農田水利設施對農業經濟發展的影響
——以甘肅省張掖市為例

高文貴

（甘肅省張掖市甘州區大滿水利電力管理處，甘肅 張掖 734000）

農業是國家經濟和社會發展的根本，農業基礎設施建設是促進農業發展的前提，對農業經濟發展至關重要。建設農田水利工程對改善農業生產條件，提高水土資源的可持續利用能力具有十分重要的意義。農田水利設施種類繁多，投入比例不同，須科學規劃，提高農田水利建設的針對性，從而推動農業經濟發展。

1 農田水利設施與農業經濟發展的相關性

1.1 農田水利設施的概念

農田水利設施指灌溉面積、除澇面積、水庫庫容及渠道流量分別小于1×104km2、3×104km2、10×104m3和1m3/s，并用于農業生產的水利工程，包括小型水庫、農用水井、方塘、水渠等。農田水利設施將一系列的工程技術與專業知識相結合，通過調整農業用水方式和農業供水模式對農田進行治理，目的是通過科技手段合理調配農業用水，實現糧食增產、穩產。

1.2 指標選取

張掖市位于甘肅省西部，河西走廊中段，截至2020年全市灌溉面積達3576.6km2，有效灌溉面積2903.6km2，建成水電站73座、中小型水庫52座、灌溉機電井16000多眼，襯砌防滲渠道10000多km[1]。根據《張掖市2011—2020統計年報》，選取2011—2020年的灌溉面積、節水灌溉面積、灌溉機電井、塘壩、水窖、渠道襯砌長度與對應年份的農業生產總值數據（表1），進行皮爾遜（Pearson）相關分析，探究水利設施與農業經濟發展的相關性程度。

表1 2011—2020張掖市部分水利設施建設情況及農業生產總值

1.3 皮爾遜（Pearson）相關性分析

皮爾遜相關性分析通過分析具備相關性的兩個或多個變量元素，從而得出衡量兩個變量因素的密切程度的相關系數[2]。采用皮爾遜相關系數衡量各項農田水利設施與農業生產總值之間的相關性，計算公式：

表2 各農田水利設施與農業生產總值相關性分析結果

農業生產總值與灌溉面積、灌溉機電井、塘壩數量之間的皮爾遜相關系數R分別為0.956、0.813、0.947，顯著性程度P均小于0.01，說明灌溉面積、灌溉機電井和塘壩數量與農業生產總值具有極顯著相關關系。農業生產總值與節水灌溉面積、襯砌防滲渠道長度之間的皮爾遜相關系數R分別為0.717、0.758，顯著性程度P均小于0.05，說明節水灌溉面積和襯砌防滲渠道長度與農業生產總值之間存在顯著相關性。水窖數量與農業生產總值之間的皮爾遜相關系數為-0.944，且顯著性程度P低于0.01，說明水窖數量與農業生產總值具有極顯著負相關性。

綜上所述，水利設施的建設與當地的農業生產總值息息相關，結合相關性的研究結果，選取與經濟發展具有顯著正相關性的5項水利設施，繼續分析各項農田水利設施對農業經濟生產總值的重要程度。

2 農田水利設施對農業經濟發展的影響

2.1 指標選取

農田水利設施建設對農業經濟發展具有重要的現實意義，相關指標的選取應盡量體現該地區的農業經濟發展狀況，而影響農業經濟效益的因素是多種多樣的，因此在進行具體分析時，須選取具有代表性和經濟意義、便于獲取及較全面的資料。為建立影響產量的多元線性回歸模型，本文分別從農業基礎環境、農田水利設施修建情況和農業物資投入量3個方面進行指標選取。在農業基礎環境方面選取灌溉面積和農業勞動力為研究指標；在農田水利設施方面選取節水灌溉面積、灌溉機電井數量、塘壩數量、襯砌防滲渠道長度為研究指標；在農業物資投入量方面選取農用肥使用量（折純量）、農藥使用量和地膜使用量為研究指標。2011—2020年張掖市農業勞動力、農用肥使用量、農藥使用量、地膜覆蓋面積等指標數據見表3。

表3 2011—2020張掖市部分指標數據

2.2 多元線性回歸分析

多元線性回歸分析不僅能夠找到各變量間的相互作用關系，還可對變量做出預測和判斷，從而進行相應的因素分析[3]。農田水利設施建設情況不同，其對農業經濟效益的影響程度不同，根據所選取的指標建立多元線性回歸模型：

式（2）中，β1、β2…β9為方程的回歸系數，x1、x2…x9分別表示灌溉面積、農業勞動力、節水灌溉面積、灌溉機電井、塘壩數量、襯砌防滲渠道長度、農用肥是使用量、農藥使用量、地膜覆蓋面積，y代表張掖市農業生產總值。經計算得到張掖市農業生產總值的多元線性回歸方程如下：

2.3 相對貢獻度理論

基于目前農田水利設施的現狀，可用上文計算出的多元線性回歸方程估計或預測未來的農業總產值，但如何選擇加大對某類水利設施建設的投入，對提高農業總產值的影響最為顯著，這仍是一個亟須解決的問題。因此，需利用相對貢獻度理論，將重點放在5項與農業總產值明顯正相關的水利設施上，為農田水利設施建設提供科學合理的規劃。數理統計分析中，分析多種影響因素對某一變量的影響程度有標準回歸系數法和偏判定系數法2種方法。

2.3.1 標準化回歸系數法 標準化回歸系數是指將因變量和自變量標準化之后的多元回歸方程的回歸系數，其絕對值的大小直接反映了自變量對因變量的影響程度，求標準化回歸系數方式如下：

式（4）中，xi、βi分別為第個自變量及其系數，y為因變量，ε為常數誤差，n表示自變量的個數。

首先對原始數據進行標準化:

根據標準化數據求得標準化多元回歸方程如下：

2.3.2 偏判定系數法 所謂偏判定系數，是將一個新的自變量加入到線性回歸方程后，所減少的殘差平方和與該自變量引入之前的殘差平方和之比，其數值等于相應樣本偏相關系數的平方，取值為[0，1]。偏判定系數反映的是單個自變量對因變量的影響程度，也就是說當其他自變量的影響作用已經明確后，某個自變量引起因變量變化的單獨作用。通過計算偏判定系數，可得到不同自變量對因變量的相對貢獻程度。求偏判定系數的方式如下：

對于一個多元線性回歸模型：

記SSE（Xi）為模型中除去自變量，即自變量為(x1…xi-1、xi+1、…、xn)時，y的計算值與實際值的殘差平方和，SSE（x）是模型中含有全部自變量(x1、x2、…xn)時y的殘差平方和，則y對xi的偏判定系數為

由此，可使用標準化回歸系數和偏判定系數比較不同農田水利設施對農業生產總值的重要程度。

2.4 不同農田水利設施對農業生產總值的重要程度分析

根據相對貢獻度理論，首先利用標準系數回歸方法建立不同因素對農業生產總值的標準回歸系數方程：

然后基于偏判定系數法計算出每個自變量對因變量農業生產總值y的偏相關系數（表4）。

表4 不同農田水利設施與農業生產總值之間的偏相關系數

5項與農業經濟發展關系最為密切的水利基礎設施對農業經濟發展的重要性見表5。從標準回歸系數的角度看，襯砌防滲渠道長度對農業經濟發展的貢獻最大，增加灌溉機井和節水灌溉面積也能促進農業發展，但灌區面積、堤壩數目對農業總產值的貢獻不大。從偏判定系數的角度來看，灌溉機電井、塘壩數目對農業總產值的貢獻率均高于其他水利設施，而灌溉面積、襯砌防滲渠道長度的貢獻則相對較低。綜合來看，襯砌防滲渠道和灌溉機電井建設是提高農業生產總值的最佳途徑，增加節水灌溉面積和塘壩數量對于農業經濟的發展也具有較為顯著的貢獻，但由于土地面積有限，灌溉面積對于農業生產總值的提升效果是有限的。

表5 農田水利設施對農業經濟發展的貢獻率

3 結束語

對于張掖市來說，在“十四五”時期要實施“協調型”發展戰略，從農田水利、高標準農田建設等方面進行科學規劃，不斷完善相關制度，加大資金投入，根據不同縣（區）的農業生產特點，因地制宜、統籌推動農業經濟高質量發展。