不同灌溉水源供水可靠性的评估

杨 宇 王金霞 陈 煌

(1.中国科学院地理科学与资源研究所农业政策研究中心，北京100101;2.中国科学院研究生院，北京100101)

如何通过进一步增强农田水利设施投资和管理机制建设、提高灌溉供水可靠性来减缓旱灾对农业生产的影响不仅引起我国决策者的关注，也引起了部分学者的重视。水利部陈雷部长指出，农田水利设施的薄弱和滞后仍然是影响农业生产稳定和粮食安全最大的硬伤和短板［1］。为了进一步加强农田水利设施建设，2011中央一号文件首次对农田水利设施建设进行了全面部署，明确提出要从土地出让收益中提取10%用于农田水利建设以提高水利设施的供水保障能力，进而提高农业综合生产能力。一些研究指出，当前农田水利设施年久失修、工程质量差、淤泥沉积等因素引起蓄水能力低、灌溉供水不可靠及供水不足，因而急需加大投资力度［2－4］。还有一些学者认为，农田水利设施的管理薄弱和机制不畅是导致灌溉供水保障程度较低的主要因素，应加强和完善其管理机制建设［5－6］。

那么，我国基于各种农田水利设施下不同灌溉水源的灌溉供水方面的可靠性究竟如何?不同灌溉水源在灌溉供水可靠性方面的差距有多大?影响灌溉供水可靠性的因素有哪些?回答这些问题对于进一步引导合理农田水利投资、制定合理的相关政策具有十分重要的现实含义。但遗憾的是，目前的文献还未对这一问题开展研究，尤其是缺乏运用大规模实地调研数据开展的定量分析。本文的研究目标就是回答以上问题，通过全国7省的123个村的大规模实地调研，运用计量经济学模型的方法，对各种灌溉水源对灌溉供水的可靠性开展实证评估及分析。

1 数据来源及关键指标说明

研究所用数据来源于我们2010年在全国7个省开展的实地调查。这7个省分布在全国六大流域，包括位于海河流域的北京市和河北省、松辽流域的吉林省、淮河流域的安徽省、长江流域的四川省、西南流域的云南省和东南流域的浙江省。七个省份的选择主要考虑了南北方气候和水资源条件的差异。例如，调查不仅包括降水较少、水资源相对匮乏的北方三个流域(松辽、海河和淮河流域)，而且也包括降水较多、水资源相对充沛的南方三个流域(长江、西南和东南流域)。我们在每个省随机选取了3个县，每个县随机选取了2个乡、每个乡随机选取3个调查村开展调查;调查样本最终包括7个省中的123个村。

对所选取的村，我们采取了面对面的问卷调查方法。调查对象是村领导，主要包括村书记、村长或村会计。调查内容主要包括村地表水资源和地下水资源供水可靠程度、不同水利设施提供的灌溉供水比例以及村社会经济和自然条件基本情况等方面的内容。供水可靠性体现了农田水利设施到农田“零距离”的直接效果，主要是基于调查表中如下两方面的问题来度量:对于能够依赖地表水供水的村，了解其在2006－2010年，有哪几年地表水不够用;对于从地下取水灌溉的村，同样是了解其在2006～2010年中有哪几年井水不够用。基于这两个问题，我们首先用过去五年中(2006－2010)地表水和地下水够用年份的比例分别计算了地表水和地下水供水可靠性指标。其次，以调查村分别利用地表水和地下水灌溉的耕地面积作为权重，计算了样本村地表水和地下水供水的综合可靠性指标。不同农田水利设施的灌溉供水比例来源于调查表中的“你们村灌溉供水来源于何种水利设施、各种水利设施提供的灌溉面积有多大”的问题。调查还收集了社会经济和自然条件方面的指标，主要包括村农民人均纯收入、村劳动力文化程度、村非农就业比例、村到乡镇府的距离、村土壤类型以及村地形地貌特征。

2 灌溉供水可靠性和不同灌溉水源的现状

调研结果表明，过去5年(2006－2010年)，有三分之一的年份存在灌溉供水不可靠的状况，而且地表水供给的可靠程度低于地下水供水。例如，从样本总体来看，在过去5年，农田水利设施灌溉供水的可靠程度为70%，也就是在5年中有70%的年份灌溉供水是够用的;而在其余30%的年份中，灌溉供水不足以满足当地农业生产的需求(见图1)。从不同水源来看，地表水灌溉供水的可靠程度低于地下水约9%。地表水灌溉供水的可靠程度为63%，而地下水为72%。

调查发现，目前农村主要通过水库、灌区、机井、水池(池塘)或水窖等水利设施来提供灌溉，还有一些是运用水泵等设施从河流湖泊进行提水灌溉。分析中我们运用各种农田水利设施在某村中所提供的灌溉面积比例来反映该水利设施对灌溉供水的贡献率。调研结果表明，各种水利设施提供的灌溉面积比例存在一定差异。灌溉供水面积比例较高的是从河流湖泊提水和通过机井进行灌溉，分别达到了32%和25%;其次是水库、灌区和水池，分别为17%、13%和12%;最少的是水窖，灌溉供水的面积仅仅为1%(见图2)。

图1 灌溉供水可靠性现状图(%)

图2 不同类型灌溉水源灌溉面积比例图

3 不同灌溉水源灌溉供水可靠性定量评估

为了深入评估不同农田水利设施提供的灌溉供水可靠性的差异，我们建立了如下的计量经济学模型:

以上模型中，i表示第i村，j表示第j个省。因变量表示灌溉的供水可靠性程度，其为0～1区间上的连续取值，其中取值越大表示灌溉供水可靠性越高。模型右边的xij是我们感兴趣的关键变量，表示各类农田水利设施所灌溉的面积比例，也为0～1区间上的数值。基于前面分析，提供农村灌溉的水利设施主要有水库、灌区、机井、水池、水窖及通过水泵从河湖提水。在我们分析中，依靠水泵从河湖提水是对照组。xij经济含义表示的是每增加农田水利设施灌溉耕地面积比例，对灌溉供水可靠性影响程度变化是多少。

zij和gij分别为反映社会经济和自然条件的控制变量。zij是一组村社会经济基本特征，其包括非农就业劳动比例、村离乡镇的距离(km)、人均耕地面积(hm2/人)、村受教育程度在中学及中学以上的劳动比例。gij代表的是一组村自然特征，包括村土壤性质，是否为壤土(1=是;0=否)、是否为黏土(1=是;0=否)，沙土作为了对照组。dj代表以北京为对比基础的省虚拟变量。εij表示其他不可观测的随机扰动影响因素。α、β、γ、δ是模型待估的参数或参数矩阵。

由于灌溉用水可靠性数据中部分值是零，若用常用最小二乘法的来估计可能产生系数偏误或不一致，会误解解释变量系数的经济意义。因此，本文依据因变量数据值特征，将选择受限因变量模型—截取回归模型，即Tobit模型对模型的参数进行估计，从而保证所估计参数的无偏性和一致性。其次，由于选择的是不同的村庄横截面数据，可能会出现异方差，影响所估计参数的有效性。因此，为了保证所估计参数的有效性，使用稳健性估计(robust)。

表1 灌溉供水可靠性影响因素模型估计结果表

该计量模型整体运行效果良好(见表1)。模型的联合检验F值(4.81)以及所对应的概率值(0.000)通过统计意义上的检验。模型的拟合优度达到0.40，这对于运用横截面数据的模型而言是比较高的，也就是说模型的整体解释能力较强。另外，我们把村社会经济和自然特征这些控制变量作为整个模型的嵌套变量，利用似然比(LR)检验它们是否对整个模型有限制性影响。由似然比卡方统计值(16.05)和伴随概率值(0.041)可以了解到村社会经济和自然特征对灌溉供水可靠性有限制的显著影响，即这些变量起到了控制区域间的差异作用。结果表明，大部分村社会经济和自然条件等控制变量的估计结果比较显著，而且符合理论预期或实地观察。例如，村非农就业比例每增加1%，灌溉供水可靠性降低了0.5%，因为种植业的比较效益较低，种地机会成本较大，导致种植业劳动力的减少，进而减少对农田水利设施修建和维护的投工，间接了影响了农田水利设施对灌溉供水可靠性作用效果。村庄离乡(镇)政府的距离每增加1 km，灌溉供水可靠性降低1.1%左右，因为离乡镇府越近的有水利工程村庄越有可能作为政绩工程来抓，越远的村庄越有可能忽略，间接影响了供水可靠性，因此模型所模拟的系数与直觉还是基本一致的。还有村庄的地形也影响这灌溉供水可靠性，平原地区的村庄比丘陵、山区的村庄灌溉供水可靠性提高0.22，因为平原地区的农田水利设施工程更能容易发挥其作业效果，灌溉供水越可靠。

我们比较感兴趣的是关键变量的影响方向和大小，想了解哪种农田水利设施提供的灌溉供水更可靠?表1的估计结果表明，灌区、机井、水池这三类农田水利设施不同程度通过1%、5%或者10%显著性水平检验，而水库和水窖并未通过统计意义上的检验。其通过检验的灌区、机井和水池这三类农田水利设施对灌溉供水可靠性作用方向都是正的，与预期基本一致，即随着农田水利设施能灌溉耕地面积比例增加，灌溉供水可靠性越高。

农田水利设施对灌溉供水可靠性作用大小通过边际效应(dy/dx)来反映，dy/dx不是Tobit模型所估计的系数，而用dy/dx=φ(x'β/σ)β运算公式来表示边际效应，即模型中的边际影响通过以φ(x'β/σ)=0.97的比例因子来调整最大似然估计量来获得。机井在这几类农田水利设施中对灌溉供水效果较大，在其他条件不变的情况下，灌溉面积每增加10%，对灌溉供水可靠性分别提高4.2%;其次就是水池(池塘)，在其他条件不变下，水池灌溉面积每增加10%，灌溉供水可靠性就提高3.3%，然后就是灌区达到了2.7%。这说明就我们所调查的样本中，这三类灌溉水源(农田水利设施)对目前灌溉供水可靠性起着很重要作用，特别机井对灌溉供水可靠性效果最大，比水池和灌区分别高出0.9%和1.5%，灌溉供水更可靠。对于另外两类农田水利设施(水库和水窖)，就我们所调查样本中对灌溉供水可靠未起到明显效果，这需引起政府重视这两类农田水利设施问题，诊断其是管理机制不畅还是投资不足等问题，并提出解决措施。

4 结论及政策建议

本文主要研究目的评估当前我主要国农村灌溉水源(水库、灌区、机井、水池和水窖)灌溉供水效果，为政府科学合理地对农田水利设施投资提供实证依据。基于7省123个村的实地数据，运用计量经济模型方法去分析了灌溉供水可靠性现状特征和评估灌溉水源供水可靠效果，并得出以下结论:

(1)实地调查结果表明灌溉供水的可靠程度过去5年(2006－2010年)有三分之一的年份存在灌溉供水不可靠的状况。从样本总体来看，在过去5年，农田水利设施灌溉供水的可靠程度为70%，也就是在5年中有70%的年份灌溉供水是够用的;而在其余30%的年份中，灌溉供水不足以满足当地农业生产的需求。。

(2)就我们调查的样本，以水泵从河湖提水为对照组，运用计量经济模型评估了基于水库、灌区、机井、水池以及水窖五类农田水利设施为灌溉水源的供水可靠性效果，得出机井、水池以及灌区三类农田水利设施灌溉供水效果更好，即如果依赖该三类灌溉水源的农田水利设施，灌溉面积每增加10%，灌溉供水可靠性分别提高4.2%、3.3%和2.7%，而水库和水窖这两类农田水利设施灌溉供水效果不明显的结论。

(3)依据上述结论提出相应的政策建议，从农田水利设施类型，应继续推进和维持有关机井、水池和灌区这三类农田水利设施的政策，继续保持该三类农田水利设施灌溉供水可靠的效果;而对水库和水窖这两类灌溉供水效果不明显的农田水利设施，应诊断其问题，提出解决问题的政策建议。

(编辑:王爱萍)

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［2］郑凤田，崔海兴，郎晓娟.我国农田水利建设的反思:问题、困境及出路［EB/OL］.2011－2 －28.http://www.snzg.cn.

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