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摘要 根据《广东统计年鉴》数据，运用DEA-Malmquist模型对广东省21个地级市2011—2014年的水资源利用效率分别进行了静态和动态分析。结果表明：广东整体水资源利用效率较高且区域之间有一定差异，其中深圳水资源利用效率以较大优势名列首位，而云浮则排在末位；各年度水资源利用效率虽有波动但幅度较小，多数区域的水资源利用效率呈现稳定温和上升趋势；根据效率分析结果，可将广东全省划分为追赶型、成长型、稳健型、保持型4类区域。进一步研究发现，产业结构和行业类型对水资源利用效率有一定程度的影响，第一、二产业占比较高或高耗能行业占比较高均会影响本地水资源利用效率。根据区域特色发展电子商务和旅游业等现代服务业是产业结构调整的重要途径。
关键词 水资源利用效率；数据包络分析；产业结构；现代服务业
中图分类号 S-9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）02-0230-05
Abstract Based on the data of Guangdong Statistical Yearbook，the utilization efficiency of water resources respectively from the static and dynamic perspective of the 21 prefecturelevel cities in Guangdong from 2011 to 2014 was analyzed by DEAMalmquist model.The results showed that：the overall efficiency of Guangdong was at a high level and there were some differences between regions.The utilization efficiency of water resources in Shenzhen was in the first place with great advantage，while Yunfu was ranked in the final.The efficiency between years varied within a small range.The utilization efficiency of water resources in most regions showed a stable and moderate upward trend.Based on the analysis of the efficiency，Guangdong Province was divided into four types of regions，such as catchup type，growth type，steady type and maintain type.This paper further explored the impact of industrial structure and type on the utilization efficiency of water resources.The proportion of the primary industry and the secondary industry would influence the local utilization efficiency of water resources in a certain degree as well as the proportion of high energy consuming industries.Developing the modern service industry such as electronic commerce and tourism industry according to the regional characteristics is an important way to adjust the industrial structure.
Key words Utilization efficiency of water resources；Data envelopment analysis；Industrial structure；Modern service industry
我國是全球人均水资源最贫乏的国家之一，经济的高速发展也带来了严重的环境污染问题，其中水资源污染（包括地表水和地下水）尤为突出，已成为制约经济和社会发展的主要瓶颈。为了更好地保护利用水资源，提高水资源利用效率，2015年4月2日国务院印发《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），要求各政府部门切实行动，“实现环境效益、经济效益与社会效益多赢，为建设‘蓝天常在、青山常在、绿水常在’的美丽中国而奋斗”。在“水十条”中，提高用水效率是一大亮点。
广东省是我国经济和人口大省，根据《中国统计年鉴》数据，2013年广东省地区生产总值达到62 164亿元，位居全国31个直辖市、省、自治区第一；年末总人口10 644万，同样是全国人口最多的省份。人口和经济规模决定了广东省对水资源的巨大需求和依赖，也显示了广东省水利发展对地区可持续发展的重要性。此外，经济与人口规模的迅速增长以及城镇区域的扩展，使得农业废水、工业废水及生活污水也相应增加，导致广东省大部分水环境都受到不同程度的污染。因此，更好地保护和利用水资源，提高水资源利用效率，是广东省水利建设的长期目标和任务。
从可持续发展的角度来看，水资源的供应和使用需要同时考虑要素投入及其产出效益，即评估其利用效率大小。数据包络分析（DEA）是1978年美国著名运筹学家Charnes等[1]提出的一种非参数相对效率评价方法，其原理是使用数学规划建立评价模型，评价具有多项输入、多项输出的决策单元（DMU）之间的相对有效性，称为“DEA有效”。经过近40年的发展，数据包络分析已成为管理科学、系统工程和决策分析等领域中一种常用和重要的分析工具。Malmquist指数（MI）最初由Malmquist提出，之后Fre等[2]将其与DEA理论相结合，用于测算相对效率的动态变化，这就是常用的Malmquist全要素生产率（TFP）指数分析。 国外基于DEA方法的水资源利用效率研究主要集中于农业种植领域灌溉水的使用。例如，Chemak等[3]对突尼斯半干旱地区的农业灌溉系统性能和水资源利用效率进行了DEA分析，结果表明，私有管理下的农业灌溉区的效率低于公有管理下的农业灌溉区。Nguyen等[4]对韩国某省的96个水稻种植区的成本和环境效率进行了DEA研究，结果表明，技术效率的改进能够带来更低的生产成本以及更好的环境效益。Watto等[5]对巴基斯坦甘蔗种植业的灌溉水利用效率进行了DEA分析，认为甘蔗种植业的技术效率水平较高，但仍有较大的潜力提高灌溉水利用效率。
国内运用DEA方法分析水资源利用效率的研究领域主要集中在3个方面。首先是农田水利建设方面，王闪等[6]对2008年我国31个省份水利工程建设的运营效率进行了分析；叶文辉等[7]对2003—2010年我国31个省份的农田水利运营效率进行了测量；沈滢俐[8]也对2010—2012年我国31个省份的农村水利项目进行了动态效率研究。其次是水污染治理方面，胡伟等[9]对太湖殷村港流域工业园区内企业污水治理效率进行了实证研究；周申蓓等[10]分析了2002—2011年我国的海洋污染治理效率。再次是国民经济产业用水方面，买亚宗等[11]对2000—2012年我国30个省份工业水资源的经济效率和环境效率进行了评价；廖虎昌等[12]分析和评价了2007和2008年我国西部12个省份的水资源利用效率。
笔者根据2011—2014年广东省相关面板数据，运用DEA和MI指数方法，对广东省及其下辖各地级市的水资源利用效率分别进行静态和动态分析，并进一步探讨水资源效率与产业结构调整之间的关系。
1 指标选取、数据来源与研究方法
1.1 指标选取与数据来源
指标选取对DMU研究方法的准确性十分重要，参考现有研究文献，结合自身的研究目的，对指标选取的设计如下。
1.1.1 投入指标。选择固定资产投资额、从业人数和用水量作为投入指标。其中固定资产投资额和从业人数（年末就业人员人数）数据来自《广东统计年鉴》；用水量（包括生产、生活和生态用水）数据来自《广东省水资源公报》。这3项指标能够较好地体现资本、人力和用水等国民经济投入方面的情况。
1.1.2 产出指标。选择地区生产总值和地区人口（年末常住人口）作为产出指标。这2项指标数据均来自《广东统计年鉴》。地区生产总值体现经济产出，地区人口主要体现社会产出，特别是水资源利用的供应人口产出。
1.1.3 时间阶段。根据《广东统计年鉴》的指标说明，从2011年起固定资产投资项目统计起点由50万元提高到500万元，且不包含农户投资，而2010年及以前为全社会固定资产投资。由于固定资产投资额的统计口径从2011年开始发生变化，为统一指标口径，该研究指标选取时段为2011—2014年。
1.1.4 研究区域。研究区域为广东省及其下属21个地级市，这也是研究模型中的DMU数量。一般来说，DMU数量不应少于投入和产出指标数量的乘积，同时不少于投入和产出指标数量和的3倍。该研究DMU投入指标为3个，产出指标有2个，符合要求。
1.2 研究方法
1.2.1 超效率DEA模型。基础DEA模型如CCR模型和BCC模型，在评价有效性时会出现多个DEA有效即效率值为1的情况，从而不能对这些有效决策单元再进行比较。1993年Andersen等[13]提出了超效率（Super Efficiency）DEA模型，解决了对有效决策单元进一步区分其有效程度的问题[13]。该研究采用基于投入导向的超效率模型对广东省各区域水资源利用效率进行评价排序。
式中，M0表示t+1期投入产出相对于t期投入产出的全要素生产率变化（MI）。若MI>1，则表明与t期相比，t+1期的效率提高；若MI<1，则表明与t期相比，t+1期的效率降低；若MI=1，则表明t期和t+1期的效率相同。此外，根据Fre 等[2]的研究，Malmquist指数还可以进一步分解为综合技术效率变化指数（TEC）和技术进步指数（TC），即MI=TEC×TC。TEC反映观察对象在管理方法和效率方面的情况，若TEC>1，则表示技术效率改善；若TEC<1，则表示技术效率恶化；若TEC=1，则无变化。TC则反映观察对象技术进步或创新的程度，若TC>1，则表示技术进步；若TC<1，则表示技术衰退；若TC=1则无变化。
2 结果与分析
2.1 超效率分析结果
采用超效率DEA模型并利用EMS软件对广东省21个地级市的水资源利用效率进行计算，结果见表1。由表1可知，整体上广东省各地区各年的水资源利用效率都相对较高，基本上在0.8以上（除云浮外）。从均值来看，深圳的水资源利用效率最高，达到2.288；其次是汕头、茂名、梅州、广州、汕尾、潮州和佛山等7个地级市，均超过1；排在最末位的是云浮，为0.742。从各年效率值来看，深圳和汕头的水资源利用效率呈稳步上升状态；茂名在2012年后有明显下降；而梅州、潮州在2012年后有较明显上升；广州整体上也呈上升趋势；其他地区变化不大。
2.2 Malmquist指数及其分解
Malmquist指数可以反映决策单元生产效率在时间序列上的变化趋势与程度，运用EMS软件对广东各区域水资源利用效率的Malmquist指数及其分解进行计算，结果见表2。
2.2.1 Malmquist指数（MI）。整体上来看，广东各区域水资源利用效率变动幅度都较小，且MI≥1的情况相对较多。具体而言，2012年有15个地区MI>1，其中增长率最高的是阳江，为6.1%，下降最多的是潮州，为0.979；2013年有12个地区MI>1，其中增长率最高的还是阳江，为4.4%，下降最多的是東莞，为0.951；2014年有12个地区MI>1，其中增长率最高的是中山，为5.2%，下降最多的是湛江，为0.953。连续3年均保持MI>1的地区包括广州、深圳、珠海、汕头、佛山、韶关、惠州、汕尾、中山、阳江和肇庆11个地级市。 2.2.2 技术进步指数（TEC）。整体上看，广东省各地级市技术进步指数和Malmquist指数基本上是同向变化，即水资源利用效率上升时，技术进步，反之则技术衰退，但变动幅度都较小。具体来看，2012年有12个地区TEC>1，其中增长率最高的是珠海，为1.048，下降最多的是潮州，为0.918；2013年有13个地区TEC>1，其中增长率最高的是惠州，为1.029，下降最多的是清远，为0.959；2014年有11地区TEC>1，其中增长率最高的是珠海，为1.036，下降最多的是东莞，为0.965。连续3年均保持TEC>1的地区包括广州、深圳、珠海、汕头、佛山、韶关、惠州、汕尾、阳江和肇庆10个地级市，而潮州、清远和东莞等地则需要在技术改进和创新方面加强投入。
2.2.3 技术效率变动指数（EC）。整体上看，广东省各地及市技术效率变动指数在多数情况下都大于或等于1，好于全要素生产率和技术进步指数，这说明各区域在管理优化和创新方面平稳进步。具体而言，2012年除珠海外，其他地区EC>1，其中增长率最高的是潮州，为1.066；河源、梅州、东莞、湛江、茂名和潮州等地虽然全要素生产率有所降低，但技术效率却呈改善趋势。2013年有4个地区技术效率指数略有下降，其他地区均保持稳定或有所改善。2014年有5个地区技术效率指数略有下降，其他地区均保持稳定或有所改善。
根据表2的计算结果可以获得广东省21个地级市的MI指数、技术进步指数和技术效率变动指数的平均值（表3）。从表3可以看出，2012—2014年广东省MI指数和技术效率变动指数（EC）基本处于稳中略升的趋势，技术进步指数（TEC）虽然略有降低，但降低的幅度在逐步减小。各年度比较，2012年MI指数和技术效率变动指数增幅相对较大，其他年度变化不明显。
2.3 区域类型分析
如前所述，超效率值反映同一时期决策单元相对效率的大小，是一种静态指标；而Malmquist指数则体现了决策单元效率的发展趋势和程度，是一种动态指标。将这2类指标相结合构建四象限图，可以综合评价各区域水资源利用效率情况。如图1所示，横坐标为效率大小（超效率值），分界值为1.0，纵坐标为效率变化（MI），分界值为1.0，将各区域划分为追赶型、成长型、稳健型、保持型4种类型。
2.3.1 追赶型。水资源利用效率相对较低，且略有下降，这类区域需要加快追赶步伐。包括清远、揭阳、河源、东莞和湛江等地。其中清远、揭阳和河源地处粤北，经济相对欠发达；东莞和湛江地处粤南和粤西，经济发展相对较好。
2.3.2 成长型。水资源利用效率相对较低，但保持上升趋势，这类区域成长较快。其中阳江、珠海和中山较为突出。这3个地级市的共同特点是人口较少，人均GDP在全省排名前列，且地理位置处于粤西南部邻海地区。
2.3.3 稳健型。水资源利用效率相对较高，且保持稳中有升趋势，这类区域基础较好，且稳步发展。包括深圳、广州、汕头、汕尾和佛山等地。其中广州、深圳和佛山属于珠江三角洲经济发达地区，汕头是粤东中心城市，汕尾三面临海。
2.3.4 保持型。水资源利用效率较高，但略有下降，这类区域需要保持良好基础。包括茂名、梅州和潮州等3个地区。茂名是粤西南经济实力较强的地区，拥有华南地区最大的石化基地。梅州和潮州地处粤东北部，经济相对落后。
3 结论与建议
对上述研究结果进一步分析发现：广东省各地区水资源利用效率的高低与当地第一、二、三产业的结构比例有密切关系。根据水利部的数据，在我国用水总量中，农业用水占了大頭，达到62%。以广州和深圳为例，2014年广州地区生产总值为16 706.87亿元，深圳为16 001.82亿元，差距较小，但是广州当年的总用水量却是深圳的3.47倍。2014年深圳第一产业产值约为5.58亿元，而广州第一产业产值则为218.70亿元，远远高于深圳；在用水量方面，2014年广州农业用水量为11.38亿m3，同样远远高于深圳的0.84亿m3，前者是后者的13.54倍。这是广州整体水资源利用效率低于深圳的主要原因之一。我国一直十分重视三次产业的比例协调关系，主张在不放松农业基础的前提下，大力促进工业和服务业的快速发展，逐步降低第一产业的比例。在当前国家推进的城镇化建设方面，第一产业的比例也会随着城镇化水平提高而逐渐下降。第一产业比例下降不仅是地区产业结构调整的方向，同时也有助于提升当地整体水资源利用效率。
第一、二、三产业内的行业类型结构也对效率高低产生重要影响。以第二产业为例，广州、深圳的第二产业产值分别为5 590.97亿、6 812.02亿元，深圳略高于广州。但广州、深圳的工业用水量分别为38.84亿、5.25亿m3，前者是后者的7.4倍。由此可见，深圳工业水资源利用效率明显高于广州，这与当地具体工业类型分布有关。根据2014年《广东统计年鉴》，深圳工业主要集中于“计算机、通信和其他电子设备制造业”，产值约占工业总产值的55%，其次是“电气机械及器材制造业”和“文教、工美、体育和娱乐用品制造业”，二者约占比15.36%；广州则是以“汽车制造业”为最大工业类型，约占20.69%，其次是“计算机、通信和其他电子设备制造业”和“石油加工、炼焦及核然料加工业”，分别占比11.86%和10.7%。
另外，水资源利用效率最低的云浮市位于广东省中西部，属于该省经济相对欠发达地区，且第一产业在地区总产值中的占比超过20%，属于重农地区；同时该地区工业类型以“非金属矿物制品业”“金属制品业”和“化学原料及化学制品制造业”为主，分别约占工业总产值的23.4%、12.9%和9.8%。不同行业类型单位耗水量也不同，一般来说，钢铁、化工、建材以及原料工业属于高耗能耗水行业，如果区域内高耗能耗水行业占比较高，将会影响本地工业整体水资源利用效率。从这个角度来讲，要提升本地水资源利用效率，就需要进行行业结构调整，关停高耗水耗能行业的部分落后与过剩产能，加强企业生产与节水技术的投资和创新，促进地区行业结构的重心向现代工业和服务业转移。 产业结构调整的基本方向是由第一、二产业向第三产业转移，尤其是向现代服务业转移。目前我国电子商务发展迅猛，在移动电子商务领域，某些发展指标甚至超越美国、欧盟等发达国家和地区。国家提出了“互联网+”的发展战略，这也可成为各地区产业结构升级转型的路径之一。通过发展“互联网+”的行业应用，发展地区经济，改变对环境污染较大、资源消耗较大企业或产业的过度依赖。此外，国内旅游市场需求旺盛，大力发展旅游业也是区域经济绿色发展的重要路径。当前住房城乡建设部、国家发展改革委、财政部正在全国范围开展特色小镇培育工作，提出到2020年要培育1 000个左右各具特色、富有活力的休闲旅游、商贸物流、现代制造、教育科技、传统文化、美丽宜居等特色小镇。各区域可以根据自身区域特色大力发展本地旅游业，既能够保护环境，又可以发展当地经济，提高居民收入水平和促进就业。
节约用水技术的创新与应用是提升水资源利用效率的关键途径。地区三次产业结构和行业类型的调整升级并不是一朝一夕可以完成的，还受当地各类生产要素充裕度的限制，比如当地农业土地适宜种植经济作物，或者当地矿产资源丰富适宜发展相关产业，因此加强节水技术的创新与应用就成为提升效率的关键途径。比如农业，我国大部分地区农业仍然采取传统的大水漫灌的方式，我国灌溉水有效利用系数仅为0.45，大大落后于发达国家0.7～0.8的水平。2016年中央一号文件《关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》指出：要大力开展区域规模化高效节水灌溉行动，积极推广先进适用节水灌溉技术，农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上。工业节水技术方面，政府一方面要加强监管制定标准，规范企业经营用水，另一方面也要鼓励和扶持企业采用先进的生产节水技术，从而达到提升水资源利用效率和保护生态环境的目的。
参考文献
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[11] 买亚宗，孙福丽，石磊，等.基于DEA的中国工业水资源利用效率评价研究[J].干旱区资源与环境，2014，28（11）：42-47.
[12] 廖虎昌，董毅明.基于DEA和Malmquist指数的西部12省水资源利用效率研究[J].资源科学，2011，33（2）：273-279.
[13] ANDERSEN P，PETERSEN N C.A procedure for ranking efficient units in data envelopment analysis[J].Management science，1993，39（10）：1261-1264.
关键词 水资源利用效率；数据包络分析；产业结构；现代服务业
中图分类号 S-9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）02-0230-05
Abstract Based on the data of Guangdong Statistical Yearbook，the utilization efficiency of water resources respectively from the static and dynamic perspective of the 21 prefecturelevel cities in Guangdong from 2011 to 2014 was analyzed by DEAMalmquist model.The results showed that：the overall efficiency of Guangdong was at a high level and there were some differences between regions.The utilization efficiency of water resources in Shenzhen was in the first place with great advantage，while Yunfu was ranked in the final.The efficiency between years varied within a small range.The utilization efficiency of water resources in most regions showed a stable and moderate upward trend.Based on the analysis of the efficiency，Guangdong Province was divided into four types of regions，such as catchup type，growth type，steady type and maintain type.This paper further explored the impact of industrial structure and type on the utilization efficiency of water resources.The proportion of the primary industry and the secondary industry would influence the local utilization efficiency of water resources in a certain degree as well as the proportion of high energy consuming industries.Developing the modern service industry such as electronic commerce and tourism industry according to the regional characteristics is an important way to adjust the industrial structure.
Key words Utilization efficiency of water resources；Data envelopment analysis；Industrial structure；Modern service industry
我國是全球人均水资源最贫乏的国家之一，经济的高速发展也带来了严重的环境污染问题，其中水资源污染（包括地表水和地下水）尤为突出，已成为制约经济和社会发展的主要瓶颈。为了更好地保护利用水资源，提高水资源利用效率，2015年4月2日国务院印发《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），要求各政府部门切实行动，“实现环境效益、经济效益与社会效益多赢，为建设‘蓝天常在、青山常在、绿水常在’的美丽中国而奋斗”。在“水十条”中，提高用水效率是一大亮点。
广东省是我国经济和人口大省，根据《中国统计年鉴》数据，2013年广东省地区生产总值达到62 164亿元，位居全国31个直辖市、省、自治区第一；年末总人口10 644万，同样是全国人口最多的省份。人口和经济规模决定了广东省对水资源的巨大需求和依赖，也显示了广东省水利发展对地区可持续发展的重要性。此外，经济与人口规模的迅速增长以及城镇区域的扩展，使得农业废水、工业废水及生活污水也相应增加，导致广东省大部分水环境都受到不同程度的污染。因此，更好地保护和利用水资源，提高水资源利用效率，是广东省水利建设的长期目标和任务。
从可持续发展的角度来看，水资源的供应和使用需要同时考虑要素投入及其产出效益，即评估其利用效率大小。数据包络分析（DEA）是1978年美国著名运筹学家Charnes等[1]提出的一种非参数相对效率评价方法，其原理是使用数学规划建立评价模型，评价具有多项输入、多项输出的决策单元（DMU）之间的相对有效性，称为“DEA有效”。经过近40年的发展，数据包络分析已成为管理科学、系统工程和决策分析等领域中一种常用和重要的分析工具。Malmquist指数（MI）最初由Malmquist提出，之后Fre等[2]将其与DEA理论相结合，用于测算相对效率的动态变化，这就是常用的Malmquist全要素生产率（TFP）指数分析。 国外基于DEA方法的水资源利用效率研究主要集中于农业种植领域灌溉水的使用。例如，Chemak等[3]对突尼斯半干旱地区的农业灌溉系统性能和水资源利用效率进行了DEA分析，结果表明，私有管理下的农业灌溉区的效率低于公有管理下的农业灌溉区。Nguyen等[4]对韩国某省的96个水稻种植区的成本和环境效率进行了DEA研究，结果表明，技术效率的改进能够带来更低的生产成本以及更好的环境效益。Watto等[5]对巴基斯坦甘蔗种植业的灌溉水利用效率进行了DEA分析，认为甘蔗种植业的技术效率水平较高，但仍有较大的潜力提高灌溉水利用效率。
国内运用DEA方法分析水资源利用效率的研究领域主要集中在3个方面。首先是农田水利建设方面，王闪等[6]对2008年我国31个省份水利工程建设的运营效率进行了分析；叶文辉等[7]对2003—2010年我国31个省份的农田水利运营效率进行了测量；沈滢俐[8]也对2010—2012年我国31个省份的农村水利项目进行了动态效率研究。其次是水污染治理方面，胡伟等[9]对太湖殷村港流域工业园区内企业污水治理效率进行了实证研究；周申蓓等[10]分析了2002—2011年我国的海洋污染治理效率。再次是国民经济产业用水方面，买亚宗等[11]对2000—2012年我国30个省份工业水资源的经济效率和环境效率进行了评价；廖虎昌等[12]分析和评价了2007和2008年我国西部12个省份的水资源利用效率。
笔者根据2011—2014年广东省相关面板数据，运用DEA和MI指数方法，对广东省及其下辖各地级市的水资源利用效率分别进行静态和动态分析，并进一步探讨水资源效率与产业结构调整之间的关系。
1 指标选取、数据来源与研究方法
1.1 指标选取与数据来源
指标选取对DMU研究方法的准确性十分重要，参考现有研究文献，结合自身的研究目的，对指标选取的设计如下。
1.1.1 投入指标。选择固定资产投资额、从业人数和用水量作为投入指标。其中固定资产投资额和从业人数（年末就业人员人数）数据来自《广东统计年鉴》；用水量（包括生产、生活和生态用水）数据来自《广东省水资源公报》。这3项指标能够较好地体现资本、人力和用水等国民经济投入方面的情况。
1.1.2 产出指标。选择地区生产总值和地区人口（年末常住人口）作为产出指标。这2项指标数据均来自《广东统计年鉴》。地区生产总值体现经济产出，地区人口主要体现社会产出，特别是水资源利用的供应人口产出。
1.1.3 时间阶段。根据《广东统计年鉴》的指标说明，从2011年起固定资产投资项目统计起点由50万元提高到500万元，且不包含农户投资，而2010年及以前为全社会固定资产投资。由于固定资产投资额的统计口径从2011年开始发生变化，为统一指标口径，该研究指标选取时段为2011—2014年。
1.1.4 研究区域。研究区域为广东省及其下属21个地级市，这也是研究模型中的DMU数量。一般来说，DMU数量不应少于投入和产出指标数量的乘积，同时不少于投入和产出指标数量和的3倍。该研究DMU投入指标为3个，产出指标有2个，符合要求。
1.2 研究方法
1.2.1 超效率DEA模型。基础DEA模型如CCR模型和BCC模型，在评价有效性时会出现多个DEA有效即效率值为1的情况，从而不能对这些有效决策单元再进行比较。1993年Andersen等[13]提出了超效率（Super Efficiency）DEA模型，解决了对有效决策单元进一步区分其有效程度的问题[13]。该研究采用基于投入导向的超效率模型对广东省各区域水资源利用效率进行评价排序。
式中，M0表示t+1期投入产出相对于t期投入产出的全要素生产率变化（MI）。若MI>1，则表明与t期相比，t+1期的效率提高；若MI<1，则表明与t期相比，t+1期的效率降低；若MI=1，则表明t期和t+1期的效率相同。此外，根据Fre 等[2]的研究，Malmquist指数还可以进一步分解为综合技术效率变化指数（TEC）和技术进步指数（TC），即MI=TEC×TC。TEC反映观察对象在管理方法和效率方面的情况，若TEC>1，则表示技术效率改善；若TEC<1，则表示技术效率恶化；若TEC=1，则无变化。TC则反映观察对象技术进步或创新的程度，若TC>1，则表示技术进步；若TC<1，则表示技术衰退；若TC=1则无变化。
2 结果与分析
2.1 超效率分析结果
采用超效率DEA模型并利用EMS软件对广东省21个地级市的水资源利用效率进行计算，结果见表1。由表1可知，整体上广东省各地区各年的水资源利用效率都相对较高，基本上在0.8以上（除云浮外）。从均值来看，深圳的水资源利用效率最高，达到2.288；其次是汕头、茂名、梅州、广州、汕尾、潮州和佛山等7个地级市，均超过1；排在最末位的是云浮，为0.742。从各年效率值来看，深圳和汕头的水资源利用效率呈稳步上升状态；茂名在2012年后有明显下降；而梅州、潮州在2012年后有较明显上升；广州整体上也呈上升趋势；其他地区变化不大。
2.2 Malmquist指数及其分解
Malmquist指数可以反映决策单元生产效率在时间序列上的变化趋势与程度，运用EMS软件对广东各区域水资源利用效率的Malmquist指数及其分解进行计算，结果见表2。
2.2.1 Malmquist指数（MI）。整体上来看，广东各区域水资源利用效率变动幅度都较小，且MI≥1的情况相对较多。具体而言，2012年有15个地区MI>1，其中增长率最高的是阳江，为6.1%，下降最多的是潮州，为0.979；2013年有12个地区MI>1，其中增长率最高的还是阳江，为4.4%，下降最多的是東莞，为0.951；2014年有12个地区MI>1，其中增长率最高的是中山，为5.2%，下降最多的是湛江，为0.953。连续3年均保持MI>1的地区包括广州、深圳、珠海、汕头、佛山、韶关、惠州、汕尾、中山、阳江和肇庆11个地级市。 2.2.2 技术进步指数（TEC）。整体上看，广东省各地级市技术进步指数和Malmquist指数基本上是同向变化，即水资源利用效率上升时，技术进步，反之则技术衰退，但变动幅度都较小。具体来看，2012年有12个地区TEC>1，其中增长率最高的是珠海，为1.048，下降最多的是潮州，为0.918；2013年有13个地区TEC>1，其中增长率最高的是惠州，为1.029，下降最多的是清远，为0.959；2014年有11地区TEC>1，其中增长率最高的是珠海，为1.036，下降最多的是东莞，为0.965。连续3年均保持TEC>1的地区包括广州、深圳、珠海、汕头、佛山、韶关、惠州、汕尾、阳江和肇庆10个地级市，而潮州、清远和东莞等地则需要在技术改进和创新方面加强投入。
2.2.3 技术效率变动指数（EC）。整体上看，广东省各地及市技术效率变动指数在多数情况下都大于或等于1，好于全要素生产率和技术进步指数，这说明各区域在管理优化和创新方面平稳进步。具体而言，2012年除珠海外，其他地区EC>1，其中增长率最高的是潮州，为1.066；河源、梅州、东莞、湛江、茂名和潮州等地虽然全要素生产率有所降低，但技术效率却呈改善趋势。2013年有4个地区技术效率指数略有下降，其他地区均保持稳定或有所改善。2014年有5个地区技术效率指数略有下降，其他地区均保持稳定或有所改善。
根据表2的计算结果可以获得广东省21个地级市的MI指数、技术进步指数和技术效率变动指数的平均值（表3）。从表3可以看出，2012—2014年广东省MI指数和技术效率变动指数（EC）基本处于稳中略升的趋势，技术进步指数（TEC）虽然略有降低，但降低的幅度在逐步减小。各年度比较，2012年MI指数和技术效率变动指数增幅相对较大，其他年度变化不明显。
2.3 区域类型分析
如前所述，超效率值反映同一时期决策单元相对效率的大小，是一种静态指标；而Malmquist指数则体现了决策单元效率的发展趋势和程度，是一种动态指标。将这2类指标相结合构建四象限图，可以综合评价各区域水资源利用效率情况。如图1所示，横坐标为效率大小（超效率值），分界值为1.0，纵坐标为效率变化（MI），分界值为1.0，将各区域划分为追赶型、成长型、稳健型、保持型4种类型。
2.3.1 追赶型。水资源利用效率相对较低，且略有下降，这类区域需要加快追赶步伐。包括清远、揭阳、河源、东莞和湛江等地。其中清远、揭阳和河源地处粤北，经济相对欠发达；东莞和湛江地处粤南和粤西，经济发展相对较好。
2.3.2 成长型。水资源利用效率相对较低，但保持上升趋势，这类区域成长较快。其中阳江、珠海和中山较为突出。这3个地级市的共同特点是人口较少，人均GDP在全省排名前列，且地理位置处于粤西南部邻海地区。
2.3.3 稳健型。水资源利用效率相对较高，且保持稳中有升趋势，这类区域基础较好，且稳步发展。包括深圳、广州、汕头、汕尾和佛山等地。其中广州、深圳和佛山属于珠江三角洲经济发达地区，汕头是粤东中心城市，汕尾三面临海。
2.3.4 保持型。水资源利用效率较高，但略有下降，这类区域需要保持良好基础。包括茂名、梅州和潮州等3个地区。茂名是粤西南经济实力较强的地区，拥有华南地区最大的石化基地。梅州和潮州地处粤东北部，经济相对落后。
3 结论与建议
对上述研究结果进一步分析发现：广东省各地区水资源利用效率的高低与当地第一、二、三产业的结构比例有密切关系。根据水利部的数据，在我国用水总量中，农业用水占了大頭，达到62%。以广州和深圳为例，2014年广州地区生产总值为16 706.87亿元，深圳为16 001.82亿元，差距较小，但是广州当年的总用水量却是深圳的3.47倍。2014年深圳第一产业产值约为5.58亿元，而广州第一产业产值则为218.70亿元，远远高于深圳；在用水量方面，2014年广州农业用水量为11.38亿m3，同样远远高于深圳的0.84亿m3，前者是后者的13.54倍。这是广州整体水资源利用效率低于深圳的主要原因之一。我国一直十分重视三次产业的比例协调关系，主张在不放松农业基础的前提下，大力促进工业和服务业的快速发展，逐步降低第一产业的比例。在当前国家推进的城镇化建设方面，第一产业的比例也会随着城镇化水平提高而逐渐下降。第一产业比例下降不仅是地区产业结构调整的方向，同时也有助于提升当地整体水资源利用效率。
第一、二、三产业内的行业类型结构也对效率高低产生重要影响。以第二产业为例，广州、深圳的第二产业产值分别为5 590.97亿、6 812.02亿元，深圳略高于广州。但广州、深圳的工业用水量分别为38.84亿、5.25亿m3，前者是后者的7.4倍。由此可见，深圳工业水资源利用效率明显高于广州，这与当地具体工业类型分布有关。根据2014年《广东统计年鉴》，深圳工业主要集中于“计算机、通信和其他电子设备制造业”，产值约占工业总产值的55%，其次是“电气机械及器材制造业”和“文教、工美、体育和娱乐用品制造业”，二者约占比15.36%；广州则是以“汽车制造业”为最大工业类型，约占20.69%，其次是“计算机、通信和其他电子设备制造业”和“石油加工、炼焦及核然料加工业”，分别占比11.86%和10.7%。
另外，水资源利用效率最低的云浮市位于广东省中西部，属于该省经济相对欠发达地区，且第一产业在地区总产值中的占比超过20%，属于重农地区；同时该地区工业类型以“非金属矿物制品业”“金属制品业”和“化学原料及化学制品制造业”为主，分别约占工业总产值的23.4%、12.9%和9.8%。不同行业类型单位耗水量也不同，一般来说，钢铁、化工、建材以及原料工业属于高耗能耗水行业，如果区域内高耗能耗水行业占比较高，将会影响本地工业整体水资源利用效率。从这个角度来讲，要提升本地水资源利用效率，就需要进行行业结构调整，关停高耗水耗能行业的部分落后与过剩产能，加强企业生产与节水技术的投资和创新，促进地区行业结构的重心向现代工业和服务业转移。 产业结构调整的基本方向是由第一、二产业向第三产业转移，尤其是向现代服务业转移。目前我国电子商务发展迅猛，在移动电子商务领域，某些发展指标甚至超越美国、欧盟等发达国家和地区。国家提出了“互联网+”的发展战略，这也可成为各地区产业结构升级转型的路径之一。通过发展“互联网+”的行业应用，发展地区经济，改变对环境污染较大、资源消耗较大企业或产业的过度依赖。此外，国内旅游市场需求旺盛，大力发展旅游业也是区域经济绿色发展的重要路径。当前住房城乡建设部、国家发展改革委、财政部正在全国范围开展特色小镇培育工作，提出到2020年要培育1 000个左右各具特色、富有活力的休闲旅游、商贸物流、现代制造、教育科技、传统文化、美丽宜居等特色小镇。各区域可以根据自身区域特色大力发展本地旅游业，既能够保护环境，又可以发展当地经济，提高居民收入水平和促进就业。
节约用水技术的创新与应用是提升水资源利用效率的关键途径。地区三次产业结构和行业类型的调整升级并不是一朝一夕可以完成的，还受当地各类生产要素充裕度的限制，比如当地农业土地适宜种植经济作物，或者当地矿产资源丰富适宜发展相关产业，因此加强节水技术的创新与应用就成为提升效率的关键途径。比如农业，我国大部分地区农业仍然采取传统的大水漫灌的方式，我国灌溉水有效利用系数仅为0.45，大大落后于发达国家0.7～0.8的水平。2016年中央一号文件《关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》指出：要大力开展区域规模化高效节水灌溉行动，积极推广先进适用节水灌溉技术，农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上。工业节水技术方面，政府一方面要加强监管制定标准，规范企业经营用水，另一方面也要鼓励和扶持企业采用先进的生产节水技术，从而达到提升水资源利用效率和保护生态环境的目的。
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