冯舒琪
（郑州商学院，河南 郑州 451200）
河南省水资源的时空分布不均匀、雨热同期、水资源总量不多。近年来，随着河南省城镇化进程加快以及新农村建设，对水的需求量也越来越大，而经济社会发展带来的水环境污染问题也越来越严重。此外，河南省是中国的产粮大省，农作物的生长也需要大量的水。随着用水量的不断增加，水污染、水浪费等问题也日益突出。而水资源是有限的，用水和供水就出现了矛盾。因此，河南省应合理且高效地利用有限的水资源，这样才能促进经济社会的可持续发展，实现人们对美好生活的向往。
目前，国内有很多关于水资源利用效率的研究。张永凯等［1］采用数据包络分析法、Malmquist指数法对黄河流域68个地级行政单元的水资源利用效率进行测算。除了测算各地区的水资源利用效率外，还探讨了影响水资源利用效率的因素；
陈艳萍等［2］采用基于Shephard距离函数的随机前沿分析法对黄河流域水资源利用效率及影响因素进行研究。结果表明：2009—2018年黄河流域水资源的利用效率一直在小幅下降，流域内各省之间的水资源利用效率相差较大，经济发展水平、水资源条件以及城镇化进程对黄河流域水资源利用效率有一定的影响。此外，还有学者探究了水资源利用效率与经济社会发展之间的关系。左其亭等［3］采用Super-SBM模型和Tapio脱钩理论构建模型，并对水资源利用水平与经济社会发展的关系进行研究。
综上所述，本研究采用数据包络分析法和Malmquist指数对河南省水资源利用效率及其变化情况进行分析，以期为区域最严格的水资源管理提供参考依据，为河南省制定水资源相关政策和提高水资源利用效率提供参考和借鉴。
1.1 研究方法
1.1.1 数据包络分析方法。数据包络分析方法（DEA）是由美国运筹学家Charnes等提出的［4］。该方法是根据投入产出数据来构建数据包络面，通过分析决策单元与最优决策单元之间的偏离程度来评价其有效性。DEA模型不用考虑投入产出之间的函数关系、不用预估参数、不用对数据进行无量纲化处理。DEA方法中比较有代表性的模型有C2R、BC2、FG等［5］。其中，BC2模型是在C2R模型的基础上增加了的限制。其中，λj为综合效率，其等于纯技术效率和规模效率的乘积［6］。因此，为了全面分析河南省水资源利用效率的高低以及低效的原因，本研究采用BC2模型（也即假设规模报酬可变）。该模型的构建步骤如下。
设决策单元个数为n，每个决策单元有m项投入（x1j,x2j,…,xmj）和s项产出（y1j,y2j,…,ysj），其中xij、yij＞0，各地级市的投入和产出的权系数为λj。对BC2模型而言，若每个决策单元相应的效率评价指数为θ，则θ应满足式（1）。
1.1.2 Malmquist指数。Malmquist指数可反映不同时期生产单元的效率变化［7］。Malmquist指数可用DEAP2.1软件进行测算。t时期的Malmquist指数的计算公式见式（2）。
式 中：x0t、y0t为t时 期 的 投 入 和 产 出 量；
Dt(x0t,y0t)为规模收益不变时t时期生产点与同期生产前沿面的距离函数。通过计算t时期和t+1时期Malmquist指数的几何平均数即可得到生产率的变化。当所得指数大于1时，表示决策单元的效率值在该时期内处于增长状态；
反之，则处于下降状态。
1.2 数据来源
根据指标的选取、数据的可获得性和代表性原则，并参考相关水资源利用效率的研究，本研究从水资源、资金、劳动力、经济效益等要素出发，来构建用水效率投入产出指标体系（见表1）。
表1 河南省用水效率投入产出指标体系
本研究所用的投入产出指标的数据来自《河南省统计年鉴》《河南省水资源公报》的相关数据。
2.1 河南省水资源利用效率现状分析
考虑到数据的有效性和可获得性，本研究运用DEAP2.1软件对2017年河南省18个地级市的水资源利用效率进行测算。运用VCR模型，假设保持规模报酬可变（即BC2模型），同时将技术效率与规模效率的乘积作为综合效率进行研究，对河南省2017年18个地市的投入产出数据进行分析，进而得出水资源的利用效率（见表2、表3）。
表2 2017年河南省18个地级市水资源利用效率
表3 2017年河南省18个地级市投入产出冗余值
根据DEA中θ的取值范围，当θ=1时，表明该决策单元是DEA有效；
当θ＜1时，表明该决策单元非DEA有效，即θ值越接近于1，则效率值越高。通过软件运算可得河南省水资源利用效率的实际值，参照相关研究，综合效率值用crste表示，纯技术效率值用vrste表示，规模效率值用scale表示。设定crste/vrste/scale=1为 高 效 率、0.75≤crste/vrste/scale≤0.999为中等效率、0.5≤crste/vrste/scale≤0.749为低效率、crste/vrste/scale≤0.499为无效。
2.1.1 综合效率。由表2可知，2017年河南省各地级市的水资源利用效率整体水平不高，综合效率的平均值仅为0.832，处于中等效率状态。在河南省18个地级市中，水资源利用效率为高效的地级市只有郑州市、低效的地级市有南阳和信阳，其余地级市的水资源利用效率为中等效率（占比为83.33%）。综合效率值排名靠前的地级市为郑州市、周口市、开封市、驻马店市。综合效率值达到DEA有效的地区只有郑州市，且其投入产出的冗余值都为0，可以看出郑州市的水资源利用投入产出都达到了最优状态。其余17个地级市的水资源利用效率为非DEA有效，除三门峡市和济源市投入产出冗余为0外，其他地市在投入方面都存在不足。从表3可以看出，除郑州市、三门峡市和济源市外，其他地市的水资源及劳动力方面冗余值不为0，这说明在水资源以及劳动力方面，相对输出而言，出现了投入不足。而在资金方面，18个地级市的冗余值都为0，表明资金投入没有出现剩余或不足的情况。所以，河南省应增加水资源和劳动力的投入，而资金的利用效率基本上达到了最优。其中，水资源应增加的投入均值为5.847亿m3、劳动力应增加的投入均值为185.455万人、资金的投入均值为0。
2.1.2 纯技术效率。只有郑州市、三门峡市和济源市的纯技术效率值为1，处于高效状态。其余地级市基本处于中等效率状态。总体来看，河南省18个地级市的纯技术效率平均值高于综合效率的平均值，但仍处于中等效率的状态。这说明河南省各地级市的水资源利用技术效率仍有很大的上升空间，要不断提升技术水平，完成技术的升级改造，从而进一步提高水资源的利用效率。技术效率值排名靠前的有郑州市、三门峡市、济源市、周口市、开封市和驻马店市。
2.1.3 规模效率。达到规模有效的地级市只有郑州市，并处于规模收益不变的阶段，这说明郑州市的水资源投入产出实现了最优配置。其他地级市的规模效率值为中等效率，并处于规模收益递增阶段，表明这些地区应继续扩大生产规模，适当增加投入，并合理投入分配水资源、劳动力和资金资源，才能获得较高的产出。规模效率值在0.9以上的地级市有16个，达到了88.89%，只有三门峡市和济源市的效率值低于0.9。河南省水资源利用的规模效率的平均值为0.957，高于综合效率和纯技术效率的平均值，但仍处于中等效率状态，表明河南省应继续扩大生产规模，加大资源的投入，以期获得更高的产出。
从以上3个方面的分析来看，河南省的水资源利用效率整体仍处于中等效率状态。除了郑州市外，河南省其他地级市要适当加大水资源和劳动力的投入，继续扩大生产规模，增加资源的投入，以获得更大的产出。此外，还应在技术进步方面加大投入，不断提高水资源利用的技术水平，不断加强节水技术的应用以及对水资源的循环利用。
2.2 基于Malmquist指数的河南省水资源利用效率变化分析
为了从时间维度上分析河南省水资源利用效率的动态变化情况，本研究采用Malmquist指数对2010—2020年河南省水资源利用数据进行分析，并采用DEAP2.1软件来测算全要素生产率指数（TFP），TFP指数及其分解结果见表4。
由表4可知，2010—2020年河南省水资源利用效率的总体平均水平为1.039，处于增长状态，期间呈波动式变化，年与年之间的变化幅度较大。其中，技术效率、纯技术效率和规模效率同步变化，均值都为1，并且在此期间一直保持不变。除了2012—2013年、2014—2015年的TFP指数出现下降外，其余年份的TFP指数都处于增长的态势。由此可知，技术进步率与TFP指数在2010—2020年完全同步变化，技术进步率和TFP指数的均值都为1.039。可见，TFP的提高主要依赖于技术进步。因此，河南省应着重解决水资源利用的技术水平。
表4 2010—2020年河南省水资源利用TFP指数及分解
3.1 研究结论
本研究运用DEAP2.1软件，采用数据包络分析法和Malmquist指数对河南省水资源的利用效率进行研究，得出以下结论。
3.1.1 DEA测算结果。①综合效率。2017年，河南省18个地级市的水资源利用效率整体水平不高，处于中等效率状态。水资源利用效率为高效的城市只有郑州市、低效的城市有南阳市和信阳市，其余15个地级市的水资源利用效率为中等效率。除郑州市水资源利用的投入产出都达到最优状态外，其他地级市在水资源以及劳动力投入方面都存在不足。②纯技术效率。只有郑州市、三门峡市和济源市的纯技术效率值处于高效状态，其他地级市的技术效率都处于中等效率状态。目前，河南省各地级市水资源利用的技术效率有上升空间，要不断提升技术水平，完成技术升级改造，进一步提高水资源的利用效率。③规模效率。只有郑州市达到规模有效状态，并处于规模收益不变的阶段。其他地级市处于规模递增的阶段，说明这些地区有必要扩大生产规模，适当增加投入。
3.1.2 Malmquist指数测算结果。2010—2020年，河南省水资源总体利用效率处于增长状态，期间出现波动式变化。其中，技术效率、纯技术效率和规模效率在此期间保持不变。除了2012—2013年、2014—2015年的TFP指数下降外，其余年份的TFP指数都处于增长的状态。2010—2020年，河南省技术进步率与TFP指数完全同步变化，表明TFP的提高主要依赖于技术进步。因此，河南省应着重解决技术水平问题，并不断提高水资源利用的技术水平。
3.2 对策及建议
3.2.1 合理加大投入，扩大生产规模。根据DEA效率的测度结果，可以看出河南省应合理规划生产要素的投入，在生产中适当增加水资源和劳动力等的投入比例，可适当减少资金的投入，合理配置各生产要素，继续扩大生产规模，增加资源的投入，以获得更大的产出。河南省18个地级市中只有郑州市的水资源利用效率达到DEA有效这一标准。所以，郑州市的水资源利用情况较为理想，城市中的各行业的规划、产业结构的布局、劳动力资源和固定资金的投入等都比较合理。其他各地级市都处于规模递增的阶段，因此要合理调整产业要素的投入结构，不断扩大生产规模，进而不断提高水资源的利用效率。
3.2.2 调整产业结构，不断进行技术创新。国家和政府部门要鼓励技术创新，实施创新驱动战略。首先，政府要有宏观的政策调控，经济发展方式实现从粗放型增长向集约型增长的转变。在产业结构调整方面，应优先发展低耗水产业，限制高耗水产业和部门［8］。其次，在技术层面上，要多学习和推广国内外先进的节水技术，提高用水效率，促进水资源的循环利用。同时，国家应不断完善相关的水资源保护法律法规，通过水价的调节来推进水资源的市场化改革，从而引导全社会节水，进而优化用水结构。政府部门也应加大对水资源保护和开发的财政支出以及政策扶持。最后，企业和用水单位应加大在节约用水方面的科技投入，加强技术的研发和创新，引进有利于节水及高效用水的新技术、新工艺等，提高水资源的重复利用率，促进水资源的循环利用。
3.2.3 提高水资源利用效率，发展生态农业。河南省是产粮大省，农业用水效率低下是导致河南省水资源利用效率不高的重要因素之一。因此，在农业种植中，应注重调整农业种植结构，因地制宜，将水资源与土地资源、光能等其他自然资源结合起来，选择合适的种养模式，转变农业的生产和管理模式，从而发展出高效的生态农业，以实现最佳的产出效益。在农业种植方面，要及时研发新的耕作技术与节水技术，改善农田水利的基础设施，以减少农业水资源的无效与低效利用。与此同时，政府部门也应督促农户节约用水，运用经济学原理，引导其转向低耗水、高产、高附加值的农业产业，在政策上给予其支持与补助，不断提高其节水意识。
3.2.4 加强宣传，提高全民节水意识。政府部门要加强监管，对企业的排污行为要有一定的惩罚，通过对其进行经济惩罚来限制企业的排污行为。对节水做得比较好的企业，可适当给予一些税收和政策优惠或给予适当的奖励。加强节水宣传，提高全民节水意识，多组织一些宣传活动，如通过短视频、公众号、新闻媒体或举办与节水主题相关的活动、公益活动等，向民众宣讲节水常识，引导民众从自身做起，养成节水习惯。不管是政府、企业还是个人，只要全民都养成节水意识，那么水污染、水资源浪费问题就能得到缓解，从而提高水资源利用效率。
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