干旱區(qū)農業(yè)水資源利用的機理分析

鄭芳

一、農業(yè)水資源的概念及特性

（一）農業(yè)水資源的概念

隨著水資源供需矛盾日益加劇和用水主體的競爭性，水資源日益成為關注的焦點之一?？傮w來看，可以將水資源歸納為廣義和狹義兩大類。廣義水資源是指地球上一切形態(tài)的水，包括海洋水、陸地水、地表水、地下水等，即一切潛在的經人類控制并可供人類利用或可能利用的水。狹義水資源則是指在社會經濟技術可行條件下實際可開發(fā)利用的水資源，規(guī)范定義為“在可預見的時期內，在流域水循環(huán)中能夠維持生態(tài)環(huán)境和人類社會所利用的淡水良性循環(huán)的前提下，通過經濟合理、技術可行的工程措施在當?shù)厮Y源中可直接或間接利用的地表水、地下水和土壤水?！庇捎讵M義水是與人類經濟社會直接相關并具有真正價值的那一部分水資源，因此它是本文關注的重點。

根據(jù)國民經濟主要行業(yè)進行統(tǒng)計，水資源分為農業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)用水四大類。農業(yè)水資源的供給源于自然水和農業(yè)灌溉水。自然水主要來源于降水和土壤潮濕；農業(yè)灌溉水是指通過渠道、揚水站等農田水利設施從湖泊中獲取的水資源。自然水與農業(yè)灌溉水共同并相互替代地在農業(yè)生產中發(fā)揮重要作用?？紤]到自然水的供給難以控制，很難對其做出可行的量化分析。

因此，本研究對可控程度較大的灌溉水資源進行專門的效率評價。另一方面，從經濟學角度來看，自然水作為非市場產品，可以被認為是外生的，而灌溉水的供給需要一定的物質投入，盡管灌溉水價很低，但有一定成本，其可以被視為農業(yè)生產函數(shù)中的一個主要投入變量。按照部門內主要行業(yè)分類，農業(yè)水資源的需求包括種植業(yè)灌溉用水和林、牧、漁業(yè)用水。種植業(yè)灌溉用水主要指種植糧食作物和其它經濟作物的水田或水澆地灌溉所用的水資源，一般占到農業(yè)用水總量的80%左右，是農業(yè)用水的主體。考慮到新疆典型的灌溉農業(yè)的特征，以及數(shù)據(jù)的可得性和研究對象的統(tǒng)一性，本研究中所提及的“農業(yè)水資源”專指用于種植業(yè)灌溉的狹義水資源。

（二）農業(yè)水資源的特性

1.農業(yè)水資源的自然特性

首先，農業(yè)水資源具有循環(huán)流動性，農業(yè)水資源在循環(huán)中形成一種動態(tài)資源。農業(yè)水資源的流動性，使得農業(yè)用水可以通過建設各種引、調、蓄等水利工程匯集與積蓄，為農業(yè)生產提供了重要的基本條件。同時，通過農業(yè)水資源利用和循環(huán)，將肥料、養(yǎng)分以及有機物分解和循環(huán)到農田、河道、湖泊等，不斷為農業(yè)生產提供各種物質供應。其次，農業(yè)水資源具有利害兩重性。農業(yè)水量過多易造成泛濫，農業(yè)水量過少容易形成干旱等自然災害。

2.農業(yè)水資源的經濟特性

首先，農業(yè)水資源具有不可替代性和可再生性。從開發(fā)利用來看，農業(yè)水資源可以憑借自然界的水循環(huán)得到補充，可以重復利用，其經濟收益可以隨著時間坐標無限延續(xù)。但是，水資源作為生產的載體，一旦使用和管理不當，會極大地影響農業(yè)水資源再生。其次，不可替代性和儲量的有限性決定了農業(yè)水資源的稀缺性。常年缺水區(qū)域需要采取調水、節(jié)水、循環(huán)用水等方式解決水資源的短缺，要付出巨大的經濟代價。最后，農業(yè)水資源具有波動性。這反映在農業(yè)水資源時空分布差異較大。

二、農業(yè)水資源的循環(huán)結構與過程

按照二元水循環(huán)理論，由于綠洲區(qū)強烈的人類活動完全改變了天然水循環(huán)過程，也改變了區(qū)域水資源的形成、轉變和消耗過程。農業(yè)是人類發(fā)展的基礎產業(yè)，其本質是通過生產糧食及工業(yè)原料滿足人類生存和發(fā)展的需要。隨著農業(yè)灌溉制度和耕作方式的發(fā)展，農業(yè)的循環(huán)環(huán)節(jié)不斷增加，循環(huán)路徑不斷延長，農業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)也發(fā)生了改變，但其本質仍然是由從獲取水源到農作物生產環(huán)節(jié)中消耗水源以及作物通過土壤滲回補地下水的水循環(huán)過程。

農業(yè)水循環(huán)是社會水循環(huán)的一個分支，包含“供（取）水——用（耗）水——排水（處理）——回歸”五個環(huán)節(jié)。總體而言，供（?。┧到y(tǒng)是農業(yè)水循環(huán)的始端和將自然水循環(huán)引入農業(yè)生產系統(tǒng)的“牽引機”，集中體現(xiàn)在通過工程與非工程措施，根據(jù)各個區(qū)域農業(yè)水資源的需求，將大氣降水資源、地表水資源、地下水資源以及土壤水資源配置給各個區(qū)域。用（耗）水系統(tǒng)是農業(yè)水循環(huán)的核心，是農業(yè)生產系統(tǒng)“同化”攫取水的各種價值及使水資源價值流不斷耗散的一整套流程。它集中體現(xiàn)在農業(yè)生產環(huán)節(jié)中，農作物利用所分配的水資源，通過光合作用將輻射能轉換為化學能，最后形成碳水化合物的用（耗）水過程。排水系統(tǒng)是農業(yè)水循環(huán)的“匯”及與自然水循環(huán)的聯(lián)結節(jié)點，發(fā)揮“異化”社會經濟系統(tǒng)廢污水重要作用。它集中體現(xiàn)在將多余水量排出農業(yè)系統(tǒng)的過程?；貧w系統(tǒng)是伴隨農業(yè)生產系統(tǒng)水循環(huán)通量和人類環(huán)境衛(wèi)生需求而產生的循環(huán)環(huán)節(jié)，成為構建良性的農業(yè)水循環(huán)的關鍵。它集中體現(xiàn)在將農業(yè)系統(tǒng)排出的水回歸到自然水循環(huán)系統(tǒng)中。從具體過程來看，如下圖所示。

由以上分析可知，農業(yè)水循環(huán)具有明顯的同化過程和異化過程，即人類從自然水循環(huán)系統(tǒng)中將水“提取”到農業(yè)生產系統(tǒng)中，“同化”水的經濟屬性、社會屬性、環(huán)境屬性甚至生態(tài)屬性，為人類謀福利；同時，“異化”農業(yè)生產系統(tǒng)的“垃圾”，排出廢污水到自然水循環(huán)系統(tǒng)。總體而言，農業(yè)用水過程實質是一個由自然水資源到農業(yè)生產中水資源循環(huán)構成的一個“自然——人工”復合水循環(huán)大系統(tǒng)，涉及水文循環(huán)過程、水資源配置過程以及區(qū)域經濟結構的合理調控過程等相關內容，因而農業(yè)水循環(huán)過程是一個以水為媒介的綜合體。由于其涉及的內容較多，各部分循環(huán)過程的機理也不同。

三、農業(yè)水資源的轉化與利用解析

根據(jù)農業(yè)水循環(huán)的過程，由農業(yè)水循環(huán)中水資源轉化的通量可見，農業(yè)水循環(huán)的供（?。┧^程，主要體現(xiàn)在將已有的自然水資源轉化到農業(yè)生產環(huán)節(jié)中；農業(yè)水循環(huán)的用（耗）水過程，集中體現(xiàn)在將生產環(huán)節(jié)中的農業(yè)水資源轉化農產品的最大產出。農業(yè)水循環(huán)的排水（處理）和回歸是將農業(yè)生產中多余水量轉化到自然水循環(huán)系統(tǒng)中。

根據(jù)農業(yè)水資源的的轉化過程，從水源到農作物用水，農業(yè)水資源的利用主要包括了供（取）水過程和用（耗）水過程，即農業(yè)水資源的配置環(huán)節(jié)和生產環(huán)節(jié)。農業(yè)水資源的高效利用是根據(jù)各個區(qū)域的供水條件和農作物的需水規(guī)律，采用水利工程、農業(yè)技術、管理等措施，最大限度地減少農業(yè)水資源的配置和農產品生產中的損失，在有效保障生態(tài)環(huán)境的前提下，最大限度地使自然水資源轉化效率和農產品產量的轉化效率達到理想狀態(tài)，提高農業(yè)水資源的配置效率和生產效率，提高農業(yè)水資源的利用效率。

從這種意義上來說，農業(yè)水資源利用效率（utilization efficiency of agricultural water resource）反映了農業(yè)水資源高效利用的水平。農水資源利用效率越高，說明農業(yè)水資源的配置較為合理，農業(yè)水資源價值得到了很好的實現(xiàn)，因此農業(yè)水資源利用的水平也就越高。

根據(jù)農業(yè)水資源利用效率的體現(xiàn)或實現(xiàn)途徑，農業(yè)水資源的利用效率包含兩個層次：一是農業(yè)水資源配置效率，二是農業(yè)水資源生產效率。

農業(yè)水資源配置效率（allocation efficiency of agricultural water resource）基于供需的角度，根據(jù)現(xiàn)有的配置能力，將不同生產單位、不同區(qū)域或不同行業(yè)之間分配有限的稀缺水資源而達到的效率，這種效率使水資源有效地配置于最適宜的使用方面和方向上。

農業(yè)水資源的生產效率（production efficiency of agricultural water resource ）是基于投入產出的角度，在灌溉水不極度稀缺的情況下，農業(yè)水資源生產效率反映了灌溉帶來最大的經濟產出，而非使用最少的水資源（J.W. Knox，2011）。在水價和產出價格不變的前提下，最優(yōu)的農業(yè)水資源生產效率是同時達到作物產出最大化和水資源損失最小化，也就是用最少的水資源產最多的作物。但是，若加入變化的水價和和產出價格這一現(xiàn)實因素，農業(yè)水資源生產效率就取決于管理和技術因素綜合的灌溉經濟效率。管理因素在技術條件短期不變的情況下對于灌溉經濟效率的高低具有決定作用。

（作者單位：石河子大學商學院）