我国不同区域城市绿色全要素水资源效率研究

由沙丘

(哈尔滨工业大学 经济管理学院， 哈尔滨 150001)

我国不同区域城市绿色全要素水资源效率研究

由沙丘

(哈尔滨工业大学 经济管理学院， 哈尔滨 150001)

[摘要]绿色全要素水资源效率是体现经济效率与绿色效率视角下的水资源利用效率的指标，绿色全要素水资源效率由绿色全要素水资源管理效率和绿色全要素水资源环境效率构成，我国城市绿色全要素水资源效率总体上仍处于不平衡的状态，东部地区城市的绿色全要素水资源效率较高，而中西部地区的绿色全要素水资源效率较低；内部管理及外部环境是造成我国城市总体绿色全要素水资源效率低下的原因。因此，我国城市应在优化外部环境的同时，提升水资源的管理能力。

[关键词]绿色全要素水资源效率；绿色全要素水资源管理效率；绿色全要素水资源环境效率；城市

2005年4月16日，《水污染防治行动计划》正式在中国政府网公布，水资源污染问题已经引起了政府的高度关注，水污染防治工作已经上升到国家政策层面。我国的水资源既面临着短缺问题，也面临着污染问题，要彻底解决这些问题，从需求侧加强管理是非常必要的，在节水工作实施的过程中强调减污是实现水资源利用的关键。城市是水资源使用的主要单位，尤其是城市中的工业企业单位对水资源消耗量巨大，我国城市总水量占全国总用水量的比重由1998年的20.71%上升到2014年的24%，因此，以水资源等要素作为投入，基于绿色全要素视角下研究水资源效率具有十分重要的意义。

在水资源使用效率的影响因素方面，经济发展水平、水资源价格、产业结构及技术水平会影响到水资源利用效率。有研究表明经济发展水平与水资源利用效率成正比。[1-2]还有研究表明工业企业的水资源成本在产品总成本中占有重要的地位，水资源价格的提升抑制工业水资源的需求量，通过水资源价格的调控有利于实现工业水资源的节约。[3-4]秦长海等认为水资源价格调控会提升农业水资源的利用效率，同时会实现整个农业系统的水资源的优化配置；产业结构会影响到水资源利用效率。[5]郭磊等的研究表明，1994年以前的北京市水资源依赖型的产业占整个工业的比重较高，1994年之后的北京市水资源依赖型的产业占整个工业的比重逐渐降低，节水型的工业企业比重提升，产业结构变动对水资源节约的贡献度大幅度提升。[6]由以上研究可以看出，学术界对水资源效率的研究从单要素水资源效率已经扩展到全要素水资源效率，但是对绿色视角下的全要素水资源效率的研究还有待深入。本文在绿色视角下，构建绿色全要素水资源效率的测度方法，对我国主要城市的绿色全要素水资源效率进行了研究，并从水资源的内部管理和外部环境等两个视角下分析了其产生差异的原因，剖析这些城市的绿色水资源效率的提升路径。

一、绿色全要素水资源效率的评价方法及指标构建

(一)评价方法

本文采用了Fried等(1999)提出DEA四阶段方法[7]，通过控制绿色全要素水资源效率影响的外部因素，对绿色全要素水资源效率的管理效率进行测度，具体原理和步骤如下：

第一阶段：基于原始数据的非期望产出的SBM模型计算。本文所涉及的产出指标中有期望的产出及非期望的产出，而SBM模型较好地解决了这类问题，因此选择非径向非角度的SBM模型进行分析。需要注意的是外部绿色水资源效率环境良好城市的生产投入数量要小于处于外部环境恶劣的城市，而这会导致前者获得较好的效率表现。由此可见，此阶段的DEA模型无法将外部环境因素对效率值的影响剥离出去。

第二阶段：外生变量识别与影响因素模型的构建。选择外部环境变量作为解释变量，以第一阶段决策单位的投入的松弛量为被解释变量，定量评价外生环境变量对投入松弛量或产出剩余量的影响。

第三阶段：原始数据的调整。根据第二阶段的估计结果，本文假设将我国所有的城市统一调整到最差的外部环境，原本处于有利环境下的样本城市则必须“惩罚性”地加上更多的投入，在此基础上得到调整后的投入项。采用“惩罚性”投入修改的目的是将各决策单元的外部环境统一化，对外界环境变量的影响进行剥离，以更好地衡量内部管理制度等方面所造成的绿色全要素水资源效率的差异，即第四阶段所得出的绿色全要素水资源效率。

第四阶段：调整数据后的DEA模型计算。将第三阶段得到的投入变量替换原有的投入变量,将这些处理过的数据纳入到非期望产出的SBM模型中，就可以得出去除环境变量的中国各城市的绿色全要素水资源管理效率。

(二)指标构建

1.绿色全要素水资源效率的指标说明。绿色全要素水资源效率一词，是源于全要素生产率的分析框架，参照全要素水资源效率(Total-Factor Water Efficiency, TFWE)的定义[1]，结合绿色全要素生产率及环境全要素效率的定义[8-10]，在考虑污染等非期望产出的基础上，本文将绿色全要素水资源效率(Green Total-Factor Water Efficiency, GTFWE)定义为在考虑水资源投入与其期望产出及非期望产出要素下的理论值与实际值的比率，绿色全要素水资源效率中的“绿色”体现为水资源的节约与水污染的减排。

2.绿色全要素水资源管理效率的指标说明。当绿色全要素生产率的外部影响因素被识别出之后，就可以将各个城市的外部环境进行调整，使得其处于较为平等的环境中，由此获得水资源投入的调整值，将调整之后的水资源值纳入到原模型中，再次运用SBM模型计算后就可以得到水资源的目标值，将其目标值与调整之后的水资源投入值进行比较，得到的比率就是绿色全要素水资源管理效率。

3.全要素水资源环境效率的指标说明。本文将绿色全要素水资源效率与绿色全要素水资源管理效率的差异归为环境因素。借鉴李兰冰(2012)的计算方法[11]，为了衡量绿色全要素水资源环境效率、绿色全要素水资源效率、绿色全要素水资源管理效率之间的关联关系，本文设定的绿色全要素水资源环境效率为绿色全要素水资源效率与全要素水资源管理效率之比。

与绿色全要素水资源效率、绿色全要素水资源管理效率不同，全要素水资源环境效率的值不局限于0至1之间，若绿色全要素水资源环境效率大于1，表明该城市的绿色全要素水资源效率处于优势环境，绿色要素水资源无效率主要来自管理因素，且环境因素在一定程度上弥补了绿色全要素水资源管理无效率；若绿色全要素水资源环境效率小于1，表明该城市的绿色全要素水资源效率处于劣势环境，环境因素是绿色全要素水资源无效率的重要来源；若绿色全要素水资源环境效率等于1，则表明该城市绿色全要素水资源效率与绿色全要素水资源管理效率相同，环境对绿色全要素水资源效率无明显作用。

二、变量选取、样本选择与数据来源

(一)变量选取

水资源作为重要的生产要素被引入到C-D生产函数中。本文将劳动、资本、能源及水资源作为投入要素，选择城市GDP及城市污水排放量作为产出要素。在四阶段DEA模型中，第二个阶段中需要选定若干影响全要素水资源效率的环境因素，基于已有的研究成果，本研究选取了产业结构、环境规制水平、工业技术水平等建立了水资源效率环境因素。投入、产出和环境变量的指标内涵如表1所示。

表1 投入、产出与环境变量的指标说明

变量具体指标(单位)投入要素劳动就业人数(人)资本资本存量(亿元)能源能源消费总量(万吨)水资源水资源消耗量(亿立方米)产出因素总产出国内生产总值(亿元)水污染水平污水排放量(万吨)环境要素产业结构第二产业比重(%)环境规制水平工业“三废”投资完成额/工业总产值工业技术改造水平工业技术改造投入经费/总产值

(二)样本选取和数据来源

本研究选取我国289个地级市、副省级城市及省级城市作为研究对象。产值、从业人数及能源消耗量分别来自《中国城市统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。治理污染的总投资、各地区工业用水量及价格分别来自《中国环境统计年鉴》等统计年鉴。其中，以当年价格核算的地区生产总值，应消除通胀因素影响，转换为以2000年为基期的价值量。本文衡量资本投入常用方法是永续盘存法[12]。

三、我国城市的绿色全要素水资源效率的综合评价

2005—2012年，我国城市的绿色全要素水资源效率呈现出缓慢上升的态势，2005年全国城市的绿色全要素水资源效率的平均值为0.322，2012年全国城市绿色全要素水资源效率的平均值为0.389，年均增长率不足2%。这也表明我国水资源节约减污的空间较大，考虑水污染等非期望产出的水资源节省量为现值的60%至70%。我国城市的全要素水资源效率呈现区域发展特点，其中北京、上海、天津、海南共4省份处于效率边界前沿，绝大多数全要素水资源高的省份位于经济发达的东部地区。

表2　2005年至2012年中国四大区域城市的绿色全要素水资源效率值

在2005—2012年间，我国四大地区城市的绿色全要素水资源效率均在提升，其中东部地区的工业结构发生了巨大变化，工业生产中的污水处理技术也逐渐提高，因此该地区城市的绿色全要素水资源效率领先于其他地区，其值在0.5至0.65之间；东北地区的绿色全要素水资源效率位于0.2至0.4之间，中部地区的全要素水资源效率大概在0.2至0.45之间；而西部地区的绿色全要素水资源效率最低，其值大约在0.15至0.3之间。在节水潜力方面，2012年东部地区水资源最大节约量约为水资源消耗总量现值的38%，中部地区约为69%，东北地区约为67%，西部地区约为70%，这些地区的节水潜力均是根据绿色全要素水资源效率前沿面上的城市相比较得来的，这些处于前沿面上的水资源的经济效率及绿色效率高的地区，其绿色全要素水资源效率的值为1，各地区城市绿色全要素水资源效率的平均值与该值的差值就是考虑绿色要求下的水资源节约潜力，该潜力值越大，说明该地区当前的水资源利用的经济效率及绿色效率较低，即水资源的使用过程中存在的浪费及水资源任意排放问题越严重。

四、绿色全要素水资源管理效率与绿色全要素水资源环境效率

2005—2012 年，我国城市的绿色全要素水资源管理效率(GTFWME)分别为0.508、0.496、0.503、0.507、0.513、0.517、0.523 和0.528，而同期绿色全要素水资源环境效率(GTFWEE)仅为0.622、0.655、0.655、0.657、0.702、0.738、0.738和0.747。可以看出，我国城市的绿色全要素水资源管理效率值要明显小于绿色全要素水资源环境效率值，这表明我国水资源在使用过程中存在着内部管理上的不足，水资源调配不合理，水资源浪费及水污染控制管理上存在不足，这均是导致绿色全要素水资源管理效率低下的原因；我国城市的绿色全要素水资源效率都小于1，这说明我国城市绿色水资源效率的外部环境处于比较恶劣的水平。以上的分析表明，我国城市的绿色全要素水资源效率受制于其环境效率与管理效率，绿色全要素水资源效率的提升需要同时注意这两个方面。从动态视角来看，2005—2012 年，GTFWE、GTFWME、GTFWEE均呈现波动性增长趋势，但是增长的幅度不均衡，三者的平均年增长率分别为2.756、0.551和2.675。可以看出，我国城市的绿色全要素水资源效率的提升动力主要来自于外部环境的改善，尤其是工业产业结构的合理调整和工业节水技术的推广运用，水资源内部的管理绩效提升速度较慢。

2005—2012年，我国城市的绿色全要素水资源管理效率及绿色全要素水资源环境效率表现出明显的不平衡特征。在绿色全要素水资源管理效率方面，东部地区城市一直居于首位，东北地区一直居于末位，西部地区和中部地区交替位列第二、三位。东部地区城市的水资源管理制度逐渐优化，其绿色全要素水资源管理效率也逐渐得到提升；在绿色全要素水资源环境效率方面，我国各地区城市间差异也非常大，东部地区的绿色全要素水资源效率领先于其他地区，其次是西部地区，东北地区的绿色全要水资源效率最低，这表明东部地区的产业结构调整、环境规制强度的加大及工业技术水平的提升给绿色全要素水资源效率提升创造了良好的外部条件，而东北地区是我国传统的重工业基地，产业结构的调整较为缓慢，技术革新的速度也落后于东部地区，因此其绿色全要素水资源环境效率提升缓慢。由以上结果可知，东部地区水资源无效率主要来源于管理无效率，水资源效率改善主要依赖于管理效率提升；中部、西部和东北地区的水资源无效率改善，则应既重视水资源管理水平提升，更要注重外生环境改善。

五、研究结论与政策建议

本研究系统地评价了我国不同区域城市的绿色全要素水资源效率、绿色全要素水资源管理效率和绿色全要素水资源环境效率，并分析了这些城市间的差异，所得出的研究结论如下：首先，我国城市总体的绿色全要素水资源效率水平非常低，内部管理及外部环境因素是造成我国城市总体绿色全要素水资源效率低下的原因，而内部管理水平低下是主要原因。其次，我国城市的绿色全要素水资源效率、绿色全要素水资源管理效率及绿色全要素水资源环境效率呈现区域性的差异，其中东部地区城市的三个效率均领先于全国其他地区城市。

针对上述研究结论，提出如下政策建议:第一，应该将绿色全要素水资源效率作为政府部门绩效考核的依据，结合目前的供给侧改革，将绿色全要素水资源效率的提升作为供给侧改革效果评价的重要依据，以此来推动政府改变传统的经济增长模式，促进政府的环境规制制度完善，从而使得区域内的工业企业的绿色全要素水资源效率的改善。第二，积极健全节水减排法律法规和标准，强化节水减排目标责任考核，健全奖惩制度，把水资源节约贯穿于生产、流通、消费、建设各领域和各环节，加快构建资源节约、环境友好的生产方式；总结上海、北京及广州等地区的经验，进一步完善阶梯水价，同时将水价和节水减排的考核指标结合起来，针对那些节水减排效果良好的企业进行给予水价优惠措施，对于那些节水减排效果较差的企业进行处罚。

[参考文献]

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[12]张军, 章元. 对中国资本存量K的再估计[J]. 经济研究, 2003,(7).

〔责任编辑：巨慧慧〕

[收稿日期]2015-09-28

[作者简介]由沙丘(1972-)，男，黑龙江哈尔滨人，副研究员，博士研究生，从事绿色水资源经济与管理研究。

[中图分类号]TV213.4

[文献标志码]A

[文章编号]1000-8284(2016)06-0173-04