第三节 工业用水与工业发展的协调性
水资源短缺已经成为影响我国工业发展的重要瓶颈，工业水污染又反过来制约着工业水资源供给和工业发展，因此研究工业用水效率，必须同时考虑两者约束条件下的工业发展问题。在我国进入工业化中期阶段后，工业发展对水的依赖性逐步增大。“十二五”末期比“十五”初期工业用水量增长了16.90%，年均增速达到1.12%，用水占比也从20.51%上升到21.87%；而同期我国供水总量年均增速不足1%。但同时，我国工业水污染问题仍然没有得到根本解决。为此，国务院于2012年1月发布的《关于实行最严格水资源管理制度的意见》指出：当前我国水资源面临的形势十分严峻，水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题日益突出，已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。《意见》还提出了水资源“红线”：到2030年全国用水总量控制在7×1011立方米以内；用水效率达到或接近世界先进水平；万元工业增加值用水量降低到40立方米以下。因此，可以认为，当前和今后一个时期我国工业发展面临着用水的双重约束，即一方面受制于工业供水总量的控制，另一方面又必须面对工业水污染治理的问题。在此背景下，科学高效地利用水资源，逐步提高工业用水效率是解决中长期工业发展的根本途径。协调工业用水与工业发展的关系对于推动经济和水资源的可持续性具有重要的意义。
工业用水与工业发展之间关系的研究只引起少数学者关注。朱启荣（2007）对各地区的工业用水效率进行了分析测算，发现中国工业用水效率差异的原因在于工业结构水平、外商投资规模和水资源禀赋等不同。钱文婧和贺灿飞（2011）利用投入导向DEA 模型测算了1998—2008年我国用水效率，认为其随时间呈现先下降后上升的趋势，而空间上从高至低依次为东部、中部、西部，并指出产业结构、进出口需求和地区水资源禀赋对其均有显著的影响。岳立和赵海涛（2011）基于中国13个典型工业省份2003—2009年数据，运用非期望产出方向性环境距离函数（DEDF）方法测算工业用水效率，认为其在不同地区间存在差异，在时间上呈递增趋势；并利用Malmquist-Luenberger（ML）指数分解法，得出其提高的主要驱动因素是效率变化率，而技术进步对其作用并不明显的结论。许拯民等（2014）基于河南省2011年水利普查数据，认为河南省各地市工业用水效率的高低取决于不同的工业类型，依次为一般工业、高用水工业和火核电业。王莹（2014）运用DEA中的BCC模型对江苏省2002—2012年的工业用水效率进行实证分析，研究发现11年中DEA有效的年份占55%。买亚宗等（2014）基于DEA方法测算2000—2012年中国30个省份工业用水效率，认为各地区效率发展趋势不同，且区域间存在差异，南方地区存在较高的节水潜力，而西部地区工业水污染较为严重。程永毅和沈满洪（2014）认为，中国2002—2011年地区工业用水效率不断增长，但地区间差距较大，且大部分地区要素投入结构与要素禀赋不匹配。李静等（2014）利用SBM非期望产出模型和Meta-frontier 模型分别分析了我国工业用水效率情况，发现各省份的工业用水效率存在较大差异。雷玉桃和黄丽萍（2015）选用SFA模型，对13个主要工业省份1999—2013年的工业用水效率进行实证研究，发现工业用水效率呈逐年上升趋势。胡彪和侯绍波（2016）运用SBM模型对京津冀地区2004—2013年的城市工业用水效率进行实证分析，结果表明，京津冀地区整体工业用水效率呈“N”字形的上升趋势，年平均增长率为3%。李静和任继达（2018）利用最新DEA模型——MinDS测算了中国30个省份2005—2015年工业的用水效率及其影响因素，指出东部、中部、西部地区的平均用水效率分别为0.79、0.70和0.77。同时，工业化比重对工业用水效率产生正向影响，而用水规模对其产生负向影响。
一 工业发展与用水的协调性：基于脱钩理论的研究
本书在运用Tapio脱钩模型研究1999—2016年工业发展与工业用水之间的脱钩关系时，首先将考察期1999—2016年分为三个研究子期间（同农业），分别计算出三个研究阶段工业节水弹性、人口用水弹性、经济发展弹性和工业结构弹性四种弹性指标的大小，并通过得出工业用水与工业发展之间的脱钩弹性判断出三个研究子期间的脱钩状态。
从表1-6可以看出，1999—2016年工业用水与工业发展之间脱钩状态分别为强脱钩、强脱钩和弱脱钩。其中第一研究阶段和第二研究阶段均呈现强脱钩，表明工业增长的同时伴随着工业用水有所下降。第三研究阶段呈现了弱脱钩状态，说明工业用水量与工业发展同步增长，但工业发展的增幅大于工业用水量的增幅，表明节约工业用水方面有了初步成效。考虑中间变量弹性，可以发现由于第一研究阶段和第二研究阶段工业节水弹性为负，而人口用水弹性、经济发展弹性和工业结构弹性均表现为正，因而工业用水与工业发展之间呈现强脱钩状态。第三研究阶段四个弹性指标均为正，且脱钩弹性指标值在0—0.8，从而工业用水与工业发展之间的脱钩状态最终表现为弱脱钩。
表1-6 中国工业用水与工业发展的脱钩分析
二 区域工业发展与用水的协调性
分析了中国1999—2016年工业用水与工业发展之间的脱钩状态，再来比较不同区域三个研究阶段工业用水与工业发展之间的脱钩类型，以确保工业用水与工业发展之间的协调性与可持续性发展。
由表1-7可知，分地区来看，东部地区三个研究期间呈现为强脱钩—弱脱钩—强脱钩的发展特征；中部地区第二研究阶段和第三研究阶段为弱脱钩，第一研究阶段为扩张负脱钩；西部地区第一研究阶段为弱脱钩，其余两个研究阶段均为强脱钩。就中间变量弹性而言，东部地区工业节水弹性、经济发展弹性以及工业结构弹性均为正，因而脱钩弹性是由人口用水弹性的符号决定的。当人口用水弹性为正，且脱钩弹性指标值处于0—0.8，则工业用水与工业发展之间的脱钩状态表现为弱脱钩；当人口用水弹性为负，则工业用水与工业发展之间表现为强脱钩状态。中部地区工业节水弹性、人口用水弹性、经济发展弹性和工业结构弹性均为正，因而脱钩弹性指标值在0—0.8时，则为弱脱钩；脱钩弹性指标值大于1.2时为扩张负脱钩。对于西部地区，经济发展弹性和工业结构弹性均为正，工业节水弹性、人口用水弹性在不同研究阶段的表现各不相同。其中：第一研究阶段工业节水弹性、人口用水弹性均为正，且脱钩弹性指标值处于0—0.8，呈现弱脱钩；第二研究阶段工业节水弹性仍为正，人口用水弹性为负，表现为强脱钩；第三研究阶段人口用水弹性为正，而工业节水弹性为负，呈现强脱钩状态。
表1-7 东部、中部、西部工业用水与工业发展的脱钩分析
如表1-8所示，从水资源分区来看，1999—2016年湿润区工业用水与工业发展之间呈现出扩张负连接—强脱钩—强脱钩的发展特征；半湿润区为扩张负连接—弱脱钩—弱脱钩的发展特征；半干旱区呈现强脱钩—弱脱钩—强脱钩的发展特征；干旱区为扩张连接—弱脱钩—强脱钩的发展特征。从中间变量弹性来看，湿润区第一研究阶段四个弹性指标为正，则脱钩弹性指标也为正，且脱钩弹性指标值大于1.2，所以为扩张负连接；第二研究阶段工业节水弹性为负，人口用水弹性、经济发展弹性和工业结构弹性三个弹性指标为正，因而脱钩弹性指标为负，表现为强脱钩；第三研究阶段人口用水弹性为负，其余弹性指标为正，则脱钩弹性指标为负，呈强脱钩状态。半湿润区四个弹性指标均为正，则脱钩弹性指标也为正，且脱钩弹性指标值在0—0.8时表现为弱脱钩，大于1.2时呈扩张负连接。半干旱区工业结构弹性为正，其余指标在不同研究阶段表现有所不同。干旱区人口用水弹性、经济发展弹性和工业结构弹性三个弹性指标为正，则脱钩弹性与工业节水弹性有关；工业节水弹性为负时，则脱钩弹性指标也为负，从而表现为强脱钩状态；工业节水弹性为正时脱钩弹性指标也为正，且脱钩弹性指标值在0—0.8时表现为弱脱钩，在0.8—1.2时为扩张连接。
表1-8 基于水资源分区的中国工业用水与工业发展的脱钩分析
