摘要：利用LMDI分解模型分析1996—2013年山東省工業用水量的經濟規模效應、產業結構效應和技術效率效應，探究山東省工業用水強度時空演變格局，得出以下結論：
（1）近17年來，山東省行業增加值和行業用水量持續增長，而單位行業增加值用水量持續下降，降幅達9040%；
（2）經濟規模效應是工業用水量增加的主要原因，產業結構效應的作用較小，技術效率效應是抑制工業用水量增加的主要原因；
（3）石油加工及煉焦業、醫藥製造業等7大行業是山東省水資源密集型行業；
（4）1996—2013年，山東省工業用水強度一直呈下降趨勢，但空間分異格局特徵明顯，基本呈現東部沿海偏低、西南地區偏高的特點.最後從結構調整、政策體系以及空間差異等視角提出應對措施.
關鍵詞：水資源；工業經濟；時空演變；山東省；LMDI分解模型
水是自然界最基本的構成要素，是人類生存、經濟建設和社會發展的基礎性自然資源和戰略性經濟資源，是人類文明建設中最爲關鍵的因素.然而，近年來由於工業經濟規模持續增長使得水資源短缺和水資源污染問題成爲影響區域可持續發展的障礙性因素.2012年，國務院印發《國務院關於實行最嚴格水資源管理制度的意見》，明確要求：到2015年，全國用水總量力爭控制在635km3以內，萬元工業增加值用水量比2010年下降30%以上.2013年，我國用水量爲618.34km3，其中工業用水量爲140.64km3，約佔全國總用水量的22.74%，我國用水總量控制形勢嚴峻.同年，我國人均水資源佔有量爲2059.70m3/人，約爲世界人均水平的28%，是全球13個人均水資源佔有量最少的國家之一.我國年平均缺水量高達50km3以上，水資源供需矛盾突出.山東省是我國工業大省，產業結構偏向重工業化.2013年山東省工業用水量達2886km3，人均用水量爲224.48m3/人，人均水資源量約爲300.45m3/人.按照國際標準，人均水資源少於500m3/人的地區爲極度缺水地區.因此，山東省水資源供需矛盾尤爲明顯.
當前對於工業經濟增長與水資源關係研究體現在以下3方面：①研究尺度方面，美國、日本和荷蘭等發達國家是研究主力[1]，大部分對水資源的研究歸入可持續發展的範疇[2-3].我國主要研究全國重點城市、工業區和各省級行政區[4-14]，主要集中在北方地區；②研究視角集中於工業用水量主要影響因素[4，14-15]、工業用水效率[5-7，12，16]、工業用水與經濟發展[17]等方面，工業總產值、工業規模和工業製成品出口額是影響我國工業用水量的主要原因；而效率變化率和水價是影響我國工業用水效率的主要因素；③研究方法主要是計量方法，利用數據分析預測[18-19]，少部分研究採用空間自相關方法[12].以上研究存在定量研究少、空間研究少特別是時間演化過程和空間分異格局研究不能結合的問題.本文探討山東省近20年工業經濟增長與水資源關係，對山東省水資源可持續利用提供借鑑.
1研究方法與數據來源
1.1LMDI分解模型
1.2水資源密集型行業測算
各行業的水資源使用情況可以用行業用水強度（Mi）和行業用水規模（Zi）測算.爲測算水資源密集型行業，綜合考慮行業用水強度和行業用水規模，構建行業用水指數（Yi）.首先，將數據進行標準化處理：
1.3數據來源與行業分類
本文分析的時間段爲1996—2013年，各行業的用水量數據來源於《山東省環境統計年報》，各行業增加值和工業增加值數據來源於《山東省統計年鑑》.期間，《山東省環境統計年報》對工業內部的行業分類標準稍有不同，考慮到行業分類以及數據的統一性，本文將工業內部的行業劃分爲採掘業，食品、菸草加工及食品、飲料製造業，皮革、毛皮、羽絨及其製造業，印刷業，醫藥製造業，橡膠製品業，塑料製品業，金屬製品業，電力、煤氣及水的生產和供應業等18個行業.
2工業用水量狀況分析
2.1工業用水量的整體變化分析
縱觀1996—2013年，山東省18個行業工業增加值高速增長，2013年較1996年增長約28.74倍，年均增長率約爲22.09%；山東省18個行業工業用水量的增長情況卻不同，2013年較1996年增長約1.85倍，年均增長約6.36%（圖1）.1996—2013年間，山東省18個行業的單位工業增加值用水量逐年下降，降幅達到9040%（圖2）.
由圖1和2可知，2000年以前，山東省工業規模較小，行業用水量相對較低並表現出緩慢上升的發展態勢；行業增加值低，但是呈現平穩上升的趨勢；同時期的水資源利用效益較差，單位工業增加值用水量較高，但是呈現急速下降的趨勢，年均降幅約爲22.62%.2001—2008年，山東省在發展中調整、優化產業結構，提高產業層次，行業用水量和行業增加值出現小幅度持續增長，年均增長率分別約爲6.20%和19.46%；單位工業增加值用水量年均降幅約爲12.49%.這主要得益於2006年起，山東省大力發展循環經濟，透過關閉50kt以下的草漿造紙生產線、關停鋼鐵企業19家等措施實現減少工業用水量、降低單位工業增加值用水量.2009—2013年，山東省在行業用水量平穩增長的情況下，行業增加值大幅度增加，而單位工業增加值用水量緩慢下降，年均增長率分別約爲5.39%，18.76%和-11.26%.
2.2基於LMDI分解模型的工業用水量的變化分析
1996—2013年間，山東省工業用水總量增加了36137817Mt，年均增長約6.36%.其中經濟規模對工業用水總量增長的效應是65610.743Mt，產業結構對工業用水總量增長的效應是1751.732Mt，技術效率對工業用水總量增長的效應是-31224.659Mt（表1）.經濟規模、產業結構、技術效率對工業用水總量增長的貢獻度分別是181.56%，4.84%和-86.40%.由此推斷，經濟規模效應是引起工業用水總量增加的主要原因；技術效率效應是抑制工業用水總量增加的主要原因；產業結構效應雖然對工業用水總量的增加起到一定作用，但是作用相對較小.
2.3水資源密集型行業結構變動分析
山東省工業用水指數在1996—2013年間徘徊在較高水平（圖3），但波動下降，降幅高達6716%.
根據Yi測算結果，山東省1996—2013年不同行業的行業用水指數按照從大到小進行排序，前7位山東省水資源密集型行業是石油加工及煉焦業，醫藥製造業，電力、煤氣及水的生產和供應業，化工原料及化學制品製造業，紡織業，非金屬礦物製造業，造紙及紙質品業.自1996年以來，山東省水資源密集型行業比重變化如表2所示.在所測算年份中，排在首位的.石油加工及煉焦業的行業比重升降各半，但總體來看其行業比重呈現上升的趨勢，1996—2013年累計行業比重變化達6.39%；醫藥製造業，電力、煤氣及水的生產和供應業以及化工原料及化學制品製造業的行業比重下降顯著，尤其是電力、煤氣及水的生產和供應業累計行業比重變化高達-10.08%；醫藥製造業、紡織業、非金屬礦物製造業的行業比重穩中有降；造紙及紙質品業的行業比重平穩上升.綜上，減少山東省工業用水量，需要重點控制石油加工及煉焦業、造紙及紙質品業的用水量.
2.4工業用水強度的時空格局
單位工業總產值用水量表徵了一個地區工業經濟與工業耗水狀況，同時也在一定程度上表示了工業用水強度.從整體上分析，山東省17地市單位工業總產值用水量近年來一直處於下降的態勢（圖4，表3）.2000，2006，2013年山東省17地市中工業用水強度爲一級的地市數量大幅增加，二級的地市數量基本保持不變，三級和四級的地市數量減少，2013年三級和四級的地市數量爲零，說明2000年以來，山東省工業用水強度總體下降.
從空間上分析，以萊蕪市、濟寧市爲代表的傳統重工業城市的單位工業總產值用水量較高；而膠東半島地區的單位工業總產值用水量較低.2000年，單位工業總產值用水量最多的地市集中在魯西北地區，以德州市和聊城市爲主，其次是魯中地區和魯西南地區，膠東半島地區以及日照市、臨沂市的單位工業總產值用水量最低.德州市天衢工業園、聊城市嘉明工業園、鳳凰工業園以化工、紡織、醫藥製造和印刷業爲主，多是山東省水資源密集型行業，隨着生產規模持續擴大，工業用水量不斷攀升，工業用水強度大.2006年，單位工業總產值用水量最多的地市主要是萊蕪市和濟寧市，威海市、日照市、臨沂市單位工業總產值用水量明顯增加.萊蕪市和濟寧市依靠自身資源優勢大力發展鋼鐵業、煤炭業，萊鋼集團、兗礦集團快速發展，工業用水量佔全市總用水量的比重較大.2006年萊蕪市工業企業用水12031萬m3，其中地表水5110萬m3，約佔總用水量的42.47%，加之其生產設備老化、技術效率較低，導致其工業用水強度高.在“工業強省”的號召下，威海市、日照市、臨沂市加速推進工業化進程，其化工業、造紙業等迅速發展，工業用水強度明顯增加.2013年，山東省工業用水強度明顯下降，除萊蕪市、濟寧市以及菏澤市單位工業總產值用水量在6～20dm3/元外，其餘地市的單位工業總產值用水量均未超過6dm3/元.萊蕪市、濟寧市以及菏澤市工業用水強度較2006年出現下降，均在20dm3/元以下.宣傳推廣發展循環經濟，使得各地市重視資源能源的循環利用與節約利用；科學技術的進步提高了水資源的利用效率；鋼鐵產業整合發展，“轉方式，調結構”優化山東省產業結構，提高技術效率，推動經濟發展向可持續發展轉變，工業用水強度大幅度下降。
3結論與建議
3.1主要結論
利用LMDI分解模型和ArcGis軟件，透過定量劃分2000，2006和2013年山東省17地市工業用水強度的等級，分析山東省1996—2013年工業用水量與工業經濟的關係及其空間格局，得出如下結論：
（1）近17年來，山東省行業增加值和行業用水量持續增長，而單位行業增加值用水量持續下降，降幅高達90.40%；
（2）經濟規模效應是山東省工業用水量增加的主要原因，產業結構效應對工業用水量的增加有一定作用，但是作用較小，技術效率效應是抑制工業用水量增加的主要原因，三者對工業用水量增長的貢獻度依次是18156%，4.84%和-86.40%；
（3）1996年以來，山東省水資源密集型行業主要有石油加工及煉焦業，醫藥製造業，電力、煤氣及水的生產和供應業，化工原料及化學制品製造業，紡織業，非金屬礦物製造業，造紙及紙質品業；（4）1996—2013年，山東省工業用水強度一直呈現下降趨勢；從空間分佈來看，以萊蕪市、濟寧市爲代表的傳統重工業城市的單位工業總產值用水量較高；而膠東半島地區的單位工業總產值用水量較低.濟南市、泰安市、淄博市等地市的單位工業總產值用水量逐漸降低.
3.2對策建議
目前，山東省仍處於工業化中期階段，工業經濟增長所帶來的水資源短缺壓力將持續存在.根據本文研究，提出以下對策建議：
（1）深入調整優化工業結構，協調工業發展與水資源的關係.加快非金屬礦物製造業、造紙及紙質品業等高耗水行業產業重組，降低石油加工及煉焦業，電力、煤氣及水的生產和供應業等七大水資源密集型行業的比重，提高低水耗行業產業的比重，在節水降耗的同時實現工業經濟快速健康發展.
（2）深入研發推廣高新技術，降低工業發展對水資源的依賴.貫徹落實清潔生產，促進以環境爲導向的再循環經濟體系的產生；同時，營造發展新技術、開發新能源的優質環境，支援企業採用新工藝、自主研發節水降耗新技術，大力推動科技成果轉化爲生產力，降低工業用水量，提高水資源利用效率.
（3）差別制定區域工業發展規劃.山東省各地市具有不同的區位條件，東部沿海地區地理位置優越，經濟發達，技術先進，着重進行研發和營銷；魯西南地區是山東省傳統工業區，需整合區域間水資源，實行階梯定量用水管理辦法，加快由粗放式向集約式發展的轉變，降低山東省工業用水總量。