山東省工業(yè)經(jīng)濟增長(cháng)的水資源效應及時(shí)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(jīng)濟規模效應、產(chǎn)業(yè)結構效應和技術(shù)效率效應，探究山東省工業(yè)用水強度時(shí)空演變格局，得出以下結論：

　�。�1）近17年來(lái)，山東省行業(yè)增加值和行業(yè)用水量持續增長(cháng)，而單位行業(yè)增加值用水量持續下降，降幅達9040%；

　�。�2）經(jīng)濟規模效應是工業(yè)用水量增加的主要原因，產(chǎn)業(yè)結構效應的作用較小，技術(shù)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，基本呈現東部沿海偏低、西南地區偏高的特點(diǎn).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(guān)鍵詞：水資源；工業(yè)經(jīng)濟；時(shí)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(lèi)生存、經(jīng)濟建設和社會(huì )發(fā)展的基礎性自然資源和戰略性經(jīng)濟資源，是人類(lèi)文明建設中最為關(guān)鍵的因素.然而，近年來(lái)由于工業(yè)經(jīng)濟規模持續增長(cháng)使得水資源短缺和水資源污染問(wèn)題成為影響區域可持續發(fā)展的障礙性因素.2012年，國務(wù)院印發(fā)《國務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴格水資源管理制度的意見(jiàn)》，明確要求：到2015年，全國用水總量力爭控制在635km3以?xún)�，萬(wàn)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(gè)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(chǎn)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/人的地區為極度缺水地區.因此，山東省水資源供需矛盾尤為明顯.

　　當前對于工業(yè)經(jīng)濟增長(cháng)與水資源關(guān)系研究體現在以下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發(fā)展的范疇[2-3].我國主要研究全國重點(diǎn)城市、工業(yè)區和各省級行政區[4-14]，主要集中在北方地區；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(jīng)濟發(fā)展[17]等方面，工業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)規模和工業(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(jià)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，利用數據分析預測[18-19]，少部分研究采用空間自相關(guān)方法[12].以上研究存在定量研究少、空間研究少特別是時(shí)間演化過(guò)程和空間分異格局研究不能結合的問(wèn)題.本文探討山東省近20年工業(yè)經(jīng)濟增長(cháng)與水資源關(guān)系，對山東省水資源可持續利用提供借鑒.

　　1研究方法與數據來(lái)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)用水規模，構建行業(yè)用水指數（Yi）.首先，將數據進(jìn)行標準化處理：

　　1.3數據來(lái)源與行業(yè)分類(lèi)

　　本文分析的時(shí)間段為1996—2013年，各行業(yè)的用水量數據來(lái)源于《山東省環(huán)境統計年報》，各行業(yè)增加值和工業(yè)增加值數據來(lái)源于《山東省統計年鑒》.期間，《山東省環(huán)境統計年報》對工業(yè)內部的行業(yè)分類(lèi)標準稍有不同，考慮到行業(yè)分類(lèi)以及數據的統一性，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(chǎn)和供應業(yè)等18個(gè)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(guān)1996—2013年，山東省18個(gè)行業(yè)工業(yè)增加值高速增長(cháng)，2013年較1996年增長(cháng)約28.74倍，年均增長(cháng)率約為22.09%；山東省18個(gè)行業(yè)工業(yè)用水量的增長(cháng)情況卻不同，2013年較1996年增長(cháng)約1.85倍，年均增長(cháng)約6.36%（圖1）.1996—2013年間，山東省18個(gè)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)規模較小，行業(yè)用水量相對較低并表現出緩慢上升的發(fā)展態(tài)勢；行業(yè)增加值低，但是呈現平穩上升的趨勢；同時(shí)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(chǎn)業(yè)結構，提高產(chǎn)業(yè)層次，行業(yè)用水量和行業(yè)增加值出現小幅度持續增長(cháng)，年均增長(cháng)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(jīng)濟，通過(guò)關(guān)閉50kt以下的草漿造紙生產(chǎn)線(xiàn)、關(guān)停鋼鐵企業(yè)19家等措施實(shí)現減少工業(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)用水量平穩增長(cháng)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(cháng)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(cháng)約6.36%.其中經(jīng)濟規模對工業(yè)用水總量增長(cháng)的效應是65610.743Mt，產(chǎn)業(yè)結構對工業(yè)用水總量增長(cháng)的效應是1751.732Mt，技術(shù)效率對工業(yè)用水總量增長(cháng)的效應是-31224.659Mt（表1）.經(jīng)濟規模、產(chǎn)業(yè)結構、技術(shù)效率對工業(yè)用水總量增長(cháng)的貢獻度分別是181.56%，4.84%和-86.40%.由此推斷，經(jīng)濟規模效應是引起工業(yè)用水總量增加的主要原因；技術(shù)效率效應是抑制工業(yè)用水總量增加的主要原因；產(chǎn)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(dòng)分析

　　山東省工業(yè)用水指數在1996—2013年間徘徊在較高水平（圖3），但波動(dòng)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)用水指數按照從大到小進(jìn)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)，醫藥制造業(yè)，電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)，化工原料及化學(xué)制品制造業(yè)，紡織業(yè)，非金屬礦物制造業(yè)，造紙及紙質(zhì)品業(yè).自1996年以來(lái)，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(lái)看其行業(yè)比重呈現上升的趨勢，1996—2013年累計行業(yè)比重變化達6.39%；醫藥制造業(yè)，電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)以及化工原料及化學(xué)制品制造業(yè)的行業(yè)比重下降顯著(zhù)，尤其是電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)累計行業(yè)比重變化高達-10.08%；醫藥制造業(yè)、紡織業(yè)、非金屬礦物制造業(yè)的行業(yè)比重穩中有降；造紙及紙質(zhì)品業(yè)的行業(yè)比重平穩上升.綜上，減少山東省工業(yè)用水量，需要重點(diǎn)控制石油加工及煉焦業(yè)、造紙及紙質(zhì)品業(yè)的用水量.

　　2.4工業(yè)用水強度的時(shí)空格局

　　單位工業(yè)總產(chǎn)值用水量表征了一個(gè)地區工業(yè)經(jīng)濟與工業(yè)耗水狀況，同時(shí)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(chǎn)值用水量近年來(lái)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量大幅增加，二級的地市數量基本保持不變，三級和四級的地市數量減少，2013年三級和四級的地市數量為零，說(shuō)明2000年以來(lái)，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重工業(yè)城市的單位工業(yè)總產(chǎn)值用水量較高；而膠東半島地區的單位工業(yè)總產(chǎn)值用水量較低.2000年，單位工業(yè)總產(chǎn)值用水量最多的地市集中在魯西北地區，以德州市和聊城市為主，其次是魯中地區和魯西南地區，膠東半島地區以及日照市、臨沂市的單位工業(yè)總產(chǎn)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(zhù)生產(chǎn)規模持續擴大，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(chǎn)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(chǎn)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(wàn)m3，其中地表水5110萬(wàn)m3，約占總用水量的42.47%，加之其生產(chǎn)設備老化、技術(shù)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(jìn)工業(yè)化進(jìn)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(chǎn)值用水量在6～20dm3/元外，其余地市的單位工業(yè)總產(chǎn)值用水量均未超過(guò)6dm3/元.萊蕪市、濟寧市以及菏澤市工業(yè)用水強度較2006年出現下降，均在20dm3/元以下.宣傳推廣發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，使得各地市重視資源能源的循環(huán)利用與節約利用；科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提高了水資源的利用效率；鋼鐵產(chǎn)業(yè)整合發(fā)展，“轉方式，調結構”優(yōu)化山東省產(chǎn)業(yè)結構，提高技術(shù)效率，推動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展向可持續發(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(guò)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(jīng)濟的關(guān)系及其空間格局，得出如下結論：

　�。�1）近17年來(lái)，山東省行業(yè)增加值和行業(yè)用水量持續增長(cháng)，而單位行業(yè)增加值用水量持續下降，降幅高達90.40%；

　�。�2）經(jīng)濟規模效應是山東省工業(yè)用水量增加的主要原因，產(chǎn)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(shù)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(cháng)的貢獻度依次是18156%，4.84%和-86.40%；

　�。�3）1996年以來(lái)，山東省水資源密集型行業(yè)主要有石油加工及煉焦業(yè)，醫藥制造業(yè)，電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)，化工原料及化學(xué)制品制造業(yè)，紡織業(yè)，非金屬礦物制造業(yè)，造紙及紙質(zhì)品業(yè)；（4）1996—2013年，山東省工業(yè)用水強度一直呈現下降趨勢；從空間分布來(lái)看，以萊蕪市、濟寧市為代表的傳統重工業(yè)城市的單位工業(yè)總產(chǎn)值用水量較高；而膠東半島地區的單位工業(yè)總產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)濟增長(cháng)所帶來(lái)的水資源短缺壓力將持續存在.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(guān)系.加快非金屬礦物制造業(yè)、造紙及紙質(zhì)品業(yè)等高耗水行業(yè)產(chǎn)業(yè)重組，降低石油加工及煉焦業(yè)，電力、煤氣及水的生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的比重，在節水降耗的同時(shí)實(shí)現工業(yè)經(jīng)濟快速健康發(fā)展.

　�。�2）深入研發(fā)推廣高新技術(shù)，降低工業(yè)發(fā)展對水資源的依賴(lài).貫徹落實(shí)清潔生產(chǎn)，促進(jìn)以環(huán)境為導向的再循環(huán)經(jīng)濟體系的產(chǎn)生；同時(shí)，營(yíng)造發(fā)展新技術(shù)、開(kāi)發(fā)新能源的優(yōu)質(zhì)環(huán)境，支持企業(yè)采用新工藝、自主研發(fā)節水降耗新技術(shù)，大力推動(dòng)科技成果轉化為生產(chǎn)力，降低工業(yè)用水量，提高水資源利用效率.

　�。�3）差別制定區域工業(yè)發(fā)展規劃.山東省各地市具有不同的區位條件，東部沿海地區地理位置優(yōu)越，經(jīng)濟發(fā)達，技術(shù)先進(jìn)，著(zhù)重進(jìn)行研發(fā)和營(yíng)銷(xiāo)；魯西南地區是山東省傳統工業(yè)區，需整合區域間水資源，實(shí)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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