青岛市工业与农业部门间潜在水权交易规模测算

孙江永,段治平

(山东科技大学经济管理学院,山东 青岛 266590)

中国共产党十八届三中全会明确了市场在资源配置中的决定性作用。尽管“十二五”规划纲要已提出我国要深化资源性产品价格改革,建立健全能够灵活反映市场供求关系、资源稀缺程度和环境损害成本的资源性产品价格形成机制,促进结构调整、资源节约和环境保护。但是,目前反映我国水资源市场供求关系的水权价格形成机制仍然缺失严重。随着经济增长对水资源需求的持续增加,水资源的供给短缺状况越来越严重,生态环境状况的持续恶化制约着地表水和地下水进一步开采的空间。除了跨区域调水、收集雨水、海水淡化、节约用水等措施,水权交易尤其是在部门之间的水权交易可以在一定程度上缓解水资源短缺对地区经济增长的瓶颈约束。

水权是为了满足居民生活和经济活动的清洁用水充分供给而设立的一种制度安排,水权的建立和完善对于水资源短缺的发展中国家的经济发展和解决贫困问题具有积极意义[1]。Speed[2]把中国当前的水权分为区域水权、取水权和用水户水权,比较研究了中国和澳大利亚的水权交易体系改革。中国和澳大利亚都有着同样遭受干旱和水源供给不足的现实。然而,澳大利亚和中国却选择了不同的水权交易方式。澳大利亚的用水户可以出让当年的水分配量,也可以出让长期水权,澳大利亚的这种水权交易体系有利于用水户根据季节变动做出短期灵活的调整，也有利于做出长期的结构调整,从而能够带来明显的收益。中国的水权交易刚刚起步,还没有形成系统的交易框架。中国水权在不同县域之间、灌溉区和工业之间的水权交易都是在政府的主导而不是市场主导下完成的。Zheng等[3]具体研究了内蒙古杭锦旗灌区的水权交易,认为在当前的水权交易体制下通过水票、用水环节的监督以及用水户协会的职能发挥能够促进水权在农户间的合理配置。

国内对水权交易的研究大多集中在理论模拟研究和案例研究。胡鞍钢等[4]从政治经济学的视角提出准市场分配水资源的思路,将流域水资源划分为生态水、基本用水和多样化用水三部分,认为部分多样化用水可以进入市场交易。孟戈等[5]通过构建水权交易数学模型证明水权交易既可以改善有限水量的整体使用效率,也可以改善用水户的净收益,水权可交易时的用水效率高于水权不可交易时的用水效率。但是,由于水的特性,在水权交易过程中存在较大的外部效应,这会造成交易费用过高,从而使得水权交易变得不可行。罗慧等[6]将水量权和污染权有机结合,认为建立一种准市场的水权交易机制既可以保证生态用水又能解决水短缺和水污染问题。最近,美国斯坦福大学格雷琴·戴利牵头进行北京市的“稻改旱”工程,农民拿到补贴以后,将水稻田变为玉米地,可以大幅度减少水的消耗,但是补贴额度则高于两者收入的差距。目前水权交易中存在水权交易价格不合理问题,市场中双方谈判的情境因素对水权交易有重要影响,在不同市场条件下水权交易价格也存在很大差异[7]。

综合现有有关水权的研究现状,大多数文献对于中国水权交易的研究局限于定性研究,或者对已实施水权交易的地区进行经验研究,对于尚未实施水权交易的地区部门间潜在水权交易规模关注不够。农业用水量大、产出低、节水潜力大,工业部门及城市水需求不断增长,供求矛盾突出。这对于缺水严重的中国北方沿海城市而言,水权交易使得地区拓展最大可能性生产边界成为可能。基于此,笔者拟以青岛市为例测算农业部门与工业部门之间的潜在水权交易规模。

1 潜在水权交易规模测算的实证框架

水资源是各部门生产不可缺少的投入,考虑到水资源投入后工业部门的CD生产函数扩展为

p=α0kα1lα2wα3

(1)

式中：p为工业部门的产出；k为工业部门的资本；l为工业部门的劳动；w为工业用水；α0是农业部门的技术参数。

考虑到农业生产除了受资本、劳动等要素的投入影响以外,还明显受到土地规模的影响,因此,农业部门CD生产函数扩展为

q=β0mβ1eβ2fβ3gβ4rβ5

(2)

式中：q为农业部门的产出；m为农业生产的机械投入；e为农业生产的劳动投入；f为农业生产的化肥投入；g为农业生产的土地投入；r为农业用水；β0为工业部门的技术参数。

工业部门和农业部门的实证方程可以分别表示为

(3)

ln(qit)=ln(β0)+β1ln(mit)+β2ln(lit)+

β3ln(fit)+β4ln(git)+β5ln(rit)+vit

(4)

式中：i为第i个地区；t为第t年；uit为工业部门实证方程的随机误差项；vit为农业部门实证方程的随机误差项。

如果在实证研究中选择面板数据的个体固定效应模型,则式(3)和式(4)的截距项变换为ln(αi)和ln(βi)。后文的实证研究将选择2007—2011年山东省17个地市的相应统计指标进行参数估计,截面的个体数量明显大于时点个数,因此固定效应模型中的ln(αi)和ln(βi)可在一定程度上控制地区间技术效率差异。

同一种资源在不同部门达到最优配置的理想条件是在不同部门的边际收益相等。农业部门的特征决定了农业部门的水价承受能力比工业部门低,同时考虑到农业在国民经济和人们生活中的基础性地位,因此现实中不可能以边际收益相等作为水资源在农业部门与工业部门进行配置达到均衡的条件。因此,需要对边际收益相等的条件进行修正。修正的方法是将水权交易后的农业部门水边际收益乘以修正系数θ。农业部门的水价承受能力比工业部门低,其主要原因是水资源给农业部门带来的边际收益比工业部门低,因此一般情况下θ>1。在后文的实证研究中θ的取值主要参照工业实际用水价格和农业实际用水价格来确定。

假设农业部门向工业部门转让的水权交易规模为Δw,基于前文的分析Δw满足:

(5)

2 生产函数估计结果

2.1 数据来源及处理

选择山东省17个地区的工业与农业的投入产出状况估计两部门的生产函数,然后以青岛市为例考察工业部门与农业部门之间潜在的水权交易规模。对于工业部门生产函数的估计,用工业增加值衡量工业部门的产出,用工业部门的固定资产净值年均余额衡量其资本投入,用工业部门年末从业人员平均人数衡量其劳动投入,用工业部门的实际用水规模衡量其水资源投入。对于农业部门生产函数的估计,用农业增加值衡量农业部门的产出,用农业机械总动力衡量农业生产的机械投入,用农业从业人员人数衡量农业生产的劳动投入,用农用化肥施用量衡量农业生产的化肥投入,用农作物播种面积衡量农业生产的土地投入,用农业用水量衡量其水资源投入。《山东统计年鉴(2008—2012)》提供了2007—2011年山东省17个地市的相应统计指标。

《山东统计年鉴》提供的工业增加值、农业增加值和工业固定资产净值年均余额均为当年价格衡量的名义值,分别用工业生产者出厂价格指数、农村居民消费价格指数和固定资产投资价格指数对上述变量的名义值进行平减,得到相应变量的实际值,用实际值进行参数估计。工业生产者出厂价格指数、农村居民消费价格指数和固定资产投资价格指数的统计数据来源于《山东统计年鉴2012》。

2.2 生产函数回归结果

回归估计所用软件为Eviews 6.0,分别选择面板数据的混合估计模型、个体固定效应模型和个体随机效应模型,利用式(3)和式(4)分别对2个部门的生产函数进行估计。工业部门和农业部门的生产函数估计结果分别如表1、表2所示。对相应模型残差项进行单位根的LLC检验、ADF检验和PP检验,对于两部门的检验结果均表明残差项都不含有单位根,这可以排除虚假回归对参数估计的影响。

表1 工业部门生产函数估计结果

注:“—”表示没有相应的变量、回归结果或统计指标；解释变量对应行括号中是对参数估计值显著性进行统计检验的t统计量取值；AR2是修正的可决系数；LLC，ADF，PP对应三行中的数值是3种单位根检验统计量的取值。*、**、***分别表示显著性水平为10%、5%和1%,下同。

表2 农业部门生产函数估计结果

对2个部门的个体随机效应模型估计结果进行随机效应的Hausman检验,检验结果都在1%的水平上拒绝原假设,所以与个体随机效应模型相比较选择个体固定效应模型更为合理。对2个部门的个体固定效应模型估计结果进行F检验,检验结果均拒绝了模型截矩项相等的原假设。为了得到更为稳健的潜在水权交易规模的测算值,同时考虑到混合估计模型的回归结果与已有的实证研究结论更为吻合,笔者既选择个体固定效应模型的参数估计值测算潜在水权交易规模,也选择了混合估计模型的参数估计值测算潜在水权交易规模,并比较2种结果的异同以期得到更为稳健的研究结论。

在对工业部门的估计结果中,不论是混合估计模型的估计结果还是个体固定效应模型的估计结果均表明水资源对工业部门的产出产生了显著影响,参数估计值在1%的显著水平上通过了检验。在对农业部门的估计结果中,混合估计模型的估计结果表明水资源对农业产出的影响在5%的显著性水平上通过了检验,个体固定效应模型的估计结果表明水资源对农业产出的影响在1%的显著性水平上通过了检验。

3 潜在水权交易规模的测算

青岛作为中国北方的一个沿海开放城市,在经济快速发展的过程中饱受水资源短缺的困扰。虽然采取引黄济青、海水淡化等水资源供给增加措施,但是水资源短缺形势依然严峻,而部门之间的水权交易可以在一定程度上缓解水资源短缺的压力。笔者以青岛市为例测算农业部门和工业部门之间潜在的水权交易规模。

基于实证回归得到的个体固定效应模型的参数估计值和2007—2011年青岛市农业部门与工业部门的生产要素规模,根据边际收益相等的理想条件可以得到2007—2011年青岛市Δw的估计值分别为4.065 1亿m3、3.606 0亿m3、3.908 8亿m3、4.171 3亿m3和4.449 0亿m3。与青岛市农业部门在2007—2011年实际用水量相比,潜在水权交易规模估计值较大。以2007年为例,青岛市该年度的农业部门实际用水为4.31亿m3,潜在水权交易规模的测算值明显过高。这印证了前文对水资源边际收益相等的理想条件进行修正的必要性。造成潜在水权交易规模测算值较大的原因可能是没有考虑到现实中水资源在农业部门和工业部门收益的差异。

基于表1中个体固定效应模型的参数估计值和个体固定效应模型截矩项的估计值,利用式(5)对青岛市农业部门和工业部门间潜在水权交易规模进行测算。

为了提高计算结果的稳健性与可信度,笔者采取3种措施。①选择青岛市工业用水价格与农业用水价格的比值作为θ取值的参照。工业用水价格与农业用水价格差别越大,说明水资源给农业部门和工业部门带来的收益差异越大。②θ取值选择一个区间,而不仅仅是某一个特定的值。这主要是考虑到不同工业部门的用水价格存在差异,同一部门用水量基数内外的水价也存在差异(阶梯水价)。因此,θ取值选择一个区间更有利于捕捉相关因素变化对潜在水权交易规模的影响。③除了选择个体固定效应模型估计值测算潜在水权交易规模以外,还选择混合估计模型估计结果测算潜在水权交易规模。通过比较基于不同估计模型估计结果的测算值，以期得到更为稳健的研究结论。

表3 青岛市潜在水权交易规模测算结果 亿m3

根据《山东省物价局关于调整黄河下游引黄渠首工程供水价格的通知》可知，黄河下游引黄渠首工程供农业用水价格4～6月为0.012元/m3、其他月份为0.01元/m3;非农业用水价格4～6月为0.14元/m3、其他月份为0.12元/m3。根据青岛市物价局2012年《现行水、电、气、热、公交等价格表》可知，青岛市工业用水的价格在3.45～4.55元/m3之间,2012年以前的农业灌溉用水价格在0.2元/m3左右,以工业用水价格与农业用水价格之比确定θ的取值范围,初步确定为17.25≤θ≤22.75。不同水源供农业用水价格存在差异。综合以上,笔者选择θ取值范围进一步扩展为[15,30]。

图1 基于个体固定效应模型的测算结果

简化起见,θ取[15,30]范围内的整数,首先利用个体固定效应模型的估计结果测算2007—2011年青岛市农业部门向工业部门可转让的潜在水权交易规模。测算结果如表3所示,不同年份θ与Δw关系的趋势如图1所示。随着θ取值增加,农业部门向工业部门可转让的水权交易规模逐渐下降,以2011年为例,θ=15时可转让的水权交易规模是1.436 2亿m3,θ=20时可转让的水权交易规模为0.857 2亿m3,θ=25时可转让的水权交易规模为0.426 6亿m3,θ=30时可转让的水权交易规模为0.096 9亿m3。测算结果表明,2007—2011年青岛市农业部门向工业部门可转让的水权交易规模总体上在逐渐加大。以θ=20为例,2007年可转让水权规模是0.363 6亿m3,2008年有小幅下降为0.294 6亿m3,2009年为0.637 3亿m3,2010年为0.709 2亿m3,2011年则增长到0.857 2亿m3。

为提高测算结果的可靠性与分析结论的稳健性,进一步选择混合估计模型的参数估计值测算2007—2011年青岛市农业部门向工业部门可转让的潜在水权交易规模。测算结果如表3所示。随着θ取值增加,青岛市农业部门向工业部门可转让的水权交易规模变动趋势与基于个体固定效应模型参数估计值的测算结果变动趋势非常相似。仍然以2011年为例,θ=15时可转让的水权规模为1.704 0亿m3,θ=20时可转让的水权规模为1.169 5亿m3,θ=25时可转让的水权规模为0.758 9亿m3,θ=30时可转让的水权规模为0.435 3亿m3。测算结果同样表明,2007—2011年青岛市农业部门向工业部门可转让的水权交易规模总体上在逐渐加大。基于混合估计模型参数估计值测算的不同年份潜在水权交易规模与θ值之间的关系如图2所示。

图2 基于混合估计模型的测算结果

4 研究结论与政策含义

以水资源在不同部门边际收益相等作为资源配置的均衡条件,考虑到水资源在农业部门与工业部门收益的差异,对资源配置的均衡条件进行修正。在农业部门和工业部门面板数据模型的参数估计值基础上测算了青岛市农业部门与工业部门之间的潜在水权交易规模。结果发现:①不论是农业部门还是工业部门,水资源都对产出产生了显著影响,水资源是影响农业部门和工业部门产出的生产要素之一;②水权交易均衡状态下工业部门与农业部门间水资源边际收益差异越小,潜在水权交易规模越大;③水资源优化配置渠道和机制的缺失带来的结果是,2007—2011年青岛市农业部门和工业部门间潜在的水权交易规模越来越大,水资源配置的扭曲程度越来越严重。

以上研究结论的政策含义是:地方政府应该充分重视水资源对农业部门和工业部门产出的重要影响;充分完善用水指标在不同部门之间的分配机制,把部门间潜在的水权交易规模作为用水指标分配的重要参考依据,可以在一定程度上缓解水资源配置的扭曲对地区经济增长的消极影响;对水权市场进行充分的论证,适时推出水权交易试点,通过市场机制和政府补贴机制促进水资源在部门间进行二次调配,有助于纠正水资源初次配置的扭曲。为避免水权转让沦为一般的商品交换,甚至因为转让混乱导致产业失调,在未来可能实现的水权直接交易过程中,政府应该对水权交易进行指导,让水权交易向节能环保、农工平衡的方向发展。

参考文献：

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