劉國昊 王鵬程 王海英 侯玉龍 楊 鑫

（塔里木大學經濟與管理學院，新疆 阿拉爾 843300）

水乃生命之源，是一切產業(yè)發(fā)展的基礎資源，區(qū)域經濟發(fā)展、日常生活、生態(tài)治理等等都離不開對水資源的利用。在國家經濟從高速發(fā)展轉變?yōu)榈礁哔|量發(fā)展的背景下，水資源的利用將進一步提升，從合理用水、節(jié)約用水到生態(tài)鏈循環(huán)用水，這也是在水資源緊缺的背景下所必行的策略。水資源總量豐富，但是地域分布卻極為不平衡，在高山荒漠地區(qū)，水資源的重要性更甚于礦產資源，2005年習近平總書記在浙江考察時地提出“綠水青山就是金山銀山”。農業(yè)作為立國穩(wěn)定之基，我國淡水資源僅占全球的6%，耕地面積近1.400 7×1012m2僅占9%，養(yǎng)活了近20%的人口。雖然現(xiàn)在我國的糧食安全已經保障了，但是在若大農業(yè)產業(yè)持續(xù)發(fā)展過程中需要依靠水資源，而水資源的分布往往處于不平衡狀態(tài)，所以當前如何進行水資源的優(yōu)化配置成為急需解決的問題之一。

社會經濟在發(fā)展的同時，其對水資源的需求也在愈加加重，王珂敬等［1］認為兩者之間存在著的協(xié)調關系是社會和國民經濟發(fā)展的重要條件。在經濟增長與水資源利用之間的作用關系研究內容還比較少，主要研究方向有社會經濟與水資源。王鵬程、岳東霞等［2-8］等對生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)環(huán)境和區(qū)域經濟的協(xié)調度和耦合度進行了定量測度。白景鋒、潘忠文、李健等［9-11］側重于社會經濟發(fā)展與水資源配置狀況分析、脫鉤分析。李亮、馬良瑞［12］研究水資源與產業(yè)結構優(yōu)化等方面的研究。經濟增長與用水量間存在較強的關聯(lián)性，李青［13］針對水資源與經濟增長動態(tài)關系方面的研究，主要分析產業(yè)與其用水量之間的動態(tài)關聯(lián)、經濟增長與產業(yè)用水量、總用水量間的互動效應。針對各產業(yè)產值增長及其用水量的動態(tài)關聯(lián)性研究相對較少，主要有水資源與經濟發(fā)展脫鉤分析、區(qū)域配置狀況分析與耦合度評價等研究，而針對新疆生態(tài)脆弱區(qū)經濟高速發(fā)展的農業(yè)用水與經濟增長的動態(tài)關聯(lián)性研究鮮有報道。水資源的季節(jié)分布和空間分布極端不平衡，新疆經濟發(fā)展相對滯后，水資源供應不穩(wěn)定，農業(yè)產業(yè)用水深受影響，如何保持新疆在經濟快速發(fā)展的同時，處理好經濟增長與水資源利用間的關系就顯得尤為重要。

1 研究區(qū)的選擇

新疆地域廣闊，南北疆地區(qū)水資源分布極不均勻。南疆地區(qū)塔克拉瑪干沙漠占據(jù)了大部分面積，水資源極度稀缺，難以保障水資源用于農業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)治理。其地下水層蓄水雖豐富，但是基本上都屬于苦咸水，含鹽、堿等成分過高，難以直接用于農業(yè)生產和日常生活中，并且水處理凈化成本過高，再者過度抽取地下水會加重南疆地區(qū)生態(tài)環(huán)境的脆弱性。南疆人口素質水平差異化明顯，導致在生產過程中對生態(tài)保護和水資源利用的意識不同，或多或少造成生態(tài)環(huán)境破壞。南疆地區(qū)屬于生態(tài)脆弱區(qū)，經濟仍處在資源粗放的生產發(fā)展階段，南疆大部分以農業(yè)為主導產業(yè)對水資源等資源需求壓力很大。而北疆地區(qū)資源豐沛，水資源供給充足，產業(yè)發(fā)展對資源需求的壓力小，南北疆之間存在很大差距。所以掌握現(xiàn)階段新疆農業(yè)經濟發(fā)展與水資源間的動態(tài)關聯(lián)性，為緩解水資源對經濟發(fā)展的約束性，提供研究準備。因此，分析新疆近幾年經濟發(fā)展與水資源間的動態(tài)聯(lián)系，為保障新疆農業(yè)可持續(xù)發(fā)展及資源的可持續(xù)利用提供科學支持和參考依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)數(shù)據(jù)的可靠性和可得性，文中數(shù)據(jù)主要來自2005—2019年《新疆統(tǒng)計年鑒》、《新疆統(tǒng)計公報》、《中國統(tǒng)計年鑒》。為消除價格波動的影響，文章所涉及的GDP等經濟數(shù)據(jù)均按照價格指數(shù)轉換為以2004年為基準的可比價格。

2.2 評價元素選取

選取產業(yè)產值和水資源利用的動態(tài)關聯(lián)性研究具有代表性元素進行計量分析。農業(yè)、工業(yè)用水、生活用水和生態(tài)用水為我國的用水結構，第三產業(yè)涉及范圍廣、缺乏準確可靠的數(shù)據(jù)，因此選取總用水量代表產業(yè)總用水量，農業(yè)用水量代表第一產業(yè)用水量。在經濟指標選擇方面，GDP是衡量國家之間、地區(qū)之間經濟活動總量的國際通用指標，具體以新疆GDP總量表示宏觀經濟，用農業(yè)產值衡量農業(yè)經濟。各產業(yè)用水量和經濟元素選取詳見表1。

表1 產業(yè)用水與經濟元素選取

2.3 研究方法

VAR（向量自回歸）模型也為回歸分析的一種，常用來處理多個相關經濟指標的分析與預測的模型之一，將單變量自回歸模型推廣到由多元時間序列變量組成的向量自回歸模型，減少理論的約束，也可以更方便地分析各變量間在系統(tǒng)中的動態(tài)影響，且對近期預測較準確。VAR模型已廣泛應用于產業(yè)結構升級、資源環(huán)境污染、農業(yè)科技投入等因素與經濟增長的關系研究，且取得了良好的效果。因此，該模型適合于用水量和產業(yè)產值增長相關的多個指標的分析。

VAR模型的數(shù)學表達式如下：

在上述表達式中：yt表示內生變量，yt-1，…，yt-p是yt的滯后期；xt表示外生變量；α1，…，αp表示yt的估計系數(shù)；β是xt的估計系數(shù)；μt表示隨機擾動項。VAR模型轉化為矩陣如下所示：

在上述表達式中，y1t，…，ykt表示內生變量，內生變量的滯后期出現(xiàn)在等式右邊，可以同期相關。對VAR模型的估計通過OLS法（最小二乘法）進行回歸，其不存在同期相關問題，所以OLS法仍然有效。

3 結果分析

在分析計算結果前，首先對研究時段內新疆農業(yè)用水整體變化進行簡要分析（圖1）。2004—2018年新疆農業(yè)產值不斷增長，隨之總用水量、農業(yè)用水量也不斷增加，其中總用水量2004—2018年持續(xù)加，2012年達最高值5.61×1010m3，2013—2018年逐漸降低；2004—2018年農業(yè)用水量變化相對不大，呈波動變化。從農業(yè)用水量及其產值變化看，產值的增加并沒有帶來用水量的持續(xù)增加，分析認為農業(yè)生產技術的改進，提高了水資源利用效率。新疆仍以傳統(tǒng)農業(yè)為主，農民對農業(yè)生產的重視程度普遍降低，對農田水利設施的利用及維護不足?，F(xiàn)處于現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的初級階段，機械化建設、農業(yè)科技應用水平等農業(yè)支撐水平較低，農業(yè)和土地產出水平不高。

圖1 2004—2018年新疆生產總值、農業(yè)生產總值、用水總量、農業(yè)用水總量變化情況

從2004年到2018年新疆生產總值可以看出其在逐年遞增，雖在2008年至2009年因世界金融危機影響有所停滯，但是整體增長趨勢未停。到2018年新疆農業(yè)生占總值為1 692.09億元，是2004年農業(yè)生產總值的3.79倍，15年時間增長翻了近四番。在上圖中可以看出，用水總量相比較2004年增長趨勢不是很明顯，而且自2012年以來，用水總量一直趨于降低，并且農業(yè)用水量下降趨勢更明顯。

圖2 經濟占比與農業(yè)用水占比情況

隨著新疆經濟的進一步發(fā)展，從圖2近15年的變化趨勢可以看出，農業(yè)在經濟生產總值中的占比越來越小，由2004年占比20.2%到2018年占比13.87%，2010年農業(yè)經濟快速發(fā)展時期，在新疆生產總值中占的比例較大。從變化趨勢中看出用水總量自2004年到2009年之間處于波動狀態(tài)，2010年—2012年用水總量波動情況變化較大。2018年農業(yè)用水直接降為4.9×1010m3，占用水總量的89.45%。農業(yè)用水下降明顯的因素可能是十九大以來倡導生態(tài)整治、對土地屬性進行再次界定，保護了生態(tài)環(huán)境，土地屬性非耕地的地塊棄耕還林（草），縮減了農業(yè)種植面積，節(jié)約了灌溉用水。

3.1 數(shù)據(jù)平緩性處理

從新疆農業(yè)生產總值（GDP）、農業(yè)生產總值（AOV）、用水總量（TWC）、農業(yè)用水總量（AWC）的原始數(shù)據(jù)可以看出數(shù)據(jù)值都比較大，從圖3中可以看出其波動性較大，如果直接將數(shù)據(jù)代入模型計算將產生較大誤差。因此對新疆農業(yè)生產總值（GDP）、農業(yè)生產總值（AOV）、用水總量（TWC）、農業(yè)用水總量（AWC）的原始數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉化，得到lnGDP、lnAOV、lnTWC、lnAWC，從圖中看到在進行對數(shù)轉化后數(shù)據(jù)變化趨勢變得更加平穩(wěn)。

圖3 數(shù)據(jù)平穩(wěn)性處理

3.2 ADF單位根檢驗及滯后期選擇

為了避免數(shù)據(jù)的劇烈波動，消除可能存在的異方差，對原始數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉換后的各變量進行ADF檢驗，檢驗結果顯示均不顯著，接受存在單位根的原假設，各變量均為非平穩(wěn)序列，因此對各序列進行一階差分。新疆經濟生產總值（lnGDP）、農業(yè)產值（lnAOV）、用水總量（lnTWC）、農業(yè)用水總量（lnAWC）進行一階差分后新疆經濟生產總值（DlnGDP）、農業(yè)產值（DlnAOV）、用水總量（DlnTWC）、農業(yè)用水總量（DlnAWC）顯著地拒絕原假設，為平穩(wěn)性序列。四個變量在一階差分后均為平穩(wěn)序列，因同階平穩(wěn)才能避免偽回歸，故新疆生產總值、農業(yè)生產總值、用水總量、農業(yè)用水量為一階單整序列。遵循SC，AIC指標最小的原則確定最優(yōu)滯后期數(shù)。滯后期結果表明，生產總值與總用水量、農業(yè)產值與農業(yè)用水量在滯后期數(shù)為1時SC、AIC值最小，最優(yōu)滯后期均為1。

表2 ADF檢驗結果

3.3 協(xié)整檢驗

從表3中可以看出，在5%的水平下新疆經濟生產總值（DlnGDP）、農業(yè)產值（DlnAOV）、用水總量（DlnTWC）、農業(yè)用水總量（DlnAWC）之間至少有一個存在協(xié)整關系。

表3 協(xié)整檢驗結果

3.4 Granger（格蘭杰）因果關系檢驗

在表4中可以看出，在1%和5%水平下，只有用水總量（DlnTWC）和農業(yè)用水總量（DlnAWC）互為格蘭杰因果關系。在10%的水平下：農業(yè)生產總值（DlnAOV）是新疆生產總值（DlnGDP）的格蘭杰因果關系，但新疆經濟生產總值（DlnGDP）不是農業(yè)生產產值（DlnAOV）的格蘭杰因果關系；新疆經濟生產總值（Dln GDP）是農業(yè)用水總量（DlnAWC）的格蘭杰因果關系，但農業(yè)用水總量（DlnAWC）不是新疆經濟生產總值（DlnGDP）的格蘭杰因果關系；農業(yè)生產產值（DlnAOV）是用水總量（Dln TWC）的格蘭杰因果關系，但用水總量（DlnTWC）不是農業(yè)生產產值（DlnAOV）的格蘭杰因果關系；農業(yè)生產產值（DlnAOV）是農業(yè)用水總量（DlnAWC）的格蘭杰因果關系，但農業(yè)用水總量（DlnAWC）不是農業(yè)生產產值（DlnAOV）的格蘭杰因果關系，用水總量（DlnTWC）和農業(yè)用水總量（DlnAWC）互為格蘭杰因果關系。

表4 Granger（格蘭杰）因果關系檢驗

3.5 VAR模型建立

對新疆經濟生產總值（DlnGDP）、農業(yè)產值（DlnAOV）、用水總量（DlnTWC）、農業(yè)用水總量（DlnAWC）通過VAR模型進行OLS（最小二乘法）回歸后得到VAR模型。由VAR模型可以看出：農業(yè)用水量（AWC）的滯后期對當期的經濟增長為負向影響，對當期農業(yè)生產總值（AOV）增長也為負向影響；產業(yè)用水總量（TWC）和總產值（GDP）滯后期對當期產業(yè)用水總量（TWC）和農業(yè)用水量（AWC）均為負向影響。

3.6 脈沖響應分析

由圖4可以看出，當新疆生產總值和農業(yè)產值受到一個脈沖后，在第一、二期內，農業(yè)生產總值受到波動明顯，對新疆生產總值的正向影響越來越大，在第三期正向影響達到最大，對新疆生產總值的正向影響開始緩慢地降低。而用水總量和農業(yè)用水總量從第二期開始對新疆生產總值和農業(yè)產值是負向影響，到第四期負向影響最大，然后對其負向影響趨于降低。

當用水總量和農業(yè)用水總量受到一個脈沖后，新疆生產總值對其影響在前兩期一直處于負向影響，到第三期逐漸轉變?yōu)檎蛴绊?，農業(yè)生產總值波動情況與新疆生產總值相類似，但是農業(yè)生產總值在第二期有一部分時期對用水總量產生負向影響。用水總量和農業(yè)用水對其在前三期處于正向影響，從第三期之后對其產生負向影響。

新疆本就地處于生態(tài)脆弱區(qū)，特別是南疆農業(yè)經濟的發(fā)展會影響新疆生產總值的增長，但是經濟的發(fā)展離不開對水資源的利用，水資源在南疆地區(qū)本就緊缺，經濟增長造成水資源耗費增大，在其他產業(yè)用水不變的情況下造成計劃用水超標，進一步加重生態(tài)的脆弱性，同時不利于水資源的合理利用和可持續(xù)發(fā)展。

圖4 模擬脈沖響應結果

4 結論及啟示

（1）生產總值與其用水量脈沖響應方面，生產總值對總用水量的單沖擊響應累積值為負值，總用水量對生產總值的單位沖擊響應累積值為正值，表明水資源量不足對生產總值增長有一定的約束作用，但生產總值增長對水資源的依賴在逐漸減小。表明當前經濟發(fā)展仍對水資源的需求量較大，處于相對粗放的經濟發(fā)展階段，而且水資源的耗用量增大對生產總值的促進作用逐漸弱化，這意味著如今經濟多元化的發(fā)展，水資源對經濟增長單方面的促進效應不高，故應提高產業(yè)、節(jié)水技術水平，加強技術創(chuàng)新和投入。隨著新疆經濟的快速發(fā)展，其可高效利用的水資源量占比低，水資源供需矛盾存在進一步加劇的可能，因此要緩解經濟增長導致的用水量急劇增加對水資源帶來的壓力，需進一步提高水資源利用效率，注重可持續(xù)發(fā)展，避免水資源短缺對經濟發(fā)展帶來的約束。

（2）農業(yè)產值與其用水量脈沖響應方面，農業(yè)產值對農業(yè)用水量的單沖擊響應累積值為負值，農業(yè)用水量對農業(yè)產值的單位沖擊響應累積值為正值，表明水資源不足對農業(yè)產值增長有一定限制作用，但農業(yè)產值增長對水資源依舊存在較大的依賴。表明新疆農業(yè)產值的提高水資源的變化不是其主要原因，在農業(yè)現(xiàn)代化普及之下水資源的單位邊際效益不斷降低，所以未來農業(yè)產值的提高要依賴農業(yè)生產技術水平的創(chuàng)新和高投入，提高種植戶的科學素質水平、提高農田管理效率、優(yōu)化內部產業(yè)結構等。

（3）本文在研究時限于數(shù)據(jù)的有限性，未從微觀層面分析邊際單位用水量與產值之間的動態(tài)關聯(lián)性分析，而且未考慮生態(tài)協(xié)調、生態(tài)補償、水價等影響因素，但是從宏觀層面上對產業(yè)用水和產值之間的動態(tài)關系進行了描述。