基于扩展型IO表和信息熵的江苏省产业用水和排污结构演变分析

　　摘要：用水结构、排污结构与产业结构之间存在相互影响的关系，因此掌握当前产业用水和排污结构的演变特征对产业结构优化具有重要意义。通过编制江苏省1997年-2007年间考虑用水和排污的可比价IO表，并运用信息熵原理从用水量、排污量、用水特性（包括用水效率和效益）和排污特性（包括排污效率和效益）4个方面分析研究区国民经济各部门用水和排污结构的变化特征。结果表明，1997年-2007年江苏省用水量结构趋于有序发展，均衡度减弱；排污量结构趋于无序发展，均衡度增强；用水特性结构趋于有序，系统整体的均衡度在减弱；排污特性结构变化较为复杂：排污效率和排污效益结构大致呈相反发展态势。
　　关键词：用水结构；排污结构；产业结构；演变规律；扩展型可比价IO表；信息熵
　　中图分类号：TV213.4；F205文献标识码：A文章编号：1672-1683（2013）04-0145-04
　　随着江苏省社会经济的持续高速发展，国民经济各部门对水资源的需求量不断增加，用水需求与实际供水量之间的矛盾突显。据中国统计年鉴，2011年江苏省水资源总量492.4亿m3，仅占全国水资源总量的2.12%。全省人均水资源量624.6 m3/人，而全国人均水资源量为1 730.4 m3/人，可见江苏省水资源量极度匮乏。同时，随着环境的不断恶化，江苏省水质受到严重污染，区域可供水量进一步减少，加剧了江苏省水资源供需矛盾。2003年-2011年全省废水排放总量急剧增加，从2003年的42.1亿m3增加至2011年的59.28亿m3，2011年全省废水排放量占全国废水排放量的8.99%。在此形势下，迫切需要根据近10年来国民经济各行业用水和排污相关数据，分析用水和排污结构的演变规律，为江苏省在确保水资源水环境与经济协调发展的基础上进行产业结构调整提供支撑。
　　目前国内外学者主要集中于对用水结构的演变规律及其驱动力方面的分析[1-3]，排污结构的演变规律分析鲜有涉及，且大多对经济部门用水结构的研究只是基于“三产”的分析，并没有细化到具体各个行业部门。鉴于此，本文引进投入产出的方法，根据数据的可获取性，选择2005年为价格基准年，编制6个时间节点（1997年、2000年、2002年、2005年、2007年）的21部门考虑用水与排污的可比价投入产出序列表，构建考虑用水排污特性的投入产出模型。同时，将信息熵引入水资源水环境系统，以投入产出表为数据基础，分析产业用水和排污结构的演化规律。信息熵作为随机变量无约束程度的一种变量，可以用来衡量客观事件或系统组成要素之间无规则的联系和转化的程度[3]，被广泛应用于用水结构[4]、土地运用结构[5]、产业结构[6]等结构分析中。本研究可为区域产业结构调控提供支撑，也可为江苏省落实最严格的水资源管理制度提供数据基础与实施依据。
　　1数据处理与研究方法
　　1.1考虑用水和排污的可比价投入产出表的编制
　　本研究的数据主要来源于1998年-2008年的《江苏统计年鉴》、《中国统计年鉴》、《江苏省水资源公报》。
　　目前江苏省公布的投入产出表均是建立在纯经济系统的基础之上的，未将经济活动所对应的行政区域内水资源水环境损耗及其影响考虑在内。而且，当前江苏省编制投入产出表都是基于当年价的价值型表，并不能反映真实产品部门实物量之间的转移和消耗。为了获取江苏省各经济部门用水量、排污量及其用水和排污特性的数据，本文编制了考虑用水和排污的扣除价格因素的可比价投入产出序列表。
　　首先，收集统计各经济部门的出厂价格指数，结合收集到的江苏省投入产出表，在对数据进行标准化处理转化后编制了以2005年为价格基准年的可比价序列表[7]。
　　然后，根据投入产出模型表式，将传统的价值型投入产出表和水资源在生产过程中的物质循环描述相结合，把用水量纳入价值型投入产出表中的“投入块”，增加IV象限，用以反映经济行业对水的占用情况。将废污水排放量作为生产活动的“负”产出纳入到投入产出表的“产出块”，增加V象限，用来描述经济行业污染物产生模块。
　　最后，构造价值—实物型混合扩展型投入产出表，从用水及用水“负”产出角度对整体系统进行投入产出分析[8]。
　　由于江苏省投入产出表各时间节点上的部门分类不一致，加上用水数据和排污数据收集的限制，给数据处理造成一定困扰。为解决此问题，依据各部门的内在联系性和相关领域专家经验，参考《国民经济行业分类》，将江苏省国民经济行业部门归纳为21个部门：农业、煤炭采选业、石油天然气、其他采掘业、食品工业、纺织工业、森林工业、造纸工业、化学工业、建材工业、冶金工业、机械设备工业、电子仪器、电力工业、水的生产和供应业、其他制造业、建筑业、运输邮电业、住宿餐饮业、批发和零售业、其他服务业。其中，排污量分为工业废水排放量和生活污水排放量，故农业部门的排污量在此文中不予考虑。
　　1.2用水和排污特性数据计算
　　根据上述可比价投入产出序列表，可以获取1997年—2007年间5个时间节点各国内经济行业的用水量和排污量的数据，而用水和排污特性的数据则可以通过构建的投入产出模型间接计算求得。用水特性包括用水效率和用水效益，排污特性包括排污效率和排污效益，它们均可以通过根据各经济行业的万元产值、用水量和排污量三者之间构造出的各种系数指标来衡量。
　　2结果分析
　　通过对1997年、2000年、2002年、2005年和2007年5个时间节点的扩展型江苏省投入产出序列表中的数据进行整理，运用信息熵原理，计算出对应的信息熵和均衡度，据此分析江苏省产业用水和排污结构演变特征。
　　2.1产业用水量和排污量结构演变
　　用水量结构和排污量结构在本文中分别指各个国民经济行业用水量和排污量的组成，计算结果见表1。在1997年—2007年各个时间节点中，以2002年为时间拐点，1997年—2002年产业用水量结构趋于有序，均衡度在减弱，排污量结构趋于无序，均衡度增强；2002年—2007年产业用水量结构趋于无序，均衡度在增强，排污量结构趋于有序，均衡度在减弱。从整体趋势来看，江苏省的用水量结构趋于有序发展，系统均衡性减弱；排污量结构整体趋于合理的趋势发展的同时近几年的合理性在降低。

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