基于DEA方法的新疆農業高效節水技術效率分析

田聰華，趙 婷，徐 忠，沈 鴻

(1.新疆農科院農業經濟與科技信息研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆維吾爾自治區發展和改革委員會農村經濟處，烏魯木齊 830002)

0 引 言

自2008年以來新疆開始大面積實施以膜下滴灌為主的農業高效節水技術，截止到2014年年底全疆高效節水面積共計278.67 萬hm2，占全疆有效灌溉面積的45%。農業高效節水技術在節水、節肥；高產、高效；促進農業生態環境改善，促進農村生產經營方式轉變等方面發揮了重要的作用[1]。隨著國家及自治區對新疆農業的財政投入和專項補助的逐年增加，新疆地方2007-2014年農業高效節水財政資金投入由3.06億元增加到20.54億元，年均增長31.26%，有效推動了新疆農業高效節水大面積的發展。在新型節水技術應用中對其進行有效的評價是對新技術進行推廣的前提[2]，本研究將利用投入產出分析法，對新疆農業高效節水技術實施的效率進行測定，關注新技術投入產出要素效率，致力于發掘促進新技術推廣的有效性因素，并提出提高農業高效節水效率的建議，期望能夠為提高新疆乃至全國農業灌溉用水效率提供政策參考。

1 材料與方法

當前測度技術效率的方法主要有兩類：一是非參數方法，近年來應用比較廣泛的非參數方法是數據包絡分析方法(DEA)；二是參數方法，包括自由分布法(DFA)和隨機邊界法(SFA)。本文利用非參數方法數據包絡方法( DEA) 對新疆2007-2014年和新疆14個地州的農業高效節水技術效率進行測算，并分析其差異。

1.1 DEA基本原理及模型建立

數據包絡分析(DEA)方法的基本原理是利用包絡線代替微觀經濟學中的生產函數，通過數學規劃來確定經濟上的最優點，以折線將最優點連接起來，形成一條效率前沿的包絡線，然后將所有決策單元(DMU)的投入，產出映射于空間中，并尋找其邊界點，凡是落在邊界上的決策單元，認為其投入產出的組合有效，并將其績效指標定為1；而不在邊界點上的決策單元則被認為無效，同時以特定的有效率點為基準，給予每個決策單元一相對的績效指標。

Banker，Charnes 和Cooper提出了一種基于可變規模報酬( VRS) 的模型( BCC 模型) 。模型表述如下：設決策單元的輸入向量Xj=(x1j,x2j,…,xmj)T和一個輸出向量Yj=(y1j,y2j, …,ymj)T,xij為第j個決策單元對第i種類型輸入的投入總量,xij>0;yrj為第j個決策單元對第r種類型輸出的產出總量，yrj>0。則VRS 模型可寫成如下：

(1)

對式(1)加入松弛變量( Slacks或Surplus)S-，S+，變為：

(2)

式中：θ為決策單元DMU1 的有效值( 指在既定產出條件下, 對投入利用的相對有效程度)；λj為相對于DMU1 重新構造一個有效的DMU 組合中第j個決策單元的參與組合比例。①當θ=1且S-=S+=0時，稱DMU1是技術有效的；②θ=1，但S-≠0，或S+≠0 時，稱DMU1是弱DEA 有效的，說明部分投入過剩或產出不足；③θ<1，則稱DMU1是DEA技術無效的。模型公式(2)測算的是決策單元的純技術效率水平( PTE) 。

1.2 樣本數據

1.2.1 變量選取與定義

(1)投入指標：選擇政府財政投入，是指自治區、地縣等財政用于高效節水的專項補助資金。

(2)產出指標：包括三項，即新疆高效節水面積規模、規模對產值貢獻及工農用水分配變化等。其中：①高效節水面積規模是指年內高效節水實際新增面積。②規模對產值的貢獻度是指本年度較上一年度高效節水面積增長率的比率與本年度較上一年度農業生產總值增長率的比值，通過兩個指標變化率之比可以度量出高效節水建設規模對農業生產總值的貢獻度。③工農用水分配變化情況是指本年度農工業用水比率與上一年度農工業用水比率差值，隨著高效節水規模的擴大，農業內部的總用水量會呈現一定程度的下降，使工農用水分配情況會出現一定程度的優化。

1.2.2 數據來源與處理

結合數據來源，本研究主要評價2007-2014年全疆農業高效節水效率和2014年全疆14個地州的農業高效節水效率。詳見表1、表2。

表1 2007-2014年新疆農業高效節水建設投入產出情況

注：數據來源為2007-2014年新疆水資源公報，2008-2015年新疆統計年鑒，高效節水新增面積和財政投入數據來自新疆自治區水利廳農水處。

1.3 模型結果

根據數據包絡分析法，運用DEAP Version 2.1分析軟件，我們可以得到在規模報酬可變情況下(BBC模型)的統計結果。

對新疆農業高效節水的效率進行包絡分析，2007-2014年農業高效節水平均綜合效率為0.877，純技術效率為0.882，規模效率為0.995。分析結果見表3、表4。

2 結論與分析

2.1 全疆結論分析

通過對全疆2007-2014年投入產出分析后得出：2011年、2013年和2014年的綜合效率及純技術效率小于1，即屬于DEA無效率年份，在這3個年份高效節水財政資金投入產出對比下，沒有達到其余投入產出效率水平，這3個年份存在不同程度的效率損失。

表2 2014年新疆各地州農業高效節水建設投入產出情況

注：數據來源為2014年新疆水資源公報，2015年新疆統計年鑒，高效節水新增面積和財政投入數據來自新疆自治區水利廳農水處。

表3 全疆農業高效節水技術效率分析結果

表4 各地州農業高效節水技術效率分析結果

通過對無效率年份具體分析可以看出： 2011年有0.108億元的投入冗余，規模對農業總產值的貢獻度損失5.853%。2013年有5.78億元的投入冗余；規模對農業總產值的貢獻度損失4.378%；工農用水分配產出不足0.323%。2014年有11.54 億元的投入冗余，規模對農業總產值的貢獻度損失4.453%，工農用水分配產出不足1.805%。

2.2 各地州結論分析

通過新疆各地州投入產出分析后得出：

(1)綜合效率：通過綜合效率分析，只有克拉瑪依市達到最優；其余13個地州的綜合效率小于1，即屬于DEA無效率的地區，反映出在全疆14個地州的財政投入產出的對比下，這13個地州的投入產出所得到的效率未能達到克拉瑪依市的投入產出效率水平，即這13個地州存在不同程度的效率損失。

通過綜合效率排名分析：克州<和田<喀什<吐魯番<阿克蘇<伊犁州直<巴州<博州<阿勒泰<塔城<哈密<烏魯木齊市<昌吉州<1，因而這13個地州的綜合效率存在一定程度的損失，就綜合效率損失而言，南疆的克州、和田、喀什三個地區的綜合效率損失最大，分別為0.77、0.67、0.571，這3個地區在財政支持高效節水建設方面存在的較大提升空間。除去綜合效率小于1的地州外，克拉瑪依市的綜合效率值達到了1，即克拉瑪依市財政支持當地高效節水建設效率很好，屬于DEA有效率單元。

(2)純技術效率：通過純技術效率分析，達到最優的地州有烏魯木齊、克拉瑪依市、昌吉州、塔城、博州、喀什及和田等7個地州純技術效率值都達到了1，即從技術效率反映出的DEA效率值都屬于DEA有效率的單元，技術效率達到了最優。而吐魯番、哈密、伊犁州直、阿勒泰、巴州、阿克蘇和克州等7個地州小于1，純技術效率沒有達到1，說明當地的高效節水技術發展沒有達到最理想的狀態，存在部分的技術效率損失。

通過純技術效率排名分析：克州<吐魯番<巴州<阿克蘇<伊犁州直<阿勒泰<哈密<1，因而這7個地州的純技術效率存在一定程度的損失，其中克州、吐魯番、巴州的純技術效率損失最大，分別為0.701、0.545、0.234。特別是烏魯木齊、昌吉州、塔城、博州、喀什及和田等6個地州純技術效率達到最優，但由于規模效率沒達到最優，致使綜合效率未達到最優。

(3)規模效率：從規模效率及規模報酬情況分析，我們發現所測算出的數值顯示只有克拉瑪依市規模效率為1，且規模報酬處于不變，規模效率達到最優。其余13個地州的規模報酬都處于遞減階段。即表明通過擴大規模提高高效節水的效益已經變得不可行了。

通過規模效率排名分析：和田<喀什<博州<塔城<阿克蘇<伊犁州直<烏魯木齊市<阿勒泰<昌吉州<巴州<哈密<吐魯番<克州<1。其中和田、喀什、博州三地州規模效率損失最大，分別為0.67、0.571、0.448。

(4)投入產出冗余分析：通過對吐魯番、哈密、伊犁州直、阿勒泰、巴州、阿克蘇和克州等7個地州的綜合效率或純技術效率未達到最優樣本具體分析可以看出：吐魯番農業高效節水有1 719.107萬元的投入冗余；工農用水分配產出損失0.979%。哈密農業高效節水有601.219萬元的投入冗余；規模對農業總產值的貢獻度損失2.471%；工農用水分配產出損失0.671%。伊犁州直農業高效節水有2 733.635萬元的投入冗余。阿勒泰農業高效節水有2 772.813萬元的投入冗余。巴州農業高效節水有4 702.483萬元的投入冗余；規模對農業總產值的貢獻度損失0.395%；工農用水分配產出損失0.890%。阿克蘇農業高效節水有4 723.489萬元的投入冗余；規模對農業總產值的貢獻度損失0.721%。克州農業高效節水有3 294.266萬元的投入冗余；規模對農業總產值的貢獻度損失1.636%；工農用水分配產出不足6.088%。

3 建 議

為了使新疆農業高效節水技術效率不斷提高，特提出以下建議。

(1)隨著近年財政補助資金的加大，新疆農業高效節水的效率逐漸下降，出現了投入冗余。建議今后中央及地方高效節水財政補助資金發放不搞一刀切，而應視各地水資源的緊缺程度、地縣經濟水平和發展狀況區別對待，避免造成低效率投入。

(2)建立和完善農業高效節水工程項目資產產權，避免重復低效建設。建議對項目資產進行清晰界定，明確各自的全責，形成產權明晰，責任明確的運行管理機制。建立產權交易市場，促進各類高效節水資產產權的有序流轉，有效地將不同資產在不同主體間重新組合，發揮最大的使用效益[4]。

(3)加大新疆南疆地區農業高效節水建設力度。南疆地區極端干旱，綜合灌溉定額達11 550 m3/hm2，較全疆高170 m3，萬元工業增加值用水量80 m3，較全疆高38 m3，經濟社會用水效率和效益較低。建議國家設立南疆田間高效節水專項補助資金，實現灌區各個環節的高效節水，不斷提高灌溉用水效率和效益。

(4)加大農業高效節水科技經費投入，推廣新的節水灌溉技術。建議進一步加大對農業高效節水科技開發與推廣科技經費的支持力度，研發出更多、更好、節水效率高、經濟實用的節水技術產品和成果，提高其應用的技術效率[5]。發展“節水增量”新技術理念，以提高高效節水灌溉技術提高作物產量，增加收益[6]。

[1] 李明傳.以農業高效節水助力農業現代化----新疆農業高效節水的有益嘗試[J].中國經貿導刊，2012，(19)：32-33.

[2] 吳 旭，朱美玲，賀 誠，等. 基于超效率DEA 方法的農業高效節水技術效率研究[J].農業工程， 2015，26(2)：63-65.

[3] 梁樹廣，余國新，程 靜，等. 基于DEA 新疆各地區農業生產效率分析[J].新疆農墾經濟，2007，(10)：23-27.

[4] 何 峰，朱美玲.新疆農業高效節水工程資產運行管理模式比較分析[J].節水灌溉，2015，237(5)：70-73.

[5] 朱光宇，田聰華，王曉偉，等.新疆農業高效節水投入產出盈虧平衡臨界點實證分析[J].節水灌溉，2015，237(5)：74-76.

[6] 李致慶，胡 卉.近年來我國節水灌溉技術研究進展----基于文獻計量的科學知識圖譜分析[J].節水灌溉，2015，240(8)：104-109.