中國農業用水效率區域差異及影響因素研究

摘要：運用DEA測算了2003—2012年的中國各省、市、自治區農業用水效率，并采用Tobit模型考察了農業用水效率的影響因素。結果表明，從總體上看，目前中國農業用水效率比較低，但呈逐年上升趨勢；農業用水效率具有明顯的區域差異，東部地區最高，中部地區次之，西部地區最低；有效灌溉指數、節水灌溉指數、農村居民人均純收入和人均水資源占有量與農業用水效率呈顯著正相關，而農業用水比重和糧食播種面積比重對農業用水效率具有顯著負向影響。提出了提高中國農業用水效率的對策與建議。

關鍵詞：農業用水效率；區域差異；影響因素；中國

中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）11-2943-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.11.059

水資源是農業生產的基礎資源之一，對國家糧食安全和國民經濟發展具有深遠意義。2012年中國人均水資源占有量僅為2 100 m3，低于世界人均水平[1]。目前中國灌溉技術和設施比較落后，大部分地區灌溉方式比較傳統，農業用水效率較低。水資源短缺和農業用水效率低下嚴重制約著中國農業的健康發展。2011年中央一號文件明確提出加強水資源管理，提高農業用水的利用效率[2]。因此在這樣的現實背景和政策背景下，測算中國農業用水效率，研究中國農業用水效率的地域差異，分析農業用水效率的影響因素，對于正確認識中國農業水資源的利用現狀，運用技術、管理和政策等手段合理配置農業用水，提高農業水資源利用效率，保障國家糧食安全和促進農業的健康發展具有深遠意義。

目前有不少專家學者開始關注農業用水效率問題。于法穩等[3]比較分析了西部地區的農業用水消耗系數和農業用水效率。劉渝等[4]從經濟學的視角分析了技術、制度、管理等因素對農業用水效率的影響。王學淵等[5]測算了中國各省區的農業用水效率。唐建軍[6]采用DEA方法測算了陜西省的農業灌溉用水效率。劉渝等[7]利用主成分分析法測算了湖北省各市、州的農業用水效率，并分析了部分地區農業用水效率低下的原因。閆爽[8]通過構建評價指標體系研究了農業用水效率。劉渝等[9]運用DEA方法測算了1999—2006年中國29個省份的農業用水效率。夏蓮等[10]從農戶層面采用SFA方法測算了農戶農業用水效率，并分析影響農戶農業用水效率的因素。崔巖等[11]運用DEA方法測算了2005—2012年河南省農業用水效率。黎紅梅等[12]利用主成分分析方法測算了2005—2010年湖南省各地區的農業水資源利用效率。王昕等[13]基于DEA模型，測算了2003—2010年中國各省農業用水效率，并對農業用水效率進行了趨同性實證分析。從已有的文獻看，學者們大都偏重對農業用水效率的測算，很少有文獻分析中國農業用水效率區域差異問題，同時大多數文獻缺乏對農業用水效率影響因素的定量研究。因此，本研究基于全要素視角運用DEA模型對2003—2012年的中國各省、市、自治區農業用水效率進行測度并分析中國農業用水效率的區域差異，采用Tobit模型考察了有效灌溉指數、節水灌溉指數、農村家庭人均純收入、用水結構、種植結構、水資源稟賦對農業用水效率的影響，最后提出提高中國農業用水效率的對策建議。

1.2 農業用水效率區域差異分析

本研究采用C2R模型并借助MATLAB2009a軟件，計算得到中國30個省份2003—2012年農業水資源利用效率值（表1）。

從表1中關于2003—2012年中國各省、市、自治區農業用水效率數據可以得出以下結論。

1）從全國層面看，2003—2012年農業用水效率較低，平均值僅為0.738；中國農業用水效率從2003年的0.667增加到2012年的0.759，整體上呈上升趨勢。

2）從地區層面看，東部地區的農業用水效率（0.901）要高于全國平均水平（0.738），而中部地區（0.666）和西部地區（0.629）的農業用水效率要低于全國平均水平；中國東部地區經濟水平相對發達，農業用水效率較高，存在較低的效率損失，而中西部地區發展落后，農業用水效率損失很大，這也與中國的實際情況相符合，中西部地區的農業用水效率還有很大的提升空間；從變化趨勢看，中國東、中和西部地區農業用水效率均呈現逐年上升的趨勢。

3）從省級層面看，中國農業用水效率地域差異更為明顯。農業用水效率最高的是北京、上海、重慶，這3個地區在2003—2012年10年間農業用水效率均為1.000，而農業用水效率較低的是寧夏（0.281）、甘肅（0.451），這些地區的農業用水效率還存在很大的提升空間。農業用水效率納入高效率組的地區有北京（1.000）、上海（1.000）、重慶（1.000）、山東（0.996）、遼寧（0.983）、福建（0.962）、四川（0.961）、海南（0.947）、河南（0.939）、浙江（0.915），這些地區的農業用水效率平均值均高于0.9，且大多是東部沿海發達地區。農業用水效率納入中效率組的地區有天津（0.866）、青海（0.864）、廣東（0.815）、河北（0.786）、吉林（0.784）、湖北（0.723）、陜西（0.677）、湖南（0.639）、江蘇（0.639）、山西（0.593）、安徽（0.568）貴州（0.566）、云南（0.564）、江西（0.561）、內蒙古（0.522）、黑龍江（0.520）、新疆（0.517）、廣西（0.511），中效率組地區的農業用水效率值介于0.5到0.9之間；除了廣東、天津、江蘇外，這些地區都位于中西部地區，大部分地區都是傳統農業省份，農業耗水現象較為嚴重。低效率組的地區是寧夏（0.281）、甘肅（0.451），這兩個地區水資源相對匱乏，生態環境和氣候條件較為惡劣，這在一定程度上會降低農業用水效率。

2 農業用水效率影響因素分析

2.1 Tobit模型的建立

為進一步了解農業用水效率的影響因素及影響差異，由于通過DEA方法計算出來的農業用水效率值介于0和1之間，采用OLS回歸方法進行估計可能會造成一定的偏差，因此本研究建立Tobit面板回歸模型如下所示：

yit=ait+？茁Txit+eit，ifait+？茁Txit+e>0 0，ifait+？茁Txit+e≤0 （3）

式中，yit為第i個地區第t年的農業用水效率，xit為解釋變量，？茁T為未知參數，？著it為服從正態分布的誤差項，ait為第i個地區第t年的固定效應。

本研究主要選取以下幾個指標作為農業用水效率的影響因素（表2）。

1）有效灌溉指數（x1）。本研究用有效灌溉面積與農作物播種面積之比來衡量有效灌溉指數，用于反映區域灌溉基礎設施的裝備情況，灌溉基礎設施的裝備水平越高，農業用水效率越高。因此，本研究假設有效灌溉指數與農業用水效率呈顯著正相關。

2）節水灌溉指數（x2）。本研究用節水灌溉面積與有效灌溉面積之比來表示節水灌溉指數，用于反映區域節水灌溉技術水平，節水灌溉技術水平越高，農業用水效率越高。因此本研究假設節水灌溉指數與農業用水效率呈顯著正相關。

3）農村居民人均純收入（x3）。農民收入越高，表明農民在農田灌溉方面可以增加更大的投入，有助于提高農業用水效率。本研究假設農村人均純收入對農業用水效率具有顯著正向影響。

4）用水結構（x4）。本研究用農業用水比重來衡量用水結構，農業用水比重較大的地區大多是傳統農業省份，農業用水損耗較大，因此本研究假設農業用水比重與農業用水效率呈負相關。

5）種植結構（x5）。農作物主要分為糧食作物和經濟作物，不同農作物的用水效率差異很大。一般來說經濟作物的單位水資源產值要大于糧食作物的單位水資源產值，因此糧食作物的種植面積越高，用水效率將會越低。本研究采用糧食播種面積比重來衡量地區的種植結構，并假設糧食播種面積比重與農業用水效率呈負相關。

6）水資源稟賦（x6）。水資源稟賦是影響農業用水效率的因素之一。本研究采用人均水資源擁有量（單位：m3/人）來衡量水資源稟賦。本研究假設人均水資源占有量與農業用水效率呈顯著正相關。

2.2 結果與分析

用DEA測算得出的2003—2012年中國30個省、市、自治區的農業用水效率作為因變量建立Tobit模型。由于本研究選擇的自變量較多，考慮到自變量之間的共線性問題，通過相關性分析發現各自變量之間的相關性均小于0.6，可以認為各解釋變量之間的共線性程度不高。運用stata12.0軟件進行模型的估計，得到的估計結果見表3。

Tobit回歸結果顯示，有效灌溉指數、節水灌溉指數、農村居民人均純收入和人均水資源占有量對農業用水效率具有顯著的正向影響；而農業用水比重和糧食播種面積比重對農業用水效率有著顯著負向影響。

1）有效灌溉指數在10%顯著水平下對農業用水效率有著正向影響。有效灌溉指數反映的是地區農業灌溉基礎設施的裝備水平。有效灌溉指數越高，農業灌溉基礎設施越完善，農業用水效率也高，這一結論與前文的研究假設一致。

2）節水灌溉指數在10%顯著水平下對農業用水效率有著正向影響。節水灌溉指數反映的是地區節水灌溉技術水平，在中國大部分地區農業灌溉技術依舊傳統落后，大水漫灌的現象依然很普遍，農業用水效率很低；而先進的節水灌溉技術的廣泛應用能提高農業用水效率。因此節水灌溉指數越高，農業用水效率越高，這一結論與前文的研究假設一致。

3）農村家庭人均純收入在10%顯著水平下對農業用水效率有著正向影響。農民人均純收入越高，農民更加有條件在農田灌溉方面增加投入，購置和完善先進的灌溉設備，采用先進的灌溉技術，從而有利于提高農業用水效率。因此農村家庭人均純收入越高，農業用水效率越高，這一結論與前文的研究假設一致。

4）農業用水比重在1%顯著水平下對農業用水效率有著正向影響。農業用水比重高的地區往往是傳統農業省份，一方面這些地區農業生產耗水較大，農業水資源浪費較嚴重；另一方面這些地區經濟發展相對滯后，高效節水灌溉技術的應用率也很低，因此農業用水效率較低。表明農業用水比重越高，農業用水效率越低，這一結論也與前文的研究假設一致。

5）糧食播種面積比重在5%水平下對農業用水效率有著顯著負向影響。一般來說經濟作物的單位水資源產值要大于糧食作物的單位水資源產值，因此糧食作物的種植面積越高，用水效率將會越低，這一結論與前文的研究假設一致。盡管經濟作物的用水經濟效益高，但是糧食作物的生產更重要的是保障國家糧食安全，而非片面追求經濟效益，因此需要合理調整種植結構，既要兼顧農業用水效率問題，更要保障國家糧食安全。

6）人均水資源占有量在5%水平下對農業用水效率有著顯著正向影響。水資源稟賦越高，農業水資源在農業生產中的投入產出水平越高，這一研究結論與前文的研究假設一致。

3 結論及政策建議

本研究運用DEA模型對2003—2012年的中國30個省、市、自治區農業用水效率進行測度，分析中國農業用水效率的區域差異，并采用Tobit模型考察了有效灌溉指數、節水灌溉指數、農村家庭人均純收入、用水結構、種植結構、水資源稟賦對農業用水效率的影響。

1）從總體上看，中國農業用水效率水平較低，2003—2012年農業用水效率平均值僅為0.738，但呈逐年上升趨勢。

2）中國農業用水效率存在較為明顯的區域差異。從地區層面看，東部地區的農業用水效率最高，其次是中部地區，西部地區的農業用水效率最低；從省級層面看，農業用水效率最高的地區是北京、上海、重慶，而農業用水效率較低的地區是寧夏、甘肅。

3）有效灌溉指數、節水灌溉指數、農村居民人均純收入和人均水資源占有量對農業用水效率具有顯著的正向影響；而農業用水比重和糧食播種面積比重對農業用水效率有著顯著負向影響。

為了提高中國的農業用水效率，本研究提出以下政策建議：①完善農田基本建設工程和農田水利工程，改良農田土壤質量，提高農田土壤的蓄水能力，提高水利設施防洪抗旱和農田灌溉的功能。②研究和推廣先進節水技術；政府要鼓勵科研機構和科研人員開發和研究先進的節水灌溉技術，采用多種方式向農戶推廣滴灌、渠道防滲等節水灌溉技術。③保障水資源的合理開發和節水灌溉技術的推廣應用，合理配置水資源，解決好區域間、產業間的用水矛盾；同時各地區要因地制宜，合理布局農作物種植結構，實現農業水資源的優化配置。④政府要加強節約用水宣傳和教育的力度，同時向農民宣傳和推廣節水灌溉技術，提高農民的節水積極性和節水意識。

參考文獻：

[1] 中國人均水資源量大幅低于世界水平[EB/OL].財新網，http：//china.caixin.com/100372341.html.2012-03-23.

[2] 2011年中央1號文件[EB/OL].中國經濟網，http：//www.ce.cn/xwzx/gnsz/szyw/201101/30/t20110130_22183115.shtml.2011-01-30.

[3] 于法穩，李來勝.西部地區農業資源利用的效率分析及政策建議[J].中國人口·資源與環境，2005（6）：35-39.

[4] 劉 渝，王兆鋒，張俊飚.農業水資源利用效率的影響因素分析[J].經濟問題，2007（6）：75-77.

[5] 王學淵，趙連閣.中國農業用水效率及影響因素——基于1997-2006年省區面板數據的SFA分析[J].農業經濟問題，2008（3）：10-18，110.

[6] 唐建軍.陜西省灌溉用水技術效率及其影響因素研究[D].陜西楊凌：西北農林科技大學，2010.

[7] 劉 渝，杜 江.湖北省農業水資源利用效率的實證分析[J].中國農村水利水電，2011（1）：37-39.

[8] 閆 爽.吉林省西部地區農業水資源利用效率研究[D].長春：吉林農業大學，2012.

[9] 劉 渝，王 岌.農業水資源利用效率分析——全要素水資源調整目標比率的應用[J].華中農業大學學報（社會科學版），2012（6）：26-30.

[10] 夏 蓮，石曉平，馮淑怡，等.農業產業化背景下農戶水資源利用效率影響因素分析——基于甘肅省民樂縣的實證分析[J].中國人口·資源與環境，2013（12）：111-118.

[11] 崔 巖，吳麗美，曲建華，等.河南省農業水資源生產配置效率測算[J].河南農業大學學報，2014（4）：501-504，511.

[12] 黎紅梅，丁 杰.湖南省農業水資源利用效率及差異分析[J].湖南水利水電，2014（1）：45-49.

[13] 王 昕，陸 遷.中國農業水資源利用效率區域差異及趨同性檢驗實證分析[J].軟科學，2014（11）：133-137.

[14] 楊 林，袁曉燕，鄧麗禛.基于DEA模型的我國地方農業補貼效率評價[J].地方財政研究，2013（4）：23-27，33.