安阳市水资源失衡风险经济损失研究

焦士兴 陈林芳 王安周

摘 要：为定量评价水资源失衡风险造成的经济损失，运用数据包络分析法测算了安阳市的水资源利用效率，探讨了水资源失衡风险导致的经济损失，并利用Tobit模型研究了水资源失衡风险的驱动因素。结果表明：①安阳市的水资源利用效率均呈波动上升趋势且存在区域差异，多年均值排序为安阳县>汤阴县>滑县>内黄县>安阳市区>林州市;②汤阴县、滑县和内黄县的年均经济损失较小，水资源利用效率逐步提高;安阳市区、安阳县和林州市的年均经济损失较大，水资源消耗量大且利用率较低;③安阳市城镇化率与水资源利用效率成较弱负相关关系，而经济发展水平对水资源利用效率的影响很小;产业结构优化调整能提升水资源利用效率，但短期内效果不明显;政府干预对安阳市区、林州市水资源利用效率影响有限，但对安阳市其他区域则有积极影响。

关键词：数据包络分析法;Tobit模型;经济损失;驱动因素;安阳市

中图分类号：TV213.9   文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.07.012

Abstract： In order to quantitatively evaluate the economic loss caused by the risk of water resources imbalance， the utilization efficiency of water resources was calculated by using the data envelopment analysis method， the economic losses which caused by the risk of water resources imbalance were evaluated and the driving factors of water resources imbalance were studied by using Tobit model in Anyang City. The results show that a） the utilization efficiency of water resources shows an upward trend and there appears regional differences. The order of annual average value of the utilization efficiency of water resources is Anyang County>Tangyin County>Huaxian County>Neihuang County>downtown of Anyang >Linzhou City. b） The annual average economic losses are relatively smaller in Tangyin County， Huaxian County and Neihuang County， and the utilization efficiency of water resources increases gradually， while the annual average economic losses are relatively bigger in the downtown of Anyang， Anyang County and Linzhou City and there are larger consumption and lower utilization of water resources. c） The utilization efficiency of water resources and urbanization has negative correlation slightly， while the economic development level has little effect on the utilization efficiency of water resources. Industrial structure adjustment may promote the utilization efficiency of water resources， but the effect is not significant in the short term. Government intervention has limited effect on the utilization efficiency of water resources in the downtown of Anyang and Linzhou City， but has positive effect on the other counties of Anyang City.

Key words： data envelopment analysis method; Tobit model; economic loss; driving factors; Anyang City

水是生命之源、生产之要、生态之基[1]。随着经济发展和人口增长，水资源开发过度、粗放利用、污染严重等问题日益突出[2]，提高水资源利用效率能促进区域水资源持续利用、有效解决水资源供需不平衡问题[3]。国内外评价水资源利用效率的方法主要有比值分析法、指标体系法、随机前沿法和数据包络分析（DEA）法[3]等，其中DEA法具有不需要明确变量之间的函数关系，不需要考虑量纲的影响等优势[4]，因而得到了广泛应用。Speelman等[5]采用DEA法，評估了规模收益不变和可变情况下的灌溉用水效率;闪丽洁等[6]采用基于熵权的模糊物元评价法和DEA法，探讨了汉江流域用水效率;Hu Jinli等[7]研究了中国全要素用水效率，指出技术手段能有效提高水资源利用效率;伍晓涛等[8]采用DEA法，评价了太湖流域水资源利用效率;俞雅乖等[9]采用超效率DEA-Tobit两阶段模型，探讨了中国用水效率的区域差异及其影响因素。

国内水资源系统和经济发展关系定量研究较多，在研究方法上多采用一般均衡（CGE）模型[10]、可变模糊识别模型[11]、系统动力学模型[12]、脱钩评价模型[13]等，但对水资源失衡风险造成的经济损失定量研究相对薄弱。采用DEA模型和经济损失模型，则能够通过经济损失数值，直观反映水资源失衡风险对经济发展造成的影响。河南省安阳市属于豫北区域性中心城市，区内经济发展差异显著，探讨水资源利用效率及其驱动因素，对促进水资源合理利用、建设节水型社会具有重要意义，同时可为其他城市开展相关研究提供借鉴。基于此，笔者采用DEA法测算了安阳市水资源利用效率，探讨了水资源失衡风险导致的经济损失，并结合Tobit回归模型分析了水资源失衡风险的影响因素，以期为水资源优化配置提供参考。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源

数据包括：总用水量、水资源总量、从业人员数量、总人口、GDP、全社会固定资产投资、GDP指数、水价、人均GDP、城镇化率、第一产业比例、第二产业比例、政府农林水务支出和政府一般预算支出。其中：总用水量和水资源总量来源于《安阳水资源公报》（2006—2015年）、《滑县水资源公报》（2014—2016年），其他社会经济数据来源于《安阳统计年鉴》（2007—2016年），水价数据来源于相关部门。

1.2 研究方法

1.2.1 水资源利用效率

2 结果与分析

2.1 安阳市水资源利用效率影响因素及经济损失评价指标体系构建

根据柯布-道格拉斯生产函数以及参考相关文献[14，18-21]，结合安阳市的实际情况，确定资本、劳动力和水资源为投入要素，选取总用水量（代表水资源投入）、从业人员数量（代表劳动力投入）和资本存量（代表资本投入）作为水资源实际投入量，选取GDP作为期望产出，构建安阳市水资源失衡风险造成的经济损失评价指标体系（见表1）。

在遵循全面性、科学性、区域性等原则基础上，综合相关文献[18-19，21]以及考虑数据完整性和可获取性，确定经济发展水平（用人均GDP衡量）、城镇化水平（用城镇化率衡量）、产业结构（用第一产业、第二产业比例衡量）和政府影响力（用政府农林水务支出与一般预算支出的比值衡量）为安阳市水资源利用效率影响因素。

2.2 安阳市水资源利用效率分析

运用DEA Frontier Free软件，结合安阳市的资本存量、从业人员数量、总用水量和GDP等数据，利用式（1）和式（2）计算出2006—2015年水资源利用效率（见表2）。

安阳市水资源利用效率总体呈波动上升趋势，表明水资源开发利用趋于合理，水资源利用效率不断提高。安阳市区水资源利用效率2006年最低，2015年则上升为1.000;安阳县2008—2011年水资源利用效率均为1.000（称为DEA有效），表明在一定的社会经济发展水平下水资源的投入和产出比达到最优;安阳县的水资源利用效率由2011年的1.000持续下降至2015年的0.793，原因主要是2011年年底工业企业发展到700余家，产业结构不合理、工艺装备落后导致用水效率下降[22]。汤阴县水资源利用效率由2006年的0.491提高到2015年的1.000，年均增长5.09%。滑县和内黄县为粮食主产区，近年来加强了大功等灌区配套和节水改造工程建设，用水效率不断提高，有效灌溉面积增大且节水灌溉水平显著提升，2014年滑县有效灌溉面积为10.47万hm2。林州市2006—2009年水资源利用效率年均值为0.644，2010—2015年均值提高到0.911，表明林州市加强治污投入和用水管理，用水效率有所提升。

安阳市水资源利用效率存在区域差异，2006—2015年年均值排序为安阳县（0.890）>汤阴县（0.886）>滑县（0.877）>内黄县（0.871）>安阳市区（0.842）>林州市（0.804）。安阳县和汤阴县年均工业生产总值占GDP比例较高，分别为62.19%、57.57%，表明工业用水的技术水平较高，水资源利用较为合理。滑县水资源利用效率偏低，主要与水利工程闲置、水资源污染严重、水资源管理不力等有关[23]。内黄县的工农业占比与滑县类似，水资源损耗较大，表明其农业灌溉方式粗放、工业用水技术水平有待提升。安阳市区经济发展水平较高，但用水效率整体偏低，主要与2002年以来安阳市加快城市化进程，行政区划多次调整有关。林州市2006—2009年降水不均衡、客水水源减少、水利设施老化、工农业用水方式粗放[24]，从而导致水资源利用效率较低。

2.3 安阳市经济损失计算与分析

利用式（3）和式（4），以总用水量、从业人员数量和资本存量作为投入指标，以GDP作为产出指标，计算安阳市水资源失衡风险造成的经济损失及占GDP的比例（见表3）。

汤阴县、滑县和内黄县的年均经济损失较小，分别为5.26亿、10.84亿、10.15亿元，分别占同期GDP的7.09%、9.38%、11.47%。汤阴县2006年与2007年的经济损失（平均20.11亿元）及其占GDP的比例（平均33.24%）较大，之后损失有所减小（最大8.66亿元），表明2006年与2007年的水资源利用方式不合理，造成经济损失较大。滑县经济损失占GDP的比例逐渐下降（2013年除外），说明随着经济发展水平的提高，水资源利用方式趋于合理，发展态势良好。内黄县年经济损失占GDP的比例高于滑县（2008年和2010年除外），这与内黄县用水方式不甚合理有关。

安阳市区、安阳县和林州市的年均经济损失较大，分别为36.80亿、28.08亿、27.15亿元，分别占同期GDP的11.57%、9.85%、8.68%。安阳市区经济损失2006年（66.99亿元）、2012年（82.81亿元）和2014年（57.89亿元）偏高，分别占同期GDP的34.45%、20.92%、11.90%。2005—2011年安阳县、林州市经济损失较小，而2012—2015年经济损失较大，其中2012—2015年安阳县经济损失由12.11億元持续增至124.87亿元（占GDP的36.70%），原因主要是该时期水资源利用效率持续下降;林州市经济损失为22.44亿～76.14亿元，2012年损失值占GDP比例最小为5.56%。安阳市区和林州市经济损失较大，与经济快速发展对水资源消耗量大且水资源利用效率低有关。因此，只有通过优化产业结构、兴修水利设施、加强规划管理等，才能有效提升安阳市水资源利用效率，减少经济损失。

2.4 安阳市水资源利用效率影响因素分析

采用Eviews 10.0软件与Tobit回归模型（见式（5）），计算安阳市水资源利用效率影响因素的回归系数，结果见表4。

安阳市人均GDP、第一产业和第二产业比例与水资源利用效率的回归系数均趋近于0，表明经济发展水平、产业结构与水资源利用效率之间的相关性较弱。安阳市产业结构矛盾比较突出，高能耗行业占比为2/3[25]，虽然近年来推进供给侧结构性改革，但高能耗问题短期内难以解决。2018年安阳市第三产业对经济增长贡献率为55.8%，第三产业虽然发展快速但层次不高[25]，因此产业结构调整对水资源利用效率提升影响不大。

安阳市城镇化率与水资源利用效率间的回归系数均为负值且趋近于0，说明城镇化率与水资源利用效率成较弱负相关关系。据统计，2005—2016年安阳市城镇化率由32.50%增至48.50%，年均增长1.45%，年均水资源供给量和需求量分别为10.40亿、13.92億m3，城镇化的快速发展加剧了水资源供需矛盾。在城镇化发展进程中，一方面通过实行阶梯水价、推广节水器具等措施，提高了生活用水效率;另一方面农村人口向城镇集聚，导致工业资本、劳动力等生产资料大量投入，造成投入冗余并对用水效率产生负向影响[26]。因此，安阳市要推进新型城镇化建设，合理开发水资源，促进城镇化与水资源系统协调发展。

安阳市政府影响力与水资源利用效率的相关性存在区域差异。安阳市区、安阳县和林州市政府影响力与水资源利用效率的回归系数成负相关关系，原因是区域经济发展相对较好，市场化水平高且公众水权意识强[21]，市场机制有利于水资源利用效率提升，但政府的干预和影响有限。汤阴县等区域政府农林水务支出增加时，水资源利用效率会提升，提升程度排序为汤阴县>滑县>内黄县。汤阴县的回归系数（4.007）最大，说明政府投入能提高节水意识和节水技术，提高水资源利用效率，同时侧面反映出区域用水方式的粗放。

3 结 论

（1）安阳市水资源利用效率总体呈上升趋势，且存在区域差异。水资源利用效率多年均值排序为安阳县>汤阴县>滑县>内黄县>安阳市区>林州市。

（2）汤阴县、滑县和内黄县由水资源风险导致的经济损失较小，水资源的利用效率逐步提高;安阳市区、安阳县和林州市由水资源风险导致的经济损失较大，产生的水资源损耗逐渐增大，其中安阳市区最明显。

（3）安阳市城镇化率与水资源利用效率成较弱负相关关系，经济发展水平对其产生的影响不明显;优化产业结构能够提高用水效率，但短期内难以实现;政府干预对安阳市区和林州市水资源利用效率影响有限，但能促进安阳市其他县水资源利用效率的提高。

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【责任编辑 张华兴】