基于模糊評價的水資源價值
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摘 要：在綜述國內外水資源價值評價研究的基礎上，采用模糊數學方法,分析水資源價格的影響因素,確定山西省水資源價值的評價指標,計算山西省水資源價值,得出水資源價格,為山西省市水價改革和水資源保護提供政策依據。
關鍵詞：水資源價值 研究進展 模糊評價模型 山西
1前言
水資源是人類及一切生物賴以生存和發展的基礎性自然資源，水資源短缺已成為全球共同面臨的問題。水資源價值是指水資源使用者為了獲得水資源使用權需要支付給水資源所有者的貨幣額,它與水價是不同的概念,合理的水價應包括水資源價值。水資源價值的研究是水資源管理的重要內容，它對水資源合理配置、改善水環境、促進節約用水、緩解水危機等都具有重要意義。
2水資源價值研究現狀
水資源是一種人類社會生存和發展必不可少的重要資源,和其他自然資源一樣,具有價值,水資源價值的內涵主要體現在以下3個方面,即稀缺性、資源產權和勞動價值。
現行的水資源價值研究模型主要有影子價格模型、邊際機會成本模型、收益現值模型、供求價格模型、CGE模型、模糊數學模型等。
2.1影子價格模型
影子價格是本世紀50年代Tinbergen和Kantorovitch提出的,它最早源于數學規劃。
在國外常稱之為“效率價格”或“最優計劃價格”。根據微觀經濟學的均衡理論,如果市場供需均衡,均衡價格等于邊際凈收益,也等于邊際成本,即邊際勞動價值。為了和市場價格相區別,有時把均衡價格稱為影子價格。這樣,可以通過求出影子價格間接求出供需均衡時的邊際成本(即邊際勞動價值)。影子價格指的是在全社會資源有效配置的前提下,當其他生產要素、勞動投入和技術條件不變時,某一生產要素增加一單位所能夠增加的社會凈效益。但運用影子價格理論測算水資源價值存在以下問題：(1)根據影子價格的定義,影子價格與生產價格、市場價格差別很大,它只反映水資源的稀缺程度和水資源與總體經濟效益之間的關系,因此它不能代替水資源本身的價值。(2)由于水資源長途運輸的不經濟性,目前尚無國際競爭價格。在國內,只有近幾年才賦予了自然水資源象征性價格(即水法中所稱水資源費),因此,通過國際、國內水資源市場價格調整的方法來獲得水資源影子價格是困難的。(3)理論上可以通過求解線性規劃來獲得水資源影子價格,但是實踐上存在很大困難,“世界上還沒有完全由理論計算得出的影子價格”。
2.2邊際機會成本模型
邊際機會成本(Marginal Opportunity Cost,簡稱MOC)是指從經濟角度對資源利用的客觀影響進行抽象和度量的一個有用的工具，是指在資源有限的情況下,從事某項經濟活動而必須放棄的其他活動的價值.MOC理論認為,資源的消耗使用應包括以下3種成本：（1）邊際生產成本(marginal production cost,簡稱MPC),它是指為了獲得單位資源必須投入的直接費用。（2）邊際使用成本(marginal use cost,簡稱MUC),它是指用某種方式利用一個單位的某一資源時所放棄的以其他方式利用同一資源可能獲取的最大純收益。（3）邊際外部成本(marginal external cost,簡稱MEC),主要指所造成的損失,這種損失包括目前或者將來的損失,當然也包括各種外部環境成本，該理論認為：MOC表示由社會所承擔的消耗一種自然資源的費用,在理論上應是使用者為資源消耗行為所付出的價格P，當P小于MOC時,會刺激資源過度使用；當P大于MOC時,會抑制資源的正常消費。
2.3收益現值模型
收益現值模型依據替代與預測原理,著眼于未來的預期收益,以適當的還原率折為現值。其基本公式為：
式中：V為水資源的價格；a為已建水利工程平均期望年凈收益；r為年收益資本化過程中所采用的還原率。
收益現值模型僅以經濟效益為依據,而對自然環境開發利用的生態效益則較少涉及.以此方法估價則必將造成價格偏低且不利于生態環境的改善,而且收益現值模型一般是應用在土地經濟評價方面,適合于每年有著固定收入的土地資源的定價。
2.4供求價格模型
供求價格模型是美國詹姆斯(L.Dauglas Tanes)和李(Robert .R. Lee)提出的,他們認為,供水是商品,符合下列公式：
式中：Q2為調整價格后的用水量：Q1為調整價格前的用水量；P1為原水價；P2為調整后的水資源價格；E為水資源價格彈性系數，所謂的彈性是指因變量變化的百分比同自變量變化的百分比之間的比例關系,它可分為需求價格彈性系數、需求收入彈性系數、需求交叉彈性系數、供給價格彈性系數等。
供求價格法有其優點,首先,其公式比較簡單,數據容易獲得;其次,它適應市場經濟大環境,人們也容易接受。但是也存在一些問題，供求價格模型尚須進一步完善。
2.5 CGE模型
CGE模型(computable general equilibrium model)在20世紀60年代末出現于宏觀政策分析和數量經濟領域,隨著經濟理論的不斷豐富和計算技巧的逐步完善,CGE模型的研究和應用日漸廣泛,成為研究市場行為、政策干預和經濟發展的有效工具。由于CGE模型能有效地模擬宏觀經濟的運行情況,尤其是在市場經濟條件下,故而它能用來研究和計算部門和商品的價格。運用CGE模型能輸出某一地區的經濟在均衡條件下的各部門生產和消費情況,能有效應用于商品價格的計算。
雖然CGE模型能輸出某一區域經濟均衡條件下的各部門商品的相對價格,但同時必須看到,CGE模型所要求的資料量是十分大的,模型一般要求區域部門投入產出系數、勞動力分配、總投資及部門投資分配、消費額及政府、居民間分配以及各種彈性系數，收集和處理資料的十分困難。
3 水資源價指模糊數學評價模型
水資源價值系統是一個復雜且模糊的系統,處理這樣的復雜系統,由于“不相容原理”的存在,運用常規的數學方法是難以如意的,因此適宜于用模糊數學的方法進行處理。構成水資源價值的因素，可分為3類：自然因素、經濟因素和社會因素，水資源價值模型可用函數表示為
V=f(X1,X2,X3,…,Xn)
式中：V為水資源價值(無量綱)；X1,X2,X3,…,Xn分別表示影響水資源價值的因素如水質、水資源量、人口密度、經濟結構、技術影響、水資源生產成本及正常利潤等。
設U為水資源價值要素，U=( u1,u2,u3,u4)，評價向量為W=(高,偏高,一般,偏低,低),水資源價值綜合評價可表示如下：
式中：V―水資源價值綜合評價值；A―u1,u2,u3,u4要素評價的權重值，利用專家評判法求得A=(0.4,0.15,0.15,0.3)；“o”―模糊矩陣的復合運算符號, 包括取小取大法、相乘取大法、取小相加法等,本文取算子“∧”或“∨” ；R―u1,u2,u3,…, un的綜合評價矩陣,可表示為：
式中:rij(i=1,2,…,n;j=1,2,3,4,5)表示i要素j級評價值。評價指標隸屬函數的選用如下標準化公式：
效益型指標（越大越優）：
成本型指標（越小越優）：
V是一個無量綱的向量，可以通過WLJ=V•S這種方法將其轉換為水資源價值(價格)。WLJ為水資源價格，S為水資源價格向量。水資源價格在(P,0)之間?？梢愿鶕嶋H情況,將其按著不同的間隔劃分為價格向量,如等差間隔或等比間隔，即S=(P,P1,P2,P3,0)。P為水資源價格上限，是指達到最大水費承受指數(水費支出/總收入)時水資源價格，可以用下式表達：
式中， 為水費承受指數，I為實際收入，W為用水量，C為單位供水成本及正常利潤。根據亞太經濟和社會委員會 (ESCAP)的建議，居民用水的水費占家庭收入的百分比最大不應超過3%[16]。
2005年山西省城鎮居民人均可支配收入為8495.67元，城鎮生活人均用水量99L/d，工程水價格為1.9元/m3，環境水價約1.1元，求得P=2.78元/m3，則S=(P,0.75P,0.5P,0.25P,0)T=( 2.78, 2.01 , 1.39 , 0.7 , 0)T。
4 結論
應用模糊數學對水資源價值進行綜合評價具有科學性、客觀性和實用性,并且操作簡單,應用方便,它既能綜合考慮和分析影響水資源價值總體水平的各種因素,避免了單一因素決策和人們主觀認識差異的片面性。得出山西水資源價格為1.58元人民幣,山西省現行水價遠低于水資源價格。為確保水系統總量平衡,節約水資源,必須對現行水價進行改革。
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