安徽省水资源消费的恩格尔效应

王子龙 周亮广 汪德林

摘要：随着社会经济的发展，安徽省水资源短缺问题日趋显现，水资源消费内部结构也日渐变化。通过恩格尔定律及其统计方法，分析了安徽省水资源消费结构的时空变化规律。研究发现：安徽省水资源消费结构存在明显的恩格尔效应：时间上，2001-2016年全省水资源消费恩格尔系数总体呈下降趋势，且始终低于全国同期水平;空间上，各地级市水资源消费恩格尔系数存在较大差异;该系数与人均GDP和农业用水量关系密切，人均GDP较高的地市水资源消费恩格尔系数较低。可以利用水资源消费的恩格尔效应，调整水资源利用结构，提高用水效率。

关键词：水资源消费：恩格尔效应：安徽省

中图分类号：TV213.4文献标志码：A 文章编号：2095-5383（2019）03-0075-07

水是重要的生命资源，近年来，由于开发利用不合理，加之时空分布差异，水资源日益紧张。随着人口的不断增长和社会经济的快速发展，水资源短缺已成为制约许多国家和地区可持续发展的重要因素之一。中国是一个干旱缺水的国家，淡水资源占全球水资源的6%，世界排名第4，人均仅有2200m²，为世界平均水平的1/4，和美国相比，仅为1/5，位于全球13个人均水资源最贫乏的国家之列，利用水资源量约为900m²，同时分布极不均衡。20世纪末，我国600多个城市中，400多个城市供水不足，其中110多个城市严重供水不足。

水资源经济学的研究是水资源开发利用的热点之一。由计划经济向市场经济转变过程中，我国迫切需要掌握水资源配置的法律根据和市场原则。赵宏中等从经济学角度阐明了水资源稀缺的原因，并提出政府应当用经济学的方法解决当前的水荒问题，时丙刚等从经济学角度探讨了水资源短缺的原因及加强其政策性管理。崔海燕等总结了经济学原理在水资源领域的研究现状，分析了其存在的不足并对经济学原理在水资源方面的应用前景进行了展望。水资源本身所具有的稀缺性、不可替代性、再生性和波动性等经济性特征使在研究水资源消费时引入恩格尔定律成为可能。陈栋为等通过恩格尔定律及其统计方法以时间序列和空间分布分析水资源消费结构现状及变化规律，着重对农业用水进行研究，得出水资源消费中存在的恩格尔效应及其作用规律。沈品娟着重分析了水资源消费结构对水资源承载能力的影响并提出了合理化的建议。李典友对当前安徽省水资源开发利用中存在的主要问题进行了研究并提出了相应的开发利用对策，李益湘等概述了安徽省水资源条件，分析了水资源时空分布的不均匀性及水资源开发存在的问题，提出了水资源的开发、利用和保护要与经济可持续发展相适应。

人口不断增加、工农业和国民经济发展以及城市化进程加快，安徽省水资源短缺的问题日趋显现，同时，水资源的消费结构内部的用水比例也日渐变化。随着社会的进步和科学技术的飞速发展，人类对水资源的价值认识日益加深，为使有限的水资源能够支持社会、经济和环境的健康可持续发展，本文将以恩格尔效应作为一个参数来分析安徽省水资源消费结构的时间和空间变化，为安徽省水资源配置提供参考依据。

1研究方法与数据来源

1.1理论基础

居民消费结构是指在特定的社会经济条件下，居民消费的各种消费物质占总额的比例，它反映了人们消费支出占消费支出总额的比例，随着经济的发展，消费结构将更加优化，呈现出由生存需要向发展需要再向享受需要的转变。德国统计学家恩格尔（Engel）对消费结构的变化提出了一条规律：家庭收入越少，家庭用于购买食物的支出在总额所占比例越大。随着家庭收入的增加，家庭用于购买食物的支出比例将减少;一个国家或地区越穷，其平均食品支出所占比例越大，随着国家的富裕，这个比例会下降。这就是恩格尔定律，反映这一定律变化的系数被称为恩格尔系数，其计算公式为：恩格尔系数=食物支出金额/总支出金额，将某种商品需求量的比重随着经济增长而发生的变化称为恩格尔效应。

1.2数据来源

本文所采用的数据主要来源为2001-2016年的《中国水资源公报》《安徽省水资源公报》和《安徽省统计年鉴》。水资源公报部分主要采用了全国和安徽省及各地级市近16年的总用水量和农业用水量的数据，而统计年鉴部分主要采用安徽省和各地级市的GDP以及人口数量的数据。

1.3研究方法

水资源消费恩格尔系数的计算。根据恩格尔定律的定义及安徽省农业大省的实际，可以将农业用水定为基本型水资源消费，则恩格尔系数

其中：E为水资源消费恩格尔系数;N为农业用水;M为总用水量，用以分析安徽省近16年水资源消费的恩格尔效应的变化和各地级市的恩格尔效应空间差异。

2安徽省水资源消费结构中的恩格尔效应

安徽位于我国中东部，长江和淮河自西向东横贯全境，全省水系分属淮河、长江及新安江流域。淮河以北属于暖温带半湿润季风气候，淮河以南为亚热带湿润季风气候，年平均降水量800～1600mm，降水不均匀及年际变化大，水旱灾害频繁。近年来，安徽省经济保持持续快速健康发展的良好势頭，同时由于经济发展不均衡，地区差异较大。

2.1水资源消费结构中恩格尔定律的引入

恩格尔定律可以用来描述随着经济社会的发展，经济空间的资源收入与各个消费项消费支出的分配特征。人类开发利用水资源，进行水资源消费，水资源消费结构反映的是各类水资源消费支出在水资源消费总支出中所占的比重。在水资源消费结构中，某国家或地区的水资源供应越紧张，该国家或地区用水项中的基本水资源消费项水资源消费比例就越大，随着经济社会的发展，该用水项的消费比例会下降。在水资源消费结构上，可以把农业用水看作水资源消费的基本项，根据我国近16年来农业用水量变化趋势可以看出这一规律，见表1。

2001-2016年，我国农业用水比例呈逐年下降的趋势，其原因一方面是人们用水观念的提高和农业灌溉技术的提高，实现了水资源利用率的提高;另一方面是国家经济发展迅速，产业优化升级结构更加合理，从而导致了农业用水比例的下降，这充分体现了水资源消费中恩格尔效应的存在。

2.2安徽省水资源消费的恩格尔效应的时间变化

安徽是我国重要的农业大省之一，农业在全省经济中处于基础地位，所以在计算分析水资源时，可以将农业用水当作水资源基本消费项来定义水资源消费中的恩格尔系数，并应用该系数对水资源消费结构进行评价。根据安徽省水资源公报的统计资料及式（1），可以计算出安徽省2001-2016年水资源消费恩格尔系数，见表2。

将表2中安徽省2001-2016年水资源消费恩格尔系数与同时期安徽省GDP做出趋势图，见图1。

2001-2016年，安徽省经济迅速发展，GDP增长迅速，随着经济发展，水资源消费恩格尔系数整体呈下降趋势，水资源消费结构中恩格尔效应明显。2004和2008两年水资源消费恩格尔系数上升显著，2004年全省降水偏少，属偏枯年份，2008年为平水年，这主要是由于耕地面积增加，导致农业用水增加，引起安徽省水资源消费恩格尔系数上升。2001-2007年水资源消费恩格尔系数波动下降，2008-2016年总体上呈下降趋势，这主要得益于近年来安徽省经济的快速发展，用水结构不断优化，见图2。

2001-2016年，安徽省水资源消费恩格尔系数始终低于全国同期水平，其原因可以通过对比全国和安徽省近16年间的降水量及农田灌溉亩均用水量得知，见图3。

2001-2016年，安徽省降水量比全国同期要高，同时农田灌溉亩均用水量要比全国水平低，这也就使安徽省水资源消费恩格尔系数比全国同期要低。

2.3安徽省水资源消费的恩格尔效应的空间差异

为研究安徽省水资源消费的恩格尔效应的空间差异，根据安徽省2006-2016年水资源公报（由于巢湖市在2011年8月22日被拆分，所以本文将2011年作为划分点），选取2006-2016年中各地级市的用水情况及各地级市人均水资源量及人均GDP，根据式（1）计算出前、后5年各地级市农业用水量和总用水量的平均数，继而计算出各地级市水资源消费恩格尔系数，以方便进行比较，见表3和表4。

各地级市的经济发展并不均衡，水资源在各地市的分配也是不均衡的，但是人均水资源量的分布对水资源消费结构和经济发展状况的影响却不大，这一点可以通过在spss中对水资源消费恩格尔系数、人均GDP和人均水资源量进行相关分析得到证明，见表5和表6。

通过表5和表6可以看到，恩格尔系数与人均GDP和农业用水量关系密切，水资源消费恩格尔系数与人均GDP之间的相关系数为-0.779和-0.673，与农业用水量之间的相关系数为0.743和0.631，这也就说明水资源消费恩格尔系数与人均GDP存在明显的负相关的关系，但是与农业用水量存在明显的正相关的关系。从表3和表4也可以看出，人均GDP较高的城市，其水资源消费恩格尔系数较低;人均GDP较低的城市，其水资源消费恩格尔系数较高。农业用水量较多的城市，其水资源消费恩格尔系数较高;农业用水量较少的城市，其水资源消费恩格尔系数较低。

随着人均GDP的增加，农业用水量在总用水量中所占比重呈逐渐下降的趋势，工业用水量比例呈上升的趋势。对于各地级市而言，其社会经济越发达，水资源消费结构越合理，其基本型水资源消费所占的比例就越低，发展型和消费型水资源消费所占的比例就会越高，这在全省范围内体现了水资源消费的恩格尔效应。

水资源消费会受到国家宏观调控的影响和地区经济发展定位的制约以及其他资源（如矿产资源）的限制，有些地级市的经济发展通常需要侧重于某一行业，例如铜陵和马鞍山是典型的工业城市，其水资源消费主要就是工业用水。对各地级市水资源消费恩格尔系数和GDP进行聚类分析，可以先按水资源消费结构和经济发展程度进行分类。陈栋为等人将全国31个省市自治区分别按水资源恩格尔系数以及经济发达程度分为4类，本文借鉴其做法，考虑到数据在各大类均匀分布的原则以及安徽省各地级市水资源恩格尔系数的分布情况，本文以各地级市水资源消费恩格尔系数分类时，以0.1～0.4为第1类，0.4-0.6为第2类，0.6-0.7为第3类，0.7以上为第4类。在对经济发达程度分类时，由于安徽省经济快速发展，因此根据不同的经济时段，采用了2种分类标准，其中2006-2010年以人均GDP为30000以上为第1大类，15000-30000为第2大类，10000～15000为第3大类，10000以下为第4大类;2011-2016年以人均GDP为50000以上为第1大类，32000-50000为第2大类，20000-32000为第3大类，20000以下为第4大类。具体分类情况见表7和表8。

为了更直观地看出各地区的差异.在ArcGIS中选取水资源消费恩格尔系数作专题地图，根据表7和表8的分类，对各地级市水资源消费恩格尔系数分为4个级别，如图4和图5所示。

结合表3和图4可以看出，按照水资源消费恩格尔系数对2006-2010年安徽省各地級市的分类结果划分为4类：第1类包括铜陵市、淮南市、芜湖市和马鞍山市，城市水资源消费恩格尔系数在0.1～0.4，其中铜陵市水资源消费恩格尔系数全省最低，为0.129。这几个城市矿产资源丰富，经济以发展工业为主，工业用水在水资源消费中所占比重大，相应的农业用水占总用水量的比例较小;第2类包括合肥市、淮北市和宿州市，其水资源消费恩格尔系数较低，在0.4-0.6，这些城市工业水平较高，工业用水高于农业用水，水资源消费恩格尔系数相对较低;第3类包含黄山市、宣城市、蚌埠市、池州市、滁州市、安庆市、亳州市和阜阳市，其水资源消费恩格尔系数在0.6-0.7，这些地级市耕地面积大，农业发展空间大，农业用水多，水资源消费恩格尔系数较高;第4类城市水资源消费恩格尔系数高，分别是巢湖市、滁州市和六安市，其水资源消费恩格尔系数在0.7以上，其中巢湖市为全省最高，达到0.824，这主要是由于巢湖经济支柱以农业为主，水资源消耗以农业用水为主。

同时，按照人均GDP对各地级市的分类也是四类：第1类经济水平高，包括马鞍山市、铜陵市、合肥市和芜湖市，其中马鞍山市的人均GDP水平全省最高，为47713元/人;第2类有淮南市、黄山市、淮北市和宣城市，人均GDP水平较高;第3类包括巢湖市、蚌埠市、池州市、滁州市和安庆市，人均GDP水平较低;第4类有亳州市、阜阳市、宿州市和六安市，这些城市人均GDP水平低，其中阜阳市人均GDP最低，为6658元/人。由此可见，按照水资源消费恩格尔系数和GDP对各地级市分类结果总体一致，所划分的4个等级中的地级市也基本相符，这也说明一个地区的经济状况与水资源消费结构情况具有很大的相关性，也充分说明了恩格尔效应在安徽省范围内的存在。

结合表4和图5可以看出，按照水资源消费恩格尔系数对2011-2016年安徽省各地级市的分类结果划分为四类：第1类包括铜陵市、马鞍山市和芜湖市，城市水资源消费恩格尔系数在0.1～0.4，其中铜陵市水资源消费恩格尔系数依旧全省最低，为0.154。这3个城市工业基础好，工业发达，工业用水在水资源消费中所占比重大，水资源利用率处于全省较高水平;第2类包括池州市、宿州市、淮北市和淮南市，其水资源消费恩格尔系数较低，在0.4～O.6，这些城市工业水平较高，工业用水高农业用水，水资源消费恩格尔系数相对较低;第3类包含黄山市、安庆市、合肥市、宿州市、蚌埠市、亳州市和阜阳市，其水资源消费恩格尔系数在0.6～0.7，这些地级市耕地面积大，农业用水多，水资源结构需要进一步提高，水资源消费恩格尔系数较高;第4类城市水资源消费恩格尔系数高，分别是滁州市、宣城市和六安市，其水资源消费恩格尔系数在0.7以上，其中六安市为全省最高，达到0.804，这主要是由于六安市在各地级市中以发展农业为主，耕地面积较大，农业耗水量大，故水资源消费恩格尔系数一直居高不下。

對比这11年的人均GDP可知，各地级市中经济发展程度越高，农业在经济发展中的地位也就越次要，工业越占主要地位，水资源利用结构也越完善，水资源消费恩格尔系数也就越低;相反，经济发展程度越低，农业越占主要地位，水资源利用也主要偏向农业生产，消耗大量水资源，水资源消费恩格尔系数也就越高。

3结论

研究水资源消费结构时引入了恩格尔定律，分析了安徽省及其各地级市的水资源消费结构，得出时间和空间上安徽省水资源消费结构中存在明显的恩格尔效应。

1）从时间上看，从2001年到2016年，随着社会经济的发展，安徽省水资源消费恩格尔系数呈总体下降的趋势，同时恩格尔系数比全国同时期水平低。

2）在空间上，由于各级城市经济发展水平的不同，安徽省水资源消费恩格尔系数也存在较大差别：铜陵和马鞍山等城市水资源消费恩格尔系数较低，其中铜陵市全省最低，保持在0.15左右;而如池州等城市无论是经济水平还是水资源消费恩格尔系数，在全省都处在中等水平;六安、滁州等水资源消费恩格尔系数高而经济水平相对较低，其中以六安市为代表，水资源消费恩格尔系数全省最高，维持在0.80左右。

3）安徽省内经济水平较高的地区，水资源消费恩格尔系数较低，经济水平较低的地区，水资源消费恩格尔系数较高。农业用水较多的地区，经济发展相对落后，经济结构以第一产业为主，水资源消费恩格尔系数较高;农业用水少的地区，经济水平较高，用水结构改善，水资源的恩格尔系数较低。