北京市第三产业用水特征及其发展策略

洪思扬　王红瑞　程涛　来文立　焦志倩

摘要 第三产业在北京市的产业格局中占有日益重要的地位，从水资源配置的视角探寻三产结构优化策略具有重要现实意义。采用LMDI分解方法，定量分析北京市第三产业用水结构变化驱动力特征，基于投入产出法计算各行业部门的用水系数，并进行用水特性和行业关联的聚类分析。结果表明，产业规模的快速增长是第三产业用水需求增长的决定性因素，2007-2013年间，累计使总用水量增加了34476.24万m³，产业结构效应和技术效应则对用水量的增加起抑制作用，两者分别使用水量减少2861.29万m³和21908.17万m³，产业结构效应和技术效应对用水的抑制作用不及经济产出效应对用水的拉动作用，最终导致用水量的增长。不同行业之间的用水系数有较大差异，水利、环境和公共设施管理、教育等行业的用水系数相对较大，批发和零售业、金融业的用水系数相对较小，科学研究技术服务和地质勘查等行业的用水乘数较大。第三产业中的高用水行业包括住宿和餐饮业等7个行业部门，潜在高用水行业包括批发和零售业等6个行业；一般用水行业为居民服务和其他服务业。聚类分析结果表明，对于诸如租赁和商务服务业及科学研究技术服务业等感应度系数较大的行业，应优先保障水资源的供给，使用高配额、低水价的管理方式；对于文化体育业等感应度系数较小的行业，可使用低配额、高水价的管理方式，限制用水量；对于配额高且水耗低的产业，可采取水权转让手段，将富余的水权转让给水耗高且产出高的产业。最后，针对研究结果，提出水权交易、技术推广、政策管理与机制构建四方面建议，为第三产业经济增长与用水之间的协调发展提供借鉴。

关键词 第三产业用水；因素分解；投入产出；产业关联

中图分类号 F062.4 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2016）05-0108-09 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.05.013

水资源问题已成为21世纪全球面临的首要资源环境问题，水的可持续利用是实现城市可持续发展的重要资源基础。北京市人均水资源量不足300m³，远低于国际公认人均1000m³的缺水警戒线，是我国最为缺水的大城市之一。水的需求量伴随着城市经济的迅猛发展和人口的急速膨胀而不断增长，随之产生了与薄弱的水资源条件之间的尖锐矛盾。改革开放以来，北京市产业结构发生了较大变化，第一产业GDP比重先上升后下降，第二产业GDP比重持续下降，第三产业GDP比重稳步上升，且在国民生产总值中逐渐占据绝对的主导地位。其中，第三产业的产值由1978年的25.8亿元，增长到2000年的2049.1亿元，继而增长到2014年的21330.8亿元，占GDP总值的比重由1978年的23.71%，增长至2000年的64.81%，继而增长至2014年的77.95%。以1994年为转折点，产业结构由“二三一”型转变为“三二一”型。伴随着第二产业的不断外迁，未来北京市的耗水大户必将是三产内部水耗较高的产业形态，快速发展的第三产业必将与用水量的增长挂钩。因此，亟待探究产业内部用水结构特征及其影响因素。目前，相关学者针对行业用水和用水结构做了大量研究并取得了一定成果，主要集中在用水结构与其影响因素、用水结构与产业结构的关联关系、产业结构特征与预测研究几大方面。其中，用水结构与其影响因素又包括用水结构的特征分析、用水结构的影响因素分析和用水结构的预测方面。研究方法主要包括信息熵、主成分分析法、灰色关联度法、成长曲线模型、计量经济学方法、人工神经网络模型、灰色系统建模方法、水资源投入产出模型、线性规划法和协调度模型和系统动力学模型等。研究尺度主要包括三级：地带、省级、地级。本文从北京市第三产业视角出发，使用因素分解模型和投入产出法探究用水量与产业结构之间的关联，从水资源配置的视角寻求产业内部结构优化调整的途径，以期为构建节水型的三产结构提供对策建议。

1 研究方法

1.1 基于LMDI的用水结构驱动效应分析

本文基于Kaya恒等式的拓展及改进形式，对北京市第三产业各部门用水影响因素进行分析，将影响因素分解为经济产出、产业结构和用水强度效应，表达形式如下：（1）

式中，E_j，t表示第j个产业部门第t年的用水量；E_t表示第t年第三产业总产值；E_j，t表示第j个产业部门第t年的产值；S_j，t-E_j，t/E_t表示第j个产业部门第t年的产值占该年份第三产业总产值的比例，I_j，t-F_j，t/E_j，t表示单位产值用水量，即用水强度。

使用积分中值定理处理公式（1）可得到：（2）（3）（4）

式中，△F_E为经济产出效应，表示在其他条件不变的情况下，仅由经济发展的影响而造成的用水量的改变；△F_S为产业结构效应，表示在其他条件不变的情况下，仅由产业结构的调整变化而引起的用水量的改变；△F_I为用水强度效应，表示在其他条件不变的情况下，仅由用水强度的变化而引起的用水量的改变。计算结果若为正值，则表明该效应对用水量的增加具有拉动作用。反之，表明抑制了用水量的增加，利于节水。

1.2 用水效益指标

本文选取表征用水效益的指标（直接用水系数、完全用水系数和用水乘数），表征经济用水特性的综合评价指标（相对用水结构系数、相对用水系数和相对用水乘数）和表征产业关联的指标（影响力系数和感应度系数），对各行业用水特性及行业之间的关联进行分析。各指标的定义、计算公式及代表意义详见表1。

根据表1经济用水综合特征指标，即相对用水结构系数、相对用水系数和相对用水乘数，提出行业用水特性分类标准，具体标准为：当R_sj≥1，或者R_qj≥1时，该行业属于高用水行业；当R_sj<1且R_qj<1，R_ej≥1时，该行业属于潜在高用水行业；当R_sjt<1且R_qj<1，R_ej<1时，该行业属于一般用水行业。

2 结果分析

2.1 数据来源与处理

以2007-2013年作为研究区间，第三产业各行业的取水数据来自相应年份《北京统计年鉴》及《北京经济普查年鉴》，第三产业各行业产值及增加值数据来自当年的《北京统计年鉴》。

2.2 北京市第三产业用水驱动力分析

2.2.1 影响因素整体分解分析

从整体上看，北京市第三产业用水量呈上升趋势。第三产业产业规模的快速增长是第三产业用水需求增长的决定性因素，总计使用水量增加了34476.24万m³。2007-2013年产业结构效应累计导致第三产业用水量减少2861.29万m³。相比于产业结构效应，技术效应带来的用水强度的下降对用水的抑制作用更显著，抑制效应的强度呈先上升后下降的趋势，2007-2013年技术效应对第三产业用水需求减少的贡献量为21908.17万m³（见表2）。总体上看，结构效应和技术效应对用水的抑制作用不及经济产出效应对用水的拉动作用，最终导致用水量呈上升趋势。

2.2.2 影响因素分行业分解分析

为更详细地了解第三产业内部用水特征，从第三产业各行业的视角对用水量的影响因素进行分析。

（1）经济产出效应影响分析。如表3所示，北京市第三产业的各行业均不同程度地拉动了用水增长。其中，住宿餐饮业、房地产业、水利、环境和公共设施管理和教育对用水需求增加的贡献程度相对较大，其总和在各时间段均达全部产出效应的58%以上；信息传输、计算机服务和软件业、金融业和居民服务和其他服务业所占比重较小，各时间段其总和均不足4%，而这四个产业部门产值占当年全部行业总产值不足20%。总产出效应在2007-2013年间呈波动状态，最大值是2010-2011时段，为7437万m³；最小值是2008-2009时段，为4295.6万m³，多年平均经济产出效应值为5746.04万m³，具体各行业各时段经济产出效应详见表3数据。

（2）结构效应影响分析。产业结构的变化对第三产业用水需求的影响不够稳定，2007-2013年累计产业结构效应对用水起到抑制作用，但作用效果不甚明显，累计使用水量减少了2861.29万m³，说明第三产业产业结构正逐步向低水耗结构调整。2007-2013年对水资源需求起抑制作用的产业有交通运输、仓储和邮政业，信息传输、计算机服务和软件业，住宿和餐饮业，房地产业，居民服务和其他服务业，文化体育和娱乐业和公共管理和社会组织，抑制效应总计-4816.7万m³，其中以住宿和餐饮业和房地产业的抑制效果最为显著；批发和零售业，金融业和租赁和商务服务业起到拉动作用，拉动效应总计1955.4万m³，最终这14个部门的产业结构效应之和为负值。

（3）技术效应影响分析。从整个样本区间看，各时间段的技术效应均为负值，这对第三产业用水量的增加起到了积极的抑制作用。其中以水利、环境和公共设施管理，教育，卫生社会保障和社会福利及公共管理和社会组织的抑制作用最为显著，抑制效应总计为-11906.4万m³，占总体抑制效应的50%，其次为交通运输、仓储和邮政业，批发和零售业，住宿和餐饮业，租赁和商务服务业和科学研究技术服务和地质勘查业，这五个行业的技术效应占到全部行业比重的40%，其余三个行业的技术效应占全部行业比重的10%。

2.3 北京市第三产业各部门用水系数分析

2.3.1 直接用水系数和完全用水系数分析

由图1可以看出，不同行业的用水系数差异较大。水利、环境和公共设施管理、教育及住宿和餐饮业是北京市第三产业中的用水大户，无论是直接用水系数，还是完全用水系数的排名均处于前三位。其中，水利、环境和公共设施管理行业的直接用水系数和完全用水系数分别为25.60m³/万元和26.71m³/万元，教育行业的系数分别为8.23m³/万元和9.89m³/万元，住宿和餐饮业的系数分别为7.04m³/万元和7.96m³/万元。直接用水系数较大，表明这类行业对水资源的直接消耗量较大，用水强度较高；完全用水系数较大，表明部门属耗水型产业，即为使这些行业增长一个单位产值产品，整个经济系统需要增加较大的总用水量以保障其生产。

用水系数相对较小的三个产业部门是：信息传输、计算机服务和软件业、批发和零售业及金融业。以信息传输、计算机服务和软件业为例，其直接用水系数和完全用水系数分别为0.22m³/万元和1.10m³/万元，直接用水系数较小，即表明该部门对水资源的直接消耗量较小，对水资源的依赖程度较低。完全用水系数较小，即若单纯从节约用水的角度考虑，这些部门的发展比较适宜北京市的水资源现状，扩大其生产规模对水资源产生的压力较小，是适宜首都社会经济发展的节水型行业，因此应给予重点支持发展。

2.3.2 用水乘数分析

北京市第三产业的14个行业部门中，金融业（8.67）、科学研究技术服务和地质勘查（6.61）、交通运输、仓储和邮政业（5.14）及信息传输、计算机服务和软件业（4.92）的用水乘数相对较高，这类行业部门在生产过程中对水的依赖性较强，经济系统中各行业间的经济联系较强；教育（1.2）、水利、环境和公共设施管理（1.04）、住宿和餐饮业（1.13）及卫生社会保障和社会福利行业（1.15）的用水乘数相对较低，说明这些部门对水资源的间接需求量较小，与其它行业部门的经济联系相对较弱。值得注意的是，金融业的直接用水系数和完全用水系数均较小，容易被忽略，但用水乘数却是第三产业各部门中最大的，说明其间接耗水的能力非常强，且与其他部门之间的经济技术联系也较为紧密。

2.4 第三产业各行业用水特性评价

根据标题1.2中所述方法，计算第三产业各行业部门的经济用水综合特征指标，并按其特征进行分类，结果如下：住宿和餐饮业、房地产业、水利、环境和公共设施管理、教育、卫生社会保障和社会福利、文化体育和娱乐业及公共管理和社会组织为高用水行业；交通运输、仓储和邮政业、信息传输、计算机服务和软件业、批发和零售业、金融业、租赁和商务服务业及科学研究技术服务和地质勘查业为潜在高用水行业，这些行业的相对用水乘数较大，但直接用水系数较小，故归于潜在高用水行业；一般用水行业为居民服务和其他服务业，这类行业对第三产业整体用水的影响较小。

2.5 北京市节水型工业结构的优化策略

2.5.1 各行业部门的关联分析

在实际的生产过程中，各个行业部门间是有着密切的经济技术关联而非相互孤立的，经济学中将这种联系关系称为产业关联。标题1.2中提及的影响力系数和感应度系数即是用来表征各行业之间的相互关系的重要参数。根据前文所述计算方法，计算得到各行业的影响力系数和感应度系数如图2所示。

由图2可以看出，感应度系数大于1的行业包括交通运输仓储和邮政业、批发和零售业、租赁和商务服务业及科学研究技术服务和地质勘查业，说明某行业对其他部门发展生产的需求感应程度超过了社会平均值，一定程度上属于国民经济发展的“基础产业”。交通运输仓储和邮政业、批发和零售业、租赁和商务服务业、科学研究技术服务和地质勘查及公共管理和社会组织行业，这五个行业的总产出占全部第三产业行业总产出的一半以上，属于北京市第三产业中的支柱产业。信息传输、计算机服务和软件业、住宿和餐饮业、金融业、房地产业、水利、环境和公共设施管理、居民服务和其他服务业、教育、卫生社会保障和社会福利、文化体育和娱乐业及公共管理和社会组织行业的感应度系数小于1，这类产业对经济发展的感应能力较弱。影响力系数的分析方法类似，这里不再赘述。

2.5.2 基于用水特性与行业关联的聚类分析

将北京市第三产业行业关联度与用水特征进行综合，能更好地反映行业结构内部特征。结合行业部门用水特征分类结果（标题2.4中所得结论），采用二分法，将行业的影响力系数和感应度系数分别作为横纵坐标，以数值1为界，将坐标系分为四个象限，以符号区分用水特征类别，得到表征用水特点与产业关联的分类图（见图3）。

从图3可以看出，北京市2010年第三产业中，无行业分布于第二象限，对位于第一象限、第三象限及第四象限的行业进行分析。

（1）第一象限。由图3可以看出，位于第一象限的行业共有四个，分别为交通运输、仓储和邮政业、批发和零售业、租赁和商务服务业及科学研究技术服务和地质勘查业。这些产业的影响力系数和感应度系数均大于1，产业之间的关联度较强，较大程度地拉动了国民经济的发展，同时带动并为其他行业的发展提供支撑和保障。同时，这四个行业属于潜在高用水行业，用水结构系数小于1，表明在用水量的控制上仍存在进步空间；相对取水系数小于1，表明用水效率高于全行业的平均水平。对于此类产业，政府应制定相关政策，支持和保障其正常发展。同时，这类部门的相对用水乘数相对较高，表明该类部门直接或间接消耗的其它部门产品对水的依赖性较强，部门间经济联系较强。

（2）第三象限。位于第三象限的行业共有九个，包括属于高用水行业的：住宿和餐饮业、房地产业、水利、环境和公共设施管理、教育、卫生社会保障和社会福利、文化体育和娱乐业；属于潜在高用水行业的：信息传输、计算机服务和软件业及金融业；属于一般用水行业的居民服务和其他服务业。这类行业部门的关联度相对较弱，产业间的制约性也相对较低，因此对于第三象限中的高用水行业和潜在高用水行业，由于其对整个经济系统的贡献程度小，拉动和支撑其他行业发展的能力弱，但耗水能力却较强，故应适度限制其发展，积极调整用水结构，必要时实施产业转移或逐步将其取代甚至淘汰。对于第三象限中的一般用水行业，可保障其适度发展。

（3）第四象限。位于第四象限的行业仅有一个，为公共管理和社会组织，属高用水行业，其影响力较强，感应度相对较弱，这类行业对国民经济有着较强的拉动作用，但不易被其他行业的发展所带动。对于该类高用水行业，应着重提高用水效率，政府制定相关的用水定额规范，其次将行业结构调整作为辅助性发展战略。

进行产业结构调整时，应在考虑各行业用水特征的基础上，考虑产业结构调整对整个经济系统所产生的影响，进而实现节约用水和经济持续稳定协调发展的双向目标。下面对构建节水型第三产业的发展提出几点对策建议：

（1）积极实施水权交易制度，鼓励水耗量较大，同时在整个经济系统中作用较为显著的（影响力或感应度系数较大）的行业部门，依据相关行业规范把水权分配给水耗量较大且产出较大的部门，以保障高价值用途的用水需求，实现产业结构的进一步优化和交易双方的利益均衡化。

（2）加强行业部门节水技术和工艺的研究，推广节水新设备的应用。着重对住宿和餐饮业、房地产业、教育、卫生社会保障和社会福利等高用水行业的用水设备进行技术改造，淘汰落后的高耗水设备和工艺，在原有基础上，适当上调该类行业的水价，改进污水回用与再生水利用技术，完善阶梯水价制度。同时将其纳入首批产业结构调整的范围，若部门节水成果仍不显著，将责令对其实施产业转移。

（3）结合“水十条”政策法规，严格控制产业用水总量，实施最严格水资源管理，建立万元国内生产总值水耗指标等用水效率评估体系，把节水目标任务完成情况纳入地方政府政绩考核。建立与完善再生水回用的政策管理体系，促进再生水利用。针对住宿和餐饮等高耗水行业，应强制执行使用符合市场准入标准的节水设备，努力将全行业的节水工作纳入法律保障范畴。

（4）发挥首都优势，构建用水与经济发展之间的协调发展机制，将水价作为行业部门耗水的重要限制因素，重点发展信息传输、计算机服务和软件业等水耗不高但对首都经济链发展具有带动作用的高新技术行业，同时，在保障节水效率提升的前提下，积极发展旅游等与中国传统文化紧密相关的现代化服务业。

3 结论

本文首先对北京市产业结构现状进行简要分析，表明第三产业在北京市的产业格局中占有日益重要的地位，通过LMDI模型对用水量变化的各个影响因素的贡献程度进行定量分析，为发掘第三产业的节水潜力提供思路；其次，基于投入产出法，对第三产业中各行业部门的用水特征进行评价；最后，延续前文的思路，以改善薄弱环节为出发点，进一步挖掘节水潜力，进行基于影响力系数和感应度系数的用水特性和行业关联的聚类分析，为推动北京市第三产业与水资源的协调持续发展提供对策建议。文章的主要结论如下：

（1）北京市第三产业用水主要受产出效应、结构效应和技术效应的影响。其中，结构效应和技术效应对水资源的抑制作用不及产出效应对水资源的拉动作用，最终导致水资源的需求呈现上升趋势。

（2）各行业的用水系数差异较大。水利、环境和公共设施管理、教育等行业的用水系数相对较大，批发和零售业、金融业的用水系数相对较小，科学研究技术服务和地质勘查等行业的用水乘数较大。

（3）北京市第三产业中高用水行业为住宿和餐饮业、房地产业、水利、环境和公共设施管理、教育、卫生社会保障和社会福利及公共管理和社会组织业；潜在高用水行业为信息传输、计算机服务和软件业、批发和零售业、金融业、租赁和商务服务业及科学研究技术服务和地质勘查业；一般用水行业为居民服务和其他服务业。

（4）对于诸如租赁和商务服务业及科学研究技术服务业等感应度系数大于1的行业，考虑其对北京市经济发展的重要拉动作用，应优先保障水资源的供给，使用高配额、低水价的管理方式，以实现用水和经济发展的平衡。对于文化体育业等感应度系数小于1的行业，考虑其低关联性，可使用低配额、高水价的管理方式，限制用水量。对于诸如住宿和餐饮业等用水量大而产出较低的行业，应大幅增加水价，完善水资源的循环使用。对于配额高且水耗低的产业，可采取水权转让手段，将富余的水权转让给水耗高且产出高的产业，以实现用水与经济可持续发展间的平衡。

（编辑：李琪）