中国城镇化与经济增长及用水变化的时空耦合关系

　　摘要：中国的快速城镇化进程伴随着经济总量与用水总量的持续增长以及严重的城市缺水危 机，然而三者之间的定量关系及内在机理尚不完全清楚。本文构建了城镇化驱动经济与用水 增长的完全分解模型，定量测度了中国以及31个省级行政区1997-2011年城镇化过程对经济增 长与用水变化的驱动效应。

　　结果表明：① 中国城镇化对经济增长的综合贡献率长期稳定在 30%左右，经济增长60%以上依赖于生产效率的提高，因此应适当弱化“城镇化是经济增长主 要动力”的理念；② 中国城镇化虽然通过拉动经济增长增加用水2352×108 m3 ，但通过优化产 业结构和提高用水经济效率减少用水4530×108 m3 ，中国用水增长的原因是由于人口和经济规 模效应而不是城镇化效应；③ 中国东中部的人口和经济大省且处于城镇化加速阶段的，城镇 化拉动经济并造成用水增长的作用大，但减量效应也大，而且均呈逐年增长趋势，最终城镇 化对用水的综合驱动以减量效应为主，而且在时空变化上的差异相对缩小；④ 城镇化虽有助 于减少全国或较大范围区域的用水总量，但会导致城镇建成区或城市群地区的缺水危机，因此应尽快建立并完善城乡之间 (或城镇化水平较高与较低地区之间) 的水资源流转机制与补偿 机制。 关键词：城镇化；经济增长；水资源利用；时空耦合；完全分解模型；省际差异；

　　1 引言 城镇化是指农村人口不断向城镇转移，第二、三产业不断向城镇集聚，从而使城镇数 量增加，城镇人口、经济、建设用地、社会消费等的规模不断扩大的过程，一般包括人口 城镇化、经济城镇化、空间城镇化和社会城镇化等过程[1] 。其中，人口城镇化是其最基本 和最核心的内涵，它直接推动经济城镇化过程并引发了空间城镇化和社会城镇化过程，进 而使各种城镇化过程交互耦合在一起。国内外地理学、经济学、人口学和社会学等各个领 域的学者都对城镇化进行了广泛而深入的研究[2] 。尤其是进入新世纪以来，随着人口和经 济规模逐渐接近或超过水资源承载力，中国城镇化、经济增长与水资源可持续利用关系的 研究也成为热点。部分学者认为，城镇化是经济增长的引擎和主要推力[3] ，城镇化与经济 增长带来的水资源需求增长是导致水危机的主要原因[4-5] ，而且水危机的严重性可能超过了 耕地减少带来的危机[6] 。而部分学者认为，城镇化不一定是经济发展的直接动力源[7] ，城 市或大城市的增长可能会降低农村或中小城镇的增长[8] ；同时，通过城镇化发展阶段与水 资源开发利用阶段的关系以及用水与经济发展的关系研究[9-11] ，揭示了用水零增长规律， 一定程度上减轻了人们对水危机的担忧。在中国，从改革开放初期的1980年到2011年， 人口城镇化水平由 19.4%提高到 51.3%，非农经济占 GDP 的比重从 69.9%提高到 90.0%，GDP由4.5×1011元增加到83.1×1011元 (1980年价)，社会经济用水总量由4437×108 m3 增加到 5965×108 m3 。相关统计分析表明：城镇化水平与经济发展水平呈对数曲线关系[12] ，用水总 量与经济发展水平呈幂函数关系[13] ，城镇化水平与用水总量呈对数增长关系[14] 。但相关机 理研究表明：城镇化对水资源系统具有胁迫和优化的双重作用，水资源利用对城镇化也具 有支撑和约束的双重功效，二者并不一定是正向关系[15] 。

　　而且，许多国家和地区的实践表 明：即使城镇化水平不再提高甚至下降，经济同样可以继续增长；即使城镇化水平和经济 总量以较快速度增长，用水总量也可缓慢增长或负增长。此外，部分典型研究区的测算表 明：人口—经济城镇化水平的提高可能抑制用水总量增长[16-17] 。

　　可见，城镇化、经济增 长、用水增长之间不一定是必然的因果关系。在中国快速城镇化阶段，城镇化对经济与用 水增长的贡献究竟是正是负？正负贡献究竟有多大？在中国不同时空范围内变动规律是否 一致？诸如此类问题，亟需科学解答。为此，本文构建了城镇化驱动经济与用水增长的完 全分解模型，定量测度了1997-2011年全国以及31个省级行政区 (不包括港、澳、台) 城 镇化对经济与用水增长的驱动效应，旨在从全国和省际层面，定量揭示城镇化过程与经济 增长及用水变化的关系，为科学认识水资源利用的驱动因素及变动机制提供依据。

　　2 研究方法与数据来源 2.1 城镇化驱动经济与用水增长的完全分解模型 完全和非完全分解模型都是确定驱动因素的重要方法，其具体算法均有多种[18] 。其 中，完全分解模型是一种完全消除残差影响的因素分解方法，已在能源、生态环境、水资 源领域得到了一定范围的应用[16-21] 。鲍超在借鉴上述模型原理的基础上，引用Sun提出的 无残差项因素分解模型[19] ，构建了城镇化驱动用水变化的完全分解模型，以张掖市为例， 将人口增长、人口城镇化 (人口结构变动过程)、经济增长、经济城镇化 (经济结构变动过 程) 等作为水资源利用的影响因素进行了分解[16] 。但在该模型中，仅将人口和经济城镇化 作为两个独立过程，分别测算了人口和经济城镇化对用水总量变化的直接影响。实际上， 人口和经济城镇化是一个交互耦合的综合过程，除直接影响用水总量变化外，还通过影响 经济增长、用水效率变化对用水总量产生间接影响。因此，对该模型进一步改进如下： 将经济总量 (E) 的变化看作是人口规模 (P)、人口城乡结构 (以城镇和农村人口分别 占总人口的比例Si表示) 和人均GDP (以城镇和农村人均地区生产总值Ii表示) 这三种因素 共同作用的结果，即经济总量的变化可分解为人口规模效应 (Peff)、人口结构效应 (Seff) 和 人均经济效率效应 (Ieff) 等三种不同的驱动效应：