圖布新

(新疆維吾爾自治區(qū)水文局水文實(shí)驗(yàn)站，新疆 烏魯木齊 830000)

全球變暖之后水資源問(wèn)題成為全球最重要的問(wèn)題之一。水資源分布不均、浪費(fèi)污染嚴(yán)重等問(wèn)題，嚴(yán)重影響人們生活水平且制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。新疆是我國(guó)水資源嚴(yán)重缺乏的省份之一，水資源無(wú)疑成為制約新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。如果能夠合理、高效地利用，將極大地提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力[1]。因此，有必要對(duì)新疆近年來(lái)的水資源利用效率進(jìn)行了解分析，并在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)水資源合理配置，將水資源利用效率轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，提高新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合實(shí)力。

1 區(qū)域概況

新疆位于中國(guó)西北邊陲，地區(qū)面積166萬(wàn) km2，地處73°40′E～96°18′E，34°25′N～48°10′N，共包括烏魯木齊、克拉瑪依等十三個(gè)行政區(qū)。地形多樣，山與盆地交接，且地處內(nèi)陸，海洋氣流不易到達(dá)，因此氣候干燥，降水少但蒸發(fā)大。大部分地區(qū)春夏和秋冬之日溫差極大。2019年年末，自治區(qū)內(nèi)共有人口2 523.22萬(wàn)人，生產(chǎn)總值達(dá)到13 597.11億元，工業(yè)增加值3 861.66億元，水資源總量達(dá)到870.1億 m3[2]。新疆區(qū)域內(nèi)大小河流有500多條，其中較大的有塔里木河、伊犁河等20條，也有博斯騰湖、賽里木湖等湖泊。雖然新疆水資源較為豐富，但年均降水量很少，蒸發(fā)量很大，而水資源與社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間又有密切的聯(lián)系，因此需對(duì)新疆地區(qū)水資源利用效率進(jìn)行研究。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)由著名物流學(xué)家Charnes等人提出的一種新系統(tǒng)分析方法，通過(guò)直接計(jì)算投入和產(chǎn)出之間比率的加權(quán)和，來(lái)衡量有效決策單元的投入和產(chǎn)出效率，被廣泛應(yīng)用于決策單元效率分析[3]。后來(lái)在此基礎(chǔ)上提出超效率 DEA 模型(SE-DEA 模型)[4]：

設(shè)有 n 個(gè)決策單元，其投入數(shù)據(jù)為xij，產(chǎn)出數(shù)據(jù)為yij，對(duì)于第 j0個(gè)決策單元超效率 DEA 模型計(jì)算數(shù)學(xué)方程表達(dá)式如下：

(1)

式中：ε為非阿基米德無(wú)窮小量；n為決策單元的個(gè)數(shù)，每個(gè)決策單元有m 個(gè)輸入變量和 s 個(gè)輸出變量；θ為第j0個(gè)決策單元的超效率值；sr-為投入冗余量；sr+為產(chǎn)出不足量；xij表示第 j 個(gè)決策單元在第 i 個(gè)投入指標(biāo)上的值；yij為第 j 個(gè)決策單元在第 r 個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)上的值；j 為輸入輸出指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；θ、j、sr+和均為未知參量，可由模型求解。

表1 新疆水資源利用效率指標(biāo)體系

2.2 指標(biāo)選取

本文選擇生活和生態(tài)用水作為資源和公共服務(wù)一般資本要素，生態(tài)用水包括常規(guī)綠化養(yǎng)護(hù)用水以及各種植被利用的地表水和地下水，但數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì)，故選擇綠色面積作為生態(tài)用水效率的產(chǎn)出指標(biāo)。生活用水的勞動(dòng)投入范圍廣，根據(jù)計(jì)算原則選擇居住人口作為勞動(dòng)投入要素，人均GDP作為反映經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)出指標(biāo)。數(shù)據(jù)來(lái)源主要來(lái)自《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》、《新疆水資源公報(bào)》，具體指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

3 新疆各個(gè)產(chǎn)業(yè)用水利用效率分析結(jié)果

3.1 新疆工業(yè)用水利用效率分析結(jié)果

考慮工業(yè)用水非預(yù)期產(chǎn)出指標(biāo)，采用DEA-SBM非預(yù)期產(chǎn)出模型對(duì)新疆2008 - 2019年工業(yè)用水效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 新疆各地市的工業(yè)用水利用效率DEA 測(cè)算值

表3 新疆各地市的農(nóng)業(yè)用水利用效率DEA 測(cè)算值

從表2各城市計(jì)算效率值可以得到，新疆各年工業(yè)用水效率基本達(dá)到DEA效率標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)良好。整體來(lái)看，不同城市的水資源利用效率差異不大，不存在兩極分化現(xiàn)象，新疆工業(yè)用水效率在估算年份中相對(duì)穩(wěn)定，處于較好的水平。

3.2 新疆農(nóng)業(yè)用水利用效率分析結(jié)果

目前研究農(nóng)業(yè)用水效率在用水中沒(méi)有統(tǒng)一的預(yù)期產(chǎn)出，在給定數(shù)據(jù)可用性的情況下，利用DEA-BCC模型對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行研究，不考慮新疆2008-2019年的預(yù)期產(chǎn)出對(duì)農(nóng)業(yè)用水效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到各地農(nóng)業(yè)用水效率的測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可以看出，新疆每年農(nóng)業(yè)用水效率達(dá)到DEA有效的地市有克拉瑪依市、昌吉州地區(qū)、喀什地區(qū)、塔城地區(qū)以及石河子市，表明這些地區(qū)在經(jīng)濟(jì)壓力的大環(huán)境下農(nóng)業(yè)用水的配置得到了較好的調(diào)控。其他市均值雖未達(dá)到DEA有效，但在部分年份達(dá)到DEA有效，表明各個(gè)市均在努力提高用水效率，但實(shí)施過(guò)程中受設(shè)備老化，渠道滲漏等因素影響導(dǎo)致其用水效率未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在時(shí)間尺度上看，2015年和2019年達(dá)到DEA有效，其他研究時(shí)間未達(dá)到效率標(biāo)準(zhǔn)，但計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值相差不遠(yuǎn)，表明新疆各個(gè)地區(qū)每年都在努力提高用水效率且有成效。

3.3 新疆生活用水利用效率分析結(jié)果

針對(duì)生活用水方面水效率研究有非期望產(chǎn)出的指標(biāo)，本研究對(duì)新疆2008-2019年生活用水利用效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出生活用水測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 新疆各地市的生活用水利用效率DEA 測(cè)算值

表5 新疆各地市的生態(tài)用水利用效率DEA 測(cè)算值

從表4可以看出，新疆地區(qū)的生活用水效率DEA 計(jì)算值基本上全部達(dá)到有效，表明新疆地區(qū)生活用水效率整體較高且配置合理。未達(dá)到有效的地區(qū)其DEA計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值相差不大，表明各個(gè)地區(qū)都在努力提高地區(qū)生活用水效率。從時(shí)間尺度上看，DEA計(jì)算值的結(jié)果逐年增長(zhǎng)，表明新疆地區(qū)在生活用水效率方面一直做著不懈的努力。

3.4 新疆生態(tài)用水利用效率分析結(jié)果

考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，采用DEA-BCC模型對(duì)新疆2008-2019年的生態(tài)用水效率進(jìn)行了研究，并在不考慮產(chǎn)出的情況下對(duì)新疆的生態(tài)用水效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得到結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5可以看出，僅有巴州地區(qū)、和田地區(qū)與石河子市地區(qū)達(dá)到DEA有效，其他地區(qū)均未達(dá)到有效，表明在新疆地區(qū)在生態(tài)用水方面用水效率較低，習(xí)近平書(shū)記在2005年提出“金山銀山就是綠水青山”的綠色發(fā)展理念后，近年來(lái)才開(kāi)展一系列生態(tài)措施，使得新疆在生態(tài)發(fā)展方面效率還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)還需進(jìn)一步努力。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在對(duì)水資源利用效率理解的基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者的已有成果，以新疆地區(qū)為例，采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對(duì)新疆地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)四方面的用水效率進(jìn)行計(jì)算，得到農(nóng)業(yè)用水效率(0.860)<生態(tài)用水效率(0.861)<生活用水效率(0.926)<工業(yè)用水效率(0.928)。農(nóng)業(yè)用水與生態(tài)用水效率低下主要生產(chǎn)處理設(shè)備規(guī)模效率低下，灌溉排水設(shè)施陳舊，滲漏率高等原因。生活用水效率與工業(yè)用水效率到達(dá)DEA有效，表明近年來(lái)新疆地區(qū)在農(nóng)業(yè)與生態(tài)方面做出的努力顯而易見(jiàn)。