2010—2019年水资源约束下河南城市效率变动与提升路径研究

摘 要：“十四五”及未来一个时期，河南城市仍然面临用水需求持续增长与水资源供给约束不断加剧的发展困境。对2010—2019年水资源约束下河南城市静态效率和动态效率进行分析，认为河南部分城市存在水资源投入冗余等情况。同时，河南城市效率的提升与技术进步相关性最强，进而从水资源节约、集约利用和科技创新、要素配置相结合的视角提出相应的对策建议。

关键词：水资源;城市效率;数据包络分析;技术进步

中图法分类号：F205                 文献标志码：A               DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0605

城市效率是城市经济、社会、生态等各个子系统运转的协调度以及由此带给城市居民的满意度[1]。随着“十四五”规划开局，河南进入全面建设社会主义现代化的新时期，但是仍然面临着保障国家粮食安全和生态安全、协同推进新型城镇化和乡村振兴战略的多重任务，城市仍然面临着用水需求持续增长与水资源供给约束加剧的发展困境[2]。一方面，随着人民生活收入的提高，人均生活用水量会逐步增加;另一方面，根据2019年数据测算，城镇人均生活用水量是农村的2.53倍，城镇人口的增加也会大幅增加用水量。因此，迫切需要把水资源作为最大的刚性约束，根据不同城市的水资源承载力、水资源现有开发强度和经济社会发展潜力，做到有堵有疏、有保有压，找到水资源高效利用和城市高效运转之间的平衡点、衔接点和协调点。

1   河南城市水资源供需特征

按照国际公认的人均水资源量低于500m3为严重缺水的标准，河南城市多属于严重缺水城市。近年来，随着产业规模不断扩大，城镇人口不断增加，农业现代化逐步推进，人民生活水平不断提高，生态环境建设不断加快，生产、生活、生态用水需求不断增长，河南城市水资源供需状况具体体现出如下特征。

1.1   城市整体水资源利用效率高于全国平均水平

和全国平均水平相比，河南城市水资源利用整体效率相对较高。在人均综合用水量、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、城乡居民生活人均用水量、农村灌溉亩均用水量等方面，多数城市用水效率都高于全国平均水平。其中，在万元GDP用水量上，只有濮阳高于全国平均水平;在万元工业增加值用水量上，濮阳和南阳两个城市高于全国平均水平;在城镇居民综合生活用水量上，信阳和济源两个城市高于全国平均水平;在农村居民人均生活用水量上，郑州、三门峡、周口三个城市高于全国平均水平。

1.2   城市水资源利用效率空间分布不平衡

在万元GDP用水量上，郑州、许昌、漯河、洛阳、三门峡、平顶山等河南中部、西部城市用水量更高。在万元工业增加值用水量上，豫东北和豫西、豫西南相对较高。在城镇综合生活人均用水量上，郑州、洛阳、新乡、开封、许昌、济源、三门峡等城市的用水量相对较高。从农村居民人均生活用水量来看，郑州、三门峡、济源、开封、周口等城市相对较高。从农村灌溉亩均用水量上看，豫北、豫西地区等城市相对较高。

1.3   城市结构性用水量差异明显

郑州、洛阳、许昌、漯河、平顶山、济源等工业竞争力相对较强的城市万元工业增加值用水量相对较低，用水效率相对较高。此外，服务业占比较高的城市，如郑州，万元GDP用水量也相对较低。从农村灌溉亩均用水量上看，洛阳、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、济源等工业化发展水平较高的城市农村灌溉亩均用水量相对较高。许昌、漯河由于在改善农田灌溉水平上投入相对较多，农村灌溉亩均用水量大幅下降。

1.4   工程型缺水导致水资源调控能力不足

由于水资源时空分布的不均匀性，在地域分布上与工农业用水不相适应，山丘地区水量供大于求，工农业布局集中地区水量求大于供，导致工程型缺水问题突出，城镇应急备用水源建设滞后于城市发展，城市供水安全保障能力不足。

1.5   非常规水源利用率偏低

受配套中水利用工程及需水用户的限制，各城市非常规水源利用率相差较大，各城市市区和组团县区域利用率相对较高，其他区域未大规模利用中水。迫切需要加大污水收集、处理力度，将中水等非常规水源更加广泛地应用到电厂冷却、冷热能利用、景观用水、绿化浇洒、道路洒水、生态补水等领域，有效提高水资源利用效率和循环利用水平。

2   水资源约束下的河南城市效率评价

将水资源作为约束条件，运用改进后的DEA（数据包络分析）方法，对2010—2019年河南城市在水资源约束下的静态效率和动态效率进行评价，以进一步反映河南城市的用水效率以及在水资源约束下的城市效率。

2.1   评价模型构建

静态评价采用DEA中的C2R模型，动态评价采用DEA-Malmquist生产率指数法[3]。从城市经济、社会、生态三个子系统的角度入手，将水资源作为约束条件来构建指标体系。结合评价的目的，选取农业用水、工业用水、生活用水、生态环境用水、全社会固定资产投资等5个指标作为投入指标，选取第一产业增加值、规模以上工业增加值、废水排放量等3个指标作为产出指标。在指标选定后，考虑水资源数据、城市发展相关数据的滞后性和可获得性，选择2010—2019年作为评价期。其中，静态效率采用逐年分析的方式，考虑如何从投入的角度进行资源优化配置提高整体效率，以期更好的反映规模效应，重点考察2010—2019年间水资源投入是否冗余;动态效率分析采用DEA-Malmquist生产率指数方法，通过面板数据进行决策单元的动态效率的纵向比较，获得更加完整的全要素生产率变化情况，并进一步分解为技术效率变化指数和技术进步变化指数，主要考察2010—2019年水資源作为约束性投入要素的情况下，河南城市效率的变化情况[4]。在分析动态效率的过程中，不仅将水资源作为重要的投入指标，而且将其设置为约束性指标，根据柯布道格拉斯生产函数的约束条件进行标准化处理。所有数据来自2011—2020年河南统计年鉴和2010—2019年河南水资源公报。

2.2   水资源约束下河南城市静态效率评价

根据静态分析结果，2019年河南17个省辖市和济源示范区的综合技术效率达到0.973，纯技术效率达到0.979，规模效率达到0.993，显示出较高的城市效率。其中，郑州、开封、安阳、鹤壁、焦作、许昌、漯河、三门峡、信阳、周口、驻马店等城市和济源示范区的综合技术效率、纯技术效率和规模效率都达到了最优值，说明这些城市的用水效率相对较高，并且在水资源作为约束的条件下，城市的效率也达到最优值，占全部城市的比重为66.7%。洛阳、平顶山、濮阳、南阳、商丘等城市的效率还没有达到最优，还需要进一步提高。

从规模报酬指标看，洛阳、新乡、南阳、商丘等城市的规模报酬递减，也就是说在水资源约束下，城市的要素投入相对于产出效率没有达到最优，还需要进一步优化投入和产出的组合来提高运行效率，特别是通过结构性调整、技术进步等方式来提高城市的运行效率，并且同步提高城市的用水效率。在水资源约束下，平顶山的规模报酬处于递增阶段，表明还可以通过扩大要素投入规模，加大全社会固定资产投入，加快人口集聚等途径推动城市效率的进一步提高。

从投入冗余的情况上看，2019年河南17个省辖市和济源示范区在农业用水量、工业用水量、生态生活用水量和从业人员数上存在投入冗余，在全社会固定资产投资额上不存在投入冗余。平顶山、新乡、濮阳、商丘等城市存在水资源的投入冗余，其中，平顶山在工业用水量和生态生活用水量上存在投入冗余，分别为1.0111亿m3和1.15亿m3;新乡在农业用水上存在投入冗余，为7.106亿m3;濮阳在农业用水和工业用水上存在投入冗余，分别为5.717亿m3和1.063亿m3;商丘在农业用水和工业用水上存在投入冗余，分别为2.192亿m3和0.031亿m3。这说明在2019年这些存在投入冗余的城市的水资源利用效率不高，也说明在水资源约束下，这些城市的运行效率存在需要改进的地方，可以在水资源投入上进行削减，也可以进一步扩大全社会固定资产投资，让城市的投入和产出更加匹配。

2.3   水资源约束下河南城市动态效率评价

利用DEAP2.1软件处理相关数据，计算河南各城市Malmquist用水效率。DEAP2.1软件处理时消掉了第一个时间，即2010年的值，因为每一个Malmquist生产率值都表示其相对于上一年度的增长或下降[5]。从河南城市的动态效率评价结果来看，在水资源约束下，2011—2019年河南城市效率主要呈现出以下几个特点：

第一，水资源约束下河南城市效率总体受技术进步影响最大。从2011—2019年全要素生产率的运行轨迹看，全要素生产率最高为2018年的1.069，最低为2019年的0.892，城市效率波动的特征较为明显，且波动轨迹和技术进步密切相关，表明水资源约束下河南城市的运行效率受技术进步影响最大。同时，也可以看出河南城市发展过程中，技术进步并不明显，说明城市的发展要更多考虑劳动力、资金、土地等生产要素的驱动，创新驱动发展模式还没有形成。

第二，水资源利用效率低下是河南城市效率波动的重要因素。结合水资源约束下河南城市静态效率的评价结果，虽然平顶山、新乡、濮阳、商丘等城市存在水资源投入冗余，但是整体上城市的投入冗余主要包括从业人员数和农业、工业和生活生态用水。一方面，水资源存在投入冗余说明水资源的整体利用效率不高，反映出城市在资源利用方面的运行效率不高;另一方面，从业人员存在冗余，说明城市在人力资本的开发利用上还要提高效率。这两项效率不高也在一定程度上反映出河南城市的发展主要依靠人力和资源的投入。

第三，水资源约束下河南城市的规模效率总体保持稳定。从2011—2019年河南城市的规模效率演变情况看，10年时间内没有明显的改善，波动相对较小。根据城市经济学理论，每个城市都存在一个最优人口规模。在该最优人口规模下，集聚正效应最大限度地发挥，城市人均福利即可支配收入最高。当前，河南城市除了郑州之外，包括洛阳在内的其他城市的总体规模都相对较小，还没有达到最优规模，集聚效应并不明显。

第四，河南城市技术进步明显滞后。城市技术进步可以通过城市创新的示范效应、体制机制创新的倍增效应、城市产业创新的引力效应和资源要素的聚合效应来实现，进而推动城市效率的提升。但是由于河南存在人才、教育、科技、研发等创新资源薄弱，创新支撑乏力，产业发展后劲不足的问题，技术进步没有持续发挥对城市效率提升的推动作用。

3  水资源约束下提高河南城市效率的对策建议

河南城市要在水资源是最大刚性约束的前提下来提高运行效率，必须把水资源节约、集约利用和科技创新、技术进步、产业结构调整、人力资源开发和城乡布局优化结合起来。

3.1   提高城市用水效率，消除要素投入冗余

在水资源约束下，要着力提高水资源利用效率，首先是加强工业领域节水减排，促进企业之间、园区之间、集群之间开展串联用水、分质用水、循环用水，力争实现企业、集群、园区的“三重”零排放;其次是极大释放农业节水潜力，推动喷灌、滴灌、管道输水灌溉等节水技术的创新、落地，推进耐旱农作物新品种的选育、推广;再次是全面推进城镇节水降损，尽量降低管网漏损率，从严控制洗浴、洗车、宾馆等高耗水服务行业用水定额，进一步推行水效标识、节水认证和合同节水管理，提高全社会的节水意识;最后，统筹开发利用好再生水、雨水、微咸水，逐步增加对非常规水的利用。

3.2   推进城市技术进步，提高科技支撑能力

河南城市效率的提升和技术进步相关度最高。但是，由于河南城市科技创新能力有限，技术进步相对缓慢，河南城市效率提升也相对缓慢。因此，要加快推进城市创新发展，以创新推動技术进步和城市效率的提升。首先是持续集聚创新资源，加速打造聚集吸引创新资源的平台载体，强化创新要素有机整合;其次是完善创新政策支持和体制机制，激发全社会创新活力和创造潜能;最后是突出企业创新主体地位，围绕各产业骨干企业，优化提升政府支持企业技术创新、管理创新、商业模式创新的新机制。

3.3   堅持提质优先导向，优化要素资源配置

河南不同的城市，规模报酬阶段不同，投入冗余不同，这和城市的功能定位、产业结构、人口规模都有较大的关系，说明了城市的要素配置效率较低，迫切需要以提质优先作为导向，推动城市资源的高效配置。首先是重构资源配置链条，面向国内外聚合资源，推进创新链、产业链、金融链、资源链深度融合，加快形成新动能;其次是持续改善和优化营商环境，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，激发市场主体活力，畅通资源要素流动渠道;最后是提升城市智慧运行水平，充分运用物联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术，加强工程数字化、网络化、智能化改造。

参考文献：

[1]赵晓霞，渠爱雪，荀文华等.城市效率研究进展与展望[J].淮海工学院学报（自然科学版），2012（1）：74-78.

[2]余卫东，闵庆文，李湘阁.水资源承载力研究的进展与展望[J].干旱区研究，2003，20（1）：261-262.

[3]魏权龄.数据包络分析（DEA）[J].科学通报，2006（17）：1793-1808.

[4]孙威，董冠鹏.基于DEA模型的中国资源型城市效率及其变化[J].地理研究，2010，29（12）：2155-2165.

[5]朱达，唐亮，谢启伟，等.基于数据包络分析方法的城市水资源利用效率研究[J].生态学报，2020，40（6）：1956-1966.

收稿日期：2021-10-25

基金项目：2020年度河南省软科学研究项目《水资源供求约束下河南城市运行效率提升研究》（项目编号：202400410183）

作者简介：王新涛，男，研究方向为城市—区域综合发展。

Study on the Change and Improvement Path of Urban Efficiency in Henan Under the Constraint of Water Resources From 2010 to 2019

Wang Xintao

（Henan Academy of Social Sciences，Zhengzhou，450002，China）

Abstract：During the 14th five year plan and the coming period，Henan cities are still facing the development dilemma of continuous growth of water demand and increasing constraints on water supply and demand. By analyzing the static efficiency and dynamic efficiency of Henan cities under the constraints of water resources from 2010 to 2019，it is considered that some cities in Henan have redundant investment in water resources，and the urban efficiency of Henan has the strongest correlation with technological progress. Then，corresponding countermeasures and suggestions are put forward from the perspective of the combination of water resources conservation and intensive utilization，scientific and technological innovation and factor allocation.

Key Words：Water Resources，Urban Efficiency，Technical Progress