山东省工业经济增长的水资源效应及时空演变分析【大阳城8722】

本文摘要：概要利用LMDI分解成模型分析1996—2013年山东省工业用水量的经济规模效应、产业结构效应和技术效率效应，探究山东省工业用水强度时空演进格局，得出结论以下结论：（1）近17年来，山东省行业增加值和行业用水量持续增长，而单位行业增加值用水量持续上升，降幅约9040%；（2）经济规模效应是工业用水量减少的主要原因，产业结构效应的起到较小，技术效率效应是诱导工业用水量减少的主要原因；（3）石油加工及炼焦业、医药制造业等7大行业是山东省水资源密集型行业；（4）1996—2013年，山东省工业用水强度仍然呈圆形上升趋势，但空间分异格局特征显著，基本呈现出东部沿海偏高、西南地区偏高的特点.最后从结构调整、政策体系以及空间差异等视角明确提出应付措施.　　关键词水资源；工业经济；时空演进；山东省；LMDI分解成模型　　中图分类号F427文献标识码A文章编号1000-2537（2015）04-0007-06　　水是自然界最基本的包含要素，是人类存活、经济建设和社会发展的基础性自然资源和战略性经济资源，是人类文明建设中尤为关键的因素.然而，近年来由于工业经济规模持续增长使得水资源紧缺和水资源污染问题沦为影响区域可持续发展的障碍性因素.2012年，国务院印发《国务院关于实施最严苛水资源管理制度的意见》，明确要求：到2015年，全国用水总量力争掌控在635km3以内，万元工业增加值用水量比2010年上升30%以上.2013年，我国用水量为618.34km3，其中工业用水量为140.64km3，大约占到全国总用水量的22.74%，我国用水总量掌控形势严峻.同年，我国人均水资源占有量为2059.70m3/人，大约为世界人均水平的28%，是全球13个人均水资源占有量最多的国家之一.我国年平均缺水量高达50km3以上，水资源供需矛盾引人注目.山东省是我国工业大省，产业结构偏向轻工业化.2013年山东省工业用水量约2886km3，人均用水量为224.48m3/人，人均水资源量大约为300.45m3/人.按照国际标准，人均水资源多于500m3/人的地区为极为缺水地区.因此，山东省水资源供需矛盾最为显著.　　当前对于工业经济快速增长与水资源关系研究反映在以下3方面：①研究尺度方面，美国、日本和荷兰等发达国家是研究主力[1]，大部分对水资源的研究归属于可持续发展的范畴[2-3].我国主要研究全国重点城市、工业区和各省级行政区[4-14]，主要集中于在北方地区；②研究视角集中于工业用水量主要影响因素[4，14-15]、工业用水效率[5-7，12，16]、工业用水与经济发展[17]等方面，工业总产值、工业规模和工业制成品出口额是影响我国工业用水量的主要原因；而效率变化率和水价是影响我国工业用水效率的主要因素；③研究方法主要是计量方法，利用数据分析预测[18-19]，少部分研究使用空间自涉及方法[12].以上研究不存在定量研究较少、空间研究较少尤其是时间演化过程和空间分异格局研究无法融合的问题.本文探究山东省近20年工业经济快速增长与水资源关系，对山东省水资源可持续利用获取糅合.　　1研究方法与数据来源　　1.1LMDI分解成模型　　1.2水资源密集型行业测算　　各行业的水资源用于情况可以用行业用水强度（Mi）和行业用水规模（Zi）测算.为测算水资源密集型行业，综合考虑到行业用水强度和行业用水规模，建构行业用水指数（Yi）.首先，将数据展开标准化处置：　　1.3数据来源与行业分类　　本文分析的时间段为1996—2013年，各行业的用水量数据源于《山东省环境统计资料年报》，各行业增加值和工业增加值数据源于《山东省统计资料年鉴》.期间，《山东省环境统计资料年报》对工业内部的行业分类标准略为有有所不同，考虑到行业分类以及数据的统一性，本文将工业内部的行业区分为采掘业，食品、烟草加工及食品、饮料制造业，皮革、毛皮、羽绒及其制造业，印刷业，医药制造业，橡胶制品业，塑料制品业，金属制品业，电力、煤气及水的生产和供应业等18个行业.　　2工业用水量状况分析　　2.1工业用水量的整体变化分析　　纵观1996—2013年，山东省18个行业工业增加值高速快速增长，2013年较1996年快速增长大约28.74倍，年均增长率大约为22.09%；山东省18个行业工业用水量的快速增长情况却有所不同，2013年较1996年快速增长大约1.85倍，年均快速增长大约6.36%（图1）.1996—2013年间，山东省18个行业的单位工业增加值用水量大幅上升，降幅超过9040%（图2）.　　由图1和2由此可知，2000年以前，山东省工业规模较小，行业用水量比较较低并展现出出有较慢下降的发展态势；行业增加值较低，但是呈现出稳定下降的趋势；同时期的水资源利用效益较好，单位工业增加值用水量较高，但是呈现出急速上升的趋势，年均降幅大约为22.62%.2001—2008年，山东省在发展中调整、优化产业结构，提升产业层次，行业用水量和行业增加值经常出现大幅度持续增长，年均增长率分别大约为6.20%和19.46%；单位工业增加值用水量年均降幅大约为12.49%.这主要归功于2006年起，山东省大力发展循环经济，通过重开50kt以下的草浆纺织生产线、关闭钢铁企业19家等措施构建增加工业用水量、减少单位工业增加值用水量.2009—2013年，山东省在行业用水量稳定快速增长的情况下，行业增加值大幅减少，而单位工业增加值用水量较慢上升，年均增长率分别大约为5.39%，18.76%和-11.26%.　　2.2基于LMDI分解成模型的工业用水量的变化分析　　1996—2013年间，山东省工业用水总量减少了36137817Mt，年均快速增长大约6.36%.其中经济规模对工业用水总量快速增长的效应是65610.743Mt，产业结构对工业用水总量快速增长的效应是1751.732Mt，技术效率对工业用水总量快速增长的效应是-31224.659Mt（表格1）.经济规模、产业结构、技术效率对工业用水总量快速增长的贡献度分别是181.56%，4.84%和-86.40%.由此推测，经济规模效应是引发工业用水总量减少的主要原因；技术效率效应是诱导工业用水总量减少的主要原因；产业结构效应虽然对工业用水总量的减少起着一定起到，但是起到比较较小.　　2.3水资源密集型行业结构变动分析　　山东省工业用水指数在1996—2013年间游走在较高水平（图3），但波动上升，降幅高达6716%.　　根据Yi测算结果，山东省1996—2013年有所不同行业的行业用水指数按照从大到小展开排序，前7位山东省水资源密集型行业是石油加工及炼焦业，医药制造业，电力、煤气及水的生产和供应业，化工原料及化学制品制造业，纺织业，非金属矿物制造业，纺织及纸质品业.自1996年以来，山东省水资源密集型行业比重变化如表格2右图.在所测算年份中，分列在首位的石油加工及炼焦业的行业比重乘载各半，但总体来看其行业比重呈现出下降的趋势，1996—2013年总计行业比重变化约6.39%；医药制造业，电力、煤气及水的生产和供应业以及化工原料及化学制品制造业的行业比重上升明显，特别是在是电力、煤气及水的生产和供应业总计行业比重变化低约-10.08%；医药制造业、纺织业、非金属矿物制造业的行业比重稳中有降；纺织及纸质品业的行业比重稳定下降.综上，增加山东省工业用水量，必须重点掌控石油加工及炼焦业、纺织及纸质品业的用水量.　　2.4工业用水强度的时空格局　　单位工业总产值用水量密切相关了一个地区工业经济与工业耗水状况，同时也在一定程度上回应了工业用水强度.从整体上分析，山东省17地市单位工业总产值用水量近年来仍然正处于上升的态势（图4，表格3）.2000，2006，2013年山东省17地市中工业用水强度为一级的地市数量大幅度减少，二级的地市数量基本维持恒定，三级和四级的地市数量增加，2013年三级和四级的地市数量为零，解释2000年以来，山东省工业用水强度总体上升.　　从空间上分析，以莱芜市、济宁市为代表的传统重工业城市的单位工业总产值用水量较高；而胶东半岛地区的单位工业总产值用水量较低.2000年，单位工业总产值用水量最少的地市集中于在鲁西北地区，以德州市和聊城市居多，其次是鲁中地区和鲁西南地区，胶东半岛地区以及日照市、临沂市的单位工业总产值用水量低于.德州市天衢工业园、聊城市嘉明工业园、凤凰工业园以化工、纺织、医药生产和印刷业居多，多是山东省水资源密集型行业，随着生产规模持续不断扩大，工业用水量大大上升，工业用水强度大.2006年，单位工业总产值用水量最少的地市主要是莱芜市和济宁市，威海市、日照市、临沂市单位工业总产值用水量明显增加.莱芜市和济宁市依赖自身资源优势大力发展钢铁业、煤炭业，莱钢集团、兖矿集团较慢发展，工业用水量占到全市总用水量的比重较小.2006年莱芜市工业企业用水12031万m3，其中地表水5110万m3，大约占到总用水量的42.47%，加之其生产设备老化、技术效率较低，造成其工业用水强度低.在“工业强劲省”的声援下，威海市、日照市、临沂市加快前进工业化进程，其化工业、造纸业等很快发展，工业用水强度明显增加.2013年，山东省工业用水强度显著上升，除莱芜市、济宁市以及菏泽市单位工业总产值用水量在6～20dm3/元外，其余地市的单位工业总产值用水量皆并未多达6dm3/元.莱芜市、济宁市以及菏泽市工业用水强度较2006年经常出现上升，皆在20dm3/元以下.宣传推展发展循环经济，使得各地市推崇资源能源的循环利用与节约利用；科学技术的变革提升了水资源的利用效率；钢铁产业统合发展，“并转方式，调结构”优化山东省产业结构，提升技术效率，推展经济发展向可持续发展改变，工业用水强度大幅上升.　　3结论与建议　　3.1主要结论　　利用LMDI分解成模型和ArcGis软件，通过定量区分2000，2006和2013年山东省17地市工业用水强度的等级，分析山东省1996—2013年工业用水量与工业经济的关系及其空间格局，得出结论如下结论：　　（1）近17年来，山东省行业增加值和行业用水量持续增长，而单位行业增加值用水量持续上升，降幅高达90.40%；　　（2）经济规模效应是山东省工业用水量减少的主要原因，产业结构效应对工业用水量的减少有一定起到，但是起到较小，技术效率效应是诱导工业用水量减少的主要原因，三者对工业用水量快速增长的贡献度依序是18156%，4.84%和-86.40%；　　（3）1996年以来，山东省水资源密集型行业主要有石油加工及炼焦业，医药制造业，电力、煤气及水的生产和供应业，化工原料及化学制品制造业，纺织业，非金属矿物制造业，纺织及纸质品业；（4）1996—2013年，山东省工业用水强度仍然呈现出上升趋势；从空间产于来看，以莱芜市、济宁市为代表的传统重工业城市的单位工业总产值用水量较高；而胶东半岛地区的单位工业总产值用水量较低.济南市、泰安市、淄博市等地市的单位工业总产值用水量渐渐减少.　　3.2对策建议　　目前，山东省仍正处于工业化中期阶段，工业经济快速增长所带给的水资源紧缺压力将持续不存在.根据本文研究，明确提出以下对策建议：　　（1）了解调整优化工业结构，协商工业发展与水资源的关系.减缓非金属矿物制造业、纺织及纸质品业等低耗水行业产业重组，减少石油加工及炼焦业，电力、煤气及水的生产和供应业等七大水资源密集型行业的比重，提升较低水耗行业产业的比重，在节水降耗的同时构建工业经济较慢身体健康发展.　　（2）了解研发推展高新技术，减少工业发展对水资源的倚赖.贯彻落实清洁生产，增进以环境为导向的再行循环经济体系的产生；同时，营造发展新技术、开发新能源的优质环境，反对企业使用新工艺、自律研发节水降耗新技术，大力推展科技成果转化成为生产力，减少工业用水量，提升水资源利用效率.　　（3）差异制订区域工业发展规划.山东省各地市具备有所不同的区位条件，东部沿海地区地理位置良好，经济繁盛，技术先进设备，侧重展开研发和营销；鲁西南地区是山东省传统工业区，须要统合区域间水资源，实施阶梯定量用水管理办法，减缓由粗放式向集约式发展的改变，减少山东省工业用水总量.
概要利用LMDI分解成模型分析1996—2013年山东省工业用水量的经济规模效应、产业结构效应和技术效率效应，探究山东省工业用水强度时空演进格局，得出结论以下结论：（1）近17年来，山东省行业增加值和行业用水量持续增长，而单位行业增加值用水量持续上升，降幅约9040%；（2）经济规模效应是工业用水量减少的主要原因，产业结构效应的起到较小，技术效率效应是诱导工业用水量减少的主要原因；（3）石油加工及炼焦业、医药制造业等7大行业是山东省水资源密集型行业；（4）1996—2013年，山东省工业用水强度仍然呈圆形上升趋势，但空间分异格局特征显著，基本呈现出东部沿海偏高、西南地区偏高的特点.最后从结构调整、政策体系以及空间差异等视角明确提出应付措施.　　关键词水资源；工业经济；时空演进；山东省；LMDI分解成模型　　中图分类号F427文献标识码A文章编号1000-2537（2015）04-0007-06　　水是自然界最基本的包含要素，是人类存活、经济建设和社会发展的基础性自然资源和战略性经济资源，是人类文明建设中尤为关键的因素.然而，近年来由于工业经济规模持续增长使得水资源紧缺和水资源污染问题沦为影响区域可持续发展的障碍性因素.2012年，国务院印发《国务院关于实施最严苛水资源管理制度的意见》，明确要求：到2015年，全国用水总量力争掌控在635km3以内，万元工业增加值用水量比2010年上升30%以上.2013年，我国用水量为618.34km3，其中工业用水量为140.64km3，大约占到全国总用水量的22.74%，我国用水总量掌控形势严峻.同年，我国人均水资源占有量为2059.70m3/人，大约为世界人均水平的28%，是全球13个人均水资源占有量最多的国家之一.我国年平均缺水量高达50km3以上，水资源供需矛盾引人注目.山东省是我国工业大省，产业结构偏向轻工业化.2013年山东省工业用水量约2886km3，人均用水量为224.48m3/人，人均水资源量大约为300.45m3/人.按照国际标准，人均水资源多于500m3/人的地区为极为缺水地区.因此，山东省水资源供需矛盾最为显著.　　当前对于工业经济快速增长与水资源关系研究反映在以下3方面：①研究尺度方面，美国、日本和荷兰等发达国家是研究主力[1]，大部分对水资源的研究归属于可持续发展的范畴[2-3].我国主要研究全国重点城市、工业区和各省级行政区[4-14]，主要集中于在北方地区；②研究视角集中于工业用水量主要影响因素[4，14-15]、工业用水效率[5-7，12，16]、工业用水与经济发展[17]等方面，工业总产值、工业规模和工业制成品出口额是影响我国工业用水量的主要原因；而效率变化率和水价是影响我国工业用水效率的主要因素；③研究方法主要是计量方法，利用数据分析预测[18-19]，少部分研究使用空间自涉及方法[12].以上研究不存在定量研究较少、空间研究较少尤其是时间演化过程和空间分异格局研究无法融合的问题.本文探究山东省近20年工业经济快速增长与水资源关系，对山东省水资源可持续利用获取糅合.　　1研究方法与数据来源　　1.1LMDI分解成模型　　1.2水资源密集型行业测算　　各行业的水资源用于情况可以用行业用水强度（Mi）和行业用水规模（Zi）测算.为测算水资源密集型行业，综合考虑到行业用水强度和行业用水规模，建构行业用水指数（Yi）.首先，将数据展开标准化处置：　　1.3数据来源与行业分类　　本文分析的时间段为1996—2013年，各行业的用水量数据源于《山东省环境统计资料年报》，各行业增加值和工业增加值数据源于《山东省统计资料年鉴》.期间，《山东省环境统计资料年报》对工业内部的行业分类标准略为有有所不同，考虑到行业分类以及数据的统一性，本文将工业内部的行业区分为采掘业，食品、烟草加工及食品、饮料制造业，皮革、毛皮、羽绒及其制造业，印刷业，医药制造业，橡胶制品业，塑料制品业，金属制品业，电力、煤气及水的生产和供应业等18个行业.　　2工业用水量状况分析　　2.1工业用水量的整体变化分析　　纵观1996—2013年，山东省18个行业工业增加值高速快速增长，2013年较1996年快速增长大约28.74倍，年均增长率大约为22.09%；山东省18个行业工业用水量的快速增长情况却有所不同，2013年较1996年快速增长大约1.85倍，年均快速增长大约6.36%（图1）.1996—2013年间，山东省18个行业的单位工业增加值用水量大幅上升，降幅超过9040%（图2）.　　由图1和2由此可知，2000年以前，山东省工业规模较小，行业用水量比较较低并展现出出有较慢下降的发展态势；行业增加值较低，但是呈现出稳定下降的趋势；同时期的水资源利用效益较好，单位工业增加值用水量较高，但是呈现出急速上升的趋势，年均降幅大约为22.62%.2001—2008年，山东省在发展中调整、优化产业结构，提升产业层次，行业用水量和行业增加值经常出现大幅度持续增长，年均增长率分别大约为6.20%和19.46%；单位工业增加值用水量年均降幅大约为12.49%.这主要归功于2006年起，山东省大力发展循环经济，通过重开50kt以下的草浆纺织生产线、关闭钢铁企业19家等措施构建增加工业用水量、减少单位工业增加值用水量.2009—2013年，山东省在行业用水量稳定快速增长的情况下，行业增加值大幅减少，而单位工业增加值用水量较慢上升，年均增长率分别大约为5.39%，18.76%和-11.26%.　　2.2基于LMDI分解成模型的工业用水量的变化分析　　1996—2013年间，山东省工业用水总量减少了36137817Mt，年均快速增长大约6.36%.其中经济规模对工业用水总量快速增长的效应是65610.743Mt，产业结构对工业用水总量快速增长的效应是1751.732Mt，技术效率对工业用水总量快速增长的效应是-31224.659Mt（表格1）.经济规模、产业结构、技术效率对工业用水总量快速增长的贡献度分别是181.56%，4.84%和-86.40%.由此推测，经济规模效应是引发工业用水总量减少的主要原因；技术效率效应是诱导工业用水总量减少的主要原因；产业结构效应虽然对工业用水总量的减少起着一定起到，但是起到比较较小.　　2.3水资源密集型行业结构变动分析　　山东省工业用水指数在1996—2013年间游走在较高水平（图3），但波动上升，降幅高达6716%.　　根据Yi测算结果，山东省1996—2013年有所不同行业的行业用水指数按照从大到小展开排序，前7位山东省水资源密集型行业是石油加工及炼焦业，医药制造业，电力、煤气及水的生产和供应业，化工原料及化学制品制造业，纺织业，非金属矿物制造业，纺织及纸质品业.自1996年以来，山东省水资源密集型行业比重变化如表格2右图.在所测算年份中，分列在首位的石油加工及炼焦业的行业比重乘载各半，但总体来看其行业比重呈现出下降的趋势，1996—2013年总计行业比重变化约6.39%；医药制造业，电力、煤气及水的生产和供应业以及化工原料及化学制品制造业的行业比重上升明显，特别是在是电力、煤气及水的生产和供应业总计行业比重变化低约-10.08%；医药制造业、纺织业、非金属矿物制造业的行业比重稳中有降；纺织及纸质品业的行业比重稳定下降.综上，增加山东省工业用水量，必须重点掌控石油加工及炼焦业、纺织及纸质品业的用水量.　　2.4工业用水强度的时空格局　　单位工业总产值用水量密切相关了一个地区工业经济与工业耗水状况，同时也在一定程度上回应了工业用水强度.从整体上分析，山东省17地市单位工业总产值用水量近年来仍然正处于上升的态势（图4，表格3）.2000，2006，2013年山东省17地市中工业用水强度为一级的地市数量大幅度减少，二级的地市数量基本维持恒定，三级和四级的地市数量增加，2013年三级和四级的地市数量为零，解释2000年以来，山东省工业用水强度总体上升.　　从空间上分析，以莱芜市、济宁市为代表的传统重工业城市的单位工业总产值用水量较高；而胶东半岛地区的单位工业总产值用水量较低.2000年，单位工业总产值用水量最少的地市集中于在鲁西北地区，以德州市和聊城市居多，其次是鲁中地区和鲁西南地区，胶东半岛地区以及日照市、临沂市的单位工业总产值用水量低于.德州市天衢工业园、聊城市嘉明工业园、凤凰工业园以化工、纺织、医药生产和印刷业居多，多是山东省水资源密集型行业，随着生产规模持续不断扩大，工业用水量大大上升，工业用水强度大.2006年，单位工业总产值用水量最少的地市主要是莱芜市和济宁市，威海市、日照市、临沂市单位工业总产值用水量明显增加.莱芜市和济宁市依赖自身资源优势大力发展钢铁业、煤炭业，莱钢集团、兖矿集团较慢发展，工业用水量占到全市总用水量的比重较小.2006年莱芜市工业企业用水12031万m3，其中地表水5110万m3，大约占到总用水量的42.47%，加之其生产设备老化、技术效率较低，造成其工业用水强度低.在“工业强劲省”的声援下，威海市、日照市、临沂市加快前进工业化进程，其化工业、造纸业等很快发展，工业用水强度明显增加.2013年，山东省工业用水强度显著上升，除莱芜市、济宁市以及菏泽市单位工业总产值用水量在6～20dm3/元外，其余地市的单位工业总产值用水量皆并未多达6dm3/元.莱芜市、济宁市以及菏泽市工业用水强度较2006年经常出现上升，皆在20dm3/元以下.宣传推展发展循环经济，使得各地市推崇资源能源的循环利用与节约利用；科学技术的变革提升了水资源的利用效率；钢铁产业统合发展，“并转方式，调结构”优化山东省产业结构，提升技术效率，推展经济发展向可持续发展改变，工业用水强度大幅上升.　　3结论与建议　　3.1主要结论　　利用LMDI分解成模型和ArcGis软件，通过定量区分2000，2006和2013年山东省17地市工业用水强度的等级，分析山东省1996—2013年工业用水量与工业经济的关系及其空间格局，得出结论如下结论：　　（1）近17年来，山东省行业增加值和行业用水量持续增长，而单位行业增加值用水量持续上升，降幅高达90.40%；　　（2）经济规模效应是山东省工业用水量减少的主要原因，产业结构效应对工业用水量的减少有一定起到，但是起到较小，技术效率效应是诱导工业用水量减少的主要原因，三者对工业用水量快速增长的贡献度依序是18156%，4.84%和-86.40%；　　（3）1996年以来，山东省水资源密集型行业主要有石油加工及炼焦业，医药制造业，电力、煤气及水的生产和供应业，化工原料及化学制品制造业，纺织业，非金属矿物制造业，纺织及纸质品业；（4）1996—2013年，山东省工业用水强度仍然呈现出上升趋势；从空间产于来看，以莱芜市、济宁市为代表的传统重工业城市的单位工业总产值用水量较高；而胶东半岛地区的单位工业总产值用水量较低.济南市、泰安市、淄博市等地市的单位工业总产值用水量渐渐减少.　　3.2对策建议　　目前，山东省仍正处于工业化中期阶段，工业经济快速增长所带给的水资源紧缺压力将持续不存在.根据本文研究，明确提出以下对策建议：　　（1）了解调整优化工业结构，协商工业发展与水资源的关系.减缓非金属矿物制造业、纺织及纸质品业等低耗水行业产业重组，减少石油加工及炼焦业，电力、煤气及水的生产和供应业等七大水资源密集型行业的比重，提升较低水耗行业产业的比重，在节水降耗的同时构建工业经济较慢身体健康发展.　　（2）了解研发推展高新技术，减少工业发展对水资源的倚赖.贯彻落实清洁生产，增进以环境为导向的再行循环经济体系的产生；同时，营造发展新技术、开发新能源的优质环境，反对企业使用新工艺、自律研发节水降耗新技术，大力推展科技成果转化成为生产力，减少工业用水量，提升水资源利用效率.　　（3）差异制订区域工业发展规划.山东省各地市具备有所不同的区位条件，东部沿海地区地理位置良好，经济繁盛，技术先进设备，侧重展开研发和营销；鲁西南地区是山东省传统工业区，须要统合区域间水资源，实施阶梯定量用水管理办法，减缓由粗放式向集约式发展的改变，减少山东省工业用水总量.
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