農(nóng)作物面積變化對(duì)新疆水資源結(jié)構(gòu)偏差的影響

魏敬周，劉維忠

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，烏魯木齊 830052)

新疆地處內(nèi)陸，干旱少雨，水資源整體缺乏，水資源已成為新疆經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新疆工農(nóng)業(yè)和生活用水迅速加快，并且新疆農(nóng)業(yè)用水量占新疆總用水量的90%以上，2014年該比例為94.70%，提高農(nóng)業(yè)對(duì)水資源的利用效率已成為新疆水資源高效利用的關(guān)鍵。從新疆農(nóng)業(yè)用水歷史數(shù)據(jù)來看，2006年新疆農(nóng)業(yè)用水量為471.44 億m3，到2014年新疆農(nóng)業(yè)用水量已增加到550.99 億m3，增幅高達(dá)16.87%，這和新疆農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)變化息息相關(guān)。新疆農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)中以棉花為主，小麥、玉米是除棉花以外種植規(guī)模最大的兩種農(nóng)作物，2014年新疆棉花種植面積占新疆農(nóng)作物播種面積的40.39%，小麥、玉米種植面積之和占新疆農(nóng)作物播種面積的34.25%，三者種植面積之和占新疆農(nóng)作物播種面積的比例接近80%，因此，三者播種面積的變化對(duì)新疆水資源利用結(jié)構(gòu)偏差具有較大影響。為了詳細(xì)研究3種農(nóng)作物種植面積變化對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響，本文從新疆各地區(qū)的水資源利用結(jié)構(gòu)偏差入手，運(yùn)用計(jì)量手段分析棉花、小麥、玉米等耕種面積的變化對(duì)新疆水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響。

1 新疆水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

新疆水資源時(shí)空分布不均，工程性、結(jié)構(gòu)性缺水嚴(yán)重；生態(tài)環(huán)境脆弱，污染恢復(fù)難的矛盾較為突出；水資源的利用效率和效益不高。隨著工業(yè)現(xiàn)代化和新型城鎮(zhèn)化步伐的加快，生產(chǎn)、生活用水需求日益增加，供水形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。新疆農(nóng)業(yè)用水比例常年在94%～96%之間，超過全國(guó)平均水平約30%，對(duì)工業(yè)和城鎮(zhèn)居民用水產(chǎn)生了明顯的擠出效應(yīng)，2014年工業(yè)用水僅占約2.48%左右，2014年全國(guó)平均水平為22.25%；2014年新疆居民生活用水僅占用水總量的1.6%，而2014年全國(guó)平均水平為12.58%；結(jié)構(gòu)性缺水狀況十分嚴(yán)重。天山北坡、吐哈盆地、塔額盆地等經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快區(qū)域的地下水嚴(yán)重超采，水資源問題已成為制約新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的突出矛盾和主要瓶頸之一。

新疆農(nóng)業(yè)用水量在南北疆呈現(xiàn)出較大差距，南疆農(nóng)業(yè)用水需求量遠(yuǎn)高于北疆。從表1中可以看出，南疆的3個(gè)主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)巴音郭楞蒙古自治州、喀什地區(qū)和阿克蘇地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水量在2006-2014年一直維持在較高水平，2014年其農(nóng)業(yè)用水量分別為52.75、114.5、109.11 億m3，是新疆農(nóng)業(yè)用水量最高的3個(gè)地州，主要原因在于其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值占比較高，2014年巴音郭楞蒙古自治州、喀什地區(qū)和阿克蘇地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值分別為209.19、310.28、221.72 億元，是新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值最高的3個(gè)地州。

棉花、小麥、玉米種植面積變化對(duì)新疆水資源結(jié)構(gòu)偏差具有較大影響。巴音郭楞蒙古自治州是新疆棉花種植面積最大的地區(qū)，2014年該地區(qū)的棉花種植面積分別為53.09 萬hm2，其水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值為0.046 896，為最大值，表明棉花種植面積的大小對(duì)水資源結(jié)構(gòu)偏差具有較大影響，對(duì)小麥和玉米的分析也可以得出類似結(jié)論。

表1 2006-2014年新疆各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水總量 億m3

注：數(shù)據(jù)來源于2008-2015年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2 新疆水資源利用結(jié)構(gòu)偏差分析

2.1 理論框架

水資源利用結(jié)構(gòu)偏差能夠反映各地區(qū)提高水資源利用率的潛力并給出重新調(diào)整水資源配置的方向。根據(jù)世界銀行第四期技術(shù)合作貸款項(xiàng)目國(guó)家農(nóng)業(yè)政策分析與決策支持系統(tǒng)中的中國(guó)農(nóng)業(yè)用水資源子系統(tǒng)，運(yùn)算模型如下：

Rj=yi/∑yi-wj/∑Wj

(1)

式中：Rj為j地區(qū)的水資源配置結(jié)構(gòu)偏差；wj為j地區(qū)農(nóng)業(yè)用水量；yj為j地區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。

2.2 實(shí)證結(jié)果分析

通過對(duì)新疆各地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)偏差的計(jì)算，結(jié)果如表2所示。實(shí)證結(jié)果表明新疆各地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)偏差相差較大，其主要原因?yàn)樾陆Y源分布極不平衡，新疆的水資源徑流主要都是分布于新疆西北部地區(qū)的額爾齊斯河以及伊利河兩大河流，其中額爾齊斯河地表總徑流量11.2 億m3，而伊犁河徑流總量為16.5 億m3。其水資源的時(shí)空分布造成新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展的區(qū)域性集中，并與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不相匹配。

水資源利用結(jié)構(gòu)偏差能夠反映出各地提高水資源利用效率的潛力并能夠給出調(diào)整水資源配置、提高水資源利用效率的方向，水資源結(jié)構(gòu)偏差值為正的區(qū)域水資源利用效率相對(duì)較高，反之，則較低。通過表2可以看出，新疆水資源結(jié)構(gòu)偏差值可以分為兩類：一類為正，其所在區(qū)域?yàn)橥卖敺貐^(qū)、昌吉回族自治州、塔城地區(qū)、博爾塔拉蒙古自治州、巴音郭楞蒙古自治州；另一類為負(fù)，其所在區(qū)域?yàn)闉豸斈君R市、哈密地區(qū)、伊犁州直屬縣(市)、阿勒泰地區(qū)、阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區(qū)、和田地區(qū)。水資源結(jié)構(gòu)偏差值為正的區(qū)域，在2006-2014年間的農(nóng)業(yè)用水效率較高，但這一優(yōu)勢(shì)有逐步弱化的趨勢(shì)，以昌吉回族自治州為例，其水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值由2006年的0.070 018降低至2014年的0.018 08，表明其農(nóng)業(yè)水資源利用效率迅速下降，這和農(nóng)業(yè)在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)法發(fā)展中的比重降低有關(guān)。新疆農(nóng)業(yè)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值為負(fù)的地區(qū)，其水資源結(jié)構(gòu)偏差值在2006-2014年間多數(shù)為負(fù)，其中部分地區(qū)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值持續(xù)降低，如阿勒泰地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州等地區(qū)，表明這些地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率持續(xù)較低，需要調(diào)整這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用結(jié)構(gòu)，提供農(nóng)業(yè)用水效率；部分地區(qū)則從負(fù)值變?yōu)檎担缈κ驳貐^(qū)，其2013年的水資源結(jié)構(gòu)偏差值為-0.139 8，到2014年該值則變?yōu)?.003 532，表明該地區(qū)的節(jié)水灌溉措施極大地提高了農(nóng)業(yè)水資源利用效率，對(duì)該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。

表2 新疆各地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)偏差表

注：數(shù)據(jù)來源于2008-2015年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》。

新疆各地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)偏差因地區(qū)而異，一方面由于水資源時(shí)空分布不均勻，另一方面則由于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)收益存在顯著差異。水資源時(shí)空分布是客觀自然條件，通過外力所能夠?qū)崿F(xiàn)的改變有限；但是其農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)收益則主要取決于農(nóng)戶種植的作物類型，可以通過節(jié)水灌溉技術(shù)和推廣優(yōu)質(zhì)耐旱作物品種提高其節(jié)水能力和經(jīng)濟(jì)效益。從目前新疆農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)來看，棉花為新疆的主要種植作物，玉米、小麥?zhǔn)浅藁ㄖ夥N植面積最大的兩種農(nóng)作物品種，三者種植面積之和占新疆農(nóng)作物種植面積的80%左右，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，三者種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差具有較大影響，其主要原因?yàn)槿呱a(chǎn)過程中的需水規(guī)律存在顯著差異，不同單產(chǎn)水平對(duì)應(yīng)不同的每公頃平均耗水量，公頃產(chǎn)750～1 500 kg皮棉則總耗水量為300～450 m3，公頃產(chǎn)7 500 kg的夏玉米耗水量約為350 m3左右，而小麥的畝均耗水量約為200～400 m3，因此，將有限的水資源用于生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益最高的農(nóng)作物則有利于實(shí)現(xiàn)水資源配置最優(yōu)化。

3 棉花、小麥、玉米種植面積變化對(duì)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響

3.1 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

為了更好的說明新疆棉花、小麥、玉米種植面積變化對(duì)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響，對(duì)每個(gè)地區(qū)均構(gòu)建如下模型：

Yi=c0+c1logX1i+c2logX2i+c3logX3i+μ

(2)

式中：Yi為新疆第i個(gè)地區(qū)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值；X1i為新疆第i個(gè)地區(qū)小麥種植面積；X2i為新疆第i個(gè)地區(qū)玉米種植面積；X3i為新疆第i個(gè)地區(qū)棉花種植面積；c1、c2、c3為小麥、玉米、棉花播種面積變化1%時(shí)對(duì)應(yīng)的水資源結(jié)構(gòu)偏差變化的絕對(duì)值；μ為誤差項(xiàng)。

在以上模型基礎(chǔ)上，本文使用2007-2014年新疆各地區(qū)棉花、玉米、小麥的種植面積，數(shù)據(jù)來自于歷年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》，并結(jié)合前文計(jì)算的新疆各地區(qū)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差進(jìn)行OLS回歸，并運(yùn)用Eviews8.0進(jìn)行模型運(yùn)算。

3.2 實(shí)證結(jié)果分析

模型運(yùn)算結(jié)果如表2所示，通過模型運(yùn)算，得出了新疆14個(gè)地州、市的棉花、玉米、小麥種植面積和水資源結(jié)構(gòu)偏差之間的相關(guān)關(guān)系，下面將從棉花、小麥、玉米3個(gè)方面進(jìn)行具體分析。

(1)棉花種植面積變化對(duì)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響。在新疆多數(shù)地區(qū)，棉花種植面積和水資源結(jié)構(gòu)偏差呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，從表3中可以看出，除了昌吉回族自治州、伊犁州直屬縣(市)、塔城地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒蘇柯爾克孜自治州外，其他地區(qū)均為正相關(guān)關(guān)系，表明棉花種植面積的增加能夠提高多數(shù)地區(qū)的水資源利用效率。其中，昌吉回族自治州、伊犁州直屬縣(市)、塔城地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒蘇柯爾克孜自治州棉花種植面積與水資源利用結(jié)構(gòu)偏差之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明這部分地區(qū)的棉花種植面積擴(kuò)大將會(huì)降低這部分地區(qū)的水資源利用效率，主要原因?yàn)椋阂环矫婷藁ǚN植面積迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能夠承載的棉花種植規(guī)模已達(dá)峰值；另一方面由于這部分地區(qū)水資源分布的區(qū)域性失衡，導(dǎo)致部分地區(qū)在棉花生產(chǎn)中的存在水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

(2)小麥種植面積變化對(duì)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響。新疆多數(shù)地區(qū)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值與小麥種植面積呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，這些地區(qū)主要集中于烏魯木齊市、克拉瑪依市、哈密地區(qū)、昌吉回族自治州、塔城地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州，說明在這些地區(qū)小麥種植面積的提高會(huì)降低該地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率。小麥種植面積的變化對(duì)其水資源結(jié)構(gòu)偏差正相關(guān)的地州為吐魯番地區(qū)、伊犁州直屬縣(市)、喀什地區(qū)、和田地區(qū)，表明在這些地區(qū)小麥種植面積的變化提高了該地區(qū)的水資源結(jié)構(gòu)偏差系數(shù)，有利于提高該地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率。從整體分析來看，新疆多數(shù)地區(qū)并不適合大面積種植小麥，小麥種植面積擴(kuò)大不利于提高新疆地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率。

(3)玉米種植面積變化對(duì)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響。玉米種植面積變化對(duì)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性，北疆地區(qū)玉米種植面積變化與水資源利用結(jié)構(gòu)偏差呈現(xiàn)出較為明顯的正相關(guān)關(guān)系，如伊犁州直屬縣(市)、塔城地區(qū)、阿勒泰地區(qū)、博爾塔拉蒙古自治州等北疆地區(qū)。相關(guān)系數(shù)為負(fù)的區(qū)域主要為阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區(qū)、和田地區(qū)，表明多數(shù)南疆地區(qū)玉米種植面積的提高反而會(huì)降低該地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率。

表3 小麥、玉米、棉花對(duì)水資源結(jié)構(gòu)偏差的影響系數(shù)

注：*表示通過10%顯著性水平檢驗(yàn)；**表示通過5%顯著性水平檢驗(yàn)。

4 結(jié) 語

綜上所述，新疆棉花、玉米、小麥對(duì)新疆水資源利用結(jié)構(gòu)偏差的影響呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性特征，在新疆多數(shù)地區(qū)，棉花種植規(guī)模的提高有利于提高其水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率；而小麥則相反，新疆多數(shù)地區(qū)小麥種植面積的提高會(huì)降低其水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值，不利于提高提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率；對(duì)玉米而言，南北疆玉米種植對(duì)各地區(qū)水資源利用結(jié)構(gòu)偏差值的影響有較為明顯的區(qū)別，南疆多數(shù)地區(qū)存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，北疆多數(shù)地區(qū)存在正相關(guān)關(guān)系，說明新疆玉米種植向北疆集中有利于提高其農(nóng)業(yè)用水效率。

通過以上分析，可以看出新疆農(nóng)業(yè)用水效率的提高需要合理調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，對(duì)棉花、小麥、玉米的種植規(guī)模進(jìn)行合理引導(dǎo)，以提高新疆水資源利用效率，在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，則需要推進(jìn)新疆優(yōu)質(zhì)棉區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大棉花種植規(guī)模，引導(dǎo)新疆玉米種植向北疆轉(zhuǎn)移，合理引導(dǎo)小麥種植規(guī)模的發(fā)展。

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