工业水资源：绿色效率与空间相关性

(1)空间相关性模型

上文中，Dagum基尼系数的测算及分解反映了中国工业水资源绿色效率的区域差异程度及来源，但未能对工业水资源绿色效率的空间分布特征和演变规律进行深入刻画。为此本篇采用Moran's I指数和合适的空间计量模型，对工业水资源绿色效率的空间分布及其收敛趋势进行分析。在确定是否采用空间计量方法时，首先要通过空间相关性检验来证实各省份的工业水资源绿色效率之间是否存在空间相关性。

选取全局Moran's I指数作为分析全局相关性的指标，将区域整体作为研究对象，考察整个空间序列的空间集聚情况，其计算公式为:

上式中的n代表样本中的省份数量，xi表示i省份的工业水资源绿色效率， 表示所有观测省份工业水资源绿色效率的平均值，wi，j为i省份与j省份的空间权重矩阵，常用的空间权重矩阵包括空间邻接矩阵^[22]和空间距离矩阵^[23]两种，本篇涉及含有空间权重矩阵的模型均使用的是以边界是否相邻为标准的空间邻接矩阵，即当i省份与j省份相邻时wi，j＝1，当i省份与j省份不相邻时wi，j＝0。Moran's I指数的上限和下限分别为1和－1，Moran's I指数为正时说明省份之间呈空间正相关性，而且指数越趋于1，空间正相关性也就越强，反之如果Moran's I指数为负时说明省份之间呈空间负相关性，其指数越趋于－1，空间负相关性也就越强，若Moran's I指数趋于0，则说明省份之间的空间相关性较弱。

全局空间自相关将区域整体作为研究对象，往往无法考察局部的空间分布情况，从而造成误判，所以这时需要使用局部自相关分析，局部相关性分析很好地弥补了全局自相关的局限性。

通过全局自相关分析和局部自相关分析得到Moran's I散点图，通过观察Moran's I散点图可以得出各省份的空间聚集特征。Moran's I散点图的横轴代表工业水资源绿色效率水平，纵轴代表邻近省份的工业水资源绿色效率的加权值。Moran's I散点图中位于第一象限的高－高聚集区，表示工业水资源绿色效率高的省份被工业水资源绿色效率同样高的省份包围；位于第二象限的低－高聚集区，表示工业水资源绿色效率低的省份被工业水资源绿色效率高的省份包围；位于第三象限的低－低聚集区，表示工业水资源绿色效率低的省份被工业水资源绿色效率同样低的省份包围；位于第四象限的高－低聚集区，表示工业水资源绿色效率高的省份被工业水资源绿色效率低的省份包围。总的来说，第一和第三象限表示省份之间工业水资源绿色效率呈现空间正相关，第二和第四象限表示省份之间工业水资源绿色效率呈现空间负相关。

(2)实证测算与结果

首先，测算出2006—2015年我国大陆30个省份(西藏自治区数据缺失，故不计入)工业水资源绿色效率的全局莫兰指数，结果如图3.5所示。

图3.5　2006—2015年中国工业水资源绿色效率Moran's I指数(www.xing528.com)

注:图中Moran's I指数的P值都低于0.05，表明通过显著性检验。

从图3.5可以看出，2006—2015年我国工业水资源绿色效率的Moran's I指数都大于0.15，多数年份在0.25以上，且均通过了显著性检验，这表明中国省域工业水资源绿色效率空间正相关性显著，具有较强的空间聚集性表现，工业水资源绿色效率高的省份聚集在一起，而工业水资源绿色效率低的地区也倾向于聚集在一起。因此，在研究工业水资源绿色效率时，若不考虑空间效应因素就可能导致模型估计结果与实际情况产生较大偏差。

Moran's I指数可以表明我国工业水资源绿色效率在空间分布上存在着明显的空间相关性，但这并不能反映出各省份工业水资源绿色效率具体的空间集聚情况，故本篇将通过Moran's I散点图进一步研究中国工业水资源绿色效率的空间分布特征，2006年、2015年的Moran's I散点图如图3.6和图3.7所示。

图3.6　2006年Moran's I指数散点图

图3.7　2015年Moran's I指数散点图

图3.6和图3.7可以看出这两年多数省份落在第一、第三象限，少数省份落在第二、第四象限。2006年落在第一、第三象限的省份数量有20个，第二、第四象限的省份数量有10个；2015年落在第一、第三象限的省份数量有21个，第二、第四象限的省份数量有9个，Moran's I散点图结果表示我国工业水资源绿色效率空间集聚现象明显。

通过2006年和2015年Moran's I散点图呈现出的各省份空间关系对比，可以判断全国较多省份的工业水资源绿色效率在地理空间上表现为显著的正空间相关性。工业水资源绿色效率高－高集聚现象主要发生在东部地区，主要是北京、天津、江苏、海南等省份，这些地区的经济发展水平、外资利用水平以及人口素质都比较高，环境保护意识浓厚，因此工业水资源绿色效率水平一直处在高位。工业水资源绿色效率低－低集聚现象主要发生于西部地区，主要是青海、重庆、四川、云南、贵州、陕西、甘肃等省份，这些绝大部分是我国经济欠发达、需要加强开发的地区，其技术水平相对较低，环境管理标准也不够完善，因此工业水资源绿色效率一直处于较低水平。

总的来说，中国省域工业水资源绿色效率存在着正的空间相关性，某个省份的工业水资源绿色效率不仅受到自身的影响，还会受到相邻省份的影响，并且局部相关也显示出工业水资源绿色效率在空间分布上也不是随机分散的，因此研究我国工业水资源绿色效率收敛性引入空间计量模型十分有必要。