1、“四化”对中国水资源绿色效率的驱动效应研究 孙才志 郜晓雯 赵良仕 辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心 辽宁师范大学城市与环境学院 摘 要： 采用中国 30 个省市 20002014 年的面板数据, 利用 OLS 模型探究了“四化”对三种水资源效率的影响, 利用 GMM 模型对我国东、中、西部的水资源绿色效率驱动因素进行具体分析讨论, 研究结果发现:“四化”并未全部与水资源效率呈明显正相关关系, 说明推进“四化”过程中提高水资源利用效率的相关建设并未得到足够重视;“四化”及各控制变量对三种水资源效率体现出不同的驱动效应, 分析发现, 目前中国关于水污染治理的效果仍不理想;人口规模与水资源
2、绿色效率呈负相关关系, 表明人口持续增加会抑制我国水资源绿色效率的提升;环境治理能力对东部的水资源绿色效率无正向驱动效应, 说明东部的水污染治理问题较中西部更为严峻;水资源禀赋仅与东部地区水资源绿色效率呈正相关关系, 说明全国大部分地区不能根据自身水资源禀赋合理利用水资源。最后, 根据以上结论提出相应政策建议。关键词： 水资源绿色效率; 水污染治理; 水资源禀赋; 作者简介：孙才志, 辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心教授、博士生导师 (辽宁大连 116029) ;作者简介：郜晓雯, 辽宁师范大学城市与环境学院硕士研究生基金：国家社会科学基金重点项目“中国水资源绿色效率测度及提升机制研究
3、”(16AJY009) Driving Effect of“Four Modernizations”on Green Efficiency of Water Utilization in ChinaSUN Cai-zhi GAO Xiao-wen ZHAO Liang-shi Abstract： Based on the panel data of 30 provinces in China from 2000 to 2014, this paper explores the impact of the“four modernizations”on economic efficiency, e
4、nvironment efficiency and green efficiency of water utilization by using the OLS model.The GMM model is used to analyze the driving factors of green efficiency of water utilization in the eastern, central and western regions of China concretely.The results found that the“four modernizations”are not
5、all positively related to the efficiency of water utilization, which indicates that the related construction to improve the efficiency of water utilization in the process of“four modernizations”has not been paid enough attention to;the“four modernizations”and the control variables have different dri
6、ving effects on the three kinds of water resources efficiency, which shows that the effect of water pollution control is still unsatisfactory in China;the population size is negatively correlated with the green efficiency of water utilization, which indicates that the increase of population will inh
7、ibit the green efficiency of water utilization in China;the environmental management capacity has no positive effect on the green efficiency of water utilization in the east, which indicates that the problem of water resources management in the east is more severe than that in the central and wester
8、n regions;the water resources endowment is positively correlated with the green efficiency of water utilization in the eastern region, indicating that most of the country cannot be based on their own water resources to rational use of water resources.Finally, this paper puts forward the correspondin
9、g policy suggestions according to the above conclusions.Keyword： green efficiency of water utilization; water pollution control; water resource endowment; 一、引言我国经济社会的快速发展与水资源问题的矛盾日益凸显。中央关于加快推进生态文明建设的意见首次提出绿色化, 并将其与新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化并列。因此“四化”与绿色化协调发展成为了现阶段中国社会发展的重要战略和实践目标, 也成为了当前学术界讨论的热点话题。水资源绿色效率是利
10、用 Malmquist 全要素生产率指数模型, 以水足迹、劳动力、资本存量作为投入指标, 以 GDP、灰水足迹、社会发展指数作为产出指标计算得出的一种水资源利用效率。其内涵主要包括以下三方面:一是经济内涵, 即在同等条件下, 以相同或者更少的水资源投入获得更多经济产出;二是生态环境内涵, 即在实际生产过程中逐步减少水资源利用的非期望产出对生态环境的破坏;三是社会内涵, 即对水资源的利用, 是以不断地满足人类发展对物质和精神消费的需求为目的, 实现社会的包容性发展。水资源绿色效率的三种内涵体现了中华民族永续发展的绿色化内涵, 因此水资源绿色效率研究应该与新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化的相
11、关研究结合起来, 探究它们之间的协调耦合机理, 以促进水资源合理利用与“四化”协调发展, 探究水资源绿色效率的驱动机制, 为实现经济-生态-社会的可持续发展提供合理依据。孙才志等1首次将社会发展指数纳入产出指标, 提出水资源绿色效率, 将其与传统的水资源经济效率、水资源环境效率进行比较, 并运用 ESDA 方法进行空间格局研究, 但目前还未有文献对水资源绿色效率驱动因素进行探讨。围绕其他类型水资源利用效率的驱动因素, 国内学者做了大量的研究, 也形成了较为丰富的研究结论。孙才志等23通过面板数据计量模型考察了灰色水足迹比例、工业废水排放达标率、技术市场成交额等多种因素对水资源环境技术效率的影响
12、;马海良等4利用 Tobit 模型研究了经济水平、政府影响力等因素对考虑非合意产出的水资源利用效率的影响;买亚宗等5通过 Tobit 模型对水资源禀赋、水的基础建设投入等因素与水资源利用效率之间的关系进行了研究;赵良仕等6利用空间 Durbin 模型考察了工、农业用水比重、市场化程度等因素对水资源环境效率的影响;钱文婧等7通过 Tobit 模型探讨了产业结构、进口与出口需求对水资源利用效率的影响;苏时鹏等8通过 Tobit 模型探究了单位国土面积环保投资额、耕地占国土面积比重等因素对水资源可持续利用效率的影响;陈磊等9通过空间误差 SEM 模型考察了外资依存度、技术创新性等因素对水资源经济环境
13、效率的影响;李静等10通过 Tobit 模型研究了工业发达程度、工业节水技术和污染治理等因素对工业用水效率的影响;雷玉桃等11利用 Tobit 模型考察了工业结构、政府影响等因素对工业用水效率的影响;杨骞等12通过 Bootstrap 方法探讨了农田水利建设、节水农业发展水平等因素对中国农业水资源效率的影响。虽然国内学者对水资源效率的影响因素做了诸多探讨, 但目前的研究对象多是水资源经济、环境效率或其他类型水效率13-26, 对水资源绿色效率的探讨尚不多见。为了客观、全面、科学地反映地区经济社会发展和民生改善情况, 本文将指标体系中涵盖了社会维度的水资源绿色效率作为重点研究对象。且虽然上述文献
14、中考察了农田水利建设、工业发达程度等水效率驱动因素, 但关于全面分析工业化、城镇化、信息化、农业现代化与水资源利用效率相关关系的研究尚属空白。此外, 多数文献采用了 Tobit 模型27进行估计, 然而此种模型有一定的局限性, 主要的问题是忽略了解释变量与被解释变量之间的内生性问题, 得出的结论可能会在一定程度上出现偏误。而广义矩估计 (GMM) 模型恰当地使用工具变量能够很好地克服解释变量与被解释变量的内生性偏差, 是一种较好的计量模型28-31。鉴于此, 本文采用中国 30 个省份 20002014 年的面板数据, 以人口规模、环境治理能力等体现“绿色发展”理念的因素作为控制变量的同时,
15、将“四化”作为核心解释变量, 利用最小二乘法 (OLS) 模型分别探究了这些因素对水资源经济效率、水资源环境效率、水资源绿色效率的影响, 并利用广义矩估计 (GMM) 模型对我国东、中、西部的水资源绿色效率驱动因素进行具体分析讨论, 最后根据相应结论给出政策建议。二、计量模型、变量与数据(一) 模型设定本文借鉴 Cole 等32的模型思路, 在考虑相关因素的基础上, 将工业化、城镇化、信息化、农业现代化作为核心解释变量, 构建如下的中国水资源利用效率影响因素计量模型:其中, EW 是水资源利用效率, IND 是工业化水平, URB 是城镇化水平, INF 是信息化水平, AGR 是农业现代化水
16、平;i 表示省份, t 表示年份;Con 是控制变量, 包括人口规模 POP、环境治理水平 ENV、水资源禀赋 WAT。、 分别表示各地区差异的个体效应、时间差异的年份效应和其他干扰项。(二) 指标选取1. 被解释变量。本文分别选取水资源经济效率、水资源环境效率、水资源绿色效率作为被解释变量, 其具体含义如表 1 所示。表 1 三种被解释变量 下载原表 水足迹具体计算过程如下:式中:WF 为总水足迹;WF cs为城乡居民消费的农畜产品水足迹;WF ip为消费的工业产品水足迹;WF wp为污染水足迹;WF de为生活和生态水足迹。其中, 水足迹投入去掉了污染水足迹。灰水足迹3334具体计算过程如
17、下:式中:GWF agr为农业灰水足迹;GWF ind为工业灰水足迹;GWF dom为生活灰水足迹。2. 解释变量。由于现有的“四化”指标体系尚未统一, 本文借鉴现有研究成果35, 并遵循全面性、主导性、科学性、可比性、可获得性等原则, 选取适宜的“四化”指标 (如表 2 所示) 。表 2“四化”指标的选取 下载原表 投影寻踪法具有稳健性、抗干扰性和准确度高等优点, 因此本文运用投影寻踪综合评价法计算各指标权重, 并根据公式 (4) 确定“四化”的得分。式中:X ij为某年区域系统评价指标原始数据依据投影寻踪综合评价法确定权重计算出来的数值, n 为指标的数量, G 为某年相应状态的指数值。G
18、 值越大, 发展能力就越强, 反之越弱。3. 控制变量。考虑到变量的显著性以及对模型稳健性的影响, 本文选取人口规模、环境治理水平、水资源禀赋这些体现绿色发展理念的因素作为控制变量, 分别由人口总数、污染治理投资占生产总值的比重、人均水资源占有量表示, 以进一步研究水资源利用效率的驱动因素。(三) 数据来源本文使用了 20002014 年中国 30 个省市 (不含港、澳、台、西藏) 的面板数据, 所有数据来源于中国统计年鉴 (20012015) 以及各省市统计年鉴、中国水资源公报 (20002014) 、中国环境年鉴 (20012015) 、区域统计年鉴 (20012015) 。“四化”体系包
19、含较多指标, 数据存在部分缺失, 但比例很小, 本文根据已有年鉴数据, 在不影响其统计数据科学性的前提下, 以平均值插补处理缺失数据。本文运用 Stata13.0 等软件进行操作。三、实验结果与分析在研究之前, 我们对各个变量的共线性问题进行检验, 计算各解释变量的方差膨胀因子 VIF 值 (如表 3 所示) 。各个变量 VIF 值都小于 10, 表明变量之间不存在多重共线性问题。各变量的描述统计情况如表 4 所示。表 3 各个解释变量的方差膨胀因子 VIF 值 下载原表 表 4 主要解释变量的描述统计情况 下载原表 (一) 总样本估计结果表 5 给出了以水资源经济效率为被解释变量的计量结果。
20、其中模型 (1) 是不加入任何控制变量, 仅考虑“四化”4 个核心解释变量与水资源经济效率之间关系的回归结果, 模型 (2) (4) 是在模型 (1) 的基础上逐步加入控制变量的估计模型。估计结果显示, 信息化与水资源经济效率有明显的正相关关系, 农业现代化、人口规模与水资源经济效率呈负相关关系, 工业化、城镇化、环境治理能力、水资源禀赋估计系数均不显著, 说明这些因素与水资源经济效率无明显线性关系。以上估计结果表明, 信息化有利于一定的水资源量投入带来更多的经济产出, 人口规模增加会抑制水资源利用经济效益的提高, 农业化、工业化、城镇化进程中关于提高水资源利用经济效益的有关建设未受到足够重视
21、, 且环境治理过程中水污染治理尚存不足。从估计结果看, 各变量对水资源经济效率的影响一致, 因此估计结果具有较好的稳健性。表 6 给出了以水资源环境效率为被解释变量的计量结果。估计结果显示, 工业化、信息化与水资源环境效率呈正相关关系, 人口规模、环境治理能力、水资源禀赋与水资源环境效率呈负相关关系, 农业现代化、城镇化与水资源环境效率无明显线性关系。以上估计结果表明, 工业化、信息化有利于减少实际生产过程中非期望产出对生态环境的破坏, 人口规模增加会在水资源利用过程中对生态环境造成压力, 水资源丰裕会降低人们对水资源保护的重视程度, 农业化、城镇化进程中关于提高水资源利用环境效益的有关建设仍
22、不足够, 且环境治理过程中存在出现问题再治理的情况。从估计结果看, 各变量对水资源环境效率的影响一致, 因此估计结果具有较好的稳健性。表 7 给出了以水资源绿色效率为被解释变量的计量结果。估计结果显示, 信息化与水资源绿色效率呈正相关关系, 农业现代化、人口规模与水资源绿色效率呈负相关关系, 工业化、城镇化、环境治理能力、水资源禀赋与水资源绿色效率无明显线性关系。以上估计结果表明, 信息化有利于利用水资源促进人类社会发展, 农业化、工业化、城镇化进程中水资源利用尚不足够切合人类发展需求, 人口规模增加会抑制水资源合理利用带来的社会进步, 环境治理过程中以人为本的水污染治理尚存不足。从估计结果看
23、, 各变量对水资源绿色效率的影响一致, 因此估计结果具有较好的稳健性。表 5 以水资源经济效率为被解释变量的总样本估计结果 下载原表 表 6 以水资源环境效率为被解释变量的总样本估计结果 下载原表 表 7 以水资源绿色效率为被解释变量的总样本估计结果 下载原表 通过以上三种回归结果可以看出, 信息化与三种水资源效率皆呈正相关关系, 人口规模与三种水资源效率皆呈负相关关系。但当水资源经济效率加入生态环境内涵, 即将灰水足迹作为非期望产出得到水资源环境效率后, 一些解释变量的驱动效应发生了变化。其中, 工业化由无明显效应转变为显著正向驱动效应, 农业化的负向驱动效应转变为无明显驱动效应, 环境控制
24、能力、水资源禀赋由无明显驱动效应转变为显著负向驱动效应。在水资源环境效率中加入社会内涵, 即将社会维度作为期望产出得到水资源绿色效率后, 某些解释变量的驱动效应再次发生变化。其中, 农业化由无明显驱动效应转化为显著负向驱动效应, 工业化的显著正向驱动效应变为无明显驱动效应, 环境控制能力、水资源禀赋的负向驱动效应变为无明显驱动效应。上述关于工业化、农业化的转变体现出工业化、农业化的发展虽然一定程度上缓解了水资源利用率低下问题, 但往往忽略了以人为本的社会发展;关于环境治理能力的驱动效应转变表明污染治理经费占 GDP 比重虽不断上升, 关于水污染治理的效果仍不理想, 但同时其他一些环境问题的改善
25、有效促进了人类社会的可持续发展;关于水资源禀赋的驱动效应转变可能是因为可用水资源量增加会降低人们对水污染治理以及水资源合理利用的关注程度, 但同时水资源丰裕也在一定程度上促进了人类社会发展。(二) 分地区回归结果为了更深入地探究“四化”对我国不同地区水资源绿色效率的影响, 本文进一步进行分区域研究。按照国家统计局的划分, 东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南共 11 个省 (市) ;中部地区有 8 个省级行政区, 分别是山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南;西部地区包括四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、广西、内蒙古共
26、 12 个省级行政区。以上对全国东、中、西部的划分能基本代表高、中、低水平的区域经济发展水平, 故本文采用此种划分方式。其中西藏地区由于部分数据缺失, 暂不纳入研究范围。表 8 报告了分地区估计结果。其中模型 (1) 、 (2) 、 (3) 分别表示东、中、西部以水资源绿色效率为被解释变量的回归模型。从估计结果可以看出, 各解释变量的估计系数根据区域不同会出现显著性不同、正负不一等情况, 这初步说明“四化”对水资源绿色效率的影响因地区不同而出现分异。回归结果初步表明, 对于较为发达的东部地区, 信息化有利于促进水资源绿色效率的提升, 水资源禀赋正向影响水资源绿色效率, 而人口规模与水资源绿色效
27、率呈负相关关系;对于次发达的中部地区, 农业现代化、环境治理能力与水资源绿色效率呈正相关关系, 人口规模、水资源禀赋与水资源绿色效率呈负相关关系;对于欠发达的西部地区, 信息化对水资源绿色效率有正向驱动作用, 而工业化、城镇化、人口规模负向影响水资源绿色效率。表 8 以水资源绿色效率为被解释变量的分地区估计结果 下载原表 (三) 内生性问题由于模型中可能存在内生性问题, 如果运用标准的固定效应或随机效应模型进行参数估计, 可能会得到有偏的、非一致的估计结果, 使分析结果产生扭曲。为解决这一问题, 本文采用广义矩估计 (GMM) 方法对模型进行参数估计。广义矩估计 (GMM) 方法恰当地使用工具
28、变量解决了被解释变量与部分解释变量之间的内生性问题, 在一定程度上克服了一般估计模型因忽略内生性问题而产生的较大偏差;此外, 广义矩估计方法不需要知道随机误差项准确的分布信息, 允许其存在异方差和序列相关, 因而可以比其他传统计量方法得到更加有效的参数估计量3637。本文选取内生变量的滞后项作为工具变量, 并以第一阶段 F 统计值来检验弱工具变量问题。模型 (1) (4) 报告的分别是全国及东、中、西部考虑全部解释变量的 GMM模型估计结果 (如表 9 所示) 。模型 (1) 报告的是全国的 GMM 模型估计结果。估计结果显示, 农业现代化负向影响水资源绿色效率, 这可能是因为, 全国范围内农
29、业现代化水平还处于较低水平, 关于农业节水方面的建设仍有不足, 对于水资源绿色效率的促进作用并未体现出来;工业化、城镇化与水资源绿色效率并无明显关系, 这可能是因为, 国家在大力发展工业化的同时, 必然带来资源与能源的大量投入, 却并未严格规制工业企业的水资源利用情况, 也并未充分利用工业化实现提高水效率的工业技术创新, 在推进城镇化的同时, 未着重改造和建设市政节水基础设施, 节水管理制度的建立与完善也未得到充分重视, 致使工业发展与城镇化建设并未对水资源绿色效率产生积极影响。表 9 以水资源绿色效率为被解释变量的分地区 GMM 模型估计结果 下载原表 模型 (2) 报告的是东部地区的 GM
30、M 模型估计结果。结果表明, 环境治理能力与东部地区水资源绿色效率并无明显关系, 这可能是因为在环境治理上, 发达的东部地区由于过度开发, 环境问题十分复杂严峻, 如空气污染等, 因此水效率低下这一问题并未得到足够重视, 故虽然政府增加了污染治理投资, 但成效并不理想;此外, 水资源禀赋正向影响东部水资源绿色效率, 说明东部地区能较好利用自身的水资源条件, 提高水资源利用效率。模型 (3) 报告的是中部地区的 GMM 模型估计结果。结果显示, 信息化与中部地区水资源绿色效率并无明显关系, 这可能是由于与东部发达地区相比, 次发达的中部地区的信息化水平较低, 对水资源绿色效率的促进作用并未体现出
31、来;此外, 中部地区的水资源禀赋负向影响水资源绿色效率, 说明中部地区存在水资源越丰裕, 节水与水污染治理意识越差的状况。模型 (4) 报告的是西部地区的 GMM 模型估计结果。结果显示, 工业化的估计系数显著为负且系数值较大, 可能是由于较为落后的西部地区在急于推行工业化促进经济发展的同时, 采取粗放型、高能耗的发展模式, 忽视水资源节约与工业节水创新的问题较东中部地区更加严重。通过对比 OLS 回归模型和 GMM 回归模型的估计结果看, 各变量对水资源环境效率的影响基本一致, 因此估计结果具有较好的稳健性。四、研究结论与建议本文使用基于最小二乘法和广义矩估计法的面板数据计量方法, 采用中国
32、 30 个省份 2000 年2014 年面板数据, 考察了“四化”对我国水资源经济效率、水资源环境效率及水资源绿色效率的驱动效应。根据实证分析结果, 得出以下结论:第一, 工业化、城镇化、信息化、农业现代化并未全部与水资源利用效率呈明显的正相关关系, 说明在“四化”建设过程中, 提高水资源利用效率的相关建设并未得到足够重视。第二, “四化”对水资源三种效率体现出不同的驱动效应, 通过对其分析发现, 工业化、农业化的发展虽然一定程度上缓解了水资源利用率低下问题, 但往往忽略了以人为本的社会发展。第三, 三种控制变量对水资源三种效率亦体现出不同的驱动效应, 这些转变表明污染治理经费虽逐年上升, 关
33、于水污染治理的效果仍不理想, 但其他环境问题得到改善, 有利于社会的可持续发展;可用水资源量增加会降低人们对水污染治理以及水资源合理利用的关注程度, 但同时水资源丰裕也在一定程度上促进了社会发展。第四, 人口规模与三种水资源效率皆呈负相关关系, 说明人口持续增加会抑制我国水资源效率的提升。第五, 从分地区回归结果看, “四化”中信息化对中部水资源绿色效率无明显提升作用, 农业现代化仅对中部地区水资源绿色效率存在积极驱动效应, 对于西部地区工业化与水资源绿色效率呈显著的负相关关系, 且城镇化对全国水资源绿色效率均无明显驱动效应。第六, 环境治理能力对东部的水资源绿色效率无明显驱动效应, 说明相对
34、于中、西部地区, 东部的环境问题更为突出且治理情况不容乐观, 其中水资源问题并未受到足够关注。第七, 水资源禀赋仅与东部地区水资源绿色效率呈正相关关系, 说明水资源丰裕程度在不同地区会产生不同的驱动效应, 且全国大部分地区不能根据自身水资源禀赋合理利用水资源。相应地, 本文提出以下建议:第一, 继续坚持“四化”建设, 并将其作为国家中长期发展战略, 尤其要着重提高新型工业化水平, 以实现社会绿色发展, 并且重点关注西部地区新型工业化建设。第二, 加强信息化建设是推动水资源事业改革发展的迫切需要, 要运用综合监管平台和大数据技术, 加快形成以规划为导向、总量控制、供需双向调节的水资源调控机制,
35、尤其要加快推进中部地区信息化建设。第三, 在推进城镇化的过程中, 做好城镇节水专项规划, 加快相关节水设施改造与建设, 完善城市节水各项管理制度和措施, 深入推进城镇节水工作。第四, 由于目前我国农田有效灌溉系数与很多发达国家差距较大, 农业用水浪费现象严重, 因此在农业现代化建设过程中应培育耐旱抗逆的作物品种, 建立农业节水体制与机构, 控制水价与水费政策, 推广节水措施与技术。第五, 应坚持用可持续发展观协调人口增长与水资源问题之间的关系, 使人口保持合理增长速度。第六, 在环境治理上不能顾此失彼, 尤其对于环境问题突出的东部地区, 应在努力改善其他环境问题的同时, 加强关于水资源问题的治
36、理。第七, 水资源的非稀缺性带来了资源被大量浪费的可能性, 尤其对于中、西部地区, 应提高水资源管理水平, 加快开发水资源循环利用技术, 使这些地区能够结合自身的水资源禀赋条件对水资源进行合理利用。参考文献1孙才志, 姜坤, 赵良仕.中国水资源绿色效率测度及空间格局研究EB/OL.http:/202.121.165.27:9017/kcms/detail/11.1912.N.20170928.0643.002.html, 2017-09-28. 2孙才志, 赵良仕, 邹玮.中国省际水资源全局环境技术效率测度及其空间效应研究J.自然资源学报, 2014 (4) . 3孙才志, 赵良仕.环境规制下的中国水资源利用环境技术效率测度及空间关联特征分析J.经济地理, 2013 (2) . 4马海良, 黄德春, 张继国.考虑非合意产出的水资源利用效率及影响因素研究J.中国人口资源与环境, 2012 (10) .
