基于多因素探讨的终端农业水价模型研究

李建国,贾冬梅

(1.天津市中水科技咨询有限责任公司,天津 300171;2.天津市排水管理事务中心第七排水管理所,天津 300400)

中国水资源短缺问题由来已久,农田灌溉作为用水大户,是节水的最大潜力所在。然而,农田基础设施薄弱、用水管理方式粗放、农业灌溉水价偏低等一系列问题制约着中国农业水资源的高效利用。据《中国水资源公报》,2016年中国农业用水3 768.0亿m3,约占全国用水总量的62.4%,而农田灌溉水有效利用系数仅为0.542,与发达国家0.7～0.8相比还有一定差距[1]。价格机制作为水资源管理的重要工具,其独有的经济杠杆作用是调节农业用水需求,解决水资源供需矛盾的有效手段。经过多年尝试,虽然在全国范围内已初步建立了水价政策体系,但在灌区运行管理过程中,基础设施配套不完善、农业用水管理制度不健全等诸多现实因素使得水价政策在执行过程中仍然面临着较多问题,诸如灌溉水价长期偏低,拖欠、挪用水费现象严重,水价分担机制不合理等问题始终未得到有效解决,中国农业水资源正面临着前所未有的挑战,解决农业用水危机刻不容缓。

随着中国农业水价综合改革工作的不断深入,对水价的研究成为热点问题,不同的专家学者从各自领域对水价进行了定性与定量的研究[2]。其中,国外学者普遍注重从实践出发,研究农业用水的需求价格弹性、定价模式、实施方式及水价政策影响分析等[3-5]。国内水价研究则主要集中于水价理论模型分析、用水户承受能力及灌溉水价定价影响分析等。如姜文来[6]、沈大军[7]、王浩[8]通过对国内外水价理论方法的系统分析,总结提出成本分析法、影子价格法、供求定价法、CGE模型、模糊数学模型等多种水价模型。陈丹[9]、褚琳琳[10]首次将参与式农村条件价值评估法应用于灌溉水价支付意愿的研究。陈菁等[11]应用扩展线性支出系统模型定量分析北京市居民生活水价支付能力。上述理论方法在很大程度上丰富了中国水价研究成果,但对终端农业水价定价模型的研究目前尚不多见,在实践中多数是采用成本定价法,未将用户承受能力、水资源禀赋条件等因素纳入模型中,为解决好这一问题,笔者在深入分析终端水价影响因素的基础上,将影响终端农业水价构成的几个关键因素纳入到模型中对计算水价进行合理修正,据此提出基于多因素探讨的终端农业水价模型。

1 水价影响因素分析

影响因素的确定是科学构建农业水价模型的关键。本文主要从水资源禀赋条件、用户承受能力、成本水价的合理分摊3个层面对农业水价影响因素进行探讨。

1.1 水资源禀赋条件

农业水价的高低受自然因素影响较大,不同地区水资源的禀赋条件决定着农业用水的稀缺价值。以丰水地区和缺水地区为例,不同地区间水资源的供需关系存在较大差异,因而使用水的边际成本就不同,最终表现为供水价格的高低差异[12-13]。首先,水资源短缺时会大大增加其使用的机会成本,因而在缺水地区供水价格相对较高。其次,水资源的开发利用条件对供水价格也有一定的影响。一个地区可能包括地表水、地下水、回归水、过境水、外调水等多种水源类型,不同水源的开发利用成本各不相同。以地表水、地下水为例,通常地下水开发成本要高于地表水,表现为实际供水价格要高于地表水。再者,有外调水的地区,由于输配水过程中要消耗大量的运行成本,因而终端水价通常也表现得更高一些。

1.2 用户承受能力

承受能力是灌溉水价制定中需重点关注的问题。水价制定过高,超过用户的支付能力,往往会增加用户的经济负担,这与灌溉工程的准公益性是相悖的,而水价制定过低,一方面难以维持灌溉工程的持续运行,另一方也难以发挥价格机制的杠杆作用,容易造成灌溉用水的浪费,因此合理的水价应保持在用户的承受能力范围内。目前,国内学者对灌溉水价的研究主要是从经济因素和心理因素两方面进行探讨,具体表现为客观的支付能力和主观的支付意愿。在实际定价中,对用户支付能力的分析多数采用水费支出系数法,而对支付意愿的研究主要是采用问卷调查法,如陈丹[9]首次将条件价值评估法(CVM)引入灌区农业水价研究领域。因此,将用户承受能力纳入终端水价的制定对合理的水价机制形成具有重要的现实意义。

1.3 成本水价的合理分摊

根据《水利工程供水价格管理办法》《水利工程供水价格核算规范(试行)》(水财经〔2007〕470号文)和《农业水价综合改革试点末级渠系水价测算导则(试行)》等有关规定,农业供水终端水价由国有水利工程水价和末级渠系水价两部分构成,其中国有水利工程是指国有水管单位管理的骨干工程,末级渠系工程是指用水协会管理的末级渠系工程。基于灌溉工程的公益属性,长久以来,国家为减轻农民水费负担,对农业用水实行政策性的支持保护,政府参与水价分摊主要是通过低水价的“暗补”政策,同时以保障地方水利建设投资、维护骨干工程的日常运行等途径来分摊部分的国有水利工程水价和末级渠系水价,剩余部分水价则由用水户来承担,而终端农业水价是面向用户的最终水价,因此有必要从核算的成本水价中剔除由政府来分摊的价格部分,即通过构建价格分摊机制,从而获得更加合理的终端农业水价。

2 终端农业水价模型构建

2.1 水价概念模型的提出

基于水价形成理论及其影响因素的分析,终端农业水价核算中应重点考虑供水生产成本、水资源稀缺程度、用水户承受能力及成本水价的分摊机制等因素,在此基础上合理确定影响水价构成的各项因子。据此提出终端农业水价概念模型如下:

P=f(A,B,P1,P2,α1,β1,W1,W2)

(1)

式中P——终端农业水价;A——水资源丰缺系数,主要反映地区水资源丰缺程度;B——用水户承受能力指数,反映用户对水价的实际承受能力水平;P1、P2——国有水利工程水价和末级渠系水价,在实际计算中为适应地区经济发展水平、改革基础配套差异一般考虑运行成本水价、全成本水价及两部制水价等多种模式;α1、β1——成本水价分摊系数;W1、W2——国有水管单位供水量、终端用水量。

在得到水价概念模型后,为进一步研究终端水价计算模型,笔者对概念模型作出进一步整理。现阶段终端农业水价的制定通常主要考虑国有水利工程水价和末级渠系水价两部分,为更好地反映上述因素对终端水价的影响,笔者将水资源丰缺系数A、用户承受能力指数B作为调整因子对计算水价进行修正。考虑成本水价的合理分摊,笔者提出将α1、β1作为分摊系数对国有水利工程水价和末级渠系水价分别赋予权重,在此基础上得到终端农业水价计算模型如下:

P=AB(α1P1W1+β1P2W2)/W2=

AB(α1P1W1/W2+β1P2)

(2)

而式(2)中W2/W1在农田水利中通常可表述为“末级渠系平均水利用系数”,故式(2)可进一步表述为:

P=AB(α1P1/ηs+β1P2)

(3)

式中各字母含义如前文所述,其中ηs为末级渠系平均水利用系数。

2.2 水价模型参数

2.2.1水资源丰缺系数

严格的讲,地区水资源的丰缺不仅取决于当地水资源总量,同时与当地降水、人口、经济社会发展等因素密切相关,本文选取水资源短缺风险指数法定量评估地区水资源丰缺程度,其物理意义是区域的降水、人口和经济社会的可持续发展决定水资源的需求量[14],其公式为:

(4)

式中C——水资源短缺风险指数;Pr——区域人口,万人;G——GDP国内生产总值,亿元;Q1——本地水资源总量,亿m3;Q2——外调水资源总量,亿m3;K——与降水有关的系数。

(5)

其中:R为地区降水量(mm)。本文以区域水资源短缺风险指数与全国平均水平相结合来测算地区水资源丰缺系数,其计算公式为:

A=C1/C

(6)

式中A——区域水资源丰缺系数;C——全国水资源短缺风险指数;C1——区域水资源短缺风险指数。

若实测C1≥C,即区域水资源短缺风险高于全国平均水平,此时A≥1,表现为水价标准提高;若实测C1

2.2.2用户承受能力指数

目前国内承受能力指数的测算一般采用水费支出系数法,根据现有成果,通常认为农业水费占作物生产成本的比重以20%～30%为宜,占亩均产值比重以5%～15%较合理,占亩均净收益比重10%～20%合理[15-16],即:

Bl=R×Δ

(7)

式中Bl——用户经济上可承受的灌溉水价;Δ——可分别表示作物生产成本、亩均产值及亩均净收益;R——水费支出系数,当Δ分别表示作物生产成本、亩均产值及亩均净收益时,R可依次取20%～30%、5%～15%、10%～20%。

承受能力指数的计算主要是基于现状水价与用户可承受的灌溉水价间相互关系进行核定,具体方法如下:

(8)

式中B——用户水价承受能力指数;Pc——现状水价标准。

若BlPc,即现状水价标准低于用户实际承受能力,应考虑进一步提高水价标准,此时B∈(1,+∞)。同理,若B表现为无限大则计算结果显然不合理,考虑调整区间的对称性,认为B∈(0,2]较为合理,即B≥2时,取B=2。

毛囊闭锁三联症是一组较罕见的、常染色体显性遗传的皮肤病，主要表现为聚合性痤疮、化脓性汗腺炎和头部脓肿性穿掘性毛囊周围炎，引起皮肤溃疡、窦道形成及脓性分泌物，常发生在背部、腋下和臀部等［1］。病程迁延时间长，患者在生理和心理上都承受了巨大痛苦。我院于2009年5月收治1例毛囊闭锁三联症患者，经植皮术治疗效果满意，现报道如下。

2.2.3成本水价

终端农业水价包括国有水利工程水价和末级渠系水价两部分。在实际应用中,考虑不同地区经济发展水平、改革基础设施存在一定的差异,成本水价的核算一般要考虑运行成本水价、全成本水价及两部制水价等多种情况。在实际测算中,供水成本费用固定资产折旧费、管理费、修理费(日常修理费与大修理费)等,按照《水利工程供水价格核算规范(试行)》(水财经〔2007〕470号文)有关规定,农业供水价格计算方法如下:

P′=F/W

(9)

式中P′——农业供水价格;F——农业供水生产成本、费用;W——农业用水量。

2.2.4成本水价分摊系数

根据利益相关者理论,农业水价是一个涉及多部门利益的复杂系统,具体包括物价部门、水利部门、财政部门、农业部门、灌区水管单位、用水者协会、用水农户等多个团体。根据不同利益相关者在水价系统中所享有的权利和利益,可进一步区分为首要利益相关者和次要利益相关者,其中用水农户和政府部门是所有利益相关者中拥有高权利和高利益的团体,对水价的制定和执行过程影响最大,同时也是水价改革的最大受益方,因此可界定为首要利益相关者,即成本水价分担主体。其中不同主体间成本水价分担系数可采用李永等[17]提出的改进模糊层次分析法,构建成本水价分担层次结构模型见图1。

图1 成本水价分担层次结构模型

3 实例应用

3.1 研究区概况

某灌区地处淮河下游,西接洪泽湖,南以草泽河为界,东靠白马湖,北连苏北灌溉总渠,是全县境内最大的自流灌区。灌区总面积51.2万亩(1亩约等于666.67 hm2,下同),现有耕地面积36.5万亩,其中有效灌溉面积31.95万亩。2014年12月该县被正式批准为全国农村改革试验区,开展包括农田水利设施产权制度改革和创新管护机制试点。2016年9月该县作为全省农业水价综合改革试点率先进行试点改革,开展包括末级渠系改造、计量设施配套、用水合作组织建设、合理的水价机制研究等各项试点工作,目前已取得一定成效。

3.2 终端水价模型测算

本文在梳理2008—2015年某县及全国地表水、地下水资源数据的基础上,汇总计算各年地区水资源总量,结合地区《淮安市水资源公报》《淮安市统计年鉴》等有关数据计算各年某县及全国水资源短缺风险系数(表1),最终得出2008—2015年某县水资源丰缺系数变化关系曲线,见图2。从图中曲线不难看出,除个别干旱年份(如2013年)以外,全县水资源丰缺系数基本相对稳定,其多年平均值约为A=0.86。

表1 某县及全国水资源短缺风险系数计算

图2 某县2008—2015年水资源丰缺系数变化曲线

3.2.2用户承受能力指数

用户承受能力的研究主要结合试点调研数据加以分析。灌区常住人口约5 000户,本次采用入户问卷调查的方式,调查对象均为灌区内从事农业生产的农户,累计发放调查问卷150份,回收有效问卷133份。主要调研内容包括家庭基本情况(包括家庭人口、种植结构、种植面积、主要收入来源等)、农业生产成本(包括种子、化肥、农机、农药、人工、收割、水费、其他等)、农业生产收益(包括作物亩均产量、亩均产值、亩均纯收益)等。本文以水稻田为例整理汇总试点区调研数据见表2。

表2 试点区水稻田灌溉水费在成本、产值及纯收益中所占比例

根据问卷调查结果,试点区水稻田灌溉水费占农业生产成本比例为1.69%,占亩均产值比例为0.79,占亩均纯收益比例为1.49%,与水费支出标准相比,现行水价远低于用户经济上可承受的灌溉水价,应在一定程度上予以调高灌溉水价。按照水费支出系数法计算用户经济上可承受的灌溉水价如下:按作物生产成本的20%～30%,用户可承受的灌溉水价为142～213元/亩;按作物亩均产值的5%～15%,用户可承受的灌溉水价为75.63～226.95元/亩;按亩均净收益的10%～20%,用户可承受的灌溉水价为80.3～160.6元/亩。考虑到灌区长期以来实行低水价政策,如一次性将水价大幅提高,尽管用户经济上具备水费支付能力,但心理上可能会对水价改革产生一定的抵触,反而不利于改革的顺利推进。因此,笔者建议在试点初期可先由水费支出比例下限推进,随着水价改革的不断深入,再逐步提高相关比例,故用户可承受的灌溉水价值取75.63元/亩。此时试点区用户水价承受能力指数计算值为:

(10)

3.2.3成本水价

成本水价的核算包括国有工程水价和末级渠系水价。其中,国有工程水价是指国有水管单位水利工程产权分界点以上所有骨干工程的成本、费用总和与产权分界点量测的农业供水量之比。根据灌区多年运行实际情况,测算不同水平年型下灌区国有工程水价见表3。末级渠系水价是指国有水利工程产权分界点以下末级渠系供水费用与终端供水量之比。灌区国有工程水价计算的产权分界点为斗口或直挂农口,末级渠系工程的终端供水计量点为农渠进水口。本文以灌区某试点为例,测算末级渠系水价结果见表4。

表3 国有水利工程农业供水水价测算

表4 试点区末级渠系水价测算

3.2.4水价分担系数

构建科学合理的农业水价分担机制,不仅涉及用水农户的切身利益,更关系着灌区供水单位、农田水利事业的长久发展乃至国家的粮食安全、水安全。本文结合某灌区实际情况,分别构建了国有工程水价和末级渠系水价分担准则层,在此基础上合理确定终端水价分担系数,结果见表5、6。

表5 国有工程供水成本分担结构层次构建

表6 末级渠系供水成本分担结构层次构建

利用Matlab2010a软件,按照模糊层次分析步骤对各级指标权重进行迭代计算,经过5次迭代(计算精度0.0001)求得国有工程水价指标权重为W(5)=(0.4215,0.2505,0.1025,0.1605,0.0613)T,末级渠系水价指标权重W(5)=(0.2627,0.4954,0.1539,0.0831)T。由A-C、C-D判断矩阵计算P(1)、P(2)的组合权重系数,结果见表7,其中国有水利工程水价分担系数α1、α2分别为0.380 6、0.615 7,末级渠系水价分担系数β1、β2依次为0.704 8、0.290 3。

表7 终端水价分担系数计算

3.2.5终端农业水价

根据前文水价模型参数计算结果,按照前文所提出的水价模型公式测算灌区某试点终端农业水价,不同水平年型终端水价计算结果见表8。

表8 试点区终端农业水价测算

从表8计算结果来看,在综合考虑水资源条件、用户承受能力、供水成本及成本水价的分摊机制下,不同水平年型下试点区终端农业水价计算值均远高于现状水价标准,符合当前灌区水价严重偏低的现实,在试点改革初期,建议先将终端水价提高到运行成本水价,以保证水利工程正常运行所需的合理经费。随着农业水价综合改革的不断深入,应逐步将供水价格标准提升至全成本水平,从而更好地发挥价格机制的经济杠杆作用。

4 结论

合理的水价形成机制研究是保障农业水价综合改革有效实施的关键支撑。本文结合农业水价综合改革的实际需求,在深入分析农业水价影响因素的基础上,综合考虑水资源禀赋条件、用户承受能力、供水成本、成本水价的合理分摊等影响水价构成的关键问题,提出基于多因素探讨的终端农业水价模型。以某县农业水价综合改革试点为例,实例测算灌区终端农业水价标准。结果表明:灌区现状水价标准总体偏低,难以满足灌区水利工程正常运行所需的合理经费要求,在试点改革初期,建议先将供水价格提高至运行成本水平,以保证灌区水利工程的正常运行,后期随着改革的不断深入,再逐步将供水价格标准提升至全成本水平,以更好地发挥价格机制的经济杠杆作用。