协作治理中主体间信任如何影响其协作程度？

常多粉 杨立华

摘要

水资源是经济增长不可或缺资源，生态文明总体方案中要求区域发展不能超出水资源承载力的要求。随着经济社会的发展，水资源与经济增长的脱钩现象普遍存在。这种现象赋予了区域水资源承载力新的内涵。经济增长与水资源利用脱钩机制和模型的研究对于符合水资源承载力的区域发展有着重要的意义。首先机制研究中，经济增长与水资源利用的脱钩机制可以分为两条线，一条是产业内部生产过程的纵向线;另一条是宏观经济层面的产业间和区域间的横向线。前者的脱钩机制来自于各个环节效率的提升。后者脱钩机制来自于产业结构调整和高耗水生产环节向外疏解。纵向线脱钩效应分为关键用水部分、其他资源投入部分以及其他生产部分;横向线脱钩效应分为结构效应和外部效应。其次，在模型研究中，本文开发了蒸汽机概念模型并推导出脱钩效应内部三个子效应：真实节水效应、资源配置效应和结构调整与疏解效应。再次，在概念模型的基础上，通过改进基于投入产出的结构分解分析模型，开发出区域脱钩效应模型。最后，以北京市为例进行应用研究。根据测算，北京真实节水效应在2010—2012年到达瓶颈期。资源配置效应稳定在50%左右。结构调整和疏解效应在加入WTO和全球金融危机两个时间点为反向效应点，其他时段都有利于脱钩。近年来调结构、区域协同发展对于水资源利用与经济增长脱钩有着重大意义。

关键词 水资源利用;经济发展;脱钩机制;技术效应;结构效应

中图分类号 X196

文献标识码 A  文章编号 1002-2104（2019）11-0139-09  DOI：10.12062/cpre.20190617

水资源是基础性和战略性资源，对经济发展、人民生活水平、生态文明建设有着决定性的作用。水资源和土地资源的时空分布基本决定了人口规模、产业布局、开发强度等。水资源短缺、水环境污染、水生态恶化等水危机严重威胁着我国粮食安全、能源安全、经济安全、生态安全和社会安全等。十九大提出加快生态文明建设，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，还自然以宁静、和谐、美丽。“水十条”中提出，优化空间布局，合理确定发展布局、结构和规模，充分考虑水资源、水环境承载能力，以水定城、以水定地、以水定人、以水定产。《生态文明体制改革总体方案》中强调人口规模、产业结构、增长速度不能超出当地水资源承载能力和环境容量。水资源承载力的一个隐含内涵是人口规模、产业结构、增长速度等与水资源利用量有某种关系，该关系下的水资源利用总量不能超过区域水资源合理利用规模。理论上，人口和经济增长驱动水资源利用量的增长。事实上，经济增长与水资源利用已经呈现脱钩的态势，2000—2016年，我国用水总量增长缓慢，有7个年份出现减少的趋势，自2014年以来，用水总量一直处于减少的趋势之中。分行业来看，工业用水量自2012年开始处于减少的趋势之中。一方面是水危机的普遍存在，另一方面是经济增长与水资源利用的脱钩。在这种情况下，如何以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，如何确保人口规模、产业结构和增长速度不超过当地水资源承载力，就需要深入分析经济增长与水资源利用的脱钩机制，就需要科学的方法对脱钩机制进行定量研究。

1 文献综述

在资源环境经济学研究中，资源投入占经济产出比重一直呈现下降趋势[1]，表明经济发展对纯物质的消耗的依赖越来越低。脱钩效应的研究涉及能源利用[2]、温室气体排放[3]、污染物排放[4]、交通设施[5]等领域。

脱钩研究要就主要有以下两种类型。第一，对脱钩现象和特征进行研究。该研究主要的方法有脱钩指数分析方法[3]、变量综合分析方法[4]、脱钩弹性分析方法[5]、IGT方程模型法[6]、差分方程法[7]、计量经济学的方法[8]等。Bruyn等[9]认为，环境领域与经济领域的“脱钩”是经济对物质利用的降低以及污染程度降低的过程，也存在经济增长与环境系统相关同向相关关系加强的现象，称这种现象为“复钩效应”。Vehams等[4]根据经济系统与环境系统的变化量的关系，将脱钩效应分为了强脱钩、弱脱钩、衰退脱钩，将复钩效应分为强复钩、弱复钩、扩张性复钩。Tapio[5]将脱钩效应分为以下八种形态，包括强的脱钩、弱的脱钩、扩张性的耦合、扩张性的负脱钩、强的负脱钩、弱的负脱钩、衰退性的耦合、衰退性的脱钩。该脱钩效应分类成为国内外脱钩现象研究的主要依据。潘安娥和陈丽[10]利用水足迹和水资源利用指標，构建脱钩评价模型评价水资源消耗与经济增长之间的协调关系，认为GDP增长与水资源消耗由强脱钩的优质协调向弱脱钩的初级协调转化。杨振华等[11]采用水生态足迹从水量和水质综合视角研究贵阳市水生态足迹与经济发展脱钩水平，认为贵阳市属于弱脱钩水平。

第二，对脱钩的影响因素进行分析。该研究关注于什么因素造成了两者的脱钩。该研究方法的主要思路是分解的方法，包括结构分解分析法（Structural Decomposition Analysis，SDA）、指数分解分析法（Index Decomposition Analysis，IDA）、相关系数分析法与回归方程分析法。其中指数分解分析法又分为拉氏指数分析法（Laspeyres Index Decomposition Analysis，LIDA）与迪式指数分析法（Divisia Index Decomposition Analysis，DIDA），迪式指数分析法又有对数平均Divisia指数（LMDI）分解方法等。在秦昌波等[12]利用LMDI方法对陕西省生产用水变动的驱动机制进行了分析，认为陕西省生产用水与经济发展已实现脱钩态势，经济规模是驱动生产用水增加的主要因素，农业生产比重的下降是生产用水下降的主要原因，技术进步是抑制用水增加的主要因素。吴丹[13]利用美国1950—2010年和中国1946—2014年的经济数据和水资源数据，利用STIRPAT模型框架剖析了经济发展与水资源脱钩的内在机理，认为实现中国经济发展与水资源利用的“脱钩”，前提在于保障农业用水量和工业用水量达到顶峰，实现零增长。李玮等[14]利用SDA模型对经济驱动用水进行了因子分解，将驱动因子分为节水型技术进步、中间投入技术进步、最终需求、需求结构、行业间需求结构5个部分，认为节水型技术进步与最终需求是驱动用水变化的绝对力量。

国外对脱钩效应的研究多集中在能源、碳排放领域，对水资源利用的研究较少。国内的相关研究中，除了对脱钩效应现象和特征的研究，对脱钩的影响因素的研究主要存在以下的问题。第一，驱动因素没有从用水机制出发，常用的技术进步因素多是特定产值与水资源利用的比值，这其实是用脱钩效应来解释脱钩效应。第二，驱动因素设置不合理，常常出现绝对大的值，这造成由此研究的政策措施难以落地。第三，大多是从经济总量去考虑，缺少脱钩机制研究。例如工业、农业、服务业三者之间的用水机制是完全不同的，其脱钩机制也是完全不一样的。综上，本文以解决现有研究不足，从机制出发，以方法研究为主，并将创新的方法放在典型区去验证。

2 脱钩机制及概念模型研究

2.1 脱钩机制

水资源利用与经济增长脱钩的机制分析可以从两条线来分析。一条是产业内部生产过程的纵向线。另一条是宏观经济层面的产业间和区域间的横向线。对于前者来说，脱钩机制来自于各个环节效率的提升。对于后者来说，脱钩机制来自于两个方面：一是产业结构调整，区域的产业结构朝着用水更少的方向升级;二是产业内部用水量大的生产环节转移到其他区域，生产出半成品后再作为中间投入回到本地产业中。具体的脱钩机制如图1所示。

首先，对于纵向线来说，从水资源利用到经济增长，可以分各产业的产出增长来看。分行业来看，最重要的是找出各行业的用水关键环节。对于农业来说，关键用水环节是灌溉，灌溉可以看作是水资源与土地资源的结合。对于制造业来说，用水可以分为间接冷却水、工艺用水和锅炉用水，工艺用水又可以分为产品用水、洗涤用水、直接冷却水和其他用水。从用水本质上来看，用水可以分为四类，一是参与产品形成过程的用水、二是伴生能源利用过程  的、三是伴生化学品过程的，四是其他用水。对于大部分制造业来说，伴随着能源利用和化学品利用的用水环节是关键环节。为了分析脱钩效应，可以将从水资源利用到各产业产出增长分为几个环节：关键用水环节、其他资源投入环节以及其他生产环节。关键用水部分的脱钩机制来自于真实用水效率的提高;其他资源投入部分的脱钩机制来自于其他资源配置效率提升带来的整體用水效率的提高;其他生产部分的脱钩机制来自于生产技术提高带来的整体用水效率的提高。

对于农业来说，农业用水主要是灌溉用水和林牧渔业的用水，其中灌溉用水占绝大部分。对于灌溉用水，水资源和土地是农业生产的关键投入要素，灌溉是农业生产的关键用水环节，单位面积灌溉用水量的减少是关键用水部分的脱钩机制。灌溉土地面积（或比例）减少是其他资源投入部分的脱钩机制。其他生产环节的脱钩机制来自于农业生产结构的优化和单位土地面积产值的提高（生产技术提升）。

对于制造业来说，能源和化学品是用水的关键伴生投入。单位能源和化学品投入用水量的减少是关键用水部分的脱钩机制。能源和化学品投入（或比例）的减少是其他资源投入部分的脱钩机制。其他生产环节的脱钩机制来自于制造业中间投入-产出比例的降低。中间投入-产出比例的降低意味着增加值的比例上升。增加值比例越高的产业越处于产业链的高端。对于其他产业来说，由于用水环节的复杂性，本文不进行分环节研究。

其次，对于横向线来说，脱钩机制可以分为区域产业结构的优化和产业用水环节的转移。第一，产业间的结构调整是脱钩机制的重要方面。通过产业结构调整，降低单位产值用水量大的产业的生产，将有限的水资源用于单位产值用水量小的产业，宏观层面能够形成水资源利用与经济增长的脱钩机制。第二，从产业链的角度来看，一个产业之内用水量较大的可能是其中的某些环节，对于缺水的区域来说，将这些环节转移到外部区域，区域内主要关注于用水较少的环节。这种机制最终体现在产业单位产值用水量的降低，使得水资源利用与经济增长的脱钩。

2.2 概念模型：蒸汽机模型

生产过程水资源的利用是必不可少的，但并不是推动经济增长的直接动力，其对经济增长的作用机制可以用蒸汽机水箱中的水来类比。蒸汽机的动力装置基本原理，是燃料加热水箱里的水使其汽化成水蒸气，推动车轮运动。火车的动力来自于蒸汽机车，蒸汽机动力本质上是燃料的热能转化的，水资源是将热能转换为机械能的媒介，即燃料燃烧带来的热能将液态水变为蒸汽，由蒸汽转化的机械能推动机车的前进。在这个过程中需要消耗燃料和液态水。蒸汽机在前进过程中携带液态水储存在水箱中。

以区域经济增长率比火车前进，火车由蒸汽机车与乘客车厢和货物车厢组成构成。火车的总收入为货物车厢的收入和乘客车厢的收入共同组成。一般来说，货物车厢的单位承载重量收益小于乘客车厢的。在同等技术条件下，动力越强劲的车头，在同样的距离下其所需的水箱容量越大;动力越强劲的火车，能够带动更多货物和乘客，在一定的车厢结构的情况下，其收益能力越大。

火车收益提高与蒸汽机耗水脱钩，有以下几种可能。一是动力不变，车厢的收益效率提高。例如乘客或者货物愿意支付更多的费用乘坐;车厢的结构发生变化，乘客车厢增多，乘客车厢比货物车厢收益大;车厢更轻、车轮间的摩擦损失更低，能够拉更多车厢。二是车厢效率不变，蒸汽动力发生变化，能够拉更多车厢。例如热量转化率增加，蒸汽转化率增加，动力装置间摩擦损失降低等等。三是两者都发生了变化。

当yf≈0时，表示收益与动力脱钩;当fg≈0时，表示动力与水箱配置效率脱钩;当gw=0表示水箱的配置效率与水量脱钩，其分别对应脱钩机制中的其他生产部分脱钩与横向线脱钩效应的和、其他资源投入部分脱钩、关键用水部分脱钩，分别可以称为结构调整和疏解效应、资源配置效应以及真实节水效应。

3 脱钩机制的经济模型

在概念模型的基础上，研究开发水资源利用与经济发展脱钩的经济模型。由于投入产出模型在描述经济系统的系统性、结构性以及对技术的刻画的优势，使得其契合脱钩模型需求。本研究的建模思路是利用投入产出模型对各个驱动因素进行结构分解分析，得出定量的驱动力，再根据脱钩模型进行综合得到各脱钩效应的数值。现有的结构分解分析没有深入到水资源利用机制之中，使得其分解结果的技术效应不是纯技术效应。即在研究脱钩机制时，对纵向线描述缺失。本次研究在水资源利用机制的基础上对基于投入产出模型的结构分解分析进行改进。

3.1 投入产出模型改进

投入产出模型的基本公式为：

X=（I-A）-1Y=LY（1）

其中X为总的产出;A为总的技术系数矩阵;Y为最终需求（其中，最终需求内为净调出、净出口）。L为列昂惕夫逆矩阵，反映各部门最终使用对其他部门的消耗;

考虑到用水在投入产出表中的关联：

W=CiX（2）

其中，W为行业生产的用水;Ci为各行业水资源的投入强度（行业用水系数）。

将X=LY带入到式（2），得到：

W=CiLY（3）

为研究发展方式转变，这里以最终需求矩阵来考察经济发展方式转变的结构。Y为最终需求的矩阵，可以将Y分为最终需求总量和各需求结构矩阵的乘积。即：

Y=MNOSUG（4）

其中，M为最终需求衡量的制造业产业结构矩阵，N为最终需求衡量的二产业结构矩阵;O为为最终需求衡量的三次产业结构矩阵，S为反映产业间需求结构的矩阵（消费、固定资产形成和调出、出口的结构）;G为最终需求净总量;U为根据非竞争模型核算的进口率加1，UG的乘积为yd。

根据概念模型，其微分形式约等于0。这里采用差分的形式来研究脱钩。既：ΔW可以分解为：

ΔW=W1-W0

=C1L1U1M1N1O1S1G1-C0L0U0M0N0O0S0G0（5）

W1为1期水资源利用量;W0为基期水资源利用量。

对式（5）进行进一步分解可知，分解的结果非唯一的，且结果的个数与其因素的个数n有关，结果个数为n！个。根据Fujimagari[15]和Betts[16]提出的两极分解得出的结果与这些结果极为接近。本文根据两极分解法进行计算。

等号右边各项分别表示用水技术变化（C）、中间投入技术变化（L）、进口和省份外调入（U）、制造业结构变化（M）、第二产业（除制造业外）和第三产业加总产业结构变化（N）、三次产业结构变化（O），最终需求结构变化（S）、最终需求总量变化（G）对水资源利用量的影响。Δ开头的指标表示1期指标的矩阵减去基期指标的矩阵。

根据行业的水资源利用和脱钩机制特征对投入产出模型进行改进。增加投入产出模型中的脱钩机制的纵向线部分。将原有的用水技术变化（C）按照投入产出结构分解分析要求分为农业中的灌溉面积比重（A1）、灌溉定额（A2）、单位产值占用面积（A3）、农业生产结构（A4），制造业中的单位化学品和能源投入的用水量（Z1）、化学品和能源投入占中间投入的比重（Z2）、中间投入占总投入的比重（Z3）以及其他行业用水技术系数C1。将上述系数进行矩阵化处理：

C=A1·A2·A3·A4·Z1·Z2·Z3·C1（7）

同樣根据上述方法对技术系数进行再次结构分解分析。影响结构分解分析可靠性的是各分解因子之间的相关性，为剔除相关性，本研究借鉴Erik和Bart的方法[17]，对C1、Z1、Z2、Z3与L的相关性进行处理。

3.2 脱钩效应模型的构建

根据上述模型可以得到15个因素的驱动值，这15个因素驱动值的和为水资源利用的变化值。当水资源利用与经济增长脱钩时，由于G为经济增长的驱动值，那么其他14个因素可以看作是脱钩机制。

在概念模型中，将脱钩效应分成三个脱钩效应。在分解之后，将概念模型与实际进行结合，赋予概念模型各种物理量予实际意义。

第一个脱钩效应是指发动机与水箱的脱钩效应（效应1），即发动机提供的动能与水箱大小脱钩。脱钩机制为关键用水部分脱钩。对应在经济模型中是灌溉定额（A2）、制造业中的单位化学品和能源投入的用水量（Z1）以及其他技术系数（C1）三个因素的脱钩效应。

第二个脱钩效应在概念模型中是动力与发动机的脱钩（效应2），在概念模型中是蒸汽动能转化机械能的转化率。对应的脱钩机制是其他资源投入部分的脱钩。对应于在经济模型中，依靠其他资源的优化配置得到的脱钩关系，即灌溉面积比重（A1）、单位产值占用耕地（A3）、化学品和能源投入占中间投入的比重（Z2）、中间投入占总投入的比重（Z3）、中间技术投入效应（L）。

第三个脱钩效应是动力与收益脱钩（效应3），在概念模型中是动力与收益的转化率。对应的脱钩机制是其他生产部分脱钩。其可以分为各个层次的结构效应（A4、M、N、O、S）以及外部效应（U）。

4 典型区应用

4.1 北京水资源与经济增长脱钩情况

不考虑环境用水，水资源利用总量呈现下降的趋势。从1999—2015年，下降了近15亿m3，平均每年水资源利用总量下降近1亿m3。而GDP呈现高速增长，2015年达到23 014亿元，是1997年的2 077亿元的10倍以上。经济发展与水资源利用呈现明显的脱钩态势。从各分项上来看，农业用水持续下降，从1997年的18.1亿m3下降到2012年的9.3亿m3;工业用水持续下降，从1997年的11.1亿m3下降到2012年的5.1亿m3;生活用水（包括家庭生活、第三产业、公共服务和建筑业用水）持续上升，从1997年11.1亿m3上升到2012年的16亿m3。根据《北京市统计年鉴》中自来水和自备水统计，可以看出家庭生活用水不断增加，由1997年的4.53亿m3增加到2012年的6.47亿m3。生产、经营用水由1997年的35.79亿m3下降到2012年23.93亿m3。从生产经营性用水来看，水资源利用与经济发展已完全脱钩。

4.2 数据收集及处理

本次研究所用的北京市投入产出表均来自北京市统计局网站上，涉及的年份分别是1997年、2000年、2002年、2005年、2007年、2010年、2012年共7张表格，其中2000年，2005年、2010年为延长表。这7张表格中，部门有一定的差别，为了研究的统一性，对有些部门进行了合并。此外，由于服务业部门较多，为研究的方便，将服务业分为生产性服务业、消费性服务业和公共服务业三个部门。以2012年表格为例，生产性服务业包括：交通运输、仓储和邮政业，信息传输、软件和信息技术服务业，金融业，租赁和商务服务业，科学研究和技术服务业;消费性服务业包括：批发与零售业，住宿与餐饮，房地产业，居民服务业、修理和其他服务业;公共服务业包括：水利、环境和公共设施管理业，教育，卫生和社会服务业，公共管理、社會保障和社会组织。一共划分为26个部门。其中行业1为农业，行业2～23为工业，行业24～26为服务业。在工业内部又分为采掘业、制造业、水的生产与供应业、电热力生产与供应业、燃气的生产与供应业和建筑业，其中行业2～5位采掘业;行业6～21为制造业。

在可比价计算中，将1997年作为基准期，利用1997—2013年农产品生产者价格指数、工业生产者出厂价格指数、固定资产投资价格指数和商品零售价格指数分别对农业、除建筑业的工业、建筑业、服务业进行价格平减，方法参考双重平减法。

根据《北京市统计年鉴》，用水包括农业用水、工业用水、生活用水。根据统计年鉴的指标解释，工业用水不包括建筑业用水，而生活用水则包括建筑业、服务业和家庭生活用水。这里参考李玮的研究[14]，第二产业（除了建筑业、电力、热力以及水的生产与供应业）中各行业的“水的生产与供应业”的中间投入占“水的生产与供应业”中间投入总额的比例计算各工业部门用水;电力和热力的供应业的用水按照对应年份全国火核电用水占整个工业用水的比例代入北京市工业用水进行计算。建筑业、服务业和生活用水，则将“水的生产与供应业”用于上述各行业和居民消费的产值进行计算。农业用水直接使用《北京市统计年鉴》上的农业用水。

4.3 脱钩因素分解

根据脱钩模型，得出结果如（表1所示）。再将技术效应进行分解，得出各行业的内部技术变动的各个因素的结果。根据表1，在其他条件不变的情况下，经济总量的增长与水资源利用总量是线性增长关系，在这种情况下，2000年相对于1997年水资源利用总量应该增加18.34亿m3，2000—2002年应增加20.06亿m3，2002—2005年应增加26.38亿m3，2005—2007年应增加17.34亿m3，2007—2010年应增加17.80亿m3，2010—2012年应增加25.38亿m3。实际上，这些年份对应的增长分别是-2.54亿m3、-4.79亿m3、-2.39亿m3、-1.02亿m3、-2.12亿m3、1.22亿m3，除2010—2012年之外，其他时间段都在下降。水资源利用与经济增长呈现明显的脱钩效应，脱钩效应可以分为总体技术效应、结构效应、外部效应。

（1）技术效应是水资源利用与经济增长脱钩的主要动力，其中用水技术变化是最重要的动力机制。技术系数的含义是指单位水资源投入的产出（元/m3），中间投入技术系数表征区域内总投入转化为最终需求的能力，在投入产出模型中是行业对其他行业的完全消耗的能力。从用水技术变化看，其值分别为-18.48亿m3、-23.76亿m3、-21.61亿m3、-6.01亿m3、-17.21亿m3、-2.56亿m3，表示在其他条件不变的情况下，其自身的变化对水资源利用变化的驱动。在2002年之前，其绝对值大于经济增长驱动的绝对值;在2002年之后，小于经济增长驱动的绝对值，且近年来其绝对值较小，表明在没有新的技术进步下，其技术动力已接近用尽。中间投入技术系数分别为3.49亿m3、-9.16亿m3、1.46亿m3、2.11亿m3、-6.98亿m3、-15.17亿m3。正值表明区域总投入转化最终需求的能力下降，负值表征该能力增加。从结果来看，2007年之后，中间投入的技术变化降低了水资源的利用，并且在2010—2012年超越总体用水技术变化成为水资源利用与经济增长脱钩的第一动力。

（2）结构效应是水资源利用与经济增长脱钩的重要动力。第一层次的结构调整表征农业、工业、服务业三次产业层面的调整，各时间段的值分别为-1.35亿m3、10.47亿m3、-11.41亿m3、-13.12亿m3、3.87亿m3、0.12亿m3。从结果来看，2002—2007年是该层次结构调整幅度最大的时期，2007年之后，该层次的结构调整增加了水资源利用。第二层面的产业结构调整是除制造业和农业之外，其他产业的结构调整。包括制造业整体与其他工业（采掘业，电力、燃气、水的生产与供应业、建筑业）结构的变化，服务业内部各产业结构结构变化，其值分别为-0.59亿m3、1.72亿m3、1.10亿m3、-0.62亿m3、-0.47亿m3、3.39亿m3，表明在这个层面上产业结构的调整总体上并不利于脱钩效应的形成。第三层次产业结构调整是制造业内部的产业结构变化，其值分别为-3.10亿m3、-6.34亿m3、-0.51亿m3、0.73亿m3、-0.92亿m3、-2.10亿m3，总体上来说，制造业内部的产业结构调整利 于脱钩效应的形成。除了产业结构调整之外，最终需求结构的变化是脱钩效应形成的另外一个结构效应因素。从其值来看，分别为-2.09亿m3、-0.81亿m3、0.43亿m3、-2.26亿m3、-0.19亿m3、-6.16亿m3，是脱钩效应的重要动力。并且近年来超越了产业结构调整，成为第一结构效应。

（3）外部效应的脱钩效应分析。由支出法计算的GDP的定义来看，GDP等于以最终需求计算的总产出减去进口和调入的中间投入。这里将GDP+im1+im2=Y作为上述等式的处理，其中Y为最终需求总量，im1为中间投入的调入，im2为中间投入的进口。从其意义来说是外部中间投入占总产出的相对比例。可以看出调入的外部效应为2.19亿m3、5.85亿m3、-1.65亿m3、-7.95亿m3、-0.51亿m3、4.94亿m3;进口的外部效应为-0.95亿m3、-2.81亿m3、3.40亿m3、8.75亿m3、2.49亿m3、-6.62亿m3。外部效应总体上来说是不利于水资源利用与GDP的脱钩。

（4）农业技术效应。对于农业来说，种植业用水来自于灌溉用水，林牧渔业用水与灌溉用水组成农业用水。一般来说种植业单位水资源投入的產出小于林牧渔业，因此农业的生产结构（A4）对农业用水总量有一定影响。对于种植业来说，灌溉用地的单位面积产出高于非灌溉用地的单位面积产出。单位面积灌溉水量在每个年份变化是灌溉水量变化的因素之一，体现气候和节水技术变化。单位产值占用面积表征农业生产技术水平的变化。

从对用水技术变化（C）的分解结果来看（见表2），单位产值占用面积（A3）是脱钩效应的主要动力所在，各时间段的值为-7.69亿m3、-9.99亿m3、-3.97亿m3、-0.20亿m3、-3.24亿m3、1.69亿m3，其表征在其他条件不变的情况下，单位产值占用面积的变化分别降低了7.69亿m3、9.99亿m3、3.97亿m3、0.20亿m3、3.24亿m3的水资源利用量，增加了1.69亿m3的水资源利用量。由于土地是约束农业生产的主要因素，单位产值占用面积衡量的  是农业生产的技术进步的重要指标。其绝对值有变小的趋势，并且在2010—2012年变为正值，体现农业生产技术进步的节水效应越来越小，在2010—2012年农业生产技术有一定的退步。

单位面积灌溉水量（A2）是影响脱钩效应的重要因素，其值分别为-2.75亿m3、1.56亿m3、6.75亿m3、-0.34亿m3、-5.98亿m3、-4.68亿m3，表征了在其他条件不变的情况下，灌溉定额变化对水资源利用的影响。从其变化来看，1997—2007年，其对脱钩效应的贡献不大，2007—2012年，其贡献较大，表明这个时期灌溉节水技术的进步明显。除2002—2005年降低了5.6亿m3外，灌溉面积比例（A1）在多数年份是增加水资源利用或者大致持平。农业结构变化（A4）的贡献为-2.53亿m3、-3.94亿m3、-0.18亿m3、2.24亿m3、1.85亿m3、-2.58亿m3，呈现倒“U”型的变化趋势。

（5）制造业的技术效应。根据工业的节水理论，制造业的用水机制为溶剂用水、冷却用水、清洁用水等，就制造业的中间投入来说，用水与化学投入（物质投入）和能源投入有很好的相关性。从各行业水资源投入与各行业的化学工业和能源产业中间投入的相关性来看，各行业水资源利用与各行业对化学工业和能源消耗有极大关系。这里将各行业单位化学工业和能源工业的中间投入的水资源利用作为用水的技术系数（Z1）;将化学工业和能源工业的中间占整个中间投入的比例作为第二层次的生产技术系数（Z2），表征行业对物质和能源投入的依赖;将中间投入占总投入的比例作为第三层次的生产技术系数（Z3），其值越大表明行业越依赖于中间投入，其增加值占比就越小，表明行业越处于产业链的低端。

从Z1的结果来看（见表2），其值分别为-4.54亿m3、-10.0亿m3、-8.48亿m3、0.86亿m3、-5.56亿m3、-2.85亿m3，除2005—2007年之外，都是水资源利用与经济增长脱钩效应的主要贡献力量。Z1对应于制造业的节水技术改造，是节水技术进步的表征指标。对于Z2来说，其值分别为0.56亿m3、2.93亿m3、-0.71亿m3、-0.08亿m3、-0.53亿m3、0.56亿m3。对于Z3来说，其对脱钩效应贡献基本为零，表明北京市制造业在产业链中的位置基本不变，制造业内的增加值比重基本不变。

（6）其他行业的用水技术系数。从其他行业（除种植业和制造业之外）的技术系数来看，其值分别为-5.06亿m3、-8.92亿m3、-9.20亿m3、-7.67亿m3、-8.63亿m3、5.11亿m3，除2010—2012年之外，其他年份都是水资源利用与经济增长脱钩的主要效应。

4.4 脱钩效应分析

根据上述研究得到的北京市水资源利用与经济发展的脱钩效应如表3所示。将经济增长（G）的驱动的值设定为100%，其他动力的值与经济增长（G）驱动值的比值作为驱动力的相对值，各个驱动力和为水资源利用的变化量。各行和为总的脱钩效应。当总效应小于-100%时，表示在抵消GDP带来的水资源利用增长之后，生产经营性水资源利用减少。2010—2012的总效应大于-100%，表示未完全抵消GDP增长驱动水资源利用增长，实际水资源利用量增加。

真实节水效应表征水资源投入与用水效用的脱钩，一直是脱钩效应的主要动力，在2007—2010年达到顶峰，在2010—2012降低到-9.54%的水平，体现该技术到达瓶  颈。资源配置效应表征资源投入与生产能力的脱钩，大部分时间段都稳定在-40%左右，近年来绝对值有增加的趋势，体现总的资源配置更加有效。结构调整和疏解效应有两个正值分别是2000—2002年、2007—2010年，前者是加入WTO后北京市大量出口带动，后者是全球经济危机后我国经济刺激带动的反向产业结构调整。其他年份北京市产业结构优化，体现调结构、京津冀协同发展对于脱钩效应的重要性。

5 结论及讨论

水资源与经济增长的脱钩现象普遍存在。这种现象赋予了区域水资源承载力新的内涵。经济增长与水资源利用脱钩机制和模型的研究对于区域如何在水资源承载力之内发展有着重要的意义。根据研究可知经济增长与水资源利用的脱钩机制可以分为两条线，一条是产业内部生产过程的纵向线;另一条是宏观经济层面的产业间和区域间的横向线。前者的脱钩机制来自于各个环节效率的提升。后者脱钩机制来自于产业结构调整和高耗水生产向外疏解。纵向线脱钩效应分为关键用水部分、其他资源投入部分以及其他生产部分;横向线脱钩效应分为结构效应和外部效应。目前的研究只集中在横向线上，对纵向线的研究缺失。在机制研究的基础上，本文开发蒸汽机概念模型并推导出脱钩效应内部三个子效应：真实节水效应、资源配置效应和结构调整和疏解效应。通过改进基于投入产出的结构分解分析模型，开发出区域的脱钩效应研究模型，并以北京市为例进行研究。

根据测算，总体技术效应在2010年之前是驱动脱钩效应的主要因素，2010年之后，结构效应和外部效应明显增加。农业生产技术进步是驱动水资源利用与经济增长脱钩的主要因素，但是近年来效力越来越小;节水技术进步是另外一个主要因素，近年来真实效力越来越大。农业生产结构效应呈现倒U型趋势。制造业的节水技术进步一直是主要的脱钩因素，但近年来真实效力在降低。三次产业结构调整是主要的结构调整因素。北京市真实节水效应在2010—2012年到达瓶颈期。资源配置效应稳定在50%左右。结构调整和疏解效应在加入WTO和全球金融危机两个时间点为反向效应，其他时间段都是利于水资源利用与经济增长脱钩的。

根据研究可以看出，提出的蒸汽机概念模型可以用来分析水资源利用与经济增长的脱钩效应。改进的基于投入产出模型的结构分解分析能够对脱钩机制的两个线条进行深入研究。脱钩效应的三个子效应的定量研究能够为水资源承载力约束下的区域经济发展提供诊断。从北京市案例研究的实际来看，北京市需要继续推动真实节水的技术创新，资源能源利用的技术创新，继续推动产业结构优化，继续推动高耗水行业的退出和疏解，实现京津冀协同发展。

（编辑：于 杰）

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