第一节 产业发展和用水的关系

资源禀赋与产业发展问题是经济学研究中的一个热点话题，水资源是一种不可替代的战略资源和生产的控制性要素，因而在水资源和环境的双重约束下研究产业发展和用水的关系具有重要意义。

国外学者较早把产业发展和用水情况联系起来进行研究。Stoevener（1965）将投入产出模型和效益成本分析法应用于水资源研究。Hendrickls（1982）采用投入产出模型研究了水资源供需平衡问题。Duarte等（2002）运用投入产出分析方法，分析西班牙在水资源短缺背景下产业发展对水资源的消耗情况。Hassan（2003）以南非为研究对象，分析了各产业部门的用水状况，指出分析产业用水特性时需要全面分析各种指标。

近年来，关于中国产业发展和用水之间的关系引起了广泛的关注，相关的文献迅速增加。陈静等（2008）以上海市为研究对象，利用灰色协调度模型研究了1997—2005年产业用水系统。田贵良（2009）以宁夏为例，利用投入产出模型分析了产业部门的用水情况，发现产业发展对水资源的需求压力不能仅依据该产业的直接用水系数，完全用水系数能够较客观地反映产业发展对当地水资源的需求情况。孙才志和王妍（2010）以辽宁省为例，测算了1994—2007年14个地级市产业用水变化驱动的三种效应，研究结果表明，辽宁省产业用水变化是由经济增长的稳定作用、结构变动的冲击作用和技术进步的动力作用共同决定的。孙才志等（2011）应用LMDI分解方法对1997—2008年中国用水效率的变化进行了分解，研究发现产业用水效率效应和产业用水结构效应对用水效率的变化均起正向驱动作用。佟金萍等（2011）从产业层面出发，对中国1997—2009年万元GDP用水量的变动进行分解后发现，产业用水效率的提高和产业结构调整对万元GDP用水量降低的累计贡献率分别为59.41%和40.59%。吕文慧和高志刚（2013）以新疆为研究对象，分析了产业用水变化的影响因素，结果表明，经济增长对产业用水消耗的影响表现为正向作用，而产业结构、用水强度对用水量的影响表现为负向作用。沈家耀等（2016）以江苏省为例，利用系统动力学—投入产出分析整合方法对产业用水综合效用进行了分析。刘晨跃等（2017）利用LMDI-I分解方法研究了2003—2014 年三大产业生产用水变化的影响因素，指出用水效率效应抑制了三大产业生产用水消耗。

一 三次产业发展与用水量

本书中产业发展选取各产业增加值作为衡量指标，而产业用水包括农业用水、工业用水和第三产业用水。数据主要来源于《中国环境统计年鉴》（2000—2017年）、《中国统计年鉴》（2000—2017年）。其中，价格指标均平减为1999年不变价格。

图1-1表明1999—2016年中国三次产业增加值的变化趋势。中国农业、工业和第三产业增加值均呈现稳步增长的趋势，农业增加值明显低于工业和第三产业，工业稍高于第三产业。1999年农业增加值为14549亿元，而2016年农业增加值上升到27992亿元，年均增速为3.92%，工业增加值、第三产业增加值增长趋势较为相似，1999—2016年年均增速分别为9.96%和10.11%。可以判断，工业增加值、第三产业增加值的增长速度明显高于农业，这说明工业和第三产业是我国经济增长的主力军。

图1-1 中国三次产业增加值

为了更准确地反映各产业发展的实际情况，需要测算三次产业结构比例（见图1-2）。1999—2016年工业和第三产业增加值占比均处在40%—50%，而农业增加值占比始终低于20%。具体来看，1999—2016年，农业增加值占比在逐渐下降，由17.02%减少至7.21%。与农业的变化不同的是，工业和第三产业增加值占比都呈现稳步上升的态势，且工业高于第三产业，再次说明了工业和第三产业在经济发展中的重要作用。与此同时，随着农业增加值比重降低，工业和第三产业增加值比重增加，产业结构也逐渐趋于合理化。

图1-2 中国产业结构比例

中国产业在快速发展的同时，面临着经济增速放缓、资源约束逐渐加重等一系列制约，而且中国产业用水受制于中国总供水量，这就要求产业用水过程中要节约用水。

图1-3显示了1999—2016年中国农业、工业以及生活用水量的变化趋势。中国农业、工业以及生活用水量均呈现略微增长的态势。用水量由高至低依次为农业、工业和生活。农业用水量从1999年的3610亿立方米增加至2016年的3768亿立方米，增长了158亿立方米。与此同时，工业用水量也从1999年的1172亿立方米增加到2016年的1308亿立方米，增长了136亿立方米。生活用水量的变化也较为类似，由1999年的558亿立方米上升到2016年的822亿立方米，年均增幅达到2.30%。

图1-3 中国三次产业用水量

从各产业耗水量占比的角度来看（见图1-4），1999—2016年，农业用水量比重处于60%—70%，呈现波动式下降趋势。工业、生活用水量占比分别处在20%和10%左右，其变动趋势基本保持平稳。由此可见，农业用水量占比很高，具有较大的节水潜力。同时，可以通过产业结构的不断优化和用水效率的不断提高来保证水资源的可持续发展。

图1-4 中国产业用水结构比例

二 工业发展与用水的关系

工业是促进中国经济发展的主要动力，但工业的可持续性发展严重受制于水资源短缺以及水污染的双重约束问题。因此，研究工业发展与工业用水之间的关系有重要的现实意义，旨在提高工业的用水效率来保证经济与资源环境的均衡发展。我国31个省份根据工业发展的同质性分为东部、中部、西部三大群组：东部群组包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南；中部群组包括山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北和湖南；西部群组包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、西藏、宁夏和新疆。

图1-5展示了1999—2016年中国东部、中部、西部地区工业增加值的变化趋势。可以看出，中国工业增加值一直呈上升趋势，年均增幅为12.17%。中国东部、中部、西部地区工业增加值均呈增加趋势，东部工业增加值明显高于中部、西部，中部稍高于西部。其中，东部工业增加值由1999年的21276亿元增加到2016年的142037亿元，年均增幅高达11.82%。中部工业增加值也呈现明显上升趋势，由1999年的7840亿元上升到2016年的56924亿元，年均增幅12.37%。西部工业增加值的上升趋势也十分显著，从1999年的5009亿元增加至2016年的41482亿元，年均增幅达到13.24%。^[1]虽然中部、西部地区工业增加值的增长速度高于东部地区，但中部、西部地区工业增加值与东部地区相比差距仍较大，这需要中国根据中部、西部地区的实际情况进一步制定相应的扶持政策，促进中部、西部地区工业经济的良好快速发展。

图1-5 中国东部、中部、西部地区工业增加值

为了更准确地反映东部、中部、西部地区工业发展的实际情况，需要测算工业增加值占各地区生产总值比重的高低（见图1-6）。

图1-6 中国东部、中部、西部地区工业增加值占地区生产总值的比重

从图1-6可以看出，1999—2016年东部、中部、西部地区工业增加值占地区生产总值的比重均处在30%—55%。东部工业增加值占比明显高于中部、西部地区。与此同时，东部、中部、西部地区工业增加值占比均呈现先上升后下降的态势。这可能是由于近年来更加注重服务业的发展，服务业占比快速增长带来的结果。这说明，中国东部、中部、西部地区在保持经济增长的同时，要着重关注各地区产业结构的合理化，保障三大地区之间和地区内三大产业的均衡发展。

图1-7呈现了1999—2016年中国工业用水量及其所占用水总量比重的变化趋势。中国工业用水量在1999—2016年呈现略微增加的态势。工业用水量占用水总量比重在整个研究期内基本保持不变，1999—2007年呈波动式上升趋势，而2008—2016年呈波动式下降趋势。

图1-7 中国工业用水量及其占用水总量的比重

1999—2016年，工业用水量从高至低依次为东部、中部和西部（见图1-8）。说明东部地区在保持较高工业增加值的基础上，所需工业用水量也高于中部、西部地区，这符合工业经济发展的实际情况，即工业增加值较高的东部地区需要的工业水资源量也相对较高，而中部、西部地区工业增加值小于东部地区，所需的工业水资源量也比东部地区少。

图1-8 中国东部、中部、西部地区工业用水量

图1-9 中国东部、中部、西部地区万元工业增加值耗水量

在了解中国工业用水量与工业发展现状的基础上，为了初步探究两者之间是否存在相关关系，本书计算中国两者之间的比值，观察各地区比值高低的变化趋势是否存在规律，由图1-9可以看出，1999—2016年中国东部、中部、西部地区万元工业增加值耗水量呈下降趋势，说明随着工业经济的发展，工业用水量并没有快速增长，即每单位工业增加值的耗水量逐渐减少，这可能是不同地区工业用水技术的引进、政府加大水资源的宣传和教育与各企业节水意识提高带来的结果。分地区来看，1999—2016年万元工业增加值耗水量由高至低依次为中部、西部和东部。说明东部工业用水效率高于西部和中部，且近年来效率值不断提高。

三 农业发展与用水的关系

图1-10给出了1999—2016年中国东部、中部、西部地区农业增加值的变化趋势。可以发现，中国农业增加值表现出显著增加趋势，从1999年的14588亿元增加到2016年的30234亿元，增加了1倍多。分地区来看，中国东部、中部、西部地区农业增加值均不断增加，由高至低依次为东部、中部以及西部。其中，东部农业增加值由1999年的6248亿元增加到2016年的12080亿元，年均增幅达到3.95%。同时，中部农业增加值也由1999年的4722亿元上升到2016年的10038亿元，年均增幅为4.54%。此外，西部农业增加值也表现出上升趋势，从1999年的3618亿元增加至2016年的8117亿元，年均增幅达到4.87%。

图1-10 中国东部、中部、西部地区农业增加值

图1-11测算了中国东部、中部、西部地区农业增加值占地区生产总值的比重。可以发现，1999—2016年东部、中部、西部地区农业增加值占地区生产总值的比重均处在25%以下，由高至低依次为西部、中部、东部，说明与中部和东部地区相比，西部地区虽然在经济上较落后，但农业仍是其主要发展产业。此外，东部、中部、西部地区农业增加值占比均呈现逐年下降的趋势。

图1-11 中国东部、中部、西部地区农业增加值占地区生产总值的比重

图1-12 中国农业用水量及其占用水总量的比重

图1-12描绘了1999—2016年中国农业用水量及其占用水总量比重的变化趋势。可以看出中国农业用水量在1999—2016年呈现波动式上升的趋势。在整个研究期间，农业用水量占用水总量比重处在60%—70%，表明农业用水中具有较大的节水空间，应努力提高农业用水效率。此外，农业用水量占用水总量比重呈波动式下降态势，说明由于工业、服务业的快速发展，高耗水的农业逐渐被工业、服务业代替。

中国东部、中部、西部地区农业用水量存在不同趋势。1999—2016年，西部农业用水量明显高于东部和中部（见图1-13）。其中西部农业用水量呈波动上升趋势，东部和中部农业用水量趋势线相交，东部农业用水量呈波动下降趋势，中部农业用水量呈波动上升趋势。此外，1999—2010年，东部农业用水量高于中部，2011—2016年，中部农业用水量高于东部。

图1-13 中国东部、中部、西部地区农业用水量

万元农业增加值的用水量变化是农业用水效率的重要体现。通过搜集东部、中部、西部地区的农业增加值和农业用水量数据，分别计算东部、中部、西部地区万元农业增加值的用水量。由图1-14可以看出，东部、中部、西部地区万元农业增加值的用水量均呈逐年下降趋势，说明东部、中部、西部地区的用水效率在逐年提高，其中1999—2016年西部万元农业增加值耗水量最高，中部万元农业增加值耗水量次之，东部万元农业增加值耗水量最低，说明东部、中部、西部地区农业用水效率由高至低依次为东部、中部、西部。分析其原因，可能是由于东部地区相对于中部和西部地区经济较发达，农业节水技术较为先进，因而东部地区农业用水效率高于中部和西部地区。

图1-14 中国东部、中部、西部万元农业增加值耗水量