基于支付能力与支付意愿的居民生活用水水价承受能力研究——以广州市番禺区为例

贾国宁,黄 平 (中山大学环境科学与工程学院,广东 广州 510275)

基于支付能力与支付意愿的居民生活用水水价承受能力研究
——以广州市番禺区为例

贾国宁,黄 平*(中山大学环境科学与工程学院,广东 广州 510275)

从支付能力和支付意愿的角度,应用扩展线性支出系统(ELES)模型和条件价值评估法(CVM),定量研究居民生活用水水价承受能力.以广州市番禺区为例,通过2005～2009年截面数据资料和问卷调查数据,定量研究了城镇和农村居民生活用水水价支付能力和支付意愿,并分析了2011年番禺区居民对新调整居民生活用水水价的承受能力.结果表明,2005～2009年,达到平均收入水平的番禺区居民对水价具有支付能力,其基本用水需求能得到满足,但低收入户,尤其是农村低收入户的水价支付能力有限,是水价改革应重点关注的对象;CVM调查结果显示,番禺区居民对2011年生活用水水价的支付意愿为2.163元/m3;2011年,番禺区居民生活用水价格由2.00元/m3上调为2.15元/m3,达到平均收入水平的番禺区居民对新水价具有承受能力.

居民生活用水水价；支付能力；支付意愿；扩展线性支出系统；条件价值评估法；广州市番禺区

水价是水资源管理的重要经济手段之一,水价改革与政策制定必须将民生放在首位[1-3],水价调整必须准确估计居民对生活用水价格的承受能力[3-4].居民承受能力的影响因素较多,也较复杂,主要可从居民的经济和心理两方面分析,分别可用客观的支付能力和主观的支付意愿表征

[3,5].在承受能力标准方面,目前普遍采用的是水费占人均可支配收入的比例,并以该比例低于3%作为居民能够承受的合理标准,但该方法仅从平均收入角度考察居民对水价的承受能力,而未考虑不同收入户的差异和生活消费支出结构的影响

[3-6].现有文献侧重对城镇居民生活用水或农民生产用水的经济承受能力进行研究,而对水价支付意愿和态度方面的定量研究不多,尤其对农村居民生活用水水价承受能力的研究不多.

本研究根据统计年鉴数据资料和实际调研数据,利用计量经济学理论与统计分析方法,从居民支付能力和支付意愿角度,定量研究了2005～2009年番禺区城镇及农村居民对生活用水水价的承受能力,分析了该区居民对2011年新调整的居民生活用水价格的承受能力,以期为国内其他地区水价改革和政策制定提供参考.

1 研究方法

1.1 支付能力的定量分析方法

根据计量经济学理论,采用扩展线性支出系统(ELES)模型,分析居民生活用水水价的支付能力(ATP).ELES模型的基本形式[3,7]为:后,则可通过公式变换计算居民生活用水需求的收入弹性,其计算公式为:

1.2 支付意愿的定量分析方法

条件价值评估法(CVM)是广泛用于环境物品和服务领域的价值评估方法[8].该方法利用效用最大化原理,通过构建一个假想的环境物品(或服务)交易市场,直接调查和询问为避免某一环境物品(或服务)效用降低时被调查者所愿支付的最高金额,也即被调查者的支付意愿[9-13].本研究采用CVM对居民生活用水水价的支付意愿进行定量研究.

2 研究实例

2.1 研究区域概况

广州市番禺区2009年常住人口152.57万人,全区日平均供水量约100万m3,自来水普及率达100%,人均水资源占有量约为全国平均水平的60%[14],但人均用水量却属全国较高水平[15-16].番禺现有供水企业17家,含污水处理服务费在内的居民生活用水价格*为2.00元/m3.除化龙镇2005年调整过水价外,其余供水企业近10年未调整过水价.为保障全区供水安全,确保居民公平合理用水,番禺水务公司正在整合区内其他供水企业,以实现全区供水水价、水质和服务的“三统一”,达到“城乡供水一体化”目标,而调整并统一全区水价是实现该目标的第一步.

2.2 数据来源

居民收入和消费方面的数据来源于《广州统计年鉴》[17]城市社会经济调查队 2005～2009年分别对500户城镇和500户农村居民的消费收支及生活状况的调查统计资料;居民年均用水量数据来源于2005～2009年《广州市水资源公报》[18];相关数据说明如下:(1)按经济收入水平将调查对象分为 5组,即低收入户(Ⅰ)、中等偏下收入户(Ⅱ)、中等收入户(Ⅲ)、中等偏上收入户(Ⅳ)和高收入户(Ⅴ);(2)居民年人均消费性支出分为食品(X1)、衣着(X2)、家庭设备用品及服务(X3)、医

式中: i为居民消费支出的类别; n为总类别数; qi、ri、βi分别为消费者对第i种商品或服务的实际需求量、基本需求量和边际消费倾向(qi＞ri＞0, 0＜βi＜1;∑βi≤1);pi为第i种商品或服务的价格;I为消费者收入.

由我国统计年鉴的分类方法可知,居民消费支出包括食品、衣着、家庭设备用品及服务、医疗保健、交通和通讯、娱乐教育文化服务、居住、杂项商品与服务等8大类,生活用水水费在住户调查中作为居住类支出的其中一项进行统计.因此,将水费支出项从居住类中提取出来,作为新的一类与上述8类一起带入模型进行计算和分析[3].对于截面数据,piri与∑pjrj均为常数,对式(1)进行如下数学变换[3,7]:

式(3)是简单回归方程,可利用居民消费支出调查资料采用最小二乘法求得αi和 βi的估计值,从而确定出模型的参数,并用统计分析方法对模型参数进行检验.当 ELES模型的基本形式确定疗保健(X4)、交通和通讯 (X5)、娱乐教育文化服务(X6)、居住(X7)、杂项商品与服务(X8)、生活用水水费(X9)、以及年人均可支配收入或纯收入(I)等共10项指标(单位为元)[3];(3)居民生活用水价格包含污水处理服务价在内,居民年人均水费支出通过年均用水量与水价标准推算.(4)番禺区水务局与中山大学于2010年7～8月共同开展了《广州市番禺区水价改革付费意愿调查》,项目组于9月初完成了调查数据的统计整理工作.居民对水价支付意愿的分析数据来源于此次调查结果.

2.3 番禺区居民生活用水水价支付能力

根据 ELES模型的构建及估计方法,依据2005～2009年番禺区城镇居民的年人均可支配收入、农村居民年人均纯收入,及居民生活用水支出和其他商品消费支出截面数据,进行模型参数估计.表1和表2的计算结果表明,城镇及农村居民各项生活消费支出参数估计值(αi和βi)及R2检验值,各年均通过了 5%的显著性水平检验.表明居民各项生活消费支出模型的拟合度较好,可以利用模型进行定量分析.

表1 城镇居民ELES模型参数估计值及统计检验结果Table 1 The parameter estimates for ELES model on the urban residents and the results from the statistical tests

表2 农村居民ELES模型参数估计值及统计检验结果Table 2 The parameter estimates for ELES model on the rural residents and the results from the statistical tests

2.3.1 不同时期居民用水边际消费倾向 由表1和表2可知,2005～2009年,居民边际消费倾向符合递减规律,不同时期居民生活用水的边际消费倾向最低.表明:居民水费支出与人均收入增加相比变化甚微,在满足基本生活需求后,城镇及农村居民新增收入中分别仅有 0.1%～0.3%和 0.7%～1.3%用于增加生活用水消费支出;平均收入水平居民对现行水价具有承受能力,但农村居民承受能力较城镇居民小.

2.3.2 不同时期居民用水需求 根据 ELES模型计算结果,可得到2005～2009年居民平均基本用水需求支出与实际用水需求支出(图1).分析可

知:各年居民平均用水需求支出变化不明显,这主要与居民平均用水量波动不大,而各年水价保持不变有关;各年居民基本用水需求支出均低于实际用水需求支出,说明平均收入水平下居民对水价有支付能力,其基本用水需求能够满足;各年居民实际用水需求支出与基本用水需求支出差额大体呈小幅增大趋势,表明:随着居民收入的增加,居民的水价支付能力在逐步提高.

2.3.3 不同时期居民生活用水水费支出水平 不同收入组居民 2005～2009 年的水费支出系数见表3.由表3可知:2005～2009年,平均收入水平下城镇和农村居民水费支出系数分别由 1.13%降

至0.66%和2.23%降至1.02%,说明居民水费负担减轻、承受能力增强;对不同收入户居民,水费负担水平随收入的提高逐渐减轻,但低收入户水费负担明显高于高收入户;在同一水平年,城镇居民低收入户水费支出系数为高收入户的2倍以上,而农村居民则为2倍左右;城镇和农村居民各期的水费支系数均符合小于 3%的合理水平,水价理论上具有上调空间;平均收入水平下的居民水费支出系数为同期低收入户水费支出系数的0.5倍左右,故以平均收入水平衡量水价承受能力和制定水价时,必须考虑水价对低收入户的影响.

2.3.4 不同时期居民用水需求收入弹性 由式

(5)可得表 4的结果.由表 4可知:2005～2009年,居民各收入组的用水需求收入弹性较低且均＜1,其变化趋势不显著,生活用水消费支出受收入提高的影响不明显,居民对水费具有承受能力;在同一价格水平下,不同收入组居民的生活用水需求收入弹性呈现一定差异,高收入组居民用水需求收入弹性明显高于低收入组,收入提高对高收入户的生活用水需求增长有较大的促进作用,高收入户对水价有较高承受能力.

图1 不同时期居民基本需求与实际支出Fig.1 The basic demands and actual expenditures of theresidents in different periods

表3 居民生活用水支出系数(%)Table 3 The residents’ expenditure coefficients on the domestic water(%)

表4 居民用水需求收入弹性(%)Table 4 The residents’ income elasticity of demands on the domestic water(%)

2.3.5 不同收入水平居民用水基本需求 由2009年番禺区居民消费的ELES模型计算结果(表5、表6)可知:城镇及农村居民人均年基本用水需求支出均略高于对应低收入户的用水消费支出,低收入户生活用水需求虽能得到基本满足,但低收入户总消费需求支出低于估计的平均基本消费需求支出,作为维持家庭基本生存的食品消费支出也低于食品基本消费需求支出,故对低收入户而言,其生活用水需求处于警戒水平,水价支付能力有限;除低收入户外,其他收入户用水消费支出均高于基本用水需求支出,其总消费需求支出与食品消费支出也高于基本需求支出,表明其用水需求能得到满足、具有支付能力,且用户收入越高水费支出越高,生活用水呈现多样化;从平均消费支出与基本消费支出对比可知:平均收入水平条件下,2009年番禺区居民对水价具有支付能力,现状水价未对居民生活造成不利影响.

表5 2009年城镇居民平均基本需求支出与不同收入水平组实际支出(元/人)Table 5 The average expenditures on the basic demand and the actual expenditures of urban residents with different income levels in 2009(yuan/cap)

表6 2009年农村居民平均基本需求支出与不同收入水平组实际支出(元/人)Table 6 The average expenditures on the basic demand and the actual expenditures of rural residents with different income levels in 2009(yuan/cap)

2.4 番禺区居民生活用水水价支付意愿

2.4.1 CVM 调查范围和方法 预调查地点为番禺中心城区,正式调查范围扩至番禺全区.根据2008年番禺各镇街常住人口数,按比例分配确定各镇街调查问卷的数量,然后采用随机块抽样方法选定调查点,以入户调查方式收集资料.

2.4.2 调查问卷设计与实施 调查问卷经预调查进行修改,提高了问卷的有效性.正式调查时确定为“相关背景信息介绍,被调查者基本信息调查,被调查者对供水水源、水质、水价、服务现状评价及对水价改革的认知与满意程度调查,被调查者对水价的支付意愿调查”等4大类,共计43个问题,其中支付意愿上下限估值的2个核心问题选用支付卡式进行调查.

2.4.3 调查样本的总体特征分析 调查共发放问卷800份,因采用面对面调查方式,故问卷反馈率很高.剔除信息偏差大、回答不完整及所回答问题前后明显矛盾的78份无效问卷,实际回收有效问卷722份,占样本总量的90.25%.在有效问卷中,绝大部分被调查者表达了对调整居民用水价格不同程度的支付意愿,仅有 4位被调查者的WTP为0,占有效问卷的0.55%,其原因是“本人收入低,家庭负担重,无能力支付”.被调查者涉及全区居民的各个收入阶层,其总体社会经济特征基本符合番禺实际情况,具有代表性.

2.4.4 CVM 调查结果的统计处理与分析 平均支付意愿范围的非参数估计:调查所得不同支付意愿所占比重见图 2.根据被调查者肯定愿意支付的最大货币数量和肯定不愿意支付的最小货币数量确定支付意愿的变化范围[19].采用非参数估计方法得到平均支付意愿上下限.支付卡问卷平均支付意愿E(WTP)通过数学期望公式计算,具体如下:

式中: Ai为被调查者支付意愿投标值,Pi为被调查者选择该投标值的概率,n为投标数.

经计算,番禺区居民对2011年居民生活用水水价的平均支付意愿下限E(WTP)为2.11元/m3.在调查中发现,被调查者都拒绝支付投标卡上比自己选择的最大支付意愿高一级的数量,这与文献[19]调查的情况基本一致.因此可依据式(6)确定平均支付意愿的上限.经计算,平均支付意愿E(WTP)的上限值为2.23元/m3.

图2 不同支付意愿(WTP)所占比重Fig.2 The proportions of different WTPs

平均支付意愿的参数估计[19]:根据平均支付意愿的变化范围,可在 WTP值和被调查者和公共商品的属性值之间建立函数关系,用参数估计方法确定平均支付意愿值.首先将投标数量变化范围的中点值视为被解释变量,采用最大似然估计法估计投标数量中点值与其他代表被调查者特征信息和环境物品属性变量之间的关系.选择支付意愿的对数正态分布作为被解释变量,关系方程式如下:

式中: X为被调查者或环境物品的一些特征属性;β为估计的参数;µ为服从[0,σ2]正态分布的随机变量.通过利用方程(7)中估计得到的β和σ2值,并注意到 Ln(WTP)→[0,σ2]的分布,就可以得到平均支付意愿值为

计算结果及有效性检验:采用最大对数似然函数法估计支付意愿与其影响变量的关系,平均支付意愿的置信区间计算采用Park等[20]提出的基于方差协方差矩阵的模拟方法,结果见表7.

表7 采用参数估计方法估计的支付意愿关系和结果Table 7 The WTP relation and result based on the parameter estimates

CVM方法的有效性指测量出的理论值的准确度,理论有效性指 CVM的调查结果与传统经济理论的一致性[21].由表 7可知,番禺区居民对2011年居民生活用水水价的平均支付意愿为2.163元/m3.统计分析可知,CVM 模型回归方程拟合较好.WTP与居民年人均收入呈显著性正相关,高收入居民的支付意愿高于低收入居民;文化层次显著影响WTP,文化层次高的居民比文化层次低的居民支付意愿高;对供水服务的满意程度显著影响WTP,供水服务满意度高的居民支付意愿较满意度低的居民支付意愿高.上述结论基本符合传统经济理论,调查结果理论上通过了经济学检验,说明调查结果还是有意义和有效的.

2.5 番禺区 2011年居民生活用水水价调整情况及居承受能力预测

2011年,番禺居民生活用水水价由 2.00元/m3上调至2.15元/m3,对持有《低收入贫困家庭证》的居民户给予每户每月减免 5m3(每户用水量低于5m3的全部减免)水费的优惠政策,新水价方案从2011年9月1日起执行.根据番禺区居民2011年的收入和水费支出预测,可判断新调整水价是否在番禺居民的承受能力范围.预测结果见表8.

表8 2011年居民水费支出系数测算结果Table 8 The predicted residents’ expenditure coefficients on the domestic water in 2011

由表3和表8分析可知:平均收入水平下,番禺区城镇及农村居民 2005～2011年水费支出系数均在逐年下降,且均＜1%;结合对2005～2009年番禺区居民水价支付能力结果的趋势分析可知,2011年,达到平均收入水平的居民对新水价具有经济上的支付能力;调整后的居民生活用水新水价(2.15元/m3)小于居民平均支付意愿水价(2.163元/m3),说明具有平均收入水平的居民在心理上可以承受该水价.

3 讨论

本研究应用 ELES模型对居民生活消费结构做了截面数据的分析探讨,但没能综合考虑截面数据和时间序列数据,采用面板数据模型探讨居民生活用水水价支付能力在时间和截面单元2个方向上的变化规律及不同年份不同收入户的特性,有待进一步深入讨论.

由于 2010～2011年番禺居民收入及消费方面的详细统计数据尚未正式公布,故本研究未能利用ELES模型对这2个年度各收入阶层居民的水价支付能力进行具体的定量分析.

虽然在调查中采取了激励措施,但因部分被调查者具有“未来番禺居民生活用水水价应低于现在广州水价(2.22元/m3)”的期望,以及他们对政府不信任或对供水公司的服务有不满意情绪,故可能低报了自己真实的最大支付意愿,因此本研究通过支付卡式获得的支付意愿只是最低的估计;另外,本研究对CVM调查结果的有效性仅做了理论上的简单检验,而影响居民水价支付意愿的因素较多也较复杂,需结合调查区域的政治体制、经济水平、分配状况、供水管理模式等深入分析,对 CVM调查结果有效性检验的理论与方法有待进一步探讨.

4 结论

4.1 2005～2009年,番禺区居民水费支出系数不高、居民用水需求收入弹性不高且年度变化趋势不显著、居民用水边际消费倾向较低;各年居民收入增加且水价未变的情况下,居民用水需求支出未出现明显增长(高收入户除外);不同收入水平居民的用水基本需求满足程度不同,平均及以上收入水平的居民对生活用水水价有支付能力,水价理论上具有上调空间,但低收入户(尤其是农村低收入户)基本生活用水需求处于警戒水平,其水价支付能力有限,是水价改革需重点考虑扶持的对象,水价标准和水价政策制定时应考虑对低收入居民的水费补贴.

4.2 CVM调查结果显示:番禺区居民对2011年生活用水水价的 WTP值位于 2.11～2.23元/m3,点估计WTP平均值为2.163元/m3.

4.3 达到平均收入水平的番禺区城镇和农村居民对2011年新居民生活用水水价(2.15元/m3,较居民平均支付意愿价格低)的水费支出系数分别为 0.58%和 0.66%,居民在经济上和心理上均可以承受该水价.

[1] 陈 丹,陈 菁,陈 祥,等.基于支付能力和支付意愿的农民灌溉水价承受能力研究 [J]. 水利学报, 2009,40(12):1524-1530.

[2] 陈 丹.南方季节性缺水灌区灌溉水价与农民承受能力研究[D]. 南京:河海大学, 2007.

[3] 陈 菁,陈 丹,褚琳琳,等.基于 ELES模型的城镇居民生活用水水价支付能力研究—以北京市为例 [J]. 水利学报, 2007,38(8):1016-1020.

[4] 方 磊,申玉铭.北京市水价变化与居民承受能力分析 [J]. 水利发展研究, 2005,(12):21-23.

[5] 陈 丹,陈 菁,张 捷,等.灌区农业水价研究的条件价值评估法 [J]. 节水灌溉, 2005,(5):2-4.

[6] 冉连起,陈林涛,张 彤.市民对水价的承受能力分析 [J]. 北京水利, 2001,(5):28.

[7] 李子奈.计量经济学—方法和应用[M]. 北京:清华大学出版社, 2002.

[8] Mitchell R C, Carson R T. Using Surveys to Value Public Goods:The Contingent Valuation Method [M]. Washington DC:Resources for the Future, 1989.

[9] 蔡春光,陈 功,乔晓春,等.单边界、双边界二分式条件价值评估方法的比较—以北京市空气污染对健康危害问卷调查为例[J]. 中国环境科学, 2007,27(1):39-43.

[10] 蔡志坚,杜丽永,蒋 瞻.基于有效性改进的流域生态系统恢复条件价值评估—以长江流域生态系统恢复为例 [J]. 中国人口.资源与环境, 2011,21(1):127-134.

[11] 许丽忠,吴春山,王菲凤,等.条件价值法评估旅游资源非使用价值的可靠性检验 [J]. 生态学报, 2007,27(10):4301-4309.

[12] 张志强,徐中民,程国栋.条件价值评估法的发展与应用 [J]. 地球科学进展, 2003,18(3):454-463.

[13] 焦 扬,敖长林.CVM 方法在生态环境价值评估应用中的研究进展 [J]. 东北农业大学学报, 2008,39(5):131-136.

[14] 李 慧,张秀平.广州居民对水价上涨的承受能力分析 [J]. 粤港澳市场与价格, 2008,(10):14-17.

[15] 王 萍,陈俊合.广州市生活用水量变化影响因子浅析 [J]. 资源开发与市场, 1999,15(6):346-347.

[16] 傅 涛,肖 琼,黄小木,等.中国水业政策与市场分析(2011年版) [R].北京:中国水网, 2011.

[17] 广州市统计局.广州统计年鉴(2005-2009) [M]. 北京:中国统计出版社, 2006-2010.

[18] 何 玲,江 鹰,甑渝涓,等.广州市水资源公报(2005-2009) [R].广州:广州市水务局, 2006-2010.

[19] 张志强,徐中明,程国栋,等.黑河流域张掖地区生态系统服务恢复的条件价值评估 [J]. 生态学报, 2002,22(6):885-893.

[20] Timothy Park, John B Loomis, Michael Creel. Confidence intervals for evaluating benefits estimates from dichotomous choice contingent valuation studies [J]. Land Economy, 1991, 67(1):64-73.

[21] 张翼飞,刘宇辉.城市景观河流生态修复的产出研究及有效性可靠性检验-基于上海城市内河水质改善价值评估的实证分析[J]. 中国地质大学学报(社会科学版), 2007,7(2):39-44.

Affordability of domestic water price based on ability and willingness to pay —A case study of Panyu District of Guangzhou.

JIA Guo-ning, HUANG Ping*(School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China). China Environmental Science, 2012,32(3)：547～555

The affordability of domestic water price was quantified based on residents’ ability to pay (ATP) and willingness to pay (WTP), by using the extended linear expenditure system (ELES) model and the contingent valuation method (CVM). Taking the Panyu district of Guangzhou as an example, we carefully analyzed ATP and WTP of residents living in urban and rural areas respectively. The statistics was calculated on the basis of the surveys and historical dataset on the domestic water expenditure from 2005 to 2009. Furthermore, we analyzed the affordability of domestic water price in 2011. The residents whose income was on and over average can afford the domestic water and their basic water demands were satisfied during the period of 2005 to 2009. However, the residents whose income was below average are unable to pay for the domestic water, which was very common in the rural areas. It was therefore very necessary to place emphasis on these people living in the rural areas. The result based on CVM indicated that the residents are willing to pay 2.163 yuan/m3for domestic water in 2011. When the domestic water price increases from 2.00 yuan/m3to 2.15 yuan/m3, the residents whose income was on average should be able to pay for the domestic water.

domestic water price；ability to pay(ATP)；willingness to pay(WTP)；extended linear expenditure system (ELES)；contingent valuation method(CVM)；Panyu District of Guangzhou

X24

A

1000-6923(2012)03-0547-09

2011-06-25

国家水体污染控制与治理科技重大专项河流主题东江项目第十课题(2008ZX07211-0010)

* 责任作者, 教授, phph888@163.com

* 番禺区价格成本调查队.2007～2009年度番禺区供水企业成本监审报告

贾国宁(1975-),男,四川绵阳人,高级工程师,博士,主要从事水环境系统评价,水污染控制,水价、水业市场化改革方面的研究.发表论文10篇.