新疆農業水資源利用與經濟增長脫鉤關系及效應分解

謝文寶，陳 彤，劉國勇

(1. 新疆農業大學經濟與貿易學院，新疆 烏魯木齊 830052；2. 新疆農業科學院，新疆 烏魯木齊 830091)

水資源是新疆經濟發展最為寶貴的資源，充足的水資源是新疆農業可持續發展的重要保障。新疆地區氣候干旱、降雨稀少，而且各流域水資源分布不均衡不充分[1]，農業發展模式一直是灌溉農業、節水農業模式。新疆農業水資源利用量占水資源整體利用量的95%左右，因此，研究新疆農業經濟發展與農業水資源利用的脫鉤關系，降低農業經濟發展對水資源的依賴程度，對新疆國民經濟發展和城鎮化建設具有重大的現實意義。國內學者對水資源利用與經濟增長關系的研究主要從全國層面和區域層面展開分析。全國層面，吳丹構建中國經濟發展與水資源利用的脫鉤時態分析模型，實證分析了1953-2010年中國經濟發展與水資源利用的脫鉤態勢[2]；中國水資源利用與經濟增長之間為相對脫鉤狀態，其中農業用水效率較低，具有一定的挖掘潛力[3]；中國東中西部水資源利用和農業經濟增長之間存在長期協整關系，農業經濟增長對水資源的影響存在明顯的區域差異[4]。劉渝提出中國農業用水與經濟增長的Kuznets假說，定量分析了農業用水量變動與經濟增長之間的規律[5]；于法穩、欒健等學者利用脫鉤理論，從時空維度對中國糧食總產量和水資源投入量的脫鉤關系進行測算分析[6,7]。針對新疆區域的研究，李青基于面板數據建立了農業用水量與農業經濟增長的面板VAR模型，考察新疆農業用水與農業經濟增長的互動效應[8]；新疆經濟發展與水資源消耗總體上處于弱脫鉤狀態，農業用水是新疆水資源消耗的主要構成部分[9]；新疆農業用水弱脫鉤態勢有惡化傾向，且用水效率偏低[10]。

現有研究對農業水資源利用與經濟增長的脫鉤關系研究相對豐富，而針對新疆農業水資源利用的脫鉤關系研究略顯不足。因此，本文基于新疆及各流域的時間序列數據，運用Tapio模型實證研究新疆農業經濟增長與農業水資源利用的脫鉤關系，基于LMDI分解模型對新疆農業水資源利用的時序變化進行效應分解，探討農業經濟增長的規模效應、效益效應和效率效應對新疆農業水資源利用的貢獻，為新疆農業發展和水利工作提供指導借鑒。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 Tapio脫鉤模型

本文采用經濟增長與環境壓力方面廣泛得到應用的Tapio脫鉤模型[11]，建立新疆農業用水總量與農業經濟增長的脫鉤關系，從時間序列的角度分析兩者的脫鉤狀態。Tapio彈性脫鉤模型為：

(1)

式中：εt+1為t+1時期的脫鉤狀態；ΔWt+1、ΔYt+1分別為t+1時期農業用水總量和農業經濟產值的增加值變化率；Wt、Yt分別為t時期農業用水總量和農業產值。

常見的脫鉤類型有二分類法、三分類法、六分類法和八分類法，為了詳細區分新疆農業經濟增長與用水總量的脫鉤狀態，因而文中脫鉤類型采用八分類法。

1.1.2 農業水資源利用的LMDI分解模型

因素分解法包括指數分解方法與結構分解方法兩種，在結構分解方法中，LMDI (Logarithmic Mean Divisia Index)分解方法[12]相較于其他方法具有乘法全分解、無殘差、容易解釋等眾多優點，在時間序列數據分析得到了廣泛運用。基于Kaya恒等式[13]原理，新疆農業用水總量計算公式為：

(2)

式中：Mt定義為新疆農用地面積；YPMt=Yt/Mt為新疆單位農用地面積的農業產值；WPYt=Wt/Yt為單位農業產值的農業用水量。

借鑒國內學者[14]的分解方法，t期相對于t-1期農業用水增加量的因素貢獻值定義為：

(3)

ΔWt=ΔWt,sca+ΔWt,eff+ΔWt,tec

(4)

公式(4)表示新疆農業用水總量增加量可分解為農業經濟增長的規模效應、效益效應和效率效應三者綜合貢獻的結果。

1.2 數據來源

新疆及各地州的用水總量、農業用水總量等水利統計數據來源于2001-2015年歷年《新疆水資源公報》、《新疆統計年鑒》；新疆及各地州的農業總產值(農林牧漁業總產值)、農用地面積數據來源于2001-2015年歷年《中國統計年鑒》、《新疆統計年鑒》。為了消除物價因素對新疆農業總產值波動的影響，以2001年為基期，采用新疆農產品生產價格對新疆農業總產值進行折算，缺失數據采用全國農產品生產價格指數替代。基于新疆地形地貌和水文條件，將新疆劃分為北疆國際河流域、天山北坡區域、吐哈盆地和塔里木河流域，北疆國際河流域包括伊犁州直和阿勒泰地區，天山北坡區域包括烏魯木齊市、昌吉州、克拉瑪依市、博州和塔城地區，吐哈盆地包括吐魯番市和哈密市，塔里木河流域包括巴州、阿克蘇地區、喀什地區、和田地區和克州。

2 新疆農業水資源利用與農業經濟增長的脫鉤關系

運用Tapio模型實證分析2001-2015年新疆農業水資源利用與農業經濟增長的脫鉤關系(表1)，并計算各流域農業水資源利用與經濟增長的脫鉤指數(表2)。

2.1 新疆各流域農業水資源利用與農業經濟增長的脫鉤關系

新疆各流域農業經濟增長和水資源分布差異程度較大，因而各流域的脫鉤狀態不一致。北疆國際河流域在2008年出現衰退連接，2005年和2010年出現強負脫鉤外，其他時期為弱脫鉤和強脫鉤狀態；說明其農業經濟增長中農業水資源的壓力相對較小，不構成經濟增長的制約因素。天山北坡區域在2004-2006年為弱脫鉤，2013-2015年為弱脫鉤和強脫鉤，其他時期脫鉤關系處于不穩定狀態。吐哈盆地和塔里木河流域的脫鉤關系變化基本一致，農業經濟增長的整體速度高于農業水資源利用的增長速度，整體以強脫鉤和弱脫鉤為主。2013-2015年各流域農業經濟增長均處于快速增長階段，而農業用水總量均處于下降通道，脫鉤關系為弱脫鉤或強脫鉤關系，說明經濟增長對農業水資源依賴程度整體降低，有利于各流域未來農業可持續發展。

表1 新疆農業水資源利用與經濟增長脫鉤關系

2.2 新疆各時期農業水資源利用與農業經濟增長的脫鉤關系

新疆農業水資源利用與經濟增長的脫鉤關系主要概括為強脫鉤、弱脫鉤、擴張連接、強負脫鉤等脫鉤形態；其中強脫鉤和弱脫鉤出現期數均為6次，各占統計期數的42.857%，而強負脫鉤和擴張連接均出現1期。根據脫鉤變化趨勢，可將研究時期分為3個階段：2001-2005年、2006-2012年、2013-2015年。

表2 新疆各流域農業水資源利用與農業經濟增長脫鉤關系

(1)弱脫鉤階段(2001-2005年)。“十五”期間新疆農業經濟呈現增長趨勢，農業實際GDP由2001年的496.810 5 億元增加到2005年605.046 7 億元，年均增長率為4.020 7%；農業用水總量呈現先減少后增加的V字形變化，農業用水增長速度均小于農業GDP增長速度，兩者脫鉤關系為強脫鉤和弱脫鉤狀態。

(2)不穩定階段(2006-2012年)。2008年新疆農業經濟受全球金融危機影響，農業實際GDP出現負增長，農業實際GDP增長率為-7.643 4%，而2006-2012年農業經濟增長的速度平均為5.2057%，但是增長速度不穩定；而農業用水總量整體呈現波動性增長趨勢，平均增長速度2.581 8%，2012年較上年農業用水大幅上升，農業水資源利用與經濟增長呈現擴張性連接；整體來看，農業經濟增長和農業水資源利用的脫鉤關系處于不穩定態勢。

(3)強脫鉤階段(2013-2015年)。2013-2015年新疆農業經濟處于快速增長階段，由2012年的963.726 2 億元增加到2015年1 204.057 6 億元，年均增長率為11.775 5%；而農業用水處于下降階段，農業水資源利用的增長速度為負，農業經濟增長和農業水資源利用的脫鉤關系處于強脫鉤態勢。說明新疆農業經濟增長目前已經逐步擺脫依靠水資源消耗為代價的粗放型增長模式，有利于新疆農業可持續發展。

3 新疆農業水資源利用的效應分解

運用LMDI分解模型對2001-2015年新疆農業水資源利用的時序變化進行效應分解(圖1、表3)。依據新疆農業水資源利用綜合效應變化(圖1)，整體可分為3個階段：第一階段是2001-2007年，新疆農業水資源利用綜合效應呈現增加趨勢，農業用水總量由2001年的463.89 億m3上升到2007年的476.77 億m3，表明這一時期農業水資源消耗逐年增加，而規模效應呈現下降趨勢，效益效應呈現正向波動性變化，而效率效應為負向變動趨勢；第二階段為2008-2012年，農業用水總量從2008年的486.15 億m3增加到2012年的561.75 億m3，而新疆水資源利用綜合效應呈現波動趨勢，規模效應貢獻不明顯，效益效應在大多數期間為正，而且對綜合效應貢獻程度較大，但是效率效應變化不穩定；第三階段為2013-2015年，新疆水資源利用綜合效應為負，效益效應呈現正向遞增趨勢，而效率效應呈現負向擴張趨勢，說明新疆農業經濟增長對水資源利用的依賴程度越來越弱。

圖1 新疆農業水資源利用的效應分解

由表3可知，新疆農業水資源利用的綜合效應整體為正向效應，農業經濟增長的規模效應、效益效應和效率效應對新疆農業水資源利用的貢獻呈現不同的正負效應：規模效應的貢獻大多數年份為正，2001-2015年規模效應為14.936 9 億m3，遠小于效益效應和效率效應，說明農用地規模擴張對新疆農業水資源利用的貢獻不明顯；效益效應在2008年受金融危機影響，農業單位面積產值出現下降，因而效益效應出現負值，而其他年份效益效應貢獻均為正值，2001-2015年效益效應為431.244 1 億m3，說明單位面積產值的增加整體擴大了農業水資源利用；而效率效應大多數年份為負，說明單位產值的農業水資源消耗量呈現遞減趨勢，2001-2015年效率效應為-363.671 0 億m3，說明節水灌溉技術推廣和增加灌溉面積等措施提高了農業水資源灌溉效率，降低了單位農業產值的水資源消耗，有利于新疆農業經濟長期發展。十五、十一五、十二五期間各效應變化趨勢存在差異：規模效應整體為正，但是其對農業水資源利用的貢獻呈現下降趨勢；而效益效應整體為正，呈現增加趨勢；而效率效應在各時期整體為負，說明單位農業產值水資源消耗量整體呈現下降趨勢；十二五期間效率效應絕對值高于十五期間、十一五期間，說明十二五期間單位農業產值耗水量大幅降低，較大程度地節約了新疆農業水資源利用量。

表3 不同時期新疆農業水資源利用的效應分解 億m3

4 結 論

本研究基于新疆及各流域的時間序列數據，對新疆農業水資源利用與農業經濟增長的脫鉤關系及效應分解進行實證研究。

(1)2001-2015年新疆農業水資源利用與經濟增長脫鉤關系經歷弱脫鉤階段、不穩定階段和強脫鉤階段，新疆各流域脫鉤狀態存在一定程度的差異，2013年以后各流域變化趨同效應明顯，脫鉤關系為弱脫鉤或強脫鉤狀態；說明新疆農業經濟增長目前已經逐步擺脫依靠水資源消耗為代價的粗放型增長方式，有利于新疆農業可持續發展。

(2)2001-2015年新疆農業水資源利用的綜合效應整體為正向效應，規模效應、效益效應和效率效應對新疆農業水資源利用的貢獻呈現不同的正負效應，規模效應的貢獻整體不明顯，效益效應貢獻為正向效應，效率效應整體為負向效應，表明單位面積農業產值的增加整體擴大了農業水資源利用，但是通過節水灌溉技術推廣和增加灌溉面積等措施提高了農業水資源灌溉效率，減少了單位農業產值的水資源消耗，降低了新疆農業經濟增長對水資源利用依賴程度。

(3)十五、十一五、十二五期間各效應變化趨勢存在差異，效率效應在各時期整體為負，說明農業用水灌溉效率逐期提高，單位農業產值水資源消耗量整體呈現下降趨勢。因此，優化調整新疆農業產業結構，推進新疆水利設施投資與建設，加強新疆農業節水灌溉技術推廣與服務，提高新疆農業水資源灌溉效率，走資源節約型農業發展道路，實現新疆農業經濟快速發展和社會繁榮穩定。

參考文獻：

[1] 李賀娟，李萬明. “一帶一路”背景下西北干旱地區水資源與經濟生產要素匹配關系研究[J]. 節水灌溉，2016，(11)：67-70.

[2] 吳 丹. 中國經濟發展與水資源利用脫鉤態勢評價與展望[J]. 自然資源學報，2014，29(1)：46-54.

[3] 陳 威，常建軍. 基于脫鉤指數的中國水資源利用與經濟增長研究[J]. 中國農村水利水電，2016，(10)：116-118.

[4] 潘 丹，應瑞瑤. 中國水資源與農業經濟增長關系研究----基于面板VAR模型[J]. 中國人口.資源與環境，2012，22(1)：161-166.

[5] 劉 渝，杜 江，張俊飚. 中國農業用水與經濟增長的Kuznets假說及驗證[J]. 長江流域資源與環境， 2008， 17(4)：593-597.

[6] 于法穩. 中國糧食生產與灌溉用水脫鉤關系分析[J]. 中國農村經濟，2008，(10)：34-44.

[7] 欒 健，周玉璽，李明輝. 基于IPAT方程的糧食生產與水資源投入量的脫鉤分析----以我國13個糧食主產省(區)為例[J]. 資源開發與市場，2016，32(4)：430-436.

[8] 李 青，陳紅梅，王雅鵬. 基于面板VAR模型的新疆農業用水與農業經濟增長的互動效應研究[J]. 資源科學，2014，36(8)：1 679-1 685.

[9] 劉晨躍，高志剛. 新疆經濟發展與水資源消耗脫鉤態勢研究[J]. 唐山學院學報，2015，28(1)：42-45.

[10] 姚景民，任群羅. 新疆產業發展與水資源利用脫鉤態勢研究[J]. 經濟論壇，2016，(3)：52-57.

[11] Tapio P. Towards a theory of decoupling: degrees of decoupling in the EU and the case of road traffic in Finland between 1970 and 2001[J]. Transport Policy，2005，12(2)：137-151.

[12] Ang B W，Zhang F Q，Choi K H. Factorizing changes in energy and environmental indicators through decomposition[J]. Energy，1998，23 (6)：489-495.

[13] Kaya，Y. Impact of carbon dioxide emission control on GNP growth: interpretation of proposed scenarios[R]. Paris: IPCC Energy and Industry Subgroup，Response Strategies Working Group，1990.

[14] 楊建輝. 農業經濟增長的農業化學化效應及時空格局變化----以山東省為例[J]. 經濟地理，2017，37(3)：182-187.