吳英巨
(河海大學(xué) 商學(xué)院,江蘇 常州213022)
【研究意義】我國水資源時空分布不均且地區(qū)間供求不平衡,水資源短缺一直是我國經(jīng)濟特別是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要限制要素之一[1]。雖然隨著南水北調(diào)中線、東線工程的完工以及三峽、葛洲壩等水利設(shè)施的投入使用,中國水資源時空分布不均的問題得到緩解,但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上仍存在灌溉方式落后、水利設(shè)施不健全、管理機制不合理等問題[2]。2012年國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要(2012—2020年)》明確強調(diào)運用綜合性的措施,采用經(jīng)濟、行政、法律、科技、工程等方式,推動建設(shè)中國特色的農(nóng)業(yè)節(jié)水體系[3]。提高農(nóng)業(yè)用水效率是節(jié)約農(nóng)業(yè)用水資源的重要舉措,分析農(nóng)業(yè)用水效率的時空變化趨勢及影響因素,可為提高農(nóng)業(yè)用水效率的相關(guān)政策與措施制定提供依據(jù)。【前人研究進展】現(xiàn)有相關(guān)研究主要從以下方面展開:一是從農(nóng)田、農(nóng)作物等微觀層面分析。李全起等[4]對中國北方冬小麥高效節(jié)水灌溉模式中冬小麥的產(chǎn)量和水分利用效率進行分析,篩選出適宜的灌溉用水量。高海燕等[5]分析寧夏主要農(nóng)作物生產(chǎn)水足跡及其變化趨勢得出,適當(dāng)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)及灌溉模式能夠緩解水資源短缺問題。郎婷婷等[6]利用GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)與DSSAT(農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移決策支持系統(tǒng))模型分析京津冀地區(qū)冬小麥和夏玉米生長的用水需求并提出灌溉建議。二是聚焦流域地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水生產(chǎn)效率和農(nóng)業(yè)用水管理等宏觀層面。佟金萍等[7]利用超效率DEA(數(shù)據(jù)包絡(luò)分析)和Tobit模型分析長江流域農(nóng)業(yè)用水效率得出,長江流域農(nóng)業(yè)用水效率呈波動式上升態(tài)勢;利用Malmquist指數(shù)法分析得出,技術(shù)進步推動了農(nóng)業(yè)用水效率,且導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水的“回彈效應(yīng)”[8]。張小清等[9]構(gòu)建農(nóng)業(yè)用水效率的空間模型分析新疆農(nóng)業(yè)用水的空間聯(lián)系性表明,新疆農(nóng)業(yè)用水效率存在空間聚集效應(yīng)。周玉璽等[10]對山東省農(nóng)戶節(jié)水技術(shù)采用差異的影響因素進行分析表明,水管理制度對農(nóng)戶采用節(jié)水技術(shù)的適用性和便利性存在深刻影響。三是對中國各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率狀況和差異進行分析。楊騫等[11]利用Global超效率DEA模型和全要素用水效率及VAR脈沖響應(yīng)函數(shù)分析1998—2013年中國省際農(nóng)業(yè)用水效率,結(jié)果表明,中國農(nóng)業(yè)用水效率呈持續(xù)升高趨勢,不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)用水效率存在空間交互影響。王普查等[12]運用非期望產(chǎn)出的SBM-Undesirable模型測算2011—2014年中國31個省(區(qū)、市)的農(nóng)業(yè)用水效率,結(jié)果表明,中國農(nóng)業(yè)用水效率總體呈上升趨勢。劉濤[13]利用EBM超效率模型測算2011—2013年中國20個農(nóng)業(yè)省份的農(nóng)業(yè)用水效率得出,中國用水效率呈現(xiàn)“西部高、東部低、中部居中”的分布態(tài)勢;利用SBM-Undesirable超效率模型分析中國農(nóng)業(yè)生態(tài)用水效率及區(qū)域差異得出,中國農(nóng)業(yè)生態(tài)用水效率總體偏低且呈現(xiàn)下降趨勢[14]。劉雙雙等[15]利用Super-SBM模型和門檻面板回歸模型分析1998—2015年中國30個省份農(nóng)業(yè)用水效率及其對用水量的影響,結(jié)果表明,農(nóng)業(yè)用水量以及農(nóng)業(yè)用水效率呈現(xiàn)下降趨勢。張玲玲等[16]利用超效率DEA模型和地理加權(quán)回歸方法分析2015年中國31個省(區(qū)、市)的農(nóng)業(yè)用水效率狀況以及空間分布特征,結(jié)果表明,中國農(nóng)業(yè)用水水平總體較低且空間差異明顯?!狙芯壳腥朦c】到目前為止鮮見對2015年后中國農(nóng)業(yè)用水效率動態(tài)變化和區(qū)域差異的研究,需要從更長的時間跨度和較新的時間階段開展分析;另外,在模型變量的選擇上,產(chǎn)出變量中鮮見對農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積的考慮,與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)易受極端天氣影響的現(xiàn)實情況并不十分相符,應(yīng)對該指標有所關(guān)注?!緮M解決的關(guān)鍵問題】以中國30個省(區(qū)、市)為研究對象,以其農(nóng)業(yè)用水量、耕地灌溉面積等作為投入指標,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積作為產(chǎn)出指標,運用動態(tài)超效率非合意SBM模型測算其2010—2017年的農(nóng)業(yè)用水效率,并利用Malmquist指數(shù)法對其農(nóng)業(yè)用水效率進行分解,分析中國農(nóng)業(yè)用水效率的動態(tài)演變、地區(qū)差異及主要驅(qū)動因素,提出提升農(nóng)業(yè)用水效率的建議,為在宏觀上探明中國農(nóng)業(yè)用水效率狀況和制定相關(guān)的政策措施提供參考。
2010—2017年中國30個省(區(qū)、市)的農(nóng)業(yè)用水量、耕地灌溉面積、固定資產(chǎn)投資存量、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和農(nóng)作物受災(zāi)面積數(shù)據(jù)來源于2011—2018年《中國統(tǒng)計年鑒》;農(nóng)業(yè)就業(yè)人員數(shù)據(jù)來源于各省(區(qū)、市)的地方統(tǒng)計年鑒。
1.2.1 超效率非合意產(chǎn)出SBM模型 結(jié)合ANDERSEN等[17]提出的超效率DEA模型與TONE[18-20]提出的SBM模型及超效率模型,采用超效率非合意動態(tài)DEA模型測算農(nóng)業(yè)用水效率(ρ0t)。
上式的約束條件如下:
計算2010—2017年各省份各年的農(nóng)業(yè)用水效率,同時以各省份2010—2017年的整體數(shù)據(jù)計算此期間各省份的農(nóng)業(yè)用水總效率值。
全要素生產(chǎn)率可分解為技術(shù)效率變動(Effch)和技術(shù)進步指數(shù)(Techch)。其中,技術(shù)效率變動可進一步分解為純技術(shù)效率變動(Pech)和規(guī)模效率變動(Sech),即:
Tfpch=Effch×Techch=Pech×Sech×Techch
Tfpch>1時,t至t+1時期的全要素生產(chǎn)率呈增長趨勢,表明農(nóng)業(yè)用水資源配置效率提高,反之下降。Effch用于衡量農(nóng)業(yè)用水過程中投入與產(chǎn)出之間的最佳配置狀態(tài),在相同的產(chǎn)出下生產(chǎn)單元理想的最優(yōu)人力資本、物質(zhì)資本投入與實際投入的比率,Effch>1時,表明考察期間農(nóng)業(yè)用水過程中投入要素和產(chǎn)出要素之間的比率更加合理;Techch反映除農(nóng)業(yè)用水投入要素以外對產(chǎn)出有影響無形要素,如技術(shù)水平提高、組織規(guī)模變化等產(chǎn)生的影響,Techch>1時,表明灌溉技術(shù)和方式改善,進而提高用水效率;Pech衡量是否有效利用生產(chǎn)技術(shù)使產(chǎn)出最大化,表示投入要素在使用上的效率,Pech>1時,反映技術(shù)水平不變的情況下,投入要素獲得更優(yōu)的產(chǎn)出;Sech反映農(nóng)業(yè)用水過程中現(xiàn)有的投入產(chǎn)出規(guī)模對于其農(nóng)業(yè)用水過程中的產(chǎn)出是否適當(dāng),Sech>1時,表明農(nóng)業(yè)用水規(guī)模、生產(chǎn)力水平更加合理。各分解指數(shù)的具體形式如下:
1.2.3 指標選擇及測算 采用農(nóng)業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)就業(yè)人員、耕地灌溉面積和農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資存量作為投入指標,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值作為合意產(chǎn)出,農(nóng)作物受災(zāi)面積作為非合意產(chǎn)出,共同作為產(chǎn)出指標。其中農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資存量作為結(jié)轉(zhuǎn)變量。各指標的計算方法如下。
1) 農(nóng)業(yè)用水量(億m3)。地區(qū)農(nóng)田灌溉用水、林果地灌溉用水、草地灌溉用水、魚塘補水和畜禽用水的總和。2) 農(nóng)業(yè)從業(yè)人員(萬人)。在第一產(chǎn)業(yè)工作并取得勞動報酬的全部人員數(shù),包括在崗職工、再就業(yè)的離退休人員以及在各單位中工作的外方人員和港澳臺方人員、兼職人員、借用的外單位人員和第二職業(yè)者等,但不包括離開第一產(chǎn)業(yè)仍保留勞動關(guān)系的職工。3) 耕地灌溉面積(hm2)。其是反映我國農(nóng)田水利建設(shè)的重要指標,指具有一定的水源,地塊比較平整,灌溉工程或設(shè)備已經(jīng)配套,在一般年景下能夠進行正常灌溉的耕地面積。4) 農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(億元)。指以貨幣表現(xiàn)的農(nóng)、林、牧、漁業(yè)全部產(chǎn)品和對農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)活動進行的各種支持性服務(wù)活動的價值總量,反映一定時期內(nèi)農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)總規(guī)模和總成果。5) 農(nóng)作物受災(zāi)面積(hm2)。指因水旱災(zāi)害造成農(nóng)作物比正常年份減產(chǎn)的播種面積,包括成災(zāi)面積和絕收面積。6) 農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資存量(億元)。以貨幣形式表現(xiàn)的建造和購置第一產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)活動的工作量,以永久庫存方法計算:
Kit=Ki,t-1(1-δ)+Iit
式中,kit和ki,t-1分別表示本年度的投資存量和上年的投資存量;δ表示折舊率,根據(jù)我國固定資產(chǎn)折舊情況,取值為0.096;Iit表示本年度的總投資。
從表1看出,東部地區(qū)中,天津、北京、江蘇的農(nóng)業(yè)用水總效率值大于1,保持在較高水平,其余大部分省份大于0.8。其中,北京的農(nóng)業(yè)用水總效率值在2010年達3.706,效率水平最高。河北的農(nóng)業(yè)用水總效率值最低,為0.723,且總體呈下滑趨勢,2010—2017年期間呈現(xiàn)峰值波動,2012—2013年達到峰頂,而2017年降至0.455。
表1 2010—2017年中國30個省份的農(nóng)業(yè)用水效率值
續(xù)表1
中部地區(qū)中,河南的農(nóng)業(yè)用水總效率值最高,為0.927。其余大部分省份,如吉林、安徽和江西等的農(nóng)業(yè)用水總效率值在0.7以下。湖北和湖南的農(nóng)業(yè)用水總效率值波動呈現(xiàn)相關(guān)態(tài)勢,兩者在2010—2011年的農(nóng)業(yè)用水效率水平最高,均在0.9以上。從現(xiàn)實層面看,河南作為傳統(tǒng)種植業(yè)大省,通過農(nóng)業(yè)風(fēng)險補助項目為農(nóng)業(yè)提供投資,使河南的農(nóng)業(yè)效率得到改善和優(yōu)化。而安徽由于上海、江蘇以及浙江的“虹吸效應(yīng)”出現(xiàn)農(nóng)業(yè)勞動力人口流失,影響其農(nóng)業(yè)產(chǎn)出水平,導(dǎo)致其農(nóng)業(yè)用水效率的損失。
西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水總效率呈現(xiàn)兩極分化趨勢。重慶、貴州和陜西的農(nóng)業(yè)用水總效率值在1以上,而甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古的總效率值在0.4以下,寧夏與青海的總效率值較低,總效率值均在0.3左右波動。
整體來看,三大地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水總效率水平存在差異,東部地區(qū)最優(yōu),西部地區(qū)和中部地區(qū)的內(nèi)部呈現(xiàn)較大差異(圖1)。從地理環(huán)境的角度看,中國南水北調(diào)東線工程在東部地區(qū)發(fā)揮了重要作用,有利于改善東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水條件,進而促進其農(nóng)業(yè)用水總效率的提高;而內(nèi)蒙古、寧夏和甘肅地區(qū)是黃河流經(jīng)區(qū)域,由于黃河泥沙淤積、支流曲折等因素的影響,水資源條件不利,對其農(nóng)業(yè)用水總效率的提高帶來不利影響。
圖1 2010—2017年中國農(nóng)業(yè)用水總效率的空間分布
從表2看出,2010—2017年中國農(nóng)業(yè)用水的全要素生產(chǎn)率均值為1.057,即年均增長率為5.7%,表明此期間中國農(nóng)業(yè)用水的效率水平總體是提高的,反映出中國農(nóng)業(yè)用水的灌溉技術(shù)進步及組織方式的改善對提高農(nóng)業(yè)用水效率發(fā)揮了促進作用。純技術(shù)效率均值為0.986<1,對全要素生產(chǎn)率的提升產(chǎn)生負面影響,表明在現(xiàn)有技術(shù)水平條件下,中國農(nóng)業(yè)用水的投入未能實現(xiàn)最大化產(chǎn)出。技術(shù)進步指數(shù)均值為1.075>1,帶動中國農(nóng)業(yè)用水的全要素生產(chǎn)率增長。規(guī)模效率總體呈先升后降趨勢,均值為0.998<1。規(guī)模效率的變化與中國水利設(shè)施大規(guī)模投入使用(三峽、灌排渠系統(tǒng))存在關(guān)聯(lián),在使用初期其規(guī)模效率呈遞增態(tài)勢,進入大規(guī)模投入使用階段則呈現(xiàn)遞減。
表2 2010—2017年中國農(nóng)業(yè)用水效率的Malmquist指數(shù)分解
由圖2可見,從各分解指數(shù)的變化趨勢看,2010—2017年農(nóng)業(yè)用水效率的各分解指數(shù)呈下降趨勢,其中降幅最顯著的是2014—2016年的技術(shù)進步指數(shù),降幅在15%左右。2015—2016年全要素生產(chǎn)率水平最低,但由于技術(shù)效率變動值 (1.026)和規(guī)模效率(1.029)均大于1,其正向增長使該年份農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率為1.001,即保持0.1%的增長。其后的2016—2017年,盡管同期的規(guī)模效率指數(shù)、技術(shù)效率變動值及純技術(shù)效率指數(shù)出現(xiàn)不同幅度的下降,但受技術(shù)進步指數(shù)提高的影響,全要素生產(chǎn)效率仍保持一定的增長態(tài)勢。
圖2 2010—2017年中國農(nóng)業(yè)用水效率的各分解指數(shù)變化
由表3可知,從地區(qū)角度看,除北京、天津、湖南、吉林外,大部分省份農(nóng)業(yè)用水效率Malmquist指數(shù)的各項分解值在1以上,與全國農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率的整體提高態(tài)勢相符。東部地區(qū)中,上海和海南的全要素生產(chǎn)率較高,分別達1.128和1.116,即年均增長率在10%以上;其技術(shù)進步指數(shù)分別為1.136和1.116,對全要素生產(chǎn)率增長起到核心作用;北京的全要素生產(chǎn)率較低,僅為0.985,其主要制約因素為技術(shù)變動值和規(guī)模效率,兩者均為0.994,均小于1,中部地區(qū)中,黑龍江的技術(shù)效率變動值和規(guī)模效率在30個省份中為最高,分別為1.057和1.021。結(jié)合現(xiàn)實情況看,黑龍江農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)模式使農(nóng)業(yè)用水的規(guī)模化優(yōu)勢得以發(fā)揮,進而促進了全要素生產(chǎn)率的提升;湖南的技術(shù)效率變動值較最低,為0.924。西部地區(qū)中,四川、貴州、青海的農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率較高,均在1.1以上,其農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率的驅(qū)動因素均主要是技術(shù)進步,指數(shù)值均在1以上。
表3 30個省份農(nóng)業(yè)用水效率的Malmquist指數(shù)分解值
從圖3看出,多數(shù)省份的技術(shù)效率變動值、純技術(shù)效率和規(guī)模效率呈較低水平(值小于1),而技術(shù)進步指數(shù)保持在較高水平(值大于1)。整體而言,部分省份的技術(shù)效率變動值、純技術(shù)效率和規(guī)模效率低制約其全要素生產(chǎn)率的提高,而技術(shù)進步指數(shù)的提升則對全要素生產(chǎn)率的提高發(fā)揮促進作用。由此反映出中國農(nóng)業(yè)用水投入的合理分配、灌溉模式的優(yōu)化及基層農(nóng)業(yè)水利設(shè)施優(yōu)化促進了農(nóng)業(yè)產(chǎn)出水平的提高。
圖3 30個省份農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)效率的各分解指數(shù)值
3.1.1 全國農(nóng)業(yè)用水效率總體提升且空間分布不均衡 2010—2017年中國農(nóng)業(yè)用水的全要素生產(chǎn)率均值為1.057,年均增長率為5.7%,農(nóng)業(yè)用水效率水平總體提高。其中,東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率最優(yōu),除廣東和河北外,其余省份的農(nóng)業(yè)用水總效率在0.8以上;中部地區(qū)低于其他地區(qū),且地區(qū)內(nèi)部的階梯效率差距較為顯著。西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率在地區(qū)內(nèi)部呈現(xiàn)兩極分化,重慶、貴州及陜西的農(nóng)業(yè)用水總效率最高,而青海、寧夏及甘肅等黃河流域省份的農(nóng)業(yè)用水效率水平較低。
3.1.2 全國農(nóng)業(yè)用水效率的驅(qū)動因素存在地區(qū)差異 技術(shù)進步在推動全國農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率提升的過程中起到核心作用,而規(guī)模效率、技術(shù)效率變動及純技術(shù)效率產(chǎn)生制約作用。部分省份農(nóng)業(yè)用水的規(guī)模效率小于1,農(nóng)業(yè)用水的規(guī)模效益呈遞減態(tài)勢。不同地區(qū)農(nóng)業(yè)用水的效率驅(qū)動因素存在差異。東部地區(qū)中,河北和廣東的農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率較低,主要受技術(shù)效率變動、純技術(shù)效率、規(guī)模效率影響,增速僅保持在2%以上。其余省份中,天津、河北、上海、江蘇、福建等省份的技術(shù)進步指數(shù)均保持較高水平,促進了其農(nóng)業(yè)用水效率的提升。中部地區(qū)中,黑龍江的技術(shù)效率變動值和規(guī)模效率在30省份中均為最高,使其全要素生產(chǎn)率在中部地區(qū)中居于首位。其余省份,如山西、河南、安徽、江西,其技術(shù)進步指數(shù)同樣保持在較高水平,驅(qū)動了其農(nóng)業(yè)用水效率的提升。西部地區(qū)中,四川、貴州、青海的農(nóng)業(yè)用水全要素生產(chǎn)率的驅(qū)動因素同樣主要是技術(shù)進步。
3.2.1 提高農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)濟效益 通過地區(qū)間生產(chǎn)資料、管理經(jīng)驗的分析與有效借鑒,打破地區(qū)間的壁壘,促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料在地區(qū)間有效流動。在農(nóng)業(yè)用水的生產(chǎn)要素充分流動的情況下,推動各地區(qū)農(nóng)業(yè)規(guī)模效益的產(chǎn)生,從而在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素條件下,獲得更高的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值。針對各地區(qū)的地理分布、用水情況,發(fā)掘有利于地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的運行模式,推動各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水方式的健康發(fā)展。在此基礎(chǔ)上逐步擴大農(nóng)業(yè)投入,保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)出同比例乃至高于投入的增長。
3.2.2 保證農(nóng)業(yè)用水供給 在東部地區(qū),南水北調(diào)東線工程雖然緩解了該地區(qū)水資源分布不均勻帶來的弊端,但并未解決農(nóng)業(yè)灌溉“最后一公里”問題。該地區(qū)各省份的縣、鄉(xiāng)政府應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田及周邊水域的分布狀況來加強末級輸水渠的修建工作,使南水北調(diào)工程真正惠及廣大農(nóng)戶,從而擺脫長期超采地下水造成的農(nóng)業(yè)用水惡性循環(huán)。中部、西部地區(qū)的黃河流經(jīng)省份,如陜西、寧夏以及甘肅,盡管擁有豐富的灌溉資源,但由于黃河泥沙淤積、支流曲折等因素的影響,下游省份地區(qū)的河床抬高,產(chǎn)生“地上河”問題。為此,黃河流域的省份應(yīng)在中央政府的支持和引導(dǎo)下,籌建統(tǒng)一、高效的地區(qū)整治部門。依據(jù)對黃河流域農(nóng)業(yè)用水的統(tǒng)一規(guī)劃安排,弱化省份差異,通過協(xié)調(diào)發(fā)展,減少地區(qū)間的農(nóng)業(yè)用水差異。
3.2.3 促進農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣 我國農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣針對的主體為農(nóng)民,而由于農(nóng)民的整體受教育程度仍較低且傳統(tǒng)耕作方式的思維根深蒂固,對農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的接受和掌握能力較差,使節(jié)水技術(shù)推廣受到一定阻礙。因此,各地區(qū)村委會應(yīng)充分利用各項農(nóng)業(yè)幫扶資金,并大力引進農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)人才;同時,通過改良農(nóng)作物品種、統(tǒng)籌安排灌溉管理模式、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)從業(yè)人員思想等措施的有機結(jié)合,并利用“外溢效應(yīng)”促進農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣。