二　文献综述

（一）城市用水和环境库兹涅茨曲线

环境库兹涅茨曲线描述了不同环境指标与经济发展之间的关系，即在发展初期，经济发展会造成环境的恶化和资源的枯竭，但当经济发展达到一定水平后，这一趋势将会逆转，即经济发展将会改善环境。这一理论最早由格罗斯曼和克鲁格提出（1991）。在文献中，这一曲线被形容为倒U形或N形曲线。文献中对这一形态曲线形成的解释主要是：随着经济发展和人们对生活品质需求的提高，他们期待更好的环境，并愿意为此支付费用（Selden and Song，1994；Baldwin，1995；Roca，2003）。

经济增长通过三个途径影响环境质量：规模效应、产业构成效应和技术效应（Grossman and Krueger，1991）。规模效应是指随着一个国家经济的发展，其产业规模会不断扩大，因此对资源的需求和污染物的排放也会不断增多。产业规模效应是指随着一个国家经济的发展，其产业组成将会不断变化，由以农业为主的经济模式向以工业为主的经济模式过渡，然后不断地向以第三产业为主的经济模式过渡。由于不同产业对于资源的需求强度和污染物的排放强度均有所不同。通常，其对资源和污染物有着倒U形的影响，即随着产业组成由第一产业向第二产业过渡，污染物排放量和资源消耗量不断增加，当产业组成由以第二产业为主向以第三产业为主过渡时，污染物排放量和资源消耗量将逐步减少。技术效应是指随着技术的发展和革新，资源利用率将会提高，并向更加清洁的方向发展。

当一个经济体处于初级发展阶段时，其经济增长主要通过经济规模扩张来实现，经济体通常处于以农业为主的经济模式，技术处于比较落后的阶段。因此，在这一阶段的经济发展对环境的影响主要是规模效应和产业结构效应，即发展增加污染排放和资源消耗。随着经济的不断发展，最终技术效应将会超越规模效应和产业构成效应而成为主导效应，因此，污染物和资源消耗量将会递减。希林克（Heerink）及其合作者（2001）指出，不同的激励措施和政策会对这三个效应由谁作为主导起着决定性的影响。

目前，环境库兹涅茨曲线的文献主要集中在讨论环境质量和经济发展的关系。这些研究主要采用污染物水平作为环境质量的指标。在相关的实证分析中，环境库兹涅茨曲线更易被证明存在于短期对人体健康有影响的地域性环境指标，如二氧化硫、生物需氧量等，或长期影响的全球性环境指标，如二氧化碳和温室气体等（Arrow et al.，1995；Barbier，1997；Cole et al.，1997；Selden and Song，1994）。在一些研究中，包括最早提出库兹涅茨曲线的文章中，学者们发现环境指标与经济发展呈N形关系，即三维关系。这一三维关系相较于其他一些研究所发现的倒U形关系提供了更多信息，即环境指标在经济发展的后期，即发达国家水平，将会趋于平稳（在小范围波动）。

正如我们在引言中指出的，目前文献中的实证研究以利用截面数据进行回归分析或短时间面板数据进行分析为重。前者大量地混合了发展中国家和发达国家的数据，并不能回归分析出环境指标和经济发展的真实关系，因为每一个国家的发展都受其历史文化地域等因素的影响（Grossman and Krueger，1991；Panayotou，1993，1995；Selden and Song，1994）。而对于后者，正如文森特（Vincent，2007）指出，短时间的历史数据无法涵盖到发达国家仍然处于发展初期的阶段，因此得出的结果也不能全面地反映真实情况。因此，长时间的面板数据可以很好地解决这两方面的问题。然而，数据的可得性一直是学者们所面临的挑战之一。本文正好弥补了这一领域的缺憾。

目前环境库兹涅茨曲线的文献主要集中在探讨环境污染物与经济发展的关系，正因为如此，一些学者批评这些研究忽略了自然资源对于环境的重要性（Arrow et al.，1995）。在有限的检验自然资源消耗和经济发展关系的文献中，大量的文献集中研究森林破坏问题（Shafik and Bandyopadhyay，1992；Panayotou，1993；Koop and Tole，1999；Culas，2007）。只有少量研究关注其他资源，如能源和水资源（Suri and Champman，1998；Magnagi，2006；Cole，2004）。

基于环境库兹涅茨曲线，只有少数研究关注用水量与经济发展的关系。基于美国国家水资源汲取量的截面数据和美国国家水资源消耗的面板数据，罗克（Rock，1998）发现人均取水量和消耗量与人均收入呈倒U形关系，即验证了水库兹涅茨曲线的存在。在另一个研究中，罗克（2000）进一步论证说：一个国家的水消耗强度与其水资源储量、经济组成和政府政策紧密相关。通过研究一些国家的人均用水量和人均收入，格莱克（Gleick，2003）同样发现了相似的倒U形关系，例如芬兰和美国。他进一步指出，高效率和高效能的水资源管理对人均水资源的消耗可以起到很好的控制及减少作用。基于对欧洲、北美洲、非洲、亚洲、南美洲和大洋洲估算的九年水耗量数据，科尔（Cole，2004）对水库兹涅茨曲线进行检验，他的结果同样支持水库兹涅茨曲线的存在。Yoo（2007）采用1973—2001年韩国的时间序列数据证明了水库兹涅茨曲线的存在。基于检验UNESCO数据库中的65个国家在1960年、1970年、1980年、1990年、1995年、2000年和2008年的相关数据，杜瓦蒂（Duarte）及其合作者（2013）同样证明了水库兹涅兹曲线的存在，他们总结说：面临缺水的国家的水的利用率一般比较高，其人均用水量较低，好的制度有利于人均用水量的减少。

值得注意的是，以上所列出的相关研究都有其局限性。尽管罗克的研究是所有相关研究中最早最为翔实的，但其所采用的数据包括不同国家不同时间的数据，因此不具有连续性。此外，在他的回归模型中，他还引入了其他解释变量，因此很难评判他的结果是否验证了水库兹涅茨曲线。格莱克的研究通过简单的散布图法展现了水的库兹涅茨曲线关系，定量上不够严谨。科尔的研究因为他采用的是估算数据而非真实数据，所以也可能对结果造成偏差。杜瓦蒂及其合作者的研究同样存在数据连贯性方面的问题。

文献中还有一部分研究论证了一些非经济因素对库兹涅茨曲线形成的影响，包括一个国家的禀赋，如气候、地域特性、人口、政策等，其中政策因素备受关注（Shafik，1994；Andreoni and Levinson，2001；Chavas，2004）。Dasgupta及其合作者（2002）认为，政策对库兹涅兹曲线有着重要的积极作用，尤其是在拐点后，好的政策的实施可以有效地降低污染物或减少资源的消耗。自1997年开始，学者试图研究政策对环境库兹涅茨曲线的影响。Panayotou （1997）采用合同的强制实行和官僚的效率作为政策指标来评测政策对库兹涅茨曲线的影响，他发现，高效能的政策在曲线的低收入区间可以显著地减少环境退化，在高收入区间则可以加快环境的改善。德布鲁因（De Bruyn，1997）发现了相同的现象。赫蒂格（Hettige）及其合作者（2000）发现，严格的环境政策对环境质量的提高有着重要的作用。Magniani（2001）倾向于认为环境库兹涅茨曲线无法自发地出现，其出现主要是公众对环保的支持造成的，其中最主要的因素就是政策的实施。Yandle及其合作者（2004）通过检索相关文献指出，政策的实施可以尽早结束经济发展对环境的负面影响，是其正向关系在较低的人均收入值时出现。

（二）现代城市水管理和相关政策

城市水管理经历了不同的管理模式和政策变迁，它反映着不同时期人们对于水资源和城市水系统的认识。早期的城市水管理注重基础设施的建设，如供水管网、水处理设备等，随着水资源的日益稀缺和污染的不断加重，人们意识到水系统不仅包括取水供水，还应考虑排水和污水处理。20世纪60年代初期，污水处理成为城市水管理系统的一个组成部分，早期的污水处理以管末处理为终点。然而，这一方案并没有解决日益加重的水污染，使得很多地区面临着缺水的窘境。因此，自80年代末期开始，效率管理被引入城市水管理体系中，成为城市水管理的重要策略。其核心思想是最小化取水量，最大化水利用率，同时减少污水中的污染物，循环使用水资源（Berger and Finkbeiner，2010）。基于水的效率管理，现代城市水管理被认为是目前最优的城市水管理体系，其核心是把城市水系统看作自然水系统中的一个人工分支子系统，这一子系统的运行必须是高效率的，同时也应该对自然水系统无任何负面影响，即高效能的。具体来讲，就是既达到效率管理的目标，同时争取达到零排放（Eisengberg and Reed，2003；Braungart et al.，2007；McDonough and Braungart，2010）。因此，水和污水是城市水系统中不可分割的两个组成部分，设计和实施水政策及污水政策是密不可分的，事实上，它们应该作为一个有机整体进行全盘考虑。

基于现代城市水管理体系，在这个研究中，我们分别界定了两种不同的水相关政策：水的效率政策和水的效能政策。效率政策的设计和实施主要是为了提高城市水系统的整体效率。而效能政策则是用于提高整个城市水系统的效能，即最小化其对外部环境的负面影响。最优的城市水管理系统应该达到高效地使用水资源并对环境无任何负面影响。

图1　现代城市水管理系统