高文貴

（甘肅省張掖市甘州區(qū)大滿水利電力管理處，甘肅 張掖 734000）

農(nóng)業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的根本，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的前提，對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。建設(shè)農(nóng)田水利工程對(duì)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高水土資源的可持續(xù)利用能力具有十分重要的意義。農(nóng)田水利設(shè)施種類繁多，投入比例不同，須科學(xué)規(guī)劃，提高農(nóng)田水利建設(shè)的針對(duì)性，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 農(nóng)田水利設(shè)施與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)性

1.1 農(nóng)田水利設(shè)施的概念

農(nóng)田水利設(shè)施指灌溉面積、除澇面積、水庫庫容及渠道流量分別小于1×104km2、3×104km2、10×104m3和1m3/s，并用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水利工程，包括小型水庫、農(nóng)用水井、方塘、水渠等。農(nóng)田水利設(shè)施將一系列的工程技術(shù)與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，通過調(diào)整農(nóng)業(yè)用水方式和農(nóng)業(yè)供水模式對(duì)農(nóng)田進(jìn)行治理，目的是通過科技手段合理調(diào)配農(nóng)業(yè)用水，實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

1.2 指標(biāo)選取

張掖市位于甘肅省西部，河西走廊中段，截至2020年全市灌溉面積達(dá)3576.6km2，有效灌溉面積2903.6km2，建成水電站73座、中小型水庫52座、灌溉機(jī)電井16000多眼，襯砌防滲渠道10000多km[1]。根據(jù)《張掖市2011—2020統(tǒng)計(jì)年報(bào)》，選取2011—2020年的灌溉面積、節(jié)水灌溉面積、灌溉機(jī)電井、塘壩、水窖、渠道襯砌長度與對(duì)應(yīng)年份的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)（表1），進(jìn)行皮爾遜（Pearson）相關(guān)分析，探究水利設(shè)施與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)性程度。

表1 2011—2020張掖市部分水利設(shè)施建設(shè)情況及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值

1.3 皮爾遜（Pearson）相關(guān)性分析

皮爾遜相關(guān)性分析通過分析具備相關(guān)性的兩個(gè)或多個(gè)變量元素，從而得出衡量兩個(gè)變量因素的密切程度的相關(guān)系數(shù)[2]。采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)衡量各項(xiàng)農(nóng)田水利設(shè)施與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間的相關(guān)性，計(jì)算公式：

表2 各農(nóng)田水利設(shè)施與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值相關(guān)性分析結(jié)果

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值與灌溉面積、灌溉機(jī)電井、塘壩數(shù)量之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)R分別為0.956、0.813、0.947，顯著性程度P均小于0.01，說明灌溉面積、灌溉機(jī)電井和塘壩數(shù)量與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值具有極顯著相關(guān)關(guān)系。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值與節(jié)水灌溉面積、襯砌防滲渠道長度之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)R分別為0.717、0.758，顯著性程度P均小于0.05，說明節(jié)水灌溉面積和襯砌防滲渠道長度與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間存在顯著相關(guān)性。水窖數(shù)量與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為-0.944，且顯著性程度P低于0.01，說明水窖數(shù)量與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值具有極顯著負(fù)相關(guān)性。

綜上所述，水利設(shè)施的建設(shè)與當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值息息相關(guān)，結(jié)合相關(guān)性的研究結(jié)果，選取與經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有顯著正相關(guān)性的5項(xiàng)水利設(shè)施，繼續(xù)分析各項(xiàng)農(nóng)田水利設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的重要程度。

2 農(nóng)田水利設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

2.1 指標(biāo)選取

農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，相關(guān)指標(biāo)的選取應(yīng)盡量體現(xiàn)該地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，而影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的因素是多種多樣的，因此在進(jìn)行具體分析時(shí)，須選取具有代表性和經(jīng)濟(jì)意義、便于獲取及較全面的資料。為建立影響產(chǎn)量的多元線性回歸模型，本文分別從農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)環(huán)境、農(nóng)田水利設(shè)施修建情況和農(nóng)業(yè)物資投入量3個(gè)方面進(jìn)行指標(biāo)選取。在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)環(huán)境方面選取灌溉面積和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力為研究指標(biāo)；在農(nóng)田水利設(shè)施方面選取節(jié)水灌溉面積、灌溉機(jī)電井?dāng)?shù)量、塘壩數(shù)量、襯砌防滲渠道長度為研究指標(biāo)；在農(nóng)業(yè)物資投入量方面選取農(nóng)用肥使用量（折純量）、農(nóng)藥使用量和地膜使用量為研究指標(biāo)。2011—2020年張掖市農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、農(nóng)用肥使用量、農(nóng)藥使用量、地膜覆蓋面積等指標(biāo)數(shù)據(jù)見表3。

表3 2011—2020張掖市部分指標(biāo)數(shù)據(jù)

2.2 多元線性回歸分析

多元線性回歸分析不僅能夠找到各變量間的相互作用關(guān)系，還可對(duì)變量做出預(yù)測和判斷，從而進(jìn)行相應(yīng)的因素分析[3]。農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)情況不同，其對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響程度不同，根據(jù)所選取的指標(biāo)建立多元線性回歸模型：

式（2）中，β1、β2…β9為方程的回歸系數(shù)，x1、x2…x9分別表示灌溉面積、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、節(jié)水灌溉面積、灌溉機(jī)電井、塘壩數(shù)量、襯砌防滲渠道長度、農(nóng)用肥是使用量、農(nóng)藥使用量、地膜覆蓋面積，y代表張掖市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值。經(jīng)計(jì)算得到張掖市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的多元線性回歸方程如下：

2.3 相對(duì)貢獻(xiàn)度理論

基于目前農(nóng)田水利設(shè)施的現(xiàn)狀，可用上文計(jì)算出的多元線性回歸方程估計(jì)或預(yù)測未來的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，但如何選擇加大對(duì)某類水利設(shè)施建設(shè)的投入，對(duì)提高農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的影響最為顯著，這仍是一個(gè)亟須解決的問題。因此，需利用相對(duì)貢獻(xiàn)度理論，將重點(diǎn)放在5項(xiàng)與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值明顯正相關(guān)的水利設(shè)施上，為農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)提供科學(xué)合理的規(guī)劃。數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析中，分析多種影響因素對(duì)某一變量的影響程度有標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)法和偏判定系數(shù)法2種方法。

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)法 標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)是指將因變量和自變量標(biāo)準(zhǔn)化之后的多元回歸方程的回歸系數(shù)，其絕對(duì)值的大小直接反映了自變量對(duì)因變量的影響程度，求標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)方式如下：

式（4）中，xi、βi分別為第個(gè)自變量及其系數(shù)，y為因變量，ε為常數(shù)誤差，n表示自變量的個(gè)數(shù)。

首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化:

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)求得標(biāo)準(zhǔn)化多元回歸方程如下：

2.3.2 偏判定系數(shù)法 所謂偏判定系數(shù)，是將一個(gè)新的自變量加入到線性回歸方程后，所減少的殘差平方和與該自變量引入之前的殘差平方和之比，其數(shù)值等于相應(yīng)樣本偏相關(guān)系數(shù)的平方，取值為[0，1]。偏判定系數(shù)反映的是單個(gè)自變量對(duì)因變量的影響程度，也就是說當(dāng)其他自變量的影響作用已經(jīng)明確后，某個(gè)自變量引起因變量變化的單獨(dú)作用。通過計(jì)算偏判定系數(shù)，可得到不同自變量對(duì)因變量的相對(duì)貢獻(xiàn)程度。求偏判定系數(shù)的方式如下：

對(duì)于一個(gè)多元線性回歸模型：

記SSE（Xi）為模型中除去自變量，即自變量為(x1…xi-1、xi+1、…、xn)時(shí)，y的計(jì)算值與實(shí)際值的殘差平方和，SSE（x）是模型中含有全部自變量(x1、x2、…xn)時(shí)y的殘差平方和，則y對(duì)xi的偏判定系數(shù)為

由此，可使用標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)和偏判定系數(shù)比較不同農(nóng)田水利設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的重要程度。

2.4 不同農(nóng)田水利設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的重要程度分析

根據(jù)相對(duì)貢獻(xiàn)度理論，首先利用標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)回歸方法建立不同因素對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)方程：

然后基于偏判定系數(shù)法計(jì)算出每個(gè)自變量對(duì)因變量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值y的偏相關(guān)系數(shù)（表4）。

表4 不同農(nóng)田水利設(shè)施與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間的偏相關(guān)系數(shù)

5項(xiàng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系最為密切的水利基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性見表5。從標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)的角度看，襯砌防滲渠道長度對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)最大，增加灌溉機(jī)井和節(jié)水灌溉面積也能促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，但灌區(qū)面積、堤壩數(shù)目對(duì)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的貢獻(xiàn)不大。從偏判定系數(shù)的角度來看，灌溉機(jī)電井、塘壩數(shù)目對(duì)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率均高于其他水利設(shè)施，而灌溉面積、襯砌防滲渠道長度的貢獻(xiàn)則相對(duì)較低。綜合來看，襯砌防滲渠道和灌溉機(jī)電井建設(shè)是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的最佳途徑，增加節(jié)水灌溉面積和塘壩數(shù)量對(duì)于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有較為顯著的貢獻(xiàn)，但由于土地面積有限，灌溉面積對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的提升效果是有限的。

表5 農(nóng)田水利設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)率

3 結(jié)束語

對(duì)于張掖市來說，在“十四五”時(shí)期要實(shí)施“協(xié)調(diào)型”發(fā)展戰(zhàn)略，從農(nóng)田水利、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等方面進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，不斷完善相關(guān)制度，加大資金投入，根據(jù)不同縣（區(qū)）的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，因地制宜、統(tǒng)籌推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。