中國農(nóng)業(yè)用水效率區(qū)域差異及影響因素研究

摘要：運用DEA測算了2003—2012年的中國各省、市、自治區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率，并采用Tobit模型考察了農(nóng)業(yè)用水效率的影響因素。結(jié)果表明，從總體上看，目前中國農(nóng)業(yè)用水效率比較低，但呈逐年上升趨勢；農(nóng)業(yè)用水效率具有明顯的區(qū)域差異，東部地區(qū)最高，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)最低；有效灌溉指數(shù)、節(jié)水灌溉指數(shù)、農(nóng)村居民人均純收入和人均水資源占有量與農(nóng)業(yè)用水效率呈顯著正相關(guān)，而農(nóng)業(yè)用水比重和糧食播種面積比重對農(nóng)業(yè)用水效率具有顯著負(fù)向影響。提出了提高中國農(nóng)業(yè)用水效率的對策與建議。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)用水效率；區(qū)域差異；影響因素；中國

中圖分類號：TV213 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）11-2943-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.11.059

水資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)資源之一，對國家糧食安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。2012年中國人均水資源占有量僅為2 100 m3，低于世界人均水平[1]。目前中國灌溉技術(shù)和設(shè)施比較落后，大部分地區(qū)灌溉方式比較傳統(tǒng)，農(nóng)業(yè)用水效率較低。水資源短缺和農(nóng)業(yè)用水效率低下嚴(yán)重制約著中國農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。2011年中央一號文件明確提出加強水資源管理，提高農(nóng)業(yè)用水的利用效率[2]。因此在這樣的現(xiàn)實背景和政策背景下，測算中國農(nóng)業(yè)用水效率，研究中國農(nóng)業(yè)用水效率的地域差異，分析農(nóng)業(yè)用水效率的影響因素，對于正確認(rèn)識中國農(nóng)業(yè)水資源的利用現(xiàn)狀，運用技術(shù)、管理和政策等手段合理配置農(nóng)業(yè)用水，提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率，保障國家糧食安全和促進(jìn)農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

目前有不少專家學(xué)者開始關(guān)注農(nóng)業(yè)用水效率問題。于法穩(wěn)等[3]比較分析了西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水消耗系數(shù)和農(nóng)業(yè)用水效率。劉渝等[4]從經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角分析了技術(shù)、制度、管理等因素對農(nóng)業(yè)用水效率的影響。王學(xué)淵等[5]測算了中國各省區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率。唐建軍[6]采用DEA方法測算了陜西省的農(nóng)業(yè)灌溉用水效率。劉渝等[7]利用主成分分析法測算了湖北省各市、州的農(nóng)業(yè)用水效率，并分析了部分地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率低下的原因。閆爽[8]通過構(gòu)建評價指標(biāo)體系研究了農(nóng)業(yè)用水效率。劉渝等[9]運用DEA方法測算了1999—2006年中國29個省份的農(nóng)業(yè)用水效率。夏蓮等[10]從農(nóng)戶層面采用SFA方法測算了農(nóng)戶農(nóng)業(yè)用水效率，并分析影響農(nóng)戶農(nóng)業(yè)用水效率的因素。崔巖等[11]運用DEA方法測算了2005—2012年河南省農(nóng)業(yè)用水效率。黎紅梅等[12]利用主成分分析方法測算了2005—2010年湖南省各地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率。王昕等[13]基于DEA模型，測算了2003—2010年中國各省農(nóng)業(yè)用水效率，并對農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行了趨同性實證分析。從已有的文獻(xiàn)看，學(xué)者們大都偏重對農(nóng)業(yè)用水效率的測算，很少有文獻(xiàn)分析中國農(nóng)業(yè)用水效率區(qū)域差異問題，同時大多數(shù)文獻(xiàn)缺乏對農(nóng)業(yè)用水效率影響因素的定量研究。因此，本研究基于全要素視角運用DEA模型對2003—2012年的中國各省、市、自治區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行測度并分析中國農(nóng)業(yè)用水效率的區(qū)域差異，采用Tobit模型考察了有效灌溉指數(shù)、節(jié)水灌溉指數(shù)、農(nóng)村家庭人均純收入、用水結(jié)構(gòu)、種植結(jié)構(gòu)、水資源稟賦對農(nóng)業(yè)用水效率的影響，最后提出提高中國農(nóng)業(yè)用水效率的對策建議。

1.2 農(nóng)業(yè)用水效率區(qū)域差異分析

本研究采用C2R模型并借助MATLAB2009a軟件，計算得到中國30個省份2003—2012年農(nóng)業(yè)水資源利用效率值（表1）。

從表1中關(guān)于2003—2012年中國各省、市、自治區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論。

1）從全國層面看，2003—2012年農(nóng)業(yè)用水效率較低，平均值僅為0.738；中國農(nóng)業(yè)用水效率從2003年的0.667增加到2012年的0.759，整體上呈上升趨勢。

2）從地區(qū)層面看，東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率（0.901）要高于全國平均水平（0.738），而中部地區(qū)（0.666）和西部地區(qū)（0.629）的農(nóng)業(yè)用水效率要低于全國平均水平；中國東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平相對發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)用水效率較高，存在較低的效率損失，而中西部地區(qū)發(fā)展落后，農(nóng)業(yè)用水效率損失很大，這也與中國的實際情況相符合，中西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率還有很大的提升空間；從變化趨勢看，中國東、中和西部地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率均呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。

3）從省級層面看，中國農(nóng)業(yè)用水效率地域差異更為明顯。農(nóng)業(yè)用水效率最高的是北京、上海、重慶，這3個地區(qū)在2003—2012年10年間農(nóng)業(yè)用水效率均為1.000，而農(nóng)業(yè)用水效率較低的是寧夏（0.281）、甘肅（0.451），這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率還存在很大的提升空間。農(nóng)業(yè)用水效率納入高效率組的地區(qū)有北京（1.000）、上海（1.000）、重慶（1.000）、山東（0.996）、遼寧（0.983）、福建（0.962）、四川（0.961）、海南（0.947）、河南（0.939）、浙江（0.915），這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率平均值均高于0.9，且大多是東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)。農(nóng)業(yè)用水效率納入中效率組的地區(qū)有天津（0.866）、青海（0.864）、廣東（0.815）、河北（0.786）、吉林（0.784）、湖北（0.723）、陜西（0.677）、湖南（0.639）、江蘇（0.639）、山西（0.593）、安徽（0.568）貴州（0.566）、云南（0.564）、江西（0.561）、內(nèi)蒙古（0.522）、黑龍江（0.520）、新疆（0.517）、廣西（0.511），中效率組地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率值介于0.5到0.9之間；除了廣東、天津、江蘇外，這些地區(qū)都位于中西部地區(qū)，大部分地區(qū)都是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)省份，農(nóng)業(yè)耗水現(xiàn)象較為嚴(yán)重。低效率組的地區(qū)是寧夏（0.281）、甘肅（0.451），這兩個地區(qū)水資源相對匱乏，生態(tài)環(huán)境和氣候條件較為惡劣，這在一定程度上會降低農(nóng)業(yè)用水效率。

2 農(nóng)業(yè)用水效率影響因素分析

2.1 Tobit模型的建立

為進(jìn)一步了解農(nóng)業(yè)用水效率的影響因素及影響差異，由于通過DEA方法計算出來的農(nóng)業(yè)用水效率值介于0和1之間，采用OLS回歸方法進(jìn)行估計可能會造成一定的偏差，因此本研究建立Tobit面板回歸模型如下所示：

yit=ait+？茁Txit+eit，ifait+？茁Txit+e>0 0，ifait+？茁Txit+e≤0 （3）

式中，yit為第i個地區(qū)第t年的農(nóng)業(yè)用水效率，xit為解釋變量，？茁T為未知參數(shù)，？著it為服從正態(tài)分布的誤差項，ait為第i個地區(qū)第t年的固定效應(yīng)。

本研究主要選取以下幾個指標(biāo)作為農(nóng)業(yè)用水效率的影響因素（表2）。

1）有效灌溉指數(shù)（x1）。本研究用有效灌溉面積與農(nóng)作物播種面積之比來衡量有效灌溉指數(shù)，用于反映區(qū)域灌溉基礎(chǔ)設(shè)施的裝備情況，灌溉基礎(chǔ)設(shè)施的裝備水平越高，農(nóng)業(yè)用水效率越高。因此，本研究假設(shè)有效灌溉指數(shù)與農(nóng)業(yè)用水效率呈顯著正相關(guān)。

2）節(jié)水灌溉指數(shù)（x2）。本研究用節(jié)水灌溉面積與有效灌溉面積之比來表示節(jié)水灌溉指數(shù)，用于反映區(qū)域節(jié)水灌溉技術(shù)水平，節(jié)水灌溉技術(shù)水平越高，農(nóng)業(yè)用水效率越高。因此本研究假設(shè)節(jié)水灌溉指數(shù)與農(nóng)業(yè)用水效率呈顯著正相關(guān)。

3）農(nóng)村居民人均純收入（x3）。農(nóng)民收入越高，表明農(nóng)民在農(nóng)田灌溉方面可以增加更大的投入，有助于提高農(nóng)業(yè)用水效率。本研究假設(shè)農(nóng)村人均純收入對農(nóng)業(yè)用水效率具有顯著正向影響。

4）用水結(jié)構(gòu)（x4）。本研究用農(nóng)業(yè)用水比重來衡量用水結(jié)構(gòu)，農(nóng)業(yè)用水比重較大的地區(qū)大多是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)省份，農(nóng)業(yè)用水損耗較大，因此本研究假設(shè)農(nóng)業(yè)用水比重與農(nóng)業(yè)用水效率呈負(fù)相關(guān)。

5）種植結(jié)構(gòu)（x5）。農(nóng)作物主要分為糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，不同農(nóng)作物的用水效率差異很大。一般來說經(jīng)濟(jì)作物的單位水資源產(chǎn)值要大于糧食作物的單位水資源產(chǎn)值，因此糧食作物的種植面積越高，用水效率將會越低。本研究采用糧食播種面積比重來衡量地區(qū)的種植結(jié)構(gòu)，并假設(shè)糧食播種面積比重與農(nóng)業(yè)用水效率呈負(fù)相關(guān)。

6）水資源稟賦（x6）。水資源稟賦是影響農(nóng)業(yè)用水效率的因素之一。本研究采用人均水資源擁有量（單位：m3/人）來衡量水資源稟賦。本研究假設(shè)人均水資源占有量與農(nóng)業(yè)用水效率呈顯著正相關(guān)。

2.2 結(jié)果與分析

用DEA測算得出的2003—2012年中國30個省、市、自治區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率作為因變量建立Tobit模型。由于本研究選擇的自變量較多，考慮到自變量之間的共線性問題，通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)各自變量之間的相關(guān)性均小于0.6，可以認(rèn)為各解釋變量之間的共線性程度不高。運用stata12.0軟件進(jìn)行模型的估計，得到的估計結(jié)果見表3。

Tobit回歸結(jié)果顯示，有效灌溉指數(shù)、節(jié)水灌溉指數(shù)、農(nóng)村居民人均純收入和人均水資源占有量對農(nóng)業(yè)用水效率具有顯著的正向影響；而農(nóng)業(yè)用水比重和糧食播種面積比重對農(nóng)業(yè)用水效率有著顯著負(fù)向影響。

1）有效灌溉指數(shù)在10%顯著水平下對農(nóng)業(yè)用水效率有著正向影響。有效灌溉指數(shù)反映的是地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施的裝備水平。有效灌溉指數(shù)越高，農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施越完善，農(nóng)業(yè)用水效率也高，這一結(jié)論與前文的研究假設(shè)一致。

2）節(jié)水灌溉指數(shù)在10%顯著水平下對農(nóng)業(yè)用水效率有著正向影響。節(jié)水灌溉指數(shù)反映的是地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)水平，在中國大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)依舊傳統(tǒng)落后，大水漫灌的現(xiàn)象依然很普遍，農(nóng)業(yè)用水效率很低；而先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用能提高農(nóng)業(yè)用水效率。因此節(jié)水灌溉指數(shù)越高，農(nóng)業(yè)用水效率越高，這一結(jié)論與前文的研究假設(shè)一致。

3）農(nóng)村家庭人均純收入在10%顯著水平下對農(nóng)業(yè)用水效率有著正向影響。農(nóng)民人均純收入越高，農(nóng)民更加有條件在農(nóng)田灌溉方面增加投入，購置和完善先進(jìn)的灌溉設(shè)備，采用先進(jìn)的灌溉技術(shù)，從而有利于提高農(nóng)業(yè)用水效率。因此農(nóng)村家庭人均純收入越高，農(nóng)業(yè)用水效率越高，這一結(jié)論與前文的研究假設(shè)一致。

4）農(nóng)業(yè)用水比重在1%顯著水平下對農(nóng)業(yè)用水效率有著正向影響。農(nóng)業(yè)用水比重高的地區(qū)往往是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)省份，一方面這些地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耗水較大，農(nóng)業(yè)水資源浪費較嚴(yán)重；另一方面這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用率也很低，因此農(nóng)業(yè)用水效率較低。表明農(nóng)業(yè)用水比重越高，農(nóng)業(yè)用水效率越低，這一結(jié)論也與前文的研究假設(shè)一致。

5）糧食播種面積比重在5%水平下對農(nóng)業(yè)用水效率有著顯著負(fù)向影響。一般來說經(jīng)濟(jì)作物的單位水資源產(chǎn)值要大于糧食作物的單位水資源產(chǎn)值，因此糧食作物的種植面積越高，用水效率將會越低，這一結(jié)論與前文的研究假設(shè)一致。盡管經(jīng)濟(jì)作物的用水經(jīng)濟(jì)效益高，但是糧食作物的生產(chǎn)更重要的是保障國家糧食安全，而非片面追求經(jīng)濟(jì)效益，因此需要合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，既要兼顧農(nóng)業(yè)用水效率問題，更要保障國家糧食安全。

6）人均水資源占有量在5%水平下對農(nóng)業(yè)用水效率有著顯著正向影響。水資源稟賦越高，農(nóng)業(yè)水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的投入產(chǎn)出水平越高，這一研究結(jié)論與前文的研究假設(shè)一致。

3 結(jié)論及政策建議

本研究運用DEA模型對2003—2012年的中國30個省、市、自治區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行測度，分析中國農(nóng)業(yè)用水效率的區(qū)域差異，并采用Tobit模型考察了有效灌溉指數(shù)、節(jié)水灌溉指數(shù)、農(nóng)村家庭人均純收入、用水結(jié)構(gòu)、種植結(jié)構(gòu)、水資源稟賦對農(nóng)業(yè)用水效率的影響。

1）從總體上看，中國農(nóng)業(yè)用水效率水平較低，2003—2012年農(nóng)業(yè)用水效率平均值僅為0.738，但呈逐年上升趨勢。

2）中國農(nóng)業(yè)用水效率存在較為明顯的區(qū)域差異。從地區(qū)層面看，東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率最高，其次是中部地區(qū)，西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率最低；從省級層面看，農(nóng)業(yè)用水效率最高的地區(qū)是北京、上海、重慶，而農(nóng)業(yè)用水效率較低的地區(qū)是寧夏、甘肅。

3）有效灌溉指數(shù)、節(jié)水灌溉指數(shù)、農(nóng)村居民人均純收入和人均水資源占有量對農(nóng)業(yè)用水效率具有顯著的正向影響；而農(nóng)業(yè)用水比重和糧食播種面積比重對農(nóng)業(yè)用水效率有著顯著負(fù)向影響。

為了提高中國的農(nóng)業(yè)用水效率，本研究提出以下政策建議：①完善農(nóng)田基本建設(shè)工程和農(nóng)田水利工程，改良農(nóng)田土壤質(zhì)量，提高農(nóng)田土壤的蓄水能力，提高水利設(shè)施防洪抗旱和農(nóng)田灌溉的功能。②研究和推廣先進(jìn)節(jié)水技術(shù)；政府要鼓勵科研機構(gòu)和科研人員開發(fā)和研究先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，采用多種方式向農(nóng)戶推廣滴灌、渠道防滲等節(jié)水灌溉技術(shù)。③保障水資源的合理開發(fā)和節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用，合理配置水資源，解決好區(qū)域間、產(chǎn)業(yè)間的用水矛盾；同時各地區(qū)要因地制宜，合理布局農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的優(yōu)化配置。④政府要加強節(jié)約用水宣傳和教育的力度，同時向農(nóng)民宣傳和推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)民的節(jié)水積極性和節(jié)水意識。

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