考慮擁擠效應的陜西水利基礎設施投資規模測度方法研究

邱紅衛

（陜西省紫陽縣水利局，陜西 紫陽725300）

0 引言

近年來，隨著經濟社會的不斷進步和發展，陜西省在生活用水、農業灌溉、工業用水等方面存在著水資源短缺、城市及工業用水擠占農業用水等水資源供需方面的問題。十九大以后，中央對水利基礎設施的投資力度更上一個新臺階，陜西省根據黨中央的要求和指示，緊緊抓住機遇，在水利基礎建設上投入規模大幅的增加，一方面是為了促進經濟發展、改善民生生活，另一方面也是為了解決經濟社會發展與水資源供需矛盾突出的問題，因為水資源是長期制約陜西省經濟社會的可持續發展的重要因素之一。加大水利基礎設施建設及改造的投資力度，改善城市及農村生活用水、工業生產用水、農業灌溉用水等設施，提高水資源利用效率，對陜西省經濟社會可持續快速發展具有重要的現實意義。因此，解決好水利設施投資最優規模和合理的水利投資結構是陜西省水利投資決策的兩個關鍵性問題及技術難題，是衡量陜西省水利基礎設施投資在各個領域是否經濟合理、保證水利設施發揮最優效率的標尺，也是本文需要研究的重點問題。國內外學者在政府支出、電力、交通運輸和公共設施等各個領域均提出“投資規模最優”模型，在水利領域研究較少。陜西省水利研究學者任靜、陸遷等人2014 年針對陜西省水利投資最優規模進行研究[1]，并選取1978 年～2011 年間的時間序列數據進行研究，得到了較為滿意的結果。本文在前人研究成果的基礎上進行總結分析，將2000 年以后陜西省水利設施投資規模進行研究和分析，為陜西省“十三五”水利基礎設施投資做總結，也為“十四五”水利基礎設施投資提供參考。

1 擁擠效應及測度方法

水利基礎設施投資與其他領域投資一樣，具有俱樂部物品的屬性，在投資過程中會產生擁擠效應，簡單地說，就是現狀水利基礎設施已經無法滿足現狀人們飲用、灌溉、生產的需求，需求量與供給量無法平衡，需求量發生擁擠現象。劉小魯[2]最早就證實了水利基礎設施在水利最優供給中存在著顯著的擁擠效應，基礎設施建設及投資力度已經無法滿足現代生產用水需求，供需矛盾突出。黃一萌、尹慶民在2015 年研究了我國農村水利基礎設施中擁擠效應，并提出我國農村水利投資最優規模測度研究。針對農業灌溉用水供需之間的矛盾、農田水利基礎設施的不足，2018 年、2019 年我國水利部高度重視農田水利建設，加大農業基礎設施建設及改造力度。高效節水灌溉、大中型罐區工程及配套工程建設、高標準農田建設，都證明了水利基礎設施已經無法滿足現代農業的需求，存在著嚴重的擁擠效應。陜西省在水利基礎設施投資領域和其他省份一樣，也存在著明顯的擁擠效應，應加快水利建設力度及加大水利基礎投資。擁擠效應內涵和測度是廣大水利學者研究的重點，因為缺乏基本理論支撐，是研究的一大難點。一個被廣大學者普遍認可和接受的測擁擠效應的方法是建立一種公共物品的人均獲得量z 關于其使用者人數的彈性函數模型，擁擠效應的測度主要決定于對人均獲得量z 的量化，主要度測方法有三種：自然的度量方法、貨幣度量方法和比例測度方法，第三種方法被廣泛用于擁擠效應的度測。

2 擁擠效應測度模型研究

根據前面擁擠模型的測度方法[3]，在陜西省水利基礎設施擁擠效應研究中，采用比例測度方法，結合現狀水利基礎設施以及人均獲得量建立擁擠效應函數關系式，即：

式中：q為陜西省水利基礎設施人均獲得量；I 為陜西省水利基礎設施總投資；g（n）為擁擠效應對個人獲得水利基礎設施的影響，令g（n）=nr，則（1）式為：

對式（2）復合函數進行求導并整理可得：

根據擁擠效應相關理論，當γ＜0 時，表明陜西省水利基礎設施存在擁擠效應,根據比例測度法可求得擁擠效應測度模型。

將式(4)轉化并求其一階導數可得：

由式(5)可知，等式左邊1/[n·g（n）]可以等同的水利基礎設施投資q 的價格，等式右邊將(-t)(降低稅率)看作可以增加居民福利的商品，y 看作是該商品價格，那么，式(6)中Pe實際上就是q 與(t)的相對價格[4]。

分析中對模型進行兩個假定，①表達滿意函數的最優化問題具有線性對數解；②滿足上述最優解有以下形式：

將式(2)與(7)帶入式(1)并兩邊取對數，可以求得水利基礎設施擁擠效應的測度模型，即：

3 擁擠效應測度模型實例

3.1 數據選取

以陜西省為例，采用《陜西統計年鑒》2000 年～2018 年的數據，包括人均生產總值、人口數、歷年水利基礎設施投資等，將選取的數據列于表1。

由表1 可知，人口nt、投資總額It由表1 直接得到，補貼總額S 應由表格中中央政府補助，再加上民間資金補貼，此外，本文引用借鑒陳杰、任靜等人的做法來消除通貨膨脹對實證結果的影響，對原始數據除以GDP 平減指數，計算公式如下[5]：式中：GDPt為t 年GDP 的名義值；indext為t 年的GDP 指數(2000=296.44)；index2000為2000 年的生產指數；GDP2000為2000年GDP 的名義值。

表1 原始樣本數據

對表1 中的數據進行平穩性及協調性檢驗分析，檢驗結果見表2。

表2 式(8)變量平穩性檢驗結果表

根據檢驗結果，應進一步做協整性檢驗，本文采用單一方程EG 兩步法進行檢驗，得到的檢驗結果見表3。

表3 殘差序列平穩性檢驗結果表

由表3 分析得到，在5%的顯著性水平下，t 的檢驗統計量值為-3.208946，小于臨界值，殘差序列et是平穩序列。故各個變量之間存在協整關系，可進行回歸分析。

3.2 模型估計

本文根據前人研究成果，采用Eviews7.12 對式(8)進行回歸分析[6]，發現變量ln(nt)、lnyt和lnst的系數估計值不能通過檢驗，說明它們之間存在多重共線性，因此采用以上方法對這三個變量進行主成分析，分析結果見表4。

表4 主成分析結果表

從上表4 分析可知，在第一主成分析中，方差貢獻率為84.51%，包含了三個變量ln(nt)、lnyt和lnst的變化情況，且特征值為2.65917，因此我們選擇第一主成分，用Y 表示，Y 的表達式為：

將ln(nt)、lnyt和lnst的數據代入上式（11）,得到Y 的時間序列，并做lnit對主成分Y 的回歸分析。經檢驗可知，模型隨機擾動項不存在序列相關，可以直接建立主成分回歸模型，即：

從式（12）中R2、D.W.值、F 值，回歸方式（12）的總體線性顯著，模型擬合度較好，不存在自相關及異方差現象，式（11）和式（12）聯立可得陜西省水利基礎設施擁擠效應測度模型的最終形式，即：

聯立式（8）和式（13），可得γ=-0.3128，表明陜西省水利基礎設施投資存在擁擠效應，水利基礎設施不足。

4 結論及建議

依據《陜西統計年鑒》2000 年～2017 年的數據資料，通過構建陜西省水利基礎設施投資擁擠效應模型及擁擠效應測度分析方法比例法分析，得出陜西省水利投資中存在擁擠效應，擁擠效應為-0.3128，這說明水利基礎設施投資不足，應加大水利建設投資力度，以滿足社會經濟發展的需要。