山東省工業(yè)經濟增長的水資源效應及時空演變分析論文
摘要：利用LMDI分解模型分析1996—2013年山東省工業(yè)用水量的經濟規(guī)模效應、產業(yè)結構效應和技術效率效應，探究山東省工業(yè)用水強度時空演變格局，得出以下結論：
�。�1）近17年來，山東省行業(yè)增加值和行業(yè)用水量持續(xù)增長，而單位行業(yè)增加值用水量持續(xù)下降，降幅達9040%；
�。�2）經濟規(guī)模效應是工業(yè)用水量增加的主要原因，產業(yè)結構效應的作用較小，技術效率效應是抑制工業(yè)用水量增加的主要原因；
（3）石油加工及煉焦業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)等7大行業(yè)是山東省水資源密集型行業(yè)；
�。�4）1996—2013年，山東省工業(yè)用水強度一直呈下降趨勢，但空間分異格局特征明顯，基本呈現(xiàn)東部沿海偏低、西南地區(qū)偏高的特點.最后從結構調整、政策體系以及空間差異等視角提出應對措施.
關鍵詞：水資源；工業(yè)經濟；時空演變；山東��；LMDI分解模型
水是自然界最基本的構成要素，是人類生存、經濟建設和社會發(fā)展的基礎性自然資源和戰(zhàn)略性經濟資源，是人類文明建設中最為關鍵的因素.然而，近年來由于工業(yè)經濟規(guī)模持續(xù)增長使得水資源短缺和水資源污染問題成為影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的障礙性因素.2012年，國務院印發(fā)《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，明確要求：到2015年，全國用水總量力爭控制在635km3以內，萬元工業(yè)增加值用水量比2010年下降30%以上.2013年，我國用水量為618.34km3，其中工業(yè)用水量為140.64km3，約占全國總用水量的22.74%，我國用水總量控制形勢嚴峻.同年，我國人均水資源占有量為2059.70m3/人，約為世界人均水平的28%，是全球13個人均水資源占有量最少的國家之一.我國年平均缺水量高達50km3以上，水資源供需矛盾突出.山東省是我國工業(yè)大省，產業(yè)結構偏向重工業(yè)化.2013年山東省工業(yè)用水量達2886km3，人均用水量為224.48m3/人，人均水資源量約為300.45m3/人.按照國際標準，人均水資源少于500m3/人的地區(qū)為極度缺水地區(qū).因此，山東省水資源供需矛盾尤為明顯.
當前對于工業(yè)經濟增長與水資源關系研究體現(xiàn)在以下3方面：①研究尺度方面，美國、日本和荷蘭等發(fā)達國家是研究主力[1]，大部分對水資源的研究歸入可持續(xù)發(fā)展的范疇[2-3].我國主要研究全國重點城市、工業(yè)區(qū)和各省級行政區(qū)[4-14]，主要集中在北方地區(qū)；②研究視角集中于工業(yè)用水量主要影響因素[4，14-15]、工業(yè)用水效率[5-7，12，16]、工業(yè)用水與經濟發(fā)展[17]等方面，工業(yè)總產值、工業(yè)規(guī)模和工業(yè)制成品出口額是影響我國工業(yè)用水量的主要原因；而效率變化率和水價是影響我國工業(yè)用水效率的主要因素；③研究方法主要是計量方法，利用數(shù)據分析預測[18-19]，少部分研究采用空間自相關方法[12].以上研究存在定量研究少、空間研究少特別是時間演化過程和空間分異格局研究不能結合的問題.本文探討山東省近20年工業(yè)經濟增長與水資源關系，對山東省水資源可持續(xù)利用提供借鑒.
1研究方法與數(shù)據來源
1.1LMDI分解模型
1.2水資源密集型行業(yè)測算
各行業(yè)的水資源使用情況可以用行業(yè)用水強度（Mi）和行業(yè)用水規(guī)模（Zi）測算.為測算水資源密集型行業(yè)，綜合考慮行業(yè)用水強度和行業(yè)用水規(guī)模，構建行業(yè)用水指數(shù)（Yi）.首先，將數(shù)據進行標準化處理：
1.3數(shù)據來源與行業(yè)分類
本文分析的時間段為1996—2013年，各行業(yè)的用水量數(shù)據來源于《山東省環(huán)境統(tǒng)計年報》，各行業(yè)增加值和工業(yè)增加值數(shù)據來源于《山東省統(tǒng)計年鑒》.期間，《山東省環(huán)境統(tǒng)計年報》對工業(yè)內部的行業(yè)分類標準稍有不同，考慮到行業(yè)分類以及數(shù)據的統(tǒng)一性，本文將工業(yè)內部的行業(yè)劃分為采掘業(yè)，食品、煙草加工及食品、飲料制造業(yè)，皮革、毛皮、羽絨及其制造業(yè)，印刷業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，橡膠制品業(yè)，塑料制品業(yè)，金屬制品業(yè)，電力、煤氣及水的生產和供應業(yè)等18個行業(yè).
2工業(yè)用水量狀況分析
2.1工業(yè)用水量的整體變化分析
縱觀1996—2013年，山東省18個行業(yè)工業(yè)增加值高速增長，2013年較1996年增長約28.74倍，年均增長率約為22.09%；山東省18個行業(yè)工業(yè)用水量的增長情況卻不同，2013年較1996年增長約1.85倍，年均增長約6.36%（圖1）.1996—2013年間，山東省18個行業(yè)的單位工業(yè)增加值用水量逐年下降，降幅達到9040%（圖2）.
由圖1和2可知，2000年以前，山東省工業(yè)規(guī)模較小，行業(yè)用水量相對較低并表現(xiàn)出緩慢上升的發(fā)展態(tài)勢；行業(yè)增加值低，但是呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的趨勢；同時期的水資源利用效益較差，單位工業(yè)增加值用水量較高，但是呈現(xiàn)急速下降的趨勢，年均降幅約為22.62%.2001—2008年，山東省在發(fā)展中調整、優(yōu)化產業(yè)結構，提高產業(yè)層次，行業(yè)用水量和行業(yè)增加值出現(xiàn)小幅度持續(xù)增長，年均增長率分別約為6.20%和19.46%；單位工業(yè)增加值用水量年均降幅約為12.49%.這主要得益于2006年起，山東省大力發(fā)展循環(huán)經濟，通過關閉50kt以下的草漿造紙生產線、關停鋼鐵企業(yè)19家等措施實現(xiàn)減少工業(yè)用水量、降低單位工業(yè)增加值用水量.2009—2013年，山東省在行業(yè)用水量平穩(wěn)增長的情況下，行業(yè)增加值大幅度增加，而單位工業(yè)增加值用水量緩慢下降，年均增長率分別約為5.39%，18.76%和-11.26%.
2.2基于LMDI分解模型的工業(yè)用水量的變化分析
1996—2013年間，山東省工業(yè)用水總量增加了36137817Mt，年均增長約6.36%.其中經濟規(guī)模對工業(yè)用水總量增長的效應是65610.743Mt，產業(yè)結構對工業(yè)用水總量增長的效應是1751.732Mt，技術效率對工業(yè)用水總量增長的效應是-31224.659Mt（表1）.經濟規(guī)模、產業(yè)結構、技術效率對工業(yè)用水總量增長的貢獻度分別是181.56%，4.84%和-86.40%.由此推斷，經濟規(guī)模效應是引起工業(yè)用水總量增加的主要原因；技術效率效應是抑制工業(yè)用水總量增加的主要原因；產業(yè)結構效應雖然對工業(yè)用水總量的增加起到一定作用，但是作用相對較小.
2.3水資源密集型行業(yè)結構變動分析
山東省工業(yè)用水指數(shù)在1996—2013年間徘徊在較高水平（圖3），但波動下降，降幅高達6716%.
根據Yi測算結果，山東省1996—2013年不同行業(yè)的行業(yè)用水指數(shù)按照從大到小進行排序，前7位山東省水資源密集型行業(yè)是石油加工及煉焦業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，電力、煤氣及水的生產和供應業(yè)，化工原料及化學制品制造業(yè)，紡織業(yè)，非金屬礦物制造業(yè)，造紙及紙質品業(yè).自1996年以來，山東省水資源密集型行業(yè)比重變化如表2所示.在所測算年份中，排在首位的石油加工及煉焦業(yè)的行業(yè)比重升降各半，但總體來看其行業(yè)比重呈現(xiàn)上升的趨勢，1996—2013年累計行業(yè)比重變化達6.39%；醫(yī)藥制造業(yè)，電力、煤氣及水的生產和供應業(yè)以及化工原料及化學制品制造業(yè)的行業(yè)比重下降顯著，尤其是電力、煤氣及水的生產和供應業(yè)累計行業(yè)比重變化高達-10.08%；醫(yī)藥制造業(yè)、紡織業(yè)、非金屬礦物制造業(yè)的行業(yè)比重穩(wěn)中有降；造紙及紙質品業(yè)的行業(yè)比重平穩(wěn)上升.綜上，減少山東省工業(yè)用水量，需要重點控制石油加工及煉焦業(yè)、造紙及紙質品業(yè)的用水量.
2.4工業(yè)用水強度的時空格局
單位工業(yè)總產值用水量表征了一個地區(qū)工業(yè)經濟與工業(yè)耗水狀況，同時也在一定程度上表示了工業(yè)用水強度.從整體上分析，山東省17地市單位工業(yè)總產值用水量近年來一直處于下降的態(tài)勢（圖4，表3）.2000，2006，2013年山東省17地市中工業(yè)用水強度為一級的地市數(shù)量大幅增加，二級的地市數(shù)量基本保持不變，三級和四級的地市數(shù)量減少，2013年三級和四級的地市數(shù)量為零，說明2000年以來，山東省工業(yè)用水強度總體下降.
從空間上分析，以萊蕪市、濟寧市為代表的傳統(tǒng)重工業(yè)城市的單位工業(yè)總產值用水量較高；而膠東半島地區(qū)的單位工業(yè)總產值用水量較低.2000年，單位工業(yè)總產值用水量最多的地市集中在魯西北地區(qū)，以德州市和聊城市為主，其次是魯中地區(qū)和魯西南地區(qū)，膠東半島地區(qū)以及日照市、臨沂市的單位工業(yè)總產值用水量最低.德州市天衢工業(yè)園、聊城市嘉明工業(yè)園、鳳凰工業(yè)園以化工、紡織、醫(yī)藥制造和印刷業(yè)為主，多是山東省水資源密集型行業(yè)，隨著生產規(guī)模持續(xù)擴大，工業(yè)用水量不斷攀升，工業(yè)用水強度大.2006年，單位工業(yè)總產值用水量最多的地市主要是萊蕪市和濟寧市，威海市、日照市、臨沂市單位工業(yè)總產值用水量明顯增加.萊蕪市和濟寧市依靠自身資源優(yōu)勢大力發(fā)展鋼鐵業(yè)、煤炭業(yè)，萊鋼集團、兗礦集團快速發(fā)展，工業(yè)用水量占全市總用水量的比重較大.2006年萊蕪市工業(yè)企業(yè)用水12031萬m3，其中地表水5110萬m3，約占總用水量的42.47%，加之其生產設備老化、技術效率較低，導致其工業(yè)用水強度高.在“工業(yè)強省”的號召下，威海市、日照市、臨沂市加速推進工業(yè)化進程，其化工業(yè)、造紙業(yè)等迅速發(fā)展，工業(yè)用水強度明顯增加.2013年，山東省工業(yè)用水強度明顯下降，除萊蕪市、濟寧市以及菏澤市單位工業(yè)總產值用水量在6～20dm3/元外，其余地市的單位工業(yè)總產值用水量均未超過6dm3/元.萊蕪市、濟寧市以及菏澤市工業(yè)用水強度較2006年出現(xiàn)下降，均在20dm3/元以下.宣傳推廣發(fā)展循環(huán)經濟，使得各地市重視資源能源的循環(huán)利用與節(jié)約利用；科學技術的進步提高了水資源的利用效率；鋼鐵產業(yè)整合發(fā)展，“轉方式，調結構”優(yōu)化山東省產業(yè)結構，提高技術效率，推動經濟發(fā)展向可持續(xù)發(fā)展轉變，工業(yè)用水強度大幅度下降。
3結論與建議
3.1主要結論
利用LMDI分解模型和ArcGis軟件，通過定量劃分2000，2006和2013年山東省17地市工業(yè)用水強度的等級，分析山東省1996—2013年工業(yè)用水量與工業(yè)經濟的關系及其空間格局，得出如下結論：
（1）近17年來，山東省行業(yè)增加值和行業(yè)用水量持續(xù)增長，而單位行業(yè)增加值用水量持續(xù)下降，降幅高達90.40%；
�。�2）經濟規(guī)模效應是山東省工業(yè)用水量增加的主要原因，產業(yè)結構效應對工業(yè)用水量的增加有一定作用，但是作用較小，技術效率效應是抑制工業(yè)用水量增加的主要原因，三者對工業(yè)用水量增長的貢獻度依次是18156%，4.84%和-86.40%；
�。�3）1996年以來，山東省水資源密集型行業(yè)主要有石油加工及煉焦業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，電力、煤氣及水的生產和供應業(yè)，化工原料及化學制品制造業(yè)，紡織業(yè)，非金屬礦物制造業(yè)，造紙及紙質品業(yè)；（4）1996—2013年，山東省工業(yè)用水強度一直呈現(xiàn)下降趨勢；從空間分布來看，以萊蕪市、濟寧市為代表的傳統(tǒng)重工業(yè)城市的單位工業(yè)總產值用水量較高；而膠東半島地區(qū)的單位工業(yè)總產值用水量較低.濟南市、泰安市、淄博市等地市的單位工業(yè)總產值用水量逐漸降低.
3.2對策建議
目前，山東省仍處于工業(yè)化中期階段，工業(yè)經濟增長所帶來的水資源短缺壓力將持續(xù)存在.根據本文研究，提出以下對策建議：
�。�1）深入調整優(yōu)化工業(yè)結構，協(xié)調工業(yè)發(fā)展與水資源的關系.加快非金屬礦物制造業(yè)、造紙及紙質品業(yè)等高耗水行業(yè)產業(yè)重組，降低石油加工及煉焦業(yè)，電力、煤氣及水的生產和供應業(yè)等七大水資源密集型行業(yè)的比重，提高低水耗行業(yè)產業(yè)的比重，在節(jié)水降耗的同時實現(xiàn)工業(yè)經濟快速健康發(fā)展.
�。�2）深入研發(fā)推廣高新技術，降低工業(yè)發(fā)展對水資源的依賴.貫徹落實清潔生產，促進以環(huán)境為導向的再循環(huán)經濟體系的產生；同時，營造發(fā)展新技術、開發(fā)新能源的優(yōu)質環(huán)境，支持企業(yè)采用新工藝、自主研發(fā)節(jié)水降耗新技術，大力推動科技成果轉化為生產力，降低工業(yè)用水量，提高水資源利用效率.
�。�3）差別制定區(qū)域工業(yè)發(fā)展規(guī)劃.山東省各地市具有不同的區(qū)位條件，東部沿海地區(qū)地理位置優(yōu)越，經濟發(fā)達，技術先進，著重進行研發(fā)和營銷；魯西南地區(qū)是山東省傳統(tǒng)工業(yè)區(qū)，需整合區(qū)域間水資源，實行階梯定量用水管理辦法，加快由粗放式向集約式發(fā)展的轉變，降低山東省工業(yè)用水總量。
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