基于LMDI和脫鉤理論的我國生活用水影響因素研究

聶志萍,吳夢芝,馬海良

(1.河海大學商學院，江蘇 南京 211100；2.河海大學企業管理學院，江蘇 常州 213022)

目前，水資源問題已成為我國經濟社會進一步發展的重要約束因素，其突出表現為總量缺乏和利用效率較低。我國人均水資源量約為2 300 m3，僅達到世界平均水平的1/4，且水資源利用效率較差，呈現出時空分布不均等特征?；诖?，習近平同志提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，認為必須在充分考慮水資源承載能力的基礎上，以水定城、以水定人，大力推進節水型社會建設，實施全民節水行動計劃。生活用水作為我國用水量的重要組成部分，與城市建設密切相關，且直接影響民眾的生活質量。本文立足生活用水，以我國2004—2017年各省份面板數據為例，深入探討我國生活用水耗用量的影響機理，以求為各省份合理規劃水資源發展布局，逐步實現人水和諧提供重要的政策參考。

1 文獻綜述

已有文獻中，學者們多構建不同的數據模型評估水資源利用的影響因素，如馬海良等[1]在測算出我國1999—2009年水資源利用效率的基礎上，采用Tobit回歸模型分析中國及分區域水資源利用效率的影響因素，研究表明，經濟水平、水資源價格對全要素水資源效率有顯著的正向作用，而產業結構和政府影響力卻有顯著的負向影響；陳大波等[2]選取人均農業產值、單位面積平均灌溉用水量、人均水資源量和年降水量等相關指標，基于SPSS回歸測算了影響農業水資源消耗強度的因素，得出農業水資源消耗強度與人均農業產值呈負相關，單位面積平均灌溉用水量、人均水資源量和年降水量與農業水資源消耗強度呈正相關的結論。張吉輝等[3]從水資源的公平性出發，通過基尼系數法測算各地區水資源用量與經濟發展和民生需求的匹配性問題，最終發現我國水資源消耗量與人口和土地不匹配的時間演變規律，但跟各地的經濟發展總量相對匹配。韓琴等[4]基于擴展的Kaya恒等式和LMDI模型，定量分析了效率效應、結構效應、經濟效應、稟賦效應、開發效應及技術效應對灰水足跡效率的影響，論證發現，效率、經濟、開發及技術對灰水足跡效率的變化起正向驅動效應，結構與稟賦對灰水足跡效率的變化起負向驅動效應，其中效率、經濟是影響灰水足跡效率變化的最主要因素。黃德春等[5-6]分析了總量和強度控制下的水資源利用效率，認為我國水資源利用效率正逐漸改善，生態文明的建設導致我國的人水和諧程度越來越好。

梳理以上文獻，不難發現學者們大多對水資源的總體情況進行分析，較少對具體的生活用水或生態用水展開具體分析。由于生活用水與民眾的生活戚戚相關，直接決定了人民群眾的生活質量，因此需要展開對應性研究。另外，較多文獻中多只涉及簡單因素分解，且缺少對某些重點影響因素的深入分析?；诖?，筆者以生活用水為研究對象，先從LMDI方面探究各分解因素對生活用水的作用程度，再利用脫鉤模型深入分析最重要的影響因素與生活用水的響應程度，具體研究思路如下：①依據Kaya恒等式將生活用水影響因素分解為結構影響因素、技術影響因素、經濟影響因素和人口影響因素。②運用LMDI方法分別計算這4個影響因素對生活用水的貢獻率，分析這四個方面對生活用水的作用方向與強度，發現經濟因素最能夠導致生活用水量的增加。③為進一步考察生活用水對經濟增長的響應程度，構建生活用水與經濟增長的脫鉤模型，并將測算得到的脫鉤值由強到弱進行排序，從而判斷出脫鉤程度的省際差異，并以此為基礎提出針對性建議。

2 研究方法與數據

2.1 模型選擇與方法

2.1.1因素分解法

因素分解法，不僅能列出研究目標的影響因素，還能計算其對整體的貢獻率，故被廣泛運用于資源環境領域。常見的因素分解法有結構分解法(SDA)和指數分解法(IDA)，SDA往往需要完整的投入產出表，對數據的要求較高，而IDA對時間序列與截面數據均適用，數據處理的范圍較廣。IDA又分為拉氏指數法、迪氏指數法和對數平均迪氏指數法(LMDI)，其中LMDI[7-8]既能完全分解余量，又能解決零值問題，故本文選擇基于LMDI的加法分解模型。

先依據Kaya[9]恒等式將生活用水(DW)分解如下：

(1)

D=∑srjP

ΔD=Dt-D0=ΔS+Δr+Δj+Δp

(2)

依據LMDI進一步整理得：

(3)

(4)

(5)

(6)

式中：ΔS為結構效應，表示用水結構引起的生活用水的變化量；Δr為技術效應，表示技術進步引起的生活用水的變化量；Δj為經濟效應，表示經濟增長引起的生活用水的變化量；Δp為人口效應，表示由于人口數量的變化導致生活用水量的變化，四者效應相加正好等于生活用水的變化量。若某個分解效應為正，則表示該效應對生活用水耗用量有推進作用，若為負，則表示該效應對生活用水耗用量有抑制作用。

2.1.2脫鉤模型

依表1知，脫鉤狀態由ΔA、ΔGDP與e(A，GDP)三者共同決定，且充分考慮了不同數值下脫鉤的差異狀態，選用Tapio彈性指標，構建生活用水與經濟增長的脫鉤模型，具體如公式(7)所示：

(7)

表1 脫鉤狀態分解表

2.2 數據來源

本文所有數據均來自2004—2017年《中國統計年鑒》，鑒于脫鉤指標e的測算需要考慮時間的變化與價格波動的影響，將2004—2017年當年價格計算的各地區GDP修正為2004年不變價格地區GDP。

3 實證分析

3.1 生活用水驅動因素的LMDI分解

根據公式(2)-(6)，分別測算出結構、技術、經濟，人口對生活用水的貢獻值，匯總后見表2。

首先，對全國的生活用水驅動因素進行分析。由表2可以看出，技術效應為負，結構效應、經濟效應、人口效應均為正，說明技術的提高對生活用水的耗用起抑制作用，而產業結構的改變，經濟的發展，人口的擴大對生活用水的耗用起促進作用。數值上，經濟效應的累計絕對值最大，為1 008.384 t，其次為技術效應1 005.590 t，人口效應87.554 t，結構效應52.462 t，即經濟與技術對生活用水的貢獻起絕對作用，而人口與結構對生活用水的耗用起輔助作用。因此可以認為，經濟與技術是生活用水的主要驅動因素，經濟是生活用水的主要增加因素，而技術進步是生活用水減少的主要手段，這個研究結論也充分驗證了文獻[4]的觀點。

其次，對各省的生活用水驅動因素進行具體分析(西藏11年間的生活用水從數據看無明顯變化，各效應的貢獻值均為0，故不予考慮)。從結構效應上看，20個省為正值，說明大部分省區產業結構模式的轉變，使得第三產業比重上升，進而使得生活用水占用水總量的比重上升，生活用水耗用量增加；剩下11個省為負值，代表結構轉變在一定程度上抑制了生活用水的使用，其中黑龍江結構效應對生活用水的抑制作用最強，究其原因，黑龍江隸屬老工業基地，仍以第二產業為主，且位處北方，水資源匱乏，所以生活用水占用水總量的比重較低。

表2 我國各省份生活用水效應分解表

從技術效應上看，我國所有省份均為負值，說明技術的改進提高了我國的用水效率，促進了每單位經濟增長耗用水資源的降低。事實證明，國家一方面出臺了《中國節水技術政策大綱》，建立和完善再生水利用技術體系，開發和應用管網查漏檢修決策支持信息化技術，另一方面利用價格杠桿，調整水價，不斷推廣節水型器具，加強民眾的節水意識。但值得注意的是，我國技術效應的標準差為25.799，省份間的技術效應還存在很大差異，其中廣東為-126.686 t，寧夏僅為-3.125 t，極差高達123.561 t，如何縮小省與省間的技術差距，還是現階段亟須解決的一個問題。

從經濟效應上看，GDP的增長帶動了城市的擴張，導致了人口規模的擴大，同時生活服務業、餐飲業的發展也帶來大量的生活用水需求，故我國所有省份的經濟效應均為正值，即人均生產總值是我國生活用水的直接推動力。其中西北地區如青海、寧夏的經濟效應較小，而中部、南部的經濟效應較大，符合我國區域經濟發展情況。另外不難發現，與技術效應相同的是，廣東的經濟效應最大，而寧夏的經濟效應最小，這在一定程度上說明了經濟的發展與技術的進步相輔相成，符合前文經濟與技術占絕對地位的結論。

從人口效應上看，受制于經濟的發展、國家計劃生育的政策，某些地區如黑龍江、安徽、河南、貴州、廣西出現人口效應為負的現象，縮小的人口規模直接減少了居民的生活用水量，進而減少整個省份對生活用水的需求，但更多的省份由于外來人口的流入不斷加重著生活用水的負擔，故各省區人口效應雖有正有負，但對生活用水變化的貢獻率不高，對外表現出微弱的正效應。

3.2 對生活用水經濟驅動因素的進一步分析

由表2知，生活用水的4個驅動因素中，經濟效應的累計效應最大，這在一定程度上說明人均GDP(Δj)的增加促進了生活用水耗用量的變化，但上述基于LMDI的分解，也存在一個明顯的問題，就是只考察了ΔD與Δj的相對關系，而忽略了ΔD與Δj自身增速的問題。筆者將以經濟增長和生活用水為研究對象，在LMDI分析的基礎上，引入脫鉤模型中的Tapio指標，以求準確考察生活用水對經濟增長的反應程度。依據公式(6)，先測算出2004—2015年中國31省區生活用水與經濟增長的脫鉤指標e(D，GDP)，再根據e(D，GDP)的數值、ΔD、ΔGDP符號，參照表1，得到對應的脫鉤狀態，整理后見表3。

根據表3，從脫鉤狀態方面看，我國31省區均實現了生活用水與經濟增長的脫鉤，即經濟增長的速度小于生活用水的增長速度。我們認為相對我國經濟的高速增長，生活用水量表現出相對不變或緩慢增加的發展態勢，兩者逐漸呈現出背離的趨勢。其中6個省份(內蒙古，吉林，黑龍江，西藏，甘肅，青海)為強脫鉤，既達到了經濟的正增長，又實現了生活用水的負增長，是最理想的一種狀態；其余25個省份為弱脫鉤，在保證經濟增長的前提條件下，實現了生活用水的低速增長，是較理想的一種脫鉤狀態。從脫鉤指標上看，2004—2017年我國生活用水與經濟增長的脫鉤程度參差不齊，但脫鉤數值均控制在0.2以下，脫鉤程度明顯，其中黑龍江脫鉤指標最小為-0.072，居領先地位，福建、湖北脫鉤數值最高，均為0.172，處于落后狀態。

為進一步了解各省區脫鉤的區域差異，我們將所有省份的脫鉤程度由強到弱進行排序，把脫鉤指標分為5個等級，以0、0.05、0.1、0.15、0.2為劃分標準，整理得到各省脫鉤狀態的分布(表4)。根據表4，可見我國生活用水與經濟增長的脫鉤指標雖不盡相同，但大致服從如下規律：人口數量較少，經濟發展程度較低的省份脫鉤程度較高，而人口較多，水資源量豐富，經濟發展程度較高的省份脫鉤程度則相對較低?？傮w來講，從2004年到2017年，我國31個省份以節水為宗旨，構建起用水計劃調控、節水效率評估和節水價格杠桿的三大機制，不斷加強了水資源開發與保護等方面的立法，建立健全水表收費制度，提升了用水效率，實現了生活用水與經濟增長的脫鉤。

表3 我國各省份生活用水與經濟增長的脫鉤關系

表4 各省脫鉤狀態的分布

4 結論與建議

4.1 結論

水資源是“生命之源、生產之要、生態之基”，生活用水量的多少更是直接決定了人民群眾的生活質量和幸福指數。本文以2004—2017年各省份的生活用水為研究對象，基于LMDI分解方法，將生活用水變化量分解為結構、技術、經濟、人口4個驅動效應，并通過構建脫鉤模型，進一步測算生活用水與經濟增長的響應關系與脫鉤指標，得到以下結論：

a. 技術效應對我國生活用水量的減少具有明顯的正向作用，而結構效應、經濟效應和人口效應對生活用水量的增加具有明顯的正向作用。雖然從各省份間的效應分解值符號來看，各省份有正有負，但從國家的總體累計效應上講，只有技術效用的符號為負，其余均為正值，即技術的改進促進了生活用水的減少，而產業結構的改變，經濟的增長，人口的擴大均推動了生活用水的增多。

b. 就各效應分解值的大小來看，經濟效應對生活用水的影響最大，其次為技術效應，人口效應對生活用水的影響相對最小，這也表明經濟發展與技術進步為生活用水的主要驅動因素，而人口規模與用水結構是生活用水的輔助影響因素。

c. 2004—2017年，我國均實現了生活用水與經濟增長的脫鉤，即經濟增長的速度小于生活用水量的增長速度，兩者逐漸呈現背離趨勢。其中內蒙古、吉林、黑龍江等6省份為強脫鉤，天津、遼寧等25個省份為弱脫鉤。且人口數量較少，經濟發展程度較低的省份脫鉤程度較高，而人口較多、水資源量豐富、經濟發展程度較高的省份脫鉤程度相對較低。

4.2 建議

黨的十九大明確提出，應堅持“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的原則，系統治理好水環境和提高水資源利用效率。按照這個重要方針，全面推進節水型社會建設，需要統籌兼顧與分類推進相結合，通過控制生活用水的使用量提高我國水資源的使用價值。

首先從國家層面上，統籌考慮用水結構、技術水平、人口效應、經濟效應對水資源利用的影響程度。從脫鉤結果知，我國已實現了生活用水與經濟增長的脫鉤，故現階段的目標是完成由弱脫鉤到強脫鉤的過渡，鑒于我國經濟一直處于相對高速增長狀態，所以實現強脫鉤的關鍵在于控制生活用水的使用量。從LMDI分析結果知，只有技術抑制了生活用水的使用，因此控制生活用水使用量的關鍵在于提升水資源利用效率的技術?；诖?，需要堅持水資源消耗總量和強度與經濟發展方式相匹配的方式[16]，以水定需，量水而行，因水制宜，一方面開源節流，控制用水人口數量，加強水情宣傳教育，強化取用水計量監控，完善取用水統計和核查體系，建立健全節水管理制度。另一方面高效利用，注重用水結構，開展節水產品研發，推廣節水設備和器具，改造與維護管理供水管道，以水資源利用效率和效益的全面提升推動經濟增長和轉型升級。

其次從省際層面上，因地制宜，科學分解總目標并合理推進至各節水主體。針對不同類別的省份，利用技術溢出效應展開具體的節水政策學習，節水效果較差的省份積極向節水模范省份取經，如生活用水增加量最大的湖北向節水最明顯的黑龍江學習，技術效應最小的寧夏、青海向水資源利用效率較高的廣州學習，并將任務完成情況納入地方政府政績考核，以強化目標考核和責任追究。針對相同類別的省份，同舟共濟，聯合開展基層水資源管理能力建設與節水教育，做好區域間水資源統籌調配，建立健全統一的水價管理機制和節水獎勵機制。加強各省政府與企業間的交流，利用政府和社會資本合作(PPP)等模式，鼓勵社會資本進入節水等領域，共同探索節水管理新模式。