趙麗平，李登娟，侯德林，李軍利

(1.中南民族大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖北 武漢 430074； 2.中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué) 應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)博士后流動(dòng)站，湖北 武漢 430073； 3.湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院 碳排放權(quán)交易協(xié)同中心，湖北 武漢 430205；4.武漢紡織大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430200)

1 研究背景

湖北省地處長(zhǎng)江流域中心位置，是個(gè)農(nóng)業(yè)大省，同時(shí)也是水資源大省。在湖北省各類用水中，農(nóng)業(yè)用水和消耗用水所占比例最大，根據(jù)2016年《湖北省水資源發(fā)展報(bào)告》，2016年湖北省農(nóng)業(yè)用水占全省總用水量的47.4%，農(nóng)業(yè)消耗用水占全省用水消耗總量的63.2%。

同時(shí)，隨著湖北省城市化和工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水競(jìng)爭(zhēng)激烈，農(nóng)業(yè)用水還存在利用粗放、嚴(yán)重浪費(fèi)和面源污染等問(wèn)題，從而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水資源日益緊張。根據(jù)《2016年湖北省農(nóng)田灌溉有效利用系數(shù)測(cè)算分析成果報(bào)告》，湖北省2016年農(nóng)田灌溉水平均有效利用系數(shù)僅為0.50，其中，大型農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.49，低于平均水平。

在湖北省農(nóng)業(yè)用水形勢(shì)如此嚴(yán)峻的背景下，加強(qiáng)水資源管理，提高農(nóng)業(yè)用水效率是確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。而湖北省及各市(州)的農(nóng)業(yè)用水效率在不同時(shí)間段的變化趨勢(shì)如何？各市(州)的農(nóng)業(yè)用水效率是否存在差異？湖北省鄂東丘陵地區(qū)、鄂中平原地區(qū)和鄂西山區(qū)等3大區(qū)域的農(nóng)業(yè)用水效率又有何差異？本文對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)研究分析，以期提高湖北省農(nóng)業(yè)用水效率，推動(dòng)湖北省農(nóng)業(yè)用水方式從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)湖北省農(nóng)業(yè)用水高質(zhì)量發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)不少學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行了研究，主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)對(duì)于農(nóng)業(yè)用水效率的測(cè)度。Geng等[1]基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法對(duì)中國(guó)2003-2013年31個(gè)省市(未包含港澳臺(tái)地區(qū))的相對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行了評(píng)估，研究結(jié)果表明，2008年以后的中國(guó)農(nóng)業(yè)用水效率明顯改善；耿獻(xiàn)輝等[2]基于隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)的研究表明，農(nóng)業(yè)灌溉用水效率與棉花技術(shù)效率具有較高相關(guān)性，提高灌溉用水價(jià)格有利于灌溉用水效率的提高；佟金萍等[3]基于超效率DEA的測(cè)算結(jié)果表明，1998-2011年長(zhǎng)江流域的農(nóng)業(yè)用水效率呈波段式上升趨勢(shì)，且各流域段農(nóng)業(yè)用水效率呈現(xiàn)出差異性：下游>上游>中游；孫付華等[4]基于三階段DEA-Malmquist指數(shù)測(cè)算2011-2015年未包含港澳臺(tái)地區(qū)的31個(gè)省市農(nóng)業(yè)水資源利用效率并分析其在時(shí)空上的異質(zhì)性，結(jié)果顯示水資源稟賦、經(jīng)濟(jì)水平、有效灌溉面積與農(nóng)業(yè)用水冗余值成正相關(guān)，政府農(nóng)林牧漁業(yè)財(cái)政支出與農(nóng)業(yè)用水冗余值成負(fù)相關(guān)。(2)對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率影響因素的分析。農(nóng)業(yè)用水效率的影響因素主要有水資源稀缺度[5]、技術(shù)進(jìn)步[6]、用水價(jià)格[7]、經(jīng)濟(jì)支持[8]、從業(yè)人員受教育水平[9]、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平[10]等。(3)提高農(nóng)業(yè)用水效率的對(duì)策。多數(shù)研究成果表明，優(yōu)化節(jié)水灌溉技術(shù)和加強(qiáng)基礎(chǔ)水利設(shè)施建設(shè)是提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率的關(guān)鍵[6]，也有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)該因地制宜，根據(jù)不同的區(qū)域制定差異化農(nóng)業(yè)用水效率提升對(duì)策[11-12]，還有學(xué)者提出引入水權(quán)市場(chǎng)機(jī)制，按照市場(chǎng)水資源供需狀況決定水價(jià)，提高農(nóng)民節(jié)水意識(shí)[13]。楊騫等[14]認(rèn)為加強(qiáng)跨區(qū)域間合作交流，因地制宜調(diào)整農(nóng)業(yè)發(fā)展布局，也有助于提升農(nóng)業(yè)用水效率。

綜上所述，學(xué)者們已在農(nóng)業(yè)用水效率測(cè)度、農(nóng)業(yè)用水效率的影響因素和提高農(nóng)業(yè)用水效率的對(duì)策方面進(jìn)行了較為詳盡的研究，為后續(xù)研究奠定了良好的基礎(chǔ)。但還存在以下不足：(1)研究層面上，既有學(xué)者主要從全國(guó)或區(qū)域?qū)用鎸?duì)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行研究，鮮有學(xué)者從省際層面研究各個(gè)市(州)的農(nóng)業(yè)用水效率。(2)研究?jī)?nèi)容上，既有研究主要是對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行測(cè)度，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行比較分析，鮮有學(xué)者測(cè)算農(nóng)業(yè)用水效率的冗余率，分析農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因。

在既有研究成果的基礎(chǔ)上，本研究運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法從省際層面對(duì)湖北省2003-2016年各市(州)的農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行了測(cè)度，并進(jìn)一步運(yùn)用投入產(chǎn)出冗余率對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因進(jìn)行了分析，而且將湖北省劃分為鄂東丘陵地區(qū)、鄂中平原地區(qū)和鄂西山區(qū)3大區(qū)域，分別從時(shí)間和空間的角度分析了湖北省農(nóng)業(yè)用水效率和投入產(chǎn)出冗余率的時(shí)間差異和空間差異，以期為提升湖北省各區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)水資源的集約利用提供現(xiàn)實(shí)的參考和決策依據(jù)。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

本研究采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(data envelopment analysis，DEA)對(duì)湖北省農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行測(cè)算。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法是運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)、數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理科學(xué)交叉研究的一個(gè)新領(lǐng)域，1978年由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Charnes等[15]提出。該方法的核心思想是在保持決策單元(decision making units，DMU)的輸入或者輸出不變的條件下，借助數(shù)學(xué)規(guī)劃和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法確定一種最小投入或最大產(chǎn)出邊界，即相對(duì)有效的生產(chǎn)前沿面，并通過(guò)比較各個(gè)決策單元偏離DEA生產(chǎn)前沿面的程度來(lái)對(duì)被評(píng)價(jià)決策單元的相對(duì)有效性進(jìn)行綜合績(jī)效評(píng)價(jià)。DEA方法有多種模型，主要有規(guī)模報(bào)酬可變模型(VRS)和規(guī)模報(bào)酬不變模型(CRS)，規(guī)模報(bào)酬可變模型(VRS)一般適用于微觀層面的研究，而規(guī)模報(bào)酬不變模型(CRS)更適用于宏觀層面的研究[16]。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極大程度上依賴于自然條件，而湖北省水資源、耕地資源等自然資源日益緊張，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自然資源短時(shí)內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的同比例增減。因此，本研究采取投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬不變模型(CRS)，對(duì)湖北省16個(gè)市(州)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行測(cè)算。將湖北省16個(gè)(市、州)作為決策單元DUWj(j=1,2,3，…)，每個(gè)DUWj有k種投入xij(i=1,2,…,k)和l種產(chǎn)出yrj(r=1,2,…,l)，則CRS表達(dá)式如下：

(1)

式中：λj為第k項(xiàng)投入和第l項(xiàng)產(chǎn)出的加權(quán)系數(shù)；θ為技術(shù)效率值(0≤θ≤1)，當(dāng)θ=1時(shí)，技術(shù)效率達(dá)到最大值，表示決策單元處于生產(chǎn)前沿上，為技術(shù)有效狀態(tài)。

基于CRS假設(shè)下的農(nóng)業(yè)用水投入的數(shù)據(jù)包絡(luò)模型解釋如圖1所示，圖1中X1和X2分別為投入1和投入2，Y為產(chǎn)出；橫軸和縱軸均為單位產(chǎn)出的投入，其值越小越好；EE′為效率前沿面；OA′/OA和OB′/OB分別為A點(diǎn)和B點(diǎn)的效率；C點(diǎn)和D點(diǎn)在生產(chǎn)前沿面上表示這兩點(diǎn)是有效率的；A點(diǎn)和B點(diǎn)表示效率損失，A點(diǎn)的效率損失由兩部分組成，即 AC=AA′+A′C，其中AA′為技術(shù)無(wú)效率導(dǎo)致的效率損失，A′C為要素配置扭曲導(dǎo)致的效率損失，當(dāng)AC =0時(shí)，農(nóng)業(yè)用水效率為1，表示A點(diǎn)位于生產(chǎn)前沿面上，達(dá)到最高效率。

由于投入要素冗余會(huì)導(dǎo)致要素配置扭曲，而要素配置扭曲也是效率損失的重要原因，因此本研究從投入要素的冗余率視角來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因進(jìn)行解釋。農(nóng)業(yè)用水效率根據(jù)投入產(chǎn)出指標(biāo)來(lái)計(jì)算，農(nóng)業(yè)用水效率損失與各個(gè)指標(biāo)密切相關(guān)，各指標(biāo)的投入冗余值越大，則農(nóng)業(yè)用水效率損失與該指標(biāo)的相關(guān)性越大，因此可以用單一指標(biāo)的投入冗余值來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因進(jìn)行分析，本文農(nóng)業(yè)用水效率值和投入冗余值采用MaxDEA7.3Ultra(4-core)軟件進(jìn)行測(cè)算。

圖1 CRS假設(shè)下的農(nóng)業(yè)用水投入數(shù)據(jù)包絡(luò)模型解釋

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與指標(biāo)選取

2.2.1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來(lái)源 湖北省農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)大省，由武漢、黃石、襄陽(yáng)、荊州、宜昌、十堰、孝感、荊門(mén)、鄂州、黃岡、咸寧、隨州、潛江、仙桃、天門(mén)市、恩施土家族苗族自治州等16個(gè)市(州)和1個(gè)神農(nóng)架林區(qū)組成，由于神農(nóng)架林區(qū)特殊的自然資源稟賦和生產(chǎn)力，所以研究樣本暫不考慮神農(nóng)架林區(qū)。

本研究以除神農(nóng)架林區(qū)以外的湖北省各市(州)為研究區(qū)域，建立2003-2016年湖北省16個(gè)市(州)的面板數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)相關(guān)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)來(lái)自《湖北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004-2017年)，各市(州)農(nóng)業(yè)用水相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)自《湖北省水資源公報(bào)》(2003-2016年)。

2.2.2 指標(biāo)選取 在農(nóng)業(yè)用水效率測(cè)算模型中，本研究選取農(nóng)業(yè)用水投入、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入、農(nóng)業(yè)土地投入、農(nóng)業(yè)機(jī)械投入、農(nóng)業(yè)化肥投入作為投入指標(biāo)，以農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值作為產(chǎn)出指標(biāo)。關(guān)于投入指標(biāo)，農(nóng)業(yè)水資源投入以各市(州)農(nóng)業(yè)用水量表示；勞動(dòng)力投入以各地區(qū)農(nóng)林牧漁業(yè)的從業(yè)人員數(shù)量表示；土地投入以各市(州)農(nóng)業(yè)播種面積表示；農(nóng)業(yè)資本投入用農(nóng)業(yè)機(jī)械和化肥投入表示，其中農(nóng)業(yè)機(jī)械用農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力表示，農(nóng)業(yè)化肥投入用按折純量計(jì)算的化肥施用量表示，化肥具體是指氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥。關(guān)于產(chǎn)出指標(biāo)，用農(nóng)林牧副漁業(yè)總產(chǎn)值表示，按照1995年基準(zhǔn)價(jià)格對(duì)農(nóng)林牧副漁總產(chǎn)值進(jìn)行平減。選取的農(nóng)業(yè)用水效率測(cè)算指標(biāo)如表1所示。

表1 選取的農(nóng)業(yè)用水效率測(cè)算指標(biāo)

3 湖北省農(nóng)業(yè)用水效率的時(shí)間差異分析

3.1 湖北省及3大區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率的時(shí)間差異分析

湖北省地形復(fù)雜多樣，受水汽來(lái)向和地形因素影響，湖北省水資源空間分布不均。本研究基于地理特征和行政區(qū)劃，將湖北省劃分為3大區(qū)域。即鄂東丘陵地區(qū)(包括黃石、黃岡、鄂州、咸寧4個(gè)市)、鄂中平原地區(qū)(包括武漢、孝感、仙桃、天門(mén)、潛江、荊門(mén)、荊州7個(gè)市)和鄂西山區(qū)(包括恩施、十堰、襄陽(yáng)、宜昌、隨州5個(gè)市(州))。

湖北省及3大區(qū)域2003-2016年農(nóng)業(yè)用水效率變化趨勢(shì)如圖2所示。由圖2可看出，在研究期內(nèi)，湖北省農(nóng)業(yè)用水效率總體上呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，從2003年的0.14增大到2016年的0.75。其增長(zhǎng)速度在不同的階段有所波動(dòng)，2003-2007年湖北省農(nóng)業(yè)用水效率從0.14增大到0.41，增長(zhǎng)速度較快，2007-2013年從0.41增大到0.58，增長(zhǎng)速度較為平緩，2013-2016年從0.58增加到0.75，增長(zhǎng)速率略低于2003-2007年。3大區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率在研究期內(nèi)也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其增長(zhǎng)幅度排序?yàn)槎跷?鄂東>鄂中。研究期內(nèi)鄂西山區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率整體處于較高水平，從2003年的0.15增大到2016年的0.83，鄂東地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率從2003年的0.13增大到2016年的0.79，鄂中平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率絕大部分年份均低于其他兩個(gè)地區(qū)，但總體上處于較為平緩的上升狀態(tài)，從2003年的0.13增大到2016年的0.67。呈現(xiàn)出區(qū)域差異的原因可能是：鄂西山區(qū)多山地丘陵，地形高低落差大，生物資源豐富，因此農(nóng)業(yè)水資源利用水平較高；鄂東丘陵地區(qū)雖然水熱資源豐富，耕種條件好，耕作歷史悠久，但相關(guān)學(xué)者的研究表明，該地區(qū)水利建設(shè)不足，多采用大水漫灌，引水渠利用率低下[17]，因此農(nóng)業(yè)用水效率不高；鄂中平原地區(qū)面積廣闊，地勢(shì)平坦，農(nóng)業(yè)水土資源豐富，是湖北省最主要的產(chǎn)糧區(qū)，但由于缺少有效的農(nóng)業(yè)用水管理政策，從而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水效率低下。

圖2 2003-2016年湖北省及三大區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率變化趨勢(shì)

3.2 湖北省農(nóng)業(yè)用水效率投入和產(chǎn)出冗余率的時(shí)間差異分析

為了進(jìn)一步分析農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因，本研究將2003-2016年湖北省各市(州)各投入要素松弛量除以對(duì)應(yīng)的投入指標(biāo)值得出投入冗余率，將產(chǎn)出要素農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值松弛量除以相應(yīng)的農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值得出農(nóng)業(yè)產(chǎn)出冗余率。經(jīng)計(jì)算得到的2003-2016年湖北省農(nóng)業(yè)用水效率各投入和產(chǎn)出指標(biāo)的冗余率變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3，2003-2016年湖北省農(nóng)業(yè)用水效率各投入和產(chǎn)出指標(biāo)的冗余率平均值見(jiàn)圖4。本研究中的農(nóng)業(yè)用水效率損失是指在現(xiàn)有技術(shù)水平下，利用現(xiàn)有各投入要素所達(dá)到的效率值和最優(yōu)效率值之間的差距，差距越大表示農(nóng)業(yè)用水效率損失越大。

圖3 2003-2016年湖北省農(nóng)業(yè)用水效率各投入和產(chǎn)出指標(biāo)的冗余率變化趨勢(shì) 圖4 2003-2016年湖北省農(nóng)業(yè)用水效率各投入和產(chǎn)出指標(biāo)的冗余率平均值

由圖3可知，2003-2016年湖北省產(chǎn)出指標(biāo)農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值的冗余率均為零，投入要素均存在冗余，這說(shuō)明農(nóng)業(yè)產(chǎn)值不足并不是湖北省農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入是農(nóng)業(yè)用水效率損失的主要因素；從各投入指標(biāo)來(lái)看，2003-2016年化肥施用量投入冗余率和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力投入冗余率總體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入和農(nóng)作物播種面積投入冗余率整體上均呈下降趨勢(shì)，這說(shuō)明近年來(lái)湖北省大力進(jìn)行農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，改善了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施狀況，農(nóng)業(yè)從業(yè)人口結(jié)構(gòu)更加合理，農(nóng)業(yè)土地投入也更加集約化，提高了農(nóng)業(yè)水資源的利用率。

由圖4可知，2003-2016年農(nóng)業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入、農(nóng)作物播種面積、化肥施用量和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力的投入冗余率平均值分別為27.00%、20.64%、7.45%、15.20%、8.27%。表明在研究期從整體層面上看，農(nóng)業(yè)用水投入過(guò)量是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水效率損失的第一大原因，說(shuō)明湖北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還存在較大的水資源浪費(fèi)；農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入過(guò)量是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水效率損失的第二大原因，說(shuō)明農(nóng)村存在大量剩余勞動(dòng)力，勞動(dòng)力科學(xué)轉(zhuǎn)移能夠提高農(nóng)業(yè)用水效率；化肥投入過(guò)量是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水效率損失的第三大原因，過(guò)量使用化肥導(dǎo)致農(nóng)業(yè)投入過(guò)大，農(nóng)民增產(chǎn)不增收，且造成環(huán)境污染，耕地質(zhì)量下降，高強(qiáng)度的化肥投入導(dǎo)致土壤性狀惡化，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降；農(nóng)作物播種面積和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力投入也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水效率在一定程度上的損失，但總體上投入冗余率不高，說(shuō)明湖北省農(nóng)業(yè)土地投入、農(nóng)業(yè)機(jī)械投入利用較為合理，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平有所提高。

4 湖北省農(nóng)業(yè)用水效率的空間差異分析

4.1 湖北省各市(州)農(nóng)業(yè)用水效率的空間差異分析

2003-2016年湖北省各市(州)農(nóng)業(yè)用水效率平均值如圖5所示。從整體上看，武漢、宜昌、鄂州、黃岡和恩施農(nóng)業(yè)用水效率均在0.5以上，特別是恩施達(dá)到了0.69；黃石、十堰、襄陽(yáng)、荊門(mén)、孝感和潛江的農(nóng)業(yè)用水效率均大于0.4；荊州、咸寧、隨州、仙桃和天門(mén)農(nóng)業(yè)用水效率均小于0.4，天門(mén)更是以0.27居于末位。恩施和宜昌位于西部山區(qū)，具有地區(qū)獨(dú)特的自然資源稟賦，總體農(nóng)業(yè)用水效率水平在湖北省各市(州)居于領(lǐng)先地位；天門(mén)和荊州位于鄂中平原地區(qū)，該區(qū)域雖然農(nóng)業(yè)自然資源豐富，但由于缺乏科學(xué)的用水管理政策和節(jié)水灌溉技術(shù)，總體農(nóng)業(yè)用水利用效率在湖北省各市(州)處于最后兩位。總的來(lái)說(shuō)，湖北省各市(州)農(nóng)業(yè)用水效率空間差異較大，這與各地區(qū)自然地理因素、交通和科技等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素密切相關(guān)。

4.2 湖北省三大區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率的空間差異分析

圖6為2003-2016年湖北省各市(州)不同時(shí)間段平均農(nóng)業(yè)用水效率，以下按鄂東丘陵地區(qū)、鄂中平原地區(qū)和鄂西山區(qū)3個(gè)區(qū)域?qū)ζ滢r(nóng)業(yè)用水效率的空間差異進(jìn)行分析。

4.2.1 鄂東丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率分析 鄂東丘陵地區(qū)位于湖北省東部邊緣，范圍較小，經(jīng)濟(jì)薄弱，農(nóng)業(yè)資金缺口較大，基礎(chǔ)設(shè)施不足。近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)中部地區(qū)的政策傾斜，鄂東地區(qū)抓住發(fā)展時(shí)機(jī)，發(fā)揮自身區(qū)位優(yōu)勢(shì)，農(nóng)業(yè)用水效率也有所提高。由圖6可看出，2003-2005年除黃石之外，黃岡、鄂州、咸寧的農(nóng)業(yè)用水效率均小于0.2；2006-2008年黃岡、鄂州農(nóng)業(yè)用水效率大于0.4，而黃石、咸寧大于0.2，但小于0.4；2009-2012年除咸寧外，農(nóng)業(yè)用水效率均大于0.4；2013-2016年黃岡、鄂州農(nóng)業(yè)用水效率達(dá)到了0.8以上的水平，黃石、咸寧也均在0.4以上?？偟膩?lái)說(shuō)，研究期內(nèi)鄂東地區(qū)4個(gè)城市的農(nóng)業(yè)用水效率均在提高，特別是黃岡、鄂州提升程度較大，而黃石提升幅度相對(duì)較小。黃岡是一個(gè)農(nóng)業(yè)人口大市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展依賴于水資源，提升農(nóng)業(yè)用水效率對(duì)黃岡意義重大，近年來(lái)黃岡市積極開(kāi)展農(nóng)業(yè)水價(jià)改革工作，完善水資源管理法律政策，政府與市場(chǎng)共同配置資源，有效地提升了農(nóng)業(yè)用水效率；咸寧市臨近省會(huì)武漢，區(qū)位條件優(yōu)良，致力于打造節(jié)水型社會(huì)；鄂州位于武漢城市圈中心位置，合理利用當(dāng)?shù)貐^(qū)位優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化，近些年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)；黃石市近年來(lái)因受產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力不足，基礎(chǔ)設(shè)施、基層服務(wù)體系建設(shè)資金不到位，缺乏規(guī)模經(jīng)濟(jì)，缺少龍頭企業(yè)帶動(dòng)。

4.2.2 鄂中平原地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率分析 鄂中平原地區(qū)是湖北省重要的糧、棉、漁生產(chǎn)基地，生物資源豐富，水資源在糧食生產(chǎn)中的投入產(chǎn)出水平很高。如圖6所示，2003-2005年鄂中地區(qū)除了孝感農(nóng)業(yè)用水效率大于0.2，武漢、仙桃、天門(mén)、潛江、荊門(mén)、荊州6個(gè)市均小于0.2；2006-2008年除天門(mén)農(nóng)業(yè)用水效率小于0.2，其他6個(gè)市均大于0.2；2009-2012年除天門(mén)、荊州外，其他5個(gè)市農(nóng)業(yè)用水效率均大于0.4；2013-2016年武漢農(nóng)業(yè)用水效率大于0.8，孝感、荊門(mén)、潛江農(nóng)業(yè)用水效率均大于0.6。武漢作為湖北省的省會(huì)城市，長(zhǎng)期以來(lái)都是全省的經(jīng)濟(jì)、文化中心，人才隊(duì)伍龐大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完善，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)良好，水運(yùn)陸運(yùn)條件發(fā)達(dá)，素有“九省通衢”之稱，又以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶開(kāi)發(fā)為契機(jī)，積極創(chuàng)設(shè)具有鮮明產(chǎn)業(yè)特色、布局合理、生態(tài)環(huán)保的集多功能于一體的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，利用科技創(chuàng)新促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，從廣種薄收到集約經(jīng)營(yíng)，極大地提升了武漢農(nóng)業(yè)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力。荊州、潛江、仙桃、天門(mén)和荊門(mén)地處江漢平原地區(qū)，該地區(qū)地勢(shì)平坦，土壤沃腴，受氣候因素影響，光熱水條件好，農(nóng)業(yè)資源具有明顯優(yōu)勢(shì)，是全省重要的糧食作物生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)用水利用效率尚可。但該地區(qū)農(nóng)田水利工程滯后，缺乏合理高效的用水政策機(jī)制，由于水資源稟賦豐富，農(nóng)民水資源節(jié)約意識(shí)不強(qiáng)，農(nóng)業(yè)用水大多采取傳統(tǒng)漫灌的方式，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)發(fā)展。

4.2.3 鄂西山區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率分析 鄂西山區(qū)地形多樣，有利于多種作物生長(zhǎng)，水資源貯藏量豐富，但區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量低，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，自然災(zāi)害頻發(fā)，一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由圖6可見(jiàn)，位于西北部的恩施州、宜昌市農(nóng)業(yè)用水效率較高，研究期內(nèi)農(nóng)業(yè)用水效率保持較高的增長(zhǎng)速度。2003-2005年除了恩施農(nóng)業(yè)用水效率大于0.2，十堰、襄陽(yáng)、宜昌、隨州4個(gè)市農(nóng)業(yè)用水效率均小于0.2；2006-2008年除恩施農(nóng)業(yè)用水效率大于0.6，其他4個(gè)市農(nóng)業(yè)用水效率均大于0.2，但小于0.4；2009-2012年恩施、宜昌農(nóng)業(yè)用水效率大于0.6；2013-2016年恩施、宜昌農(nóng)業(yè)用水效率大于0.8，十堰、襄陽(yáng)農(nóng)業(yè)用水效率大于0.6，隨州農(nóng)業(yè)用水效率僅大于0.4。恩施州有效利用當(dāng)?shù)刭Y源，因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)結(jié)合的觀光園、生態(tài)采摘園，修建梯田，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，有效地提高了用水效率和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，但該地區(qū)交通不便，阻礙了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自三峽大壩建成投產(chǎn)以來(lái)，宜昌當(dāng)?shù)赜瓉?lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇和政策優(yōu)惠，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)有了巨大飛躍；近年來(lái)十堰以生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，提升了水資源利用效率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展；近年來(lái)襄陽(yáng)以生態(tài)經(jīng)濟(jì)為契機(jī)，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，一方面面向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，另一方面積極開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)；隨州最大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)在于交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，是湖北省對(duì)外聯(lián)系的“北大門(mén)”，但其農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，在發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢(shì)、優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品布局和發(fā)展特色經(jīng)濟(jì)方面還有提高的空間。

圖5 2003-2016年湖北省各市(州)農(nóng)業(yè)用水效率平均值

圖6 2003-2016年湖北省各市(州)不同時(shí)間段平均農(nóng)業(yè)用水效率

4.3 湖北省三大區(qū)域農(nóng)業(yè)用水效率投入和產(chǎn)出冗余率的空間分析

2003-2016年湖北省各市(州)農(nóng)業(yè)用水效率的投入和產(chǎn)出冗余率見(jiàn)圖7。由圖7可知，各市(州)的產(chǎn)出冗余率均為零，而不同地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率投入冗余率有所差異，效率損失的主要原因有所不同。下面根據(jù)圖7從鄂東丘陵地區(qū)、鄂中平原地區(qū)和鄂西山區(qū)等3個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行分析。

從鄂東丘陵地區(qū)來(lái)看，黃石、黃岡、鄂州、咸寧等4市農(nóng)業(yè)用水量和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)投入冗余率都很高，說(shuō)明鄂東丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率損失的主要原因?yàn)檗r(nóng)業(yè)用水投入過(guò)度和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力過(guò)剩。

從鄂中平原地區(qū)來(lái)看，總體農(nóng)業(yè)用水投入冗余率都很高，存在一定的農(nóng)業(yè)水資源浪費(fèi)。具體來(lái)看，武漢、孝感、仙桃和荊州等4市的農(nóng)業(yè)用水量和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入冗余率較高，說(shuō)明該4市農(nóng)業(yè)用水效率損失的主要原因?yàn)檗r(nóng)業(yè)用水和勞動(dòng)力投入過(guò)量；天門(mén)、潛江和荊門(mén)等3市農(nóng)業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入冗余率較高，說(shuō)明該3市農(nóng)業(yè)用水效率損失的主要原因?yàn)檗r(nóng)業(yè)用水和化肥利用較為粗放、機(jī)械投入過(guò)多，也從側(cè)面反映了該3市的農(nóng)業(yè)面源污染較嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境需要改善。

從鄂西山區(qū)來(lái)看，總體農(nóng)業(yè)勞動(dòng)投入冗余率都很高，存在一定的農(nóng)業(yè)剩余勞動(dòng)力。具體來(lái)看，恩施和十堰市(州)的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、農(nóng)業(yè)播種面積投入冗余率較高，說(shuō)明這兩市(州)的農(nóng)業(yè)用水效率損失的主要原因?yàn)閯趧?dòng)力過(guò)剩和耕地利用粗放；宜昌和隨州市農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力和化肥投入冗余率較高，說(shuō)明這兩市的勞動(dòng)力和化肥投入過(guò)量；襄陽(yáng)市的化肥和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入冗余率較高，特別是化肥投入的冗余率遠(yuǎn)高于西部其他市(州)，說(shuō)明襄陽(yáng)市的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境亟待改善。

5 結(jié)論與建議

5.1 主要結(jié)論

本研究運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型對(duì)2003-2016年湖北省16個(gè)市(州)的農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行了測(cè)度，并在農(nóng)業(yè)用水效率投入和產(chǎn)出冗余率計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率損失的原因進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)湖北省農(nóng)業(yè)用水效率和投入產(chǎn)出冗余率的時(shí)間差異和空間差異進(jìn)行了分析，主要研究結(jié)論如下：

(1)從時(shí)間上看，湖北省總體農(nóng)業(yè)用水效率水平不高，2003-2016年農(nóng)業(yè)用水效率平均值為0.45，但呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，其增長(zhǎng)速度在不同的階段有所不同。2003-2007年湖北省農(nóng)業(yè)用水效率增長(zhǎng)速度較快，2013-2016年增長(zhǎng)速度略低于2003-2007年，2007-2013年增長(zhǎng)速度較為平緩，在未來(lái)湖北省農(nóng)業(yè)用水效率仍有較大的提升空間。從投入和產(chǎn)出冗余率來(lái)看，湖北省總體農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、農(nóng)業(yè)用水量和農(nóng)作物播種面積投入冗余率呈下降趨勢(shì)，但化肥和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入冗余率呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明農(nóng)業(yè)基本要素投入結(jié)構(gòu)趨于合理，但農(nóng)業(yè)化學(xué)用品要素投入過(guò)量。

(2)從空間上看，湖北省農(nóng)業(yè)用水效率存在較為明顯的區(qū)域差異?？傮w而言，湖北省各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率較低。分區(qū)域而言，農(nóng)業(yè)用水效率的排序?yàn)椋憾跷魃絽^(qū)>鄂東丘陵地區(qū)>鄂中平原地區(qū)。具體而言，處于西部山區(qū)的恩施和宜昌市的農(nóng)業(yè)用水效率較高；處于鄂中平原地區(qū)的武漢市農(nóng)業(yè)用水效率相對(duì)較高，而荊州、天門(mén)市農(nóng)業(yè)用水效率過(guò)低。從農(nóng)業(yè)用水效率的投入和產(chǎn)出冗余率來(lái)看，鄂東丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率損失的主要原因是農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入過(guò)量，鄂中平原地區(qū)主要是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)用水投入過(guò)量，鄂西山區(qū)主要是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入過(guò)量。

5.2 政策建議

在城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，農(nóng)業(yè)用水為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的要素，提高農(nóng)業(yè)用水效率對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展非常重要，基于此本研究提出以下政策建議：

(1)積極貫徹農(nóng)業(yè)部的化肥農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)，減少湖北省的農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入量。首先，加大對(duì)化肥農(nóng)藥投入過(guò)量危害的宣傳，增強(qiáng)農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)；其次，科研機(jī)構(gòu)要加強(qiáng)對(duì)有機(jī)化肥和生態(tài)農(nóng)藥的研發(fā)，大力推廣有機(jī)肥和生態(tài)農(nóng)藥；再次，繼續(xù)推進(jìn)測(cè)土配方施肥和秸稈還田技術(shù)，減少盲目施肥造成的水土資源污染和浪費(fèi)，并增加土壤中的有機(jī)質(zhì)。

(2)根據(jù)湖北省的水資源狀況差異，因地制宜地出臺(tái)政策，提高水資源利用效率。針對(duì)鄂東和鄂西農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力過(guò)剩的問(wèn)題，要合理轉(zhuǎn)移農(nóng)業(yè)剩余勞動(dòng)力，提高農(nóng)業(yè)用水效率，以防出現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“內(nèi)卷化”，針對(duì)鄂東和鄂中地區(qū)農(nóng)業(yè)用水投入過(guò)量的問(wèn)題，要出臺(tái)相應(yīng)政策，合理調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)和糧食復(fù)種指數(shù)，大力推廣旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)，以玉米、馬鈴薯、棉花等作物為重點(diǎn)，協(xié)調(diào)規(guī)劃農(nóng)業(yè)用水投入。

(3)大力推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，完善湖北省農(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)設(shè)施，促進(jìn)湖北省水資源的高效利用。地方政府要發(fā)揮主導(dǎo)作用，給予科研機(jī)構(gòu)和科研人員足夠的資金支持，積極開(kāi)展創(chuàng)新技術(shù)交流活動(dòng)；從農(nóng)村實(shí)際情況出發(fā)，完善基本水利建設(shè)項(xiàng)目，加強(qiáng)水利工程防旱、排澇、引水灌溉的功能，緩解區(qū)域間水資源供需矛盾。