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标题 浙江省经济部门用水关联分析
范文 郭相春+刘红岩+韩宇平



收稿日期：2014-06-30 修回日期：2014-12-04 网络出版时间：2015-07-23
网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/13.1334.TV.20150723.1125.009.html
基金项目：国家自然科学基金项目（51279063）;教育部新世纪优秀人才支持计划（NCET-13-0794）;河南省科技创新人才项目（144100510014）;河南省高校科技创新团队支持计划（151RTSTHN030）
作者简介：郭相春（1974-），男，河南泌阳人，高级经济师，主要从事水资源管理方面的研究。E-mail：gxiangchun@163.com
通讯作者：韩宇平（1975-），男，宁夏彭阳人，教授，博士，主要从事水资源、水生态等方面的研究。E-mail：hanyp@ncwu.edu.cn
摘要：利用基于纵向集成算法和假设抽取法的产业关联分析方法对2010年浙江省各部门的用水关联性进行分析，并据此获得经济部门间虚拟水转化运移情况。研究结果表明，浙江省经济系统中各部门水资源直接消耗量与纵向集成消耗量差异很大，但是所有部门总的直接消耗量与总的纵向集成消耗量相等，均为220.08亿m3，即经济系统的不同部门之间发生了虚拟水转化运移。在经济系统内部，农业为虚拟水净输出部门，其净输出量为78.46亿m3，而工业、建筑业和服务业则是虚拟水净输入部门，净输入量为32.98亿m3、43.22亿m3和2.26亿m3。研究成果将对区域产业结构调整和水资源管理政策制定提供参考。
关键词：纵向集成消耗;假设抽取法;产业关联;直接消耗;经济部门;虚拟水转化运移;浙江省
中图分类号：TV213 文献标志码：A 文章编号：
1672-1683（2015）04-0626-04
Analysis water use linkage among economic sectors in Zhejiang Province
GUO Xiang-chun1，LIU Hong-yan2，HAN Yu-ping2，3
（1.Beijing University of technology，school of management，Beijing 100124，China;2.North China University
of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou，450045，China;3.Efficient use and protection
of water resources engineering Collaborative Innovation Center of Henan province，Zhengzhou 450011，China）
Abstract：Water use linkages among industrial sectors of Zhejiang Province in 2010 were analyzed using the industrial linkage analysis method based on the vertically integrated consumption and hypothetical extraction method，and the transformation of virtual water among industrial sectors in the economic systems of Zhejiang were obtained.Results showed that enormous difference occurs between the direct consumption and vertically integrated consumption of water in each sector，but the total direct consumption and total vertically integrated consumption of water is the same，which is 220.08×108 m3 and indicates that the existence of transformation of virtual among different sectors of economic system.In the economic system，agricultural sector had net outputs of virtual water with a volume of 78.46×108 m3，whereas the industrial，construction，and service sectors had net inputs of virtual water with volumes of 32.98×108 m3，43.22×108 m3 and 2.26×108 m3，respectively.The findings provide reference for the regionally industrial structure adjustment and water management policy.
Key words：vertically integrated consumption;hypothetical extraction method;industry linkage;direct consumption;economic sectors;virtual water transport and transformation;Zhejiang Province
1 研究背景
缺水是中国长期面临的问题，为解决水资源短缺问题，先要对国民经济体系中各产业的用水情况及用水关联进行评估。美国加利福尼亚大学的Carter等[1]首先在20世纪70年代提出利用投入产出表来研究和分析水的利用和交换问题。20世纪80年代以后，国内的陈锡康等[2]提出把水资源的使用和生产（提取及回用）以及废水的排放和处理作为两类生产部门列入投入产出模型，谢梅等[3]编制和发表了中国北京市水资源投入产出表，王维平等[4]计算了中国烟台市16个部门的直接耗水系数和间接耗水系数，于冷等[5]对吉林省水资源利用效率进行分析。近年来，投入产出方法逐渐被应用到部门用水关联分析领域[6-8]。
利用投入产出分析法计算各部门用水特性时，采用的指标为直接用水系数和完全用水系数[9]。但是，直接用水系数只依赖于部门的中间投入，没有与部门的最终需求联系起来[10];而完全用水系数仅仅与部门的最终需求有关，也有一定的局限性[11];虚拟水贸易量计算也只能单纯地反映各部门虚拟水的输入输出量，并不能完全了解各部门相互间的虚拟水转化运移情况。因此，仅仅使用直接用水系数与完全用水系数不能正确的反应行业部门用水关联特征以及部门间虚拟水的量化关系。
以纵向集成算法（Vertically Integrated Measures）和假设抽取法（Hypothetical Extraction Method）为基础，西班牙学者Sánchez Chóliz和 Rose Duarte[12]提出了产业用水关联分析方法。该方法以纵向集成消耗形式，将行业部门用水关联分解为4个组成因素，分别为：内部效应、复合效应、净前项效应和净后项效应，通过用水量而不是用水系数清晰地测算了部门间的用水关联特性。
本文利用2010年浙江省水资源投入产出表，采用产业关联分析方法分析浙江省各部门的直接或间接用水量及关联特性，同时对部门用水的净前项关联和净后项关联进行深入分析，以揭示浙江省经济系统中虚拟水转化运移的方向和数量。本研究对浙江省产业结构调整和用水政策制定有重要的理论和现实意义。
2 资料与方法
2.1 数据来源与整理
本文以浙江省2010年42个部门投入产出延长表为基础，结合2010年浙江省水资源公报[13]，构建浙江省2010年水资源投入产出表。根据研究需求，对各行业部门进行分类与合并，将42部门投入产出表合并为4大产业部门群：农业、工业、建筑业和服务业。
2.2 研究方法
（1）用水关联分析。
在Pasinetti构造的纵向集成消耗（Vertical Integrated Consumption，VIC）指标，及Strassert和Schult[14]提出的假设抽取法的基础上，Cella[15]建立了产业部门的总体关联、前项关联与后项关联之间的联系，从而可以得到产业群总的、前项和后项关联。用该方法对产业水资源利用的关联特征进行分析。可以得到各产业部门的内部效应、复合效应、净前项关联和净后项关联。
纵向集成消耗为
VICj=∑ni=1qibijyj（1）
内部效应为
IEs=qs（I-As，s）-1ys（2）
复合效应为
MEs=qs[Δs，s-（I-As，s）-1]ys（3）
净后项关联效应为
NBEs=q-sΔ-s，sys（4）
净前项关联效应为
NFEs=qsΔs，-sy-s（5）
式中：VICj为j部门纵向集成消耗;qi为i部门的直接用水系数;bij为Leontief逆矩阵中的元素;yj为最终需求;qs、q-s分别为产业群Bs、剩余产业群B-s中各部门的直接用水系数;ys、y-s分别为产业群Bs、剩余产业群B-s中各部门的最终需求;As，s为直接消耗矩阵的对角矩阵;Δs，s、Δ-s，s和Δs，-s分别为产业群Bs、剩余产业群B-s在逆矩阵（I-A）-1中的分量;IEs、MEs、NBEs和NFEs分别为产业群Bs的内部效应、复合效应、净后项关联效应和净前项关联效应。
（2）部门间虚拟水转移测算。
和夏冰[8]提出，如果剩余产业群B-s是由不止一个部门构成的，就能把产业群Bs的净后项关联继续划分。经划分，最终可得到部门间虚拟水转化运移情况：
NTs→d=NFLs→d-NBLd→s=qsΔs，dyd-qdΔd，sysd∈（-S）（6）
式中：d是剩余产业群B-s中的部门;qd 为d部门的直接用水系数;yd为d部门的最终需求;Δs，d和Δd，s分别为逆矩阵（I-A）-1中第s行d列的元素d和s行列的元素;NTs→d是产业群Bs净转移到d部门的虚拟水量;NFLs→d为产业群Bs转移到d部门的虚拟水量;NBLd→s是产业群Bs从d部门转移的虚拟水量。
3 结果与分析
3.1 直接耗水量与纵向集成消耗
在经济系统中与最终需求有关的纵向集成消耗与直接耗水量，二者的总量是相等的，均为220.08亿m3，即水的利用只是在部门间通过交易流动。若一个部门水的直接耗水量大于其纵向集成消耗，表明该部门用水实际上向经济系统的其他部门转移;反之，则其他部门向该部门转移了水。
如图1所示，农业是水资源直接消耗量最大的部门，消耗量为96.4亿m3，占整个经济系统水资源消耗总量的43.8%;建筑业所占比重最小，仅为1.25%;工业和服务业的水资源消耗量分别为56.95亿m3和63.97亿m3。
水资源纵向集成消耗最多的是工业，为89.93亿m3，占纵向集成消耗总量的40.86%;服务业和建筑业的纵向集成消耗量分别为66.23亿m3和45.98亿m3，占总量的30.1%和20.89%;农业的纵向集成消耗最小，为17.94亿m3，仅占8.15%。
3.2 用水关联分析
（1）农业水资源消耗关联度。
农业的水资源纵向集成消耗量仅占直接消耗量的18.61%，即经济系统中的其他部门从农业部门获得了水资源。
由图2可知，农业部门的内部效应为16.96亿m3，占其纵向集成消耗的94.55%，即为了满足最终需求，农业部门有
94.55%的水资源来自于其内部的产品交换。农业的净后项关联很小，仅为0.59亿m3，即农业从其他部门净输入的水资源量仅占其纵向集成消耗的3.3%。由此可以看出，农业对自身的依赖程度较高，对其他部门的依赖程度较低。
农业的净前项关联为79.05亿m3，占其直接消耗的82%，而内部效应仅占17.6%。农业水资源直接消耗量占各部门用水总量的43.8%，明显高于其他部门，但是水资源直接消耗的94.55%却转移到其他部门，即被其他部门在中间使用过程中直接和间接消耗掉。这不仅对农业自身水资源直接消耗水平有一定的影响，对整个经济系统用水的影响也很重要，能否满足其他部门水资源需求，很大程度上依赖于农业的虚拟水输出。
（2）工业水资源消耗关联度。
工业的水资源纵向集成消耗是直接消耗的1.6倍（图3），即工业直接消耗的水资源不能满足自身的最终需求，必须以中间投入的形式，通过购买其他部门的产品，输入更多的水资源以满足自身产品生产的需求。
工业的内部效应为31.06亿m3，占纵向集成消耗的34.54%，而净后项关联占纵向集成消耗的61.62%，与农业相比有明显提高，这说明工业直接消耗的水资源有一部分用于自身生产，但是远远不够，需要从整个经济系统中输入大量的水资源。工业水资源的净输入中，绝大部分来自于农业，输入量为39.66亿m3。
（3）建筑业水资源消耗关联度。
建筑业水资源的纵向集成消耗远大于直接消耗，是直接消耗的16.66倍，其净后项关联为43.36亿m3（图4），占纵向集成消耗的94.3%，表明建筑业几乎完全依赖于经济系统中其他部门为该部门输入水资源。
（4）服务业水资源消耗关联度。
服务业的水资源纵向集成消耗与直接消耗相差无几，即服务业直接消耗的水资源几乎能够满足自身的最终需求，但是也需要通过中间投入的形式，购买其他部门的产品，输入少量的水资源以满足自身产品生产的需求。
服务业水资源消耗的净后项关联为27.02亿m3（图5），占其纵向集成消耗的40.8%，内部效应为35.73亿m3，占其直接消耗的55.85%。这表明服务业直接消耗的水资源大部分用于自身生产，但是这部分水资源并不能完全满足自身的最终需求，还要从整个经济系统中输入一定量的水资源。
3.3 虚拟水净转移
由公式（6）可计算出浙江省各经济部门的虚拟水净输出量及部门间虚拟水转化运移的大小及方向（图6、图7）。农业是虚拟水净输出部门，虽然有虚拟水从其他部门输入到农业，但相对较少，无法平衡农业输入到其他部门的水资源。农业部门共向其他三大部门净输出虚拟水78.46亿m3，其中输出到工业部门最多，为39.66亿m3，输出到建筑业和服务业的分别为19.56亿m3和19.23亿m3。
工业、建筑业和服务业是经济系统中虚拟水净输入部门，分别输入虚拟水32.98亿m3、43.22亿m3和2.26亿m3，但三者有明显差异。从图7可以看出：工业部门虚拟水净输出的对象是建筑业，输出量为14.69亿m3，同时工业从农业和服务业输入的虚拟水量远高于其输出的虚拟水量;建筑业没有向其他任何部门输出虚拟水，反而其他部门都有一定的虚拟水输入建筑业;服务业虚拟水净输出的对象是工业和建筑业，输出量分别为8.01亿m3和8.96亿m3，而从农业输入的虚拟水量略大于服务业本身输出的虚拟水量。
4 结论
（1）经济系统中水资源直接消耗总和与纵向集成消耗之和相等，但是经济系统内部各部门的直接消耗与纵向集成消耗差异很大，这是由各部门的最终需求不同导致的。若一个部门水的直接消耗量大于其纵向集成消耗，表明该部门用水实际上向经济系统的其他部门转移，如农业;反之，则表明整个经济系统中的其他部门向该部门提供水，如工业、建筑业、服务业。
（2）在经济系统内部，农业为虚拟水净输出部门，而工业、建筑业和服务业则是虚拟水净输入部门。水资源消耗的净前项关联之和与净后项关联之和相等，即各部门的虚拟水输出总量与其他部门的虚拟水输入量相等。
（3）农业是虚拟水输出量最大的部门，而建筑业是虚拟水输入量最大的部门。
本文计算的部门用水关联分析是采用简化处理的比较简单的部门用水情况，并没有考虑农业、工业、建筑业、服务业各部门用水水质要求的不同，而此问题在现实使用中是客观存在的。因此，为了更准确地计算部门用水关联，还需要考虑更多的影响因素进行综合分析。
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更新时间：2024/12/23 4:00:39