“一帶一路”背景下新疆農業水土資源配置研究*

韓 琳

(聊城職業技術學院，山東聊城 252000)

·資源利用·

“一帶一路”背景下新疆農業水土資源配置研究*

韓 琳

(聊城職業技術學院，山東聊城 252000)

目的新疆作為“一帶一路”發展戰略的核心區，為新疆地區經濟的發展帶來了新的機遇。但如何提高農產品在國際市場上的競爭力，如何處理全區的水土等資源的合理配置是目前新疆地區面臨的首要問題。方法文章以新疆農產品對中亞5國比較優勢為背景，以2015年全區的農業投入產出情況作為基礎數據，采用線性規劃模型，借助Matlab軟件進行求解，對新疆地區的水土資源進行有效分配，以全區的農業結構優化方案作為表現形式。結果新疆地區應減少小麥、玉米、棉花等效益較低、耗水較高、用工較多的作物種植面積，增加大豆、馬鈴薯等可套種、可抗旱且收益較高的作物種植面積，增大葵花、蔬菜、果用瓜、苜蓿等經濟作物種植面積。同時，該地區應擴大畜牧業的養殖數量，并增加飼草的來源。結論基于“一帶一路”倡議，新疆需充分利用地緣優勢，以經濟效益最大化為發展目標，對全區農業結構進行優化調整，以達到水、土等資源的合理配置，最終推動新疆地區與中亞5國的農產品貿易良好發展。

“一帶一路” 農業結構 水土資源 資源配置 新疆

0 引言

2013年，“一帶一路”倡議被正式寫入《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的覺得》中，從此“一帶一路”倡議上升為國家層次的經濟發展戰略。該戰略以我國東端地區為發展起點，向西依次劃分為中亞、環中亞以及亞歐三大經濟帶，被看作是世界上最長且發展潛力最大的一條經濟走廊[1]。中亞經濟帶主要是由哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦和土庫曼斯坦5個國家組成。同時，在我國不斷推進西部大開發戰略的過程中，中亞五國是我國與西方國家開展對外貿易的重要樞紐，也是我國的重要戰略合作國。

新疆位于中國西北，地處亞歐大陸腹地，與哈薩克斯坦、塔吉克斯坦等中亞國家接壤，被確定為我國“一帶一路”發展戰略的核心區，是我國向西開放的重要窗口。與中亞5國對比，在“一帶一路”倡議背景下，新疆具有區位、政策、資源、文化等方面的比較優勢[2]。同時，在國家的支持下新疆的交通環境在逐漸改善，為新疆與中亞國家的農產品貿易創造了良好的條件。但新疆是我國的經濟落后區，主要以資源與土地密集型產品出口為主，水土資源的有限性與土地的不可再生性對新疆地區的農產品貿易造成了較大的阻礙[3]。為進一步提高新疆地區農業生產的可持續發展，合理配置新疆地區的農業資源，提高當地的經濟效益，對該地區的農業結構進行優化，應對新疆水土資源進行有效的配置。

1 研究區概況

新疆維吾爾自治區簡稱新疆，地處中國西北部，首府烏魯木齊，位于東經73°40′～96°23′，北緯34°25′～49°10′之間。從東北到西南分別與蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦接壤，西南部和阿富汗、巴基斯坦、印度相鄰。新疆地廣人稀，國土面積166萬km2以上，人均國土面積是全國平均水平的17倍左右。新疆是典型的溫帶大陸型干旱氣候，光熱資源豐富，同時具有比較豐富的耕地后備資源。新疆年平均降雨量只能夠達到全國平均降雨量的23%，平均降水154.5mm，同時新疆的地表徑流深度總的平均深度只有全國平均徑流深度的17%，新疆的全均徑流系數也偏小，只有0.31，與全國的全均徑流系數相比小了31%，由于水資源缺乏，大部分地區不適合耕種，人均耕地約為0.2hm2，即使如此，新疆人均耕地是全國水平的3倍左右，農業一直是新疆的相對優勢。

根據統計資料[4]， 2015年末新疆地區總人口2 359.73萬人，占全國總人口的1.72%； 耕地面積412.5萬hm2、牧草地5 111.4萬hm2，分別占土地總面積的2.48%、30.7%。該地區農作物主要有棉花、小麥、玉米、蔬菜、苜蓿、果用瓜、葵花、大豆、馬鈴薯等，分別占當年總播種面積的37.11%、20.23%、15.70%、5.28%、3.50%、2.66%、2.40%、1.17%、0.48%。畜牧主要有羊、牛，占牲畜年底總頭數的81.96%、8.14%，是我國四大牧區之一。

可以看出，新疆農業的資源特點為光熱資源豐富，水土資源匹配度較低。同時，適合生產的作物種類多樣，農牧結合發展空間較大。在“一帶一路”背景下，通過農業結構調整進行水土資源優化配置潛力巨大。

2 研究方法及數據來源

2.1 研究方法

線性規劃是運籌學的一個重要分支，在研究多變量系統中應用很廣，且簡便易行的一種數學模型，也是確定型決策最常用的方法[5]。它主要解決的問題是如何最大限度地發揮有限資源的作用，取得的最大經濟與社會效益，為合理利用人力、物力和財力找出有效的途徑。

在農業結構調整中，線性規劃模型主要包括：決策變量、目標函數及約束條件等3個部分，決策變量是模型的基礎，約束條件是模型的取值范圍，而目標函數是模型預期的要求[6-8]。

該文設aij，bi，cj(i=1， 2…，m，j=1， 2…，n)均為常數，xj(i=1， 2…，n)為未知量，即是決策變量。

則模型的目標函數表示為：

Maxf(x)=c1x1+c2x2+c3x3+…+cn-1xn-1+cnxn

(1)

約束條件表示為：

(2)

則模型可簡記為：

(3)

(4)

2.2 數據來源

該文所收集的數據主要來自《新疆統計年鑒2016》《全國農產品成本收益資料匯編2016》《2014年新疆維吾爾自治區農業灌溉用水定額——自治區地方標準》及新疆地區相關部門的統計資料等。

3 模型實現與分析

根據新疆地區的實際情況，該文選擇以全區的經濟效益為首要發展目標，以全區的耕地、水等農業資源作為主要的約束，最終使得全區的種植業與畜牧業良性發展，更好地適應市場的需求。

表1 決策變量

667m2、頭、只

3.1 決策變量

根據新疆地區的實際狀況及對外貿易的主要農產品種類，該文主要選取小麥、玉米、大豆等9種農作物的單位種植面積(667m2)，及牛、羊2種牲畜的養殖數量(頭、只)共11個決策變量。決策變量的數學表達式為：

(5)

式(5)中，xj代表第j個決策變量，是種植業農作物種植單位面積或畜牧業畜禽數量；j為決策變量的序數。具體的決策變量種類見表1。

3.2 目標函數

以新疆全區的種植業與畜牧業的經濟效益最大化為主要目標函數，以推動該地區的經濟發展。根據對新疆地區的數據搜集與整理[9](表2、表3)，最終建立如下目標函數：

Maxf(x)=399.02x1+254x2+142.65x3+1 019.66x4+176.37x5+997.95x6+2 388.16x7+1 290.65x8+558.24x9+536.4x10+131.46x11

(6)

表2 種植業投入產出效益 元/667m2

表3 畜牧業投入產出效益 元/頭(只)

類型項目牛羊產出平均產量358475495總產值939071121536投入種畜65825263088飼料11837826162防疫費用935266人工成本折價10006116372其他投入78052502總投入885431108390效益單位純收入5364013146 注：數據來自《全國農產品成本收益資料匯編2016》

表4 2015年新疆地區各作物及畜禽年需水量

表5 2015年新疆地區糧食、蔬菜需求量

3.3 約束條件

該文旨在合理配置該地區的農業資源，主要是水、耕地、勞動力等資源，同時保障全區的糧食等農產品的供應，故該文設置了作物面積及畜牧養殖數量、水資源、社會需求、勞動力等4類約束條件。

3.3.1 作物面積及畜牧養殖數量約束

約束條件主要包括了種植業的種植面積和畜牧業的養殖數量。種植面積約束主要指作物種植面積不能超過全區的總耕地面積，同時根據全區1978～2015年的種植情況、未來發展趨勢及國家政策指向設定各作物的具體約束區間。畜牧業的養殖數量約束主要參考了全區1978～2015年的養殖數量，在此基礎上給定合理的養殖范圍。具體約束范圍如下。

(7)

3.3.2 水資源約束

新疆地區的水源主要來自山地降水和三大山脈的積雪、冰川融水，共有大小河流570多條，絕大部分河流為內陸河，全區降水稀少且蒸發強烈，故應對全區的水資源進行合理、有效的利用。據統計， 2015年新疆水利工程年供水總量約577億m3，其中農業用水占總引用水的95%以上[10]，因此新疆地區年農業用水不可超過548.15億m3。通過對新疆全區作物及畜禽全生育期需水量的統計[11](表4)，其中每種作物的灌溉定額取各區常規灌溉75%保證率的平均數。最終建立如下的水資源約束：

327.86x1+354.33x2+314x3+363.93x4+427.69x5+347x6+395.94x7+337.81x8+325.31x9+13.87x10+2.92x11≤548.15×108

(8)

3.3.3 社會需求約束

保持社會總需求與總供給的平衡，是國民經濟持續快速健康發展的需要。長期經濟建設的實踐表明，總需求過大，投資膨脹，經濟增長過快，超過社會財力、物力、資源的承受能力，最終在經濟上會引起波動，在社會上造成較大的動蕩[12]。因此，為促進國民經濟持續快速健康發展，保證社會的和諧與安定，必須注意調控社會總需求與總供給的基本平衡。該文中，以全區的糧食產量與蔬菜產量的供應作為衡量社會安全的主要指標，在滿足地區口糧需求的前提下才可為外部地區提供多余的農產品。經過新疆地區人均實際消費量的統計(表5)，最終建立如下約束：

(9)

3.3.4 勞動力約束

2015年末，新疆總人口2 360萬人，其中鄉村勞動力646.36萬人[4]。新疆地區每年農作時間從2月份至11月末，每月計30d，故各作物或畜禽年所用工日不超過17.45億d。通過對各作物及畜禽一年內所需用工數的統計[9]，最終建立如下約束：

3.64x1+3.77x2+2.68x3+4.23x4+9.67x5+8.07x6+28.02x7+40.1x8+3.88x9+12.02x10+1.96x11≤1 745 469 030

(10)

表6 作物及畜禽年需用工數 d/667m2

表7 優化方案與2015年實際情況對比

作物/畜禽種類優化方案(667hm2、萬頭、萬只)實際方案(667hm2、萬頭、萬只)變化率(%)小麥120000185900-3545玉米98070144281-3203大豆16840107495667馬鈴薯630044214252棉花184660340967-4584葵花33050221004955蔬菜4972048551241果用瓜30270244462383苜蓿62400321249425牛52040396903112羊400770399565030

3.4 配置結果

通過Matlab編程求解新疆地區農業結構線性規劃模型[13]，計算得到新疆地區水土資源合理配置下的農業結構優化方案，同時以該地區2015年的實際農業結構作為基礎進行對比，并計算變化率。對比結果如表7所示。

農業結構線性規劃模型求解結果表明，應對新疆全區的農業結構進行調整。種植業上適當調整糧食作物的結構，減少中亞5國優勢作物的小麥、玉米種植面積，小麥、玉米作物種植面積比2015年實際種植面積分別下降了43.9萬hm2、30.8萬hm2，增加大豆、馬鈴薯的種植面積，分別增加了4.1萬hm2、1.3萬hm2； 同時對新疆地區的經濟作物進行內部調整，適當減少棉花的種植面積，增加葵花、蔬菜、果用瓜、苜蓿的種植面積，其中苜蓿的種植面積增幅最大，增長率為94.25%，增加了20.2萬hm2，蔬菜的增幅最小，增加率2.41%，僅增加0.8萬hm2。畜牧業上應增加草食畜如牛、羊的養殖數量，其中牛的養殖數量調整幅度較大，增長率為31.12%，比2015年全區的牛養殖數增加了123.5萬頭，羊的養殖數量最大為4 007.7萬只，僅增長0.3%，僅增加12.05萬只，羊的養殖數量基本不變。

4 結論與對策建議

4.1 結論

在“一帶一路”發展戰略背景下，發揮新疆的地緣優勢及新疆農產品對中亞五國的比較優勢，以全區的農業結構優化作為表現形式，建立新疆全區的線性規劃模型對農業結構進行優化，對全區的水土資源進行配置。通過模型優化，可得出以下結論。

(1)農業結構得到優化。在種植業上模型主要優化了新疆地區近年來種植面積連續增加的糧食作物，如小麥、玉米。 在糧食作物減少的情況下，增大經濟作物的種植面積，平衡種植業的內部均衡，經濟作物中只有棉花作物的種植面積有所下降。同時，新疆作為全國四大牧區之一，方案增加了苜蓿等飼草的種植面積，擴寬飼草的來源渠道，避免畜牧業飼草過度依賴草原，防止過度放牧造成草原的退化。

(2)農業生產綜合效益提升明顯。根據最新水土資源配置方案，新疆農業生產綜合效益顯著提升。在總體經濟效益只有4%降幅的條件下，種養殖業用水量下降27%，用工總量下降15%。說明在農業生產經濟效益只有少量的損失下，生態效益和社會效益取得了較大幅度的提升。

(3)調整方案具有一定的科學性，切實可行。新疆地區的農業結構應進行內部調整，同時對種植業與養殖業進行不同程度的優化，同時種植業的調整力度大于畜牧業，符合地區的實際發展情況與國家的政策指向，對新疆地區的水土資源配置具有一定的指導意義。

4.2 對策建議

從未來發展的趨勢看，新疆地區對中亞5國的貿易發展有一定的比較優勢，在對農業結構進行合理調整的同時，新疆地區應充分利用得天獨厚的自然資源、區位等有利因素，促進對外貿易的良性發展。

(1)合理利用農業資源，有意識地進行生態保護。在研究新疆農業產業結構的同時，發現新疆農業發展的最大約束就是自然資源的限制，土地資源和水資源的緊缺已經成為新疆農業產業發展瓶頸。所以未來在進行農業生產活動時，應多關注當地生態環境的永久性和農業經濟發展的可持續性，在最大利用資源環境的同時要積極保護環境，努力開拓新資源。

(2)發展新疆地區的農產品加工，增強農產品的競爭力，提高農業附加值。目前，由于新疆地區離內地市場遠，且當地市場容量較小，同時當地的農產品加工企業較少、加工轉化程度不高、市場開拓能力差等多種原因，導致新疆的農產品加工業仍處于初級發展的階段，農產品在國際市場上的競爭力不高。新疆地區的農業規模較大，農產品數量較大，應大力發展農產品加工，發揮農產品的潛在價值，帶動農牧民就業和增加農牧民的經濟收入。

(3)發揮新疆的地緣優勢，將新疆建設成為中國內地與中亞國家的貨物集散中心。利用新疆承接中國內陸及沿海與中亞的區位優勢[14-15]，通過貿易方式，將中國發達地區與中亞國家的比較優勢轉化為新疆的貿易優勢，通過區域轉口，從而獲取貿易收益，同時有利于新疆地區的產業結構優化升級。作為中國與中亞國家的貿易集散地，這不僅有利于新疆地區農產品的輸入，同時還擴大了國內市場對農產品的輸出渠道，有利于國內市場跟中亞國家的對外貿易的發展。

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AGRICULATRALWATERANDSOILRESOURCESALLOCATIONINXINJIANGPROVINCEINTHEBACKGROUNDOF"ONEBELTANDONEROAD"*

HanLin

(Liaocheng Vocational and Technical College, Liaocheng, Shandong 252000,China)

Xinjiang has been designated as one of the "One Belt and One Road" core areas, and brought new opportunities for the development of Xinjiang’s economy. However, how to improve the competitiveness of agricultural products in the international market, and deal with the region’s water and soil resources such as the rational allocation of Xinjiang is currently the primary problem. Based on the comparison of Xinjiang’s agricultural products with the comparative advantages of five countries in Central Asia, this paper takes agricultural input and output situation in 2015 as the basic data, and uses the linear programming model to solve the water and soil resources in Xinjiang by using Matlab software, and the region’s agricultural structure optimization program as a form of expression. The results show that Xinjiang should reduce wheat, maize, cotton and other crops acreage, which the benefits are lower, the water consumption is higher, the spend more artificial crops of acreage. Increase soybean, potato and other intercropping, drought and high yield crop area, while increasing sunflower, vegetables, and melons as fruit, alfalfa and other cash crops acreage. At the same time, the region should expand the number of livestock farming and increase the source of forage. So the agricultural structure adjustment considering the advantage to Central Asia can promote the rationality of resources allocation in Xinjiang province, and help the development of the international trade between Xinjiang and the five countries of Central Asia which are included in the "One Belt and One Road" areas.

One Belt and One Road; agricultural structure; water and soil resources; allocation; Xinjiang

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170916

2016-12-15

韓琳(1980—)，女，山東聊城人，碩士、講師。研究方向：經濟管理、企業戰略、人力資源管理等。Email： 190344629@qq.com *資助項目：國家社會科學基金項目“中國對‘一帶一路’沿線國家OFDI貿易優化效應研究”(17BJL014)

F327

A

1005-9121[2017]09115-07