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中国水情分析研究报告

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2020年4月19日
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中国水情分析研究报告
第5期（总第57期）
水规总院水利规划与战略研究中心 1月24日

中国水资源的相对稀缺日益加剧
-----每吨工业用水对工业增加值的边际效应迅速增长

陈锡康 教授
杨翠红 许健 博士
（中国科学院数学与系统科学研究院）

中国是一个人均水资源十分紧缺的国家，人均水资源量仅为世界人均水资源量的1/4左右。随着经济的快速发展、人口数量的增加和城市化的推进，对水资源的需求量迅速增加。由于供水量的增加受水资源量的限制，水资源短缺已经成为制约中国经济快速增长和人民生活水平提高的一个关键因素。
表1是中国1952年到1999年国内生产总值和工业用水量的数值及增长情况。
从表1能够看到，中国1952-1980年期间，即改革开放以前，水资源开发和利用的潜力很大，随着经济的快速增长，总用水量1952年为1346亿吨，1980年为4437亿吨。28年期间总用水量增加3091亿吨，年平均增加用水量110亿吨，年平均增长速度为4.37%，用水量增长对GDP增长的弹性系数为0.7, 即

中国1952年到1999年国内生产总值和工业用水量
表1 的数值及增长情况
年 份
国内生产总值（GDP）亿元，当年价格
GDP指数
1952=100
不变价格
总用水量
亿立方米
总用水量对GDP的弹性 系数
1952
679.0
100.0
1346

1965
1716.1
214.1
2744

1980
4517.8
546.8
4437

1993
34634.4
1880.0
5198

89403.6
3482.7
5498

1952-1965平均
年增长速度（%）

6.03

5.67

0.94
1965-1980平均
年增长速度（%）

6.45

3.26
0.50
1980-1993平均
年增长速度（%）

9.97

1.23

0.12
1993- 平均
年增长速度（%）

9.21

0.80

0.09
1952-1980平均
年增长速度（%）

6.26

4.37

0.70
1980- 平均
年增长速度（%）

9.70

1.08

0.11

GDP增长1%,总用水量增长0.7%。1980年以后，由于水资源开发和利用的规模已经比较大，增加用水量的潜力远较1980年以前为小，因此尽管1980年到 期间GDP的年平均增长速度（9.70%）较1952-1980年期间（6.26%）为高，但总用水量的年平均增长量和增长速度则大幅度减少。1980到 总用水量年平均增加量为53亿吨，年平均增长速度降为1.08%，总用水量增长对GDP增长的弹性系数降为0.11，即GDP增长1%，总用水量仅增长0.11%。从图2更能明显地看出这种趋势。1952至1965年间总用水量对GDP的弹性系数为0.94，1965-1980年间迅速降为0.50，下降了将近一倍。而1980-1993年间的弹性系数仅相当于1965-1980年间的五分之一。实际上，90年代初水资源稀缺的问题已经比较突出，因此1993年至 间，其对GDP的弹性系数下降速度有所减缓。

100

图1 中国1952- GDP和总用水量指数

图2 中国1952- 间总用水量对GDP的弹性系数

工业用水量与工业增加值的增长情况也基本相同，表2是中国1952到 工业增加值和工业用水量的数值和增长情况。

表2： 中国1952- 工业增加值和工业用水量增
年 份
工业增加值亿元，当年价格
工业增加值指数1952=100，
不变价格
工业用水量
亿立方米
工业用水量对工业增加值的弹性系数
1952
119.8
100.0
46

1965
546.5
492.0
181

1980
1996.5
2073.7
457

1993
14143.8
8597.1
906

39570.3
18971.1
1139

1952-1965平均年增长速度（%）

13.04

11.11

0.85
1965-1980平均年增长速度（%）

10.07

6.37
0.63
1980-1993平均年增长速度（%）

11.56

5.41

0.47
1993- 平均年增长速度（%）

11.97

3.32

0.28
1952-1980平均年增长速度（%）

11.44

8.55

0.75
1980- 平均年增长速度（%）

11.70

4.67

0.40

从表2能够看出，中国1952-1980年期间工业增加值年平均增长速度为11.44%，而工业用水量也迅速增长，年平均用水量由1952年的46亿吨增长到1980年的457亿吨，年平均增长速度为8.55%，工业用水量增长对工业增加值增长的弹性系数为0.75，即工业增加值增长1%，工业用水量增长0.75%；1980年到 ，工业增加值年平均增长速度（11.7%）略较1980年以前为快，而工业用水量增长则较过去为慢，年平均增长量为34亿吨，年平均增长速度为4.67%，相应的弹性系数降为0.40，特别是1993- ，工业用水量年平均增长量为33亿吨，年平均增长速度为3.22%，相应的弹性系数为0.28。

100

图3 中国1952- 工业增加值和工业用水量指数

图4 中国1952- 间工业用水量对工业增加值的弹性系数
图4表明了1952- 间工业用水量对工业增加值的弹性系数。从图4能够看到，工业用水量对工业增加值的弹性系数呈现直线下降的趋势，这一方面表明工业各个部门用水效率的提高，同时也进一步说明了水资源的相对紧缺。为计算工业用水量增加对工业增加值和工业总产值的边际效应，我们构造了一系列的以三个变量超越对数生产函数为主的回归方程。主要的方程为：
1. LnY=1.92654*LnK-1.44373*LnW+0.25504*(LnW)2-0.16130*LnK*LnW
(24.0743) (-10.3248) (9.2047) (-9.9523)
R2=0.9996 F=30002
其中括号内数据为t检验值，下同。
2. LnVA=-2.00082+2.02325*LnK-1.12535*LnW+0.27186*(LnW)2-0.20379*LnK*LnW
(-4.6685) (7.3456) (-3.2045) (3.6779) (-4.1141)
R2=0.9999 F=6530
3. Y=-7222.38775+0.83560*K+26.54450*W+5896.28324*D
(-1.4039) (10.7798) (2.3258) (1.3328)
R2=0.99931 F=1920 D=Dummy Viable (1978年前为1)
4. LnY=1.37066*LnK+0.07223*(LnW)2-0.12945*LnK*LnW-0.04533*LnL*lnW+
(112.3331) (13.2584) (-22.2316) (-17.4803)
+0.00755*Lnk*LnL*LnW
(23.5399)
R2=0.9999 F=113771
在上述过程中，Y表示工业总产值，VA代表工业增加值，K表示工业占用的资本数额（包括固定资产和流动资金），L表示工业从业人数，W表示工业用水量。为消除价格影响，Y，VA，K均按照1999年价格计算。
从相关系数和F检验值能够看出，上述各方程非常显著，而且都有较高的拟合度，相关系数均在0.99以上。对上述各方程求用水量的一阶导数，即可求出每吨工业用水量增加对工业增加值和工业总产值的边际效应（边际影响)，综合各方程的计算结果，求出平均值（见表3）。
从表3能够看出，中国1949年到1999年每吨工业用水对工业增加值（工业总产值）的边际效应单调上升，1949年为0.93元，

工业用水量增加对工业增加值和工业总产值
表3 的边际效应（边际影响) 单位：元

增加1吨工业用水对工业
增加值的边际影响
增加1吨工业用水对工业
总产值的边际影响
1949
0.93
2.68
1959
1.42
3.91
1965
3.60
9.25
1980
5.38
14.10
1993
7.29
24.96
1994
8.03
29.12
1995
8.20
30.49
1996
8.65
29.63
1997
8.65
30.36
1998
8.65
30.86
1999
8.93
32.20
1993-1999平均
8.35
29.66

1965年为3.60元，1980年为5.38元，1993年上升到7.29元，1999年为8.93元。1993-1999年平均为8.35元。这里我们要加以说明，以上计算结果仅说明在上述过程的结构下每吨工业用水对工业增加值的边际效应，并不表示每吨水的价格就等于8.35。利用不同形式的回归方程所得到的边际影响数值虽不相同，可是随着时间的推移，工业用水的边际效应却都是日益增加的，这反映出相对于经济发展来说，中国水资源日益紧缺的现实，值得我们高度重视。
预计在21世纪的前20年中国的国内生产总值年平均增长速度可能为7%左右，工业增加值的年平均增长速度可能达到8%左右，也就是说2020年中国的GDP可能等于 的387%，工业增加值可能等于 的467%。预计中国的总用水量和工业用水量将只能有小幅度的增加，预计总用水量和工业用水量的年平均增长速度将小于0.4%。由于水资源严重短缺，21世纪前20年工业用水量的边际效应将远较1999年为高，在水利基建投资中增加供水工程的投入量和投入比重是提高水利投资效应的重要途径。

发送:部领导、总工，国务院发展研究中心，国家计委有关司局，部机关各司局，各流域机构 ，各省（市、区）水利（水电）厅（局），有关规划、设计、科研单位和高等院校。
水利规划与战略研究中心编印 共印260份