不同灌溉水源供水可靠性的評估

楊 宇 王金霞 陳 煌

(1.中國科學院地理科學與資源研究所農(nóng)業(yè)政策研究中心，北京100101;2.中國科學院研究生院，北京100101)

如何通過進一步增強農(nóng)田水利設(shè)施投資和管理機制建設(shè)、提高灌溉供水可靠性來減緩旱災(zāi)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響不僅引起我國決策者的關(guān)注，也引起了部分學者的重視。水利部陳雷部長指出，農(nóng)田水利設(shè)施的薄弱和滯后仍然是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定和糧食安全最大的硬傷和短板［1］。為了進一步加強農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，2011中央一號文件首次對農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)進行了全面部署，明確提出要從土地出讓收益中提取10%用于農(nóng)田水利建設(shè)以提高水利設(shè)施的供水保障能力，進而提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。一些研究指出，當前農(nóng)田水利設(shè)施年久失修、工程質(zhì)量差、淤泥沉積等因素引起蓄水能力低、灌溉供水不可靠及供水不足，因而急需加大投資力度［2－4］。還有一些學者認為，農(nóng)田水利設(shè)施的管理薄弱和機制不暢是導(dǎo)致灌溉供水保障程度較低的主要因素，應(yīng)加強和完善其管理機制建設(shè)［5－6］。

那么，我國基于各種農(nóng)田水利設(shè)施下不同灌溉水源的灌溉供水方面的可靠性究竟如何?不同灌溉水源在灌溉供水可靠性方面的差距有多大?影響灌溉供水可靠性的因素有哪些?回答這些問題對于進一步引導(dǎo)合理農(nóng)田水利投資、制定合理的相關(guān)政策具有十分重要的現(xiàn)實含義。但遺憾的是，目前的文獻還未對這一問題開展研究，尤其是缺乏運用大規(guī)模實地調(diào)研數(shù)據(jù)開展的定量分析。本文的研究目標就是回答以上問題，通過全國7省的123個村的大規(guī)模實地調(diào)研，運用計量經(jīng)濟學模型的方法，對各種灌溉水源對灌溉供水的可靠性開展實證評估及分析。

1 數(shù)據(jù)來源及關(guān)鍵指標說明

研究所用數(shù)據(jù)來源于我們2010年在全國7個省開展的實地調(diào)查。這7個省分布在全國六大流域，包括位于海河流域的北京市和河北省、松遼流域的吉林省、淮河流域的安徽省、長江流域的四川省、西南流域的云南省和東南流域的浙江省。七個省份的選擇主要考慮了南北方氣候和水資源條件的差異。例如，調(diào)查不僅包括降水較少、水資源相對匱乏的北方三個流域(松遼、海河和淮河流域)，而且也包括降水較多、水資源相對充沛的南方三個流域(長江、西南和東南流域)。我們在每個省隨機選取了3個縣，每個縣隨機選取了2個鄉(xiāng)、每個鄉(xiāng)隨機選取3個調(diào)查村開展調(diào)查;調(diào)查樣本最終包括7個省中的123個村。

對所選取的村，我們采取了面對面的問卷調(diào)查方法。調(diào)查對象是村領(lǐng)導(dǎo)，主要包括村書記、村長或村會計。調(diào)查內(nèi)容主要包括村地表水資源和地下水資源供水可靠程度、不同水利設(shè)施提供的灌溉供水比例以及村社會經(jīng)濟和自然條件基本情況等方面的內(nèi)容。供水可靠性體現(xiàn)了農(nóng)田水利設(shè)施到農(nóng)田“零距離”的直接效果，主要是基于調(diào)查表中如下兩方面的問題來度量:對于能夠依賴地表水供水的村，了解其在2006－2010年，有哪幾年地表水不夠用;對于從地下取水灌溉的村，同樣是了解其在2006～2010年中有哪幾年井水不夠用。基于這兩個問題，我們首先用過去五年中(2006－2010)地表水和地下水夠用年份的比例分別計算了地表水和地下水供水可靠性指標。其次，以調(diào)查村分別利用地表水和地下水灌溉的耕地面積作為權(quán)重，計算了樣本村地表水和地下水供水的綜合可靠性指標。不同農(nóng)田水利設(shè)施的灌溉供水比例來源于調(diào)查表中的“你們村灌溉供水來源于何種水利設(shè)施、各種水利設(shè)施提供的灌溉面積有多大”的問題。調(diào)查還收集了社會經(jīng)濟和自然條件方面的指標，主要包括村農(nóng)民人均純收入、村勞動力文化程度、村非農(nóng)就業(yè)比例、村到鄉(xiāng)鎮(zhèn)府的距離、村土壤類型以及村地形地貌特征。

2 灌溉供水可靠性和不同灌溉水源的現(xiàn)狀

調(diào)研結(jié)果表明，過去5年(2006－2010年)，有三分之一的年份存在灌溉供水不可靠的狀況，而且地表水供給的可靠程度低于地下水供水。例如，從樣本總體來看，在過去5年，農(nóng)田水利設(shè)施灌溉供水的可靠程度為70%，也就是在5年中有70%的年份灌溉供水是夠用的;而在其余30%的年份中，灌溉供水不足以滿足當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求(見圖1)。從不同水源來看，地表水灌溉供水的可靠程度低于地下水約9%。地表水灌溉供水的可靠程度為63%，而地下水為72%。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前農(nóng)村主要通過水庫、灌區(qū)、機井、水池(池塘)或水窖等水利設(shè)施來提供灌溉，還有一些是運用水泵等設(shè)施從河流湖泊進行提水灌溉。分析中我們運用各種農(nóng)田水利設(shè)施在某村中所提供的灌溉面積比例來反映該水利設(shè)施對灌溉供水的貢獻率。調(diào)研結(jié)果表明，各種水利設(shè)施提供的灌溉面積比例存在一定差異。灌溉供水面積比例較高的是從河流湖泊提水和通過機井進行灌溉，分別達到了32%和25%;其次是水庫、灌區(qū)和水池，分別為17%、13%和12%;最少的是水窖，灌溉供水的面積僅僅為1%(見圖2)。

圖1 灌溉供水可靠性現(xiàn)狀圖(%)

圖2 不同類型灌溉水源灌溉面積比例圖

3 不同灌溉水源灌溉供水可靠性定量評估

為了深入評估不同農(nóng)田水利設(shè)施提供的灌溉供水可靠性的差異，我們建立了如下的計量經(jīng)濟學模型:

以上模型中，i表示第i村，j表示第j個省。因變量表示灌溉的供水可靠性程度，其為0～1區(qū)間上的連續(xù)取值，其中取值越大表示灌溉供水可靠性越高。模型右邊的xij是我們感興趣的關(guān)鍵變量，表示各類農(nóng)田水利設(shè)施所灌溉的面積比例，也為0～1區(qū)間上的數(shù)值。基于前面分析，提供農(nóng)村灌溉的水利設(shè)施主要有水庫、灌區(qū)、機井、水池、水窖及通過水泵從河湖提水。在我們分析中，依靠水泵從河湖提水是對照組。xij經(jīng)濟含義表示的是每增加農(nóng)田水利設(shè)施灌溉耕地面積比例，對灌溉供水可靠性影響程度變化是多少。

zij和gij分別為反映社會經(jīng)濟和自然條件的控制變量。zij是一組村社會經(jīng)濟基本特征，其包括非農(nóng)就業(yè)勞動比例、村離鄉(xiāng)鎮(zhèn)的距離(km)、人均耕地面積(hm2/人)、村受教育程度在中學及中學以上的勞動比例。gij代表的是一組村自然特征，包括村土壤性質(zhì)，是否為壤土(1=是;0=否)、是否為黏土(1=是;0=否)，沙土作為了對照組。dj代表以北京為對比基礎(chǔ)的省虛擬變量。εij表示其他不可觀測的隨機擾動影響因素。α、β、γ、δ是模型待估的參數(shù)或參數(shù)矩陣。

由于灌溉用水可靠性數(shù)據(jù)中部分值是零，若用常用最小二乘法的來估計可能產(chǎn)生系數(shù)偏誤或不一致，會誤解解釋變量系數(shù)的經(jīng)濟意義。因此，本文依據(jù)因變量數(shù)據(jù)值特征，將選擇受限因變量模型—截取回歸模型，即Tobit模型對模型的參數(shù)進行估計，從而保證所估計參數(shù)的無偏性和一致性。其次，由于選擇的是不同的村莊橫截面數(shù)據(jù)，可能會出現(xiàn)異方差，影響所估計參數(shù)的有效性。因此，為了保證所估計參數(shù)的有效性，使用穩(wěn)健性估計(robust)。

表1 灌溉供水可靠性影響因素模型估計結(jié)果表

該計量模型整體運行效果良好(見表1)。模型的聯(lián)合檢驗F值(4.81)以及所對應(yīng)的概率值(0.000)通過統(tǒng)計意義上的檢驗。模型的擬合優(yōu)度達到0.40，這對于運用橫截面數(shù)據(jù)的模型而言是比較高的，也就是說模型的整體解釋能力較強。另外，我們把村社會經(jīng)濟和自然特征這些控制變量作為整個模型的嵌套變量，利用似然比(LR)檢驗它們是否對整個模型有限制性影響。由似然比卡方統(tǒng)計值(16.05)和伴隨概率值(0.041)可以了解到村社會經(jīng)濟和自然特征對灌溉供水可靠性有限制的顯著影響，即這些變量起到了控制區(qū)域間的差異作用。結(jié)果表明，大部分村社會經(jīng)濟和自然條件等控制變量的估計結(jié)果比較顯著，而且符合理論預(yù)期或?qū)嵉赜^察。例如，村非農(nóng)就業(yè)比例每增加1%，灌溉供水可靠性降低了0.5%，因為種植業(yè)的比較效益較低，種地機會成本較大，導(dǎo)致種植業(yè)勞動力的減少，進而減少對農(nóng)田水利設(shè)施修建和維護的投工，間接了影響了農(nóng)田水利設(shè)施對灌溉供水可靠性作用效果。村莊離鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府的距離每增加1 km，灌溉供水可靠性降低1.1%左右，因為離鄉(xiāng)鎮(zhèn)府越近的有水利工程村莊越有可能作為政績工程來抓，越遠的村莊越有可能忽略，間接影響了供水可靠性，因此模型所模擬的系數(shù)與直覺還是基本一致的。還有村莊的地形也影響這灌溉供水可靠性，平原地區(qū)的村莊比丘陵、山區(qū)的村莊灌溉供水可靠性提高0.22，因為平原地區(qū)的農(nóng)田水利設(shè)施工程更能容易發(fā)揮其作業(yè)效果，灌溉供水越可靠。

我們比較感興趣的是關(guān)鍵變量的影響方向和大小，想了解哪種農(nóng)田水利設(shè)施提供的灌溉供水更可靠?表1的估計結(jié)果表明，灌區(qū)、機井、水池這三類農(nóng)田水利設(shè)施不同程度通過1%、5%或者10%顯著性水平檢驗，而水庫和水窖并未通過統(tǒng)計意義上的檢驗。其通過檢驗的灌區(qū)、機井和水池這三類農(nóng)田水利設(shè)施對灌溉供水可靠性作用方向都是正的，與預(yù)期基本一致，即隨著農(nóng)田水利設(shè)施能灌溉耕地面積比例增加，灌溉供水可靠性越高。

農(nóng)田水利設(shè)施對灌溉供水可靠性作用大小通過邊際效應(yīng)(dy/dx)來反映，dy/dx不是Tobit模型所估計的系數(shù)，而用dy/dx=φ(x'β/σ)β運算公式來表示邊際效應(yīng)，即模型中的邊際影響通過以φ(x'β/σ)=0.97的比例因子來調(diào)整最大似然估計量來獲得。機井在這幾類農(nóng)田水利設(shè)施中對灌溉供水效果較大，在其他條件不變的情況下，灌溉面積每增加10%，對灌溉供水可靠性分別提高4.2%;其次就是水池(池塘)，在其他條件不變下，水池灌溉面積每增加10%，灌溉供水可靠性就提高3.3%，然后就是灌區(qū)達到了2.7%。這說明就我們所調(diào)查的樣本中，這三類灌溉水源(農(nóng)田水利設(shè)施)對目前灌溉供水可靠性起著很重要作用，特別機井對灌溉供水可靠性效果最大，比水池和灌區(qū)分別高出0.9%和1.5%，灌溉供水更可靠。對于另外兩類農(nóng)田水利設(shè)施(水庫和水窖)，就我們所調(diào)查樣本中對灌溉供水可靠未起到明顯效果，這需引起政府重視這兩類農(nóng)田水利設(shè)施問題，診斷其是管理機制不暢還是投資不足等問題，并提出解決措施。

4 結(jié)論及政策建議

本文主要研究目的評估當前我主要國農(nóng)村灌溉水源(水庫、灌區(qū)、機井、水池和水窖)灌溉供水效果，為政府科學合理地對農(nóng)田水利設(shè)施投資提供實證依據(jù)?；?省123個村的實地數(shù)據(jù)，運用計量經(jīng)濟模型方法去分析了灌溉供水可靠性現(xiàn)狀特征和評估灌溉水源供水可靠效果，并得出以下結(jié)論:

(1)實地調(diào)查結(jié)果表明灌溉供水的可靠程度過去5年(2006－2010年)有三分之一的年份存在灌溉供水不可靠的狀況。從樣本總體來看，在過去5年，農(nóng)田水利設(shè)施灌溉供水的可靠程度為70%，也就是在5年中有70%的年份灌溉供水是夠用的;而在其余30%的年份中，灌溉供水不足以滿足當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。。

(2)就我們調(diào)查的樣本，以水泵從河湖提水為對照組，運用計量經(jīng)濟模型評估了基于水庫、灌區(qū)、機井、水池以及水窖五類農(nóng)田水利設(shè)施為灌溉水源的供水可靠性效果，得出機井、水池以及灌區(qū)三類農(nóng)田水利設(shè)施灌溉供水效果更好，即如果依賴該三類灌溉水源的農(nóng)田水利設(shè)施，灌溉面積每增加10%，灌溉供水可靠性分別提高4.2%、3.3%和2.7%，而水庫和水窖這兩類農(nóng)田水利設(shè)施灌溉供水效果不明顯的結(jié)論。

(3)依據(jù)上述結(jié)論提出相應(yīng)的政策建議，從農(nóng)田水利設(shè)施類型，應(yīng)繼續(xù)推進和維持有關(guān)機井、水池和灌區(qū)這三類農(nóng)田水利設(shè)施的政策，繼續(xù)保持該三類農(nóng)田水利設(shè)施灌溉供水可靠的效果;而對水庫和水窖這兩類灌溉供水效果不明顯的農(nóng)田水利設(shè)施，應(yīng)診斷其問題，提出解決問題的政策建議。

(編輯:王愛萍)

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