从“公地悲剧”看地下水过度开采

马瑀坚

提要我国是一个水资源严重匮乏的国家,对地下水的依赖度很高,但是近年来随着经济发展以及地下水开发技术的不断提高,我国地下水资源出现过量开采的现象,一方面诱发了许多环境地质问题,另一方面也不利于地下水资源的可持续利用。本文描述了我国水资源开发现状,并从“公地悲剧”角度分析地下水被过度开发的原因,给出地下水合理开发利用的途径。

关键词:地下水;地下水开采;公地悲剧

中图分类号:F124.5文献标识码:A

地下水是水资源的重要组成部分,其水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。由于地下水层重新被注满的速度很慢,需要花上几百年甚至几千年的时间,储存在地下含水层的地下水通常被认为是一种不可再生的资源。

我国是一个水资源严重匮乏的国家。在我国,尤其是在北方及干旱少雨地区以及人口稠密区,对地下水的依赖程度很高,保护地下水资源的意义远高于对地表水的保护。然而,随着我国越来越多的对地下水的开采利用,地下水资源面临日益枯竭的困境,过度开采也造成了非常严重的环境地质问题。因此,如何合理开发利用地下水资源成为了刻不容缓的重要任务。

一、我国地下水开采现状

随着社会经济的快速发展和地下水开发技术的不断提高,我国地下水开发正在向“深”、“广”发展,开采层不断加深,开采范围不断扩大。2006年我国地下水资源量占全部水资源总量的30.17%,地下水供水量占总供水量的18.4%。近30年来,我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增,全国660个城市中,开采地下水的城市400多个;地下水有效灌溉面积占全国耕地总面积的40%;过去东南沿海从不开采地下水的地区,现在也大量开采地下水;华北平原、长江三角洲等地区,因浅层地下水污染,地下水开采大量转向深层地下水。

我国南北方在地下水资源分布和城市供水结构方面存在较大的地区性差异。南方地下水资源丰富,约占全国地下水资源总量的71%,而占全国国土面积60%的北方地区,地下水资源仅占全国的29%。在城市供水结构上,北方地区地下水所占份额较大,有的城市甚至以地下水为唯一水源。地下水开发利用程度最高的是华北地区,地下水供水量占全地区总用水量的52%。

从我国不同开发潜力区域占国土总面积的比例来看,超采区占国土总面积的6.6%,即开采潜力小于0,需要调整开采布局,推行节约用水等措施缓解地下水紧张矛盾的区域。基本平衡区占总面积的28.8%,是指不能盲目扩大开采地下水的区域,北方地区应该把这部分水留作生态用水,不能开采。开发潜力较小区占国土总面积近一半(45.3%),这部分区域应该合理适度开发地下水。开采潜力中等和较大区域占国土面积的15.6%。

因此,我国开发地下水资源必须合理规划与管理,否则将会有更多地区转变为超采区和基本平衡区,无法继续利用地下水资源。因此,保护地下水资源是一项关乎资源可持续利用和社会经济可持续发展的重要任务。

二、地下水开采引起的环境地质问题

地下水的开发利用,一方面给社会经济发展提供了水源支撑,另一方面不合理的超量开采地下水,诱发了许多环境地质问题。特别是以地下水为主要供水水源的北方城市和地区,掠夺式开采现象严重,引发的环境地质问题突出。

根据中国地下水监测信息网公开的资料显示,我国由地下水开发所引发的主要环境地质问题有区域地下水降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵和土壤盐渍化等,主要分布在地下水集中开采和超量开采地区。

(一)地下水降落漏斗。区域地下水降落漏斗使地表农田灌溉所需水量大幅提高,进而地下水水质也会发生变化。区域地下水位下降还使平原或盆地的湿地萎缩或消失,地表植被破坏,导致生态环境退化。初步统计,全国已形成区域地下水降落漏斗100多个,漏斗区总面积达15万平方千米,主要分布在北方地区。

(二)地面沉降。地面沉降容易引起地裂缝。城市给水管道、供气管道、电线、光缆等随地面不均匀沉降而弯曲变形,导致管道漏水漏气,给当地人民的生命财产安全造成巨大威胁。地面沉降还会造成铁路路基不均匀下沉,铁路安全受到威胁。另外,地面沉降降低了城市河道堤防的防洪标准,使河道汛期泄洪能力下降。全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降,沉降范围6.4万平方千米,沉降中心最大沉降量超过2米的有上海、天津、太原、西安、苏州、无锡、常州等城市,天津塘沽的沉降量达到3.1米。西安、大同、苏州、无锡、常州等地面沉降同时伴有地裂缝,对城市基础设施构成严重威胁。

(三)地面塌陷。地面塌陷是超量开采岩溶地下水造成的,全国共发生岩溶塌陷3,000多处,塌陷面积300多平方千米。

(四)海水入侵。一般情况下,陆地淡含水层的水位比海水水位高,但经过长期大量抽取陆地淡含水层,会使其地下水位低于海水水位,导致海水(咸水)通过透水层渗入陆地淡含水层中,从而破坏地下水资源。沿海地区的大连、秦皇岛、沧州、烟台、北海和海南新英湾等地的地下水开采诱发了海水入侵,导致地下水水质恶化,全国海水入侵总面积近1,000平方千米。

三、地下水资源的过度开采——公地的悲剧

“公地的悲剧”最初由英国学者哈丁提出,他设想了一个向所有人开放的牧场,其中每个牧羊人的经济收益取决于他所牧养的牲畜的数量,并且过度放牧造成的损失由所有使用者共同承担,这时“公地的悲剧”就不可避免地会发生。

地下水资源的开发具有非竞争性和非排他性,因此产生了公地悲剧现象。非竞争性即一个人对地下水资源的开发并不能排除其他人对地下水资源的开发。这里面包含两层含义,第一,由于地下水资源含量丰富,增加一个开发者,由于增加开发而发生的社会边际成本为零;第二,开发者之间在开发地下水资源时互不干扰。非排他性指如果要排除某个人对地下水资源的开发要付出巨大的管制成本。

在我国,开采地下水在生态系统允许的范围内所支付的成本是极低的,绝大多数的农民开采地下水只需要支付机井打水所耗费的电费,而不需要支付任何额外的水费。而且在目前农村,自来水覆盖的面积还很有限,大部分农村地区的生活用水和灌溉用水都来自地下水井。这样用水的低成本加上用水渠道唯一,导致农民没有足够的激励节约用水,地下水资源被过度开采。

以马歇尔和庇古为代表的福利经济学派认为,导致公地悲剧的根本原因是边际私人成本与边际社会成本的背离,因而解决问题的途径是:找到一个可以充当社会和经济活动的调节者,对造成外部性的活动者征税或给予补贴,使外部成本内在化。以科斯为代表的新制度学派则认为,公地悲剧的发生源于公共产权的归属不清或缺乏制度性的产权安排,由此引发外部效应,并认为如果一种资源是稀缺的,那么私有化是合理利用和有效保护的基本途径。因此,地下水之所以被过度开采导致了“公地的悲剧”,一方面是因为地下水不存在产权归属关系;另一方面开采地下水的私人边际成本极低,因此人人都可以不受限制地开采地下水。一旦地下水被过度开采从而造成地下水匮乏或严重的环境地质问题,开采地下水的社会成本就远大于私人成本,产生环境负外部性。

另外,从成本收益角度,个人或企业在进行是否开采地下水的决策时,根据其自身利益最大化原则,在开采地下水时只关注其开采的私人边际成本,选择私人边际成本与社会边际收益相等时的开采量,地下水以更低的价格被开采,同时开采量超过社会最适量。由于经济活动的负外部效应,过量开采导致的私人成本小于社会成本,因此社会最适量小于市场均衡量,因而地下水开采量就超过了社会所能接受的最佳数量。而大量的开采过量则会导致严重的环境地质问题,造成各种负外部性问题的产生。

四、防止地下水过度开采的途径

(一)鼓励节约用水,对节水行为给予补贴。过去,我国农村采用的主要灌溉方式是地面灌溉,即沟渠、畦灌、淹灌等。即便是在严重缺水、常年干旱地区,也是通过施肥和选种等办法提高产量,忽略了水资源合理利用的问题。

传统的地面灌溉效率很低而且不利于节约用水。目前,多种节水灌溉方式正在被广泛的采用,包括喷灌、微灌、低压管灌、渠道防渗等,较多采用的是喷灌和微灌。与传统的灌溉方式相比,喷灌和微灌具有节约用水、节约劳力、节约耕地、提高产量、对土地的适应性强、有利保持水土等诸多优势。特别是针对我国水资源匮乏的实际情况,这种节水灌溉方式对于提高农业灌溉效率,节约水资源具有非常重要的意义。因此,应该在广大农村地区推广节水灌溉技术,对采用节水灌溉技术的农户给予补贴,鼓励节水灌溉技术的大范围推广。这样,既能提高灌溉效率,又能节约水资源,减少地下水资源开采。

(二)对不同的采水量采取差别定价办法,多采水部分支付较高价格。政府可以统一对城市和农村的采水设备安装一个水表,记录采水量,根据不同的采水量制定不同的水价。在采水量较小的阶段制定较低的价格,在采水量较大的阶段制定较高的价格。这样,过度采水行为就会支付一个较高的成本,从而抑制过度采水。

(三)发放采水交易许可证。政府对每个地下采水的水泵安装电表,根据该地区地下水可开采量以及经济发展的需要制定一个开采总量,结合开采户申报的预计开采量以及开采户的具体情况,发放电卡,控制开采户的开采量。如果开采户实际开采量少于所购买的开采量,该开采户可以将剩余开采量转卖。如果开采户期初购买开采量不足,也可以向有多余开采量的开采户购买开采量。

采用这种办法的一个重要条件是建立地下水开采许可证交易市场,使许可证交易能够公开、顺利进行。通过建立许可证交易市场,一方面农民因为采用了较好的节水措施而节余的水,可以通过许可证的转让而得到经济实惠,可以激发更多的节水行为;另一方面农民也可以通过购买一定量的许可证来解决水缺乏的问题,而不至于影响作物的正常生长。

(四)杜绝非法采水,加大惩罚力度。政府应该对非法采水行为加大监管力度和惩罚力度。这样做相当于增加了非法采水行为的成本,根据成本收益分析,可以减少非法采水行为的发生。

(五)制定地下水开采法规,加强节约采水与用水教育。国家应制定专门的地下水资源保护法规,进一步加强和完善地下水资源保护的立法、执法工作。同时,在全社会加大节约用水的宣传力度,提高群众节约用水的意识,提高水资源利用效率。

(作者单位:南开大学经济学院)

主要参考文献:

[1]我国主要城市和地下水水情通报(2007年度).国土资源部,2008.5.

[2]彭文启,张祥伟.现代水环境质量评价理论与方法[M].北京:化学工业出版社,2005.

[3]赵章元.地下水污染不容忽视[J].环境经济,2006.4.