區(qū)域農業(yè)用水效率評價指標體系研究

李瑩瑩，趙向豪

(新疆農業(yè)大學經濟與貿易學院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

我國對區(qū)域農業(yè)用水逐步重視，區(qū)域農業(yè)用水效率的提高也迫在眉睫。2016年中央一號文件提出農業(yè)基礎設施建設的重點應落實到農田水利上，到2020年農田有效灌溉面積達到6 667 萬hm2以上，農田灌溉水有效利用系數需提高到0.55以上，使農業(yè)用水效率得到大幅提高。區(qū)域農業(yè)用水效率是指某地區(qū)農業(yè)水資源利用的效率及效益。實現農業(yè)高效用水就是如何實現使用最少的農業(yè)用水量服務盡可能多的農作物耕作面積以達到區(qū)域農業(yè)用水的最高效率。區(qū)域農業(yè)用水指標涵蓋農業(yè)灌溉用水、生產生活用水等，而且應逐步細化到區(qū)域農業(yè)用水的具體管理層面，作為衡量農業(yè)用水效率的主要依據。

水利是農業(yè)的命脈，農業(yè)用水的效率直接關系到農業(yè)的發(fā)展。我國水資源空間分布呈現出由東南沿海向西北內陸逐漸減少的趨勢。以新疆為例，其特殊的地理區(qū)位決定了水資源分布不均勻且氣候干燥，同樣面積的農業(yè)用水量要遠遠大于其他地區(qū)。因此，提高區(qū)域農業(yè)用水效率是解決水資源短缺的關鍵，而區(qū)域農業(yè)用水效率的評價對提高用水效率起到至關重要的作用。

1 研究基礎

農業(yè)水資源包括農田、林業(yè)、牧業(yè)的灌溉用水及水產養(yǎng)殖業(yè)、農村工副業(yè)用水等。農業(yè)用水主要是農田灌溉用水，占農業(yè)用水總量的90%以上。因此，農業(yè)水資源效率研究的對象主要是灌溉用水[1]。

區(qū)域農業(yè)用水效率成為學者和社會各界關注的焦點。葉瀾濤，孫書洪等運用模糊綜合評價法對灌區(qū)用水效率與效益進行評價，選取灌溉水利用系數、渠系水利用系數、田間水利用系數、灌溉水生產效率、耕地有效灌溉率、節(jié)水灌溉工程面積率6個指標，并對影響灌區(qū)用水綜合效益的因素進行了分析[2]。董戰(zhàn)峰，喻恩源等建立了水資源效率DEA模型，利用DEA投影下的有效目標值對相應的用水資源投入參數進行調整，從而實現水資源最優(yōu)配置[3]。劉軍，朱美玲針對農業(yè)用水效率構建了農業(yè)用水水平、節(jié)水技術普及程度、效果評估3方面的評價指標體系[4]。以上學者的研究成果為本研究的開展提供了重要的理論支撐與借鑒。

2 指標體系構建

2.1 構建原則

區(qū)域農業(yè)用水效率指標應本著科學、合理、客觀、全面的宗旨選取，指標設計應遵循以下原則。

2.1.1 科學性和可比性相結合原則

指標的選取必須以科學性為首要原則，理論結合實際，建立在全面考察、充分理解的基礎上，使選取的指標具備區(qū)域可比性，進而具備較好的應用性。

2.1.2 系統(tǒng)性和層次性相結合原則

系統(tǒng)性原則能使構建的指標體系達到一種目標明確，相互銜接的狀態(tài)。層次性原則能使復雜的問題明朗化。兩者之間的有機結合能將問題反映得更加清晰，使指標更具有合理性。

2.1.3 定量和定性相結合的原則

區(qū)域農業(yè)用水效率指標體系盡可能地選取定量化的指標，但是針對那些難以用定量方法解決的指標并不能忽略，而是采用定性的方法補充說明，使整個指標體系更加實際可行，并且具有操作性，便于應用。

2.2 指標體系構建

以農業(yè)用水效率為中心，基于用水狀況、節(jié)水技術、人力資本、用水效益的4個評價準則，構建出關于區(qū)域農業(yè)用水效率評價指標體系(表1)。

表1 農業(yè)用水效率評價指標體系

3 指標解釋及計算方法

3.1 用水狀況

用水狀況是衡量農業(yè)用水效率的首要指標。其中包括灌溉用水比率、灌溉水有效利用效率、每公頃灌溉用水量、灌溉用水量與耕地面積的匹配度。

3.1.1 灌溉用水比率

灌溉用水分為毛灌溉用水和凈灌溉用水。毛灌溉用水以凈灌溉用水為基礎，不僅要考慮農作物正常灌溉所需要的用水量，還需要考慮期間輸水和田間灌溉的損失，以及在輸送、分配過程中發(fā)生的損失。灌溉用水比率A1主要是指毛灌溉用水占農業(yè)用水的比值。計算公式為：

(1)

3.1.2 灌溉水有效利用系數

該指標A2指在一定時期內農業(yè)灌溉用水被農作物有效利用的水量和水源地灌溉過程中所用水總量的比值，反映總灌溉區(qū)域的灌溉水利用情況，是能夠有效衡量區(qū)域農業(yè)用水效率的重要指標。計算公式為：

(2)

3.1.3 每公頃灌溉用水量

該指標是指除去輸水和田間灌溉損失，以及輸送、分配過程中損失外，引入每公頃灌溉用水量A3，即凈灌溉用水量與灌溉總面積的比值。計算公式為：

(3)

3.1.4 農業(yè)灌溉用水量與耕地面積的匹配度

借鑒趙向豪的區(qū)域水資源基尼系數來計算區(qū)域內農業(yè)灌溉用水量與耕地面積的匹配度A4[5]。計算過程如下:

(1)以研究區(qū)域各細分區(qū)域為基本元，選取農業(yè)灌溉用水量作為匹配原象，以該區(qū)域耕地面積作為匹配對象。

(2)計算單位水資源所服務的耕地面積，按從小到大的升序次序對研究區(qū)域各個地區(qū)進行排序，并測算出各指標的累計百分比。公式如下：

(4)

(3)構建農業(yè)灌溉用水量-耕地面積的洛倫茲曲線。

(4)根據洛倫茲曲線和基尼系數，采用梯形面積法求取農業(yè)灌溉用水量與耕地面積的區(qū)域基尼系數，即農業(yè)灌溉用水量與耕地面積的匹配度A4。計算公式為：

(5)

式中：A4為農業(yè)灌溉用水量與耕地面積的匹配度；Xi為區(qū)域內灌溉用水累計百分比；Yi為耕地面積的累計百分比，當i=1，(Xi-1,Yi-1)視為(0,0)。A4取值范圍為[0,1]，其值越小則表明灌溉用水量與耕地面積的匹配度越好，其值越大，表明其匹配度越差。

3.2 節(jié)水技術

節(jié)水技術中需要重視的指標是節(jié)水灌溉面積比率、節(jié)水技術人員占農業(yè)勞動力的比率和節(jié)水技術投入占農業(yè)投入比率。

3.2.1 節(jié)水灌溉面積比率

該指標B1是指在灌溉的設施齊全，設備正常運轉的情況下，節(jié)水技術的應用在區(qū)域農業(yè)用水中節(jié)水灌溉面積占總灌溉面積的比值。計算公式為：

(6)

3.2.2 節(jié)水技術人員占農業(yè)勞動力比率

該指標B2是指灌溉用水能自主應用節(jié)水技術的人員占農業(yè)勞動力的比值。計算公式為：

(7)

3.2.3 節(jié)水技術投入占農業(yè)投入比率

該指標B3是指灌溉技術中采用節(jié)水技術所投入的人力物力等占農業(yè)總投入的比值。計算公式為：

(8)

3.3 人力資本

3.3.1 中高等受教育水平人口比率

把受教育程度分為高中低3個層次：初中及以下水平為低，高中以及中專為中，大專及以上學歷為高。中高等受教育水平人口比率定義為高中及以上水平農業(yè)人口占農業(yè)總人口的比重C1。

(9)

3.3.2 適齡農業(yè)勞動人口比率

將15～64歲參與農業(yè)人數定義為適齡農業(yè)勞動人口，它占農業(yè)總人數的比值定義為適齡農業(yè)勞動人口比率C2。計算公式為：

(10)

3.4 用水效益

3.4.1 單位水主要農作物產量

該指標D1是指一單位水所生產出來的農作物產量。計算公式為：

(11)

3.4.2 單位面積節(jié)水灌溉凈產值收益率

該指標D2是指單位節(jié)水灌溉面積所生產農產品的凈產值與該單位面積所生產農產品的總產值的比率。計算公式為：

(12)

4 結果與討論

目前，研究農業(yè)用水效率的文獻較多，相關的評價指標體系也較多。本研究基于前人研究成果，深入挖掘農業(yè)用水效率的內涵，構建對應的評價指標系統(tǒng)。該指標體系從用水狀況、節(jié)水技術、人力資本和用水效益4個維度系統(tǒng)全面地反應區(qū)域農業(yè)用水效率，對建立科學高效的區(qū)域農業(yè)用水效率評價模型提供理論參考，并為農業(yè)用水效率的提高提供一定的現實依據。

[1] 范群芳,董增川,杜芙蓉. 農業(yè)用水和生活用水效率研究與探討[J]. 水利學報,2007,(S1):465-469.

[2] 葉瀾濤,孫書洪,王仰仁,等. 灌區(qū)用水效率與效益評價----以天津市里自沽灌區(qū)為例[J]. 中國農村水利水電,2011,(2):105-108.

[3] 董戰(zhàn)峰,喻恩源,裘 浪,等. 基于DEA模型的中國省級地區(qū)水資源效率評價[J]. 生態(tài)經濟,2012,(10):43-47.

[4] 劉 軍,朱美玲. 農業(yè)用水效率評價指標體系研究[J]. 節(jié)水灌溉,2013,(5):61-63.

[5] 趙向豪,姚 娟,馬 靜. 基于GINI系數的新疆水資源承載力演化的灰色分析----以天山北坡經濟帶為例[J]. 節(jié)水灌溉,2016,(5):85-88.