基于擴展索洛模型的新疆水資源環(huán)境要素對畜牧業(yè)產(chǎn)值的貢獻分析

陳俊科，李 紅，馬永仁，王錫波

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟與貿(mào)易學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆畜牧科學(xué)院，烏魯木齊 830000)

0 引 言

作為維系地球生物生存和發(fā)展的特殊資源，水資源在促進經(jīng)濟社會發(fā)展和維持生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)穩(wěn)定具有無可替代作用，同時也區(qū)域經(jīng)濟健康發(fā)展的基礎(chǔ)性資源，在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)投入方面是必不可少的重要因素。新疆位于我國西部大陸腹地，遠離海洋，蒸發(fā)強烈、生態(tài)脆弱，是典型的內(nèi)陸干旱區(qū)，同時新疆也是全國主要牧區(qū)之一，其經(jīng)濟、生態(tài)、社會系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展已然受到水資源短缺的制約。全疆擁有天然草場面積5 725.87 萬hm2，但47.4%的面積屬于半荒漠、荒漠草場，近年來，受自然氣候和人類活動的影響，近80%的天然草場面積出現(xiàn)了不同程度的退化現(xiàn)象。畜牧業(yè)發(fā)展越來越意識到保水護草的重要性，水草資源生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護工程緊密結(jié)合，不斷改善和提升著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投入要素水平。2003-2014年全疆畜牧業(yè)產(chǎn)值從161.98億元增長到651.20億元，年均增長13.48%；同時畜牧業(yè)的用水量也以年均7.02%的速度提高，特別是傳統(tǒng)畜牧業(yè)向現(xiàn)代畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型后，規(guī)?；?、標準化、科學(xué)化的生產(chǎn)經(jīng)營對水資源投入更加嚴格。相關(guān)學(xué)者側(cè)重土地、草場、牲畜和勞動力要素對畜牧業(yè)的影響，缺乏水資源環(huán)境視角的切入和量化，因此，研究水資源-環(huán)境對畜牧業(yè)發(fā)展的貢獻率問題，可以更加精準認識水資源投入的作用和影響，為畜牧業(yè)經(jīng)濟與水資源協(xié)調(diào)發(fā)展提供一定的參考和借鑒。

1 理論思路和模型構(gòu)建

1.1 理論思路

經(jīng)濟增長的源泉是經(jīng)濟關(guān)注的永恒命題之一，傳統(tǒng)經(jīng)濟學(xué)主要通過因素分析來解釋經(jīng)濟增長，其中比較重要的方法之一就是索洛法，它基于索洛提出的包括了技術(shù)進步作用的生產(chǎn)函數(shù)，把經(jīng)濟增長解釋為資本、勞動投入和廣義的技術(shù)的貢獻，這里的技術(shù)的貢獻以“索洛剩余”的形式體現(xiàn)出來。通?！八髀迨Ｓ唷奔幢挥脕矸治鋈厣a(chǎn)率的增長。實際上，全要素生產(chǎn)率的基本含義是指全部投入要素的生產(chǎn)效率，它反映了實際產(chǎn)出量與實際有形要素的投入成本之間的關(guān)系。亞當·斯密認為，生產(chǎn)要素包含土地、資本和勞動，但是傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長研究過程中往往僅僅將資源投入體現(xiàn)在這三個要素上，而實際上經(jīng)濟增長不僅僅受制于土地、資本和勞動力，越來越多的生態(tài)資源-環(huán)境要素開始成為經(jīng)濟增長的重要投入，這些要素的投入或制約或促進著經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展。因此，本研究將資源-環(huán)境與資本、勞動一起作為生產(chǎn)的要素投入，作為構(gòu)建模型和分析貢獻率的理論基礎(chǔ)。

基本的索洛模型中，索洛的總量生產(chǎn)函數(shù)為：

Y=F(K,L,T)

假設(shè)技術(shù)是中性的，只通過時間因素T體現(xiàn)而不影響要素投入，那么，該函數(shù)可以表示成：

Y=A(T)·f(K,L)

式中：Y表示產(chǎn)出；K表示資本投入；L表示勞動投入；T表示時間；F表示函數(shù)關(guān)系。

對上公式兩側(cè)取對數(shù)，求導(dǎo)后可得：

(1)

1.2 模型構(gòu)建

現(xiàn)將資源-環(huán)境要素作為投入變量構(gòu)造生產(chǎn)函數(shù)。資源投入(R)，一般指經(jīng)濟活動所必需的土地資源、水資源、能源、空氣資源等；環(huán)境投入(E)，一般指環(huán)境對經(jīng)濟活動所排放的污染物的消納作用。這樣，擴展的索洛模型總量生產(chǎn)函數(shù)為：Y=F(K,L,R,P,T)，函數(shù)保留技術(shù)中性、規(guī)模報酬不變和完全競爭市場的基本假設(shè)，選取Cobb-Douglas函數(shù)來具體構(gòu)建擴展索洛模型進行貢獻率測算。擴展的索洛總量生產(chǎn)函數(shù)為：

Y=A·KαK·LαL·RαR·PαP

(2)

可見，這里采用技術(shù)中性的基本假定，其中表示產(chǎn)出的彈性，那么即有：

(3)

LN(Y)=LN(A)+αKLN(K)+αLLN(L)+

αRLN(R)+αPLN(P)

(4)

基于擴展的索洛模型，選取畜牧業(yè)產(chǎn)值(HG)、作為產(chǎn)出指標，污水治理投資(IW)為資本投入，牧業(yè)人口(PL)為勞動投入，林牧漁業(yè)用水量(UW)為資源投入，畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量(CW)為環(huán)境投入，對2003-2014年新疆水資源-環(huán)境對畜牧業(yè)經(jīng)濟增長的貢獻率和全要素生產(chǎn)率進行實證分析，構(gòu)建的擴展索洛生產(chǎn)函數(shù)為：

LN(HG)=β+αIWLN(IW)+αPLLN(PL)+

αUWLN(UW)+αCWLN(CW)

(5)

其中，β為常數(shù)項，αIW+αPL+αUW+αCW=1。

1.3 數(shù)據(jù)來源和指標解釋

根據(jù)研究的需要和變量數(shù)據(jù)的搜獲性，數(shù)據(jù)來自源于《新疆統(tǒng)計年鑒》(2004-2015年)、《新疆水資源統(tǒng)計公報》(2003-2014年)和新疆維吾爾自治區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。

(1)產(chǎn)出變量：畜牧業(yè)產(chǎn)值(HG，單位：億元)表示畜牧業(yè)經(jīng)過市場轉(zhuǎn)化，具體實現(xiàn)的商品化價值，包含更全的產(chǎn)業(yè)鏈價值銜接，是反映畜牧業(yè)經(jīng)濟的產(chǎn)出指標。

(2)投入變量：①污水治理投資(IW，單位：億元)為資本要素投入，投資額涵蓋了農(nóng)林牧漁業(yè)，是宏觀上反映畜牧業(yè)投入的資本指標；②牧業(yè)人口(PL，單位：萬人)為勞動要素投入，能緊密貼合新疆游牧民族廣布、草原畜牧業(yè)發(fā)達的特征，充分反映畜牧業(yè)持續(xù)投入的勞動指標；③林牧漁業(yè)用水量(UW，單位：m3)為資源要素投入，是農(nóng)業(yè)水資源使用量的一部分，與“林中有牧，牧邊有魚，林牧漁業(yè)一體”的特征更為吻合，是反映畜牧業(yè)投入的資源指標；④畜牧業(yè)單位水耗量(CW，單位：m3/萬元)為環(huán)境要素投入，是用水量與畜牧業(yè)產(chǎn)值的比值，能更為準確反映水環(huán)境在消納畜牧業(yè)排放廢水的程度，是反映畜牧業(yè)持續(xù)投入的環(huán)境指標。同時，為了更加直觀描述比較各變量2003-2014年趨勢變化，分別除以基期年數(shù)值，而從得到各變量指數(shù)。分別表示為：IHG、IIW、IPL、IUW、ICW。

2 結(jié)果分析

2.1 投入產(chǎn)出指數(shù)變化

從投入產(chǎn)出指數(shù)走勢上看，大致以2010年為分水嶺，2010年以來，中央關(guān)于新疆工作座談會的召開，草原生態(tài)保護補助獎勵機制政策的開展，富民興牧水利工程建設(shè)的實施，新疆現(xiàn)代畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展等因素密不可分，新常態(tài)下對水資源利用和環(huán)境保護的要求更加嚴格，驅(qū)使著畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的同時，要促使牧民生活水平提高、水資源利用高效、生態(tài)環(huán)境持續(xù)保護發(fā)展。從投入產(chǎn)出指數(shù)(以2003年為基期年，取2003年=1.00計算)變化上看，2003-2014年，新疆IHG指數(shù)變化區(qū)間為[0.979，1.375]，均值為1.129，變異系數(shù)為0.101；2005年有所下降，整體態(tài)勢波浪式穩(wěn)中前進。 變化區(qū)間為[0.171，3.107]，均值為1.103，變異系數(shù)為0.853；離散程度較大，高低起伏凸顯，呈現(xiàn)“U”型變化態(tài)勢，其中2005-2010年連續(xù)6年處于低谷區(qū)域。 變化區(qū)間為[1.000，1.616]，均值為1.257，變異系數(shù)為0.157；變化平穩(wěn)，隨著年份呈現(xiàn)穩(wěn)中增長態(tài)勢。 變化區(qū)間為[1.000，2.109]，均值為1.485，變異系數(shù)為0.241；2003-2010年平穩(wěn)增長，2011-2014年呈現(xiàn)快速拉升態(tài)勢，增長迅速。 變化區(qū)間為[0.525，1.044]，均值為0.779，變異系數(shù)為0.230?？傮w上均呈現(xiàn)下降態(tài)勢，2003-2005年波動期，2006-2008年為急速下降期，2009-2014年進入平穩(wěn)下降期。見圖1。

2.2 不同要素投入對畜牧業(yè)產(chǎn)值貢獻率分析

指數(shù)只能反映出要素個體間的趨勢變化，并不能反映要素間的影響彈性，因此，為了更好地反映出水資源-環(huán)境要素對畜牧業(yè)經(jīng)濟的影響程度，運用Eviews7.0對投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)進行分析，通過采用公式(5)約束性的線性回歸方程，得到污水治理投資、牧業(yè)人口、林牧漁業(yè)用水量、畜牧業(yè)單位產(chǎn)值水耗對畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的回歸結(jié)果。

2.2.1 資本-人力-資源-環(huán)境素投入對畜牧業(yè)產(chǎn)值貢獻率

首先用最小二乘法(OLS)進行回歸，得到回歸方程如下：

LN(HG)=-2.604 9+0.010 0LN(IW)+0.695 5LN(PL)+0.909 7LN(UW)-0.615 3LN(CW)

(6)

(-7.460 4)***(0.617 9)**(2.553 4)**(4.222 1)***(-10.330 8)***

檢驗結(jié)果顯示(**和***分別表示在5%和1%水平上顯著)，各變量在1%顯著水平上回歸t值顯著。其中模型R2=0.996 4，D.W.=1.783 0，調(diào)整后AdjustedR2=0.995 0，說明模型的擬合優(yōu)度很好，估計結(jié)果高度可信。從估計結(jié)果可以看出，資本、勞動、資源、環(huán)境要素對畜牧業(yè)產(chǎn)值的彈性影響分別為：0.010 1、0.695 5、0.909 7、-0.615 3。說明污水治理投資對畜牧業(yè)產(chǎn)值影響甚微，這與大部分的污水治理投資相對投放在工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)方面有關(guān)。牧業(yè)人口對畜牧業(yè)產(chǎn)值的正向彈性影響較為突出。這與現(xiàn)階段畜牧業(yè)散戶經(jīng)營、聯(lián)戶經(jīng)營模式有關(guān)，在新疆廣大牧區(qū)，現(xiàn)階段仍舊依靠大量牧民從事畜牧業(yè)游牧放養(yǎng)、聯(lián)戶轉(zhuǎn)場，勞動力不可缺失，同時也與廣大牧民飲食消費習慣有關(guān)，牧民既是畜牧業(yè)的經(jīng)營者，又是畜牧業(yè)產(chǎn)品的消費者，畜產(chǎn)品價值轉(zhuǎn)化離不開消費這一駕馬車。林牧漁業(yè)用水量對畜牧業(yè)產(chǎn)值的正向彈性影響最為突出。雖然這一數(shù)據(jù)反映的是除種植業(yè)以為整體農(nóng)業(yè)的用水情況，但其顯著影響正好說明了水資源的投入不僅僅是畜牧業(yè)一個層面，而且影響到與之相關(guān)的農(nóng)林漁業(yè)，整個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不容切割和片段化，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不僅僅是水-草-畜，而且林果、漁業(yè)同時共生共長。畜牧業(yè)產(chǎn)值單位耗水量對畜牧業(yè)產(chǎn)值的反向彈性影響明顯。這算對生態(tài)資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的最有利佐證，水資源要素投入越多，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展越有利；但水資源的生態(tài)特殊性，使得低利用率、無保護隨意性下使用將會出現(xiàn)水資源的不可持續(xù)性，即水資源要素不足，從而開始制約產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，在單位產(chǎn)值水耗上能很好地體現(xiàn)。

依據(jù)公式(6)各個要素對畜牧業(yè)的影響彈性，結(jié)合公式(1)～(5)思路，對2003-2014年各要素投入對畜牧業(yè)經(jīng)濟增長的貢獻進行測算，結(jié)果見表1。

表1 2003-2014年資本-人力-資源-環(huán)境要素投入對畜牧業(yè)經(jīng)濟的貢獻率

從表1可知，2003-2014年新疆畜牧業(yè)產(chǎn)值(HG)年均增長率為13.48%，其中污水治理投資(IW)、牧業(yè)人口(PL)、林牧漁業(yè)用水量(UW)年均增長分別為9.76%、4.46%、7.02%，畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量(CW)年均下降5.70%。全要素貢獻的增長率為0.39%，其中林牧漁業(yè)用水量和畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量貢獻率突出，分別為47.35%、26.00%；污水治理投資和牧業(yè)人口對畜牧業(yè)產(chǎn)值的貢獻率之和為23.75%，貢獻較低。包含了技術(shù)進步、制度完善、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等因素在內(nèi)的全要素生產(chǎn)率(TFP)的貢獻率僅為2.90%。

2.2.2 僅水資源-環(huán)境要素投入對畜牧業(yè)產(chǎn)值貢獻率

同樣，僅對水資源-環(huán)境要素投入進行估計，得到回歸方程如下：

LN(HG)=-2.065 9+1.497 8(UW)-0.497 8LN(CW) (7)

(-12.802 9)***(53.322 3)***(-17.721 3)***

檢驗結(jié)果顯示(***在1%水平上顯著)，各變量在1%顯著水平上回歸t值顯著。其中模型R2=0.992 2，D.W.= 1.790 5，調(diào)整后AdjustedR2=0.991 5，模型的擬合優(yōu)度很好，估計結(jié)果高度可信。從估計結(jié)果可以看出，在水資源-環(huán)境雙因素影響下，資源和環(huán)境要素對畜牧業(yè)產(chǎn)值的彈性影響分別為：1.497 8、-0.497 8。林牧漁業(yè)用水量較畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量對畜牧業(yè)產(chǎn)值的影響彈性大，這說明在水資源投入使用方面的初期效應(yīng)強于產(chǎn)出后環(huán)境自我消納再循環(huán)效應(yīng)，經(jīng)濟增長在資源環(huán)境方面的結(jié)構(gòu)效應(yīng)顯得非常明顯，符合環(huán)境庫次捏茨曲線走勢。鎖定水資源-環(huán)境要素，生產(chǎn)性水資源投入使用方面的彈性更強，對于單位產(chǎn)值水耗反映的利用率和技術(shù)改進方面，則相對顯得彈性偏低。

依據(jù)公式(7)林牧漁業(yè)用水量和畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量要素對畜牧業(yè)的影響彈性，結(jié)合公式(1)～(5)思路，對2003-2014年林牧漁業(yè)用水量和畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量要素投入對畜牧業(yè)經(jīng)濟增長的貢獻進行測算，結(jié)果見表2。

表2 2003-2014年水資源-環(huán)境要素投入對畜牧業(yè)經(jīng)濟的貢獻率

從表2中可知，僅將林牧漁業(yè)用水量(UW)和畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量(CW)作為投入，二者對畜牧業(yè)產(chǎn)值的彈性系數(shù)發(fā)生較大變化，其中林牧漁業(yè)用水量貢獻增長率提升至10.51%，畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量貢獻的增長率下降至2.84%。全要素貢獻的增長率下降至0.14%，其中林牧漁業(yè)用水量和畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量貢獻率分別為77.96%、21.04%。包含了技術(shù)進步、制度完善、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等因素在內(nèi)的全要素生產(chǎn)率(TFP)的貢獻率僅為1.00%。水資源-環(huán)境要素投入對于畜牧業(yè)產(chǎn)值的貢獻非常明顯，這也佐證了“以水定草、以草定畜”，水—草—畜資源協(xié)調(diào)發(fā)展的理念。

3 結(jié) 語

借鑒索洛模型研究思路，利用Cobb-Douglas函數(shù)構(gòu)建擴展索洛模型，測算2003-2014年新疆水資源-環(huán)境對畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的貢獻。研究結(jié)果表明：

(1)從要素投入產(chǎn)出指數(shù)增降浮動上看，畜牧業(yè)產(chǎn)值、污水治理投資、牧業(yè)人口和林牧漁業(yè)用水量均呈現(xiàn)上升態(tài)勢，畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量呈現(xiàn)下降態(tài)勢。從指數(shù)波動幅度上看，畜牧業(yè)產(chǎn)值呈現(xiàn)波浪式穩(wěn)中前進態(tài)勢；牧業(yè)人口和林牧漁業(yè)用水量均平穩(wěn)提升；畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量呈現(xiàn)波動-急速下降-平穩(wěn)下降階段性特征；污水治理投資呈現(xiàn)下降-波動-提升走勢。

(2)從水資源-環(huán)境要素和各個要素貢獻率比較上看，污水治理投資貢獻率較低，僅為0.73%；牧業(yè)人口、林牧漁業(yè)用水量和畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量23.02%、47.35%、26.00%；從資本-人力-資源-環(huán)境要素投入到僅資源-環(huán)境要素投入的變化中，資源-環(huán)境要素投入的貢獻越發(fā)明顯，其中林牧漁業(yè)用水量的貢獻率由47.35%提高到77.96%，畜牧業(yè)產(chǎn)值單位水耗量的貢獻率由26.00%下降到21.04%，全要素生產(chǎn)率由2.90%下降到1.00%，水資源-環(huán)境要素對畜牧業(yè)經(jīng)濟活動中所消耗和排放的污染物的消納作用顯著、貢獻性突出，而技術(shù)進步、制度完善、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等因素在畜牧業(yè)經(jīng)濟增長中的貢獻有待進一步提升。

(3)從整體投入產(chǎn)出變化和彈性上看，目前，新疆畜牧經(jīng)濟發(fā)展、資源利用和環(huán)境保護符合環(huán)境庫次捏茨曲線，且位于倒“U”型曲線左側(cè)，隨著畜牧業(yè)經(jīng)濟總量的提升，資本、人力、資源、環(huán)境投入均呈現(xiàn)同步上升態(tài)勢，規(guī)模效應(yīng)較為明顯，而技術(shù)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)仍需時間，水資源的減污投資、環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境規(guī)制將發(fā)揮其重要作用。

研究以2003-2014年新疆水資源-環(huán)境視角切入，由于缺乏水資源環(huán)境方面的細化數(shù)據(jù)，無法量化畜牧業(yè)全方位的要素投入影響，因此，回歸結(jié)果展現(xiàn)的是一個宏觀水資源-環(huán)境要素投入的影響彈性，在水資源-環(huán)境要素深層次影響畜牧業(yè)的內(nèi)在機理和指標設(shè)計上還需要進一步深入細致探究。

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