黄河流域用水量与经济增长脱钩及驱动机制研究

张陈俊 周雨雯

摘 要：为推进黄河流域水资源节约集约利用，构建Ｔａｐｉｏ 模型和ＬＭＤＩ 模型，测算了２０００—２０１９ 年用水总量与经济增长的脱钩弹性，并分解了脱钩弹性的驱动因素。研究表明：１）黄河流域用水总量与经济增长弱脱钩和强脱钩相互交替；２）黄河流域各省份脱钩状态存在差异，青海、甘肃、内蒙古、陕西和山东具有弱脱钩和强脱钩２ 种状态，四川具有弱脱钩、强脱钩和扩张负脱钩３ 种状态，宁夏、山西和河南具有扩张负脱钩、增加连接、弱脱钩和强脱钩４ 种状态；３）黄河流域及各省份用水总量与经济增长脱钩的抑制因素依次是经济发展和人口规模，促进因素依次是用水强度和产业结构；４）产业结构和用水强度对脱钩弹性的贡献在三次产业内部存在较大的差异，产业结构调整、用水强度下降对脱钩的贡献都主要来源于第一产业。

关键词：用水量；经济增长；脱钩；ＬＭＤＩ；黄河流域

中图分类号：ＴＶ２１３．４；ＴＶ８８２．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０７．０１５

引用格式：张陈俊，周雨雯．黄河流域用水量与经济增长脱钩及驱动机制研究［Ｊ］．人民黄河，２０２３，４５（７）：７９－８５，１１５．

水资源短缺已成为我国经济社会可持续发展的瓶颈制约。在２０００—２０１９ 年，按不变价格计算，ＧＤＰ 年均增长率达９．０２％，但是粗放式经济增长以资源消耗为代价，其中，用水总量年均增长率为０．４８％，而我国是一个十分缺水的国家，用水总量控制依然面临巨大的挑战。因此，在用水总量不增长的前提下实现经济增长，通过采取相关举措实现用水总量与经济增长之间的脱钩，是亟须解决的问题。黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位。黄河流域９ 省份２０１９ 年地区生产总值为２４．６ 万亿元，占全国２５． ０４％； 用水总量为１ ２８１． １ 亿ｍ３， 占全国２１．２８％。可见，黄河流域用水总量与经济增长的脱钩状况密切关系到全国用水总量与经济增长之间的脱钩。

现有关于用水量与经济增长脱钩的研究主要集中在两个方面：１） 对脱钩现状进行测算，主要采用Ｔａｐｉｏ 模型［１］ 。Ｗａｎｇ 等［２］ 、Ｈｕ 等［３］ 、郭佳航等［４］ 分别测算了北上广、江西、新疆水资源利用和经济增长之间的脱钩弹性，马海良等［５］ 发现中国工业耗水量与经济增长之间的脱钩比较明显，Ｌｉ 等［６］ 分析了中国纺织工业水资源消耗与经济增长的脱钩关系。２）对脱钩的驱动因素进行研究， 主要有指数分解法（ ＩｎｄｅｘＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＩＤＡ）和结构分解法（ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＤＡ），广泛运用于用水量演变的驱动因素分解［７－１０］ 。对数均值迪氏分解法（Ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ Ｍｅａｎ Ｄｉｖｉｓｉａ Ｉｎｄｅｘ，ＬＭＤＩ）由Ａｎｇ［１１－ １２］ 提出，被认为是指数分解法中最优方法。许长新等［１３］ 将江苏产业用水与经济增长的脱钩驱动因素分解为产业结构、产业用水强度、经济发展水平、水资源禀赋及水资源总量。Ｗａｎｇ 等［１４］ 将中国用水量与经济增长的脱钩弹性分解为水资源消耗强度、产业结构、经济发展、水资源利用率、水资源禀赋和人口规模。除此之外，吴丹等［１５］ 采用完全分解模型，分解京津冀地区不同行业用水脱钩的驱动因素；王喜峰等［１６］ 剖析了经济增长与水资源利用脱钩机制，推导出脱钩效应内部的子效应（即真实节水效应、资源配置效应和结构调整与疏解效应）。

２ 结果分析

２．１ 用水总量变化趋势

２．１．１ 黄河流域

图２ 为２０００—２０１９ 年黄河流域用水总量及其变化率，用水总量变化趋势近似呈倒Ｎ 形状，即经历下降—上升—下降的过程：第一个拐点出现在２００３ 年，用水总量为１ １２２．５ 亿ｍ３，比２００２ 年下降１０２．２３ 亿ｍ３，主要原因在于当年供水不足以及掀起节水型社会浪潮；第二个拐点出现在２０１３ 年，用水总量为１ ２２６．５０ 亿ｍ３，２０１４ 年下降为１ １８０．５０ 亿ｍ３，下降了４６．００ 亿ｍ３，主要原因在于最严格水资源管理制度的贯彻落实。“十三五”时期用水总量持续下降，与《国家节水行动方案》、河長制等水资源管理制度的约束密切相关。

２．１．２ 黄河流域各省份

图３ 为２０００—２０１９ 年黄河流域各省份用水总量演变情况，各省份用水总量存在较大差异，从平均值来看，最大值（四川２２８．１１ 亿ｍ３）是最小值（青海２８．２０亿ｍ３）的８ 倍多。２００９ 年前，四川、河南、山东交替领先，处于前３ 位，其中四川在２００５ 年，河南在２００８ 年、２００９ 年，其他年份都是山东；２００９ 年后，四川用水总量始终是黄河流域各省份中最多的。内蒙古用水总量始终处于第４ 位，从２０００ 年的１７２．２４ 亿ｍ３下降到２０１９年的１６５．９ 亿ｍ３。甘肃仅次于内蒙古，从２０００ 年的１２２．７３ 亿ｍ３ 下降到２０１９ 年的１０４．８ 亿ｍ３。２００３ 年后，陕西用水总量大于山西和宁夏，如２０１９ 年陕西用水总量为８８ 亿ｍ３，分别比山西、宁夏多２１ 亿、１６．９ 亿ｍ３。青海用水总量始终为最少的，２０１９ 年为２４．９ 亿ｍ３，仅占四川的１０．１０％。

２．２ 用水总量与经济增长的脱钩弹性变化趋势

２．２．１ 黄河流域

图４ 为２０００—２０１９ 年黄河流域用水总量与经济增长之间的脱钩情况，所有年份都分布在第Ⅰ、Ⅳ象限，并且脱钩状态主要是弱脱钩和强脱钩状态，相互交替，可见黄河流域用水总量与经济增长之间实现了相融。其中，２００３ 年供水不足和节水型社会建设浪潮，导致用水量下降，用水量变化率是负值，而国内生产总值是正值，引起２００２—２００３ 年用水总量与经济增长之间呈强脱钩（脱钩弹性为－０．７３１ ３）。“十三五”时期《十三五水资源消耗总量和强度双控行动》《国家节水行动方案》等政策贯彻落实，促使用水总量处于逐年下降趋势，引起黄河流域用水总量与经济增长之间呈现强脱钩状态。

２．２．２ 黄河流域各省份

黄河流域９ 个省份用水总量与经济增长之间的脱钩弹性具有较大差异性，表１ 显示了各省份用水总量与经济增长的脱钩情况。青海、甘肃、内蒙古、陕西和山东５ 个省份脱钩状态主要处于弱脱钩和强脱钩状态，意味着随着经济增长，用水总量要么呈现负增长、要么增长速度小于经济增长速度，实现了用水总量与经济增长的相融。

四川用水总量与经济增长之间处于弱脱钩、强脱钩和扩张负脱钩状态，其中：２０１４—２０１５ 年呈扩张负脱钩，用水总量、国内生产总值的变化率分别为０．１１９ ５、０．０７９ ４，脱钩弹性为１．５０４ ６；２０１７—２０１８ 年、２０１８—２０１９ 年脱钩弹性分别为－０．４３８ ０、－０．３７２ ０，处于强脱钩状态，用水总量出现下降趋势。

宁夏、山西和河南３ 个省份用水总量与经济增长之间处于扩张负脱钩、增长连接、弱脱钩和强脱钩状态。

宁夏在２００３—２００４ 年呈扩张负脱钩，脱钩弹性为１．５１９ ３，用水总量、国内生产总值变化率分别为０． １５５ ４、０．１０２ ３，用水总量处于较高水平，主要是２００３ 年供水不足导致用水量受到抑制，但是到２００４ 年，用水需求得到满足，导致用水量增长率较大；２０１８—２０１９ 年用水总量与经济增长之间呈增长连接状态，用水总量、国内生产总值变化率分别为０．０５３ ５、０．０６５ ０，两者非常接近，需要警惕向扩张负脱钩转变，争取向弱脱钩甚至强脱钩转变，用水总量与经济增长之间在其他年份都是处于弱脱钩和强脱钩状态。山西用水总量与经济增长在２０１０—２０１１ 年呈扩张负脱钩状态，用水总量、国内生产总值变化率分别为０．１５６ ９、０．０９３ ４，脱钩弹性为１．６７９ ７；２００９—２０１０ 年、２０１４—２０１５ 年都呈增长连接状态，其他年份都处于弱脱钩和强脱钩状态。河南用水总量与经济增长在２０００—２００１ 年呈扩张弱脱钩状态，用水总量、国内生产总值变化率分别为０．１３０ ４、０．０８６ ７，脱钩弹性为１．５０４ ２；２００５—２００６ 年呈增长连接状态，用水总量、国内生产总值变化率分别为０．１５０ ０、０．１４６ ４，脱钩弹性为１．０２４ ８；其他年份都处于弱脱钩和强脱钩状态。

２．３ 用水总量与经济增长的脱钩弹性的驱动因子分解

２．３．１ 黃河流域

表２ 为２０００—２０１９ 年黄河流域用水总量与经济增长脱钩弹性演变驱动因子的分解结果。经济发展始终是抑制脱钩的主要因素，经济发展将促进对水资源的需求，导致用水总量增加，将对脱钩弹性起到促增作用，贡献比较稳定，脱钩弹性处于０．８３９ ８～０．９７３ ５ 之间。人口规模始终是抑制脱钩的次要因素，人口规模扩大，消费将增加，将带来生产扩大，进一步增加对水资源的需求，脱钩弹性处于０．００３ ０～０．０８８ ０ 之间。用水强度始终是促进脱钩的主要因素，产业用水强度下降，将直接减少对水资源的需求，两个较大的时间点分别是２００２—２００３ 年和２０１３—２０１４ 年， 前者原因是２００３ 年供水不足导致需水无法得到满足，但是经济增长仍然处于较高水平，引起用水强度较低，而后者原因是最严格水资源管理制度的贯彻落实，对用水量形成约束作用，从而带来用水强度下降。产业结构是促进脱钩的次要因素，产业结构优化升级，从耗水强度大的农业向耗水强度小的非农产业转移，将带来用水强度下降，整体上减少对水资源的需求，脱钩弹性绝对值处于０．５ 以内，有利于用水总量与经济增长脱钩。

由于三次产业发展对用水总量与经济增长的脱钩弹性的影响存在差异，因此有必要分析脱钩弹性的驱动因素在三次产业内部的差异性，见表３。第一产业增加值占国内生产总值比重下降始终促进了用水总量与经济增长之间的脱钩，由于第一产业与第二、第三产业相比，用水效率低下，因此其所占比重下降，减少对水资源的需求，有助于实现脱钩。２０１４ 年前，第二产业所占比重对脱钩起到抑制作用；２０１４ 年之后，发生扭转起到促进作用。第三产业所占比重对脱钩的影响具有波动性，在２０１２ 年后起到抑制作用，由于第三产业所占比重上升，因此会增加对水资源的需求，从而抑制脱钩。

除２００５—２００６ 年外，三次产业用水强度下降都促进了用水总量与经济增长的脱钩，随着各产业节水技术的推广与应用，三次产业用水效率得到普遍提高，减少了对水资源的需求，有利于促进脱钩。总体来看，第一产业对脱钩的促进作用大于第二、第三产业的，因为第一产业用水效率显著低于第二、第三产业的，各省份都在采取各种农业节水措施提高用水效率以减少用水量，节水潜力远大于第二、第三产业，所以其对脱钩的贡献也较大。

２．３．２ 黄河流域各省份

黄河流域各省份用水总量与经济增长脱钩因子的驱动效应多年平均值见表４，限于篇幅，不再列示逐年的脱钩驱动效应值。经济发展始终是抑制各省份用水总量与经济增长脱钩的首要因素，从脱钩弹性的平均值来看，各省份之间存在一定的差异性，四川最大为０．９４４ ２、宁夏最小为０．８２４ ８。除四川和河南外，人口规模始终是抑制脱钩的次要因素，但是其抑制效应远小于经济发展，宁夏的平均值最大为０．１２２ ３、四川的平均值最小为０．００８ ６。虽然用水强度脱钩因子偶有正值出现，但是总体来说用水强度是促进各省份脱钩的首要因素，从平均值来看，用水强度下降对脱钩贡献最大的省份是甘肃（ － ０． ８２７ ０）、最小的省份是山西（－０．４８５ ９）。产业结构对各省份脱钩的贡献小于用水强度，产业结构优化势必带来耗水强度小的产业发展，从而减少用水量，促进脱钩，从平均值来看，产业结构优化对脱钩贡献最大的省份是内蒙古（－０．４３２ １）、最小的省份是甘肃（－０．２６０ １）。

黄河流域各省份用水总量与经济增长脱钩驱动因素在三次产业内部的差异性，使用平均值表示（见表４），限于篇幅，不再列示逐年的驱动效应在三次产业内部的差异性。除甘肃的２０１６—２０１７ 年、山西的２００１—２００２ 年、河南的２００３—２００４ 年外，各省份第一产业增加值占地区生产总值比重的下降都促进了脱钩，从平均值来看，内蒙古的贡献最大（－０．４４３ ３）、甘肃最小（－０．２６８ ２）。第二、第三产业产业结构因子的促增效应和促减效应均有出现，但是其对脱钩的贡献较小，从平均值来看，除甘肃、山西的第二产业、青海的第三产业外，其他省份第二、第三产业产业结构因子都抑制了脱钩。各省份产业结构正在向“二三一”或“三二一”转变，同时第一产业用水强度普遍高于第二、第三产业。因此，产业结构的升级将有效减少用水总量，有助于促进脱钩。在研究期内，各省份的三次产业用水强度具有波动性，导致三次产业用水强度因子的促增效应和促减效应均有出现，从平均值来看，除四川、山西外，其他省份第一产业用水强度因子对脱钩贡献最大、第二产业次之、第三产业最小。随着国家对用水量控制的重视，要求提高水资源利用效率，各省份都在积极提高三次产业用水效率，将减少对水资源的需求，从而有助于促进脱钩。

３ 结论与建议

３．１ 结论

本文以黄河流域为研究对象，采用Ｔａｐｉｏ－ＬＭＤＩ模型研究２０００—２０１９ 年黄河流域及９ 个省份用水总量与经济增长的脱钩及其影响机制，得到如下结论：

１）黄河流域用水总量与经济增长之间弱脱钩和强脱钩相互交替，“十三五”时期始终呈强脱钩。９ 个省份用水总量与经济增长的脱钩状态存在差异，青海、甘肃、内蒙古、陕西、山东处于弱脱钩和强脱钩２ 种状态，四川具有弱脱钩、强脱钩和扩张负脱钩３ 种状态，宁夏、山西和河南具有扩张负脱钩、增加连接、弱脱钩、强脱钩４ 种状态。

２）黄河流域用水总量与经济增长脱钩的抑制因素依次是经济发展和人口规模、促进因素依次是用水强度和产业结构，其中，第一产业增加值占地区生产总值比重下降始终促进脱钩，第二产业所占比重在２０１４年后起到促进作用，但是第三产业在２０１２ 年后起到抑制作用。三次产业用水强度普遍下降促进了脱钩，尤其是第一产业。

３）黄河流域９ 个省份用水总量与经济增长脱钩的驱动因素具有差异性，抑制因素依次是经济发展和人口规模，促进因素依次是用水强度和产业结构，且主要来源于第一产业。

３．２ 建议

１）继续贯彻落实相关水资源管理制度。最严格水资源管理制度、《国家节水行动方案》等有效约束了用水量增加，同时，黄河流域及９ 个省份还需继续推进水资源节约集约利用、推动高质量发展。

２）实现经济高质量发展。经济发展虽然是抑制用水总量与经济增长脱钩的主要因素，但是发展仍然是第一要务，只有通过发展，才能为用水量控制提供资金、技术等支持，相反，不能以牺牲经济发展来换取用水量下降，因此需要转变经济增长方式，由粗放式向集约式转变，实现高质量发展。

３）提高居民节水意识。人口规模是抑制用水总量与经济增长脱钩的因素，根据人口普查结果，人口在短期内还将缓慢增长，通过人力资本投入增加，提高公民的节水意识，从而起到有效减少用水量的效果。

４）优化升级产业结构，促进经济转型。产业结构对用水总量与经济增长的脱钩起到促进作用，保证粮食安全的前提下，形成“二三一”型或“三二一”型产业结构，同时，在三次产业内部，需要严格限制高耗水行业的发展，大力推动发展高新技术产业、现代服务业。

５）提高三次产业用水效率。产业用水强度对用水总量与经济增长的脱钩起到促进作用，推广喷灌、微灌、滴灌、低压管道输水灌溉等农业节水技术；推广高效冷却、洗涤、循环用水、高耗水生产工艺替代等工业节水工艺和技术；推广循环用水技术、设备与工艺，优先利用再生水、雨水等非常规水源，以提高服務业用水效率。

６）结合自身实际，探索最合适的节水战略。目前，各省份仅宁夏不是脱钩状态（包括弱脱钩和强脱钩），而是增长连接，需要积极向其他省份学习，优化产业结构，改进节水工艺，由增长连接状态向弱脱钩甚至强脱钩转变。因此，各省份要加强协同管理，探索节水管理新模式。

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【责任编辑 简 群】