粮食主产区农田水利基础设施投资效率分析 4页

第39卷第3期G根食斜艘占任；i}VoI．39，No．32014年6月rainScienceand、Techno|ogYand'EconomyJun．2O14粮食主产区农田水利基础设施投资效率分析何平均(湖南农业大学经济学院，湖南长沙410128)[摘要]通过对中国l3个粮食主产区2011年农田水利建设投入产出数据进行数据包络分析(DEA)，测算出各地区农田水利投资的综合效率和规模效率。结果表明：辽宁、吉林、江西、四川等4个地区属于DEA有效，包括规模有效和技术有效。其他9个地区属于非DEA有效，且技术效率和规模效率呈现不均衡发展，规模效率呈现递增和递减2种状态。[关键词]粮食主产区；农田水利基础设施；投资效率我国是人口大国，粮食自给的压力尤其凸显了的粮食生产应归功于灌溉。Berbel等口认为提高粮农业生产的重要性。农业生产对水利灌溉的依赖程食产量的优先选择是改善灌溉工程质量，促进农田度较高，而近年来旱涝灾害频发，特别是2011-2012水利设施的有效利用。朱晶认为农业公共投资有年旱涝急转对农业生产和人民生活造成了严重影利于促进粮食安全。马林靖通过倍差分析方法对响，对粮食供给安全带来了严峻的挑战。旱涝灾害的农村灌溉设施投资效果进行评估的结果表明，灌溉形成除受气候等自然因素、人为引起的生态环境破项目投资对项目村的亩均农业收入具有正向影响。坏影响，还与水利本身先天不足、防涝抗旱技术落后汪小勤等运用随机前沿生产函数模型验证了包括有关。2O世纪9O年代以来，国家加大了水利设施的农田水利灌溉面积和农村电力消费在内的农业公共建设投入，特别是近年来，各级政府通过实施大江大投资对农业技术效率和农业增长的促进作用。郭唐河大湖治理工程、防洪工程和水利灌溉工程建设，以兵等采用C—D生产函数法实证分析了农田水利改善农业生产条件，确保了中国粮食安全，实现了发展与农业增长的关系，认为有效灌溉面积、旱涝保粮食产量十连增和农民收入高增长。粮食主产区在收面积、水土流失治理面积等对农业增长具有显著保证国家粮食安全中居于重要地位。据统计，2011性影响，且东、中、西部存在差异。由此不难看出，农年中国13个粮食主产区粮食产量占全国总产量的田水利设施的改善和投人的增加在促进农业经济75．4％，约95％的增产粮食来自13个粮食主产区。但增长和保障国家粮食安全的重要地位和作用。是不同主产区，由于受到经济发展水平、农业生产条但已有的研究成果多是对全国或者某一地区农件、气候条件、水利建设存量等诸多方面的影响，农田水利建设效果进行分析，并未针对粮食主产区这田水利建设存在差异，对粮食增产以及农民增收的一特定区域层面农田水利设施投资效率之间的差异贡献各异。性进行探讨。因此，本文拟在相关研究的基础上，利目前，国内外学者围绕农田水利投资效率问题用数据包络分析(DEA)模型，对我国l3个粮食主产展开了～系列研究，并提出了一些极富建设性的政区农田水利基础设施投资效率进行实证分析，以考策建议。MabryE¨认为水利工程投资对农业发展起着察不同地区、不同经济发展水平下，农田水利投资效最为重要的作用，全世界有1／3的粮食丰收归功于率存在的差异性，从而更好地配置资源，提高投资小型农田水利工程。Brown等通过灌溉和自然降水效率，为全国其他地区提供借鉴。对中国粮食生产能力的比较研究，认为中国有70％1效率测度方法与数据收稿日期：2014—05—01基金项目：教育部人文社会科学研究青年基金项目“农田水利基础设1．1测度方法施投资绩效及影响机理研究”(12YJCZH068)；湖南省软科学研究项目“湖南省农田水利治理机制创新研究”(2012ZK根据曼昆[关于效率的定义，在既定投人水平3057)；湖南省自然科学基金项目“基于城乡统筹发展的湖下产出最大化或者产出一定的情况下投入最小化，南省农村公共服务资源优化配置研究”(13JJ3073)。作者简介：何平均，女，博士，教授，研究方向为农村财政与农业投资。结果是有效率的。投入与产出之间的比例关系，反映9n第39卷2014年第3期何平均：粮食主产区农田水利基础设施投资效率分析效率水平。在有多种投入一种产出的经济模型中，假选取有效灌溉面积、旱涝保收面积、机电排灌面积等设投入为x(x，⋯，‰)，产出为Y，投入和产出3个指标作为投入变量。由于农田水利基础建设的的关系可用生产函数描述为：=y-厂()-厂(X2⋯，直接影响是保障粮食产量。粮食增产，农业生产条件^)。得到改善，农民自然增收。因此选用粮食产量、农民在面临多种投入和多种产出的情况下，根据前人均纯收入作为产出变量。主要变量及定义见表l。沿生产函数理论，常采用数据包络分析法。此法是由表1主要变量及定义变量名定义单位符号著名运筹学家Chames和Cooper等在“相对效率”概有效灌溉灌溉工程设施基本配套，有一定水源万公顷，念基础上发展起来的一种研究多投入情况下多种面积保证率、土地较平整，一般年景下当产出综合效率的典型方法，也是目前广泛采用的一种投年可进行正常灌溉的耕地面积。变旱涝保收有效灌溉面积中，遏旱能灌，遇涝能排万公顷非参数效率评价法，无需考虑输入输出指标的单元量面积的面积。量纲问题，可以规避参数法的多种限制，因此适合机电排灌可利用机械和动力实现的灌溉和排万公顷于农田水利基础设施投资效率的评价。面积水面积之和。根据对规模报酬是否可变的假设，DEA模型分粮食产量全年的粮食生产总量，包括夏收粮万吨y食、早稻和秋收粮食。为CCR模型和BCC模型。本文采用的是投入导向变农民人均农村住户当年从各个来源得到的总元／人y，的多投入、多产出不变报酬(CCR)方法，测算出第．里纯收入收入相应地扣除有关费用性支出后个粮食主产区(决策单元DMu)第年的农田水利的收入总和建设投入产出效率。该线性规划表述为：2实证研究结果及分析rain0将13个样本地区2011年的投入产出数据代入∑XjAj~OX。DEAP软件，计算出我国粮食主产区农田水利基础i=1设施投资效率值，见表2。(1)Y／Aj>~OYo表2粮食主产区农田水利基础设施投资效率评价结果i=1综合效规模效综合效规模效DMU省份z~a(TE)率(SE)DMU省份率(TE)率(SE)A，≥0；=1，2，⋯，nDMU湖南0．7390．377DMu内蒙古0．5890．284由于(，Y)∈T，即(。，】，。)满足∑≤。，∑DMU，湖北0．77l0．431DMU。江西11l，AY。。、y分别表示被评价的第．个决策单元DMU河南0．6311．677DMU四川11DMU辽宁1lDMU．．江苏0．5930．494DMU的投入向量、产出向量。A表示第．个决策单DMU河北0．3991．001DMU，安徽0．5l10．989元DMU的组合比例(组合系数)。0为相对效率值，DMU山东0．5l31．396DMU黑龙江0．8561．7570∈(0，1)，当0=1时，决策单元有效，即产出相对投DMU，吉林11均值0．7390．954入而言已经达到最大；当0≠1时，决策单元不是DEA2．1综合效率分析有效，且0值越小其DEA有效性越低。由表2可知：(1)从DEA相对效率值的有效性1．2变量选择与数据选取来看，2011年全国13个粮食主产区综合效率平均选取目前被广泛认定的粮食主产区湖南、湖北、值为0．739，总体上缺乏效率。这说明我国在优化资河南、辽宁、河北、山东、吉林、内蒙古、江西、四川、江源配置、合理有效地利用资源、增加粮食主产区农田苏、安徽、黑龙江等l3个省(自治区)作为决策单元。水利投资还有较大的空间和潜力，这也是我国进一然后根据指标的重要性、可获得性、可操作性和针对步加强农田水利基础设施建设的努力方向。此外，规性确定指标体系，同时，充分考虑投入和产出的指标模效率均值为0．954，接近于1，说明规模效率从递数量要达到一定规模，以及规避投入和产出指标体增趋向于不变，相对于增加投入而言，应更多地从技系内部的强线性关系。术创新、经营管理制度完善、提高水资源利用率上下农田水利基础设施是指为农田服务的水利设功夫。施，包括灌溉、排水、除涝和防治盐、渍灾害等设施，(2)辽宁、吉林、江西、四川等4个地区效率值等以促使基本农田达到旱涝保收、高产稳定。为了既方于1，属于DEA有效，包括技术有效和规模有效。意便数据量化分析又能全面有效地衡量水利基建投入，味着这些地区农田水利建设投入产出落在生产前沿10n何平均：粮食主产区农田水利基础设施投资效率分析第39卷2014年第3期面上。这主要是由于：①这4个省份经济发展基本上点调节投入要素的质量和数量，是提高农田水利基处于全国中等水平，政府高度重视农业生产在经济础设施投资效率的关键。发展中的作用，高度重视农}}j水利基础建设，投入力(4)其他5个地区的规模效率值都小于1，呈现度较大，确保了重点工程建设的资金需求。如吉林省规模收益递增趋势，说明这些地区农田水利基础设2011年水利基础设施建设总体投资70亿元，比施投资规模小，具有较大的发展空间和潜力，可以2010年增长近50％。②这4个省份本身的农田水利通过继续增大农田水利基础建设投入、扩大规模以基础较好，而且能从实际出发，不断新建、续建、改获得更高收益。建、扩建一大批农田水利设施，使粮食生产防灾、抗3结论灾、减灾能力得到实质性地改善和增强。③兼顾大型水利工程建设和小沟塘渠堰建设，全面推进农田(1)整体上看，2011年我国粮食主产区农田水水利现代化进程。④加强节水灌溉工程建设，提高利基础设施投资总体上缺乏效率，还存在较大的发水资源的利用率。⑤推进基层水利管理服务体系建展空间。设，强化管理，提高资金使用效率。(2)各个粮食主产区之间农田水利基础设施投(3)其余9个地区DEA值小于1，即DEA无效资效率存在差异。辽宁、吉林、江西、四川等4个地区或若有效。其中河北最低，为0．399，这主要是由于属于DEA有效，即技术有效和规模有效，投入产出河北省虽然作为重要粮棉产区，也是中国唯一兼有比达到最优状态。其余9个地区属于非DEA有效。高原、山地、丘陵、平原、湖泊和海滨的省份，且近年(3)处于非DEA有效的地区，规模效率存在差来水资源由于工农业等用水Et益增加而过度开发，异，且技术效率和规模效率呈现不均衡发展。湖南、地下水位下降，地表水量减少，对农田水利开发建设湖北、内蒙古、江苏综合效率较高，而规模效率较低，带来较大影响。安徽、山东、内蒙古、江苏、河南紧随意味着增加投资规模更有利于总体效率的提高。其其后，DEA值仅维持在0．5左右，这与其经济发展水他5个地区规模效率远远大于综合效率，意味着这平很不相称。江苏、山东、河南3省2011年GDP排些地区在资金和资源有限的情况下，应注重技术效名位于全国前5，安徽和内蒙2个地区也居于第14、率的提高。15位，这可能是由于各级政府对农田水利建设不够4建议重视，资金投入匮乏；其本身的技术效率水平较低，相对于其他省份而言，还有着很大的提升空间。(1)继续重视农田水利基础设施建设，强化农村2．2规模有效性及规模效率分析公共财政职能，充分利用投人要素，提高粮食主产区反映农田水利基础设施投资规模效益的指标是投资规模效率。规模效率值。若规模效率等于1，则该评价单元的(2)giJ新投资方式，拓宽资金来源渠道，形成以规模收益不变；若规模效率大于1，则该评价单元政府投入为主导的农田水利建设多元化投入机制。的规模收益递减；若规模效率小于1，则该评价单元(3)加强农田水利建设资金的整合，强化农田水的规模收益递增。利经营管理，科学规划，合理使用，提高资金使用效通过表2可知：(1)DEA有效的4个地区(辽率。宁、吉林、江西、四川)均处于规模收益不变阶段，其(4)gg新农田水利服务体系，发展农民合作组投入和产出已达到最优状态。织，赋予农民用水合作组织灌溉工程自主管理权，建(2)河北省的规模效率约等于1，接近规模收益立群管为主、专管为辅、专群结合的机制。不变。这可能是由于近年来河北省虽加大了农田水(5)转变农业经济发展方式，由粗放式经营和外利建设的投入，但投资管理体制不完善、技术水平延式发展转变为集约式经营和内涵式发展。大力提倡节水灌溉，全面推进高效节水灌溉工程，提高农田低、相应配套不完全等因素导致总体效率偏低。(3)河南、山东、黑龙江等省呈现规模收益递减水利基础设施的供给水平和技术含量，有效提升水趋势，对这些地区而言，增量投资会出现资源浪费。利资源合理利用率。限制盲目投资，科学规划，优化资源和资金配置，重(下转第42页)11n第39卷2014年第3期许艳霞等：乙二胺四乙酸修饰碳糊电极测定镉离子含量能力下降，并最终造成镉离子在电极表面的富集量浓度在1．0xl0-68．0x10-4mol／L的范围内成线性关减少，降低镉离子的溶出电流值。因此，本实验选系，且镉离子的检测限为1~10{tool／L(信噪比为3)。择一1．0V为检测的最佳富集电位。干扰实验表明，一些常见的金属离子对镉离子的检2．5线性范围和检测限测没有明显的干扰。将该检测方法用于实际样品的在pH5．0、富集时间200S、富集电位一1．0V最佳检测，得到回收率为95．5％。条件下，镉离子在裸碳糊电极表面的电流响应与镉参考文献[1]赵云翔，马卫兴．TASPAP分光光度法测定水中镉(Ⅱ)离子[J]．安离子的浓度在1．OxlOmol／L～8xlOmol／L范围内成徽理工大学学报：自然科学版，2009，29(6)：l7—20．线性关系，线性曲线为：ip(A)=一2．449+0．810954c[2]黎源倩，杨经国．流动注射一二极管阵列检测分光光度法同时测定(p~mol／L)，r=0．995。在信噪比为3的情况下，镉离子铅和镉[J]．分析化学，1998，26(7)：843—846．[3]陈新换，袁智能，傅明，等．微波消解——火焰原子吸收法直接测在该体系中的检测限为1．Oxl0-8mol／L。定出口动物肝中镉含量[J]．微量元素与健康研究，2001，18(2)：2．6干扰实验63—64．一般样品的成分比较复杂，可能包含多种金属[4]袁圣钊．浸提法一火焰原子吸收光谱法测化妆品中镉的不确定度分析[J]．广东微量元素科学，2010，17(1)：36—40．阳离子、阴离子和各种有机物，这些物质都可能会对[5]周建成，刘芳，陈万明，等．食品中铅镉原子吸收分析中的干扰及镉离子的检测造成干扰，因此本实验测试了一些常见消除[J]．湖南农业科学，2009(6)：99—100．的阳离子和阴离子对镉离子响应信号的干扰情况，16JGKaya，COzcan，MYaman．FlameAtomicAbsorptionSpectrometricDeterminationofPb，Cd，andCuinPinusnigraL．andEriobotrya见表1。结果表明，常见金属离子Na、K、Li、A1、japonicaLeayesUsedasBiomonitorsinEnvironmentalPollutionlJJ．Ca、NH4+．Cr3+等，常见阴离子如5042-．~po43-．NO3-等BullEnvironContamToxico1．2010(84)：191—196．对镉离子的检测无显著干扰。[7]李彪，李丹．微波消解ICP—MS法测定植物样品中的镉[J]．现代科学仪器，2011．135(1)：114—115．表1常见离子对镉离子检测的干扰情况[8]张莉莉，张恩慧．微波消解ICP—MS测定大米中的镉[J]．广东化工．2013，40(11)：191-191．[9]ValetteG，PaIsonsR．Therenovatedsilverringelectrodeindetermina—2．7回收率的检测tionofleadtracesbydifferentialpulseanodicstripping：voltammetry[Jj．回收率反应了检测方法对实际样品进行检测的J．ElectroanalChem，1985(1919)：377—381．[10]CesarinoI，CavalheiroETG，BrettbCMA．Simultaneousdetermina—准确程度，准确程度越高，回收率越接近1。配制镉tionofcadmium，lead，copperandmercuryionsusingorganofunction—离子浓度为6x10mol／L的模拟样品溶液并在最佳alizedSBA-15nanostrueturedsilicamodifiedgraphitepolyurethane条件下进行回收率试验，得到回收率为95．5％，表明CompositeElectrode[JJ．Electroanalysis，2010(22)：61—68．111JWuKB，HuSH，FeiJJ，eta1．Mercury—freesimultaneousdetermina—该方法的准确度比较高。tionofcadmiumandleadataglassycarbonelectrodemodifiedwith3结论multi—wallcarbonnanotubes[Jj．AnalyticaChimieaActa，2003(489)：215—221．本论文建立了一种用EDTA修饰碳糊电极检测[12]纪明艳，盖赫莉．天然水中铜(Ⅱ)、铅(1I)和镉(Ⅱ)与碘络合吸附波的示波极谱测定的研究[J]．哈尔滨师范大学自然科学学报，镉离子的检测体系。该方法利用EDTA对镉离子的1997，13(1)：77—81．络合作用，结合阳极溶出伏安法和微分脉冲伏安法[13]高云涛，刘晓海，项朋志，等．铋膜电极微分电位溶出法测定环境的优点，实现了对镉离子的灵敏检测。通过对各项参样品中生物可利用镉[J]．分析测试学报，2006，25(3)：70—73．[14]杨春海．基于表面活性效应下微量镉的电化学测定[JJ．湖北民族数的优化，发现当缓冲溶液pH值为5．0，富集时间学院学报：自然科学版，2003，21(2)：45—48．为200S，富集电位为一1．0V时，镉离子具有最佳响[15]许艳霞，胡成国，胡胜水．纳米氧化铁修饰波碳电极测定痕量镉应。在该最佳条件下，镉离子的响应电流与镉离子的离子[J]．分析测试学报，2012，31(2)：221—224．(上接第11页)参考文献l3-20．[1JMabryJ．Canalsandcommunities，small-scaleirrigationsystems[M]．[5]马林靖．中国农村水利灌溉设施投资的绩效分析——以农民亩均UniversityofArizonaPress，1996．收入的影响为例[J]．中国农村经济，2oo8(4)：55—62．[2]BrownLesterR，BrianH．China’swatershortagecouldshakeworldfood[6]汪小勤，姜涛．基于农业公共投资视角的中国农业技术效率分析securitylJj．WorldWatch，1998(4)：l1—17．[J]．中国农村经济，2009(5)：79—86．[3jBerbelJ，GomezLimonJA．Theimpactofwater—pricingpolicyin[7]郭唐兵，叶文辉．我国农田水利与农业增长关系的实证研究[J]．华Spain：analysisofthreeirrigatedareas[Jj．Ag6culturalWaterManage—东经济管理，2012(12)：84—88．ment．2000(2)：43—51．[8]曼昆(美)．经济学原理(上册第三版)[M]．梁小民，译．北京：机械工[4]朱晶．农业公共投资、竞争力与粮食安全[J]．经济研究，2003(1)：业出版社．2005．42