贵州省水资源利用与经济脱钩态势比较分析
2019-07-30张皞孙长城张凤太吴建峰苏维词
张皞，孙长城，张凤太，吴建峰，苏维词
(1.重庆理工大学 管理学院，重庆400054；2. 贵州师范学院 地理与旅游学院， 贵州贵阳 550018；3.贵州省山地资源研究所，贵州贵阳550001)
水资源是人类赖以生存的基础，是经济社会发展不可缺少的战略资源和经济资源。中国是一个水资源严重匮乏且分布不均的国家，如何正确处理好水资源利用和经济增长之间的关系，是目前学术界普遍关注的问题。贵州省地处中国西南内陆地区，属于亚热带季风性湿润气候，降水丰沛，因域内喀斯特地貌遍布形成岩溶干旱缺水现象，水资源利用与经济的协调发展是实现贵州省可持续发展的关键。因此，比较分析贵州省及各地市的水资源利用与经济发展脱钩态势，对于贵州省及各地市提高水资源利用效率、实现可持续发展具有重要意义。
脱钩来源于物理学领域，主要用来反映经济增长与物质消耗之间依赖程度的变化，后来又逐步发展到其他领域。国外对脱钩理论的研究起步比较早，研究内容和方法比较成熟。Bruyn等认为脱钩是指既保持经济的增长又实现资源消耗的减少或环境影响的降低[1]；世界经济合作与发展组织(OECD)提出了脱钩模型，并用其对30个成员国的国经济发展与环境压力的脱钩关系进行了评价[2-3]；Veh-mas提出了基于变化量综合分析的脱钩分析方法，并将脱钩关系划分为六类[4]；tapio在研究欧洲交通行业经济增长与运输量、温室气体排放间关系的过程中提出了弹性脱钩模型，并将脱钩关系细分为八类[5]。中国学者将脱钩理论运用到水资源与社会经济发展的研究中较晚，但取得了丰富的成果。如陈威、吴丹分别基于脱钩指数、Tapio 弹性分析模型法对中国水资源利用与经济增长的脱钩态势进行了相关研究[6-7]；胡胜祥、华春莉等分别对安徽、云南省的水资源与经济社会之间的关系进行研究[8-9]；海霞基于脱钩理论分析了京津冀城市群城乡生活用水效率的时空分布特征[10]；孟祥仪等基于IPAT 方程的脱钩指数模型法对关中地区近10 a经济发展与用水效率进行了分析[11]；马海良、易武英、张炜、王琦等分别从工业、农业、种植业、旅游业的角度分析不同地区水资源利用与经济发展的脱钩关系[12-15]；杨振华等基于“水生态足迹”与“脱复钩”理论对岩溶地区水资源与经济发展的脱钩脱钩关系进行分析[16]。
综上所述，虽然脱钩分析方法已经被运用在不同地区、不同领域资源利用和经济之间关系的分析上，但是相关的研究仍然存在一些不足之处，主要表现在：①现有研究多是单个分析全国、省、市(县)及经济发达城市群的脱钩状态，少有研究分析研究区内部各区域脱钩状态，以及研究区内整体和局部之间的协调关系；②在研究方法上，基于单一脱钩模型的分析较多，运用多个不同的脱钩分析方法对同一地区水资源环境和经济之间关系进行比较分析，可以对该地区的情况进行更加客观的理解和评价。因此，本文以贵州省及各地市为研究对象，综合3种常用的脱钩评价模型，定量分析贵州省及各地市2004—2017年水资源利用与经济发展之间的脱钩状态，科学评价该地区水资源利用与经济增长之间的协调关系，为贵州省的可持续发展提供科学依据，具有重大意义。
1 研究区概况与研究方法
1.1 研究区概况
贵州省地处中国西南腹地，域内包含6个地级市、3个民族自治州，全省人口超3 500万。贵州全省土地92.5%为山地丘陵，极少有平原覆盖，且域内喀斯特地貌遍布。贵州省属于亚热带湿润季风气候，降水丰沛，却因岩溶地貌造成干旱缺水现象，加之近年来全球气候变化，极端天气不断出现，对贵州省经济社会的可持续发展带来极大的挑战。
1.2 脱钩指数法
脱钩指数(DI)是用来衡量水资源利用和经济增长的脱钩状况的指标[17]。其计算公式为：
(1)
式中DIt——第t年的脱钩指数；WIt——第t年的水资源消耗指数；GIt——第t年的GDP增长指数。
脱钩指数的判断标准为：当DI=0时，表示绝对脱钩；当0
1.3 Tapio 脱钩弹性法
Tapio脱钩模型是对OECD脱钩模型的完善和发展，它以时期为时间尺度有效地克服了OECD模型的基期选择困境，计算简便，分析更加客观和准确。因此本文运用Tapio脱钩模型探究贵州省水资源利用与经济增长间的协调关系，构建经济增长与水资源消费的脱钩分析模型，见式(2)：
(2)
式中R——脱钩弹性系数；ΔWC——水资源消耗的变化率；ΔGDP——GDP的变化率。
根据现有文献的划分标准[1，15]，可将脱钩弹性指数划分为八类，见图2。其中强脱钩是水资源利用的理想状态，在这种状态下随着经济增长 (ΔGDP>0)，水资源消耗减少 (ΔWC< 0) ，脱钩弹性系数值小于零 (R<0) ; 而强负脱钩是水资源利用的最不利状态，表现为经济负增长 (ΔGDP<0) 的同时，水资源消耗的增加 (ΔWC>0) ，且脱钩弹性系数值小于零 (R<0) 。实际上，这2种脱钩关系是不经常出现的。
1.4 IGT脱钩方程
(3)
表1 不同脱钩状态下的Ir值
2 实证研究与分析
2.1 数据来源与处理
数据主要来源于2004—2017年《贵州省统计年鉴》《贵州水资源公报》以及各个地市的统计年鉴和水资源公报。为了避免价格因素对GDP增长的影响，以2004年为基期，换算成可比价格以后核算GDP年增长率。在水资源消耗指数中，以2004年数据为基准，各年水量指数为当年用水量与2004年用水量之比。
2.2 水资源利用与经济发展脱钩分析
2.2.1不同脱钩模型评价比较
根据脱钩指数法、Tapio 弹性脱钩指数、IGT 脱钩方程3种脱钩评价模型的计算结果，分别得出贵州省及各地市2004—2017年水资源与经济发展脱钩评价(表2—5)，为进一步的研究奠定基础。
表2 不同模型的贵州省脱钩评价值和脱钩层次
表3 基于脱钩指数的各地市脱钩层次
表4 基于Tapio 弹性脱钩指数的各地市脱钩层次
表5 基于IGT 脱钩方程的各地市脱钩层次
2.2.1.1脱钩指数与Tapio弹性指数
从表2中可以看出，就贵州全省而言，脱钩指数和Tapio弹性指数评价结果基本一致，均处在脱钩状态。但脱钩指数在2011、2012年的评价结果分别是相对脱钩Ⅱ、相对脱钩Ⅰ，而Tapio弹性指数的评价结果是强脱钩，而该时段贵州省的水资源增长率分别为-6%、-4%，为负值，GDP的增长率分别为16.732%、23.034%，为正值，表明在水资源的减少年份GDP仍保持增长，故判断为强脱钩更加合理。
从表3、4可以看出，就各个地市而言，脱钩指数和Tapio弹性指数评价的结果基本一致，不同地市每年所处的脱钩阶段也基本一致。在脱钩指数中，安顺2008年为相对脱钩Ⅲ，而在Tapio弹性指数中，安顺2008年为扩张性耦合，根据计算过程发现判定为扩张性耦合更加科学。黔南州、毕节、六盘水也存在这样的问题，在此不一一列举。
上述表明，脱钩指数虽然具有计算简单、操作方便、评价结果直观等优点，但是该方法没有考虑到各脱钩层次之间的临界状态。Tapio弹性指数很好地解决了这个不足，使评价结果更加科学。
2.2.1.2Tapio弹性指数与 IGT脱钩方程
综合表2、4、5可知，2种方法对贵州省及其各地市的评价结果差别较大。2种方法在计算过程中略有差别，仔细分析可知，IGT脱钩方程根据定义的脱钩指数只能单纯地区分出绝对脱钩、相对脱钩、未脱钩3种状态，不能够区分出脱钩的程度，无法对脱钩态势进行精细划分。
综上所述，Tapio弹性指数法对贵州省水资源利用与经济发展的脱钩评价，具有判断准确、精细化程度比较高且计算简单的优势，因此选用Tapio弹性指数法最适宜评价贵州省水资源利用与经济发展的脱钩态势。
2.2.2基于Tapio弹性指数的脱钩态势评价
由表2、4可知，2005—2017年贵州省水资源消耗与GDP增长一直处在脱钩状态，位于图1中的Ⅰ、Ⅱ区，但是脱钩指数波动比较大。以全省的脱钩指数为例，2011年为-0.263，2017年为0.256。脱钩状态主要以强脱钩和弱脱钩为主，分别占30.76%、69.24%，呈现出弱脱钩—强脱钩—弱脱钩交替出现的状态。2011—2012年，贵州省发生了相对比较严重的旱灾，全省总供水量及总用水量分别比上年减少6.37亿、3.56亿m3，贵州省水资源利用与经济发展之间的脱钩指数分别为-0.267、-0.157，经济的发展和水资源消耗已经达到了理想的强脱钩状态，可见贵州省在受极端干旱天气的影响、地区供水严重不足的情况下，仍能保持经济的增长(图3、4)。2013—2017年，脱钩指数介于0.0～0.3之间，全省的GDP总量和水资源消耗总量都处在增长状态，但是GDP的增长速度远远大于水资源消耗的增长速度，经济发展和水资源消耗处在一个比较和谐的状态(图5)。
由图5可知，就各个地市而言，2005—2017年贵州省各个地市的水资源利用和经济发展的脱钩状态差别比较大，2013以后全部为弱脱钩、强脱钩，并且和全省的态势保持一致，说明水资源消耗和经济发展的脱钩状态已经进入到了相对稳定的阶段。具体来看，2005年除安顺以外，其他地市均处在弱脱钩状态，该时期贵州省各地市的经济发展和水资源消耗之间的压力比较大。2006—2013年各地市之间的脱钩状态差别比较大，特别是2013年，安顺市和毕节地区呈现扩张性负脱钩状态，说明这些地区的水资源消耗和经济发展之间出现了一个小高峰，水资源消耗的增长速度远远大于经济的增长速度。2014年以后，各个地市水资源消耗和经济增长之间的压力有所缓解，并趋于稳定，各地市之间的差别不大。
贵阳市在2005—2017年期间经历了强脱钩—弱脱钩—强脱钩—弱脱钩—强脱钩变化过程，表明贵阳市经济发展和水资源消耗之间的压力一直存在，在经历了连续几年的弱脱钩以后，在2017年重新实现了强脱钩。其中2005—2014年的数据结果和杨振华[16]等人的研究结果保持一致，进一步证明了结果的准确性。作为贵州的省会、全国生态休闲度假旅游城市，贵阳2017年的GDP总量达到了3 537.96亿元，比2004年翻了3倍，水资源的消耗总量相比2004年仅增长了不到1.1倍，根据历年的水资源公报的数据，贵阳市的水资源利用率基本上均为全省最高的，这表明贵阳市在经济发展的过程中能够比较合理地利用水资源。
安顺市在2005—2017年的脱钩指数在-0.300～1.845之间，综合脱钩指数的波动比较大。2013年该地区生产总值增长了16.7%，而总用水量增长了30.9%，呈现出扩张性负脱钩态势，根据水资源公报的数据，该年安顺市的水资源利用效率在全省排第一位，出现这样的情况是因为应对2013年大旱，安顺市投入了大量的资金进行基础设施的修建等，说明该市经济的增长过多地依赖水资源消耗的增加。2014—2017年，随着最严格水资源管理制度在全省范围的实施，安顺市又恢复到强脱钩—弱脱钩的状态，说明该市经济的增长不再过多依赖水资源消耗的增加。
毕节市大致经历了弱脱钩—强脱钩—扩张性耦合弱脱钩—强脱钩—扩张性耦合—弱脱钩—强脱钩—弱脱钩的阶段，水资源消耗总量也大致经历了增加—减少—缓慢增加3个阶段。具体来看，2008年的脱钩指数为1.134，脱钩状态为扩张性耦合，其原因是毕节市在应对雪灾和国际金融危机的过程中一手抓抗灾救灾与灾后重建工作，把大灾之年的减产和人民群众的收入损失降低到最低，一手抓基础设施建设，为经济社会的发展提供了有力的保障；2013年的脱钩指数为2.203，脱钩状态为扩张性负脱钩，这离不开毕节市在贯彻和执行“三条红线”控制目标方面做出的努力。从2014年开始，该市的水资源利用和经济发展之间总体上有缓和的趋势，说明最严格水资源管理制度已经在该地区取得了良好的效果，但经济增长和水资源消耗之间的压力依然存在。
2.2.3脱钩成因分析
由图5可以看出，2005—2017年贵州省各地市脱钩指数变化趋势与全省基本保持一致，2007—2013年波动较大，究其原因主要有：①贵州省供水量波动较大，受气候影响较为严重。2007年贵州省南部、东部、北部地区发生了自1996年以来最严重的自然灾害，而2008年初又经历了特大雪凝灾害和部分地区严重的洪涝灾害，受此影响，2007年，全省总供水量较上年减少1.926亿m3，增长率为-2%，2008年，全省供水量比上年增加3.86亿m3，增长率为4%；2011年贵州又经历了比较严重的干旱，全省供水量比上年减少6.37亿m3，增长率为-6%；2012年，全省供水量比上年减少3.56亿m3，增长率为-4%；2013年以后供水量逐年增加，脱钩指数变化趋于稳定；2013年以后供水量逐年增加，脱钩指数变化趋于稳定。②2008—2014年受全球经济危机的影响，贵州省及各省市GDP增速出现小幅波动下降，在一定程度上影响了水资源利用与经济发展的脱钩变化趋势。
3 结论
a) 就全省而言，2005—2017年贵州省水资源利用和经济发展基本呈现强弱脱钩交替出现的态势，其中强脱钩的时期占30.77%，弱脱钩的时期占69.23%，并在2013年以后保持基本稳定的态势。由于贵州省历年的GDP增长率相对比较稳定，而水资源消耗的波动比较大，导致其脱钩指数也随之呈现出波动变化的趋势。
b) 就各个地市而言，从时间上来看，各地市的脱钩状态随时间的发展逐渐改善。除贵阳以外，各地市在2005—2010年的脱钩状态不稳定，差别比较大；2013年除了安顺市和毕节地区以外，其他地市基本上和2012年保持一致，这段时间各个地市主要以强脱钩为主；2014年开始，各个地市的脱钩状态主要以弱脱钩为主，变化趋于稳定。从空间上看，各个地市的总体脱钩状态存在区域差异性。贵阳市主要经历了强脱钩—弱脱钩—强脱钩3种状态，其中强脱钩约占61.54%，总体脱钩状态较好；遵义市呈现强弱脱钩交替出现的状态，其中强脱钩约占38.46%，总体脱钩状态一般；安顺市经历了强脱钩—弱脱钩—扩张性耦合—强脱钩—扩张性负脱钩—强脱钩—弱脱钩7种状态，其中强脱钩约占38.46%；黔南州主要经历了弱脱钩—强脱钩—扩张性耦合—弱脱钩—强脱钩—弱脱钩6种状态，其中强脱钩占比46.15%，强弱脱钩占比92.31%；黔东南州、铜仁地区、黔西南州三地市呈现出弱脱钩和强脱钩交替出现的状态，其中强脱钩均占38.46%；毕节地区主要经历了弱脱钩—强脱钩—扩张性耦合—弱脱钩—强脱钩—弱脱钩—扩张性负脱钩—弱脱钩—强脱钩—弱脱钩几种状态，其中强弱脱钩占比84.62%。
c) 从不同模型在脱钩层次划分的差异上可以看出，脱钩指数法只能简单区分集中不同的相对脱钩状态；IGT方程也只能将脱钩状态分为绝对脱钩、相对脱钩和未脱钩3种类型，缺少对水资源消耗和经济增长之间关系的划分，划分过于简单；Tapio脱钩弹性指数从数量和变化率入手，很好地解决了上述2种模型评价结果的随意性，使评估更加科学和准确。
