經濟增長與水資源消耗的脫鉤實現(xiàn)路徑研究

李麗麗，陳雯雯，李東風

（1.浙江水利水電學院，浙江 杭州 310018； 2.河海大學 商學院，江蘇 南京 211100）

水資源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，在經濟社會發(fā)展過程中起到基礎性作用［1］，但當前水資源短缺問題已成為制約全球經濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。 我國是全球主要水資源貧困國家之一，人均占有量僅為世界平均水平的1／4，水資源承載壓力日益突出［2］。 然而，在嚴峻的水資源供需形勢下，我國仍然存在粗放型用水現(xiàn)象，節(jié)水設施落后和節(jié)水內生動力不足等問題較為顯著。 盡管近年來頒布實施的節(jié)水條例、法律法規(guī)以及在水資源調配與管理方面的巨大投入在一定程度上緩解了區(qū)域性水資源緊張問題，但經濟增長對水資源的過度依賴依然是威脅我國水安全的重要因素［3］。

對于經濟增長與水資源消耗之間的關系，學界已有較多研究：一方面，經濟社會發(fā)展伴隨的人口集聚和生產擴張增加了區(qū)域水資源消耗需求［4］；另一方面，隨著水資源要素供給增速放緩，其對經濟增長的阻尼約束日漸顯現(xiàn)［5］。 近些年來，經濟增長與水資源節(jié)約的協(xié)同方案研究成為熱點，耦合協(xié)調度模型是此類研究常用的量化分析工具之一［6］，而相比耦合協(xié)調度模型的靜態(tài)分析，脫鉤理論在揭示經濟發(fā)展與環(huán)境壓力之間的動態(tài)關系方面更具優(yōu)勢［7］。 吳丹［8］利用脫鉤理論實證分析了我國經濟增長對水資源消耗的脫鉤狀況，Zhang 等［9］從水足跡視角分析了我國西北地區(qū)水資源利用與經濟發(fā)展之間的脫鉤狀況，Zhu 等［10］、姜明棟等［11］分別對經濟增長與農業(yè)用水、工業(yè)用水等不同行業(yè)用水的脫鉤狀況進行了分析。

通過梳理已有文獻發(fā)現(xiàn)，學界對經濟增長與水資源消耗動態(tài)變化和脫鉤關系的研究多數(shù)仍停留在對脫鉤狀態(tài)進行描述，鮮有對兩者脫鉤關系驅動因素進行探討。 西北五?。▍^(qū)）是我國水資源最為匱乏的地區(qū)之一，探尋西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤路徑，不僅有助于緩解當?shù)丶怃J的人水矛盾，而且對全國其他地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有借鑒意義。 基于此，筆者首先利用Tapio 指數(shù)分析了2004—2018 年西北五?。▍^(qū)）的脫鉤類型與時空演變特征；然后，從要素投入視角構建C－D 生產函數(shù)拓展組合分解模型，量化分析區(qū)域經濟增長與水資源消耗的脫鉤貢獻因素；最后，將西北五省（區(qū)）與全國整體的脫鉤類型及其驅動貢獻進行比較，提出經濟增長與水資源消耗的脫鉤實現(xiàn)路徑，以期為相關政策的制定提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法1.1.1 脫鉤模型

脫鉤理論由經濟合作與發(fā)展組織（OECD）提出，最早用于討論農業(yè)發(fā)展政策，后逐步擴展應用到環(huán)境經濟學領域，用以揭示經濟發(fā)展與環(huán)境壓力之間的動態(tài)關系［12］。 Tapio［13］為了消除原模型基期選擇誤差的限制，提出了脫鉤彈性模型。 基于Tapio 的思路，本文構建經濟增長與水資源消耗脫鉤程度模型：

式中：σ為經濟增長與水資源消耗之間的脫鉤彈性系數(shù)；W為水資源消耗量；變量上角標0、t分別表示基期和第t期。

依據(jù)脫鉤彈性系數(shù)以及水資源消耗和經濟增長的變化率，可將脫鉤狀態(tài)劃分為8 種類型，見表1。

表1 Tapio 脫鉤類型判別標準

1.1.2 C－D 生產函數(shù)拓展的組合分解模型

已有研究對水資源消耗驅動因素的分解多以Kaya 恒等式為基礎展開：

式中：Wt為第t期的總用水量；為第t期第i個?。▍^(qū)）第j個產業(yè)的用水量；為第t期第i個?。▍^(qū)）第j個產業(yè)的實際產值；為第t期第i個?。▍^(qū)）的經濟產出；WVt ij為第t期第i個?。▍^(qū)）第j個產業(yè)用水量與產值之比（用水強度），為第t期第i個?。▍^(qū)）第j個產業(yè)產值占全省經濟產出的比例（產業(yè)結構），。

C－D 生產函數(shù)描述了各要素投入與產出之間的關系，能夠較好地反映實際生產情形，被廣泛應用于經濟數(shù)據(jù)分析。 為了更直觀地描述投資對水資源消耗的影響，本文在傳統(tǒng)分解模型的基礎上引入C－D 生產函數(shù)，構建體現(xiàn)要素投入的組合分解模型：

式中：At為索洛余值，表示無法以資本和勞動力貢獻衡量的經濟增長，被廣泛用于測算和評價技術進步與制度環(huán)境對經濟增長的貢獻［14－15］；Kt、Lt分別為資本投入和勞動力投入；α、β分別為資本彈性和勞動力彈性；（Kt）α和（Lt）β分別為資本和勞動力的產出份額。

Ang［16］提出的對數(shù)平均迪氏指數(shù)（LMDI）分解法具有易分解、無殘差等優(yōu)勢［17］，在資源環(huán)境領域被廣泛運用。 本研究采用LMDI 分解法將水資源消耗按5個驅動因素進行分解：

式中：ΔWt為水資源消耗總效應（變化量）；為用水強度效應；為產業(yè)結構效應；為索洛余值效應；為資本投入效應；為勞動力投入效應。

以用水強度效應為例，其對水資源消耗的驅動效應為

其他驅動因素的分解公式以此類推。

1.1.3 脫鉤貢獻指數(shù)

為了測算西北五?。▍^(qū)）各驅動因素在經濟增長與水資源消耗脫鉤過程中的貢獻程度，本文在C－D 生產函數(shù)嵌入的組合分解模型基礎上構造了脫鉤貢獻指數(shù)。 由于資本投入是中國經濟增長的主要因素［18］，且實證結果證實資本要素一直抑制著與水資源消耗的脫鉤，因此參考Wang 等［19］的研究，將資本投入視為主要經濟活動，不將其作為經濟增長與水資源消耗脫鉤的貢獻來源。 剔除資本投入后，各因素變化對脫鉤的絕對貢獻可表示為

當資本投入效應為正時，可以通過以下公式得出總脫鉤貢獻指數(shù)：

式中：εt為總脫鉤貢獻指數(shù)和分別為用水強度、產業(yè)結構、索洛余值與勞動力投入的脫鉤貢獻指數(shù)。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國水利統(tǒng)計年鑒》和各省（區(qū)）統(tǒng)計年鑒。 為保證數(shù)據(jù)的可比性，以2000 年為基期對經濟類指標進行平減處理，其中資本投入以資本存量表征，采用永續(xù)盤存法計算，以9.6%的資本折舊率進行測算；勞動力投入以勞動年齡人口數(shù)量表征。

2 結果與分析

2.1 西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤狀態(tài)分析

基于西北五省（區(qū)）2004—2018 年的相關數(shù)據(jù)，計算得出經濟增長與水資源消耗的脫鉤彈性系數(shù)，并根據(jù)水資源消耗總量以及地區(qū)生產總值的變化情況得到相應的脫鉤類型，結果見圖1、表2。 從總體上看，研究期內西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤類型均為弱脫鉤或強脫鉤，且呈現(xiàn)由弱脫鉤向強脫鉤轉變的良性趨勢。 從時間演變看，2004—2010 年，西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤彈性系數(shù)呈波動減小態(tài)勢，即經濟增長對水資源消耗的依賴程度逐步降低；2011—2012 年，西北五省（區(qū)）的脫鉤彈性系數(shù)明顯增大，原因是政府大規(guī)模基礎設施建設投資拉動了耗水行業(yè)的發(fā)展，嚴峻的經濟形勢下政府一定程度上減小了對耗水行業(yè)的管控力度；2013—2018年，西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤彈性系數(shù)呈減小趨勢，并自2014 年起穩(wěn)定在強脫鉤類型。究其原因：一方面，2013 年前后中國經濟增長步入強調發(fā)展質量的新階段，“三條紅線”“水十條”等水資源管理制度相繼出臺，生態(tài)環(huán)境約束成為考核各級政府的重要指標，在很大程度上促進了我國整體經濟增長與水資源消耗的脫鉤進程；另一方面，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入實施及“一帶一路”倡議在西北地區(qū)的廣泛響應，西北五?。▍^(qū)）的高耗水落后產能逐步被淘汰，新舊動能轉換和產業(yè)結構優(yōu)化進一步推動了西北五省（區(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤。

表2 西北五?。▍^(qū)）的脫鉤彈性系數(shù)變化趨勢

圖1 2004—2018 年西北五?。▍^(qū)）的脫鉤彈性系數(shù)變化趨勢

西北五?。▍^(qū)）整體脫鉤程度較為理想，但?。▍^(qū)）之間存在明顯差異。 研究期內，陜西省的脫鉤彈性系數(shù)波動明顯，且多數(shù)時期處于弱脫鉤狀態(tài)。 究其原因：一方面，陜西省為我國重要能源化工基地，高耗水、高排放產業(yè)占比較大；另一方面，陜西省在西北五?。▍^(qū)）中最具經濟活力，服務業(yè)的快速發(fā)展以及人口集聚帶動了生活用水的增加。 甘肅省2013 年之前弱脫鉤與強脫鉤交替，2014 年之后脫鉤彈性系數(shù)持續(xù)減小并穩(wěn)定保持強脫鉤。 原因是“十二五”期間甘肅省落實“節(jié)水優(yōu)先”治水思路，加強了對重點行業(yè)的取水定額管理，嚴格控制高耗水、低效率行業(yè)的發(fā)展，節(jié)水型社會建設成效顯著。 相對而言，青海省在研究期內脫鉤彈性系數(shù)波動較大、脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定，可能與其在節(jié)水政策的落實過程中僅注重實現(xiàn)短期目標而缺乏系統(tǒng)考量，不利于節(jié)水減排目標的長效全面落實有關。 寧夏2005 年成為我國首個節(jié)水型社會建設試點?。▍^(qū)），率先探索出“農業(yè)綜合節(jié)水—水權有償轉換—工業(yè)高效用水”的水資源管理模式，因而在研究期初就實現(xiàn)了脫鉤彈性系數(shù)的持續(xù)減小，并由擴張負脫鉤轉為強脫鉤，水資源優(yōu)化配置效果顯著；但在研究時段中后期，寧夏處于強脫鉤和弱脫鉤交替出現(xiàn)的狀態(tài)，反映出其節(jié)水效果缺乏穩(wěn)定性與長期性。 新疆2004—2010 年長期穩(wěn)定在弱脫鉤類型，但2011 年前后其第一產業(yè)比重回升、水資源消耗量增大，經濟增長與水資源消耗脫鉤程度轉變?yōu)檫B接；2012 年之后，隨著經濟結構優(yōu)化、產業(yè)質量提升，新疆的粗放型經濟發(fā)展方式逐漸改善，水資源利用效率得到提高，經濟增長與水資源消耗達到了強脫鉤類型。

2.2 西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤貢獻分析

為進一步分析西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤實現(xiàn)機制，依據(jù)前述脫鉤貢獻模型，探討用水強度、產業(yè)結構、勞動力投入效應對脫鉤的貢獻，結果見圖2。 研究期內西北五省（區(qū)）的總脫鉤貢獻指數(shù)2012 年最小，原因是用水強度效應和產業(yè)結構效應的脫鉤貢獻指數(shù)均較小。 2012 年后西北五?。▍^(qū)）的總脫鉤貢獻指數(shù)均大于1，即處于強脫鉤狀態(tài)。 在4 個貢獻因素中，用水強度效應是脫鉤的主要貢獻因素，即用水強度下降是經濟增長與水資源消耗實現(xiàn)脫鉤的核心驅動力。 隨著“兩型（資源節(jié)約型、環(huán)境友好型）社會”建設的持續(xù)推進，技術進步逐步成為節(jié)水的主要推動力。 西北五省（區(qū)）積極發(fā)展高效節(jié)水技術并運用先進節(jié)水設備，有效提高了區(qū)域用水效率，推動了經濟增長與水資源消耗的脫鉤進程。 相比用水強度，產業(yè)結構效應的脫鉤貢獻指數(shù)波動明顯，甚至在少數(shù)年份沒有實現(xiàn)脫鉤，反而驅動水資源消耗量增大。 究其原因：一方面，雖然西北五?。▍^(qū)）近年來產業(yè)結構升級成效顯著，但其整體經濟體量偏小、發(fā)展質量不高，依舊存在以資源消耗為代價實現(xiàn)經濟增長的現(xiàn)象；另一方面，地方政府在水資源政策落實的過程中存在短期行為，產業(yè)用水監(jiān)管不到位，從而導致產業(yè)結構調整對脫鉤的貢獻缺乏穩(wěn)定性。 相比其他因素，勞動力投入效應與索洛余值效應對西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗實現(xiàn)脫鉤的影響較弱。

圖2 2004—2018 年西北五?。▍^(qū)）的總脫鉤貢獻指數(shù)變化趨勢

2004—2018年西北五省（區(qū)）經濟增長與水資源消耗的總脫鉤貢獻指數(shù)分布情況見圖3，可以看出，各效應的脫鉤貢獻空間分布存在顯著省際差異。 陜西和青海兩省在研究期內均以弱脫鉤貢獻和強脫鉤貢獻為主，用水強度效應對脫鉤的貢獻均最大且總體呈下降趨勢，而索洛余值效應的脫鉤貢獻指數(shù)逐漸增大。 其中：陜西的脫鉤貢獻指數(shù)較為穩(wěn)定，說明各效應對實現(xiàn)脫鉤的貢獻與資本投入對水資源的消耗基本抵消；青海的脫鉤貢獻指數(shù)在研究期初波動較大，隨后趨于穩(wěn)定。 甘肅和新疆的4 個效應逐步由弱脫鉤貢獻轉變?yōu)閺娒撱^貢獻，且均于研究期末達到較理想狀態(tài)。

圖3 2004—2018 年西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤貢獻分布

2.3 西北五?。▍^(qū)）和全國的經濟增長與水資源消耗關系比較

雖然西北五?。▍^(qū)）整體經濟增長與水資源消耗的脫鉤類型在研究期內呈現(xiàn)從弱脫鉤向強脫鉤轉變的良好趨勢，但依然存在部分?。▍^(qū)）水資源消耗量上升、脫鉤彈性指數(shù)波動較大等問題。 將2004—2018 年西北五省（區(qū)）經濟增長與水資源消耗脫鉤類型和全國的情況進行比較（見表3）可知，多數(shù)年份西北五?。▍^(qū)）的脫鉤類型優(yōu)于全國總體情況。 2013 年以前，兩者的脫鉤類型相近，但西北五?。▍^(qū)）在個別年份出現(xiàn)了強脫鉤；2013 年之后，雖然兩者都為強脫鉤，但西北五?。▍^(qū)）的脫鉤進程更快。 進一步對比分析兩者的驅動貢獻因素可知，雖然用水強度效應和產業(yè)結構效應都是主要的驅動貢獻因素，但西北五?。▍^(qū)）相較于全國在產業(yè)結構調整方面的表現(xiàn)更佳（見圖4），這可能得益于“一帶一路”倡議對西北五?。▍^(qū)）新舊動能轉換帶來的機遇。 研究表明，產業(yè)結構調整是實現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑［20］，但相比西北五?。▍^(qū)），近年來我國整體產業(yè)結構效應的脫鉤貢獻并不理想，應進一步注重調整產業(yè)結構，提高行業(yè)用水效率，以水定產，嚴控高耗水作物種植，發(fā)展綠色節(jié)水產業(yè)，發(fā)揮產業(yè)結構效應對脫鉤實現(xiàn)的長效驅動作用。

圖4 西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗的脫鉤貢獻因素和全國的情況比較

表3 2004—2018 年西北五?。▍^(qū)）脫鉤彈性系數(shù)與脫鉤類型和全國的情況比較

3 結語

（1）從時空演變特征看，2004—2018 年西北五?。▍^(qū)）經濟增長與水資源消耗為脫鉤類型，且呈現(xiàn)從弱脫鉤向強脫鉤轉變的良好趨勢，但部分地區(qū)仍存在水資源消耗量上升、脫鉤彈性指數(shù)波動較大的問題。 建議進一步完善水資源管理制度、強化節(jié)水約束性指標管理，落實水資源消耗總量與強度的雙控行動，支持先進節(jié)水技術發(fā)展與高效灌溉農田建設，協(xié)同推進經濟發(fā)展與水資源節(jié)約集約利用。

（2）從脫鉤貢獻因素看，用水強度效應下降是經濟增長與水資源消耗實現(xiàn)脫鉤的核心驅動力；產業(yè)結構效應的脫鉤貢獻次之，但時序波動明顯，甚至在少數(shù)年份沒有實現(xiàn)脫鉤；勞動力投入效應與索洛余值效應在研究期內對脫鉤的影響較小。 因此，要進一步重視用水強度效應的脫鉤貢獻，支持先進節(jié)水技術發(fā)展與高效灌溉農田建設，提高水資源利用效率。

（3）與全國整體相比，西北五?。▍^(qū)）的脫鉤類型在多數(shù)年份表現(xiàn)更優(yōu)，這主要得益于產業(yè)結構效應的脫鉤貢獻。 產業(yè)結構調整是實現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，應進一步注重調整產業(yè)結構，提高行業(yè)用水效率，以水定產，嚴控高耗水作物種植，發(fā)展綠色節(jié)水產業(yè)，發(fā)揮產業(yè)結構效應對脫鉤實現(xiàn)的長效驅動作用。