基于多元線性回歸分析的農(nóng)業(yè)高效節(jié)水影響因素研究

田聰華，苗紅萍，韓 笑，沈 鴻

(新疆農(nóng)科院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與科技信息研究所，烏魯木齊 830091)

近年來，新疆針對高效技術(shù)從生產(chǎn)實(shí)踐及科研上進(jìn)行了積極探索，取得了重大成效。在農(nóng)業(yè)節(jié)水模式上，已逐步實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的粗放型灌溉農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代高效節(jié)水型灌溉農(nóng)業(yè)和節(jié)水型生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變；在作物種植類型上，滴灌技術(shù)已不僅應(yīng)用到大田棉花、番茄、打瓜等特色經(jīng)濟(jì)作物中，在果樹、糧食等30多種作物中應(yīng)用的微灌節(jié)水技術(shù)也取得了較好的成效[1]；在技術(shù)成果轉(zhuǎn)化上，通過科技攻關(guān)，研發(fā)出了一批成熟的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品，并在生產(chǎn)實(shí)際中得到推廣應(yīng)用，取得了明顯的節(jié)水、增產(chǎn)、增效和環(huán)境生態(tài)效益；在技術(shù)推廣示范上，膜下滴灌技術(shù)在寧夏、甘肅、陜西、內(nèi)蒙古、黑龍江、湖北和廣西等省得到了推廣應(yīng)用，已輻射到全國20多個省市。通過近十余年的科技研發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐，高效節(jié)水較傳統(tǒng)地面灌溉的特點(diǎn)與成效可概括為“兩節(jié)、兩高、兩個促進(jìn)”，即節(jié)水、節(jié)肥；高產(chǎn)、高效；促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境改善，促進(jìn)農(nóng)村生產(chǎn)經(jīng)營方式轉(zhuǎn)變[2]。

高效節(jié)水技術(shù)的推廣涉及眾多因素，經(jīng)濟(jì)發(fā)展整體水平、農(nóng)業(yè)自身發(fā)展能力、財(cái)政資金的投入、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，農(nóng)民的素質(zhì)等因素都與高效節(jié)水技術(shù)的推行有高度正相關(guān)性。通過對這些相關(guān)因素長期以來變動趨勢分析，深入把握新疆高效節(jié)水技術(shù)推行的影響機(jī)理，并測定不同因素對其的影響程度，對正確指導(dǎo)高效節(jié)水工作有指導(dǎo)意義。

1 研究方法

1.1 影響因素的確定

通過調(diào)研分析，本研究選取了水資源、投資和農(nóng)戶參與3個因素為影響農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣的關(guān)鍵因素。

(1)水資源因素。采用農(nóng)業(yè)供水量指標(biāo)[1]。可供水量是不同水平年、不同保證率，考慮需水要求，供水工程設(shè)施可提供的水量。

(2)投資因素。采用農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資和高效節(jié)水財(cái)政資金投入兩大指標(biāo)。農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資主要為用于農(nóng)業(yè)發(fā)展政府所投入的財(cái)政資金；高效節(jié)水財(cái)政投資主要為政府專款專用用于推廣高效節(jié)水所投入的資金。

(3)農(nóng)戶參與因素[4]。主要采用以下幾項(xiàng)指標(biāo)：①農(nóng)戶的耕地規(guī)模。農(nóng)戶耕地規(guī)模對其采用節(jié)水灌溉技術(shù)有重要影響,因?yàn)榻?jīng)營規(guī)模越大,每畝耕地所攤銷的節(jié)水灌溉成本就越小,由此而帶來的收益就越大,進(jìn)而激發(fā)農(nóng)戶對節(jié)水灌溉技術(shù)的渴求。②農(nóng)戶的家庭經(jīng)濟(jì)情況。農(nóng)戶家庭收入、獲得貸款等生產(chǎn)投入要素多的愿意冒險接受新技術(shù)，反之則不愿意。③農(nóng)戶受教育因素。受教育程度增加了農(nóng)戶對于新技術(shù)的理解和接受能力,農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)是一種新的技術(shù),提高農(nóng)戶的知識水平,尤其是節(jié)水灌溉技術(shù)的知識,可促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣。④水價因素。現(xiàn)在許多地方灌概耕地用水價格極低,致使許多農(nóng)戶釆用傳統(tǒng)的大水漫灌方式,只有提高水價,加大非節(jié)水灌溉成本,才能促進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣。⑤農(nóng)技人員比重。農(nóng)戶主要通過哪些方式了解節(jié)水灌溉技術(shù)和已有節(jié)水技術(shù)人才或節(jié)水技術(shù)協(xié)會，這是獲得節(jié)水灌溉技術(shù)的信息和參與節(jié)水技術(shù)的誘因。⑥節(jié)水設(shè)備價格。節(jié)水設(shè)備價格過高，農(nóng)民無力負(fù)擔(dān)，影響農(nóng)民參與的積極性。

在遵循重要性、易獲取性、非重疊性、可比性、相關(guān)性等原則的基礎(chǔ)上，參考現(xiàn)有文獻(xiàn)，設(shè)立兩個層面，對第一、第二個層面的影響因素共選取了具有代表性的9項(xiàng)指標(biāo)，見表1。

表1 影響因素及指標(biāo)構(gòu)建

1.2 模型建立

對第一層面、第二層面的影響因素指標(biāo)建立多元線性回歸模型，分析各影響因素對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水面積變動的彈性。 用第一種方法下建立模型，形式如下:

Y=f1(x1)

(1)

Y=f2(x2,x3)

(2)

Y=f3(x4,x5,x6,x7,x8,x9)

(3)

式中：Y表示高效節(jié)水面積；解釋變量x1～x9的含義見表1。

對所有變量值均取自然對數(shù)，建立多元線性回歸模型。因?yàn)樽兞恐档淖匀粚?shù)變換不改變原來的協(xié)整關(guān)系，并能使其趨勢線性化，一定程度上可以消除時間序列中存在的異方差現(xiàn)象；并且所有變量值取對數(shù)后，多元線性回歸模型中各解釋變量的系數(shù)表示各解釋變量對高效節(jié)水面積的彈性。

對公式(1)～(3)兩邊分別取自然對數(shù)可得:

lnY=a0+α1lnx1+ε

(4)

lnY=b0+a2lnx2+a3lnx3+ε

(5)

lnY=c0+a4lnx4+a5lnx5+a6lnx6+

a7lnx7+a8lnx8+a9lnx9+ε

(6)

式中：ε為隨機(jī)擾動項(xiàng)。

1.3 樣本數(shù)據(jù)

模型中使用2000-2013年有關(guān)指標(biāo)的時間序列數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來自2000-2013年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》、《新疆調(diào)查年鑒》和自治區(qū)水利廳調(diào)研數(shù)據(jù)等，見表2。

表2 影響因素指標(biāo)數(shù)據(jù)

注：數(shù)據(jù)來源于新疆統(tǒng)計(jì)年鑒、新疆調(diào)查年鑒、自治區(qū)水利廳調(diào)研數(shù)據(jù)。

1.4 模型結(jié)果

對因變量和9個自變量進(jìn)行相關(guān)性分析，這9個因素對高效節(jié)水面積的相關(guān)性大小依次為：農(nóng)民人均純收入>水價>農(nóng)技人員比重>勞動力受教育年限>農(nóng)業(yè)高效節(jié)水財(cái)政投入>農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資>農(nóng)業(yè)水資源供給>高效節(jié)水單位面積投資>人均耕地面積。從中可發(fā)現(xiàn)：自變量x4人均耕地面積與因變量Y相關(guān)系數(shù)為0.097，顯著性水平Sig.=0.804，即人均耕地面積與高效節(jié)水面積不相關(guān)，該自變量應(yīng)該剔出；剩余8個自變量之間相關(guān)系數(shù)很高，即自變量之間存在多重共線性。具體結(jié)果如表3所示。

2 結(jié)果分析

基于前文各因素之間的相關(guān)性分析結(jié)果，首先剔出自變量x4，再采用逐步回歸法對剩余變量進(jìn)行分析，以解決自變量間的多重共線性問題。

2.1 數(shù)據(jù)無量綱化處理

本研究各自變量具有不同的量綱和量綱單位，為了消除由此帶來的不可公度性，必須將各指標(biāo)作無量綱化處理。鑒于本研究各自變量指標(biāo)都是客觀數(shù)值，采用均值化方法對指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。

2.2 回歸分析

(1)第一層次：水資源對高效節(jié)水規(guī)模的影響因素分析。運(yùn)用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算得式(3)回歸模型為：Y=-4.195+5.195x1；R2=0.844；Sig.=0。即農(nóng)業(yè)供水量變量每增長1%，高效節(jié)水面積將增長5.19%。

表3 各變量相關(guān)系數(shù)

注：**表示相關(guān)系數(shù)在0.01水平上顯著；*表示相關(guān)系數(shù)在0.05水平上顯著。

(2)第二層次：財(cái)政投入對高效節(jié)水規(guī)模的影響因素分析。財(cái)政投入包括高效節(jié)水財(cái)政投入和農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投入，針對第二層次做回歸分析，高效節(jié)水財(cái)政投入顯著性很強(qiáng)，回歸方程為：Y=-0.419+0.581x2；R2=0.935；Sig.=0。即高效節(jié)水財(cái)政投資每增長1%，高效節(jié)水面積將增長0.58%。

(3)第三層次：農(nóng)戶參與對高效節(jié)水規(guī)模的影響因素分析。農(nóng)戶可控指標(biāo)(x4、x5)。農(nóng)戶可控制的因素主要包括農(nóng)民人均純收入和勞動力受教育年限，其中農(nóng)民人均純收入的顯著性較強(qiáng)，回歸方程為：Y=-727+1.727x4；R2=0.989；Sig.=0，即農(nóng)民人均純收入每增長1%，高效節(jié)水面積將增長1.73%。

農(nóng)戶不可控指標(biāo)(x6、x7、x8)。農(nóng)戶不可控制的因素包括農(nóng)業(yè)用水價格、農(nóng)技人員比重和高效節(jié)水單位面積投資，這3個因素農(nóng)業(yè)用水價格顯著性最強(qiáng)，回歸方程為：Y=-387+1.387x6；R2=0.986；Sig.=0，即農(nóng)業(yè)用水價格每增長1%，高效節(jié)水面積將增長1.39%。

綜上所述，農(nóng)業(yè)用水資源量、高效節(jié)水財(cái)政投入、農(nóng)民人均純收入和農(nóng)業(yè)用水價格是高效節(jié)水面積增加的主要影響因素，應(yīng)對這四大因素進(jìn)行合理的調(diào)控，從而有效影響高效節(jié)水的發(fā)展。

3 結(jié) 語

為了使新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水技術(shù)為新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。根據(jù)上述分析得出以下結(jié)論。

(1)加快農(nóng)田水利、農(nóng)網(wǎng)改造等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，降低農(nóng)業(yè)高效節(jié)水工程的建設(shè)成本。水、電資源是保障高效節(jié)水技術(shù)推行的基礎(chǔ)條件，建議繼續(xù)加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，加快大型灌區(qū)的續(xù)建配套與節(jié)水改造配套工程。

(2)繼續(xù)加大高效節(jié)水財(cái)政投入。建議爭取國家支持，加大高效節(jié)水補(bǔ)助資金投入力度，視各地水資源的緊缺程度、地縣經(jīng)濟(jì)水平和發(fā)展?fàn)顩r區(qū)別對待，如南疆三地州的貧困縣干旱缺水嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)滯后，高效節(jié)水面積又很少，單位面積平均補(bǔ)助可提高到1.05萬元/hm2[1]。以緩解各地財(cái)政壓力，降低農(nóng)民經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，加快高效節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐。

(3)對現(xiàn)行水權(quán)制度做出調(diào)整，建立節(jié)水補(bǔ)償機(jī)制。節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要對水價政策進(jìn)行調(diào)整，通過水價來調(diào)節(jié)農(nóng)戶用水[5]。其次要建立可操作的節(jié)水補(bǔ)償機(jī)制，節(jié)余的水量用于當(dāng)?shù)毓さV業(yè)和城市生活新增用水的，按工礦和生活用水水價反饋給節(jié)水農(nóng)民和水管部門；用于生態(tài)建設(shè)的由國家和當(dāng)?shù)卣I單，按3倍的農(nóng)用水價反饋給節(jié)水農(nóng)民和水管部門。進(jìn)一步調(diào)動節(jié)水農(nóng)民和水管部門的積極性，使農(nóng)業(yè)高效節(jié)水建設(shè)健康發(fā)展。

[1] 朱光宇，田聰華，王曉偉.等.新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水投入產(chǎn)出盈虧平衡臨界點(diǎn)實(shí)證分析[J].節(jié)水灌溉，2015,(5)：74-76.

[2] 李明傳.以農(nóng)業(yè)高效節(jié)水助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化----新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水的有益嘗試[J].中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2012,(19)：32-33.

[3] 孫 偉. 中國農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣關(guān)鍵影響因素研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[4] 秦宏毅. 甘州區(qū)農(nóng)業(yè)用水的績效及影響因素分析----基于農(nóng)民用水戶協(xié)會的視角[D]. 蘭州：蘭州大學(xué)，2014.

[5] 趙文杰，丁凡琳.我國節(jié)水灌溉技術(shù)推廣現(xiàn)狀與對策研究綜述[J].節(jié)水灌溉，2015,(4)：96-97.