资源极为丰富,且处于长江的上游,水生态系
9、统的阈值较大,当地的社会经济进展和居民生产对水资源的利用均处于阈值范围内,所有的监测水质均达地表类及以上,水资源处于可持续利用状态。天津、山东、的综合效率值依次为0.847、0.414、0.405,剩余20个省份综合效率值均低于0.4,且大多数处于0.2以下。综合效率的变异系数高达1.010,表明我国水资源可持续利用效率的省域差异特别大。如果影响水资源可持续利用效率的主要因素是可以改变的,那么通过改变这些因素来提高水资源可持续利用效率的潜力就特别大。 纯技术效率主要反映在既定规模下要素配置的合理性。决策单元总体的技术效率均值为0.592,其中10个决策单元(项目)的技术效率值为1,占全部决策单
10、元的38.5%,14个决策单元的技术效率值小于0.3,占全部决策单元的53.8%,表明技术效率提高的空间很大。由于国土面积是固定的,所以提高技术效率应重点调节类以下水资源量入手,关键是改变水资源开发利用方式。 规模效率主要反映投入要素的规模合理性。决策单元总体的规模效率均值为0.513,只有3个决策单元的规模效率值为1,占全部决策单元的11.5%。这表明要素规模总体上不太合理。在规模效率值不为1的23个省份中,只有天津、甘肃和宁夏3个省份处于规模酬劳递增阶段,20个省处于规模酬劳递减阶段。决策单元处于规模酬劳递减阶段,说明随着规模的增加,酬劳是递减的,现有规模是偏大的。所以,从水资源可持续利用
11、效率来看,大多数省份的规模偏大,与适度规模要求的差距很大,减少类以下水资源量或划小省域的国土范围,可以提高水资源可持续利用的规模效率。 2.2省域水资源可持续利用效率的影响因素分析 区域水资源可持续利用效率的影响因素很多,除了直接投入和产出的国土面积、类以下水资源量、地区生产总值、区域人口数量外,还包括一系列社会经济进展结构因素。第一产业、第二产业与第三产业增加值所占比重,是反映区域经济结构和综合进展水平的指要指标,可能会影响水资源可持续利用效率。有效灌溉面积率是反映农业种植旱作与水作的结构和农田水利设施条件的指标,可能会影响区域水资源的可持续利用效率。单位国土面积环保投资额反映了一个地区治理
12、水环境的力度,可能会影响水环境的自净能力和可持续利用效率。森林覆盖率是反映区域生态环境质量、水源涵养和水土保持能力的重要指标,会影响区域水生态系统的自净能力和自然水循环的路径及速度,可能会影响区域水资源的可持续利用效率。耕地面积占国土面积的比重既反映了一个地区可用于农业耕作的自然条件和以农业方式利用水资源的土地面积的比重,又反映了城镇化建设及荒漠化等对耕地资源的侵占情况,也可能会影响水资源利用方式和可持续利用效率。 为了找出影响省域水资源可持续利用效率的关键因素,以各省份水资源可持续利用综合效率值(Y,0Y1)为因变量,以第一产业、第二产业、第三产业增加值占地区生产总值比重(X1、X2、X3)
13、和有效灌溉面积率(X4)、单位国土面积环保投资额(X5)、森林覆盖率(X6)、耕地占国土面积比重(X7)为自变量,运用Eviews6.0软件进行逐步Tobit回归,结果如表3所示。 由表3可知,单位国土面积环保投资额(X5)在0.05水平显著,第一产业增加值占地区生产总值比重(X1)、耕地占国土面积比重(X7)在0.1水平显著,可以判定这3个因素对水资源可持续利用效率具有显著影响。第一产业增加值占地区生产总值比重(X1)的系数绝对值最大,且为负数,表明第一产业增加值比重对区域水资源可持续利用效率的影响最大,但为负面的影响。其主要原因是第一产业单位用水的经济产出率低于第二产业和第三产业,另外畜牧
14、养殖粪便、水产养殖废水以及农药化肥等农业生产造成的面源污染问题比较严峻,直接影响到区域水资源可持续利用效率。因此,大力进展第二产业和第三产业,提高社会生产力的综合水平,降低农业增加值占地区生产总值的比重,同时大力进展生态农业和精巧农业,提高农业用水的经济产出效率,减轻农业面源污染,可有效提高区域水资源可持续利用效率。单位国土面积环保投资额(X5)对水资源可持续利用效率的影响也很大,系数为正值,表明环保投资强度越大的区域水资源可持续利用效率越高。其主要原因是加大环境保护投资力度,既可有效保护和修复生态环境,增强生态系统承载力,又可治理社会生产和人口生产对自然环境的污染,减少污染负荷。耕地占国土面
15、积比重(X7)也对水资源可持续利用效率具有明显的正面影响。其主要原因是耕地占国土面积比重越高说明该地区的水土生态系统越适合人类生产与生活,即水土资源系统质量越高。对特定的省份来说,只有通过复垦、垦荒、围湖造田等才能增加耕地面积,但从长期的角度来看,垦荒、围湖造田将会对更大范围的生态系统稳定性产生不利影响,并不可取。因此,重点工作应是尽量维持耕地面积不减少,尽量减少城镇化和工业化建设对耕地的占用,这与GJ最严格的土地保护政策是一致的。 第一产业增加值占地区生产总值比重(X1)基本上能反映区域经济结构对水资源可持续利用效率的影响,第二产业和第三产业增加值占地区生产总值比重(X2、X3)与第一产业增
16、加值占地区生产总值比重(X1)是相对应的,相关性很强,因而被剔除出主要影响因素。农业有效灌溉面积率(X4)对省域水资源的可持续利用效率影响并不显著,其主要原因是农业有效灌溉面积虽然影响农业生产用水的设施条件、方便程度和经济成本,但用水方便地区的农业用水效率并不一定高。森林覆盖率(X6)对区域水资源可持续利用效率的影响并不显著,这与原先的设想不一致。其主要原因是森林对水资源可持续利用效率具有双重作用,一方面森林可有效保持水土和涵养水源,提高区域水土生态系统的自净能力和环境质量,有利于提高水资源可持续利用效率;另一方面林地经济产出率较低,许多生态公益林的短期经济产出很低,林地又多为山地,不利于高密度的人口生存,因而森林覆盖率高反而会制约区域经济总产出和总人口数量的增加,不利于水资
