周文文，盧泉，2

（1.塔里木大學 經濟與管理學院，新疆 阿拉爾 843300；2.華中農業大學 經濟管理學院，湖北 武漢 430077）

一、引言

農業水資源使用效率的高低決定了農業用水安全和生態安全［1］。受產業結構影響，新疆農業用水量常年占據經濟社會用水總量的90%以上，高居全國之首。而單方水GDP 產出量僅為全國的1/7（水利部發展研究中心，2018），農業灌溉水利用系數僅為 0.542［2］，用水效率和效益偏低。作為集干旱區、生態脆弱區、脫貧攻堅重點鞏固區的特殊區域，如何提高新疆農業水資源利用效率不僅對新疆農業的可持續發展有重大影響，而且關乎新疆乃至我國的生態安全，對于鞏固脫貧攻堅，銜接鄉村振興也具有重要的理論和現實意義。

近年來，國內外許多學者對水資源效率進行相關測算研究。在研究內容上，主要集中于工業水資源效率測算［3，4］、工業水資源效率影響因素［5，6，7］、城市水資源效率分析［8，9］、綜合用水效率測度［10，11］等方面。目前，關于新疆農業水資源利用效率的研究較少，在內容上仍需拓寬。在研究方法上，多用比值法［12］、傳統數據包絡分析方法（DEA）［13］等，這些方法都存在一定缺陷，如比值法受計量單位的約束，傳統數據包絡分析方法忽略松弛變量對效率測度的影響等。楊騫等將農業增加值作為期望產出、農業廢水中的污染物排放量作為非期望產出指標對我國農業水資源效率進行測算［14］。這類模型不僅考慮投入指標及期望產出指標，還考慮到非期望產出指標，所測結果更能反映實際情況。基于此，本文將2008～2019 年新疆14 個地州市農業相關數據為樣本，采用含有非期望產出的超效率SBM 模型，即SE-SBM 模型測算新疆14 個地州市農業水資源利用效率，研究其時空差異，并運用Tobit 模型分析其影響因素，以期為農業的可持續發展政策提供現實依據。

二、研究方法與數據

（一）研究方法

Tone 和Sahoo 提出了考慮非期望產出的效率測度模型——超效率SBM 模型，其不僅消除了因徑向、角度選擇差異帶來的偏差和影響，還包含污染等非期望產出，且可以對多個最優效率決策單元進行排序［15］。因此本文選取超效率SBM 模型對新疆14個地州市（DMU：Decision Making Unit）農業水資源利用效率進行測度，數學表達式為：

式中：θ 為目標效率值，即農業水資源利用效率；N 為投入指標；M 為期望產出指標；I 為非期望產出指標；x、y、b 分別為N、M、I 的向量分別為N、M、I 的松弛量表示生產單元在時期的投入產出值；為決策單元的權重系數。當θ ≥1 時，表示投入與產出達到理想水平，即能夠以較少的投入獲得較大的期望產出和較少的非期望產出，此時該DMU 有效且θ 越大，效率越高；當θ＜1 時，說明投入與產出未達到理想狀態，存在一定的效率損失，需要進行調整，此時該DMU 相對無效。

（二）指標體系與數據來源

在農業生產中，土地、勞動力、資本等投入是必不可少的，在這過程中無法避免的會帶來非期望產出，而水資源利用效率可理解為水資源投入與其帶來的經濟、社會與生態方面產出的比率［2］。借鑒相關文獻［16］中的指標體系，根據指標的可獲取性、合理性和科學性，選擇農業就業人員數量（萬人）、農作物播種面積（千公頃）、農業機械總動力（千瓦）、農業生產用水總量（億立方米）、化肥施用量（噸）（折純）作為投入指標，農業總產值（萬元）為期望產出指標，計算出農業碳排放量（萬噸）為非期望產出，構建了新疆農業水資源利用效率測算指標體系（見表1）。

三、新疆農業水資源利用效率測算及分析

（一）新疆農業水資源利用效率時序演變特征

依據上述模型及方法，利用 MaxDEA 8，采用含有非期望產出的SE-SBM 模型對新疆及14 個地州市農業水資源利用效率進行測度，并依據測度結果做出新疆及各地州市農業水資源利用效率時序變化曲線（見圖1 和圖2）。

由圖1 可知，研究期內新疆地區總農業水資源利用效率整體呈先下降再緩慢上升的趨勢，由0.85下降至0.686，下降19.29%，后由0.686 上升至0.73，上升6.41%。由圖2 可知，新疆各地州市農業水資源利用效率時序變化曲線呈現多種態勢，差異明顯。根據其總體變化趨勢可以分為持續增長型、穩定型和不穩定型三類。水資源利用效率變化呈持續增長型的地區為克拉瑪依市和吐魯番地區，均屬于效率最優水平。烏魯木齊、巴州、昌吉、哈密、阿勒泰、克州和阿克蘇呈現穩定型變化趨勢，其中研究期內巴州屬于效率最優水平，而其他六個地州市平均效率均小于0.6，其中克州的平均效率值最低。博州、伊犁州、塔城地區、喀什地區、和田地區呈不穩定型，其中博州、伊犁州和塔城地區屬于效率偏高水平，喀什地區及和田地區屬于效率偏低水平。不同時間段期變化趨勢不同，整體效率值在2008～2010 年急劇下數據來源于2009-2020 年《新疆統計年鑒》，其中非期望產出指標碳排放量計算及化肥生產的碳排放系數、農業機械使用的碳排放系數、農業灌溉的碳排放系數均來自相關文獻［17］。降，2010 年至2019 呈緩慢上升趨勢，其中未有年份效率值達到1，可見新疆地區水資源利用效率水平較低，存在較大提升空間。

圖1 2008-2019 年新疆地區水資源利用效率時序變化曲線

圖2 2008-2019 年新疆各地州市水資源利用效率時序變化曲線

（二）新疆農業水資源利用效率空間演變特征

選取2008 年、2013 年、2019 年新疆各地州市農業水資源利用效率值并將測算結果依據相關研究［18］把水資源利用效率水平劃分為6 個區間段并運用ArcGIS 制作了新疆地區農業水資源利用效率空間演變圖（見圖3）。

圖3 新疆農業水資源利用效率空間演變圖

由圖3 可知，新疆14 個地州市在三個時期內的農業水資源利用效率水平存在較大差異。整體來看農業水資源利用效率空間變化呈現由南高北低到北高南低。2008 年效率值呈現出南高北低態勢，南疆效率高的地區明顯多于北疆，其中處于較高效率水平且農業水資源利用效率大于1 的地區有克拉瑪依市、吐魯番市、巴州、塔城、和田及喀什六個地區，昌吉州、伊犁州及博州農業水資源利用效率在0.7～0.8之間，其他五個地區農業水資源利用效率均小于0.7。2013 年效率值呈現出南低北高態勢，北疆效率高的地區多于南疆，其中克拉瑪依市、吐魯番市、巴州及伊犁州處于較高的農業水資源利用效率水平，其次為博州，其效率值介于0.7～0.8 之間，其他九個地區效率均小于0.6，處于效率較低水平。2019 年效率值呈現出南低北高態勢，北疆效率高的地區明顯多于南疆，其中克拉瑪依市、吐魯番市、巴州、博州及塔城五個地區處于較高的農業水資源利用效率水平，其他九個地區效率值均小于0.7，效率水平較低。

自2011 年《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》發布，2013 年國務院推出《實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》之后，新疆農業水資源效率持續上升。克拉瑪依市人均GDP 在新疆地區排名第一，經濟發展水平較高，更多的資金可以用于提高農業水資源效率；吐魯番市作為新疆率先開展水權交易的改革地區［19］，不僅實現了該地區水資源的高效利用，還為其經濟發展提供了水資源保障；巴州自2002 年起就開始實行用水總量控制制度，對各縣市、兵團、州直農場等用水單位用水總量進行宏觀控制［20］；博州人均水資源占有量是新疆人均水資源占有量的1.4 倍，較好的資源稟賦使得博州水資源利用效率保持在較高水平；喀什地區水資源效率降低原因可能是喀什地區在2009 年實行了金融支持林果業等，推動了地區林果業發展相關政策［21］，側重于林果業的經濟效益方面，忽視了其水資源利用效率方面的投入；水利廳于2012 年對伊犁州編制高效節水標準化方案，從技術、資金和管理上大力扶持該地區節水工作［22］，從圖3 也可看出伊犁州在2013 年水資源效率保持較高水平，但在2019 年急劇下降，是由于該年種植結構不合理、種植生產成本高造成農戶生產效益低，進而使得水資源利用效率變低；其他地區效率較低，一方面是自然條件，溫帶大陸性干旱氣候、蒸發量強導致這些地區農業用水效率較低；另一方面是經濟條件，和田、阿克蘇等地區的經濟水平相對落后，二三總產值較低，農業在國民經濟中占據絕對主導地位，需水量大而增加值低，抑制了農業水資源利用效率水平的提高。

四、新疆農業水資源利用效率影響因素分析

（一）模型與變量選擇

超效率SBM 計算出水資源利用效率是最小值為0 的受限因變量，若使用普通最小二乘法（OLS）回歸會使參數估計出現偏差，因此本文選擇Tobit 模型分析新疆農業水資源利用效率的影響因素，模型構建如下：

在新疆農業發展及相關研究的基礎上［2］，本文選取以下影響因素，并做出相應假設：H1：經濟發展水平與農業水資源利用效率呈現正相關。以人均GDP 來衡量地區經濟發展水平（X1），經濟狀況較好的地區能夠分配一定的資金來進行水資源效率提升等舉措，而經濟狀況較差的地區可能存在以高耗水為代價換取經濟增長情況；H2：節水灌溉水平與農業水資源利用效率呈現正相關。節水灌溉水平（X2）計算方法為節水灌溉面積占農作物總播種面積的比值。在農作物播種面積不變的情況下，節水灌溉面積越高，則水資源利用效率越高；H3：農作物種植結構與農業水資源利用效率呈現負相關。用糧食作物播種面積占農作物總播種面積的比值表示農作物種植結構（X3），由于農作物生長耗水量存在差異，所以農業種植結構的差異會影響農業產值，進而影響農業水資源利用效率；H4：資源稟賦與農業水資源利用效率呈現負相關。以人均水資源量來衡量資源稟賦（X4），水資源越充足的地區，節水意識越弱，水資源利用效率越低；H5：固定資產投資力度與農業水資源利用效率呈現正相關。以第一產業固定資產投資總額占第一產業總產值的比值表示固定資產投資力度（X5），充足的資產投入可以提供農業發展所需的設施、設備，可以在增產、節水的同時提高水資源利用效率；H6：產業結構與農業水資源利用效率呈現正相關。以第一產業生產總值占GDP 的比值表示產業結構（X6），產業結構越高的地區，第一產業產值越高，那么該地區會對第一產業資源投入越多，有利于提高農業水資源利用效率。數據來源于《新疆統計年鑒》，具體指標描述見表2。

表2 相關變量指標描述統計

（二）影響因素分析

以效率值為因變量，上述X1～X6 的6 個影響因素為自變量構建模型，運用DPS 軟件進行Tobit 回歸分析。

由表3 可知：（1）經濟發展水平在1%的顯著水平條件下對農業水資源利用效率產生正向影響，與假設H1 相符。在其他要素不變的情況下，經濟發展水平每增長1 個單位，農業水資源利用效率提高0.15 個單位。這表明較高的經濟發展水平對提高農業水資源利用效率有促進作用。（2）節水灌溉水平對農業水資源利用效率在1%的水平上顯著正相關，表明節水灌溉面積越大，水資源利用效率越高，這與假設H2 相符。系數為0.93 表示在其他條件不變得情況下，節水灌溉水平每增長1 個單位，農業水資源利用效率就提高0.93 個單位。（3）農作物種植結構在1%的顯著水平條件下對農業水資源利用效率產生負向影響，糧食作物經濟效益低且耗水量高［23］，糧食種植比重越高，耗水量越高，經濟效益越低，農業水資源利用效率就越低，這與假設H3 相符。系數為-1.01 表示在其他條件不變得情況下，農作物種植結構每增長1 個單位，農業水資源利用效率就降低1.01 個單位。（4）資源稟賦對農業水資源利用效率在1%的水平上顯著負相關，與假設H5 相符。在其他要素不變的情況下，資源稟賦每增長1 個單位，農業水資源利用效率下降2.8 個單位。這與趙敏等［24］研究結果一致。（5）固定資產投資力度在10%的顯著水平條件下對農業水資源利用效率產生負向影響，這與假設不符，通常來說，較大的固定資產投資力度對提高水資源利用效率產生正向影響，任志安等［20］認為未產生正向影響的原因是固定資產投資效果不佳，投入資金小于產出效益，就造成水資源利用效率不高的情況。（6）產業結構對農業水資源利用效率在1%的水平上顯著正相關，與假設H6 相符。系數為0.03 表示在其他要素不變的情況下，產業結構每增長1 個單位，農業水資源利用效率就提高0.03 個單位。

表3 新疆農業水資源利用效率影響因素分析結果

五、結論與建議

（一）結論

本文運用超效率 SBM 模型和Tobit 模型對2008年～2019 年新疆農業水資源利用效率及其影響因素進行了測算及分析。研究結果表明：

第一，整體來看，新疆農業水資源利用效率呈先下降再緩慢上升的變化趨勢；農業水資源利用效率空間變化呈現由南高北低演變成北高南低；按平均農業水資源利用效率的地區排序為：克拉瑪依市＞吐魯番市＞巴州＞塔城地區＞博州＞伊犁州＞昌吉州＞哈密市＞喀什地區＞烏魯木齊市＞和田地區＞阿克蘇地區＞阿勒泰地區＞克州。

第二，在影響新疆農業水資源利用效率的因素中，經濟發展水平、節水灌溉水平及產業結構與水資源利用效率呈正相關，影響程度排序為：節水灌溉水平＞經濟發展水平＞產業結構；農作物種植結構、資源稟賦及固定資產投資力度與水資源利用效率呈負相關，影響程度排序：資源稟賦＞農作物種植結構＞固定資產投資力度。

（二）建議

根據上述結論提出以下幾點建議：

第一，改變現階段新疆農業水資源利用效率北高南低的情況，重點提高克州、阿勒泰、阿克蘇、和田等地區水資源利用效率，抓住對口援疆、向南發展的機會，調整經濟結構，提高二、三產業比例，促進三產融合，進而提高水資源產出效益；

第二，優化種植結構，促進農業水資源優化配置。優化種植結構的目的在于使用最小灌溉水量得到最大種植收益，使農業水資源配置狀態達到最優水平。同時，農作物生長耗水量存在差異，在不影響糧食安全的前提下，用耗水量低、經濟效益高的農作物替代耗水量高、經濟效益低的農作物，在降低耗水量的同時提高收益；

第三，加大農業節水宣傳教育，增強農戶節水意識。各地區政府應開展農業節水宣傳教育活動，如定期開展農業節水講座、農業節水技術培訓班等，可使農戶了解到水資源緊缺現狀，提高農戶的節水和水資源保護意識，降低資源稟賦對農戶水資源利用的負向影響，進而提高農業水資源利用效率。

第四，提高第一產業固定資產投資的精確度，避免亂投資、泛投資，在投資前要進行合理的評估測算，判斷投入是否能夠達到預期效果，若達不到，如何提升其使用效果，避免投入過大、效果不佳的情況，造成資源浪費。