地理学报 ›› 2020, Vol. 75 ›› Issue (5): 1022-1035.doi: 10.11821/dlxb202005010
孙才志1, 马奇飞2,3, 赵良仕1
收稿日期:
2018-03-29
修回日期:
2020-04-03
出版日期:
2020-05-25
发布日期:
2020-07-25
作者简介:
孙才志(1970-), 男, 山东烟台人, 教授, 博士生导师, 主要从事水资源经济与海洋经济研究。E-mail: suncaizhi@lnnu.edu.cn
基金资助:
SUN Caizhi1, MA Qifei2,3, ZHAO Liangshi1
Received:
2018-03-29
Revised:
2020-04-03
Published:
2020-05-25
Online:
2020-07-25
Supported by:
摘要:
遵循“以人文本”的绿色发展理念,综合考虑水资源利用的经济、社会及环境效益,运用地理加权回归模型,综合选取自然、社会经济、环境、科技四大因素共19个指标,测度2000—2016年中国水资源绿色效率,并对其驱动机理进行探究。结果表明:中国水资源绿色效率存在着显著的空间正相关性和空间分布不均衡性;各因素对水资源绿色效率的影响存在着空间差异,且随着时间而变化;总体来看,产业结构、工农业发展水平、交通基础设施建设、环保投入和科技转化率等因素对中国水资源绿色效率的提高具有显著影响,人均水资源量、人口规模和污染物排放等因素的增加则限制了水资源绿色效率的提高;就其空间差异而言,水资源禀赋、人口规模等因素对西部地区水资源绿色效率的促进作用大于东部,而产业结构、用水结构、交通基础设施建设等因素对水资源绿色效率的影响程度东部大于西部。研究结果对于解决中国水资源短缺问题,因地制宜地制定适合各地区发展的水资源政策,具有重要的实际意义。
孙才志, 马奇飞, 赵良仕. 基于GWR模型的中国水资源绿色效率驱动机理[J]. 地理学报, 2020, 75(5): 1022-1035.
SUN Caizhi, MA Qifei, ZHAO Liangshi. Analysis of driving mechanism based on a GWR model of green efficiency of water resources in China[J]. Acta Geographica Sinica, 2020, 75(5): 1022-1035.
表1
影响水资源绿色效率的变量指标及描述
因素分类 | 变量描述 | 解释变量 |
---|---|---|
自然因素 | 水资源禀赋 | 人均水资源量(m3) |
降水量(mm) | ||
社会经济因素 | 经济水平 | 人均GDP(元) |
产业结构 | 第三产业比重(%) | |
三产劳均增加值(万元) | ||
工业发展水平 | 规模以上工业企业主要产品利润率(%) | |
农业发展水平 | 谷物单位面积产量(kg/hm2) | |
人口规模 | 总人口(亿人) | |
人口素质 | 平均受教育年限(a) | |
用水结构 | 工业用水比重(%) | |
农业用水比重(%) | ||
对外开放程度 | 外商直接投资(亿元) | |
交通基础设施 | 单位面积交通里程(km/km2) | |
环境因素 | 污染程度 | COD排放总量(万t) |
污水处理 | 城市污水处理率(%) | |
环保投入 | 污染治理投资占地方预算百分比(%) | |
科技因素 | 科技成果 | 万人专利授权数(件) |
科技转化率 | 科技市场成交额(亿元) | |
科技投入 | R&D经费投资总额(亿元) |
表2
中国水资源绿色效率测度结果
地区 | 2000 | 2002 | 2004 | 2006 | 2008 | 2010 | 2012 | 2014 | 2016 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
北京 | 1.007 | 0.916 | 0.883 | 1.006 | 0.884 | 1.031 | 1.023 | 0.964 | 1.043 |
天津 | 1.035 | 1.003 | 1.003 | 1.004 | 0.986 | 0.940 | 0.955 | 0.895 | 1.016 |
河北 | 0.194 | 0.192 | 0.185 | 0.186 | 0.187 | 0.182 | 0.175 | 0.177 | 0.182 |
山西 | 0.497 | 0.513 | 0.506 | 0.511 | 0.421 | 0.387 | 0.345 | 0.311 | 0.298 |
内蒙古 | 1.015 | 0.848 | 0.464 | 0.421 | 0.372 | 0.363 | 0.336 | 0.307 | 0.309 |
辽宁 | 0.669 | 0.644 | 0.532 | 0.512 | 0.446 | 0.366 | 0.378 | 0.346 | 0.337 |
吉林 | 0.732 | 0.541 | 0.475 | 0.466 | 0.382 | 0.343 | 0.331 | 0.312 | 0.312 |
黑龙江 | 0.375 | 0.391 | 0.392 | 0.397 | 0.393 | 0.348 | 0.347 | 0.333 | 0.317 |
上海 | 0.718 | 0.701 | 0.794 | 0.860 | 0.953 | 0.969 | 1.010 | 0.883 | 1.125 |
江苏 | 0.254 | 0.266 | 0.266 | 0.288 | 0.278 | 0.251 | 0.251 | 0.261 | 0.288 |
浙江 | 0.460 | 0.494 | 0.460 | 0.435 | 0.402 | 0.414 | 0.388 | 0.379 | 0.417 |
安徽 | 0.241 | 0.263 | 0.257 | 0.249 | 0.260 | 0.271 | 0.234 | 0.208 | 0.210 |
福建 | 0.383 | 0.429 | 0.422 | 0.479 | 0.470 | 0.400 | 0.374 | 0.370 | 0.350 |
江西 | 0.362 | 0.325 | 0.291 | 0.277 | 0.262 | 0.260 | 0.257 | 0.248 | 0.254 |
山东 | 0.371 | 0.248 | 0.182 | 0.197 | 0.201 | 0.179 | 0.167 | 0.170 | 0.178 |
河南 | 0.145 | 0.150 | 0.144 | 0.142 | 0.132 | 0.127 | 0.120 | 0.121 | 0.115 |
湖北 | 0.274 | 0.275 | 0.272 | 0.278 | 0.275 | 0.261 | 0.239 | 0.234 | 0.244 |
湖南 | 0.332 | 0.267 | 0.227 | 0.226 | 0.236 | 0.207 | 0.184 | 0.184 | 0.194 |
广东 | 0.338 | 0.376 | 0.553 | 0.817 | 0.947 | 1.010 | 0.573 | 0.297 | 0.242 |
广西 | 0.298 | 0.324 | 0.304 | 0.285 | 0.267 | 0.251 | 0.221 | 0.226 | 0.230 |
海南 | 0.991 | 0.970 | 0.903 | 0.893 | 0.920 | 0.883 | 0.666 | 0.595 | 0.586 |
重庆 | 1.009 | 0.548 | 0.434 | 0.464 | 0.447 | 0.456 | 0.447 | 0.449 | 0.452 |
四川 | 0.665 | 0.689 | 0.454 | 0.572 | 0.282 | 0.264 | 0.290 | 0.230 | 0.210 |
贵州 | 0.319 | 0.293 | 0.272 | 0.275 | 0.282 | 0.293 | 0.289 | 0.280 | 0.267 |
云南 | 0.253 | 0.254 | 0.254 | 0.244 | 0.222 | 0.226 | 0.210 | 0.196 | 0.194 |
西藏 | 1.057 | 1.003 | 0.852 | 0.731 | 0.680 | 0.801 | 0.814 | 0.862 | 0.802 |
陕西 | 0.377 | 0.368 | 0.333 | 0.324 | 0.321 | 0.318 | 0.305 | 0.290 | 0.286 |
甘肃 | 1.005 | 0.579 | 0.452 | 0.432 | 0.404 | 0.355 | 0.347 | 0.331 | 0.315 |
青海 | 1.024 | 0.834 | 0.745 | 0.703 | 0.679 | 0.764 | 0.926 | 1.010 | 1.006 |
宁夏 | 1.049 | 1.011 | 1.003 | 0.670 | 0.639 | 0.652 | 0.601 | 0.807 | 1.008 |
新疆 | 0.403 | 0.375 | 0.350 | 0.323 | 0.320 | 0.323 | 0.310 | 0.280 | 0.255 |
均值 | 0.576 | 0.519 | 0.473 | 0.473 | 0.450 | 0.448 | 0.423 | 0.405 | 0.421 |
表3
最小二乘法模型估计结果
因变量 | 回归系数 | 标准差 | t值 | 显著性 |
---|---|---|---|---|
常数 | 2.3349*** | 0.4301 | 5.43 | 0.000 |
人均水资源量 | -0.0169** | 0.0110 | -1.54 | 0.025 |
降水量 | -0.0135 | 0.0165 | -0.82 | 0.415 |
人均GDP | 0.1536*** | 0.0266 | 5.78 | 0.000 |
第三产业比重 | 0.4806*** | 0.1499 | 3.21 | 0.001 |
规模以上工业企业主要产品利润率 | -0.4073*** | 0.1125 | -3.62 | 0.000 |
谷物单位面积产量 | -0.2489*** | 0.0547 | -4.55 | 0.000 |
总人口 | -0.4681*** | 0.0592 | -7.90 | 0.000 |
平均受教育年限 | -0.0159 | 0.0137 | -1.16 | 0.245 |
工业用水比重 | -0.5865*** | 0.1248 | -4.70 | 0.000 |
农业用水比重 | -0.5372*** | 0.1054 | -5.10 | 0.000 |
单位面积交通里程 | 0.0671* | 0.0372 | 1.80 | 0.072 |
COD排放总量 | -0.0007* | 0.0004 | -1.90 | 0.058 |
城市污水处理率 | -0.5114 | 0.0490 | -10.43 | 0.109 |
污染治理投资占地方预算百分比 | -0.4572* | 0.2428 | -1.88 | 0.060 |
万人专利授权数 | -0.0115 | 0.0023 | -0.05 | 0.960 |
科技市场成交额 | 0.0047** | 0.0037 | 1.25 | 0.011 |
R&D经费投资总额 | 0.0069 | 0.0056 | 1.22 | 0.222 |
调整R2 | 0.650 |
表4
中国水资源绿色效率GWR模型结果
模型参数 | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2016年 |
---|---|---|---|---|
Bandwidth | 396939.049 | 410258.124 | 396070.654 | 125358.383 |
Residual Squares | 0.878045 | 0.412876 | 0.548912 | 0.457864 |
Effective Number | 27.723 | 27.708 | 27.904 | 31 |
Sigma值 | 0.168297 | 0.115406 | 0.133067 | 0.121531 |
AIC值 | 31.738798 | 8.347751 | 17.176235 | 11.553877 |
R2 | 0.817 | 0.860 | 0.861303 | 0.935754 |
调整R2 | 0.701 | 0.777 | 0.779 | 0.810 |
表5
GWR模型计算变量回归系数结果统计
变量 | 最小值 | 下四分位数 | 中位数 | 上四分位数 | 最大值 | 平均值 |
---|---|---|---|---|---|---|
人均水资源量 | -0.468/-15.232 | -0.027/-0.134 | 0.060/-0.061 | 0.261/0.230 | 1.425/0.812 | 0.129/-0.450 |
人均GDP | -3.449/-2.091 | -0.356/-0.283 | -0.159/0.060 | 0.094/0.206 | 1.480/5.017 | -0.137/1.554 |
第三产业比重 | -22.896/-10.798 | -4.874/-0.941 | -1.748/0.000 | 1.171/1.528 | 8.942/5.098 | -2.554/4.725 |
工业企业主要产品利润率 | -8.227/-36.330 | -2.570/-2.054 | -0.443/0.000 | -0.006/1.280 | 5.596/28.083 | -0.874/3.175 |
谷物单位面积产量 | -5.125/-6.914 | -0.741/-0.374 | -0.186/0.375 | 0.061/1.567 | 2.174/20.411 | -0.348/-0.757 |
总人口 | -7.417/-6.151 | -2.917/-0.868 | -1.109/-0.589 | -0.330/0.000 | 1.553/32.017 | -1.701/3.831 |
工业用水比重 | -19.377/-36.937 | -1.971/-2.680 | -0.527/-0.322 | 0.903/0.000 | 2.678/4.978 | -1.633/12.798 |
农业用水比重 | -10.932/-29.492 | -2.223/-2.203 | -0.738/0.000 | 2.531/0.764 | 5.940/19.401 | -0.658/5.029 |
单位面积交通里程 | -3.171/-6.629 | -1.096/-0.230 | 0.260/0.164 | 2.438/0.347 | 5.237/1.705 | 0.571/-1.329 |
COD排放总量 | -0.015/-0.503 | -0.001/-0.009 | 0.005/-0.001 | 0.016/0.005 | 0.049/0.030 | 0.008/-0.030 |
污染治理投资百分比 | -7.938/-8.398 | 0.592/-0.630 | 1.814/0.279 | 2.981/3.498 | 44.268/50.999 | 3.440/1.147 |
科技市场成交额 | -0.029/-1.852 | -0.004/-0.073 | 0.006/0.027 | 0.011/0.075 | 0.044/0.001 | 0.005/0.089 |
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