考慮擁擠效應(yīng)的陜西水利基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)模測(cè)度方法研究

邱紅衛(wèi)

（陜西省紫陽(yáng)縣水利局，陜西 紫陽(yáng)725300）

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，陜西省在生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等方面存在著水資源短缺、城市及工業(yè)用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水等水資源供需方面的問(wèn)題。十九大以后，中央對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度更上一個(gè)新臺(tái)階，陜西省根據(jù)黨中央的要求和指示，緊緊抓住機(jī)遇，在水利基礎(chǔ)建設(shè)上投入規(guī)模大幅的增加，一方面是為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善民生生活，另一方面也是為了解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源供需矛盾突出的問(wèn)題，因?yàn)樗Y源是長(zhǎng)期制約陜西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。加大水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及改造的投資力度，改善城市及農(nóng)村生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水等設(shè)施，提高水資源利用效率，對(duì)陜西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)快速發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，解決好水利設(shè)施投資最優(yōu)規(guī)模和合理的水利投資結(jié)構(gòu)是陜西省水利投資決策的兩個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題及技術(shù)難題，是衡量陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施投資在各個(gè)領(lǐng)域是否經(jīng)濟(jì)合理、保證水利設(shè)施發(fā)揮最優(yōu)效率的標(biāo)尺，也是本文需要研究的重點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在政府支出、電力、交通運(yùn)輸和公共設(shè)施等各個(gè)領(lǐng)域均提出“投資規(guī)模最優(yōu)”模型，在水利領(lǐng)域研究較少。陜西省水利研究學(xué)者任靜、陸遷等人2014 年針對(duì)陜西省水利投資最優(yōu)規(guī)模進(jìn)行研究[1]，并選取1978 年～2011 年間的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，得到了較為滿意的結(jié)果。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)分析，將2000 年以后陜西省水利設(shè)施投資規(guī)模進(jìn)行研究和分析，為陜西省“十三五”水利基礎(chǔ)設(shè)施投資做總結(jié)，也為“十四五”水利基礎(chǔ)設(shè)施投資提供參考。

1 擁擠效應(yīng)及測(cè)度方法

水利基礎(chǔ)設(shè)施投資與其他領(lǐng)域投資一樣，具有俱樂(lè)部物品的屬性，在投資過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生擁擠效應(yīng)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是現(xiàn)狀水利基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)狀人們飲用、灌溉、生產(chǎn)的需求，需求量與供給量無(wú)法平衡，需求量發(fā)生擁擠現(xiàn)象。劉小魯[2]最早就證實(shí)了水利基礎(chǔ)設(shè)施在水利最優(yōu)供給中存在著顯著的擁擠效應(yīng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及投資力度已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)用水需求，供需矛盾突出。黃一萌、尹慶民在2015 年研究了我國(guó)農(nóng)村水利基礎(chǔ)設(shè)施中擁擠效應(yīng)，并提出我國(guó)農(nóng)村水利投資最優(yōu)規(guī)模測(cè)度研究。針對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉用水供需之間的矛盾、農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施的不足，2018 年、2019 年我國(guó)水利部高度重視農(nóng)田水利建設(shè)，加大農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及改造力度。高效節(jié)水灌溉、大中型罐區(qū)工程及配套工程建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，都證明了水利基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求，存在著嚴(yán)重的擁擠效應(yīng)。陜西省在水利基礎(chǔ)設(shè)施投資領(lǐng)域和其他省份一樣，也存在著明顯的擁擠效應(yīng)，應(yīng)加快水利建設(shè)力度及加大水利基礎(chǔ)投資。擁擠效應(yīng)內(nèi)涵和測(cè)度是廣大水利學(xué)者研究的重點(diǎn)，因?yàn)槿狈纠碚撝?，是研究的一大難點(diǎn)。一個(gè)被廣大學(xué)者普遍認(rèn)可和接受的測(cè)擁擠效應(yīng)的方法是建立一種公共物品的人均獲得量z 關(guān)于其使用者人數(shù)的彈性函數(shù)模型，擁擠效應(yīng)的測(cè)度主要決定于對(duì)人均獲得量z 的量化，主要度測(cè)方法有三種：自然的度量方法、貨幣度量方法和比例測(cè)度方法，第三種方法被廣泛用于擁擠效應(yīng)的度測(cè)。

2 擁擠效應(yīng)測(cè)度模型研究

根據(jù)前面擁擠模型的測(cè)度方法[3]，在陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施擁擠效應(yīng)研究中，采用比例測(cè)度方法，結(jié)合現(xiàn)狀水利基礎(chǔ)設(shè)施以及人均獲得量建立擁擠效應(yīng)函數(shù)關(guān)系式，即：

式中：q為陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施人均獲得量；I 為陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施總投資；g（n）為擁擠效應(yīng)對(duì)個(gè)人獲得水利基礎(chǔ)設(shè)施的影響，令g（n）=nr，則（1）式為：

對(duì)式（2）復(fù)合函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)并整理可得：

根據(jù)擁擠效應(yīng)相關(guān)理論，當(dāng)γ＜0 時(shí)，表明陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施存在擁擠效應(yīng),根據(jù)比例測(cè)度法可求得擁擠效應(yīng)測(cè)度模型。

將式(4)轉(zhuǎn)化并求其一階導(dǎo)數(shù)可得：

由式(5)可知，等式左邊1/[n·g（n）]可以等同的水利基礎(chǔ)設(shè)施投資q 的價(jià)格，等式右邊將(-t)(降低稅率)看作可以增加居民福利的商品，y 看作是該商品價(jià)格，那么，式(6)中Pe實(shí)際上就是q 與(t)的相對(duì)價(jià)格[4]。

分析中對(duì)模型進(jìn)行兩個(gè)假定，①表達(dá)滿意函數(shù)的最優(yōu)化問(wèn)題具有線性對(duì)數(shù)解；②滿足上述最優(yōu)解有以下形式：

將式(2)與(7)帶入式(1)并兩邊取對(duì)數(shù)，可以求得水利基礎(chǔ)設(shè)施擁擠效應(yīng)的測(cè)度模型，即：

3 擁擠效應(yīng)測(cè)度模型實(shí)例

3.1 數(shù)據(jù)選取

以陜西省為例，采用《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》2000 年～2018 年的數(shù)據(jù)，包括人均生產(chǎn)總值、人口數(shù)、歷年水利基礎(chǔ)設(shè)施投資等，將選取的數(shù)據(jù)列于表1。

由表1 可知，人口nt、投資總額It由表1 直接得到，補(bǔ)貼總額S 應(yīng)由表格中中央政府補(bǔ)助，再加上民間資金補(bǔ)貼，此外，本文引用借鑒陳杰、任靜等人的做法來(lái)消除通貨膨脹對(duì)實(shí)證結(jié)果的影響，對(duì)原始數(shù)據(jù)除以GDP 平減指數(shù)，計(jì)算公式如下[5]：式中：GDPt為t 年GDP 的名義值；indext為t 年的GDP 指數(shù)(2000=296.44)；index2000為2000 年的生產(chǎn)指數(shù)；GDP2000為2000年GDP 的名義值。

表1 原始樣本數(shù)據(jù)

對(duì)表1 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性及協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)分析，檢驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 式(8)變量平穩(wěn)性檢驗(yàn)結(jié)果表

根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)進(jìn)一步做協(xié)整性檢驗(yàn)，本文采用單一方程EG 兩步法進(jìn)行檢驗(yàn)，得到的檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 殘差序列平穩(wěn)性檢驗(yàn)結(jié)果表

由表3 分析得到，在5%的顯著性水平下，t 的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值為-3.208946，小于臨界值，殘差序列et是平穩(wěn)序列。故各個(gè)變量之間存在協(xié)整關(guān)系，可進(jìn)行回歸分析。

3.2 模型估計(jì)

本文根據(jù)前人研究成果，采用Eviews7.12 對(duì)式(8)進(jìn)行回歸分析[6]，發(fā)現(xiàn)變量ln(nt)、lnyt和lnst的系數(shù)估計(jì)值不能通過(guò)檢驗(yàn)，說(shuō)明它們之間存在多重共線性，因此采用以上方法對(duì)這三個(gè)變量進(jìn)行主成分析，分析結(jié)果見表4。

表4 主成分析結(jié)果表

從上表4 分析可知，在第一主成分析中，方差貢獻(xiàn)率為84.51%，包含了三個(gè)變量ln(nt)、lnyt和lnst的變化情況，且特征值為2.65917，因此我們選擇第一主成分，用Y 表示，Y 的表達(dá)式為：

將ln(nt)、lnyt和lnst的數(shù)據(jù)代入上式（11）,得到Y(jié) 的時(shí)間序列，并做lnit對(duì)主成分Y 的回歸分析。經(jīng)檢驗(yàn)可知，模型隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)不存在序列相關(guān)，可以直接建立主成分回歸模型，即：

從式（12）中R2、D.W.值、F 值，回歸方式（12）的總體線性顯著，模型擬合度較好，不存在自相關(guān)及異方差現(xiàn)象，式（11）和式（12）聯(lián)立可得陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施擁擠效應(yīng)測(cè)度模型的最終形式，即：

聯(lián)立式（8）和式（13），可得γ=-0.3128，表明陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施投資存在擁擠效應(yīng)，水利基礎(chǔ)設(shè)施不足。

4 結(jié)論及建議

依據(jù)《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》2000 年～2017 年的數(shù)據(jù)資料，通過(guò)構(gòu)建陜西省水利基礎(chǔ)設(shè)施投資擁擠效應(yīng)模型及擁擠效應(yīng)測(cè)度分析方法比例法分析，得出陜西省水利投資中存在擁擠效應(yīng)，擁擠效應(yīng)為-0.3128，這說(shuō)明水利基礎(chǔ)設(shè)施投資不足，應(yīng)加大水利建設(shè)投資力度，以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。