馬　駿，顏秉姝

(河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京　211100)

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基于環(huán)境庫(kù)茲涅茨理論的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率關(guān)系形態(tài)研究
——來(lái)自我國(guó)2002—2013年31個(gè)省份面板數(shù)據(jù)的證據(jù)

馬駿，顏秉姝

(河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京211100)

[摘 要]以2002—2013年我國(guó)31個(gè)省份的人均GDP、用水強(qiáng)度為變量，環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線為基礎(chǔ)構(gòu)建面板模型，分別研究全國(guó)和三大地帶的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率的關(guān)系。結(jié)果表明：全國(guó)、東北及東部地帶、中西部地帶、遠(yuǎn)西部地帶依次形成倒N型、倒N型、U型和U型的變化趨勢(shì)。之后，從規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)以及規(guī)制與投資四個(gè)角度入手，解釋三大地帶及其具體省份用水效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系形態(tài)。

[關(guān)鍵詞]經(jīng)濟(jì)發(fā)展;用水效率;環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線；工業(yè)用水；環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)；資源利用效率；城市用水

一、 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷加快，人類(lèi)對(duì)于資源的需求日益增大。水資源不僅在整個(gè)生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著基礎(chǔ)性資源作用，而且作為戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)中發(fā)揮舉足輕重作用。然而，從當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境和資源現(xiàn)狀來(lái)看，水資源正面臨著較大的挑戰(zhàn)，且世界各國(guó)普遍存在著用水危機(jī)。聯(lián)合國(guó)2013年調(diào)查顯示，人口的快速膨脹導(dǎo)致人類(lèi)對(duì)于淡水的需求量每年以6%的增長(zhǎng)率遞增。在當(dāng)前水資源供需嚴(yán)重失衡的情況下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市用水之間矛盾正日益突出，因此，如何提升用水效率，從而平衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展與水資源的可持續(xù)利用之間的關(guān)系是世界各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題。

我國(guó)人均水資源量?jī)H達(dá)到世界平均水平的25%，并且淡水資源總量?jī)H為全球總量的6%，可以說(shuō)，我國(guó)是一個(gè)缺水嚴(yán)重的干旱國(guó)家。在改革開(kāi)放初期，為了追求經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要為以犧牲大量水資源為代價(jià)的高耗能、粗放型產(chǎn)業(yè)發(fā)展。供水矛盾的日益突出促使建立節(jié)水型城市成為我國(guó)當(dāng)前的工作焦點(diǎn)。2013年，國(guó)務(wù)院辦公廳出臺(tái)《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》，在各省份建立最嚴(yán)格的水資源管理制度，不斷加強(qiáng)對(duì)于水資源的論證、嚴(yán)格控制水許可管理、加大對(duì)污水排放監(jiān)管的力度[1]?？梢?jiàn)，建設(shè)節(jié)水型社會(huì)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必經(jīng)途徑，而水資源的利用效率又是節(jié)水型社會(huì)的重要指標(biāo)。

因此，本文研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率的關(guān)系，不僅順應(yīng)了國(guó)家政策的潮流，而且為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)，具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、 文獻(xiàn)綜述及研究假設(shè)

大多數(shù)國(guó)家普遍實(shí)行“先污染、后治理”的發(fā)展模式，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境治理的尖銳矛盾長(zhǎng)期存在。人均收入與環(huán)境質(zhì)量之間存在環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(EKC)：伴隨人均收入水平的提高，環(huán)境質(zhì)量先隨之惡化后在收入達(dá)到一定水平時(shí)改善。環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線被廣泛運(yùn)用于解釋環(huán)境質(zhì)量與收入的關(guān)系中，包括水環(huán)境與收入的關(guān)系。

國(guó)外有學(xué)者從聯(lián)動(dòng)的視角就經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源相互支撐關(guān)系開(kāi)展了研究，從而豐富了環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線理論及其應(yīng)用。Grossman和Kruger從水環(huán)境中選取了5個(gè)指標(biāo)與人均收入進(jìn)行關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn)不同指標(biāo)導(dǎo)致關(guān)系形態(tài)上存在差異[2]。Rock在研究美國(guó)用水的截面數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù)時(shí)意外發(fā)現(xiàn)，人均用水量、人均耗水量和人均收入之間存在倒“U”型關(guān)系[3]，這和環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線相吻合。Duarte等對(duì)65個(gè)國(guó)家1962—2008年水資源利用的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了回歸檢驗(yàn)，結(jié)果顯示人均用水量與人均收入的關(guān)系與環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線相一致[4]。而Selden和Song則運(yùn)用EKC方程闡明了環(huán)境污染與人均GDP的倒U型關(guān)系[5]。

學(xué)者們以不同的視角研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源的關(guān)系，同樣也是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。美國(guó)學(xué)者Howe定性討論了水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的靜態(tài)關(guān)系，并提出合理的水資源利用有利于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)[6]。在此基礎(chǔ)上，Deason等、Zoebl基于公共政策視角研究了美國(guó)水資源利用效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，并指出國(guó)家通過(guò)政策引導(dǎo)以提升水資源利用效率能夠有效平衡水資源短缺與經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩者之間的關(guān)系[7-8]。還有部分學(xué)者從可持續(xù)發(fā)展的角度，闡述了提升水資源利用效率對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)持續(xù)性的重要作用[9]。作為與水資源最為緊密的產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)用水一直是國(guó)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)，有學(xué)者研究指出，自然因素的減少有利于提升水資源利用效率，并且水資源利用效率的提升能進(jìn)一步帶動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的提高[10]。除了定性研究之外，Varis和Vakkilainen通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)(包括工業(yè)化程度、糧食增長(zhǎng)需求等)與水資源承載能力之間的關(guān)系模型，探討了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與水資源利用效率的關(guān)系，并進(jìn)一步利用實(shí)證數(shù)據(jù)對(duì)比了不同區(qū)域相關(guān)指標(biāo)的差異化水平[11]。國(guó)內(nèi)學(xué)者亦積極探索全國(guó)平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用之道。鄧朝暉等人運(yùn)用VAR模型對(duì)水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的均衡關(guān)系進(jìn)行了實(shí)證分析，并構(gòu)建了兩者之間的動(dòng)態(tài)性關(guān)系[12]。劉玉龍等利用截面數(shù)據(jù)建立二次曲線模型，得到城市水資源利用壓力與人均GDP符合倒“U”型的關(guān)系形態(tài)[13]。劉婷婷等、王浩杰在研究中提出，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染呈現(xiàn)倒“N”形的變化趨勢(shì)[14-15]。吳普特對(duì)近50年來(lái)我國(guó)用水狀態(tài)進(jìn)行了分析，主要從用水結(jié)構(gòu)和用水趨勢(shì)兩個(gè)維度出發(fā)，指出我國(guó)農(nóng)業(yè)用水一直呈遞減趨勢(shì)，后續(xù)增加水量將主要用于工業(yè)和生活[16]。賈惠婷、李春米等基于環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線分析了我國(guó)部分省市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境規(guī)制以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)關(guān)系[17-18]。桂小丹和李惠明從數(shù)據(jù)選取、指標(biāo)選取以及研究方法三個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的實(shí)證研究進(jìn)行綜述，指出了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)聯(lián)作用亟待深入研究[19]。以上國(guó)內(nèi)外的研究成果都表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用效率之間存在著相關(guān)性。此外，結(jié)合國(guó)情，我國(guó)粗放型經(jīng)濟(jì)的早期階段緩慢發(fā)展使得資源的消耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相對(duì)平衡，后期階段經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)則要求投入大量資源包括水資源，此時(shí)的水資源利用率不斷下降，而當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度時(shí)，科技水平的提升在很大程度上改善了水資源利用效率。因此，本文提出如下假設(shè)。

假設(shè)1：從全國(guó)范圍來(lái)看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率關(guān)系的曲線呈倒“N”型。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者仍然主要以全國(guó)為研究對(duì)象，但同時(shí)也逐漸關(guān)注到具體部門(mén)水資源與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。潘丹利用面板數(shù)據(jù)推斷出東中西三個(gè)區(qū)域的水資源利用率都顯著影響對(duì)應(yīng)區(qū)域的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[20]。朱啟榮認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高的地區(qū)，工業(yè)的用水效率越高，水資源稟賦與工業(yè)用水效率呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的關(guān)系；外商投資規(guī)模越大的地區(qū)，工業(yè)用水效率越高[21]。孫才志等通過(guò)對(duì)遼寧省具體城市的研究，發(fā)現(xiàn)了水資源相對(duì)效率與人均GDP呈現(xiàn)“U”的發(fā)展形態(tài)[22]。焦慧琴、張麗平、韓冬等分別對(duì)北京、上海、天津等大城市進(jìn)行研究，指出我國(guó)人口及產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出“離心分散”的現(xiàn)象，提出現(xiàn)代城市化發(fā)展必然促使“人口非農(nóng)化”的加速，并對(duì)城市用水帶來(lái)壓力[23-25]。張陳俊等分別對(duì)東中西部地區(qū)的工業(yè)用水量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)東中西部地區(qū)分別呈現(xiàn)“U”、“N”和單調(diào)遞增的形態(tài)[26]。張兵兵等在張陳俊的基礎(chǔ)上，探索不同區(qū)域工業(yè)用水與工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系，得出東中西不同區(qū)域之間分別形成倒“U”、“N”以及近似單調(diào)遞增的趨勢(shì)[27]。

鑒于以上文獻(xiàn)尚未深入考察地區(qū)區(qū)位差異下的用水效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系形態(tài)，本文以此為出發(fā)點(diǎn)，旨在為整體方向及區(qū)域戰(zhàn)略布局、戰(zhàn)略調(diào)控提供參考建議?？紤]到東部沿海地帶發(fā)展迅速，整個(gè)地帶正經(jīng)歷著粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式向集約型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型,而其他兩個(gè)地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為緩慢，仍處在粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，因此本文提出如下假設(shè)。

假設(shè)2：東部沿海地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率關(guān)系的曲線呈倒“N”型。

假設(shè)3：中西部地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率關(guān)系的曲線呈倒“U”型。

假設(shè)4：遠(yuǎn)西部地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率關(guān)系的曲線呈倒“U”型。

三、 研究設(shè)計(jì)

(一) 數(shù)據(jù)采集與樣本選擇

本文通過(guò)對(duì)中國(guó)31個(gè)省份的12年人均GDP和用水效率進(jìn)行研究，考察我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用水效率之間的關(guān)系。由于現(xiàn)行《中華人民共和國(guó)水法》于2002年正式修訂通過(guò)，考慮到政策、法規(guī)對(duì)城市用水管理的引導(dǎo)作用，因此，本文設(shè)定2002年為研究起點(diǎn)。所需數(shù)據(jù)均根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》省際面板數(shù)據(jù)整理計(jì)算所得。研究的被解釋變量為用水量、用水效率，其中用水效率由用水強(qiáng)度指標(biāo)(即萬(wàn)元GDP用水量)表示。解釋變量為人均GDP、人均GDP的平方根以及立方根。因用水效率和區(qū)域經(jīng)濟(jì)、用水量、人口密度、水處理的技術(shù)等因素有關(guān)，我國(guó)各地區(qū)在這些因素上存在較大的差異，不適用全國(guó)范圍內(nèi)的回歸分析。而傳統(tǒng)的“中東

表1　中國(guó)31個(gè)省份(不包含港澳臺(tái))分區(qū)域情況

西”劃分法是根據(jù)“七五計(jì)劃”時(shí)期各地區(qū)的地理位置、經(jīng)濟(jì)建設(shè)條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展技術(shù)以及區(qū)域差異進(jìn)行地帶劃分的，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各省份在上述方面已經(jīng)有了很大的變化，傳統(tǒng)的地域劃分未能反映出中國(guó)人口和城鎮(zhèn)分布基本態(tài)勢(shì)以及中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)空間變化最大梯度，難以作為進(jìn)一步劃分綜合經(jīng)濟(jì)區(qū)的基礎(chǔ)。因此，為體現(xiàn)中國(guó)人口和城鎮(zhèn)分布的基本狀況，考慮中國(guó)區(qū)域受海洋和國(guó)際市場(chǎng)的影響及中部地帶的戰(zhàn)略地位，本文最終將按照劉勇2005年劃分的“新三大地帶”，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率進(jìn)行分區(qū)域的研究[28]?！靶氯蟮貛А钡膭澐址桨敢?jiàn)表1。

(二) 計(jì)量實(shí)證模型

本文采用面板數(shù)據(jù)模型，研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率的關(guān)系。根據(jù)環(huán)境庫(kù)茲涅茨理論，本文將模型設(shè)置為：

(1)

式(1)中i =1，2，… N; t = 1，2，…T; N 為橫截面?zhèn)€體成員的個(gè)數(shù)，T為截面成員的樣本觀測(cè)時(shí)期數(shù)。Yit表示第i個(gè)省份第t年的用水效率，αi表示面板模型的截距項(xiàng)，Xit表示第i個(gè)省份第t年的人均GDP，β1、β2、β3表示自變量的系數(shù)，μit表示模型的隨機(jī)誤差項(xiàng)。模型的建立中，本文使用GLS法(Cross-sectionweights)排除可能存在的異方差問(wèn)題。

面板數(shù)據(jù)模型分為無(wú)個(gè)體影響的不變系數(shù)模型、變截距模型、變系數(shù)模型。一般而言，需要通過(guò)F檢驗(yàn)確定數(shù)據(jù)適合哪種模型。但本文的樣本區(qū)間較少，無(wú)法進(jìn)行F檢驗(yàn)。由于我國(guó)各省份之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況存在比較大的差距，為了能夠反映省份之間的個(gè)體差異性，本文擬采用變截距模型。本文對(duì)模型進(jìn)行Hausman檢驗(yàn)，結(jié)果顯示拒絕個(gè)體影響與解釋變量不相關(guān)的假設(shè)。綜上，本文的模型均選擇固定影響的變截距模型。本文將模型改為：

(2)

本文對(duì)全國(guó)、東北及東部沿海地帶、中西部地帶和遠(yuǎn)西部地帶分別進(jìn)行具體模型的估計(jì)；對(duì)包括人均GDP、人均GDP平方項(xiàng)、人均GDP立方項(xiàng)的模型進(jìn)行估計(jì)，并觀察各個(gè)變量系數(shù)的顯著性，如果人均GDP立方項(xiàng)的系數(shù)不顯著，則去掉人均GDP的立方項(xiàng)重新估計(jì)，以此類(lèi)推，直到剩下的所有變量的系數(shù)都顯著為止。

四、 結(jié)果分析

為了更好地判斷各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率的關(guān)系趨勢(shì)，本文使用MATLAB7.1計(jì)算出每一模型的實(shí)數(shù)根和拐點(diǎn)。模型估計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

(一) 各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率的關(guān)系分析

從表2面板模型的回歸結(jié)果來(lái)看，全國(guó)的模型中自變量的一次方、二次方和三次方都通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)，并且根據(jù)MATLAB7.1的曲線擬合和自變量的計(jì)算結(jié)果，模型中有一個(gè)實(shí)數(shù)根和兩個(gè)拐點(diǎn)，進(jìn)而判斷模型是成倒“N”的變化形態(tài)。當(dāng)人均GDP小于43590.2105元時(shí)，用水強(qiáng)度隨著人均GDP的增加逐漸較少，整體上實(shí)現(xiàn)了水資源使用效率和經(jīng)濟(jì)同時(shí)提高的模式。人均GDP在43590.2105到77769.0128元之間用水強(qiáng)度隨著人均GDP的增加呈上升趨勢(shì)，即用水效率與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈反向的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)人均GDP大于77769.0128元時(shí)，用水效率與人均GDP再次實(shí)現(xiàn)共同增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)全國(guó)人均GDP的數(shù)值，目前我國(guó)處在倒“N”模型的第一個(gè)下降階段，即用水效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展成正向關(guān)系，但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)將進(jìn)入用水效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展反向的階段。通過(guò)各省份數(shù)據(jù)與曲線的對(duì)比得出，只有上海、天津和北京大于曲線的第二個(gè)拐點(diǎn)，進(jìn)入隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)用水效率不斷提高的階段，實(shí)現(xiàn)了資源與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。浙江、江蘇、廣東、福建、吉林以及內(nèi)蒙古處在曲線的上升階段，即用水效率與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈反向趨勢(shì)，且離第二個(gè)拐點(diǎn)仍有一段距離，因此短時(shí)間內(nèi)該6個(gè)省份仍然會(huì)面臨較大的水資源需求壓力。其他22個(gè)省份均沒(méi)有越過(guò)第一個(gè)拐點(diǎn)，處在用水效率與經(jīng)濟(jì)同步增長(zhǎng)的階段。

表2　各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率的關(guān)系模型分析

注：表中***、**分別表示在1%、5%的顯著性水平下拒絕原假設(shè)而接受備選假設(shè)。()內(nèi)的數(shù)值表示T統(tǒng)計(jì)量。

東北及東部沿海地帶的回歸模型也包括自變量的一次方、二次方和三次方，且均通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)。模型存在兩個(gè)實(shí)數(shù)根和一個(gè)拐點(diǎn)。進(jìn)一步結(jié)合MATLAB7.1擬合的部分曲線可得，該地帶的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用水強(qiáng)度呈倒“N”的變化態(tài)勢(shì)。當(dāng)人均GDP小于57202.8953元時(shí)，人均GDP不斷增長(zhǎng)，用水強(qiáng)度隨之不斷下降，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率呈正向關(guān)系。當(dāng)人均GDP介于57202.8953元和76905.6318元之間時(shí)，隨著人均GDP的增加，用水強(qiáng)度也逐漸的增加，即該階段用水效率與人均GDP呈現(xiàn)反向的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)人均GDP大于76905.6318元時(shí)，用水強(qiáng)度又與人均GDP反向發(fā)展，即用水效率隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷提高。從該地帶13個(gè)省份的數(shù)據(jù)來(lái)看，該地帶整體上呈現(xiàn)用水效率隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不斷上升的發(fā)展形態(tài)。其中上海、天津和北京已經(jīng)越過(guò)第二個(gè)拐點(diǎn)，處在曲線的第二個(gè)下降階段，即實(shí)現(xiàn)用水效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展雙贏的局面。其他10個(gè)省份都在曲線的第一個(gè)下降階段，而浙江、江蘇和廣東這3個(gè)省份離第一個(gè)拐點(diǎn)最近，說(shuō)明將進(jìn)入曲線的上升階段，即水資源的需求壓力將增大。隨著社會(huì)的發(fā)展，剩下的7個(gè)省份也將逐漸進(jìn)入該階段，面臨用水效率降低的趨勢(shì)。該分析結(jié)果中與全國(guó)相反的省份有浙江、江蘇、廣東、福建和遼寧，其他均吻合。

中西部地帶的模型中自變量的三次方?jīng)]有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，而剩下的系數(shù)均通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)。對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算顯示該模型沒(méi)有實(shí)數(shù)根，而存在一個(gè)拐點(diǎn)。根據(jù)擬合的部分曲線，我們推斷該地帶模型的形狀為“U”型。當(dāng)人均GDP小于21751.4124元時(shí)，用水強(qiáng)度會(huì)隨著人均GDP的增加而減少，表明該階段經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著用水效率的不斷提高。當(dāng)人均GDP大于21751.4124元時(shí)，人均GDP的增長(zhǎng)導(dǎo)致用水強(qiáng)度不斷提高，此時(shí)用水效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展成反向關(guān)系。將該地帶14個(gè)省份的具體數(shù)據(jù)與整體發(fā)展形態(tài)對(duì)比得出，江西、安徽、廣西、云南、甘肅和貴州這6個(gè)省份處在曲線的下降階段，可見(jiàn)此時(shí)用水效率正向于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。這與全國(guó)的分析結(jié)果相吻合。而江西、安徽和廣西離拐點(diǎn)最近，表明這3個(gè)省份很快將會(huì)改變這一狀態(tài)，進(jìn)入到用水強(qiáng)度隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷上升的階段。其余8個(gè)省份均跨越了拐點(diǎn)，正處于用水效率與經(jīng)濟(jì)反向發(fā)展的階段。該結(jié)果與全國(guó)結(jié)果相反。

圖1　經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水效率關(guān)系的曲線圖

在構(gòu)建遠(yuǎn)西部地帶的面板模型中，自變量的三次方?jīng)]有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。因此，該模型只包含自變量的一次方和二次方。利用MATLAB7.1對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算和擬合，得出模型無(wú)實(shí)數(shù)根且有一個(gè)拐點(diǎn)。因此，該模型成U型的趨勢(shì)。當(dāng)人均GDP小于34146.3415元時(shí)，用水強(qiáng)度隨著人均GDP的增長(zhǎng)不斷降低，即用水效率與經(jīng)濟(jì)呈正向的發(fā)展形態(tài)。當(dāng)人均GDP大于34146.3415元時(shí)，用水強(qiáng)度隨著人均GDP的增長(zhǎng)不斷提高，即用水效率與經(jīng)濟(jì)呈反向的發(fā)展形態(tài)。該地帶中除了內(nèi)蒙古正經(jīng)歷著用水效率隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷降低的變化趨勢(shì)，其余3個(gè)省份的經(jīng)濟(jì)發(fā)展均伴隨著用水效率的提高。該模型的分析結(jié)果與全國(guó)結(jié)果完全吻合。圖1更加直觀地反映了4大模型的變化態(tài)勢(shì)。

(二) 理論解釋

參考張陳俊和章恒全的研究成果，本文將從規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)以及規(guī)制和投資來(lái)解釋用水效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[28]。規(guī)模效應(yīng)是指隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，水資源的需求將增大，并且隨著用水量的增加速度逐漸大于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)速度，規(guī)模效應(yīng)將逐漸表現(xiàn)為降低用水效率的反向效應(yīng)[29]。技術(shù)效應(yīng)對(duì)用水效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有兩方面的影響：一是其他不變時(shí)，技術(shù)進(jìn)步能夠改善水資源的使用效率，降低單位產(chǎn)出的資源投入，緩解生產(chǎn)對(duì)水資源的需求壓力；二是循環(huán)技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，提高了水資源的再生能力，減少了水資源的消耗。結(jié)構(gòu)效應(yīng)是指經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)逐漸完成在區(qū)域內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)向低耗能產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，在區(qū)域間通過(guò)貿(mào)易進(jìn)行高耗能企業(yè)的轉(zhuǎn)移。規(guī)制與投資是指隨著社會(huì)的進(jìn)步，政府不斷加強(qiáng)對(duì)水資源使用的監(jiān)管，并加大對(duì)節(jié)水工作的投入，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)的升級(jí)和技術(shù)的創(chuàng)新，變相地提高用水效率。以上四個(gè)效應(yīng)的相互作用最終決定了各地帶用水效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。

1. 東北及東部沿海地帶

東北及東部沿海地帶地處我國(guó)沿海地區(qū)，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻繁，因此產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭龃螅M(jìn)而對(duì)該地帶水資源的使用也提出了更多的需求。當(dāng)用水量增加的速度超過(guò)GDP的增長(zhǎng)速度，規(guī)模效應(yīng)對(duì)用水效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展成反向的驅(qū)動(dòng)力。隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，東北及東部沿海地帶更加注重教育和科研的投入，以此推動(dòng)了水資源的開(kāi)發(fā)、利用以及處理后二次利用技術(shù)的創(chuàng)新，降低了單位產(chǎn)出所投入的用水量。

表3　基于全國(guó)和三大地帶模型的具體省份的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水強(qiáng)度關(guān)系

注：2013年人均GDP是以2002年為基期(2002為100)調(diào)整后的數(shù)值?！胺础北硎居盟畯?qiáng)度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈反向關(guān)系，即用水效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈正向關(guān)系?！罢北硎居盟畯?qiáng)度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展成正向關(guān)系，即用水效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈反向關(guān)系。

因此，技術(shù)效應(yīng)具有正向的驅(qū)動(dòng)作用。此外，該地帶13個(gè)省份的地方政府部門(mén)將工作重心逐漸從用水轉(zhuǎn)移為節(jié)水。按照各省份的水資源管理?xiàng)l例，嚴(yán)格執(zhí)行水資源的有償性，定時(shí)公布用水情況，據(jù)此適時(shí)調(diào)整水價(jià)，促進(jìn)陽(yáng)光水價(jià)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，地方政府嚴(yán)格規(guī)范取水許可證的審批，從源頭上遏制企業(yè)的惡性耗水，對(duì)企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)具有強(qiáng)制性要求。加大監(jiān)管力度配合多方的資金支持在很大程度上能夠推進(jìn)經(jīng)濟(jì)與水資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。

從上文的分析中可知，東北及東部沿海地帶呈現(xiàn)用水效率隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不斷上升的發(fā)展形態(tài)?？梢?jiàn)，四個(gè)效應(yīng)的相互作用總體上為正向的驅(qū)動(dòng)力。而浙江、江蘇和廣東即將進(jìn)入曲線的上升階段，說(shuō)明這3個(gè)省份的規(guī)模效應(yīng)將要迅速加大，并且逐漸大于正向驅(qū)動(dòng)力。

2. 中西部地帶

近年來(lái)，東北及東部沿海地帶向外大量轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)，中西部地帶則主動(dòng)承接了這些產(chǎn)業(yè)。一方面，產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)入為該地帶第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強(qiáng)勁的動(dòng)力，提高了該地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。另一方面，由于承接的多為資源密集型和勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程必將伴隨著水資源消耗量的不斷上升，且該地帶整體上是社會(huì)發(fā)展的初級(jí)階段，因此規(guī)模效應(yīng)對(duì)用水效率具有反向作用。

產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移將原本依附的人力、技術(shù)和管理也轉(zhuǎn)入了中西部地帶。高端人才的加入將為該地帶技術(shù)的創(chuàng)新增添新鮮血液。再者，外來(lái)企業(yè)要想適應(yīng)新的市場(chǎng)，必須結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)情，招攬地方勞動(dòng)力，并對(duì)新的勞動(dòng)力進(jìn)行教育和培訓(xùn)，保證當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力掌握和運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)，新企業(yè)對(duì)原有企業(yè)具有較大的沖擊性，從根本上激發(fā)了原有企業(yè)對(duì)技術(shù)和管理制度革新的投入。可見(jiàn)，中西部地帶在依托人才引進(jìn)、先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)和資金投入中，潛移默化地推進(jìn)了技術(shù)革新，提高了水資源的利用率。

中西部地帶是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的地區(qū)，為了緩解區(qū)域發(fā)展的差距，我國(guó)深入實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)、中部崛起、振興老工業(yè)基地等戰(zhàn)略，使得中西部地帶發(fā)展整體加速，新的增長(zhǎng)極不斷涌現(xiàn)。此外，國(guó)家在“硬件”、“軟件”上增強(qiáng)該地帶城市群、中小城市和小城鎮(zhèn)的吸納能力與輻射帶動(dòng)能力，尤其是地方的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括交通、水利、通訊等，這些措施都為中西部地帶的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

結(jié)合上文該地帶的分析結(jié)果可得，江西、安徽、廣西、云南、甘肅和貴州處在曲線的下降階段，即這6個(gè)省份規(guī)模效應(yīng)的負(fù)驅(qū)動(dòng)力小于其他三個(gè)效應(yīng)的正驅(qū)動(dòng)力。表3的數(shù)據(jù)顯示該6個(gè)省份的人均GDP處于全國(guó)倒數(shù)6位，說(shuō)明這6個(gè)省份的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度低于該地帶的其他省份，因此即使都處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初級(jí)階段，該6個(gè)省份用水量的上升幅度也小于其他省份，換言之，規(guī)模效應(yīng)相對(duì)較小。而剩余8個(gè)省份正處于上升階段，即綜合驅(qū)動(dòng)效應(yīng)為負(fù)驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。

3. 遠(yuǎn)西部地帶

遠(yuǎn)西部地帶包括內(nèi)蒙古、青海、新疆、西藏4個(gè)省份，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平普遍較低，社會(huì)遵循粗放型的發(fā)展模式，即將資源的大量消耗作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力。因此，在該地帶規(guī)模效應(yīng)對(duì)用水效率具有反向驅(qū)動(dòng)作用。由于資源、能源、人力成本等優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)西部地帶也屬于東部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的城市范疇。產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移對(duì)遠(yuǎn)西部地帶的影響與中西部地帶相似，從人才集聚、技術(shù)引進(jìn)和資金投入角度推動(dòng)了地方能源使用技術(shù)的創(chuàng)新，進(jìn)而改善了水資源的使用效率。而作為西部大開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略對(duì)象，國(guó)家常年對(duì)這地帶進(jìn)行政策扶持和資金投入，間接實(shí)現(xiàn)了技術(shù)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)，為用水效率和經(jīng)濟(jì)的共同進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。該地帶中，除了內(nèi)蒙古，其他三個(gè)省份都處在模型的下降階段，說(shuō)明這3個(gè)省份規(guī)模效應(yīng)的副作用小于其他效應(yīng)的正作用，而這3個(gè)省份的人均GDP僅在全國(guó)人均GDP水平線處徘徊(全國(guó)人均GDP水平線處徘徊為26053.0500億元)，遠(yuǎn)小于內(nèi)蒙古，可見(jiàn)它們屬于粗放型發(fā)展模式的早期階段，規(guī)模效應(yīng)并沒(méi)有導(dǎo)致用水效率的大幅度下降。

五、 結(jié)論與建議

本文采用2002—2013年的面板數(shù)據(jù)，運(yùn)用“新三帶”劃分法，對(duì)區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及用水效率進(jìn)行研究，而不局限于某一地域或僅地理區(qū)域劃分。根據(jù)各地最新發(fā)展布局，本文得出以下結(jié)論。

首先，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與用水效率之間呈現(xiàn)不同的關(guān)系形態(tài)。目前我國(guó)處在倒“N”模型的第一個(gè)下降階段，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)將進(jìn)入用水效率反向與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段。其次，對(duì)比具體省份的數(shù)據(jù)，只有上海、天津和北京處在曲線的第二個(gè)下降階段。浙江、江蘇、廣東、福建、吉林以及內(nèi)蒙古處在曲線的上升階段，其他22個(gè)省份均處在模型的第一個(gè)下降階段。東北及東部沿海地區(qū)也符合倒N的發(fā)展趨勢(shì)。其中上海、天津和北京處在第二個(gè)下降階段，實(shí)現(xiàn)了雙贏的局面，其他省份都處在第一個(gè)下降階段，而浙江、江蘇和廣東離拐點(diǎn)最近，即將步入用水效率與經(jīng)濟(jì)反向發(fā)展的階段。中西部地帶呈現(xiàn)U型的變化趨勢(shì)。遠(yuǎn)西部地帶也呈現(xiàn)“U”型的趨勢(shì)，除了內(nèi)蒙古，其他3個(gè)省份均處在下降階段，并且離拐點(diǎn)較遠(yuǎn)，短時(shí)間內(nèi)仍然能夠保持資源和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

基于結(jié)論，本文提出以下幾點(diǎn)建議：(1)從全局角度來(lái)說(shuō)，各地方政府應(yīng)從產(chǎn)業(yè)內(nèi)外部結(jié)構(gòu)著手，加大升級(jí)的力度，繼續(xù)減少第一產(chǎn)業(yè)的比重，協(xié)調(diào)發(fā)展第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)用水效率的正向驅(qū)動(dòng)作用。(2)注重地帶間的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)省份的帶頭作用。對(duì)于在區(qū)域帶中處于上升趨勢(shì)的省份更應(yīng)積極為水資源相關(guān)技術(shù)的革新?tīng)I(yíng)造氛圍和創(chuàng)造條件，爭(zhēng)取在水資源的使用、處理及二次利用上實(shí)現(xiàn)新的突破，促進(jìn)用水效率飛躍性的提升。(3)對(duì)于中西部地區(qū)的負(fù)效應(yīng)要積極正視，國(guó)家對(duì)遠(yuǎn)西部地帶應(yīng)大力扶持。政府要加強(qiáng)對(duì)地方水資源使用的監(jiān)管規(guī)制，并加大節(jié)水工作的投入，如大力建設(shè)水利基礎(chǔ)設(shè)施、制定與市場(chǎng)發(fā)展相適應(yīng)的水價(jià)機(jī)制，尤其是要針對(duì)用水效率與經(jīng)濟(jì)反向發(fā)展的地區(qū)，進(jìn)而幫助它們?cè)缛諗[脫較大的用水需求壓力。

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[責(zé)任編輯：楊志輝]

[收稿日期]2016-02-02

[作者簡(jiǎn)介]馬駿(1970—)，男，江蘇淮安人，河海大學(xué)商學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，從事資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)、技術(shù)創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)管理研究；顏秉姝(1991—)，女，江蘇連云港人，河海大學(xué)商學(xué)院碩士研究生，從事金融學(xué)研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)]F062.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-4833(2016)04-0121-08

Based on the Environmental Kuznets Theory of Relationship between Economic Development and Water Use Efficiency of Morphological Research——From the Data of H1 Provinces during the Period of 2002—2013

MA Jun, YAN Bingshu

(School of Business, Hohai University, Nanjing 210098, China)

Abstract:in 2002—2013 per capita GDP of China’s 31 provinces, the intensity of water as a variable, the environmental kuznets curve model building panel, respectively study and three major areas of the country’s economic development and water use efficiency. The results showed that the country, the northeast and east zone, the Midwest area, falls far west zone formed in turn N, N, U, and U change trend. From scale effect, technology effect, structure effect, and the four angles of regulation and investment, explain the three zones and its specific province water use efficiency and the relationship between economic development form.

Key Words:economic development; water use efficiency; environmental Kuznets curve; industrial water; environmental economics; efficiency of resources use; ; city water