新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤關(guān)系及效應(yīng)分解

謝文寶，陳 彤，劉國勇

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830091)

水資源是新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為寶貴的資源，充足的水資源是新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。新疆地區(qū)氣候干旱、降雨稀少，而且各流域水資源分布不均衡不充分[1]，農(nóng)業(yè)發(fā)展模式一直是灌溉農(nóng)業(yè)、節(jié)水農(nóng)業(yè)模式。新疆農(nóng)業(yè)水資源利用量占水資源整體利用量的95%左右，因此，研究新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)水資源利用的脫鉤關(guān)系，降低農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的依賴程度，對(duì)新疆國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)學(xué)者對(duì)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的研究主要從全國層面和區(qū)域?qū)用嬲归_分析。全國層面，吳丹構(gòu)建中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用的脫鉤時(shí)態(tài)分析模型，實(shí)證分析了1953-2010年中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用的脫鉤態(tài)勢[2]；中國水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長之間為相對(duì)脫鉤狀態(tài)，其中農(nóng)業(yè)用水效率較低，具有一定的挖掘潛力[3]；中國東中西部水資源利用和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長之間存在長期協(xié)整關(guān)系，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長對(duì)水資源的影響存在明顯的區(qū)域差異[4]。劉渝提出中國農(nóng)業(yè)用水與經(jīng)濟(jì)增長的Kuznets假說，定量分析了農(nóng)業(yè)用水量變動(dòng)與經(jīng)濟(jì)增長之間的規(guī)律[5]；于法穩(wěn)、欒健等學(xué)者利用脫鉤理論，從時(shí)空維度對(duì)中國糧食總產(chǎn)量和水資源投入量的脫鉤關(guān)系進(jìn)行測算分析[6,7]。針對(duì)新疆區(qū)域的研究，李青基于面板數(shù)據(jù)建立了農(nóng)業(yè)用水量與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的面板VAR模型，考察新疆農(nóng)業(yè)用水與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的互動(dòng)效應(yīng)[8]；新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源消耗總體上處于弱脫鉤狀態(tài)，農(nóng)業(yè)用水是新疆水資源消耗的主要構(gòu)成部分[9]；新疆農(nóng)業(yè)用水弱脫鉤態(tài)勢有惡化傾向，且用水效率偏低[10]。

現(xiàn)有研究對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系研究相對(duì)豐富，而針對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的脫鉤關(guān)系研究略顯不足。因此，本文基于新疆及各流域的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，運(yùn)用Tapio模型實(shí)證研究新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與農(nóng)業(yè)水資源利用的脫鉤關(guān)系，基于LMDI分解模型對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的時(shí)序變化進(jìn)行效應(yīng)分解，探討農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的規(guī)模效應(yīng)、效益效應(yīng)和效率效應(yīng)對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的貢獻(xiàn)，為新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展和水利工作提供指導(dǎo)借鑒。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 Tapio脫鉤模型

本文采用經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境壓力方面廣泛得到應(yīng)用的Tapio脫鉤模型[11]，建立新疆農(nóng)業(yè)用水總量與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系，從時(shí)間序列的角度分析兩者的脫鉤狀態(tài)。Tapio彈性脫鉤模型為：

(1)

式中：εt+1為t+1時(shí)期的脫鉤狀態(tài)；ΔWt+1、ΔYt+1分別為t+1時(shí)期農(nóng)業(yè)用水總量和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的增加值變化率；Wt、Yt分別為t時(shí)期農(nóng)業(yè)用水總量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

常見的脫鉤類型有二分類法、三分類法、六分類法和八分類法，為了詳細(xì)區(qū)分新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與用水總量的脫鉤狀態(tài)，因而文中脫鉤類型采用八分類法。

1.1.2 農(nóng)業(yè)水資源利用的LMDI分解模型

因素分解法包括指數(shù)分解方法與結(jié)構(gòu)分解方法兩種，在結(jié)構(gòu)分解方法中，LMDI (Logarithmic Mean Divisia Index)分解方法[12]相較于其他方法具有乘法全分解、無殘差、容易解釋等眾多優(yōu)點(diǎn)，在時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析得到了廣泛運(yùn)用?；贙aya恒等式[13]原理，新疆農(nóng)業(yè)用水總量計(jì)算公式為：

(2)

式中：Mt定義為新疆農(nóng)用地面積；YPMt=Yt/Mt為新疆單位農(nóng)用地面積的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值；WPYt=Wt/Yt為單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的農(nóng)業(yè)用水量。

借鑒國內(nèi)學(xué)者[14]的分解方法，t期相對(duì)于t-1期農(nóng)業(yè)用水增加量的因素貢獻(xiàn)值定義為：

(3)

ΔWt=ΔWt,sca+ΔWt,eff+ΔWt,tec

(4)

公式(4)表示新疆農(nóng)業(yè)用水總量增加量可分解為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的規(guī)模效應(yīng)、效益效應(yīng)和效率效應(yīng)三者綜合貢獻(xiàn)的結(jié)果。

1.2 數(shù)據(jù)來源

新疆及各地州的用水總量、農(nóng)業(yè)用水總量等水利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于2001-2015年歷年《新疆水資源公報(bào)》、《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》；新疆及各地州的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值)、農(nóng)用地面積數(shù)據(jù)來源于2001-2015年歷年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》。為了消除物價(jià)因素對(duì)新疆農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值波動(dòng)的影響，以2001年為基期，采用新疆農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)格對(duì)新疆農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值進(jìn)行折算，缺失數(shù)據(jù)采用全國農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)格指數(shù)替代?；谛陆匦蔚孛埠退臈l件，將新疆劃分為北疆國際河流域、天山北坡區(qū)域、吐哈盆地和塔里木河流域，北疆國際河流域包括伊犁州直和阿勒泰地區(qū)，天山北坡區(qū)域包括烏魯木齊市、昌吉州、克拉瑪依市、博州和塔城地區(qū)，吐哈盆地包括吐魯番市和哈密市，塔里木河流域包括巴州、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)、和田地區(qū)和克州。

2 新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系

運(yùn)用Tapio模型實(shí)證分析2001-2015年新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系(表1)，并計(jì)算各流域農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤指數(shù)(表2)。

2.1 新疆各流域農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系

新疆各流域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和水資源分布差異程度較大，因而各流域的脫鉤狀態(tài)不一致。北疆國際河流域在2008年出現(xiàn)衰退連接，2005年和2010年出現(xiàn)強(qiáng)負(fù)脫鉤外，其他時(shí)期為弱脫鉤和強(qiáng)脫鉤狀態(tài)；說明其農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長中農(nóng)業(yè)水資源的壓力相對(duì)較小，不構(gòu)成經(jīng)濟(jì)增長的制約因素。天山北坡區(qū)域在2004-2006年為弱脫鉤，2013-2015年為弱脫鉤和強(qiáng)脫鉤，其他時(shí)期脫鉤關(guān)系處于不穩(wěn)定狀態(tài)。吐哈盆地和塔里木河流域的脫鉤關(guān)系變化基本一致，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的整體速度高于農(nóng)業(yè)水資源利用的增長速度，整體以強(qiáng)脫鉤和弱脫鉤為主。2013-2015年各流域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長均處于快速增長階段，而農(nóng)業(yè)用水總量均處于下降通道，脫鉤關(guān)系為弱脫鉤或強(qiáng)脫鉤關(guān)系，說明經(jīng)濟(jì)增長對(duì)農(nóng)業(yè)水資源依賴程度整體降低，有利于各流域未來農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

表1 新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤關(guān)系

2.2 新疆各時(shí)期農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系

新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系主要概括為強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、擴(kuò)張連接、強(qiáng)負(fù)脫鉤等脫鉤形態(tài)；其中強(qiáng)脫鉤和弱脫鉤出現(xiàn)期數(shù)均為6次，各占統(tǒng)計(jì)期數(shù)的42.857%，而強(qiáng)負(fù)脫鉤和擴(kuò)張連接均出現(xiàn)1期。根據(jù)脫鉤變化趨勢，可將研究時(shí)期分為3個(gè)階段：2001-2005年、2006-2012年、2013-2015年。

表2 新疆各流域農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長脫鉤關(guān)系

(1)弱脫鉤階段(2001-2005年)?！笆濉逼陂g新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)增長趨勢，農(nóng)業(yè)實(shí)際GDP由2001年的496.810 5 億元增加到2005年605.046 7 億元，年均增長率為4.020 7%；農(nóng)業(yè)用水總量呈現(xiàn)先減少后增加的V字形變化，農(nóng)業(yè)用水增長速度均小于農(nóng)業(yè)GDP增長速度，兩者脫鉤關(guān)系為強(qiáng)脫鉤和弱脫鉤狀態(tài)。

(2)不穩(wěn)定階段(2006-2012年)。2008年新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)受全球金融危機(jī)影響，農(nóng)業(yè)實(shí)際GDP出現(xiàn)負(fù)增長，農(nóng)業(yè)實(shí)際GDP增長率為-7.643 4%，而2006-2012年農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的速度平均為5.2057%，但是增長速度不穩(wěn)定；而農(nóng)業(yè)用水總量整體呈現(xiàn)波動(dòng)性增長趨勢，平均增長速度2.581 8%，2012年較上年農(nóng)業(yè)用水大幅上升，農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)擴(kuò)張性連接；整體來看，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和農(nóng)業(yè)水資源利用的脫鉤關(guān)系處于不穩(wěn)定態(tài)勢。

(3)強(qiáng)脫鉤階段(2013-2015年)。2013-2015年新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)處于快速增長階段，由2012年的963.726 2 億元增加到2015年1 204.057 6 億元，年均增長率為11.775 5%；而農(nóng)業(yè)用水處于下降階段，農(nóng)業(yè)水資源利用的增長速度為負(fù)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和農(nóng)業(yè)水資源利用的脫鉤關(guān)系處于強(qiáng)脫鉤態(tài)勢。說明新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長目前已經(jīng)逐步擺脫依靠水資源消耗為代價(jià)的粗放型增長模式，有利于新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3 新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的效應(yīng)分解

運(yùn)用LMDI分解模型對(duì)2001-2015年新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的時(shí)序變化進(jìn)行效應(yīng)分解(圖1、表3)。依據(jù)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用綜合效應(yīng)變化(圖1)，整體可分為3個(gè)階段：第一階段是2001-2007年，新疆農(nóng)業(yè)水資源利用綜合效應(yīng)呈現(xiàn)增加趨勢，農(nóng)業(yè)用水總量由2001年的463.89 億m3上升到2007年的476.77 億m3，表明這一時(shí)期農(nóng)業(yè)水資源消耗逐年增加，而規(guī)模效應(yīng)呈現(xiàn)下降趨勢，效益效應(yīng)呈現(xiàn)正向波動(dòng)性變化，而效率效應(yīng)為負(fù)向變動(dòng)趨勢；第二階段為2008-2012年，農(nóng)業(yè)用水總量從2008年的486.15 億m3增加到2012年的561.75 億m3，而新疆水資源利用綜合效應(yīng)呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢，規(guī)模效應(yīng)貢獻(xiàn)不明顯，效益效應(yīng)在大多數(shù)期間為正，而且對(duì)綜合效應(yīng)貢獻(xiàn)程度較大，但是效率效應(yīng)變化不穩(wěn)定；第三階段為2013-2015年，新疆水資源利用綜合效應(yīng)為負(fù)，效益效應(yīng)呈現(xiàn)正向遞增趨勢，而效率效應(yīng)呈現(xiàn)負(fù)向擴(kuò)張趨勢，說明新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長對(duì)水資源利用的依賴程度越來越弱。

圖1 新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的效應(yīng)分解

由表3可知，新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的綜合效應(yīng)整體為正向效應(yīng)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的規(guī)模效應(yīng)、效益效應(yīng)和效率效應(yīng)對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)不同的正負(fù)效應(yīng)：規(guī)模效應(yīng)的貢獻(xiàn)大多數(shù)年份為正，2001-2015年規(guī)模效應(yīng)為14.936 9 億m3，遠(yuǎn)小于效益效應(yīng)和效率效應(yīng)，說明農(nóng)用地規(guī)模擴(kuò)張對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的貢獻(xiàn)不明顯；效益效應(yīng)在2008年受金融危機(jī)影響，農(nóng)業(yè)單位面積產(chǎn)值出現(xiàn)下降，因而效益效應(yīng)出現(xiàn)負(fù)值，而其他年份效益效應(yīng)貢獻(xiàn)均為正值，2001-2015年效益效應(yīng)為431.244 1 億m3，說明單位面積產(chǎn)值的增加整體擴(kuò)大了農(nóng)業(yè)水資源利用；而效率效應(yīng)大多數(shù)年份為負(fù)，說明單位產(chǎn)值的農(nóng)業(yè)水資源消耗量呈現(xiàn)遞減趨勢，2001-2015年效率效應(yīng)為-363.671 0 億m3，說明節(jié)水灌溉技術(shù)推廣和增加灌溉面積等措施提高了農(nóng)業(yè)水資源灌溉效率，降低了單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的水資源消耗，有利于新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)長期發(fā)展。十五、十一五、十二五期間各效應(yīng)變化趨勢存在差異：規(guī)模效應(yīng)整體為正，但是其對(duì)農(nóng)業(yè)水資源利用的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)下降趨勢；而效益效應(yīng)整體為正，呈現(xiàn)增加趨勢；而效率效應(yīng)在各時(shí)期整體為負(fù)，說明單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值水資源消耗量整體呈現(xiàn)下降趨勢；十二五期間效率效應(yīng)絕對(duì)值高于十五期間、十一五期間，說明十二五期間單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值耗水量大幅降低，較大程度地節(jié)約了新疆農(nóng)業(yè)水資源利用量。

表3 不同時(shí)期新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的效應(yīng)分解 億m3

4 結(jié) 論

本研究基于新疆及各流域的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系及效應(yīng)分解進(jìn)行實(shí)證研究。

(1)2001-2015年新疆農(nóng)業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤關(guān)系經(jīng)歷弱脫鉤階段、不穩(wěn)定階段和強(qiáng)脫鉤階段，新疆各流域脫鉤狀態(tài)存在一定程度的差異，2013年以后各流域變化趨同效應(yīng)明顯，脫鉤關(guān)系為弱脫鉤或強(qiáng)脫鉤狀態(tài)；說明新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長目前已經(jīng)逐步擺脫依靠水資源消耗為代價(jià)的粗放型增長方式，有利于新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

(2)2001-2015年新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的綜合效應(yīng)整體為正向效應(yīng)，規(guī)模效應(yīng)、效益效應(yīng)和效率效應(yīng)對(duì)新疆農(nóng)業(yè)水資源利用的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)不同的正負(fù)效應(yīng)，規(guī)模效應(yīng)的貢獻(xiàn)整體不明顯，效益效應(yīng)貢獻(xiàn)為正向效應(yīng)，效率效應(yīng)整體為負(fù)向效應(yīng)，表明單位面積農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加整體擴(kuò)大了農(nóng)業(yè)水資源利用，但是通過節(jié)水灌溉技術(shù)推廣和增加灌溉面積等措施提高了農(nóng)業(yè)水資源灌溉效率，減少了單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的水資源消耗，降低了新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長對(duì)水資源利用依賴程度。

(3)十五、十一五、十二五期間各效應(yīng)變化趨勢存在差異，效率效應(yīng)在各時(shí)期整體為負(fù)，說明農(nóng)業(yè)用水灌溉效率逐期提高，單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值水資源消耗量整體呈現(xiàn)下降趨勢。因此，優(yōu)化調(diào)整新疆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)新疆水利設(shè)施投資與建設(shè)，加強(qiáng)新疆農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)推廣與服務(wù)，提高新疆農(nóng)業(yè)水資源灌溉效率，走資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，實(shí)現(xiàn)新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和社會(huì)繁榮穩(wěn)定。

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