糧食生產中的水資源利用效率分析

丁雪麗

（河海大學公共管理學院，南京 210098）

引言

中國淡水資源總量為28 000億立方米，占據全球水資源的6%，居于世界第四位；但是由于人口總數龐大，人均水資源量只有2 200立方米，為世界平均水平的1/4，中國是世界上13個嚴重缺水國家之一。我國水資源分布不均，南方多，北方少，西部少，造成水資源富足區域水資源使用浪費嚴重而絲毫不覺干旱地區水資源的貧乏稀缺，地域使用情況相差甚大。水資源少、分布不均對我國糧食生產形成嚴峻挑戰。中國農業現有的發展水平決定糧食生產依賴水土資源。農業用水量為水資源使用總量的60%～70%，作為主要用水大戶，而糧食生產是農業用水中的用水大戶。水資源使用對我國糧食生產至關重要，水量多少、水利用效率高低影響著糧食生產、農業發展，密切關聯中國糧食安全以及中國未來可持續發展。

水環境惡化越來越嚴重，使得水資源可利用總量更加缺乏。全國水土流失面積367萬平方千米，占據國土面積的38%，大量水土流失使得適宜農作物生長地區惡化、減少，勢必會減少糧食耕種面積，降低糧食產量。全國近一半河段和九成的城市水域受到不同程度的污染。研究顯示，2011年我國生活廢水排放量達到248億噸，工業廢水排放量為231億噸，廢水大量排放到水域中，使得農業灌溉流域遭受嚴重污染，糧食生產品質下降，數量減少。農村水體污染嚴重，主要來源是生活污水和農業污染。農村人民生活水平不斷提高，消費能力提升，產生的垃圾隨處丟棄，嚴重污染水體。其次，農藥化肥多年來對糧食增產的顯著效果使得農民信賴，不斷加大農藥化肥施用量，過度使用造成農業水體富營養化。農村水體遭受嚴重污染，也直接影響到農田糧食生產及糧食質量。

面對水資源短缺與水環境惡化的嚴峻挑戰，我國要尋求糧食生產的穩步增長以及國家糧食安全保障，糧食生產的水資源利用效率的提高勢在必行。我國農業用水依然處于低效水平，糧食生產中的水資源利用效率存在較大的提升空間，伴隨著經濟水平發展與科學技術進步，糧食生產中的水資源利用效率提升將具備優勢基礎與條件。

一、水資源利用與糧食產量的關系分析

（一）研究方法及數據來源

糧食產量需要勞動力、資本、土地、水、農用物資諸多因素的投入，基于眾多學者對于糧食生產運用多種生產函數的研究，本文采取簡單多元回歸分析建立糧食產量與投入要素的線性回歸方程，重點分析糧食產量與農業灌溉用水之間的關系。多元回歸方程如下：

food=α×material+β×land+δ×water+φ×labor+η×captial+ε

Food表示糧食產量，material表示糧食生產中的物質投入，由農藥、化肥施用量加總得到；land表示土地投入，用糧食播種面積表示；water表示水資源投入，用灌溉用水量表示，基于農業用水×90%=灌溉用水量求得；labor表示勞動力投入，采用農、林、牧、漁從業人數代替；capital表示資本投入，依據農業機械總動力數據。ε表示隨機誤差項，ε～IID（0，σ2）。

數據來源于2012年《中國農村統計年鑒》《中國統計年鑒》以及國家統計局網站和各省水公報。由于筆者數據收集缺陷，只收集到了2012年的所需完整數據，研究數據不夠及時新近，略有不足。同時，部分數據收集借用于《基于糧食安全的中國水資源利用及其效率研究》。

（二）結果分析

1.多元線性回歸顯著性檢驗及擬合優度。多元線性回歸方程顯著性檢驗主要分兩步：第一步，方程整體線性檢驗。由方差分析中F統計量為65.688895，該值大于顯著性水平為5%情況下的F（5，25）的值4.43。因此，多元線性方程整體線性通過檢驗，糧食產量同物質投入量、土地投入面積、水資源使用量、勞動力投入、資本投入存在顯著線性關系。第二步，方程每個自變量對于因變量的線性關系檢驗。由表1中的T檢驗來判斷，若t檢驗中t的絕對值在顯著性水平5%情況下大于t0.025=2.06則表明該變量同因變量存在顯著顯著關系。數據分析結果表明，變量3即水資源投入量同糧食產量存在顯著線性關系。

從回歸統計的判定系數與修正判定系數來看，判定系數為0.929267585，修正判定系數為0.915121102，表明方程擬合優度較好，建立的多元回歸方程具有較好的適用性。

2.水資源對糧食產量的影響。通過對糧食產量回歸方程分析，可以得到下式：

武成龍連退五步，鄭成川退了半步。內力修為優劣立判。鄭成川的內力要高出武成龍好幾籌！只是鄭成川還是有些不相信自己的眼睛，他原以為可以速戰速決壓制安和莊企圖頑抗的囂張氣焰再與其主對話。在他吃驚的當口，武成龍不顧內力懸殊搶先發動攻擊。無畏搶進，殺氣飆升！飆升的殺氣中含有復仇的烈火！

food=1.581403408×material+0.397084×land+0.862607527×water-0.018770522×labor+0.063190905×capital-78.07452068

表1　糧食產量的回歸分析

水資源投入對糧食生產回歸系數為0.862607527，實際意義是在物質投入量、土地投入量、勞動力投入、資本投入量不變基礎上，每增加1億立方米灌溉投入，全國糧食生產增加0.862607527萬噸。水資源投入對于糧食生產具有重要積極作用。但是，從糧食增產單位變化低于水資源投入單位可知，我國水資源利用效率并不高。因此，在重視水資源對糧食生產的積極作用的同時，要注重水資源利用效率的提高，保證水資源高效利用。從回歸方程結果來看，物質投入、土地投入、資本投入對糧食生產具有正向影響，而勞動力資本對糧食生產具有負向影響。勞動力的負向影響解釋為糧食生產勞動密集型生產經營方式弊端暴露，優勢缺失，糧食生產應當向技術密集型的規?；a經營方式轉變。

二、水資源利用量與糧食產量實證分析

水資源利用同糧食產量實證分析主要從全國層面以及區域層面兩方面展開。采用2008—2012年數據，分析全國在這五年間糧食產量、農業水資源利用量的變化。區域層面主要采用2012年31個省市（自治區、直轄市）糧食產量與農業水資源利用量截面數據，進一步劃分為華北、東北、黃淮海、西北、東南、長江中下游地區、華南、西南八大區域，分析區域差異性。

（一）全國糧食產量與水資源利用量雙增長趨勢

圖1和圖2顯示，我國糧食產量和水資源利用量在2008—2012年間都呈現出增長趨勢。2012年，我國糧食產量高達58 958萬噸，2008年產量是52 870.9萬噸，2012年產量是2008年的1.12倍。我國農業水資源量于2012年達到了3 884.41億立方米，2008年農業水資源利用量為3 663.47億立方米，2012年用水量是2008年的1.06倍。我國農業用水不斷增加的同時，全國糧食產量也在增加。鑒于我國水資源稀缺，水環境惡化沒有得到較好的遏制，我國未來農業水資源利用量的增加將會加劇水資源匱乏程度，制約農業生產，水資源對糧食產量積極作用的發揮將會十分有限。在水資源有限情況下，提高農業水資源利用效率將會是未來糧食增產的必要途徑。

圖1　2008—2012年全國糧食總產量趨勢

圖2　2008—2012年全國農業用水總量趨勢

（二）區域差異明顯

將我國劃分為八大區域，主要是依據地理位置臨近以及農業生產水平接近因素來劃分的。華北地區包括北京、天津、山西；東北地區包括內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江；黃淮海地區包括河北、河南、山東、安徽；西北地區包括山西、甘肅、青海、寧夏、新疆；東南地區包括上海、浙江、福建；長江中下游地區包括江蘇、湖北、湖南、江西；華南地區包括廣東、廣西、海南；西南地區包括重慶、四川、貴州、云南、西藏。

表2顯示，2012年糧食產量位于前三的區域分別是黃淮海地區、東北地區、長江中下游地區，相對應的糧食產量為16 685.7萬噸、13 703.5萬噸、10 905.6萬噸。這三大區域一直以來就是我國產量大省主要分布區，糧食產量高居首位是自然。2012年農業用水量排在前三的是西北地區、長江中下游地區和東北地區，對應的農業用水量分別是798.93億立方米、795.4億立方米、606.49億立方米。我國八大區域糧食產量與農業用水量存在明顯的區域差異，這種差異主要是由于區域間的經濟發展水平、糧食種植條件所決定的。糧食種植條件優越區域如東北的吉林、遼寧、黑龍江，肥沃的土壤適宜糧食種植，糧食產量較高；西北部干旱少雨不適宜糧食生長，糧食產量較低。經濟發展程度擠占農業糧食生產，東南地區雨水豐沛、光熱充足適宜糧食生長，但是快速發展的經濟擠占了農業，農業用地減少、農業勞動力轉移致使該區糧食產量并不高?？傮w來說，糧食產量同農業用水量還是處于同步趨勢，糧食產量高的地區農業用水量也高。

表2　2012年八大區域糧食產量與農業用水量

三、糧食生產的水資源生產率狀況

糧食生產的水資源生產率是生產1單位糧食所需要多少單位的灌溉用水投入，這是我國糧食生產用水效率的直接體現。分析現階段糧食生產中用水效率能夠明確我國農業用水效率的水平，發現我國農業用水效率的分布特點及提升空間。

圖3顯示，2008—2012年五年跨度中我國糧食生產的水資源生產率整體在提升。2008年全國水資源生產率為0.0693，2012年全國水資源生產率為0.0658，整體提升了0.003，水資源生產率越低越好。因此，水資源在糧食生產中的生產率在逐漸提高，這一現象可能是農業灌溉技術的進步以及人們對水資源利率用效率的重視的結果。我國糧食生產中的水資源生產率從2009年開始實現了三連升，2012年雖出現了小量回升，但是總體上生產率提高的趨勢還是令人欣喜的。再看，2008—2012年五年來我國糧食生產水資源效率最低僅僅為0.0650，水資源生產率的總體水平并不高，仍然還有提升空間。只有實現水資源在糧食生產中的生產效率提高，才能極大程度地面對水資源短缺現狀以及實現糧食穩步增產，實現我國糧食安全穩定保障。

四、結論與啟示

（一）重視糧食生產中水資源投入及效率提升

表32012　年八大區域水資源生產率

通過對水資源與糧食產量進行回歸分析，證實水資源與糧食生產密切關聯，水資源投入在糧食生產中起著積極作用。在物質投入量、土地投入量、勞動力投入、資本投入量不變基礎上，每增加1億立方米灌溉投入，全國糧食生產增加0.862607527萬噸。必須重視糧食生產中的水資源投入。然而，中國作為一個嚴重貧水國家，水資源資源極度缺乏，南方水多，北方水少，西部水少，中國糧食主產區水資源需求同水資源不均分布形成對立的情勢，產生糧食生產用水的緊張局面。水環境惡化愈演愈烈，地下水過度開采與使用，水資源嚴重浪費現象存在，勢必對糧食生產中水資源可使用量與合理使用量造成嚴重制約。因此，重視糧食生產中的水資源投入量，在發揮水資源投入對糧食生產的積極作用的同時注重控制水資源總投入量，不應無限制、超負荷開采使用水資源。

要讓糧食在生產中利用有限水資源來獲取高糧食產量，則必須提高糧食生產中的水資源生產效率。在其他要素投入不變的條件下，單位糧食產量將耗費更少的水資源。我國糧食生產中的水資源生產率雖然在逐步提高，但是總體水平還是較低。我國糧食生產應致力于水資源利用效率的提升。

（二）提升水資源生產效率水平

水資源生產率提升對我國糧食生產具有重要意義，進一步對我國糧食安全具有保障作用。中國依靠世界6%的水資源量養活了世界上22%的人口，中國的糧食安全不僅對本國意義重大，對全世界也是具有巨大貢獻的。目前，中國農業地區依然是粗放式供水和粗放式灌溉，農業用水損失和浪費嚴重，水資源生產率不高。糧食主產區高于其他地區的水資源生產率也表現為不充足灌溉，不充足灌溉雖然提高了水資源的利用效率，但是會降低糧食產量。因此，中國糧食生產的水資源生產率也就是灌溉用水的效率，灌溉用水效率的提高可以從兩個方面進行。首先，直接改變現階段的粗放式供水方式與粗放式灌溉，全國范圍內大力推廣微灌系統，全面提升灌溉水的生產率，提倡集約式灌溉方式。其次，對農業生產的粗放式、碎片化經營方式進行改變，集中整治碎片化生產嚴重農業生產區，推行家庭農場規模化經營，運用先進的農業科技指導、農業機械便捷操作，實現生產的規模化效益。

（三）緩解糧食生產中水資源壓力

糧食生產與水資源協同發展矛盾日益突出，為緩解二者的矛盾提出在中國內部對糧食產品進行虛擬水貿易。虛擬水貿易成為解決農業用水問題的有效途徑。虛擬水是指凝結在商品或服務中無差別的單元水，表示生產給定商品或服務所需水的數量。糧食生產虛擬水是指生產糧食產品投入水的數量。通過對我國糧食產品的虛擬水貿易將彌補缺水區域糧食生產所耗費的大量水資源量，水資源生產率高的地區生產的糧食通過糧食虛擬水貿易利用到水資源生產率低的農業生產地區，將會使得我國糧食產量均出自于高效水資源生產率。據研究，我國省際糧食生產基本能夠自給，多數省份糧食自給率超過了100%。因此，全國范圍內糧食供大于需，糧食中蘊含的虛擬水整體出現盈余。全國糧食生產總的虛擬水利用富足，虛擬水富余的省份完全有能力通過省際糧食貿易出口對糧食生產不足的省份進行補缺。糧食虛擬水的貿易填補還能將糧食生產能力不足地區的農業生產水資源空余出來，有利于水資源的高效利用。

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