第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
水资源是基础性自然资源和战略性经济资源,水资源短缺会制约经济发展,阻碍农业发展,甚至危害世界粮食供应。人类对水资源的开发利用,已经从最开始以解决生存问题为主要目标的灌溉、防洪为主的除害兴利阶段,发展到以保障解决社会发展为目的的水资源综合开发利用阶段,并且正在向水与经济、社会、环境协调发展的人水和谐阶段迈进。
淡水资源短缺是我国面临的主要问题,水利设施薄弱是我国经济社会发展的一项突出制约。2014 年我国淡水资源量达 28130 亿 m3,仅占世界淡水资源总量 6%,人均水资源量为 1998.6 亿 m3,仅为世界平均水平的 28%。目前,我国年平均缺水 400 亿 m3,有 2/3 城市出现不同程度缺水,水功能区水质指标达标率仅为 42%。水资源紧缺,供需矛盾加剧。2014 年我国水资源总量为 27267亿 m3,约占全球水资源总量的 8%,但由于我国人口众多,人均水资源量约为1998.6m3,仅相当世界人均水资源量的 1/4,被列为世界上 12 个贫水国家。水环境污染严重,水资源不能得到有效利用。2016 年全国废污水排放总量 765 亿t,对全国约 23.5 万 Km 河流进行水质状况评价,Ⅰ~Ⅲ类水质河长占总评价河长的 76.9%,劣Ⅴ类水质河长占 9.8%。水资源浪费严重,供水紧张。大部分地区的农业灌溉仍采用传统的大水漫灌方式,灌溉有效利用系数仅为 0.45 左右,节水灌溉面积占有效灌溉面积的 35%;工业用水效率也很低,特别是水资源循环利用和再生利用程度相对较低,约为 60%-66%;日常生活用水也经常在不经意间浪费,如洗车、维护草坪、城市供水管道漏失等,大量水资源没有通过回收处理,而白白流走。
...........................1.2 国内外研究现状与评价
1.2.1 经济增长与水资源消耗关系
在具体分析经济与水资源可持续发展关系问题中,国内外学者已经进行多方面探讨。如姬卿伟和李跃(2015)以乌鲁木齐为研究对象, 利用 Tapio 脱钩弹性对经济增长和水资源消耗进行脱钩分析,并利用 IPAT 方程完全分解水资源消耗因素;李强、王莉芳和贾晓猛(2015) 基于环境库兹涅茨曲线(EKC),利用中国 31 个省 2005-2012 年水资源消耗量和经济增长相关指标数据,通过模型验证中国水资源利用量 EKC 曲线是否存在;许长新、林剑婷和宋敏(2016)结合中国农业水土资源自然禀赋与实际利用情况,利用 2003-2013 年中国 31 个省份数据,选择单位耕地面积的广义农业水资源量测度方法,分析中国国农业水土资源匹配情况;李宁等(2017)基于水足迹理论,研究长江中游城市群的水资源利用状况,然后利用协调发展脱钩模型,对水资源消耗与经济增长之间的协调关系做出详细的研究;冯浩源等(2018)改善了传统水量-水质双要素水资源承载力计算模型,并构建了水资源管理“三条红线”下的城镇化水平阈值模型,通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据,对 2020 年和 2030 年张掖市城镇化水平阈值做出了预测;Sallam(2014)选取埃及和埃塞俄比亚尼罗河流域为研究对象,分析了埃及和埃塞俄比亚国民消费的水足迹、国际虚拟水足迹;Artoa(2016)提出多区域投入产出模型,估计用水、水足迹和水贸易平衡的时间序列趋势,研究 41 国家地区 1995 年和 2008 年生产、消费和贸易中的水资源消耗;Cruza 等(2017)以墨西哥埃尔莫西罗市为研究对象,收集了 403 户家庭调查问卷,使用普通最小二乘(OLS)多元回归分析,研究了墨西哥埃尔莫西罗市用水量的影响因素。
综上所述,国内外学者仅限于评价具体某区域的水资源利用状况,或简要描述农业、工业以及服务业用水量与经济增长之间协调发展状况,或结合水足迹理论测算具体某区域的水足迹,但并没有探讨影响水资源消耗的驱动因素;另外以上学者的研究还主要集中于水资源量、用水量、水足迹对经济社会可持续发展的影响,而对水环境污染的影响则论述较少。
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第 2 章 模型选择
2.1 经济增长与水资源消耗关系
2.1.1 Tapio 脱钩模型
通过对已有的脱钩模型进行总结,发现现在经常使用的脱钩分析方法主要有三类:一是,OECD 把脱钩划分为绝对脱钩和相对脱钩。绝对脱钩是指随着经济增长,物质消耗不变或减少;相对脱钩是在同一时期内经济增长的速度快于物质消耗。二是,考虑到经济有时增长、有时衰退,Vehamas 将脱钩划分成强脱钩、弱脱钩、强耦合、弱耦合、扩张性耦合以及衰退型脱钩。三是,Tapio 脱钩弹性模型将脱钩划分为扩张性负脱钩、强负脱钩、弱负脱钩、弱脱钩、强脱钩、衰退脱钩、扩张连接以及衰退连接八大类。综合考虑不同脱钩模型的特点以及数据的可得性和有效性,本文选用 Tapio 提出的脱钩弹性分析法,对 2006-2016 年江西省经济增长与水资源消耗之间脱钩关系进行研究。
根据脱钩弹性系数的数值范围、经济发展状况、资源环境压力状态等对脱钩的类型和状态进行了划分,脱钩程度可以分为八类(见表 2-1)。其中,强脱钩是最理想状态,强负脱钩为最不利状态。经济增长时期,有强脱钩、弱脱钩、增长连接、扩张性负脱钩四种脱钩关系,且后三种脱钩关系水资源消耗在增加;经济衰退时期,有强负脱钩、弱负脱钩、衰退性连接、衰退性脱钩四种脱钩关系,且后三种关系水资源消耗在减少。
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2.2 效率测算模型选择
2.2.1 非期望产出处理方法
在实际生产活动中,投入有限的生产资料,必定会产生一些环境污染,这种环境污染并不是人们所期望得到的,所以被称为非期望产出,如废污水、废气及固体废弃物。传统 DEA 模型并不适合评价有非期望产出决策单元的效率,这主要是因为传统 DEA 模型是在限制投入的情况下,追求产出最大化,而环境污染物作为非期望产出更是需要严格控制,不可能追求该产出最大化。所以,在计算水资源利用效率之前,必须对非期望产出进行处理。目前处理非期望产出的方法主要有投入品处理法、非线性单调递减函数转换法、线性数据转换法、比例模型法等。本文选用线性数据转换法,该方法是基于规模报酬可变模型的分类不变性原理,有效的保持了 DEA 模型的凸性和线性关系,是一种目前较为流行的生产效率评价方法。具体公式如下所示:
其中,vij 表示第 i 个城市在第 j 年的非期望产出;max(vij)表示第 j 年最大非期望产出;c 表示任意大于零的常数。
通过上述公式,可以将非期望产出转换出的期望产出越大越好,然后使用传统 DEA 模型进行研究。
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3.1 变量选取与数据来源................................ 16
3.2 江西省三大产业概况.................................. 16
第 4 章 江西省水资源利用效率评价研究............................25
4.1 变量选取与数据来源................................. 25
4.1.1 投入产出变量............................25
4.1.2 环境因素...................................25
第 5 章 江西省农业水资源利用效率评价研究.....................................41
5.1 变量选取与数据来源........................................ 41
5.1.1 投入产出变量....................................41
5.1.2 环境因素..................................42
第 5 章 江西省农业水资源利用效率评价研究
5.1 变量选取与数据来源
5.1.1 投入产出变量
根据《江西省统计年鉴》、《江西省水资源公报》以及各地级市统计年鉴,选择农作物播种面积、农业用水量、农业就业人数、农药、农膜、化肥作为投入指标,以农业生产总值为产出指标。各投入和产出指标具体如下所示:
(1)农作物播种面积。土地是农业生产活动中不可或缺的投入变量之一,但土地会出现复种、休耕或弃耕的现象。农作物播种面积是指实际种植或移植有农作物的面积,不论作物是在耕地上还是在非耕地上,均包括在农作物播种面积中。因此,与耕地面积相比,农作物播种面积可以更好地反映土地利用率。
(2)农业就业人数。农业就业人数代表劳动力投入,计算公式如下:
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第 6 章 研究结论、政策建议及展望
6.1 研究结论
本文通过 Tapio 脱钩弹性模型,对江西省经济增长与水资源消耗进行脱钩分析,并运用 LMDI 模型,对水资源消耗进行因素分解,在此基础上采用三阶段DEA-Malmquist 模型,评价分析江西省水资源利用效率以及农业水资源利用效率,得出以下结论。
研究分析江西经济增长与水资源消耗关系得出:(1)江西省 2006-2016 年产业结构呈现“二三一”结构,随时间变化,农业占比逐渐下降,工业占比先上升后下降,服务业占比缓慢上升,工业、服务业占比逐渐基本持平;(2)江西农业用水量占总用水量的绝大部分,虽然随着人口快速增长和经济飞速发展,服务业用水也逐渐增长,但农业和工业用水比重仍占 85%以上;(3)江西经济增长与水资源消耗关系出现强脱钩、弱脱钩和增长连接三种状态,主要以弱脱钩为主;农业经济增长与其用水量出现较差的脱钩关系扩张性负脱钩;工业经济增速高于农业,呈现先上升后下降,工业用水量增速远远小于经济增速,主要表现为弱脱钩;服务业经济比较平稳,服务业用水量持续增长,增速却逐年下降,主要表现为弱脱钩;随着工业化和城市化,废污水排放量慢慢增加,经济增长与废污水排放量之间大都表现弱脱钩状态;(4)江西省水资源消耗量的变动是由人口规模效应、经济水平效应、产业结构效应以及技术效应四种因素共同作用的结果,经济效应>技术进步效应>产业结构效应>人口规模效应。经济水平的提高是用水量增加的直接原因,影响程度先上升后下降;人口规模的扩是用水量增加的驱动力,影响程度保持在相对稳定的状态;产业结构调整是用水量减少的充分条件,影响程度逐年递减;技术进步是用水量减少的决定因素。
研究分析江西水资源利用效率得出:(1)调整投入产出前,水资源利用效率年平均值为 0.913,地区差异较大,大多数城市主要呈现“下降-上升-下降”的趋势,规模效率>纯技术效率>综合效率。(2)调整投入产出后,除萍乡外,各城市水资源利用效率均有所提高,地区差异变小,纯技术效率>规模效率>综合效率。(3)引入虚拟决策单元,结合“自评”和“它评”后,水资源综合效率值均大幅度下降,特别是南昌,随时间推移,主要呈现“下降-上升”的趋势。(4)全要素生产率变化指数均值为 1.008,技术进步变化均值为 1.010,技术效率变化均值为 0.999,技术进步和全要素生产率变化幅度很大,并且两者之间基本保持一致,全要素主要依赖技术进步变化。
参考文献(略)