基于基尼系数的山东省农业用水配置效率分析

鹿 翠,徐丽芸

(河海大学 商学院，江苏 南京 211100)



基于基尼系数的山东省农业用水配置效率分析

鹿 翠,徐丽芸

(河海大学 商学院，江苏 南京 211100)

选取了2008～2015年《山东省统计年鉴》的农业用水和农业产值数据，通过构建洛伦兹曲线三次多项式趋势线计算出山东省农业用水配置的基尼系数。结果表明：山东省农业用水配置比较公平，农业用水配置的基尼系数总体处于0.2～0.3之间，且呈平稳降低趋势；各地区农业用水效率差距较大，山东省东部地区农业用水效率明显高于西部地区。基于此提出了提升农业种植技术、推广节水灌溉技术和加强政策支持的建议。

基尼系数；农业用水；配置效率；山东省

0 引言

水资源紧缺是我国的基本国情，农业作为我国第一用水大户，提高其用水配置效率对缓解水资源短缺问题具有深远意义。山东是我国农业第一大省，但人均水资源占有量却不足全国水资源人均占有量的1/6，水资源紧缺问题已经成为制约当地国民经济和社会发展的重要因素，所以促进农业水资源合理配置和高效利用是协调山东省水资源供需矛盾、促进经济社会协调发展的重要课题。

本文收集了2008～2015年《山东省统计年鉴》，选取该省17个市的农业用水量和农业产值数据，构建洛伦兹曲线，通过拟合洛伦兹曲线三项式计算出山东省农业用水配置的基尼系数，并对山东省各市农业用水效率进行分析评价，最后提出了相关对策建议。

1 山东省农业用水现状

根据山东省统计年鉴，对该省2007～2014年农业用水量变动情况进行了统计(表1)。从表1可知，2007～2014年山东省水资源总量呈现波动减少趋势，2007年该省水资源总量达到387.11亿m3，到2014年已经减少到207.44亿m3；而总用水量也呈波动下降状态，但减少幅度低于水资源总量减少幅度；山东省农业用水量逐年降低，但在水资源总量持续减少的状态下，农业用水占水资源总量的比重呈上升趋势，农业用水占水资源总量比重过高将挤压其他领域的用水资源，影响社会经济持续发展，所以提高山东省农业用水配置效率是当在亟需解决的问题。

按照国际标准，水资源开发利用程度应控制在40%以内，生产用水总量占水资源总量比重应控制在50%以内[1]，山东省水资源开发和用水量均已经超过标准水平。水资源总量不足、农业用水比重过高是山东省农业用水现状。

表1 2007～2014年山东农业用水量变动情况

2 研究方法

2.1 基于基尼系数的用水配置效率评价法

基尼系数最早由20世纪初意大利经济学家基尼根据洛伦兹曲线提出，是用来分析国民收入分配效率的经济学概念，可以较为直观地反映不同收入层次的居民在收入分配中的位置以及收入分配的效率和公平性，在国际上已得到广泛应用[2]。

基于基尼系数的用水配置效率评价模型就是计算山东省各市农业产值占农业总产值比重并进行升序排序，再计算各市农业产值的累计比重，将此作为纵坐标；其次计算各市农业用水量占农业总用水量比重并进行升序排序，再计算各市农业用水量占农业总用水量的累计比重，作为横坐标。

图1为农业用水配置效率的洛伦兹曲线。X为农业用水量累计比重，Y为农业产值累计比重，直线OQ即“绝对平均线”，用水配置效率处于该条直线上时说明农业用水绝对公平；而一般来说是达不到绝对平均的，当农业用水量与农业产值所构成的洛伦兹曲线在OQ下方时，即曲线OMQ，说明农业产值与农业用水量不匹配，较少的农业产值消耗了较多的水资源；当洛伦兹曲线位于直线OQ上方时，说明较高的农业产值消耗了较少的水资源，农业用水配置效率较高。

图1 洛伦兹曲线图

采用基尼系数法分析水资源配置的研究成果有：李建芳等(2010)[3]借助基尼系数构建了内陆河流用水公平性评价方法，他们认为通过计算人口、国内生产总值、降水量、蒸发蒸腾量与用水量的基尼系数可以对地区用水公平性进行评价；池营营等(2011)[4]选取了我国东中西部农业和工业用水数据，采用基尼系数法分析了我国水资源分配效率，研究结果表明，西部地区较东部农业用水效率较低；王小军等(2011)[5]根据我国城镇生活用水和农村生活用水构建了二元结构模型计算用水基尼系数，来判断生活用水分配的公平性，研究显示，我国居民生活用水基尼系数和用水量总体趋于稳定，但有增高趋势；杨淑菊(2013)[6]将云南省划分为16个行政区，通过构建洛伦兹曲线和基尼系数分析了云南省水资源空间匹配情况，认为云南省农业用水配置较为合理，而工业和生活用水基尼系数超过0.5，并对此提出了相关建议；何慧爽(2015)[7]用区位熵和基尼系数法对2003～2012年我国各地区用水结构和生产率变化情况进行分析发现，我国用水结构和生产率存在明显地区差异，经济发达地区用水结构和效率都优于欠发达地区。

2.2 研究方法

根据洛伦兹曲线来确定基尼系数，先计算洛伦兹曲线与45度线围成的面积SOMQ，由于SOMQ难以用数学表达式来表示，所以本文采用洛伦兹曲线的拟合曲线函数来进行估算，拟合程度越好，计算精度越高。

(1)计算山东省各市农业用水量占该省农业总用水量比重ri：

(1)

式(1)中，Ci为第i市农业用水量；AC为山东省农业总用水量。

(2)计算山东省各市农业产值占省农业总产值的比重Ri：

(2)

式(2)中，Vi为第i个市农业产值；AVi为山东省农业总产值。

(3)对各市农业用水量比重升序排序，并计算各市农业用水量累计比重，即：

ari=r1+r2+…+ri

(3)

式(3)中，ari为按升序排序的第i个市农业用水量累计比重，且r1

(4)对各市农业产值比重升序排序，并计算各市农业产值累计比重，即：

ARi=R1+R2+…+Ri

(4)

式(4)中，ARi为升序排序的第i个市农业产值累计比重，且R1

(5)用EXCEL软件绘制洛伦兹曲线，并用趋势线拟合洛伦兹曲线函数多项表达式F(x)。

(6)计算不平等面积SOMQ：

(5)

(7)计算基尼系数：

(6)

3 山东省农业用水配置效率分析

3.1 农业用水配置效率基尼系数分析

根据山东省统计年鉴，选取2014年山东省17个市农业用水量和农业产值数据，计算2014年山东省各市农业用水量累计比重和农业产值累计比重，并进行排序(表2)。

表2 2014年山东农业用水量和农业产值累计比重排序

根据表2数据绘制2014年山东省农业产值和农业用水量的洛伦兹曲线，并拟合洛伦兹曲线趋势线的三次多项式为：

F(X)=0.000004X3+0.002X2+0.747X(R2=0.999)

(7)

将公式(7)代入公式(5)，计算得出山东省2014年农业用水配置基尼系数为0.252。

3.2 农业用水配置效率评价

目前，用基尼系数来衡量用水配置效率在国际上还没有统一的标准，有学者认为可以借鉴收入分配效率标准来划分。基尼系数介于0～1之间，数值越小说明收入分配越公平；基尼系数低于0.2表示收入分配绝对平均；基尼系数在0.2～0.3说明收入分配比较平均，基尼系数在0.3～0.4说明收入分配相对合理；基尼系数在0.4～0.5说明收入分配差距较大；基尼系数大于0.5时表示收入分配高度不平均[8]。一般以0.4作为公平性的警戒线。

参照以上标准，山东省2014年农业用水配置效率的基尼系数为0.252，介于0.2～0.3之间，说明山东省农业用水分配比较公平，各市农业产值和农业用水量比较匹配。

3.3 农业用水配置效率动态分析

拟合2007～2014年山东省农业用水配置效率洛伦兹曲线趋势线函数，并计算基尼系数。从表3可知，R2值均大于0.999，说明洛伦兹曲线与拟合趋势线拟合度很高。山东省2007～2014年农业用水配置效率基本稳定在0.3左右，并呈波动下降趋势，说明山东省农业用水配置效率比较高，实现了区域间的相对公平。

表3 2007～2014年山东省农业用水配置基尼系数

4 山东省农业用水效率评价

以单位体积用水量的农业产值作为衡量农业用水效率指标，计算得出2007～2014年山东省17个市农业用水效率(表4)。

从表4可知，2007～2014年山东省农业用水效率逐年提高，2014年达到39.77元/m3，是2007年的2.21倍，由此可见，随着农业技术和社会经济、农户观念的发展，山东省农业用水效率得到了显著提升。山东省东部地区农业用水效率比西部地区高，东西部地区用水效率差距较大，各市中农业用水效率最高的为青岛、枣庄、潍坊和威海，农业用水效率最低的是菏泽、东营、滨州和德州，山东省西部内陆地区农业用水效率还有很大提升空间。

5 结论及建议

通过收集2008～2015年山东省统计年鉴数据，采用绘制洛伦兹曲线计算基尼系数法对山东省农业用水配置效率进行分析，结果显示，山东省农业用水配置的基尼系数总体处于0.2～0.3之间，并且呈波动降低趋势，说明山东省农业用水配置比较平均；同时，山东省农业用水效率逐年提升，但各市之间农业用水效率差距较大，山东省东部沿海地区农业用水效率明显高于西部地区。所以山东省农业用水虽然达到了配置上的相对公平，但是没有实现水资源的高效利用，针对这一问题，提出以下建议。

表4 2007～2014年山东省各市农业用水效率 元/m3

(1)提升农业种植技术。山东省是严重缺水省份，水资源短缺问题势必会影响到农业种植，通过改善农业种植技术，比如耕作制度和推广土壤改良技术[9]，因地制宜地发展农业经济作物，提高单位农业用水的产值。

(2)推广节水灌溉技术。当地政府可以逐步推广滴灌技术等节水效率较高的灌溉技术，用交替灌溉方式优化土壤水分配置，采用微灌方式减少农业灌溉用水，提高农作物质量[10]。

(3)加强政策支持。当地政府要在政策上引导支持农民提高用水效率，引进先进节水设备和技术、建设水利设施，对节水设备、设施企业给予优惠条件；制定支持提高农业用水效率的政策、加强对农户提高农业用水效率的教育和奖励。

[1] 关全力,刘维忠,余国新.新疆农业用水配置及用水效率动态评析[J].人民黄河,2016(3):136-139.

[2] 杨芳.基于基尼系数法的九龙江流域水污染物排放总量分配研究[J].环境科学与管理，2012(5):30-35.

[3] 李建芳,粟晓玲,王素芬.基于基尼系数的内陆河流域用水公平性评价：以石羊河流域为例[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2010(8):217-222.

[4] 池营营,杨伟.中国水资源分配的基尼系数分析[J].陕西水利，2011(2):39-40.

[5] 王小军,张建云,刘九夫,等.我国生活用水公平问题研究[J].自然资源学报，2011(2)：328-224.

[6] 杨淑菊.基于基尼系数的云南省水资源空间匹配分析[J].安徽农业科学，2013(10):4584-4586.

[7] 何慧爽.基于区位熵和基尼系数的中国用水结构与效率研究[J].资源与环境，2015(7):816-819，828.

[8] 孙志才,张蕾.基于分形的中国地均农畜产品虚拟水规模分布的时空演变研究[J].地理科学,2009(3):402-407.

[9] 刘方平,梁举,熊晓光.江西水稻需水规律和灌溉用水变化规律分析[J].江西农业学报，2011，23(6):16-18，22.

[10] 董希慧,廖禺,潘松，等.赣南脐橙机械化节水灌溉技术现状与对策分析[J].江西农业学报,2014，26(4):36-38.

(责任编辑：管珊红)

Analysis of Agricultural Water Allocation Efficiency in Shandong Province Based on Gini Coefficient

LU Cui, XU Li-yun

(School of Business, Hohai University, Nanjing 211100, China)

Using the data of agricultural water and agricultural output value of Shandong province during 2008～2015, the author calculated the Gini coefficient of the allocation of agricultural water in Shandong province by constructing the cubic polynomial trend line of Lorenz curve. The results showed that the agricultural water allocation in Shandong province was relatively fair, the Gini coefficient of agricultural water allocation was generally between 0.2 and 0.3, and it presented a slow decreasing trend. There was a large difference in agricultural water use efficiency among different regions of Shandong province, and the agricultural water use efficiency in the eastern regions was significantly higher than that in the western regions. Therefore, the article put forward the following proposals: enhancing agricultural planting technology, popularizing the water-saving irrigation technology, and strengthening the policy support.

Gini coefficient; Agricultural water; Allocation efficiency; Shandong province

2016-06-10

国家社会科学基金项目“效率导向下地区水市场交易机制设计与政府责任研究”(15BJY053)。

鹿翠(1963—)，女，陕西西安人，副教授，硕士生导师，研究方向：财务理论与实践。

S273

A

1001-8581(2016)12-0131-04