西部地区农业水资源的支撑能力研究.docx

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西部地区农业水资源的支撑能力研究

西部地区农业水资源的支撑能力研究

摘要：

本文在对西部地区农业用水状况及其变化进行分析的基础上，运用计量经济模型估算水资源对西部地区农业经济增长的贡献，揭示了在西部地区农村发展中农业水资源的支撑能力。

同时，强调以政府、社区和农户等利益相关者为主体，运用行政、工程、技术、经济手段，实行农业水资源的综合管理，充分发挥政府主导、市场机制调控、社区和农户参与的作用，实现农业水资源的可持续利用。

西部地区的农业生产结构将随着国家产业结构的调整和资源禀赋及市场的的变化而不断调整，西部地区农业水资源合理开发利用已成为西部大开发中农业可持续发展的重要基础。

在研究西部地区的农业发展时，必须充分考虑水资源的开发现状和利用潜力。

如何以有限的农业水资源支撑更多的人口和更大规模的经济发展，是实施西部大开发必须解决的重要问题。

在用水需求增加和农业可用水量减少的情况下，就需要依靠节水措施及提高用水效率，注重各利益相关者贡献的提升，实行农业水资源的综合管理。

一、西部地区农业水资源利用状况

西部地区位于我国长江、黄河等主要江河的上游，因历史原因和自然条件的差异，或水少地多，或水多地少，生态环境脆弱，洪涝、干旱、地震、滑坡及泥石流等自然灾害发生频繁。

西部地区的水资源地域分布可划分为西北和西南两个大区。

西部地区水土资源极不均衡,西北地区水少土多，西南地区水多土少，自然条件有很大不同。

西北地区西北地区有三分之二的地区属干旱和半干旱地区，其地域分布与土地、矿产资源等不匹配。

西北地区多年平均降雨量235mm左右，而年蒸发量却高达1000～2600mm。

由于人类活动的加剧，资源性的水资源短缺十分严重，可利用量不足1200亿立方米。

特殊的地理和气候条件，加上社会经济的迅速发展，人口的急剧增加，致使西北地区水资源紧缺的矛盾日益突出，水资源短缺成为区域社会经济发展的瓶颈。

西南地区是长江、珠江和怒江、澜沧江、雅鲁藏布江等江河的上游区，湿润多雨，水系发育，多年平均降雨量在1000～2000mm以上，可利用水资源量为3470亿立方米。

西南地区的水资源总量虽然丰富，但由于来水与用水在时间和空间上的错位和不协调，大部分调节和供水工程数量不足引起工程性缺水。

尽管西南地区水能资源极其丰富，可开发容量为2.67亿千瓦，占全国的70％。

但很多地区山高谷深，地形地貌复杂，耕地少、质量差且较分散，客观上加大了水利基础设施建设和水资源开发利用的难度。

西部地区的多年平均水资源总量为15014.35亿立方米，其中地表水量为14765.82亿立方米，地下水量为4964.27亿立方米，地表与地下水资源重复量为4715.74亿立方米。

西北地区的水资源总量为2359.83亿m3，占全国水资源总量的8.35%，分别比东部和中部地区低10.46个、19.71个百分点；西南地区的水资源总量为12654.52亿m3，占全国水资源总量的44.78%。

自80年代以来，整个西部地区的用水结构以农业用水为主，2002年农业用水量为1414.05亿立方米，占整个西部地区用水的78.69%；农业用水量呈阶段性变化，1995年以后，农业用水量呈趋缓下降的态势，其所占比重缩小。

如图1所示。

二、水资源对西部地区农业经济增长的贡献

水资源是用于中国农业投入中最多的要素，通常农业用水所占份额达到80%以上，远高于土地、资本、劳动力等其他要素。

作为农业生产及生态环境维持中所不可缺少的重要资源，水资源的可持续利用是中国农业可持续发展的重要支撑，没有水资源的可持续利用，就不可能有农业的可持续发展。

要在水资源相对短缺的西部地区实现农业的可持续发展，农业水资源的可持续利用是其中的核心问题。

（一）水资源要素贡献计量的方法

依据西部地区农业经济发展状况和水资源利用的特征，可以采用生产函数方法作为衡量水资源在区域农业经济增长中贡献的计量方法。

1．常用生产函数的变量

严格意义的生产函数只包括实物变量，不包括价值变量。

但是在实际应用中，常常引入不变价格，将众多的同类生产要素合并成一个变量以便于应用。

例如按不变价格将众多的资本合并成为单一的资本量；按固定工资率将各种劳动合并成为单一的劳动量。

另一方面，由于中间投入与产出之间通常有比较固定的比例关系，实际应用的生产函数往往将中间投入撇开，而集中研究初始投入与产出的关系。

综合以上两点，常用生产函数的基本形式一般写为：

Y= f（L，K）　　　　　 　　　　　　　　

（1）

式中Y表示产出量，L表示劳动投入量，K表示资本投入量。

要获得（2.1）式的具体函数形式，必须搜集函数中三个变量，即产出量Y，劳动投入量L和资本投入量K的统计数据，以及与这三个变量相关的其他统计数据，如产出产品与投入要素价格等。

所有这些数据可以是时序数据，也可以是横截面数据。

2．生产函数的特性

生产函数具体形式的设定和估计，不仅要符合上节阐述的生产理论，而且要掌握生产函数的特点和性质。

生产函数的特点和性质主要通过下面这些概念来描述。

（1）规模报酬

规模报酬是指所有的投入要素都按同一比例变动时，产出是否也按同一比例变动的问题。

在某些情况下，生产函数

（1）式在一些特殊点上显现出一定的规模报酬现象。

即在（L，K）点，局部呈现出如下性质：

对于所有的λ>1，当f（λL,λK）=λf（L,K）时，为不变规模报酬；当f（λL,λK）>λf（L,K）时，为规模报酬递增；当f（λL,λK）<λf（L,K）时，为规模报酬递减。

具有不变规模报酬的生产函数在数学上称为一阶齐次函数，对于所有的（L,K）点，满足：

f（λL,λK）=λf（L,K）,　 λ>0　　　　　　 　 

（2）

关于一阶齐次函数有如下欧拉定理：

将利润最大化的一阶条件（7.3.7）式代入上式，得：

w1L+w2K=Pf（L,K）　　　　　　　　　　　　　 （4）

在（4）式中，w1是劳动L的价格，w2是资本K的价格，P是产出产品的价格，该式表明劳动力要素收入与资本要素收入和等于总产出价值，表明在完全竞争和利润最大化条件下，不变规模报酬意味着总收入等于总产出。

一般情况下，生产函数具有正的h阶齐次性质。

即对于所有的（L,K）

f（λL,λK）=λhf（L,K）,　λ>0　　　　　　　　　 （5）

当h=1，为不变规模报酬；当

h>1，呈现出递增的规模报酬；当h<1是递减的规模报酬。

不变规模报酬被认为是最普通的情况而在经济分析中广泛应用。

规模报酬递增常常与某些工艺的不可分割有关。

所谓工艺的不可分割是指这些工艺使用的某些设备要求产出量达到某一水平能充分发挥作用，如果产出量低于这一水平，则使用这些设备不划算。

当存在若干种不可分割的工艺而且起码产出水平较大的工艺具有较高的效率时，生产规模的扩大就会产生递增的规模报酬现象。

规模报酬递减常常与自然条件有关。

例如，捕鱼船队加倍通常难以使捕鱼量加倍，因为海洋自然生长的鱼没有随之增加。

（2）边际生产力

生产函数具有如下特性：

（6）式说明两种投入要素是生产中必不可少的。

（7）式说明两种投入要素的边际产量是非负的。

这里把生产函数对某一投入要素的一阶偏导数定义为该投入要素的边际生产力。

（8）式说明边际生产力递减。

3．生产函数的具体形式及其估计

（1）C—D生产函数的形式及其特点

实践中应用最为广泛的生产函数是柯布一道格拉斯（Cobb-Douglas）生产函数,简记为C—D生产函数。

其表达式为:

Y=ALαKβ　　　　　　　　　　　　 （9）

其中,A、α和β是固定的正参数,且假定它是连续可微的,并且其导函数也是连续可微的。

C—D生产函数除具有上述生产函数的特性外,还有如下具体特点。

①不变弹性。

产出的劳动弹性和产出的资本弹性分别是参数α和β,即有:

由于α和β是固定的,所以为不变弹性。

②规模报酬由α+β决定。

当α+β﹥1时,为规模报酬递增；当α+β=1时,为不变规模报酬；当α+β﹤1时,为规模报酬递减。

③替代弹性等于1。

因为:

所以，

（2）估计C—D生产函数常用的方法。

常用方法为直接估计法。

即对C—D生产函数的对数线性形式①:

1nY=α+α1nL+β1nK+u　　　　　　 （11）

根据Y、L和K的三组实际观测数据,直接进行OLS估计,其中α=1nA。

观测数据可以是横截面数据,也可以是时序数据,这种方法不要求假设实际生产过程为不变规模报酬。

按利润最大化原则的要求,1nL和1nK都是内生变量,它们与随机误差项不相互独立，因此估计中会产生联立性偏误；同时，K与L之间往往也不独立,估计中会出现多重共线性问题。

（二）水资源贡献估算的计量模型

农业生产是以自然资源、劳动力、技术、设备等要素为投入，经过一系列的生物生命活动，最终生产出农产品的自然和经济活动的过程。

自然资源作为农业生产的投入要素，其投入数量的大小与农产品的产量有着内在关联性。

而水资源作为自然资源投入的一种，也必然影响着农产品的产量。

设农产品的产量服从柯布一道格拉斯生产函数，则有：

Q=AXaYb　　　　　　　　　　 （12）

式中：

Q——农产品最大产出量；

X——水资源量（包括自然降雨及人工灌溉水量）；

Y——水资源以外的要素投入，包括土地、化肥、农、药、劳动、设备等；

A——一定的技术条件；

a——水资源对农产品总产出的贡献率；

b——水以外资源对农产品总产出的贡献率。

由式（12）可得：

dQ/Q=dA/A+a（dX/X）+b（dY/Y）　　　　　　（13）

式（13）说明实现农产品产量的持续增加或至少不减少（dQ/Q≥0）的途径包括增加dA/A、dX/X和dY/Y。

（1）当不考虑技术进步。

即假设dA/A=0时，分别增加dX/X、dY/Y或同时提高dX/X、dY/Y都可实现农产品产量的提高。

在农业生产实际中，在一定的范围内增加水投入（dX/X≥0）、增加化肥的投入（dY/Y≥0）或同时提高dX/X、dY/Y都是行之有效的。

如在西北地区，在其他条件不变的情况下，只要水量充分，农作物的产量就可以大大提高。

由于水资源的匮乏使该地区的农作物产量只能达到应有的产量的1/3。

在缺水的地区，水对产量的影响作用大，在丰水区其他的因素更为重要。

事实上总量的水分（包括自然降雨及人工灌溉水量）和总的其他要素投入（如土壤的自然肥力和人工施肥的总和）在一定的技术条件下，存在着一定的配比关系。

如果社会发展需要的农产品产量为Q1,相应投入应为X1、Y1。

如果由于水资源短缺，使水投入实际量只能为X2

一定的技术条件反映为农作物单位灌溉需水量一定，当水量增加时，可以使灌溉的面积增加，从而产量增加。

因此，在缺水的条件下，AX2aY2b―AX1aY1b≤0，说明水资源的短缺，阻碍了农产品的产量的增长。

农产品产量地持续增加要求（dQ/Q）≥0，因而在技术不能提高时，要求（dX/X）≥0（同时dY/Y≥0），即水资源的量至少不减少，才能满足农业产量不下降。

说明水资源的可持续利用是农产品产量持续提高的基本条件。

（2）技术进步在农业增长中的积极意义。

由式dQ/Q=dA/A+a（dX/X）+b（dY/Y）可看出:

当投入不变时即dX/X=0,dY/Y=0时，技术进步可使农产品获得dQ/Q（=dA/A）的增长率。

如果受自然条件的约束，农业水资源的投入量不能增加即dX/X=0，为实现农业产量持续提高，就只能是使dA/A>0，即改变a、A的值。

提高a值的实现途径为通过调整农业产业结构、采取节水措施，改变水与其他要素的组合方式，使一定的水能与更多的其他资源匹配；提高A值的途径为；通过农业科技的应用，提高技术在农业总产出中的比重，增加dA/A，从而生产出更多的农产品。

（三）水资源对西部地区农业经济增长贡献分析

本研究采用扩展的柯布－道格拉斯生产函数模型通过农业产值与相关因素的实证分析，研究农业经济增长与主要投入因素之间的关系。

1．变量的选择 

考虑到有些变量之间会存在高度的相关性，尽可能选择具有代表性的变量。

农业的投入要素指标选择耕地面积、劳动力、农业用水量、化肥投入作为解释变量，用农业产值作为被解释变量，反映农业经济增长的指标。

2．计量经济模型的建立

利用实证研究的方法，以西部12个省区170个地市的基础数据为依据，对农业经济增长的影响因素进行计量经济分析。

考虑到因素替代弹性的可变性，本研究在计量经济分析时选择多元线形模型。

3．数据及其来源

农业产值（以1995年不变价）、耕地面积、农业劳动力、化肥投入来自于1995-2002年中国统计年鉴、中国农村统计年鉴、西部12省区的统计年鉴、农业统计年鉴，农业用水量来自于1995-2002年各省区的水资源公报。

4．模型估计结果

利用EVIEWS软件包，用广义最小二乘法（GLS）对影响农业产值的各因素进行模型的回归分析和相关性检验，其结果如表1所示。

在各年的模型运算中，农业用水量、耕地面积、化肥投入和劳动力数量四个变量均满足自由度a=0.05的T值检验，表明农业用水量、耕地面积、化肥投入和劳动力数量与西部地区农业产值存在较好的相关性，对农业产值的影响比较大。

F值通过显著性水平a=0.05的检验，说明回归方程是总体显著的。

复相关系数R2达到了0.83以上，在统计分析上呈极显著水平。

通过1995－2002年计量模型的估算结果，可以得知在西部地区农业经济增长的影响因素中，化肥投入的弹性系数达到0.14以上；耕地面积的弹性系数为0.07-0.41；农业用水量的弹性系数为0.10以上，2002年达到0.23；劳动力的弹性系数为0.27以上。

农业用水是西部地区农业经济增长的重要影响要素，其贡献率保持平稳渐增的态势，如图2所示。

三、西部地区农业水资源的综合管理

西部地区农业经济发展应该以改善西部地区的生产和生活条件为主要目标，将水资源条件、市场条件和生态安全等方面统筹考虑。

这就需要以中央政府、地方政府、社区及农户等利益相关者为主体，实行西部地区农业水资源的综合管理，充分发挥政府主导、市场机制调控、社区和农户参与的作用。

运用行政、工程、技术、经济手段，建立总量控制、定额管理模式，形成完备的管理体制和运行机制。

1.政府的作用

（1）保障用水技术体系的推广和升级

西部地区供水工程由利用当地地表水的蓄、引、提工程，地下水井群，污水处理与回用设施，以及从区外调水等工程组成。

西北地区地下水资源分布广，调蓄能力强，可在很大程度上弥补地表水资源时空分布不均的缺陷。

西南岩溶石山地区有较为丰富的地下水资源，具有开发意义的岩溶地下水资源量可达460亿立方米／年。

节水对西部地区来讲，除主要保证粮食安全外，重要的是保证西部地区生态系统的安全。

通过实施工程与技术措施，构筑与水资源优化配置相适应的工程体系。

西部地区调水必须实现了调入地区的节流，在充分挖掘当地水资源潜力的基础上，进行区域水资源供需平衡分析，以确定调水的合理规模，补充调入区水源，促进区域用水效益的提高。

西部地区节水措施不仅包括各种省水设施与工艺，而且包括水的循环、处理，以及可能利用而未被利用水的开发。

西部地区农业节水体系主要包括灌溉技术、雨水集蓄和高效利用技术、农艺技术等。

政府应采取节水灌溉技术和农艺节水技术相结合的综合节水措施，注重提高灌溉水分生产效率和农业水资源利用效率。

推广先进节水工艺、技术、设备和产品，建设渠道防渗、管道输水和田间节水工程，进一步研究推广更先进、经济、适用的节水栽培技术。

在农业用水量不增加并逐步减少、耕地和灌溉面积总体上不增加的条件下，稳定提高农业综合生产能力。

（2）流域管理和区域管理相结合

流域管理和区域管理相结合的水资源管理制度包括很多方面，以下将这种制度在水资源利用方面的管理进行细化。

从水资源利用的角度，流域管理的重点将集中于生态用水和环境用水的管理，即以流域为单元确定流域的生态需水量及流域的纳污能力，并对污水排放及污水资源化进行管理。

区域管理的重点集中于生活用水和生产用水方面的管理，管理目标是优先满足生活用水的前提下高效配置水资源。

流域的水资源管理职责将突出在防止水污染、改善生态环境。

区域的水资源管理职责突出于促进各产业间充分利用水资源，为社会创造更大的效益。

（3）为农民购买节灌设备提供补助

为提高灌水效率，减少灌溉用水，需要鼓励灌区采用更有效的灌溉技术（如喷灌、滴灌等先进的灌水技术）。

但改进灌溉系统需要大量的投资，并会增加运行费用。

所以，需要制定适宜的政策，鼓励农民购买低耗水灌溉设备，提高用户更新改造灌溉系统的积极性。

这些政策包括：

①可通过水费体制进行鼓励，例如，向安装使用低耗水设备的农民采用加速折旧或水费赊欠的办法；②通过对购买改进的用水系统实行优惠的办法来鼓励，例如，政府向农民以优惠价提供设备；③还可以对购买改进灌溉设备的农户实行低息贷款，来鼓励采用低耗水灌溉系统。

2.市场机制的作用

（1）充分利用市场和水价来改进各部门的用水量分配

由于水资源短缺，以及不同类型用水的价格差别大，水市场被作为改进水的分配、减少缺水对经济影响的手段。

水市场交易中，对放弃用水者给予补偿，这为水资源的高效利用提供了激励机制。

水市场可在两种水平上运作，第一种是在一个水管区或灌溉区内的用水户之间进行；第二种是在不同水管区的用水户或用水户协会之间进行。

要使水市场有效地运行，需要作以下一些体制和组织上的安排：

（1）对一些小河流或灌渠建立用水权制度和可转让的水权制度；

（2）由于地表水与地下水是相互联系的，也要建立地下水的转让机制；（3）建立一套执行制度和水事纠纷处理制度；（4）对于不能进入市场的社会性用水，应做出适当安排。

（2）明晰农业水权，规范水权转让

水权的统一管理与分级负责能促进农业用水效率的提高，应注重国家对水权实施法律保障与用水户对水的有益使用相结合。

水资源使用者应该在政府统一管理水资源的前提下，通过取水许可等法定程序有偿取得水资源使用权，并在法定的范围内有偿转让。

水权交易使农民认识到了水资源潜在的经济价值，从而诱导他们投资高效的节水农业。

在国家对水资源拥有所有权的前提下，可以逐步放开使用经营权，将水权中的所有权和使用权剥离，把水资源使用权（用水权）纳入市场。

按照市场规则进行运作，通过认购水权、转让水权等方式，水资源将会配置到效益高的地方。

效益低的地方可以转让部分或全部用水权，获得出让权进行节水改造或兴修水利工程，促使水资源从低价值使用向高价值使用的转让，提高了水的利用效率和使用价值，并保证了水资源长期稳定的供给。

3.社区和农户的作用

（1）改善区域作物种植结构

在生产力布局层次上限制耗水量大的农作物发展，应大幅度压减水稻、小麦等高耗水作物面积。

在对经济效益不产生重大影响的情况下，选择耗水量较低的作物种植（如花生、向日葵、高粱、蔬菜等）来替代上述高耗水作物，从而减少作物需水。

为推广这些低耗水种植作物，可采用制定适当的灌溉用水水费，以促使作物种植方式和种植结构的变化，减少整个灌溉用水量。

发展杂粮、甘薯、马铃薯、苜蓿、花生、油葵种植和食用菌等耐旱高效作物生产。

同时在区域层次上进行节水型农业结构调整，减少水资源的需求，在产业部门层次上提高用水效率。

（2）实行用水户参与用水管理，提高用水效率。

西部地区节水型社会建设参与机制的主要内容包括分水协调制度、重大水问题听证会制度、利益相关者参与制度、农民用水者协会制度、水信息社会公布制度等。

用水户参与灌溉管理的基本组织形式为“灌区专业管理机构+农民用水协会+用水农户”的模式。

即骨干工程归灌区专管机构管理，支渠或斗渠以下归用水户协会管理。

用水户在协会的框架内，民主协商灌水事务，确定清淤维护出工、水费收支等合理分摊，自主管理，良性运行，建立起一种新型的供用水关系。

而农民用水协会是由其所辖范围内全体用水户通过民主方式组织起来的从事农业用水管理的服务实体，是非赢利性的互助合作用水组织。

它以用水户为基本单元，提供有效的农业用水服务，促进农业稳产高产和高效用水。

协会所管辖的渠系固定资产移交以后，灌溉工程的部分或全部运行管理费用，由用水户承担。

协会具体负责末级渠系的水量分配、水费计收和渠系工程维护管理等。