张 锦，丁雅静

（太原理工大学经济管理学院，山西 太原 030024）

中国的水电开发潜力位居全球前列，水电在国内清洁能源供给体系中长期承担最大的容量份额。根据国家能源局发布的2022 年全国电力工业统计数据，截至2022年底，中国水电累计装机容量达4.1亿kW，占国内电源装机总量的16.1%，占清洁能源装机总量的33.6%。虽然风电、光伏等其他清洁能源的大规模开发，使水电近年在国内清洁能源供给体系中的容量份额呈下降趋势，但水电具备稳定电力的自然属性，使其在国内清洁能源供给体系中的主导地位难被撼动。尤其在致力于实现碳中和与全面建成社会主义现代化强国的新时代，社会经济系统对水电开发的电力供给、产业供水、生活供水、洪水防控等仍具有巨大需求［1-2］。因此，水电开发规模增长将是支撑中国社会经济可持续发展的基本要素。

事实上，水电开发活动对河流生态环境的影响受到了各国科学家与相关河流行政管理机构的长期关注，核定流域水电梯级开发适度规模成为大江大河综合治理的关键问题［3-4］。水电开发活动尤其是流域水电梯级开发活动必须考虑对河流水文情势的影响，将河流水文情势的受影响程度限制在一定范围以内，以此形成对流域水电开发活动的环境约束［5-6］。将流域取水规模控制在流域径流总量的40%以内是如今全球公认的河流水资源开发的环境约束准则［7］。环境约束范式的结果通常是在水电技术可开发规模、经济可开发规模基础上对开发潜力进行了一定程度的削减，以此核定其适度规模。环境约束范式限制了流域水电开发规模的无序扩张，这对平衡流域社会经济发展与生态环境保护起着兜底作用。然而，在干旱、半干旱以及其他水资源需求巨大的流域，流域水资源开发规模会大幅超过40%的环境约束上限，比如我国黄河、海河等流域的水资源开发程度已超过90%，形成了诸多水资源过度开发局面。在局部社会经济系统对水资源的巨大需求下，环境约束范式对河流水资源开发规模的硬性约束难以真正实施，这表明基于环境约束范式来核定流域水电开发适度规模难以具备广适性。为此，本文拟借鉴土地资源适度经营规模核定过程中的效率支撑原理，尝试从环境约束范式转型至效率支撑范式，将环境约束范式下的水资源单要素约束转型至效率支撑范式下的全要素支撑。效率支撑范式下，水资源要素与水电开发的其他生产要素一起支撑水电开发规模增长，并共同影响水电开发效率，从而基于流域水电梯级开发效率演变来核定其适度规模。

1 文献综述

1.1 适度规模概念及其核定原理

适度规模概念源自微观经济学中的规模经济理论。规模经济理论认为当技术水平保持不变时，生产单位产品的平均成本随着产量增长会呈现递减、不变与递增的变化趋势，平均成本处于递减至不变区间时存在规模经济，而平均成本处于不变至递增区间时则存在规模不经济。因此，基于规模经济理论，任何企业的生产规模不能无限扩大，存在适度经营规模。适度经营规模最常见于农业领域。从家庭联产承包责任制下的碎片化经营过渡到土地流转下的规模化经营，大量学者研究了中国农业的适度经营规模问题，但因研究尺度、研究对象的不同，其农业适度经营规模结论存在差异。农业适度经营规模的研究尺度可大致分为效率与收入［8］。

当以效率为尺度时，通常考虑产量、实际收入等重点产出指标，以农业经营效率达到最大值时所对应的经营规模为其适度规模。孔令成等［9］将松江区都市农场经营规模从小至大分为18 组规模区间，运用三阶段DEA 模型对比了各规模区间的都市农场经营效率，发现8.13～8.40 hm2所对应的经营效率最大，遂将其核定为都市农场的适度经营规模。姜宇博等［10］也采用类似方法，核定了黑龙江玉米生产农机合作社的适度经营规模为873.30～966.70 hm2。邹伟等［11］从扩大土地经营规模来提升化肥使用效率的视角，寻找江苏省的土地适度经营规模，发现规模扩张前经营规模较大的农户在转入土地后能显著提高化肥使用效率。

当以收入为尺度时，通常基于C-D 生产函数与超越对数生产函数，寻求农业经营利润最大化或者成本最小化，以极值对应的土地经营规模为其适度规模。许庆等［12］从投入产出与生产成本两个角度测度了中国粮食作物的适度经营规模，认为扩大粮食作物种植面积能有效减少单位农产品生产成本，适度规模经营比碎片化经营更有利于扩大农民收入水平。吕晨光等［13］测度出山西省人均耕地的适度经营规模为0.33 hm2，超过该规模后会增加单位生产成本。杨钢桥等［14］在利润最大化情况下，计算出湖北省户均耕地适度经营规模为2.44 hm2，而省内不同地理单元存在较大差异，江汉平原的土地适度经营规模显著大于大别山区。罗丹等［15］进一步从产出和效益视角，将规模因素作为虚拟变量纳入产出和效益模型，测度出不同经营规模对产出和效益的影响，验证了我国不同粮食产区存在不同的适度经营规模。

可见，资源开发利用在经济学理论上存在适度规模，当资源开发利用规模超过其适度规模后，会造成资源开发利用效率下降、资源开发利用平均成本上升、资源开发利用利润率下降等问题。因此，适度开发应成为资源开发利用的阈值准则。

1.2 流域水电开发适度规模核定原理

核定流域水电开发适度规模，首先得厘清水电开发规模与水资源开发利用程度的区别。国内表征水资源开发利用程度最常见的指标为水资源开发利用率，水资源开发利用率既可应用于区域层面，也可应用于流域层面。

在区域层面，水资源开发利用率通常可进一步细分为水资源开发率与水资源利用率，前者通常是指区域供水量与区域水资源总量之比，后者则是区域用水量与区域水资源总量之比［16］。为直观表征区域水资源开发利用程度，学者们为水资源开发率与水资源利用率分别设置了两个门槛值，由此组成轻度、中度、高度等3个阶段。水资源开发率的两个门槛值分别为30%和70%，水资源利用率的两个门槛值分别为20%和60%［17］。

在流域层面，现有研究未对水资源开发利用率进一步细分，侧重于表示通过各类水资源开发方式取用地表径流的程度，即径流取用量与径流总量之比［18］。目前国际公认的河流水资源可开发利用率为40%，表示径流取用量不能超过径流总量的40%，剩余60%作为河道生态用水，以保障河道生态环境处于优良状态［7，19］。当然，径流资源被取出河道后，经工农业用水与生活用水，有部分水资源会返回河道内，即取水量不等于耗水量。王西琴等［20］考虑径流利用的实际消耗系数后，认为在保障60%的河道生态用水前提下，中国七大流域的水资源开发利用率阈值可达57%～89%，普遍超过了40%。此外，河道生态需水具有时空异质性，不同河段、不同季节以及不同丰枯年份均产生不同的河道生态需水量。张锦等［21］考虑河道生态需水的阈值区间后，核算了河道径流可变区间，据此核定了拉萨河流域水电开发活动对其水资源开发利用率的阈值为19%。张晓璐等［22］计算汉江流域的动态河道生态需水后，认为其水资源开发利用率阈值仅在丰水年的丰水期能达40%，其他多数时候水资源开发利用率不应超过20%。

水电开发规模通常指流域水电梯级开发的装机规模，单位为万kW 或MW。水电开发程度或水能开发率则是指水电装机规模与流域水能理论蕴藏量之比［23］。水电开发是对水能资源与水量资源的综合开发，随着流域水电开发规模增长或水能开发率增长，流域水资源开发利用率也会增长，但水能开发率与水资源开发利用率不能等同。

水电开发适度规模目前在国内外尚未形成统一定义，一般泛指在技术可开发规模与经济可开发规模之外，增加环境约束因素，在保障环境状况处于可持续前提下的水电可开发规模，而该水电可开发规模与理论可开发规模之比则是适度规模阈值。Farinotti 等［3］核算了全球变暖导致高山冰雪融化增加的水能理论资源，并将新增水能理论资源的40%设定为考虑技术、经济、环境等因素后的新增适度规模。该40%取值于国际公认的河流水资源开发利用率的40%阈值。当然，该项研究是考虑冰雪融化新增水量资源带来的新增水能资源，这样的阈值设定是合理的。在其他核定河流水电开发适度规模的研究中，学者们采用了更多不同的环境约束条件，包括最小河道生态需水、河道生态需水阈值区间、各类保护区带来的开发地限制、相关自然环境保护法规以及其他自然环境条件限制等（表1）。

由于所考虑环境约束条件、研究对象、研究空间尺度的不同，流域水电开发的适度规模阈值也不同，最高达到56%，最低仅为1%。通常来说，涉及的环境约束条件越多，所得流域水电开发适度规模阈值将越小；反之涉及的环境约束条件越单一，所得流域水电开发适度规模阈值将越大。虽然不同研究中考虑的环境约束因素存在诸多差异，但针对单个流域尺度上的水电开发适度规模，最常见的环境约束因素仍是河道生态需水约束，即流域水电梯级开发对下游河道水文情势的扰动必须控制在一定程度以内。

可见，水量资源开发与水能资源开发在环境学理论上存在适度规模阈值，当水量资源开发或水能资源开发超过其适度规模阈值后，将对流域生态环境造成较大的影响，无法保障流域生态环境处于优良状态。因此，水量资源开发或水能开发活动必须考虑环境约束条件。

综上所述，若将农业领域的土地适度经营规模概念延伸至流域水电开发领域，可将流域水电开发活动视作对流域水能资源和水量资源的综合开发，在效率尺度或者收入尺度上，流域水电开发活动也应该存在适度经营规模。然而，收入尺度上的适度经营规模核定原理通常基于成熟的C-D 生产函数，而流域水电梯级开发活动难以收集准确的资本、劳动力与土地资源投入，而且土地资源并不是流域水电梯级开发活动最重要的资源投入。流域水电梯级开发活动无法有效应用C-D 生产函数求得利润极值。为此，本文拟在效率尺度上核定流域水电梯级开发适度规模。其原理是将环境约束转型至效率支撑范式下的环境要素，其过程是组合水电生产的环境要素与常规投入产出要素，测度流域水电梯级开发效率，并基于效率的演变规律来核定流域水电梯级开发适度规模。这是尝试在流域水电开发领域将经济学理论的适度规模与环境学理论的适度规模进行一次有效结合。

2 研究方法与案例区

2.1 流域水电梯级开发效率测度方法

水电开发是多投入多产出的活动，根据水力发电过程特征，投入产出指标的选择考虑了经济投入与产出，也考虑了非经济投入与产出，但建设资金作为最重要的投入指标却很难直接纳入效率测度中。其原因有二：第一，水电站建设资金是分年度投入，与水电站建设进程相关，而不同水电站具有不同的建设进程，最终使不同水电站之间建设资金的差异原因混入了物价差异因素；第二，发电量作为最重要的产出指标，建设资金投入与发电产出无法达成年度一致性，通常是建设资金投入完成后，才开始电力产出。为此，最终纳入流域水电梯级开发效率测度的投入产出变量见表2。理论上，流域水电梯级开发规模越大，投入变量（装机容量、坝高、总库容、年发电用水量、年维修指数）和产出变量（年发电量、径流扰动程度、调节库容）也越大。

表2 流域水电梯级开发效率测度的投入与产出变量

采用超效率SBM 模型测度流域水电梯级开发效率，超效率SBM 模型是一类非径向、非角度的 DEA 模型，既能分辨有效决策单元间的效率差异，也克服了松弛变量对效率测度值的影响。超效率SBM 模型的计算公式在相关文献中非常常见，不再赘述。流域水电梯级开发效率分为两类：第一，流域水电梯级开发的经济效率，投入变量为装机容量、坝高、总库容、年发电用水量、年维修指数，产出变量为年发电量与径流扰动程度。第二，流域水电梯级开发的综合效率，投入变量与经济效率的投入变量相同，产出变量在经济效率的产出变量基础上再增加调节库容。无论经济效率评价还是综合效率评价，径流扰动程度都作为负产出指标。

流域水电梯级开发效率评价的决策单元将在时间尺度上累计构建。以某流域为例，随着该流域内水电开发规模和水电站数量增长，各项投入产出指标都呈增长趋势。累计该流域内每年的水电装机容量、坝高、总库容、年发电用水量、年维修指数、年发电量、径流扰动程度、调节库容，最终该流域内从第一座水电站运行至研究时段末期，每年都形成一个效率决策单元。此外，为充分揭示流域水电梯级开发规模对其效率演变的影响，避免异质性河流之间其他因素对相对效率的干扰，比如水资源量、水能开发方式等因素，流域水电梯级开发效率评价过程将在单个流域内进行，即每个流域都有其自身的效率前沿面，以此探寻异质性流域水电梯级开发过程中其效率演变的共性规律。

2.2 流域水电梯级开发适度规模核定模型

假定流域水电梯级开发效率与流域水电开发规模之间呈非线性关系，基于流域水电梯级开发效率最大值对应的开发规模，设定为流域水电开发适度规模。因此，基于Hansen面板门槛回归模型来验证流域水电梯级开发效率与流域水电开发规模之间的非线性关系，模型具体设置如下：

其中：式（1）和式（2）分别表示存在单一门槛效应和双重门槛效应的情况。i，t分别表示流域和年度；EFF为流域水电梯级开发效率，分为经济效率（EFF1）与综合效率（EFF2），作为因变量；scale为流域水电开发程度，同时作为自变量和门槛变量；η为门槛值，即待评估的流域水电开发适度规模阈值；β为待评估的变量系数；I为指示性函数，若门槛变量符合括号内的条件则取值为1，否则取值为0；X为控制变量，θ为待评估的控制变量系数。各个变量的具体描述见表3。

表3 面板门槛回归的各项变量描述

2.3 案例区与数据

选择国内22 条水电开发的主要流域作为案例区（表4），其地理分布涵盖了西南地区（澜沧江、红河、岷江、大渡河、青衣江、乌江、金沙江、嘉陵江）、中南地区（汉江、清江、长江干流、湘江、沅江、洞庭湖流域、鄱阳湖流域）、华南地区（西江、珠江）、东南地区（闽江、钱塘江）、东北地区（松花江、鸭绿江）、西北地区和华北地区（黄河干流）。在未注明干流的案例区，即除黄河干流与长江干流之外的其他20 条流域，水电站在流域内的布局包含多级支流与干流。案例区内水电开发历史悠久，水电站起始运行年最早可追溯至1943 年（松花江），最晚则为1996 年（青衣江），这保障了各案例区的效率决策单元或时间序列数据至少为25 个（1996—2020 年）。此外，该研究仅收集了大中型水电站（装机容量5 万kW 及以上）的相关数据，共331座大中型水电站，其原因在于小型水电站或农村水电站数量过多，但单机容量较小且库容微小，其对流域水电梯级开发规模的贡献十分有限。虽然该研究仅搜集了大中型水电站案例，但其规模巨大，截至2020 年，331 座案例水电站的总装机总量达到了23 552.3 万kW，约占全国水电装机总量的63.6%。因此，所选案例区在水电站的地理分区、流域内布局、运行历史、装机规模等方面保障了其对中国水电开发状况的代表性。

案例水电站的装机容量、发电用水量、发电量、来水量等相关数据来源于《中国水力发电年鉴（1949—2020年）》。案例区内的流域径流量、水能理论蕴藏量等数据来源于《中国水利统计年鉴（2020 年）》、大型流域的水资源公报以及流域水电开发相关规划等。案例水电站的坝高、总库容、调节库容等数据来源于流域水电开发相关规划以及该水电站的相关文献。

3 研究结果

3.1 流域水电梯级开发规模与效率测算结果

由表4 可知，截至2020 年，案例区流域水电梯级开发规模平均值为40.13%，即案例区水电开发活动对流域水量资源和水能资源的综合开发程度达到40.13%。其中，最大值出现在黄河干流，水电开发程度达到93.03%，最小值出现在岷江流域，水电开发程度仅8.36%。同一时间全国流域水电梯级开发程度为43.23%，案例区流域水电开发程度与全国水电开发程度相当，这说明所选案例区在水电开发程度方面对全国水电开发状况具有良好的代表性。

各案例区作为独立前沿面开展效率评价，其结果反映各案例区内部水电梯级开发前后效率的相对大小。为此，应重点关注各案例区内部的效率跨度。经济效率跨度最大值出现在汉江流域，其1969—2020 年间的最大值与最小值的差异达1.528。经济效率跨度最小值出现在长江干流，其1981—2020 年间的最大值与最小值的差异仅0.315。所有案例区经济效率跨度平均值为0.693。综合效率跨度最大值出现在岷江流域，其1982—2020 年间的最大值与最小值的差异达1.187。综合效率跨度最小值出现在澜沧江流域，其1993—2020 年间的最大值与最小值的差异仅0.158。所有案例区综合效率跨度平均值为0.441。

结合案例区流域水电梯级开发规模与效率测算结果可以发现：第一，随着流域水电梯级开发规模增长，其经济效率与综合效率都随之出现一定程度的变化，且经济效率变化幅度普遍大于综合效率变化幅度；第二，虽然经济效率与综合效率都随流域水电梯级开发规模增长而变化，但效率跨度与流域水电梯级开发规模、流域水电运行年份等都不具备明显的线性关系，需进一步采用计量模型分析流域水电梯级开发规模与其效率的非线性关系。

3.2 流域水电梯级开发适度规模核定结果

考虑到各个案例区水电开发年份不一，选取1993—2020 年作为平衡面板门槛效应检验的研究时段，其中未包含的青衣江流域与其上一级流域（大渡河流域）进行合并。在进行门槛效应检验之前，先开展各变量的单位根检验。选取适合长面板单位根检验的LLC、IPS、Breitung等3种检验方法，在包含时间趋势项与截距项情况下开展检验，当半数及以上的检验结果均拒绝原假设时，则证明该变量平稳；反之，则证明该变量不平稳。

面板单位根检验结果见表5，原始9 个变量中除水电站数量（num）之外，其他8 个变量均表现平稳。在对水电站数量（num）取自然对数处理后，所有9 个变量均通过了平稳性检验。

门槛效应检验结果见表6。针对经济效率（EFF1），双重门槛效应未通过5%水平下的显著性检验，表示双重门槛不存在；单一门槛效应通过了5%水平下的显著性检验，表示存在单一门槛，其门槛值为0.271 5，95%置信区间为［0.265 3，0.277 2］，置信区间窄，可信度高。针对综合效率（EFF2），双重门槛效应未通过5%水平下的显著性检验，表示双重门槛不存在；单一门槛效应通过了5%水平下的显著性检验，表示存在单一门槛，其门槛值为0.444 5，95%置信区间为［0.441 1，0.464 7］，置信区间窄，可信度高。可见，流域水电梯级开发规模对经济效率与综合效率均存在单一门槛效应，但该门槛值能否核定为流域水电梯级开发适度规模，尚需进一步结合单一门槛模型的回归结果来分析。

表6 门槛效应检验与门槛值估计结果

单一门槛模型的回归结果见表7。针对经济效率，当流域水电梯级开发程度未超过27.15%时，流域水电梯级开发经济效率与其开发程度呈显著正相关，系数为0.393；当流域水电梯级开发程度超过27.15%时，流域水电梯级开发经济效率与其开发程度呈显著负相关，系数为-0.237。这证明随着流域水电梯级开发程度增长，流域水电梯级开发经济效率呈倒“U”型变化，效率拐点对应的流域水电梯级开发程度为27.15%，该值即为经济效率视角下流域水电梯级开发适度规模阈值。针对综合效率，当流域水电梯级开发程度未超过44.45%时，流域水电梯级开发综合效率与其开发程度呈显著负相关，系数为-0.139；当流域水电梯级开发程度超过44.45%时，流域水电梯级开发综合效率与其开发程度呈不显著正相关。这证明随着流域水电梯级开发程度增长，流域水电梯级开发综合效率呈“U”型变化，当水电梯级开发程度大于44.45%后，更有利于流域水电梯级开发活动发挥其综合效益。

表7 门槛模型回归结果

为进一步验证门槛效应检验结果的稳健性，将研究时段分别延长（1983—2020 年）和缩短（1996—2020 年）。研究时段延长后，可纳入的流域案例减少，但时间序列延长，导致样本容量（N）增加。研究时段缩短后，可纳入的流域案例增多，但时间序列缩短，导致样本容量（N）减少。稳健性检验结果见表8和表9。

表8 不同研究时段的门槛效应检验与门槛值估计结果

表9 不同研究时段的门槛模型回归结果

针对经济效率，无论研究时段延长还是缩短，流域水电梯级开发程度都存在单一门槛效应。与1993—2020年研究时段相比，研究时段延长未改变门槛值，当流域水电梯级开发程度未超过27.15%时，流域水电梯级开发经济效率与其开发程度呈不显著正相关；当流域水电梯级开发程度超过27.15%时，流域水电梯级开发经济效率与其开发程度呈显著负相关，系数为-0.434。研究时段缩短改变了门槛值，当流域水电梯级开发程度未超过22.64%时，流域水电梯级开发经济效率与其开发程度呈显著正相关，系数为0.455；当流域水电梯级开发程度超过22.64%时，流域水电梯级开发经济效率与其开发程度呈显著负相关，系数为-0.273。这证明随着流域水电梯级开发程度增长，流域水电梯级开发经济效率的倒“U”型变化趋势是稳健的，经济效率视角下流域水电梯级开发适度规模阈值是存在的。

针对综合效率，无论研究时段延长还是缩短，流域水电梯级开发程度都存在双重门槛效应。虽然与1993—2020 年研究时段相比，研究时段的变化改变了门槛数量以及门槛值，但是3个研究时间段的门槛效应检验结果均能表明：当流域水电梯级开发程度超过某一阈值后，更有利于流域水电梯级开发活动发挥其综合效益。即综合效率视角下的流域水电梯级开发不存在适度规模阈值，水电梯级开发程度越高，越有利于发挥其综合效益。这也一定程度上验证了1993—2020年研究时段中流域水电梯级开发程度对其综合效率的门槛效应的稳健性。

综合表7 与表9 中控制变量与因变量的关系，6 个控制变量在一定程度上与因变量均具有稳定的正负相关关系。其中，来水量与流域水电梯级开发效率正相关，尤其显著促进流域水电梯级开发经济效率增长；河段数与流域水电梯级开发经济效率显著负相关；水电开发多样性与流域水电梯级开发效率正相关；水电开发集约度与流域水电梯级开发综合效率负相关；已运行年数与流域水电梯级开发经济效率显著正相关；水电站数量与流域水电梯级开发经济效率显著正相关。这证明门槛模型回归结果具备一定稳健性。

4 讨论

利用回归模型检验出的变量间相关关系，是在某个研究时段内具有统计学意义的相关关系，该相关关系高度依赖于该研究时段，可能因研究时段的变化而导致相关关系发生变化，这就要求所选样本对其真实情况具有良好的代表性。比如，在研究高技术企业规模对其技术创新效率的门槛效应时，学者们在不同的研究时段内分析出了不同的门槛效应［29-30］。

为达成平衡面板要求，本文截取了1993—2020 年案例区流域水电开发状况，而中国真实的流域水电开发状况是自1943 年开始，而且不同流域水电开发年份也不一致。为此，本文对各案例流域开展独立前沿面的效率测算，以此反映各案例流域随水电梯级开发进程其效率的演变进程，进而截取1993—2020 年各案例区的流域水电开发状况。在1993 年，部分案例流域的水电开发活动已维持数年数十年不等，而部分案例流域的水电开发活动则刚开始，这保障了样本中流域水电梯级开发程度的分布范围，也保障了与梯级开发程度相对应的效率值分布范围。与1993—2020 年研究时段相比，研究时段延长（1983—2020 年）使样本数量从567 增加至680，而研究时段缩短（1996—2020 年）使样本数量从567 减少至528。就流域水电梯级开发程度对其经济效率的门槛效应来看，相对较长的两个研究时段得到了一致的门槛效应与门槛值，而最短的研究时段得到的门槛值下降了，这可能是因为短时段内的流域水电梯级开发程度的样本序列减少所致。就流域水电梯级开发程度对其综合效率的门槛效应来看，3个研究时段的门槛效应与门槛值均出现了较大程度的变化，这可能是因为3个样本的综合效率值序列发生了较大变化所致。然而，流域水电梯级开发程度对其综合效率的3个不同门槛效应均能证明：流域水电梯级开发程度越高，越有利于发挥其综合效益。这说明无论经济效率视角还是综合效率视角，1993—2020 年研究时段的样本数量对中国流域水电开发状况具有良好的代表性。当然，关于经济效率视角下和综合效率视角下的适度规模阈值结论，仅能反映2020 年前的中国流域水电开发状况，随着未来流域水电开发状况改变，该适度规模阈值结论可能发生变化。

经济效率视角下的中国流域水电梯级开发适度规模阈值为27.15%，该阈值明显大于环境约束范式下的国内流域水电梯级开发适度规模阈值。比如：拉萨河流域在环境约束范式下的流域水电梯级开发适度规模阈值为16%［24］；西南地区三大流域在环境约束范式下的流域水电梯级开发适度规模阈值为12%［27］。这是因为水资源要素在环境约束范式下是硬性约束，水电开发活动对水资源的利用量不能超过保障河道生态用水后的剩余水资源量，而在效率支撑范式下，水资源要素从硬性约束转变为软性约束，其水资源利用程度阈值取决于所对应的效率拐点。

综合效率视角下的中国流域水电梯级开发不存在适度规模阈值，无论单一门槛还是双重门槛效应，均证明流域水电梯级开发程度越大，越有利于发挥其综合效益。即发挥综合效益视角下，流域水电梯级开发不存在过度开发问题。然而，在环境约束范式下，我国水资源过度开发问题在局部地区非常突出，如黄淮海流域、西北内陆地区等［31-32］。其实黄淮海流域是中国对农业供水、产业供水、洪水防控等综合需求最为明显的区域，当地水资源禀赋又相对偏低。为满足当地对水资源的综合需求，在未进行流域外调水或流域外调水量不足的情况下，不断提升当地水资源开发程度是具有经济学意义的，即投入能带来更多产出，而综合效率视角下中国流域水电梯级开发不存在适度规模阈值的结论也恰好说明了这点。

虽然效率支撑范式突破了环境约束范式对流域水电开发适度规模的硬性约束，但效率支撑范式并不能为流域水电开发适度规模提供稳定的阈值参考，其主要原因在于水电梯级开发效率是不断演变的。首先，随着水电站建设技术以及水电装备制造技术的创新，单座水电站的水资源利用效率呈上升趋势，这将整体提升流域水电梯级开发效率。其次，随着流域水电梯级开发规模增长，流域水电梯级结构将复杂化，水电站类型结构或上下游布局结构的不同都将影响流域水电梯级开发效率。效率支撑范式下的水电开发适度规模取决于水电梯级开发效率的拐点，而流域水电梯级开发效率整体提升或下降将可能影响效率拐点及其对应的水电梯级开发适度规模。后续研究应实时跟进流域水电梯级开发进程，不断将新运行的水电站纳入案例区，从而在更长时间范围内分析流域水电梯级开发效率的演变趋势。

5 结论与建议

本文基于面板门槛模型，选择国内22 条主要的水电开发流域，共纳入331 座大中型水电站，组成了22 条流域水电梯级开发的面板数据，在3个不同的研究时段内分别分析了流域水电梯级开发规模对其经济效率与综合效率的门槛效应，进而基于效率拐点核定流域水电梯级开发适度规模阈值，以此构建了流域水电梯级开发适度规模核定的效率支撑范式。主要结论如下。①随着流域水电梯级开发规模增长，其经济效率与综合效率都随之出现一定程度的变化，且经济效率变化幅度普遍大于综合效率变化幅度。②流域水电梯级开发规模对其经济效率具有单一门槛效应，随着流域水电梯级开发规模增长，其经济效率呈倒“U”型变化趋势，以此核定经济效率视角下流域水电梯级开发适度规模阈值为27.15%，该阈值明显大于环境约束范式下的流域水电梯级开发适度规模阈值。③流域水电梯级开发规模对其综合效率在不同研究时段具有不同的门槛效应，随着流域水电梯级开发规模增长，其综合效率最终呈增加趋势，流域水电梯级开发程度越高，越有利于其发挥综合效益，即综合效率视角下流域水电梯级开发不存在适度规模阈值。

中国提出适度规模经营的初始目标是盘活闲散土地资源，通过提高土地的规模化经营水平来提升土地经营效率。因此，效率应成为适度规模核定的基尺。效率支撑范式突破了传统环境约束范式对径流资源可开发利用率的硬性约束，既一定程度地保障了河流生态系统健康，又从投入产出比视角下最大程度地挖掘了流域水电梯级开发潜力，这有利于提升流域水电开发活动的规模化水平。因此，效率支撑范式下的适度开发应成为碳达峰碳中和背景下中国流域水电开发活动的新方针。

事实上，当流域尺度上的水电开发适度规模核定后，负责流域水电开发实践的可能是多个水利水电企业。企业在水电开发规模决策方面往往是从企业自身的适度规模出发，而无法协同考虑流域适度规模。这可能造成企业尺度上的适度规模超过或低于流域尺度上的适度规模，从而导致流域水电开发的整体低效。因此，在效率支撑范式下，水利水电企业之间如何良性竞争、增强互惠是同时实现企业可持续发展与流域适度规模开发的关键。首先，流域内各水利水电企业应在考虑流域水电梯级开发效率的基础上制定共同的水电开发规划，具体包括节水开发、保障河道生态用水、优化水电梯级开发顺序等，确保各水利水电企业在追求自身利益的同时也符合流域发展需要。其次，推动各水利水电企业在流域水电梯级开发活动中实现分工合作，根据各企业的优势，开发不同类型的水电资源，包括控制性水利工程、筑坝式水电站、引水式水电站、径流式水电站、抽水蓄能电站等，从而充分利用流域水电可开发潜力。最后，流域行政管理机构要加强对流域水电开发活动的监管力度，确保各企业遵守相关水电开发规划，不损害流域水电梯级开发效率，最终同步推进“流域-企业”双尺度下的水电适度规模开发。