夏海力，葉愛(ài)山

(蘇州科技大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 蘇州 215009)

0 引言

水資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的一部分，維系著人類文明與社會(huì)進(jìn)步。然而，我國(guó)人均水資源量?jī)H為世界平均水平的1/4左右，長(zhǎng)期高強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)導(dǎo)致水資源短缺、浪費(fèi)和水生態(tài)破壞問(wèn)題日益凸顯，嚴(yán)重降低了國(guó)民社會(huì)福利、阻礙了綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2017年，我國(guó)用水總量達(dá)6 043.4億m3，耗水率達(dá)53.1%,廢污水排放總量達(dá)756億t，123個(gè)重要湖泊中水質(zhì)達(dá)標(biāo)率僅占26.0%，24.5萬(wàn)km的河流中水質(zhì)為劣Ⅴ類的河長(zhǎng)占8.3%，多數(shù)城市存在水體黑臭現(xiàn)象。雖然2017年我國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量相比2008年下降約60%，但與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在較大差距，用水量約是國(guó)際先進(jìn)水平的兩倍。要確保水生態(tài)文明建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，水生態(tài)安全成為綠色發(fā)展的重要前沿問(wèn)題。從2015年“水十條”出臺(tái)到2016年“河長(zhǎng)制”全面推行，再到2017年《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》頒布，反映出我國(guó)政府部門對(duì)水資源可持續(xù)利用和水環(huán)境質(zhì)量的認(rèn)知已提升至國(guó)家安全戰(zhàn)略層面。提高水資源利用效率與改善水環(huán)境質(zhì)量，必須堅(jiān)持綠色發(fā)展理念，實(shí)施以水生態(tài)安全為核心的創(chuàng)新系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略。

1 文獻(xiàn)回顧

水生態(tài)安全概念衍生于生態(tài)安全,為了更準(zhǔn)確地界定水生態(tài)安全內(nèi)涵，首先從生態(tài)安全定義著手。目前，關(guān)于生態(tài)安全的主流定義為生態(tài)系統(tǒng)既能保持自身安全又能實(shí)現(xiàn)持續(xù)支持人類生存發(fā)展的狀態(tài)[1-2]。這表明人類在使用生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)服務(wù)時(shí)不可避免地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的健康性與穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，但生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外界干擾具有一定抵抗力和恢復(fù)力。據(jù)此，水生態(tài)安全是指在人們獲得安全用水過(guò)程中，既要滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求又使得水資源及自然環(huán)境得到妥善保護(hù)的狀態(tài)，這表明水生態(tài)安全內(nèi)涵涉及自然屬性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性、人文屬性等[3]。自然屬性是產(chǎn)生水生態(tài)安全問(wèn)題的直接原因，主要包括水資源質(zhì)量、總量及時(shí)空分布特性；社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性反映出水生態(tài)安全問(wèn)題波及或影響了包含人類群體的社會(huì)整體及其它各類資源等；人文屬性是指水生態(tài)安全不僅與水生態(tài)系統(tǒng)的資源有限性密切相關(guān)，還與人們對(duì)水生態(tài)安全的保障期望及認(rèn)識(shí)有關(guān)。當(dāng)前的水生態(tài)安全研究主要集中于水資源使用效率、水環(huán)境質(zhì)量影響因素、水生態(tài)安全指數(shù)評(píng)測(cè)等方面。如Hu等[4]基于DEA定義了全要素用水效率指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)中國(guó)節(jié)水潛力較大、全要素用水效率與人均收入呈U型關(guān)系等。同期，還涌現(xiàn)了大量相關(guān)研究[5-7]。隨后Deng等[8]將廢污水納入考慮，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)部門增加值、人均用水量等對(duì)水環(huán)境質(zhì)量具有顯著負(fù)向影響；萬(wàn)生新等[9]基于改進(jìn)的群組AHP法，進(jìn)一步明確了影響沂河流域臨沂段水生態(tài)安全的限制因素。還有一些研究聚焦于水生態(tài)環(huán)境破壞的經(jīng)濟(jì)損失[10]、水資源空間溢出[11]、水污染支付機(jī)制[12]、水污染許可證[13]等問(wèn)題。由此可見(jiàn)，目前的水生態(tài)安全研究更多局限于其部分內(nèi)涵，未能從全局上真正把握水生態(tài)安全內(nèi)容。

區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展離不開(kāi)完善、高效的創(chuàng)新系統(tǒng)。Lundvall[14]于1985年首先提出創(chuàng)新系統(tǒng)，認(rèn)為其是不同主體圍繞某個(gè)特定創(chuàng)新目標(biāo)，通過(guò)運(yùn)行機(jī)制聯(lián)系起來(lái)的有機(jī)整體，因此具有協(xié)同性特征。由此可見(jiàn)，創(chuàng)新系統(tǒng)分析旨在通過(guò)研究系統(tǒng)要素與運(yùn)行機(jī)制認(rèn)識(shí)創(chuàng)新規(guī)律及過(guò)程。在區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)研究過(guò)程中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)國(guó)家創(chuàng)新系統(tǒng)無(wú)法合理解釋區(qū)域?qū)用鎰?chuàng)新活動(dòng)。在此情況下，Cooke[15]于1992年首次提出區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)，認(rèn)為該系統(tǒng)支持并產(chǎn)生創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)學(xué)者于1996年開(kāi)始對(duì)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)展開(kāi)研究。隨著學(xué)者們研究的不斷深入，使得區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論框架和研究體系得以完善與發(fā)展，并針對(duì)區(qū)域創(chuàng)新能力及績(jī)效等方面展開(kāi)豐富的實(shí)證研究。如Buesa等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在西班牙生產(chǎn)力和創(chuàng)新環(huán)境比其它因素對(duì)創(chuàng)新系統(tǒng)能力更重要；Mattes等[17]借鑒RIS方法認(rèn)為，區(qū)域發(fā)展主要源于相關(guān)子系統(tǒng)及其相互作用，如科學(xué)、政治、工業(yè)結(jié)構(gòu)、公共管理、金融體系等，并以德國(guó)埃姆登和博特羅普兩市經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。此外，還有學(xué)者從不同視角研究區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)。如Zhao等[18]從知識(shí)流視角提出創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其可促進(jìn)戰(zhàn)略聯(lián)盟創(chuàng)新系統(tǒng)演化；徐佳等[19]則從開(kāi)發(fā)式創(chuàng)新視角對(duì)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化動(dòng)力、演化路徑、演化特征等進(jìn)行研究。很多學(xué)者采用DEA相關(guān)模型，從空間分布、生態(tài)適宜度、生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等視角展開(kāi)創(chuàng)新系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)研究。如劉明廣[20]研究了2005-2014年我國(guó)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)綠色效率，發(fā)現(xiàn)空間分布存在明顯的集聚效應(yīng)且呈現(xiàn)出絕對(duì)收斂趨勢(shì)；孫麗文和李躍[21]在分析創(chuàng)新主體競(jìng)爭(zhēng)演化、協(xié)同創(chuàng)新演化的基礎(chǔ)上，從生態(tài)適宜度及進(jìn)化動(dòng)力角度測(cè)度了創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，并構(gòu)建了京津冀協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；丁緒輝等[22]研究了生態(tài)環(huán)境效應(yīng)下的區(qū)域農(nóng)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)效率，發(fā)現(xiàn)我國(guó)區(qū)域農(nóng)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)效率呈現(xiàn)波動(dòng)上升態(tài)勢(shì)。

綜上可見(jiàn)，目前多數(shù)研究成果集中在水資源利用效率、協(xié)同機(jī)制、水環(huán)境質(zhì)量影響因素及經(jīng)濟(jì)損失等方面，僅研究了水生態(tài)安全的局部?jī)?nèi)容，同時(shí)，鮮有文獻(xiàn)從水生態(tài)安全視角進(jìn)行區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)研究。這就導(dǎo)致該視角下對(duì)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的探析存在明顯不足，同時(shí)，也未充分考慮創(chuàng)新系統(tǒng)效率區(qū)域差距的形成機(jī)制及非期望產(chǎn)出。對(duì)此，本文將綜合考慮水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)的非期望產(chǎn)出，并基于超效率EBM和Theil指數(shù)分解法進(jìn)行創(chuàng)新系統(tǒng)效率測(cè)度與區(qū)域差異結(jié)構(gòu)性原因分析，同時(shí)借助Tobit模型對(duì)典型影響因素作用路徑及強(qiáng)度進(jìn)行估計(jì)檢驗(yàn)，以期為提升水生態(tài)安全下區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)效率提供政策參考。本文的理論貢獻(xiàn)為：①基于水生態(tài)安全視角對(duì)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)展開(kāi)研究，豐富了區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)容，并為我國(guó)實(shí)施水生態(tài)安全的綠色發(fā)展戰(zhàn)略提供政策建議；②綜合考慮了水生態(tài)安全內(nèi)涵、納入了非期望產(chǎn)出變量，并運(yùn)用超效率EBM模型進(jìn)行水生態(tài)安全創(chuàng)新系統(tǒng)效率測(cè)度；③借助Theil指數(shù)分解法對(duì)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率存在區(qū)域差異的結(jié)構(gòu)性原因進(jìn)行分析，為我國(guó)區(qū)域間與區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新系統(tǒng)效率協(xié)同提升找到突破口。

2 研究方法與指標(biāo)數(shù)據(jù)選取

2.1 EBM模型

DEA模型思路是基于評(píng)價(jià)對(duì)象相對(duì)效率的分析，其處理多投入、多產(chǎn)出問(wèn)題具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，且不受制于指定的具體函數(shù)形式及數(shù)據(jù)量綱處理。傳統(tǒng)的CCR存在未考慮松弛變量、導(dǎo)致DMU效率被高估的現(xiàn)象，而SBM模型存在DMU效率被低估的現(xiàn)象。在考慮到CCR和SBM不足的情況下，Tone & Tsutsui[23]提出了混合模型EBM。本文選取考慮非期望產(chǎn)出的超效率EBM-VRS模型，具體見(jiàn)式(1)。式中，將水生態(tài)安全創(chuàng)新系統(tǒng)中的多個(gè)非期望產(chǎn)出變量納入考慮，以提升決策單元效率測(cè)度的準(zhǔn)確性。式(1)中，s-、s+分別表示投入與產(chǎn)出松弛變量，ε取值范圍為[0,1]，以反映效率測(cè)度過(guò)程中非徑向部分的重要程度，當(dāng)取值為0時(shí)相當(dāng)于徑向模型，當(dāng)取值為1時(shí)相當(dāng)于SBM模型。

(1)

2.2 Theil指數(shù)分解法

泰爾(Theil)指數(shù)作為廣義熵值指標(biāo)體系的一種特殊形式，其突出優(yōu)點(diǎn)為可以科學(xué)衡量地區(qū)總體差距并將其分解為區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間差距，由此能夠判斷它們?cè)诳傮w差距中的貢獻(xiàn)度。因此，本文利用泰爾指數(shù)衡量我國(guó)區(qū)域水生態(tài)下系統(tǒng)創(chuàng)新效率差距，泰爾指數(shù)值介于0～1之間，指數(shù)值越小表明區(qū)域差距越小，反之越大。本文借鑒李博等[24]關(guān)于泰爾指數(shù)結(jié)構(gòu)分解的做法，得出我國(guó)區(qū)域水生態(tài)安全下系統(tǒng)創(chuàng)新效率的泰爾指數(shù)及分解，具體見(jiàn)式(2)-式(5)。

(2)

(3)

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(5)

2.3 Tobit模型

在測(cè)算得到我國(guó)各省市水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率值后，以其作為被解釋變量，各影響因素作為解釋變量，構(gòu)建計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型評(píng)價(jià)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率驅(qū)動(dòng)機(jī)制。由于各省市水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率值均大于0，屬于受限因變量，無(wú)法采用普通最小二乘法，為克服參數(shù)估計(jì)量有偏問(wèn)題，選用Tobit回歸模型進(jìn)行影響機(jī)制研究，且Tobit可以解決受限或截?cái)嘁蜃兞拷?wèn)題。式(6)中，Yk為受限因變量；Xk為自變量向量；β為待估計(jì)參數(shù)；隨機(jī)干擾項(xiàng)μk～N(0,σ2)，其中，k為觀測(cè)值個(gè)數(shù)。

(6)

2.4 樣本選擇與變量界定

為考察我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率的區(qū)域差異，參考《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2018》中關(guān)于東部、中部、西部和東北的劃分(港澳臺(tái)和西藏地區(qū)因數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，未計(jì)入)。其中。東部包括北京、江蘇、山東等10個(gè)省市；中部包括河南、湖北、湖南等6個(gè)省份；西部包括云南、四川、重慶等11個(gè)省市；東北包括遼寧、吉林、黑龍江3個(gè)省份。

關(guān)于創(chuàng)新系統(tǒng)評(píng)價(jià)投入指標(biāo)，現(xiàn)有研究多集中于R&D人員與R&D經(jīng)費(fèi)指標(biāo)，也有選擇科研經(jīng)費(fèi)投入作為投入指標(biāo)。考慮到科研經(jīng)費(fèi)投入指標(biāo)易受主觀影響[25]，因此投入指標(biāo)選取萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值R&D經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出、萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值R&D人員全時(shí)當(dāng)量衡量。對(duì)于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)效率產(chǎn)出指標(biāo)，科技創(chuàng)新成果可通過(guò)專利授權(quán)數(shù)體現(xiàn)，因此選用三類專利授權(quán)數(shù)作為期望產(chǎn)出。為更好突顯水生態(tài)安全，分別從水生態(tài)安全的自然屬性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性、人文屬性3個(gè)維度進(jìn)行細(xì)化。如自然屬性選取人均水資源量表示，社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性選取環(huán)境污染治理投資總額占地區(qū)生產(chǎn)總值比重、萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值耗水量表示，人文屬性選取萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值廢水排放量、人均用水量表示，以此反映人們對(duì)水生態(tài)資源有限性的重視程度。其中，人均水資源量、環(huán)境污染治理投資總額占地區(qū)生產(chǎn)總值比重為水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)的投入變量，而人均用水量、萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值廢水排放量、萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值耗水量為水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)的非期望產(chǎn)出。以上指標(biāo)能夠充分反映產(chǎn)業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水資源使用與損耗情況。各指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)自2009—2018年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》，或通過(guò)整理獲得，具體投入產(chǎn)出指標(biāo)體系見(jiàn)表1所示。

表1 水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率投入產(chǎn)出指標(biāo)體系

3 水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率測(cè)度

3.1 效率測(cè)度

基于我國(guó)內(nèi)地30個(gè)省市水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)投入產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用產(chǎn)出導(dǎo)向下的超效率EBM-VRS模型進(jìn)行效率測(cè)度。表2為部分年份測(cè)度的創(chuàng)新系統(tǒng)綜合技術(shù)效率值。

從省際層面看，水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率均值大于1的省市有6個(gè)，其中，北京、上海、浙江處于前3名，其創(chuàng)新系統(tǒng)效率均值分別為1.190 5、1.081 5、1.054 3，處于創(chuàng)新效率前沿面?？梢园l(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新系統(tǒng)效率較高的省市基本集中于東部，即東部依托其高經(jīng)濟(jì)水平及產(chǎn)業(yè)高端化等，以及在水資源利用和水污染防治等方面擁有先進(jìn)技術(shù)且科研經(jīng)費(fèi)相對(duì)充足，因此能夠在減排控污和高效使用水資源方面取得較好效果。此外，東部地區(qū)城鎮(zhèn)化程度高，利于聚集資源與提高資源使用效率，居民文化程度高，水環(huán)境治理政策較為齊備，政府部門的水生態(tài)安全管理職責(zé)明確。對(duì)于陜西、云南、甘肅等效率偏低省份，可以發(fā)現(xiàn)，上述地區(qū)在科研經(jīng)費(fèi)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平等方面存在明顯劣勢(shì)，同時(shí)承接了來(lái)自發(fā)達(dá)省域高耗能高污染產(chǎn)業(yè)的梯度轉(zhuǎn)移。2008年陜西、甘肅水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率分別為0.610 2、0.545 3，但隨著近年來(lái)高耗能高污染產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，加劇了這些省份的水資源消耗與污染排放，導(dǎo)致創(chuàng)新補(bǔ)償效應(yīng)低于成本效應(yīng)，2017年陜西與甘肅的創(chuàng)新系統(tǒng)效率分別降低到0.451 5和0.416 0。

表2 考慮非期望產(chǎn)出的水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)綜合技術(shù)效率

圖1 2008—2017年全國(guó)及各區(qū)域水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率均值

從區(qū)域間創(chuàng)新系統(tǒng)效率情況看(見(jiàn)圖1)，研究期內(nèi)我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)總體效率處于平緩上升態(tài)勢(shì),2008—2013年在0.73～0.80之間上下波動(dòng)，2014年后呈現(xiàn)效率提升趨勢(shì)，反映出我國(guó)環(huán)境規(guī)制政策取得較好效果，水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率得到較快增長(zhǎng)。區(qū)域間水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)效率呈現(xiàn)出“東部>東北>中部>西部”的發(fā)展態(tài)勢(shì)，表現(xiàn)出明顯的階梯型分布以及差異化發(fā)展態(tài)勢(shì)。東部創(chuàng)新系統(tǒng)效率在0.95附近波動(dòng)，這是因?yàn)闁|部多數(shù)省市為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，具有優(yōu)越的區(qū)位稟賦與人才吸引政策，區(qū)域創(chuàng)新能力較強(qiáng)。2005—2016年由于經(jīng)濟(jì)下行與產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩等因素，東北3省創(chuàng)新系統(tǒng)效率出現(xiàn)驟降現(xiàn)象，隨后實(shí)施的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革逐步緩解該狀態(tài)，創(chuàng)新系統(tǒng)效率出現(xiàn)穩(wěn)步提升。中部、西部區(qū)域水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)效率低于全國(guó)平均水平，2009年西部效率值接近中部區(qū)域水平，隨后中部區(qū)域一直顯著高于西部區(qū)域，可能是中部區(qū)域開(kāi)始意識(shí)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境并重。近年來(lái)隨著東部環(huán)境規(guī)制力度不斷增強(qiáng)，高耗能高污染企業(yè)開(kāi)始向西部區(qū)域轉(zhuǎn)移，這也加劇了西部區(qū)域水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率的降低。

3.2 創(chuàng)新系統(tǒng)效率區(qū)域差距形成機(jī)理

采用泰爾(Theil)指數(shù)分解法揭示水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率區(qū)域差異形成機(jī)理，依據(jù)式(2)-式(5)測(cè)算得出2008—2017年我國(guó)30個(gè)省市創(chuàng)新系統(tǒng)效率區(qū)域差距的泰爾(Theil)指數(shù)及分解貢獻(xiàn)率。圖2展示了我國(guó)30個(gè)省市水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率差異，可以看出，各省市差距呈現(xiàn)倒U型分布，2010年上升到峰值0.081 007，這可能是由于部分省份經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活廢水等未經(jīng)嚴(yán)格處理而排放，造成水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)和不合理開(kāi)發(fā)利用，導(dǎo)致水生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞和趨于惡化。隨后2010—2013年呈現(xiàn)出較快下降，2013年后創(chuàng)新系統(tǒng)效率泰爾指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)上升后又平緩下降，2017年達(dá)到最低值0.049 564，反映出2013年后我國(guó)各省份間差距逐漸縮小，但仍存在顯著差距，這顯然不利于我國(guó)整體創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升。

圖2 我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率泰爾指數(shù)變化趨勢(shì)

將上述泰爾指數(shù)反映的總體差距進(jìn)行分解并轉(zhuǎn)換為差距貢獻(xiàn)率，見(jiàn)表3與表4所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，東部、中部、西部及東北地區(qū)間的差距與各區(qū)域內(nèi)差距貢獻(xiàn)率隨時(shí)間推移不斷變化。平均來(lái)說(shuō)，在我國(guó)水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)效率差距中，區(qū)域間貢獻(xiàn)占78.98%，區(qū)域內(nèi)貢獻(xiàn)占21.02%。可以看出，區(qū)域間差距是造成我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)整體效率差距的主要方面。從動(dòng)態(tài)視角看，區(qū)域間差距的貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)“先上升，后下降”的倒U型變化趨勢(shì)，2008—2012年區(qū)域間差距貢獻(xiàn)率由76.16%上升至84.98%，隨后逐漸下降至2017年的72.64%，但占比一直維持在72%以上?？傮w而言，區(qū)域間差距成為影響我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)整體效率差距的主要方面。

從各區(qū)域內(nèi)省市差距角度分析，可以發(fā)現(xiàn)，各區(qū)域內(nèi)差距貢獻(xiàn)率相對(duì)穩(wěn)定。如西部區(qū)域內(nèi)差距貢獻(xiàn)率由2008年的10.94%上升到2017年的15.62%，呈現(xiàn)出波浪式上升態(tài)勢(shì)，除個(gè)別年份外其差距貢獻(xiàn)率均高于其它區(qū)域。東北區(qū)域內(nèi)差距貢獻(xiàn)率最低，由2008年的0.39%逐步上升到2017年的0.47%，期間出現(xiàn)一定程度波動(dòng)，2011年降低至最低值0.10%，隨后的2012—2017年呈現(xiàn)平穩(wěn)上升，這與近年?yáng)|北3省內(nèi)創(chuàng)新系統(tǒng)效率差距逐漸擴(kuò)大的現(xiàn)實(shí)相符。東部區(qū)域內(nèi)差距貢獻(xiàn)率由2008年的11.67%下降到2017年的9.39%，呈現(xiàn)波動(dòng)式下降態(tài)勢(shì)。中部區(qū)域內(nèi)各省市差距呈現(xiàn)U型發(fā)展態(tài)勢(shì)，2017年達(dá)到最大值1.88%?？傮w而言，西部區(qū)域各省市差距貢獻(xiàn)率均值為10.70%，遠(yuǎn)高于其它區(qū)域內(nèi)部差距，表明西部區(qū)域內(nèi)差距是影響總體差距的另一個(gè)主要因素。這可能是由于西部各省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、基礎(chǔ)設(shè)施、科技投入等方面存在顯著差距，諸如西部既包括經(jīng)濟(jì)與科技相對(duì)發(fā)達(dá)的省份四川、重慶等，但也擁有如青海、甘肅等欠發(fā)達(dá)省份。各省份在創(chuàng)新投入力度上差距較大，區(qū)域內(nèi)水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)效率也出現(xiàn)較大差距。東部區(qū)域內(nèi)各省份差距是影響總體差距的第二大重要因素，在總體差距占比中始終維持在6.58%～11.67%之間，而中部、東北區(qū)域內(nèi)的省市差距貢獻(xiàn)率較低且波動(dòng)較為平緩。其中，中部區(qū)域內(nèi)的省市差距貢獻(xiàn)率始終保持在0.53%～1.88%之間，而東北3省差距貢獻(xiàn)率基本保持在0.10%～0.47%之間。

綜上可知，縮小區(qū)域間差距和西部、東部區(qū)域內(nèi)省市差距是在我國(guó)水生態(tài)安全下優(yōu)化與提升創(chuàng)新系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。

表3 2008-2017年水生態(tài)安全創(chuàng)新系統(tǒng)效率泰爾指數(shù)值

4 水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)影響因素

4.1 變量選擇與數(shù)據(jù)來(lái)源

為更好地了解創(chuàng)新系統(tǒng)效率差距形成機(jī)制，有必要對(duì)其典型影響因素進(jìn)行實(shí)證分析。在水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率影響因素眾多，結(jié)合已有研究并基于數(shù)據(jù)可獲得性，采納以下典型影響因素，具體指標(biāo)選取如下：①地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，以各地區(qū)人均實(shí)際GDP衡量。為減少異方差帶來(lái)的負(fù)面影響，采用對(duì)數(shù)化處理后引入回歸方程；②產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，選用各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在總產(chǎn)值中占比經(jīng)加權(quán)計(jì)算后的結(jié)果衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平，三次產(chǎn)業(yè)權(quán)重分別為1、2、3；③教育水平，以各階段受教育人數(shù)比重乘以相應(yīng)權(quán)重衡量各省市教育水平，將各省市文盲、小學(xué)、初中、高職、大專及以上教育程度分別賦值0、6、9、12、16；④水資源稟賦，以各省市人均水資源擁有量衡量；⑤城鎮(zhèn)化水平，以城鎮(zhèn)人口占區(qū)域人口比重衡量；⑥外商直接投資，選用各省市外商投資額的對(duì)數(shù)衡量；⑦對(duì)外開(kāi)放度，選取進(jìn)出口額占GDP比重衡量；⑧技術(shù)進(jìn)步，選用各省市R&D投入強(qiáng)度衡量。上述變量指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要源于2009-2018年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》、Wind資訊，個(gè)別缺失數(shù)據(jù)采用估算法補(bǔ)充。

4.2 回歸分析

遵循兩階段分析思路，以2008-2017年我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率作為被解釋變量，以各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、教育水平、水資源稟賦、城鎮(zhèn)化水平、外商直接投資、對(duì)外開(kāi)放度、技術(shù)進(jìn)步等8個(gè)指標(biāo)作為解釋變量，建立面板計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，考察創(chuàng)新系統(tǒng)效率影響因素的作用路徑及強(qiáng)度。由于回歸方程被解釋變量值均大于0，為受限因變量，因此構(gòu)建受限因變量Tobit回歸模型進(jìn)行影響機(jī)制研究。

采用Stata 15.1對(duì)以上變量數(shù)據(jù)進(jìn)行Tobit回歸分析，回歸結(jié)果見(jiàn)表5所示。

依據(jù)表5回歸結(jié)果，各影響因素分析如下：

(1)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)效率具有正向影響，回歸模型系數(shù)為0.038 853且通過(guò)5%水平下的顯著性檢驗(yàn)。即在其它因素不變情況下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平每提高1個(gè)單位，水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率將會(huì)提升0.038 853個(gè)單位。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)，其節(jié)水減排設(shè)備與技術(shù)更先進(jìn)，能夠有效降低非期望產(chǎn)出。同時(shí)，企業(yè)和政府在水污染治理方面的資金相對(duì)充足，從而使得水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率處于前沿水平。

表5 面板Tobit回歸結(jié)果

(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平提高對(duì)促進(jìn)我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升具有顯著的積極作用，其回歸系數(shù)為0.070 113，表明每提升1個(gè)單位產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平將會(huì)促進(jìn)創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升0.070 113個(gè)單位，且通過(guò)1%水平下的顯著性檢驗(yàn)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平不斷提高說(shuō)明農(nóng)業(yè)及工業(yè)比重逐漸降低，第三產(chǎn)業(yè)比例增大及產(chǎn)業(yè)層次不斷優(yōu)化，相應(yīng)地，用水結(jié)構(gòu)也因此發(fā)生轉(zhuǎn)變，高耗水高污染的低端產(chǎn)業(yè)減少。第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好也能側(cè)面反映出地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新水平提高，因此也將帶動(dòng)創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升。

(3)教育水平提高有助于促進(jìn)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升，其作用系數(shù)為0.064 829且通過(guò)1%水平下的顯著性檢驗(yàn)。這表明隨著受教育年限增加，人們的文化素質(zhì)不斷提高，知識(shí)儲(chǔ)備更加豐富，因此能夠逐步形成良好的生態(tài)安全意識(shí)，從而促進(jìn)區(qū)域水生態(tài)下創(chuàng)新系統(tǒng)效率逐步提升。

(4)水資源稟賦會(huì)阻礙水資源創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升，回歸系數(shù)為負(fù)，且通過(guò)10%水平下的顯著性檢驗(yàn)。水資源稟賦也即人均水資源擁有量，水資源充沛地區(qū)的節(jié)水意識(shí)相對(duì)薄弱，而水資源相對(duì)匱乏的省市會(huì)比較注重提高水資源利用率及節(jié)水技術(shù)研究，這間接反映出水資源稟賦會(huì)在一定程度上阻礙水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升。

(5)城鎮(zhèn)化水平與水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)存在正相關(guān)性，其作用系數(shù)為0.001 916。城鎮(zhèn)化水平提升會(huì)促進(jìn)城市管理體系完善，水污染預(yù)防治理體系也更為健全。具有較高城鎮(zhèn)化水平的地區(qū)往往擁有較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，對(duì)專業(yè)型人才吸引力較大，更加注重科研創(chuàng)新投入，因此水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率也較高。

(6)外商直接投資對(duì)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)具有積極作用。外商直接投資每提升1個(gè)單位，將會(huì)帶動(dòng)創(chuàng)新系統(tǒng)效率提高0.002 894個(gè)單位，且通過(guò)10%顯著性水平檢驗(yàn)。外商直接投資有利于積累大量先進(jìn)技術(shù)與管理理念，同時(shí)，促進(jìn)高技術(shù)人才資源集聚與管理水平提高。因此，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展期內(nèi)外商直接投資對(duì)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升具有重要貢獻(xiàn)。

(7)對(duì)外開(kāi)放度的非線性作用。對(duì)外開(kāi)放度對(duì)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率的作用系數(shù)為-0.034 024，但未通過(guò)10%的顯著性水平檢驗(yàn)。一般而言，對(duì)外開(kāi)放度提升有利于引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備，創(chuàng)新系統(tǒng)效率值理應(yīng)表現(xiàn)較佳，但回歸結(jié)果中對(duì)外開(kāi)放度的作用系數(shù)為負(fù)，很大程度上是由于對(duì)外開(kāi)放度對(duì)創(chuàng)新系統(tǒng)影響具有非線性影響。隨著對(duì)外開(kāi)放度不斷提高，會(huì)出現(xiàn)發(fā)達(dá)地區(qū)向欠發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行低端產(chǎn)業(yè)梯度轉(zhuǎn)移，隨即帶來(lái)更多高污染企業(yè)進(jìn)入，導(dǎo)致創(chuàng)新補(bǔ)償效應(yīng)不及成本效應(yīng)，致使創(chuàng)新系統(tǒng)效率降低。

(8)研發(fā)投入的促進(jìn)作用。以增加R&D經(jīng)費(fèi)投入為代表的技術(shù)進(jìn)步能夠顯著促進(jìn)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提高，回歸系數(shù)為0.110 394且通過(guò)1%的顯著性水平檢驗(yàn)，這表明技術(shù)進(jìn)步能夠帶來(lái)明顯的創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升。R&D經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度提升能夠帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，特別是短期內(nèi)引入先進(jìn)節(jié)水設(shè)施和技術(shù)，能夠長(zhǎng)期促進(jìn)節(jié)水和水污染防治領(lǐng)域的技術(shù)革新。因此，加大研發(fā)投入能夠有效提升創(chuàng)新系統(tǒng)效率。

5 結(jié)論與對(duì)策建議

在梳理現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用EBM-Tobit對(duì)我國(guó)水生態(tài)安全創(chuàng)新系統(tǒng)效率進(jìn)行兩階段分析。第一階段，采用非期望超效率EBM模型測(cè)算2008—2017年我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率，并借助泰爾指數(shù)法對(duì)區(qū)域差異結(jié)構(gòu)性原因進(jìn)行分析；第二階段，借助Tobit模型對(duì)典型影響因素作用路徑及強(qiáng)度進(jìn)行估計(jì)檢驗(yàn)。研究表明：水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率呈現(xiàn)東部>東北>中部>西部的階梯式分布，區(qū)域間表現(xiàn)出差異化發(fā)展態(tài)勢(shì)；我國(guó)各省市間水生態(tài)下安全創(chuàng)新系統(tǒng)效率差距逐漸縮小，但仍然顯著，不利于我國(guó)整體創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升。區(qū)域間差距和東部、西部區(qū)域內(nèi)差距是我國(guó)縮小創(chuàng)新系統(tǒng)效率差距的關(guān)鍵點(diǎn)；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、教育水平、外商直接投資、技術(shù)進(jìn)步變量對(duì)創(chuàng)新系統(tǒng)效率具有不同程度的促進(jìn)作用，而水資源稟賦、對(duì)外開(kāi)放度對(duì)其存在負(fù)向影響。基于以上研究結(jié)論，提出以下對(duì)策建議：

(1)因地制宜實(shí)施創(chuàng)新系統(tǒng)政策，避免政策“一刀切”。鑒于我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率呈現(xiàn)階梯式分布，且區(qū)域間表現(xiàn)出差異化發(fā)展態(tài)勢(shì)，對(duì)此，為保障政策實(shí)施的可行性，需依據(jù)各區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)效率特征匹配相應(yīng)的政策措施。西部地區(qū)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率值僅為0.646 1，且創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升平緩。這意味著西部區(qū)域應(yīng)該注重學(xué)習(xí)水資源利用先進(jìn)技術(shù)與管理理念，同時(shí)在承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)確保生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)并重。東北區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)效率值為0.800 4，遠(yuǎn)落后于東部地區(qū)，因此東北區(qū)域應(yīng)積極優(yōu)化與調(diào)整現(xiàn)階段發(fā)展方向，著力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)與經(jīng)濟(jì)質(zhì)量發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升。東部區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)效率值為0.953 1，雖處于發(fā)展前沿面，但考慮到其耗水量占比最大，因此需在注重社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)進(jìn)一步推進(jìn)節(jié)水措施和激勵(lì)機(jī)制規(guī)范化。

(2)落實(shí)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略。在我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率總體差距中，區(qū)域間與區(qū)域內(nèi)貢獻(xiàn)率分別為78.98%、21.02%，且東部、西部區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新系統(tǒng)效率差距貢獻(xiàn)率分別為9.15%、10.70%。這意味著要縮小我國(guó)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率的區(qū)域差異，省域間應(yīng)在水生態(tài)安全管理方面打破行政壁壘，尤其是跨省、跨地市重要江河流域的行政部門。地區(qū)間應(yīng)注重深化區(qū)域交流與合作，實(shí)現(xiàn)水資源先進(jìn)技術(shù)交流與共享，促進(jìn)水生態(tài)安全創(chuàng)新技術(shù)的全流域分享與創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。此外，考慮到東部、西部區(qū)域內(nèi)各省市水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率存在顯著差距，東部、西部地區(qū)應(yīng)避免區(qū)域內(nèi)優(yōu)勢(shì)省份對(duì)劣勢(shì)省份的“虹吸現(xiàn)象”，切實(shí)把握省際創(chuàng)新系統(tǒng)效率的協(xié)同發(fā)展。

(3)著力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，全面實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)對(duì)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升的作用系數(shù)分別為0.110 394、0.070 113，且均通過(guò)1%的顯著性水平檢驗(yàn)。這表明技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)是促進(jìn)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升的主要?jiǎng)恿?。政府?yīng)加大綠色技術(shù)創(chuàng)新補(bǔ)貼力度，加快新舊產(chǎn)能轉(zhuǎn)換，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)企業(yè)通過(guò)前沿追趕和突破技術(shù)瓶頸實(shí)現(xiàn)技術(shù)梯度進(jìn)步。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)積極嵌入全球價(jià)值鏈，通過(guò)價(jià)值鏈攀升加快向前沿技術(shù)靠攏。這就意味著需要對(duì)高質(zhì)量產(chǎn)出、低污染排放的新興產(chǎn)業(yè)予以扶持，激勵(lì)企業(yè)進(jìn)行節(jié)水減排技術(shù)革新，對(duì)現(xiàn)行排污制度再設(shè)計(jì)，促使企業(yè)形成持續(xù)的內(nèi)生動(dòng)力，最終實(shí)現(xiàn)政策倒逼技術(shù)創(chuàng)新，降低非期望產(chǎn)出，從根本上改善水生態(tài)環(huán)境。

(4)加強(qiáng)政府規(guī)劃的指導(dǎo)作用。第一，政府部門應(yīng)健全水資源論證制度，對(duì)于不符合水資源管理制度的產(chǎn)業(yè)計(jì)劃一票否決。通過(guò)對(duì)外開(kāi)放度的作用效果可以看出，各政府部門應(yīng)避免出現(xiàn)對(duì)外開(kāi)放度不斷提升下發(fā)達(dá)地區(qū)將低端產(chǎn)業(yè)向欠發(fā)達(dá)地區(qū)擴(kuò)散，從而造成創(chuàng)新補(bǔ)償效應(yīng)不及成本效應(yīng)的問(wèn)題。另外還要強(qiáng)化水資源用途監(jiān)管力度，將水生態(tài)安全納入黨政干部政績(jī)考核；第二，教育水平對(duì)水生態(tài)安全下創(chuàng)新系統(tǒng)效率提升具有顯著正向作用，這意味著政府部門應(yīng)加大人力資本投入力度，提升高技術(shù)專業(yè)型人才產(chǎn)出。同時(shí)，加強(qiáng)治污減排新技術(shù)研發(fā)，為水生態(tài)安全下系統(tǒng)發(fā)展創(chuàng)造良好條件；第三，應(yīng)針對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)等高耗水產(chǎn)業(yè)推行先進(jìn)節(jié)水技術(shù)，提高用水效率，降低用水損耗；第四，由于水資源稟賦對(duì)水生態(tài)安全下的創(chuàng)新系統(tǒng)效率呈現(xiàn)出負(fù)向影響，因此應(yīng)切實(shí)推進(jìn)節(jié)水立法，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)安全保護(hù)的內(nèi)生動(dòng)力與外在動(dòng)力。