劉秀麗,鄒 璀

(中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院,北京 100190)

全國(guó)及九大流域分類用水影子價(jià)格的計(jì)算與預(yù)測(cè)

劉秀麗,鄒 璀

(中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院,北京 100190)

在全國(guó)和九大流域水資源投入占用產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上,通過(guò)建立線性規(guī)劃模型,計(jì)算了2002年全國(guó)及九大流域農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格。將實(shí)際水價(jià)與影子價(jià)格進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)實(shí)際水價(jià)明顯偏低,認(rèn)為需要適當(dāng)提高水價(jià),在此基礎(chǔ)上建立了不依賴于投入產(chǎn)出表的計(jì)算各類用水影子價(jià)格的非線性回歸模型。應(yīng)用該模型預(yù)測(cè)了2015年和2020年全國(guó)和九大流域農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格,結(jié)果表明:2020年全國(guó)和九大流域各類水資源的影子價(jià)格均比2015年有所提高,全國(guó)生產(chǎn)用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水和生態(tài)環(huán)境用水影子價(jià)格的漲幅分別為2.2%、1.3%、1.5%、0.3%和3.2%,九大流域中,依然是海河流域各類用水的影子價(jià)格最高,西南和內(nèi)陸流域的影子價(jià)格最低。

水資源;水價(jià);影子價(jià)格;投入占用產(chǎn)出表;九大流域

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增多,水資源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重[1]。盡管當(dāng)前我國(guó)水資源總量為2.8萬(wàn)億m3,位居世界第6位,但人均水資源量?jī)H為2200 m3,僅為世界人均水平的25%,在世界上排在第121位。我國(guó)目前有18個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的人均水資源量低于聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)審議的世界人均水資源占有量2000m3,其中有10個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的人均水資源占有量低于生存底線。據(jù)預(yù)測(cè),2030年前后我國(guó)人口將達(dá)到16億左右[1],人均水資源占有量比目前還將減少25%,將降低至1760 m3,我國(guó)將成為用水緊張國(guó)家。

與此同時(shí),由于我國(guó)長(zhǎng)期處于無(wú)償供水、低價(jià)供水的狀態(tài),使得水價(jià)脫離了水市場(chǎng),嚴(yán)重背離了價(jià)值規(guī)律[2]。過(guò)低的水價(jià)不僅造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi),而且使得供水單位失去了擴(kuò)大再生產(chǎn)甚至維持正常生產(chǎn)的能力。建立合理的水價(jià)制定機(jī)制將是目前最為有利的解決方案[3]。設(shè)置合理的水價(jià),一方面可以調(diào)節(jié)市場(chǎng)供需,另一方面也可以培養(yǎng)人們的節(jié)水意識(shí),達(dá)到節(jié)水的目的。實(shí)踐證明,采用影子價(jià)格理論來(lái)制定資源的價(jià)格,可以很好地滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求[4-5]。

影子價(jià)格又稱最優(yōu)計(jì)劃價(jià)格或效率價(jià)格,它是指有限資源或產(chǎn)品在最優(yōu)分配、合理利用條件下達(dá)到社會(huì)目標(biāo)的邊際貢獻(xiàn)或邊際收益的最大化[6]。對(duì)于水資源的影子價(jià)格,主要有以下幾種計(jì)算模型:①均衡價(jià)格模型,按照一般均衡理論,作為非水利部門的投入物和水利部門的產(chǎn)出物,水資源的影子價(jià)格應(yīng)等于供求均衡價(jià)格;②邊際價(jià)格模型,其在數(shù)學(xué)上表示為應(yīng)用微積分描述水資源的影子價(jià)格;③線性規(guī)劃模型,即用線性規(guī)劃計(jì)算方法求解資源最優(yōu)配置,在原規(guī)劃中表示資源約束的行所對(duì)應(yīng)的對(duì)偶解就是資源的影子價(jià)格。應(yīng)用以上3種不同的影子價(jià)格模型,國(guó)內(nèi)多位學(xué)者[7-12]對(duì)我國(guó)不同時(shí)段和不同區(qū)域的水資源影子價(jià)格進(jìn)行了測(cè)算。然而以上這些模型方法在理論上存在一定的缺陷,如均衡價(jià)格模型沒(méi)有考慮資源價(jià)值的成分;邊際價(jià)格模型明顯存在資源價(jià)值對(duì)資源價(jià)格形成的影響;而一般線性規(guī)劃模型涉及成百上千甚至上百萬(wàn)種資源,水資源只是眾多資源中的一種,很難確定水資源和其他資源的數(shù)量經(jīng)濟(jì)關(guān)系,最終難以得出水資源的影子價(jià)格。

劉秀麗等[13-14]把投入產(chǎn)出模型和數(shù)學(xué)規(guī)劃方法結(jié)合起來(lái),建立一個(gè)既使國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門相互平衡又使GDP達(dá)到最大的規(guī)劃模型,從理論意義上計(jì)算了全國(guó)和九大流域生產(chǎn)用水和工業(yè)用水的影子價(jià)格。我國(guó)在用水統(tǒng)計(jì)中,將水資源細(xì)分為農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水4類,其中農(nóng)業(yè)用水是指用于農(nóng)業(yè)灌溉和淡水養(yǎng)殖的用水;工業(yè)用水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的用水,包括原料用水、動(dòng)力用水、沖洗用水和冷卻用水等;生活用水包括城鎮(zhèn)生活用水和農(nóng)村生活用水;生態(tài)環(huán)境用水是指為維護(hù)生態(tài)環(huán)境不再惡化及逐漸改善所需消耗的地表水和地下水資源總量。在實(shí)際的水價(jià)制定中,這些用水的價(jià)格與工業(yè)水價(jià)是分別制定的,計(jì)算它們的影子價(jià)格對(duì)制定4類用水的價(jià)格具有重要參考價(jià)值。由于數(shù)據(jù)的限制,劉秀麗等[13-14]沒(méi)有對(duì)農(nóng)業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水的影子價(jià)格進(jìn)行計(jì)算。

本文基于中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院水資源課題組編制的2002年全國(guó)及九大流域水資源投入占用產(chǎn)出表,建立線性規(guī)劃模型,計(jì)算了2002年全國(guó)及九大流域的農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格(農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水及生態(tài)環(huán)境用水均與生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān),筆者將它們的用水量之和統(tǒng)稱為生產(chǎn)用水,并計(jì)算它的影子價(jià)格,用于衡量水資源總體的價(jià)值水平)。然后應(yīng)用回歸分析建立了計(jì)算農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格的非線性回歸模型。最后應(yīng)用該模型預(yù)測(cè)了2015年、2020年全國(guó)和九大流域的農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格。

1 水資源影子價(jià)格計(jì)算模型

以2002年全國(guó)及九大流域水資源投入占用產(chǎn)出表中各生產(chǎn)部門的消耗結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),以當(dāng)年GDP最大為目標(biāo)函數(shù),將水資源投入占用產(chǎn)出表中的平衡關(guān)系納入優(yōu)化模型的約束條件,建立用于計(jì)算全國(guó)及九大流域水資源影子價(jià)格的優(yōu)化模型:

約束條件:

式中:Z為第1至第n部門的增加值之和;avj為j部門的增加值系數(shù);awj為j部門的用水系數(shù);A為直接消耗系數(shù)矩陣;X為總產(chǎn)出列向量;Xl為總產(chǎn)出下界列向量;Xh為總產(chǎn)出上界列向量;Xj為j部門的總產(chǎn)出;Y為最終需求列向量;Yl為最終需求下界列向量;wj為j部門用水總量;W為可用的水資源總量。式(1)～(6)的含義是在滿足投入產(chǎn)出平衡式、總產(chǎn)出上下界約束、可實(shí)際使用的水量約束等條件下,使模型中所包含部門的增加值之和最大。

2 模型求解及結(jié)果分析

本文在求解各類用水的影子價(jià)格時(shí),將2002年全國(guó)及九大流域51部門水資源投入占用產(chǎn)出表中的數(shù)據(jù)與該類用水對(duì)應(yīng)部門的相關(guān)數(shù)據(jù)代入線性規(guī)劃模型中進(jìn)行計(jì)算。在水資源投入占用產(chǎn)出表中有對(duì)應(yīng)的Yj、Xj、wj的分部門數(shù)據(jù)。各部門水資源的占用分成Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類與劣Ⅴ類。按照各個(gè)部門對(duì)水質(zhì)的要求,計(jì)算該部門的用水量,進(jìn)而計(jì)算用水系數(shù)。Xl、Yl在計(jì)算中分別采用2002年水資源投入占用產(chǎn)出表中各部門的總產(chǎn)出和最終需求列向量。Xh的確定方法如下:以1999年水資源投入占用產(chǎn)出表為基期,當(dāng)年j部門的總產(chǎn)出為Xj,1999,“九五”時(shí)期第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值年平均增長(zhǎng)速度分別為α1、α2、α3,“十五”時(shí)期第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值年平均增長(zhǎng)速度分別為β1、β2和β3,且已知α1=3.5%,α2=9.8%,α3=8.1%,β1=3.9%,β2= 10.7%,β3=9.9%,如果j部門屬于第s(s=1,2,3)產(chǎn)業(yè),計(jì)算X′j=Xj,1999(1+αs)(1+βs)2,如果X′j＞Xlj,那么Xhj=X′j,否則,Xhj=Xlj。

生活用水中一部分是第三產(chǎn)業(yè)用水,一部分是居民生活用水,第三產(chǎn)業(yè)對(duì)應(yīng)的部門是有增加值的。居民生活用水對(duì)應(yīng)居民消費(fèi)部門,沒(méi)有增加值,但居民消費(fèi)支出具有乘數(shù)效應(yīng)?？紤]到兩部分用水的用途和產(chǎn)生的效應(yīng)不同,計(jì)算生活用水的影子價(jià)格時(shí),采用的是投入產(chǎn)出局部閉模型[15]。

考慮到利用linprog函數(shù)求線性規(guī)劃問(wèn)題對(duì)偶解時(shí)的不穩(wěn)定性,本文利用基于Matlab的另一個(gè)優(yōu)化工具箱Yalmip進(jìn)行求解。首先將相關(guān)數(shù)據(jù)代入模型,并標(biāo)準(zhǔn)化為Yalmip語(yǔ)言,然后運(yùn)行程序進(jìn)行求解,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 2002年全國(guó)及九大流域水資源影子價(jià)格 元/t

由表1可知,九大流域中工業(yè)用水和生活用水的影子價(jià)格相對(duì)較高,其次是生態(tài)環(huán)境用水、生產(chǎn)用水,農(nóng)業(yè)用水的影子價(jià)格最低。這是因?yàn)楣I(yè)用水主要為冷卻用水、空調(diào)用水、產(chǎn)品用水、清洗及其他用水,需滿足水量大、水質(zhì)好、水溫低且穩(wěn)定等條件,一般要求是Ⅰ～Ⅳ類水,因此這種用途的水資源稀缺性較高,導(dǎo)致影子價(jià)格最高。生活用水對(duì)水質(zhì)的要求較高,主要為Ⅰ～Ⅲ類水,并且水資源在使用前需進(jìn)行多種工序處理,成本較高,資源相對(duì)較為稀缺,因此影子價(jià)格也較高。而農(nóng)業(yè)用水多用于農(nóng)業(yè)灌溉,其對(duì)水質(zhì)的要求較低,一般只對(duì)污染物的含量有一定的要求,一般情況下Ⅰ～Ⅴ類水都可以用作農(nóng)業(yè)灌溉用水,因此相對(duì)其他用水成本較低,影子價(jià)格相對(duì)較低。

從水資源類別來(lái)看,農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水和生產(chǎn)用水的影子價(jià)格相差較大,說(shuō)明在不同生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水資源的要求不同,使得水資源在使用過(guò)程中的稀缺性上存在較大差異;另一方面,第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)所創(chuàng)造的價(jià)值普遍高于第一產(chǎn)業(yè),也使得第二、第三產(chǎn)業(yè)用水的影子價(jià)格高于第一產(chǎn)業(yè)。

從不同流域來(lái)看,由于受經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、作物構(gòu)成、節(jié)水水平、水資源條件、人口密度等多種因素影響,各流域生產(chǎn)用水影子價(jià)格差別較大,其中生產(chǎn)用水影子價(jià)格最高的流域是海河流域,達(dá)6.27元/t,最低的是內(nèi)陸流域,僅為1.28元/t。造成各流域影子價(jià)格差異的原因從經(jīng)濟(jì)上看主要有以下兩點(diǎn):一是影子價(jià)格的直接經(jīng)濟(jì)意義,即資源的稀缺性。海河流域作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)區(qū)域,覆蓋了京津唐地區(qū),經(jīng)濟(jì)十分發(fā)達(dá),但其水資源卻極其匱乏,海河流域的水資源總量?jī)H略高于東南流域及西南流域,位居全國(guó)倒數(shù)第三,海河流域的人均用水量低于300 m3,遠(yuǎn)低于全國(guó)人均用水量(428 m3),且人均用水量小于300 m3的山西、河南、天津、北京、山東、河北等省、直轄市均位于海河流域。因此,水資源的匱乏是該流域水資源影子價(jià)格偏高的主要原因。二是水資源創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從各大流域看,海河流域的單位用水量(1m3,下同)創(chuàng)造的GDP為69元,位居全國(guó)第一,其他流域單位用水量創(chuàng)造的GDP基本都低于50元,全國(guó)只有18.6元;由此可見(jiàn),單位用水量創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高于其他流域是海河流域水資源影子價(jià)格偏高的另一個(gè)原因。

以海河流域?yàn)槔?本文測(cè)算出工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水影子價(jià)格分別為14.35元/t、4.53元/t、10.41元/t;而實(shí)際的工業(yè)水價(jià)、農(nóng)業(yè)水價(jià)、生活用水價(jià)格分別為2.1～3.8元/t、2.1～5.2元/t、1.0元/t[16-18]。由此可知,海河流域各類水的實(shí)際價(jià)格遠(yuǎn)低于測(cè)算出的影子價(jià)格,這說(shuō)明海河流域?qū)嶋H水資源價(jià)格并沒(méi)有真實(shí)反映水資源的價(jià)值,需要適當(dāng)上調(diào)水價(jià)。

與1999年九大流域生產(chǎn)用水和工業(yè)用水影子價(jià)格的計(jì)算結(jié)果[19]對(duì)比,2002年生產(chǎn)用水和工業(yè)用水的影子價(jià)格明顯高于1999年。以海河流域?yàn)槔?2002年海河流域生產(chǎn)用水的影子價(jià)格是1999年的2.68倍,主要原因包括:①水資源總量減少, 2002年水資源總量為158.1億m3,比1999年減少35.7億m3;②水污染程度加劇,2002年Ⅳ、Ⅴ類和超Ⅴ類水占比57%,比1999年約增加了3%;③經(jīng)濟(jì)總量增加,用水效率提高,2002年海河流域的GDP(2002年生產(chǎn)者價(jià)格)是1999年的1.61倍, 2002年單位生產(chǎn)用水產(chǎn)生的 GDP是1999年的1.72倍;④兩者分別采用1999年和2002年的生產(chǎn)者價(jià)格也是造成影子價(jià)格差異較大的另外一個(gè)原因。其他流域生產(chǎn)用水或工業(yè)用水影子價(jià)格升高的原因與此類似,不再贅述。

3 水資源影子價(jià)格的預(yù)測(cè)

通常來(lái)說(shuō),資源的影子價(jià)格反映了資源的供需狀況和稀缺程度,資源越豐富,其影子價(jià)格越低,資源越稀缺,其影子價(jià)格越高。同時(shí),資源的機(jī)會(huì)成本和消費(fèi)者的支付意愿對(duì)資源的影子價(jià)格也有影響。

對(duì)于水資源來(lái)說(shuō),用水量占水資源總量的比例直接反映了水資源的供求狀況,用水量占水資源的比例越大,說(shuō)明該流域水資源越稀缺;用水量占水資源的比例越小,說(shuō)明該流域水資源越充沛。而當(dāng)用水量占水資源總量的比例大于1時(shí),說(shuō)明該流域的水資源總量已經(jīng)供不應(yīng)求,需要從外部調(diào)水。為了驗(yàn)證以上說(shuō)法,本文對(duì)用水量占水資源總量的比例和各部門用水影子價(jià)格的相關(guān)性進(jìn)行了測(cè)算,發(fā)現(xiàn)用水量占水資源總量的比例和農(nóng)業(yè)用水影子價(jià)格、工業(yè)用水影子價(jià)格、生活用水影子價(jià)格、生態(tài)環(huán)境用水影子價(jià)格的相關(guān)系數(shù)分別是0.768、0.897、0.846和0.682。由此表明,用水量占水資源總量的比例確實(shí)和水資源影子價(jià)格存在著高度相關(guān)性。

通常而言,農(nóng)業(yè)用水屬于剛性需求,主要與當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境和種植作物相關(guān),因此主要還是受當(dāng)?shù)赜盟空妓Y源總量的比例影響;同樣,生活用水也屬于剛性需求,主要與當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣盟?xí)慣相關(guān);工業(yè)用水和生產(chǎn)用水則可以通過(guò)市場(chǎng)價(jià)格的調(diào)整而進(jìn)行再分配。

本文利用表1中各類用水影子價(jià)格和用水量占水資源總量的比例、各用水部門的用水指標(biāo)值,應(yīng)用高斯-牛頓法建立非線性回歸模型如下:

式中:P生產(chǎn)、P工業(yè)、P農(nóng)業(yè)、P生活、P生態(tài)分別為各流域生產(chǎn)用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水和生態(tài)環(huán)境用水影子價(jià)格;x1、x2、x3、x4分別為各流域萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、每畝灌溉用水量和流域人口數(shù);k為用水量占水資源總量的比例,數(shù)據(jù)源自2002年全國(guó)和九大流域用水指標(biāo)值。

應(yīng)用式(7)～(11),只要給出未來(lái)某年用水量占水資源總量的比例和用水指標(biāo)值,就可以預(yù)測(cè)出該年的影子價(jià)格,這些模型不依賴于投入產(chǎn)出表,數(shù)據(jù)易于獲取,計(jì)算簡(jiǎn)便,可為我國(guó)制定各類用水價(jià)格提供參考。

基于1998—2010年中國(guó)水資源公報(bào)中的各大流域用水量和水資源總量數(shù)據(jù),整理出1998—2010年九大流域用水量占水資源總量的比例(表2)和1998—2010年九大流域主要用水指標(biāo)值,然后應(yīng)用計(jì)量經(jīng)濟(jì)和ARMA等多個(gè)模型分別預(yù)測(cè)2015年和2020年九大流域的用水量占水資源總量的比例和用水指標(biāo)值,同時(shí)借鑒宋建軍等[6,20]關(guān)于2015年和2020年我國(guó)需水總量的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)(6 300億 ～6600億m3)對(duì)其進(jìn)行修正,結(jié)果如表2和表3所示。

表2 全國(guó)及九大流域的用水量占水資源總量的比例

表3 2015年、2020年全國(guó)及九大流域用水指標(biāo)值 m3

最后應(yīng)用式(7)～(11),求得全國(guó)和九大流域2015年和2020年的農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水和生產(chǎn)用水影子價(jià)格,結(jié)果見(jiàn)表4和表5。

從表4可以看出,2015年九大流域的影子價(jià)格差距依然很大,農(nóng)業(yè)用水的最高價(jià)格與最低價(jià)格相差1.69倍;工業(yè)用水的最高價(jià)格與最低價(jià)格相差1.94倍;生活用水的最高價(jià)格與最低價(jià)格相差1.16倍;生態(tài)環(huán)境用水的最高價(jià)格與最低價(jià)格相差7.09倍。另外,海河流域各類水資源的影子價(jià)格均為九大流域中最高,農(nóng)業(yè)用水影子價(jià)格達(dá)2.04元/t,是全國(guó)平均影子價(jià)格的1.53倍;工業(yè)用水影子價(jià)格達(dá)10.69元/t,是全國(guó)平均影子價(jià)格的1.71倍;生活用水影子價(jià)格達(dá)7.46元/t,是全國(guó)平均影子價(jià)格的1.13倍;生態(tài)環(huán)境用水影子價(jià)格達(dá)5.69元/t,是全國(guó)平均影子價(jià)格的1.66倍。以上結(jié)果與海河流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件是密不可分的。海河流域?qū)儆跍貛|亞季風(fēng)氣候區(qū),年平均降水量約539 mm,水資源相對(duì)較為缺乏;且人口密集,大中城市眾多,對(duì)水資源的需求量較大,水資源較為稀缺,因此各類水資源影子價(jià)格均較高。對(duì)比表1和表5可以發(fā)現(xiàn),2015年全國(guó)生產(chǎn)用水影子價(jià)格低于2002年,這是因?yàn)槟Ｐ椭须[含一個(gè)假設(shè),即隨著時(shí)間的推移和技術(shù)水平的提高,工業(yè)對(duì)水資源的利用效率提高,用水需求有所降低,從而使得2015年全國(guó)水資源影子價(jià)格相比2002年有所下降。從各流域的影子價(jià)格比較中可以發(fā)現(xiàn),海河、黃河、松遼等流域2015年的生產(chǎn)用水影子價(jià)格比2002年有所下降,而其他流域的有所上漲,這是因?yàn)椤笆濉逼陂g之間存在跨流域調(diào)水,由水資源豐富的流域調(diào)水到水資源短缺的海河流域等,造成當(dāng)?shù)毓┧恳欢ǔ潭鹊慕档?進(jìn)而使當(dāng)?shù)厮Y源的影子價(jià)格提高。但對(duì)比2015年和2002年全國(guó)各行業(yè)的水資源影子價(jià)格,發(fā)現(xiàn)基本上都是降低的,這說(shuō)明從全國(guó)的范圍來(lái)看,這種區(qū)域間的調(diào)水對(duì)緩解我國(guó)整體的水資源短缺壓力是有益的,這也是我國(guó)實(shí)施南水北調(diào)工程的意義所在。

對(duì)比表4和表5可以看出,2020年各大流域各類水資源的影子價(jià)格大小順序并沒(méi)有發(fā)生大的變化,基本上還是工業(yè)用水的影子價(jià)格相對(duì)較高,農(nóng)業(yè)用水的影子價(jià)格最低。在九大流域中,大體上依然是海河流域各類用水的影子價(jià)格最高,西南和內(nèi)陸流域各類用水的影子價(jià)格最低。同時(shí),2020年各大流域各類水資源的影子價(jià)格均比2015年略有提高,其中全國(guó)生產(chǎn)用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水影子價(jià)格的漲幅分別為 2.2%、1.3%、1.5%、0.3%和3.2%。由于技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有一定的延遲或滯后效應(yīng),體現(xiàn)在模型里就是萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量的下降速度小于用水量占水資源總量比例的上升速度,導(dǎo)致2020年各流域水資源的影子價(jià)格相對(duì)2015年有所上漲。但從長(zhǎng)期來(lái)看,用水效率的提高會(huì)有效緩解水資源短缺的壓力,這是2015年和2020年水資源影子價(jià)格相對(duì)2002年都呈下降趨勢(shì)的主要原因。

表4 2015年全國(guó)及九大流域水資源影子價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果 元/t

表5 2020年全國(guó)及九大流域水資源影子價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果 元/t

4 結(jié) 語(yǔ)

基于2002年全國(guó)及九大流域水資源投入占用產(chǎn)出表,以當(dāng)年GDP最大為目標(biāo)函數(shù),將水資源投入占用產(chǎn)出表中的平衡關(guān)系納入優(yōu)化模型的約束條件,建立了用于求解水資源影子價(jià)格的線性規(guī)劃模型,從理論意義上計(jì)算了2002年全國(guó)及九大流域農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格。將實(shí)際水價(jià)與計(jì)算結(jié)果對(duì)比,發(fā)現(xiàn)實(shí)際水價(jià)明顯偏低,需要適當(dāng)上調(diào)水價(jià)。

將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行因素分析,并應(yīng)用回歸分析方法建立了預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格的非線性回歸模型,該模型不依賴于水資源投入占用產(chǎn)出表,計(jì)算簡(jiǎn)便,易于應(yīng)用。應(yīng)用該模型預(yù)測(cè)了2015年和2020年全國(guó)和九大流域的農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水及總的生產(chǎn)用水的影子價(jià)格。結(jié)果表明,2015年海河流域各類水資源的影子價(jià)格在九大流域中均為最高;2020年各大流域各類水資源的影子價(jià)格大小順序并沒(méi)有發(fā)生大的變化,在4類水資源中基本上還是工業(yè)用水的影子價(jià)格最高,農(nóng)業(yè)用水的影子價(jià)格最低;在九大流域中,依然是海河流域的影子價(jià)格基本最高;2020年九大流域各類水資源的影子價(jià)格均比2015年有所提高,但從長(zhǎng)期看,由于用水效率的提高,2015年、2020年水資源影子價(jià)格相比2002年均呈下降趨勢(shì)。

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Calculating and forecasting shadow prices of all kinds of water in China and its nine major river basins//

LIU Xiuli,ZOU Cui
(Academy of Mathematics and Systems Science,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China)

Based on water resources input-occupancy-output tables of China and its nine major river basins,a linear programming model was constructed to calculate the shadow prices of agricultural water,industrial water,domestic water, ecological water,and total production water in 2002.Then the actual price of water was compared with its shadow price. The results show that the actual prices is much lower than the shadow price.In consequence,it is necessary to raise the actual price of water.Accordingly,a nonlinear regression model,which is independent of the input-occupancy-output tables,was set up to calculate the shadow price of all kinds of water.The shadow prices of agricultural water,industrial water,domestic water,ecological water,and total production water in China and its nine major river basins in 2015 and 2020 were forecasted based on this nonlinear regression model.The results show that the shadow prices of all kinds of water in 2020 will be higher than those in 2015.The shadow prices of production water,industrial water,agricultural water, domestic water,and ecological water in China would rise respectively by 2.2%,1.3%,1.5%,0.3%,and 3.2%from 2015 to 2020.Among the nine major river basins in China,the shadow prices of all kinds of water in Haihe River basin is still the highest,while those of the south-west and inland river basins are the lowest.

water resources;water price;shadow price;input-occupancy-output table;Chinese nine major river basins

TV214;F407.9

:A

:1006-7647(2014)04-0010-06

10.3880/j.issn.1006-7647.2014.04.003

2013-0509 編輯:駱 超)

國(guó)家自然科學(xué)基金(71173210,70701034,61273208)

劉秀麗(1975—),女,山東成武人,副研究員,博士,主要從事投入產(chǎn)出分析與數(shù)量經(jīng)濟(jì)模型研究。E-mail:xiuli.liu@amss.ac.cn