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石家庄水资源绿色效率评价及影响因素分析

2024-11-04 69 上传者：管理员

摘要：为提高水资源绿色效率,促进石家庄可持续发展,首先,基于投入产出要素建立评价指标体系；其次,基于超效率SBM模型对石家庄水资源绿色效率利用水平进行评价；最后,基于回归模型分析石家庄水资源绿色效率影响因素。结果表明石家庄水资源绿色效率处于不安全状态,并且经济发展水平、环境规制等因素对水资源绿色效率具有显著影响。研究结果对石家庄提高水资源绿色效率具有借鉴意义。

关键词：
水资源评价
生态健康
石家庄
绿色效率
自然资源
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水资源是生物赖以生存的物质基础和人类生产生活必不可少的自然资源,也是国家可持续发展的重要战略资源[1-2]。同时,水资源作为经济和生态健康发展的物质保障,对社会的稳定发展具有重要的意义[3-4]。近年来,我国经济发展迅速,成为世界第二大经济体,在过去几十年的发展过程中,主要以“高投入、高能耗”为特点的粗放式发展模式为主,这种发展模式是不健康和不可持续的,对环境造成了巨大的影响[5]。尤其是在水资源方面,存在水资源短缺、诸多水生态问题交织、水资源利用效率不高以及水资源空间分布差异导致供需矛盾日益突出等问题,严重制约了我国社会经济的有序发展[6]。

本文以石家庄作为研究对象,将着重分析石家庄水资源绿色效率水平,建立科学的评价体系,并对其影响因素进行研究。

1、研究区域概况

石家庄市位于河北省中南部,地处华北地区和环渤海经济区。截至2022年12月,石家庄市下辖8个区、11个县和三个县级市（代管）,总面积达14530 km2,常住人口1120万,城镇化率达70%以上。2022年,石家庄市生产总值为7534.2亿元,同比增长6.1%,其中,第一产业增加值576.9亿元,同比增长4.1%；第二产业增加值2309.2亿元,同比增长7.2%；第三产业增加值4648.1亿元,同比增长5.9%。

2、石家庄水资源绿色效率评价体系

2.1 构建评价指标体系

根据水资源绿色效率的内涵,在绿色发展理论和水资源优化配置理论的指导下,采用总生产函数和生产函数理论,从投入要素和产出要素两个角度出发,构建水资源绿色效率评价指标体系,结果见表1。

表1 水资源绿色效率评价体系

2.2 基于超效率SBM模型的水资源绿色效率评价

目前,常见的水资源绿色效率评价方法是数据包络法（DEA）,尽管在不同假设条件下可以选择适合的模型,如BCC模型等,但是这些模型是非径向的,且没有考虑松弛变量的影响。在这种背景下,Kaore Tone在2001年提出了超效率SBM模型,这种模型能够对效率评价值为1的决策单元（DMU）进行比较和排序。同时,该模型能够实现对水资源绿色效率的动态评价。因此,本文拟采用该模型对石家庄的水资源绿色水平进行评价,步骤如下所示：

首先,构造环境生产可行性集合：

式中：KM(K=1,2,3,…,K）表示决策单元；t(1,2,3,…,T）表示时期；xn表示投入要素；ym表示期望产出；bq表示非期望产出；λtk表示观测值权重。

接着,构建全局超效率SBM模型。根据本文评价体系中的投入要素、产出要素（期望产出和非期望产出）,设置三个变量对全局超效率SBM模型进行定义：

式中：PGkt表示第k个决策单元在第t时期水资源效率值,当PGkt<1时,无效,反之,当PGkt>1时,有效,并且数值越大说明效率越高；N、M、Q分别表示投入、期望产出和非期望产出要素,x、y、b分别为对应的具体数值,s为对应的松弛量；λkt表示观测值权重。

2.3 石家庄水资源绿色效率评价及分析

本文基于上文中建立的水资源绿色效率评价指标体系,采用超效率SBM模型,利用Python软件,对石家庄2012年至2022年的水资源绿色效率进行计算,结果见表2。

表2 石家庄2013年至2022年的水资源绿色效率计算结果

根据表2可以看出,石家庄水资源绿色效率有效年份出现了三次,分别为2019年、2021年和2022年,而其他年份说效率值均低于1,即石家庄在过去的十年间的水资源绿色效率值较多年份都处于不安全状态。同时,可以看出,石家庄的水资源绿色效率是逐渐趋向于有效的,这与石家庄近几年的落实中央政策,制定促进水资源可持续利用,提高水资源效率措施有关。同时,石家庄近年来的水资源消耗压力和水污染问题得到了有效的缓解,且石家庄属于旅游发展地区,对该方面的要求较为严格。

3、石家庄水资源绿色效率影响因素分析

3.1 内部因素分析

基于建立的超效率SBM模型,对每个决策单元的冗余度（投入/非期望产出）、产出变量不足率进行计算,公式如下所示：

投入冗余率：

期望产出不足率：

非期望产出冗余率：

当时,决策单元有效,即没有出现冗余和不足的情况,计算结果见表3。

表3 石家庄水资源绿色效率投入产出损失率计算结果

总的来看,石家庄的水资源绿色效率比较好,主要原因在于社会发展还有所欠缺。同时,石家庄水污染冗余率达到了9.04%,说明需要重点关注水污染情况,在水污染还没有形成大范围危害前进行治理和预防。

3.2 外部因素分析

为了分析石家庄水资源绿色效率的影响因素,本文拟采用面板回归模型对石家庄的水资源绿色效率外部因素进行讨论。

首先,确定外部影响因素变量。根据相关标准级石家庄水资源特点,确定了八个影响因素变量,具体见表4。

表4 影响因素变量的选取

接着,构建面板回归模型。面板回归基本模型如下所示：

式中：yit和xit为N*1和N*k解释变量；μit表示随机扰动项；β为代估计参数。但是,传统的买办回归基本模型本质上都是均值回归,为了分析不同等级的水资源绿色效率,本文拟采用面板分位数回归模型。

假设随机变量Y的分布函数：

则Y的分位数回归方程为：

对绝对残差和最小化问题进行分析：

式中：wj表示分位数权数,ρτ为如下“检验函数”：

根据上述公示,对石家庄水资源绿色效率影响因素进行分析,结果见表5。

表5 石家庄水资源绿色效率面板分位数回归结果

总的来看,经济发展、市场开放和科技创新对石家庄的不同等级水资源绿色效率具有不同影响。其中,环境规制和用水结构对石家庄水资源绿色效率具有消极影响,而产业结构和居民节水意识对水资源绿色效率具有正向驱动作用。具体来看,经济发展越好则水资源绿色效率的提升空间就越小；市场开放因素则对水资源绿色效率的影响不明显；产业结构对水资源绿色效率具有正向影响作用,石家庄可以持续发展第三产业以此提高水资源绿色效率；用水结构因素对水资源按绿色效率具有显著的负面影响作用；环境规制对水资源绿色效率的影响存在不稳定变化,石家庄政府可以根据实际情况采取针对性的政策；科技创新因素总体来看对水资源绿色效率具有负面作用,并且变化不大；节水意识因素对水资源绿色效率具有显著的正向影响。因此,可以提高群众的节水有意识,提高水资源的利用效率。

4、结论及建议

水资源绿色效率包含了水资源利用效率、水资源可持续发展等内涵。提高水资源绿色效率是推进可持续发展战略的应有之义。本文基于科学的方法构建了系统的水资源绿色效率评价管理体系,对石家庄政府制定水资源发展战略和政策提供了依据,也为我国其他地区的水资源绿色发展工作提供了新的思路。同时,建议将水资源绿色效率评价纳入地方政府管理工作绩效考核体系,提高对水资源绿色管理的重视。最后,本文研究还存在不足之处,如在影响因素变量的选取上主要依据主流的指标进行选取,未结合石家庄的实际情况,以后将继续完善该方面研究。

参考文献:

[1]王国玉,何俊超,白伟岚,等.基于绿色基础设施的城市水系统提升实践研究[J].水利规划与设计,2021,(02):7-14.(04):218-220+256.

[2]陈雪.辽宁省水资源与粮食安全协同发展研究[J].水利技术监督,2023,(06):77-79+119.

[3]王纪凯,张峰,于梦俊.长江经济带工业绿色水资源效率评价及影响机制[J].人民长江,2023,54(06):1-10.

[4]邓正华,邓丽萍,何姣,等.基于三阶段超效率SBM-Malmquist指数分解的洞庭湖区农业水资源绿色效率研究[J].生态经济,2023,39(08):106-111+186.

[5]肖宜,慈晓虎,杨冰,等.长江中游城市群水资源绿色效率测度与影响因素分析[J].长江科学院院报,2023,40(09):8-16.

[6]何君,郦建强,高兴德.坚持“生态优先､绿色发展”推进新阶段水利高质量发展的战略思考[J].水利规划与设计,2023,(10):1-5+10.

文章来源:张少彤.石家庄水资源绿色效率评价及影响因素分析[J].陕西水利,2024,(11):46-47+54.