技术进步视角的汉江生态经济带工业水资源利用效率研究

彭广珍 余淑秀 陈佳怡 张 倩 邹乾坤 刘 勋

湖北汽车工业学院经济管理学院 湖北十堰 442002

1 研究背景

近年来，随着经济的迅速发展，工业化进程也不断加快，工业发展过程中的工业用水需求也不断增加，同时也伴随着工业废水的处理和排放。在对有限水资源需求持续扩大的同时也对水资源环境造成巨大压力，利用不当将会导致水资源枯竭以及水资源环境恶化等一系列问题，对整个生态系统形成冲击。解决水资源危机的思路之一就是通过提高水资源的利用效率，对工业发展过程中的水资源进行重复利用，降低不必要的工业用水量，从而减少对水资源的浪费。

汉江是长江的最大支流，汉江流域自然资源丰富、经济基础雄厚、生态条件优越，是我国重要粮食主产区和重要生态功能区，依此实施的《汉江生态经济带发展规划》也成为一项重大区域发展战略。汉江生态经济带工业基础好，工业发展水平较高，在工业发展目标下，工业水资源利用成为一个重要研究问题，利用效率的提高将大大减少工业用水量，同时对工业废水排放的处理，也将减少对相关环境的影响，因此对汉江生态经济带工业水资源利用效率研究具有重要意义。

汉江生态经济带沿线17个城市，涉及湖北、河南、陕西三个省份。规划区域包含了南水北调中线工程水源区。从丹江口水源保护区调水，为沿线的十几座大中城市输水，汉江生态经济带沿线城市工业水资源利用效率将对水资源质量产生巨大影响。提高工业水资源利用效率，减少工业废水排放，加强对工业废水处理达标排放，直接决定着“一江清水持续北送”重要任务的完成。本文将汉江生态经济带沿线各城市资本、劳动力、工业用水量作为投入变量，各市工业GDP、工业废水排放量作为产出变量，结合DEA技术，运用Malmquist指数法，分析汉江生态经济带沿线城市工业水资源利用效率。

2 研究设计

2.1 研究方法

假设某一地区在工业中以传统的三个投入要素——资本、劳动力和工业用水量，形成两种产出即工业GDP(期望产出)和工业废水排放量(非期望产出)，与DEA技术结合，将期望产出和非期望产出结合在一起，形成工业水资源利用效率研究方法，用于汉江生态经济带沿线城市工业水资源利用效率实证研究。本文选取2010—2018年汉江生态经济带沿线17个城市经济统计数据，即资本、劳动力、水量作为投入变量，GDP为期望产出变量，废水排放量为非期望产出变量。

Malmquist指数方法用于测算汉江生态经济带工业水资源利用效率的动态变化。Malmquist全要素生产率指数(TFPCH)是指生产活动从t到t+1时期，总产量与全部要素投入量之比，一般含义为资源(包括人力、物力、财力)开发利用的效率，反映整体生产率指数变化情况。TFPCH可表示为：TFPCH=TECHCH*EFFCH=TECHCH*PECH*SECH。技术进步变化指数(TECHCH)是指技术进步对经济增长的贡献份额，它是衡量区域科技竞争实力和科技转化为现实生产力的综合性指标；技术效率指数(EFFCH)测算的是技术变动情况。同时，EFFCH可分解为纯技术效率变化指数(PECH)与规模效率变化指数(SECH)，纯技术效率变化指数(PECH)反映制度和管理水平因素对效率水平的影响变化，PECH>1时，表示制度和管理水平使得效率提高；规模效率变化指数(SECH)反映规模因素对效率水平的影响变化，SECH>1时，表示企业规模使得效率提高。

2.2 数据来源

基于数据科学性和研究需要，选取2010—2018年汉江生态经济带沿线17个城市经济统计数据，来自《新中国六十年统计资料汇编》、历年《中国统计年鉴》、各市《水资源公报》和《中国城市统计年鉴》。数据描述性统计如表1所示。

表1 2010—2018年汉江生态经济带17个城市投入产出指标描述性统计

3 实证分析

计算2010—2018年汉江生态经济带各市工业水资源利用的全要素生产率指数(TFPCH)、技术进步变化指数(TECHCH)、纯技术效率变化指数(PECH)与规模效率变化指数(SECH)，反映汉江生态经济带工业水资源利用效率，以及技术进步对效率的贡献。

3.1 各指数计算结果(限于篇幅，仅列出TFPCH指数计算结果，其他分解指数计算结果未在文中列出，读者如有需要，可联系作者)分析

表2 汉江生态经济带2010—2018年各个城市的TFPCH

通过各指数城市间对比，可以发现，汉江生态经济带沿线的十堰市、商洛市、孝感市、安康市、武汉市、潜江市、神农架林区、荆门市等8个城市的全要素生产率指数总体呈现下降趋势，说明这些城市2010—2018年的水资源总体利用率是逐渐降低的，而三门峡市和十堰市2010—2018年全要素生产率指数(TFPCH)均大于1，说明三门峡市和十堰市水资源利用综合效率水平提高，尽管存在水平波动，但工业水资源利用效率一直是提高的。导致各市效率差异的原因也存在不同，其中，三门峡市是由于实施了三门峡市土地利用总体规划(2010—2020)，规划的实施对促进三门峡市的经济社会发展和生态建设起到了十分重要的保障作用。十堰市是丹江口水库大坝工程所在地，南水北调中线工程水源区，伴随着一些工业企业的搬迁，导致工业用水减少，两者在一定程度上共同促进了工业水资源利用效率的提高。荆门市2010—2018年全要素生产率指数皆低于1，说明荆门市水资源利用效率还不够理想，处于较低水平，仍存在较大提升空间，出现这种情况的原因可能是荆门市过度的渔业养殖和投肥造成水体污染，一般工业废水综合利用率、城市生活污水与农业用水处置程度偏低，水资源利用处置能力偏小等。

从整体上看，汉江生态经济带沿线17个城市的纯技术效率变化指数(PECH)绝大多数都低于1，这是由目前的制度和管理水平所限制的。在这种情况下，天门市较为特殊，2010—2018年纯技术效率变化指数均为1，说明天门市的制度和管理水平使得效率保持稳定不变。三门峡市、仙桃市、商洛市、天门市、襄阳市、随州市、驻马店市等7个城市，在2016—2017年间技术进步指数出现最大值，这说明在这一年技术进步对城市工业水资源利用效率的贡献达到最大值，其中，最为突出的是仙桃市，主要原因在于重大项目的顺利实施为仙桃市企业技术创新、产品结构调整、产业做强做大提供了有力的科技支撑。

3.2 各指数变化趋势分析

2011—2018年汉江生态经济带沿线城市各指数变化趋势图

从上图可以看出，汉江生态经济带2011—2018年全要素生产率指数(TFPCH)值，总体呈缓慢下降趋势，说明汉江经济带沿线城市2010—2018年整体水资源利用率是逐渐降低的，但在2010—2017年均在1上下，只有在2018年偏低，属于正常水平，2011—2016年和2017—2018年出现逐年降低的现象，反映出技术进步对工业水资源利用效率的贡献呈现下降趋势，而且2011—2015年纯技术效率变化指数(PECH)与规模效率变化指数(SECH)小于1，说明这一时期的制度和管理水平及企业规模因素对效率水平并没有产生正向影响。2016—2018年间，各指数出现较大幅度波动，具体地，2016年纯技术效率变化指数(PECH)与规模效率变化指数(SECH)大幅上升，但由于技术进步变化指数(TECHCH)下降，所以PECH和SECH在2017年出现回落，之后，随着TECHCH大幅提升，PECH和SECH在2018年又大幅上升，上述变化反映出技术进步变化指数(TECHCH)对制度和管理水平以及规模因素有着直接的重要影响，进而影响水资源利用综合效率。

汉江经济带技术进步指数(TECHCH)总体呈现波动式下降，但总体高于1，只有个别年份在1左右且在2011年和2017年达到较高值。表明汉江经济带的技术进步指数(TECHCH)整体水平较高，值得肯定，但是也存在下降、不稳定的风险。需要进一步加大技术投入资金，推动技术水平稳步提高。

4 结论及对策建议

本文从技术进步视角出发，运用结合DEA技术的Malmquist指数方法，测算2010—2018年汉江生态经济带沿线17市水资源利用的全要素生产率指数、技术进步变化指数、纯技术效率变化指数与规模效率变化指数，分析汉江生态经济带工业水资源利用效率，得出以下主要结论：

(1)汉江生态经济带沿线城市总体工业水资源利用效率较高，得益于产生规模经济效应的技术投入以及制度和管理水平提高，但局部仍有较大提升空间；

(2)技术进步变化对制度和管理水平以及规模因素有着直接的重要影响，从而影响汉江生态经济带沿线城市工业水资源利用效率；

(3)汉江经济带沿线城市技术进步指数整体水平较高，但是也存在下降、不稳定的风险。

为进一步提高汉江生态经济带工业水资源利用效率，提出以下建议：(1)加快创新成果转化速度，尽快将其转变为现实生产力，促进技术进步，同时采取激励手段高效利用水资源，提升技术效率；(2)合理规划工业生产规模与发展结构，汉江生态经济带工业发展应与当地水资源的分布格局相匹配，统筹规划，集中发展，形成规模效应，减少小规模分散经营造成的水资源浪费；(3)汉江经济带沿线城市需要加大对水资源利用和保护的长期投入和重视，以免出现潜力不足的问题。