王粒全 張迪

[摘 要]農業(yè)發(fā)展對塔里木河流域的發(fā)展至關重要，農產品的收益好壞離不開水資源的合理利用。本文用數(shù)據(jù)包絡的分析方法，用DEA模型對塔里木河流域棉花、小麥和玉米的用水效率進行研究，研究得出，塔里木河流域的棉花生產用水效率綜合效率的平均值為0.9137，小麥生產用水綜合效率的平均值為0.9213，高于新疆其他地區(qū);塔里木河流域的玉米生產用水綜合效率平均值為0.7553，效率偏低。建議制定合理的灌水量和灌溉制度，調整與搭配合理的作物結構。

[關鍵詞]塔里木河流域;棉花;小麥;玉米;生產用水效率

[中圖分類號]TV213.45 [文獻標識碼]A

1 前言

水資源是人類生存與發(fā)展的基本物質條件。農業(yè)是用水大戶，塔里木河流域農業(yè)年用水量占全部總用水量份額的90%。塔里木河流域遠離海洋，地處中緯度歐亞大陸腹地，四周高山環(huán)繞，東部是塔克拉瑪干大沙漠，形成了干旱環(huán)境中典型的大陸性氣候，在高山環(huán)列和遠離海洋的地形地貌、水文氣象等因素綜合影響下，全流域降水稀少，降水量地區(qū)分布差異很大，全流域多年平均年降水量為116.8mm，蒸發(fā)能力很強，一般山區(qū)為800-1200mm。水資源利用對其農業(yè)生產的發(fā)展、農產品品質的提升及農民增產增收起著至關重要的推動作用。

塔里木河流域范圍內（包括源流）分布著新疆天山以南的五個地州，分別是巴音郭楞蒙古自治州（簡稱巴州）、阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州（簡稱克州）、喀什地區(qū)和和田地區(qū)。塔里木河流域光熱條件好，氣候干燥，病蟲害發(fā)生率低，無霜期大多在200天左右，適宜陸地棉和長絨棉的種植，是全國棉花主產區(qū)和全國最大的優(yōu)質棉基地。2015年塔里木河流域的棉花種植面積占全疆棉花種植的54.13%，小麥種植面積占全疆小麥種植的45.63%，玉米種植面積占全疆玉米種植的46.72%。農業(yè)發(fā)展對塔里木河流域的發(fā)展至關重要，農產品的收益好壞離不開水資源的合理利用，本文用數(shù)據(jù)包絡的分析方法，用DEA模型對塔里木河流域種植的經濟作物——棉花、糧食作物——小麥和玉米的用水效率進行研究，為塔里木河流域農業(yè)用水效率評價、農村水利發(fā)展決策及最嚴格水資源管理制度的考核提供基礎數(shù)據(jù)，對新疆農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有一定的參考和借鑒意義。

2 研究方法

DEA是數(shù)據(jù)包絡分析（Date Envelopment Analysis）的簡稱，該方法是由運籌學家A.Charnes，W.W.Cooper和E.Rhodes等人以“相對效率”概念為基礎發(fā)展起來的一種效率評估方法。DEA的基本模型主要有CCR模型和BCC模型兩種。

CCR模型是研究在不變規(guī)模報酬下決策單元DMU相對效率的一種非參數(shù)方法。假設有n個部門或單位（稱為決策單元DMU），每個決策單元DMU都有m種投入和s種產出，xij為第j個DMU的第i種投入總量，yij為第j個DMU的第i種產出總量，各DMU的投入和產出相應的向量分別為：Xj=（x1j， x2j…xmj）T，Yj=（y1j， y2j…ysj）T。依據(jù)DEA方法的評價思想可以構造如下的線性規(guī)劃模型，即CCR模型。

（1）式中，θ表示DMUj離有效前沿面的徑向優(yōu)化量或“距離”，λj為n個決策單元DMU的某種組合權重，VD為第t個決策單元的相對效率評價結果。若引入松弛變量，則（1）式變?yōu)?/p>

（2）式中，θ表示DMUj離有效前沿面的徑向優(yōu)化量或“距離”，S -和S +分別是松弛變量和剩余變量，分別為m和s維列向量，非零的S -與S +使無效DMUj沿水平或垂直方向延伸達到有效前沿面。若VD=1，且它的最優(yōu)解λ*，S*-，S*+，θ*都有S*-=0，S*+=0，則第t個DMU為DEA有效。

Banker、Charnes、Cooper（1984）在CCR模型的基礎上增加了一個凸性假設，即，便將CCR模型修正為BCC模型。利用上述CCR和BCC模型，可以分別求出各DMU的綜合技術效率（TECRS）和純技術效率（PTEVRS），再根據(jù)技術效率等于規(guī)模效率乘以純技術效率，即：TECRS=SE*PTEVRS，SE=TECRS/PTEVRS便可求出各DMU的規(guī)模效率。

3 塔里木河流域棉花生產用水效率分析

3.1 研究地區(qū)和研究指標

為了全面地反映塔里木河流域棉花生產用水效率，鑒于樣本的代表性和數(shù)據(jù)的可得性，本文選擇了新疆重要的棉花主產縣市，主要包括： 吐魯番市、鄯善縣、托克遜縣、哈密市、呼圖壁縣、瑪納斯縣、博樂市、精河縣、尉犁縣、庫車縣、阿瓦提縣、阿圖什市、阿克陶縣、莎車縣、巴楚縣、和田縣、洛浦縣、于田縣、烏蘇市等19個縣市。在這19個縣市中，屬于塔里木河流域的縣市如下：尉犁縣、庫車縣、阿瓦提縣、阿圖什市、阿克陶縣、莎車縣、巴楚縣、和田縣、洛浦縣、于田縣等10個縣市。

依據(jù) DEA 模型的要求和數(shù)據(jù)客觀可獲得性，本文選取了產出指標和投入指標。其中，產出指標是樣本地區(qū)的每畝棉花的主產品產量 （公斤 / 畝）。投入指標包括： 每畝棉花生產的用工數(shù)量 （標準勞動日/畝）、化肥費 （元/畝）、種子費（元/畝）、灌排費（元/畝）。以上數(shù)據(jù)來源于《新疆農牧產品成本收益資料匯編》。

3.2 棉花生產用水效率分析

運用DEA分析法，對新疆棉花主產區(qū)的棉花生產用水效率的技術效率進行測算（見表1）?？紤]到棉花單產是追求在一定投入水平下的產出最大化，因此，分析基于產出角度（out-orientated）的DEA模型。在DEAPVersion2.1軟件基礎上完成，松弛調整量的計算采用Coelli推薦的多步法。

從表1可以看出，在棉花主產縣市棉花生產用水效率值中，塔里木河流域的庫車縣、阿瓦提縣、阿圖什縣處于棉花生產用水技術效率的前沿面，其綜合效率、純技術效率和規(guī)模效率都為1。尉犁縣、巴楚縣、洛浦縣、于田縣的棉花生產用水技術效率值高于0.9，且其純技術效率為1?？傮w說來，塔里木河流域的棉花生產用水效率比較高，與新疆其他地區(qū)相比，塔里木河流域棉花主產縣市棉花生產用水效率值中，綜合效率的平均值為0.9137，其綜合效率平均值高于新疆其他地區(qū)0.1391。塔里木河流域棉花主產縣市棉花生產用水效率值中，純技術效率的平均值為0.9806，其純技術效率平均值高于新疆其他地區(qū)0.0895;塔里木河流域棉花主產縣市棉花生產用水效率值中，規(guī)模效率的平均值為0.9308，其純技術效率平均值高于新疆其他地區(qū)0.0677。

4 塔里木河流域小麥生產用水效率分析

4.1 研究地區(qū)和研究指標

鑒于樣本的代表性和數(shù)據(jù)的可得性，本文選擇了新疆重要的小麥主產縣市，主要包括： 烏魯木齊縣、奇臺縣、焉耆自治縣、博湖縣、庫車縣、拜城縣、阿圖什市、阿克陶縣、莎車縣、巴楚縣、和田縣、于田縣、伊寧縣、察布查爾自治縣、霍城縣、塔城市、烏蘇市、額敏縣、福?？h、哈巴河縣等20個縣市。在這20個縣市中，屬于塔里木河流域的縣市如下：焉耆自治縣、博湖縣、庫車縣、拜城縣、阿圖什市、阿克陶縣、莎車縣、巴楚縣、和田縣、于田縣等10個縣市。

依據(jù) DEA 模型的要求和數(shù)據(jù)客觀可獲得性，本文選取了產出指標和投入指標。其中，產出指標是樣本地區(qū)的每畝小麥的主產品產量（公斤/ 畝）。投入指標包括： 每畝小麥生產的用工數(shù)量（標準勞動日/畝）、化肥費（元/畝）、種子費（元/畝）、灌排費（元/畝）。以上數(shù)據(jù)來源于《新疆農牧產品成本收益資料匯編》。

4.2 小麥生產用水效率

運用DEA分析法，對新疆小麥主產區(qū)的小麥生產用水效率的技術效率進行測算（見表2）。

可以看出，在小麥主產縣市小麥生產用水效率值中，塔里木河流域的拜城縣、莎車縣、阿圖什縣、巴楚縣、于田縣處于小麥生產用水技術效率的前沿面，其綜合效率、純技術效率和規(guī)模效率都為1。焉耆自治縣、阿克陶縣、和田縣的小麥生產用水技術效率值高于0.8。總體說來，塔里木河流域的小麥生產用水效率比較高，與新疆其他地區(qū)相比，塔里木河流域小麥主產縣市小麥生產用水效率值中，綜合效率的平均值為0.9213，其綜合效率平均值高于新疆其他地區(qū)0.1043。塔里木河流域小麥主產縣市小麥生產用水效率值中，純技術效率的平均值為0.9472，其純技術效率平均值高于新疆其他地區(qū)0.1006;塔里木河流域小麥主產縣市小麥生產用水效率值中，規(guī)模效率的平均值為0.9716，其純技術效率平均值高于新疆其他地區(qū)0.0141。

5 塔里木河流域玉米生產用水效率分析

5.1 研究地區(qū)和研究指標

為了全面地反映塔里木河流域玉米生產用水效率，鑒于樣本的代表性和數(shù)據(jù)的可得性，本文選擇了新疆重要的小麥主產縣市，主要包括：奇臺縣、博樂市、焉耆自治縣、博湖縣、拜城縣、莎車縣、巴楚縣、和田縣、洛浦縣、于田縣、伊寧縣、察布查爾自治縣、霍城縣、烏蘇市、福?？h、哈巴河縣等16個縣市。在這16個縣市中，屬于塔里木河流域的縣市如下：焉耆自治縣、博湖縣、拜城縣、莎車縣、巴楚縣、和田縣、洛浦縣、于田縣等8個縣市。

依據(jù) DEA 模型的要求和數(shù)據(jù)客觀可獲得性，本文選取了產出指標和投入指標。其中，產出指標是樣本地區(qū)的每畝玉米的主產品產量（公斤/畝）。投入指標包括：每畝玉米生產的用工數(shù)量（標準勞動日/畝）、化肥費（元/畝）、種子費（元/畝）、灌排費（元/畝）。以上數(shù)據(jù)來源于《新疆農牧產品成本收益資料匯編》。

5.2 玉米生產用水效率分析

運用DEA分析法，對新疆玉米主產區(qū)的玉米生產用水效率的技術效率進行測算。從表3可以看出，在玉米主產縣市玉米生產用水效率值中，塔里木河流域的拜城縣、巴楚縣處于玉米生產用水技術效率的前沿面，其綜合效率、純技術效率和規(guī)模效率都為1。其他地區(qū)玉米生產用水技術效率值低于0.8。總體說來，塔里木河流域的玉米生產用水效率比較低，與新疆其他地區(qū)相比，塔里木河流域玉米主產縣市玉米生產用水效率值中，綜合效率的平均值為0.7553，其綜合效率平均值低于新疆其他地區(qū)0.1409。塔里木河流域玉米主產縣市玉米生產用水效率值中，純技術效率的平均值為0.9351，其純技術效率平均值低于新疆其他地區(qū)0.0386;塔里木河流域玉米主產縣市玉米生產用水效率值中，規(guī)模效率的平均值為0.9589，其純技術效率平均值低于新疆其他地區(qū)0.1154。

6 結論與對策

本文用數(shù)據(jù)包絡的分析方法，用DEA模型對塔里木河流域棉花、小麥和玉米的用水效率進行研究，得出的主要結論為：塔里木河流域的棉花生產用水效率和小麥生產用水效率比較高，與新疆其他地區(qū)相比，塔里木河流域棉花生產用水綜合效率的平均值為0.9137，高于新疆其他地區(qū)0.1391;塔里木河流域的小麥生產用水綜合效率的平均值為0.9213，高于新疆其他地區(qū)0.1043。與新疆其他地區(qū)相比，塔里木河流域的玉米生產用水效率比較低，綜合效率的平均值為0.7553，效率值低于新疆其他地區(qū)0.1409。

建議：（1）根據(jù)作物生育的需水規(guī)律和土壤的儲水能力來制定合理的灌水量和灌溉制度，并配之以噴灌、微灌等先進的農業(yè)灌溉新技術，以最大限度地發(fā)揮各種灌溉技術的潛力。（2）調整與搭配合理的作物結構，減少耗水量大的農作物的種植面積，培育、推廣抗旱能力強、經濟價值高的品種栽培。（3）完善核定灌溉用水成本制度，實現(xiàn)水價到位、水費征收到位的目的。

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