水利經(jīng)濟(jì) 2022 40 6 E mail jj hhu edu cn http jour hhu edu cn 電話 025 83786376 第40卷第6期 Vol 40 No 6 水 利 經(jīng) 濟(jì) Journal of Economics of Water Resources 2022年11月 Nov 2022 DOI 10 3880 j issn 1003 9511 2022 06 005 基金項(xiàng)目 國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目 19ZDA084 作者簡(jiǎn)介 華堅(jiān) 1974 女 副教授 博士 主要從事環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究 E mail huajian hhu edu cn 水資源約束對(duì)西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響 華 堅(jiān)1 2 曹慧敏1 潘雪晴1 劉 蕾1 1 河海大學(xué)商學(xué)院 江蘇南京 211100 2 江蘇省 世界水谷 與水生態(tài)文明協(xié)同創(chuàng)新中心 江蘇南京 211100 摘要 基于資源約束理論 構(gòu)建包含水量和水質(zhì)兩個(gè)維度的水資源綜合水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 并建立 阻尼模型分析2001 2019年西北五省區(qū)水資源量質(zhì)綜合水平對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束影響 結(jié)果表明 在綜合考慮水量和水質(zhì)的情況下 樣本期內(nèi)西北五省區(qū)水資源綜合水平呈波動(dòng)上升趨勢(shì) 與水資源 數(shù)量單一約束相比 水資源量質(zhì)綜合水平對(duì)西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用明顯增大 從時(shí)間層面 看 西北五省區(qū)水資源約束的阻尼系數(shù)波動(dòng)變化特征顯著 從空間層面看 西北五省區(qū)水資源約束 存在空間集聚特征 約束強(qiáng)度呈先減小后增大的趨勢(shì) 關(guān)鍵詞 水資源約束 水量 水質(zhì) 增長(zhǎng)阻尼 農(nóng)業(yè)發(fā)展 中圖分類號(hào) F327 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1003 9511 2022 06 0033 06 西北五省區(qū)是我國(guó)重要的傳統(tǒng)農(nóng)區(qū) 全域占據(jù) 近1 3的國(guó)土面積 農(nóng)業(yè)發(fā)展存在很大的潛力空間 但作為干旱 半干旱區(qū) 西北五省區(qū)水量短缺問題十 分嚴(yán)重 其水資源總量?jī)H占全國(guó)的9 25 用水總 量卻占全國(guó)的14 08 其中農(nóng)業(yè)用水占比高達(dá) 84 19 水量短缺與土地資源富有形成反差 成為 制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸 與此同時(shí) 在 西部大 開發(fā) 的戰(zhàn)略背景下 西北五省區(qū)進(jìn)行大規(guī)模粗放 式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 濫用化肥農(nóng)藥 過度灌溉等導(dǎo)致次生 鹽堿化問題頻發(fā) 區(qū)域內(nèi)水質(zhì)受損明顯 逐漸演變?yōu)?影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的另一威脅 水量和水質(zhì)的雙重約束 嚴(yán)重阻礙了西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐 因此 現(xiàn)階段緩解水資源約束 推動(dòng)水資源高效利用對(duì)于 西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義 作為重要的生產(chǎn)性資源之一 水資源對(duì)經(jīng)濟(jì)增 長(zhǎng)的約束作用明顯 水資源的有限性通常導(dǎo)致經(jīng)濟(jì) 發(fā)展速度降低 這種現(xiàn)象一般稱之為增長(zhǎng)阻尼 增 長(zhǎng)阻尼研究始于Nordhaus 1 后來Romer 2 將其明 確定義為不存在資源約束下的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與有資源約 束下經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的差額 現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)水資源增長(zhǎng)阻尼 效應(yīng)的研究包括水量與水質(zhì)兩部分 3 一是研究水 量約束 即水資源短缺的約束作用 如章恒全等 4 研究發(fā)現(xiàn)不同地區(qū) 不同產(chǎn)業(yè)之間均存在水資源增 長(zhǎng)阻尼 但地區(qū)和行業(yè)之間存在差異性 華堅(jiān)等 5 從水資源消耗量和消耗結(jié)構(gòu)兩方面考慮水資源對(duì)經(jīng) 濟(jì)增長(zhǎng)的影響作用 并測(cè)算西北五省區(qū)水資源對(duì)經(jīng) 濟(jì)增長(zhǎng)的阻尼大小 王學(xué)淵等 6 度量水資源緊缺對(duì) 我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制約程度 計(jì)算得出我國(guó)水資源對(duì) 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的阻力為0 075 華堅(jiān)等 7 發(fā)現(xiàn)水 資源約束促使我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)從勞動(dòng)密集型向技術(shù)和 資本密集型轉(zhuǎn)變 農(nóng)業(yè)用水與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)存在著長(zhǎng)期 穩(wěn)定的正向相關(guān)關(guān)系 此外 在空間分布上 受自然 條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素的影響 水資源阻尼系數(shù)具有 明顯的區(qū)域集聚特征 8 二是研究水質(zhì)約束 即水 環(huán)境惡化的約束作用 3 秦騰等 9 引入水生態(tài)足跡 研究水環(huán)境約束效應(yīng) 實(shí)證發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的水環(huán)境 約束強(qiáng)度大大超過水資源約束強(qiáng)度 嚴(yán)翔等 10 通過 熵權(quán)法計(jì)算生態(tài)壓力指標(biāo)并將其作為生態(tài)資源投 入 研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)約束引起的增長(zhǎng)阻尼較為明顯 從現(xiàn)有研究來看 水資源的有限性對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì) 增長(zhǎng)的約束作用普遍存在 并存在時(shí)空差異性 但學(xué) 者大多僅考慮水量或水質(zhì)的約束作用 因此 本文 在前人的研究基礎(chǔ)上 構(gòu)建綜合考慮水量和水質(zhì)兩 方面的水資源綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 并利用Romer增 長(zhǎng)阻尼模型量化分析水資源對(duì)西北五省區(qū) 陜西 省 甘肅省 青海省 寧夏回族自治區(qū) 新疆維吾爾自 治區(qū) 農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用 以期為西北五省區(qū)農(nóng) 業(yè)經(jīng)濟(jì)在水資源約束下實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長(zhǎng)提出針對(duì)性 33 水利經(jīng)濟(jì) 2022 40 6 E mail jj hhu edu cn http jour hhu edu cn 電話 025 83786376 政策建議 1 研究方法 1 1 水資源量質(zhì)綜合水平評(píng)價(jià)指標(biāo) 近年來 綜合考慮水量和水質(zhì)特性的水資源綜 合水平研究成為區(qū)域水資源配置問題的重要發(fā)展方 向 11 12 參考楊東明等 13 14 的研究 本文認(rèn)為水資 源量質(zhì)綜合水平包括水資源水量和水質(zhì)兩個(gè)維度 水量指水資源稟賦及其利用程度 水質(zhì)指排放強(qiáng)度 及治污能力 在水資源節(jié)約和水體保護(hù)的目標(biāo)下 水資源量質(zhì)綜合水平越高 表示水資源自然稟賦條 件越好 利用效率越高 用水結(jié)構(gòu)越合理以及受污染 程度越輕 基于水資源數(shù)量和質(zhì)量?jī)煞矫娴奶匦?構(gòu)建水 資源量質(zhì)綜合水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 并參考楊麗等 15 的研究 利用加入時(shí)間變量的改進(jìn)熵值法進(jìn)行權(quán)重 測(cè)算 具體指標(biāo)及權(quán)重如表1所示 表1 水資源量質(zhì)綜合水平指標(biāo)體系 目標(biāo)層系統(tǒng)層指標(biāo)層作用方向權(quán)重 水資源 量質(zhì)綜 合水平 水量 水質(zhì) 區(qū)域水資源總量 0 089 水資源開發(fā)利用率 0 071 人均用水量 0 076 主要農(nóng)產(chǎn)品單位 產(chǎn)量用水量 0 083 農(nóng)業(yè)用水量占比 0 072 有效灌溉面積 0 068 農(nóng)田灌溉畝均用水量 0 071 萬元GDP用水量 0 074 農(nóng)業(yè)廢水排放量 0 073 農(nóng)業(yè)COD 化學(xué)需氧量 排放量 0 069 農(nóng)業(yè)氨氮排放量 0 068 水土流失治理面積 0 095 污水日處理能力 0 088 注 分別表示水資源作用方向?yàn)檎拓?fù) 1 2 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束模型 1 2 1 模型選取 相關(guān)學(xué)者在研究水資源約束時(shí)通常采用多目標(biāo) 優(yōu)化方法 16 灰色關(guān)聯(lián)法 17 以及構(gòu)建阻尼模 型 7 10 等 前兩種方法適用于分析水資源約束下的 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題 本文為探究水資源對(duì)于農(nóng)業(yè)經(jīng) 濟(jì)發(fā)展的約束作用 選用阻尼模型作為研究方法 測(cè) 度水資源約束對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響 阻尼值等于 無約束的經(jīng)濟(jì)增速與有約束的經(jīng)濟(jì)增速之差額 在Romer 2 構(gòu)建的包括自然資源和土地要素的 柯布道格拉斯函數(shù) C D函數(shù) 的基礎(chǔ)上 考慮水資 源要素 建立增長(zhǎng)阻尼模型為 Y K W AL 1 1 式中 Y為農(nóng)業(yè)產(chǎn)出 K為資本投入 W為水資源投 入 A為技術(shù)進(jìn)步率 L為勞動(dòng)力投入 為資本的 產(chǎn)出彈性 為水資源的產(chǎn)出彈性 對(duì)式 1 兩邊取對(duì)數(shù)可得 lnY lnK lnW 1 lnA lnL 2 由于變量增長(zhǎng)率是其對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù) 因此對(duì)式 2 兩邊進(jìn)行求導(dǎo)可得 gY gK gW 1 gA gL 3 式中g(shù)Y gK gW gA gL分別為Y K W A L 的增長(zhǎng)率 根據(jù)Romer 2 的研究 筆者認(rèn)為經(jīng)濟(jì)均衡增長(zhǎng) 路徑下產(chǎn)出與資本增長(zhǎng)率相等 進(jìn)而計(jì)算出水資源 約束存在與不存在時(shí)的單位勞動(dòng)力產(chǎn)出增長(zhǎng)率分別 為g g 即 g gW 1 gA gL1 4 g g W 1 gA gL1 5 式中g(shù) W為無水資源約束下W的增長(zhǎng)率 由水資源約束而產(chǎn)生的增長(zhǎng)阻尼就是水資源在 不受約束與受到約束的情況下 單位勞動(dòng)力產(chǎn)出增 長(zhǎng)率的差值 在水資源未受到約束的情況下 水資 源增長(zhǎng)率和勞動(dòng)力投入增長(zhǎng)率n相等 即g W gL n 但在水資源受到約束的情況下增長(zhǎng)率存在差 異 18 參考章恒全等 4 的研究 采用水資源實(shí)際增 長(zhǎng)率w作為約束條件下的水資源增長(zhǎng)率 即gW w 可得水資源增長(zhǎng)阻尼系數(shù)ZW的計(jì)算公式為 ZW n w 1 6 阻尼系數(shù)為正 表明農(nóng)業(yè)發(fā)展受到水資源的約 束作用 阻尼系數(shù)為負(fù) 表明農(nóng)業(yè)發(fā)展并未受到水資 源的約束作用 然而 由于水質(zhì)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束 日益加重 僅考慮水量已不能全面衡量水資源對(duì)農(nóng) 業(yè)發(fā)展的整體約束 因此本文引入水資源量質(zhì)復(fù)合 要素 測(cè)度水量和水質(zhì)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束程度 對(duì)式 1 模型進(jìn)行了修正 即 Y K C 1 AL 1 1 7 式中 C為水資源量質(zhì)復(fù)合要素投入 1為水資源 量質(zhì)復(fù)合要素的彈性 進(jìn)而得到考慮量質(zhì)情況下的 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展約束程度的水資源增長(zhǎng)阻尼系數(shù) Zc 即 Zc 1 n gC 1 8 式中g(shù)C為水資源量質(zhì)復(fù)合要素的增長(zhǎng)率 1 2 2 變量說明與數(shù)據(jù)來源 鑒于數(shù)據(jù)可獲得性 選取2001 2019年西北五 省區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析 相關(guān)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)來源 43 水利經(jīng)濟(jì) 2022 40 6 E mail jj hhu edu cn http jour hhu edu cn 電話 025 83786376 于2001 2019年 中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒 水資源公報(bào) 和 各省區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒 對(duì)于部分缺失數(shù)據(jù)利用插值法補(bǔ) 齊 涉及的變量說明如下 a 農(nóng)業(yè)產(chǎn)出Y 以農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值表示 為消除價(jià) 格因素的影響 將農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值按GDP指數(shù)折算為 2001年不變價(jià)格 b 資本投入K 鑒于農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)大部分投 入于農(nóng)業(yè)機(jī)械 19 參考王學(xué)淵等 6 8 的研究 用農(nóng)業(yè) 機(jī)械總動(dòng)力來表示資本投入水平 c 水資源量質(zhì)復(fù)合要素投入C 該指標(biāo)由利 用熵值法測(cè)算得出的水平值表示 d 勞動(dòng)力投入L 以農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占農(nóng)林牧漁 總產(chǎn)值的比例乘以農(nóng)林牧漁就業(yè)人數(shù)表示 同時(shí) 假 設(shè)技術(shù)進(jìn)步率A附著在勞動(dòng)力投入L上 20 2 實(shí)證分析 2 1 水資源量質(zhì)綜合水平測(cè)度結(jié)果 根據(jù)改進(jìn)熵值法計(jì)算得出西北五省區(qū)2001 2019年水資源量質(zhì)綜合水平 計(jì)算結(jié)果如表2 所示 表2 2001 2019年西北五省區(qū)水資源量質(zhì)綜合水平 年份陜西甘肅青海寧夏新疆區(qū)域均值 2001 0 622 0 543 0 590 0 356 0 287 0 480 2002 0 647 0 580 0 596 0 393 0 332 0 510 2003 0 714 0 581 0 606 0 449 0 290 0 528 2004 0 713 0 603 0 622 0 443 0 320 0 540 2005 0 742 0 617 0 657 0 408 0 349 0 554 2006 0 749 0 639 0 643 0 446 0 381 0 572 2007 0 753 0 658 0 661 0 475 0 379 0 585 2008 0 760 0 667 0 666 0 469 0 399 0 592 2009 0 777 0 666 0 671 0 478 0 399 0 598 2010 0 794 0 678 0 659 0 492 0 413 0 607 2011 0 791 0 670 0 652 0 488 0 382 0 597 2012 0 782 0 684 0 660 0 520 0 355 0 600 2013 0 762 0 675 0 644 0 519 0 384 0 597 2014 0 772 0 678 0 672 0 528 0 385 0 607 2015 0 790 0 679 0 670 0 527 0 417 0 616 2016 0 820 0 708 0 697 0 560 0 493 0 656 2017 0 833 0 732 0 721 0 574 0 515 0 675 2018 0 854 0 751 0 740 0 584 0 499 0 686 2019 0 871 0 752 0 747 0 579 0 533 0 697 a 整體來看 2001 2019年西北五省區(qū)水資源 量質(zhì)綜合水平呈波動(dòng)上升趨勢(shì) 區(qū)域整體水平年均 值由2001年的0 480上升到2019年的0 697 年均 增長(zhǎng)率達(dá)到2 095 說明樣本期內(nèi)西北五省區(qū)的 水資源量質(zhì)綜合水平持續(xù)向好 2001 2014年 水 資源量質(zhì)綜合水平上升較為平緩 個(gè)別年份甚至出 現(xiàn)下降趨勢(shì) 可能原因是西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施期間 西北五省區(qū)承接發(fā)達(dá)地區(qū)的落后產(chǎn)業(yè) 難免會(huì)對(duì)資 源環(huán)境產(chǎn)生負(fù)向影響 導(dǎo)致水量和水質(zhì)受損 2015 年 隨著 創(chuàng)新 協(xié)調(diào) 綠色 開放 共享 新發(fā)展理念 的提出 水資源合理利用與保護(hù)意識(shí)逐步增強(qiáng) 推動(dòng) 水資源利用效率和水質(zhì)情況提升 因此水資源量質(zhì) 綜合水平在2015年之后有所提升 b 分省份來看 西北五省區(qū)水資源量質(zhì)綜合水 平的地區(qū)間差異明顯 各省區(qū)均值從大到小依次為 陜西 青海 甘肅 寧夏 新疆 陜西水資源量質(zhì)綜合 水平最高 省際均值達(dá)到0 766 主要原因是陜西地 跨黃河 長(zhǎng)江兩大水系 自然資源稟賦和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā) 展情況良好 在水資源量質(zhì)兩方面都賦值領(lǐng)先 發(fā)展 水平穩(wěn)步提升 青海和甘肅水資源量質(zhì)水平較高且 數(shù)值接近 同時(shí)兩省增長(zhǎng)率最為平穩(wěn) 其中青海在西 北五省區(qū)中水資源稟賦豐富 開發(fā)利用程度低 使其 水體可利用空間較大 發(fā)展?jié)摿Τ渥?而甘肅則得益 于水污染治理方面的顯著優(yōu)勢(shì) 寧夏和新疆不僅測(cè) 度水平較低 且波動(dòng)情況十分明顯 年均增長(zhǎng)率分別 為2 737 和3 506 寧夏是我國(guó)水資源最少的 省區(qū) 大氣降水 地表水等貧乏 且分布極其不均 水 資源發(fā)展空間薄弱 新疆則受到傳統(tǒng)農(nóng)耕方式限制 盡管坐落著全國(guó)最大的內(nèi)陸河 塔里木河 但粗 放型發(fā)展使得農(nóng)業(yè)用水比例極高 水土流失現(xiàn)象嚴(yán) 重 水資源量質(zhì)水平較低 2 2 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束強(qiáng)度 2 2 1 水資源數(shù)量對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束強(qiáng)度 首先 測(cè)度水資源數(shù)量對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束強(qiáng)度 以期為后續(xù)研究提供對(duì)照組 對(duì)于水資源數(shù)量的評(píng) 價(jià) 采用改進(jìn)熵值法進(jìn)行計(jì)算 其次 利用普通最小 二乘法 OLS 進(jìn)行回歸 發(fā)現(xiàn)變量間存在多重共線 性問題 因此采用嶺回歸的方法進(jìn)行改進(jìn) 表3為 僅考慮水資源數(shù)量情況下西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展受到 約束的情況 表3 西北五省區(qū)水資源數(shù)量對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束強(qiáng)度 省區(qū)資本彈性水資源彈性勞動(dòng)力彈性勞動(dòng)力增長(zhǎng)率水資源增長(zhǎng)率資本增長(zhǎng)率阻尼系數(shù) 陜西1 297 0 012 0 353 0 015 0 019 0 034 0 136 甘肅0 671 0 284 0 145 0 008 0 018 0 020 2 287 青海0 617 0 113 0 186 0 035 0 013 0 022 1 438 寧夏0 253 0 673 0 202 0 005 0 027 0 022 2 902 新疆0 514 0 164 0 328 0 011 0 035 0 024 0 807 西北 五省區(qū)0 823 0 238 0 125 0 008 0 021 0 029 3 888 總體來看 西北五省區(qū)水資源數(shù)量對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展 的阻尼系數(shù)為 3 888 為無約束狀態(tài) 隨著創(chuàng)新 型國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施以及資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè) 我 國(guó)對(duì)自主創(chuàng)新的投入不斷提升 推動(dòng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科學(xué) 技術(shù)持續(xù)發(fā)展 農(nóng)田灌溉更多采用節(jié)水灌溉技術(shù)和 設(shè)備 提升了農(nóng)田水資源利用效率 使得農(nóng)業(yè)發(fā)展受 53 水利經(jīng)濟(jì) 2022 40 6 E mail jj hhu edu cn http jour hhu edu cn 電話 025 83786376 水資源數(shù)量的制約作用較小 具體而言 除陜西和 青海外 其他三省區(qū)的阻尼系數(shù)均為負(fù)值 說明在僅 考慮水量的情況下 這三省區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展未受到水 資源數(shù)量的約束 從各要素的彈性看 資本彈性整 體顯著大于水資源彈性和勞動(dòng)力彈性 表示農(nóng)業(yè)發(fā) 展對(duì)資本的依賴程度大于資源和勞動(dòng)力投入 青海 水資源彈性為負(fù)值 表明在資源稟賦充足且合理開 發(fā)的情況下 農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)水資源數(shù)量的需求不高 甘肅勞動(dòng)力彈性為負(fù)值 這是由于隨著糧食播種 農(nóng) 田灌溉以及收割技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步 勞動(dòng)力需求降低 農(nóng)業(yè)年均勞動(dòng)力呈負(fù)向增長(zhǎng) 2 2 2 水資源量質(zhì)綜合水平對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束 強(qiáng)度 綜合考慮水資源量質(zhì)的情況下 西北五省區(qū)水 資源量質(zhì)綜合水平對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的阻尼系數(shù)等參數(shù)測(cè) 算結(jié)果見表4 表4 西北五省區(qū)水資源量質(zhì)綜合水平 對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束強(qiáng)度 省區(qū)資本彈性水資源彈性勞動(dòng)力彈性勞動(dòng)力增長(zhǎng)率水資源增長(zhǎng)率資本增長(zhǎng)率阻尼系數(shù) 陜西1 278 0 092 0 406 0 015 0 006 0 009 0 685 甘肅0 500 0 525 0 018 0 008 0 007 0 015 1 575 青海0 624 0 129 0 178 0 035 0 013 0 048 1 673 寧夏0 220 0 667 0 233 0 005 0 034 0 029 3 341 新疆0 889 0 180 0 236 0 011 0 022 0 011 1 760 西北 五省區(qū)0 800 0 212 0 138 0 008 0 014 0 006 2 294 總體來看 水資源量質(zhì)綜合水平對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的 阻尼系數(shù)為 2 294 仍處于無約束狀態(tài) 西部大 開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施對(duì)西北五省區(qū)資源環(huán)境造成了極大 的威脅 但 十一五 以來 隨著綠色節(jié)約型發(fā)展理 念的提出 西北五省區(qū)對(duì)水資源數(shù)量和質(zhì)量的保護(hù) 力度加強(qiáng) 農(nóng)業(yè)發(fā)展整體上受水資源量質(zhì)的雙重制 約作用較小 各省區(qū)水資源量質(zhì)綜合水平對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā) 展的約束存在較大差異 除陜西 青海仍處于約束狀 態(tài)之外 納入水質(zhì)考慮的新疆水資源綜合水平農(nóng)業(yè) 發(fā)展也存在約束作用 三省區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度 在受約束的情況下將分別下降0 685 1 673 和 1 760 阻尼系數(shù)的正負(fù)主要受到資本彈性 水資 源彈性以及勞動(dòng)力投入增長(zhǎng)率與水資源增長(zhǎng)率之差 的影響 阻尼系數(shù)為正值的三省區(qū)中 陜西的資本 彈性最大 在充足的資本支持下農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展 而增長(zhǎng)緩慢的勞動(dòng)力和水資源難以滿足農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 需要 對(duì)其產(chǎn)生較大約束 青海和新疆盡管水資源彈 性為負(fù) 但勞動(dòng)力增長(zhǎng)率明顯小于水資源增長(zhǎng)率 農(nóng) 業(yè)發(fā)展仍很大程度依賴于資源投入 因此受到明顯 的水資源約束作用 除此之外 在水量水質(zhì)雙重約 束下 甘肅和寧夏農(nóng)業(yè)發(fā)展仍然為無約束狀態(tài) 甘 肅水資源量質(zhì)綜合水平較高 且始終以平穩(wěn)的趨勢(shì)增 長(zhǎng) 現(xiàn)階段仍能滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的客觀需要 寧夏則是 因?yàn)榈貐^(qū)經(jīng)濟(jì)較為落后 資源稟賦條件較差 農(nóng)業(yè)發(fā) 展始終沒有過多依賴于資本和資源投入 加上地區(qū)勞 動(dòng)力波動(dòng)情況最為平穩(wěn) 從而使其受資源影響較小 2 2 3 約束強(qiáng)度對(duì)比 由上述分析可知 將水質(zhì)約束納入研究范疇后 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用明顯提升 如陜西的 阻尼系數(shù)從0 136 上升至0 685 青海的阻尼系 數(shù)由1 438上升至1 673 新疆則由無約束狀態(tài)轉(zhuǎn) 變?yōu)榧s束狀態(tài) 可能原因是隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的 加速推進(jìn) 農(nóng)業(yè)廢水排放量和化學(xué)需氧量不斷增加 對(duì)于區(qū)域內(nèi)水環(huán)境容量產(chǎn)生較大影響 此外 經(jīng)濟(jì) 的快速發(fā)展衍生出大規(guī)模的掠奪性開發(fā) 加之農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)中化肥農(nóng)業(yè)的過度使用 進(jìn)一步加重水質(zhì)的惡 化 因此在納入水質(zhì)約束后 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約 束作用將會(huì)顯著提升 2 3 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展約束強(qiáng)度的時(shí)空分異特征 2 3 1 時(shí)序特征分析 在分析西北五省區(qū)水資源量質(zhì)綜合水平對(duì)農(nóng)業(yè) 發(fā)展阻尼系數(shù)的基礎(chǔ)上 進(jìn)一步測(cè)算各省區(qū)2001 2019年各年度數(shù)據(jù) 結(jié)果如圖1所示 整體來看 2001 2019年間各省區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展均在個(gè)別年份受 到不同程度的水資源量質(zhì)約束 根據(jù) 水資源公 報(bào) 數(shù)據(jù)顯示 西北五省區(qū)年均降水量?jī)H為全國(guó)的 61 93 地區(qū)氣候干旱 降水稀少 地理位置及氣候 特點(diǎn)導(dǎo)致其水資源短缺嚴(yán)重 生態(tài)環(huán)境較為脆弱 同時(shí) 西北五省區(qū)水資源利用效率較低 單位GDP 用水量達(dá)全國(guó)的2 86倍 而農(nóng)業(yè)用水占比達(dá) 87 02 不合理的灌溉方式更加重了農(nóng)業(yè)用水的浪 費(fèi) 水量短缺引起水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用明 顯 隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入推進(jìn) 大量能源及 資源投入工業(yè)發(fā)展之中 污染排放量大幅度提升 生 態(tài)系統(tǒng)逐步惡化 造成水質(zhì)和水量進(jìn)一步下降 在 西北五省區(qū)中 陜西 青海 新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展受到水資 源約束的年份明顯更多 這也與其多年平均阻尼系 數(shù)的測(cè)度結(jié)果一致 圖1 2001 2019年西北五省區(qū)水資源阻尼系數(shù) 63 水利經(jīng)濟(jì) 2022 40 6 E mail jj hhu edu cn http jour hhu edu cn 電話 025 83786376 觀察阻尼系數(shù)的變化情況發(fā)現(xiàn) 水資源量質(zhì)綜 合水平對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的阻尼系數(shù)波動(dòng)變化特征十分顯 著 這表明水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用是不斷變 化的 一方面 當(dāng)阻尼系數(shù)為正時(shí) 各省區(qū)通過勞動(dòng) 力和資本要素的替代性投入緩解水資源約束 同時(shí) 水資源約束誘導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新 使節(jié)水凈水等新技術(shù)得 到推廣 從而降低資源消耗和污染排放 推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng) 濟(jì)的增長(zhǎng) 使水資源阻尼系數(shù)轉(zhuǎn)為負(fù)值 但資源替 代效應(yīng)存在一定的極限 當(dāng)生產(chǎn)力水平趨向穩(wěn)定時(shí) 水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束會(huì)隨時(shí)間增大 使得阻尼 系數(shù)波動(dòng)特征顯著 另一方面 西北五省區(qū)阻尼系 數(shù)的波動(dòng)特征說明地區(qū)節(jié)水凈水措施取得一定效 果 水資源利用效率得到提升 水資源整體狀況有所 改善 緩解了水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束 但現(xiàn)階段 的政策措施仍存在不健全不完善的問題 導(dǎo)致約束 作用呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢(shì) 因此需要繼續(xù)因地制宜地制定 水資源利用與水污染管理的措施 從而減小水資源 對(duì)西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用 2 3 2 空間特征分析 為更好地揭示西北五省區(qū)水資源約束對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā) 展的影響 比較不同年份下的約束變化情況 利用 ArcGIS繪制約束強(qiáng)度圖 選擇2001年 2007年 2013年 2019年各省區(qū)的測(cè)算結(jié)果進(jìn)行分析 為對(duì) 具體數(shù)值進(jìn)行比較 本文將約束強(qiáng)度劃分為無約束 型 阻尼系數(shù)低于0 低約束型 阻尼系數(shù)0 5 之間 中約束型 阻尼系數(shù)5 10 之間 和高約 束型 阻尼系數(shù)10 以上 需要說明的是 上述約 束強(qiáng)度僅是對(duì)數(shù)值相對(duì)水平的劃分 并不直接表示 水資源約束絕對(duì)水平 不同年份的約束情況見圖 2 可見2001年 2007年 2013年和2019年西北五 省區(qū)水資源阻尼系數(shù)空間變化總體較為明顯 且存 在空間集聚特征 約束強(qiáng)度整體呈先減小后增大的 趨勢(shì) 2001年 陜西處于低約束狀態(tài) 新疆處于中約 束狀態(tài) 甘肅 青海 寧夏處于無約束狀態(tài) 這一階 段約束地區(qū)分布在西北五省區(qū)的兩側(cè) 無約束地區(qū) 集中在中部 21世紀(jì)初 西北地區(qū)成為我國(guó)的重點(diǎn) 開發(fā)區(qū)和農(nóng)業(yè)基地 西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)用水所占比例 均超過70 其中新疆占比超過90 盡管新疆水 資源總量充足 但極高的農(nóng)業(yè)用水占比和廣闊的農(nóng) 田灌溉面積導(dǎo)致水資源耗用量大且利用率低 傳統(tǒng) 的灌溉方式更是加重了水量負(fù)擔(dān) 農(nóng)業(yè)發(fā)展受到水 資源較大約束 而陜西在2001年旱情嚴(yán)重 降水量 平均下降13 7 糧食作物因旱減產(chǎn)192 69萬t 對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)造成沖擊 此外 由于陜西工業(yè)化發(fā)展稍 顯落后 污染物排放無法及時(shí)處理 農(nóng)業(yè)發(fā)展受到水 量水質(zhì)的雙重約束 a 2001年 b 2007年 c 2013年 d 2019年 圖2 2001 2019年西北五省區(qū)水資源阻尼系數(shù)空間變化 2007年 陜西 青海 新疆處于低約束狀態(tài) 甘 肅和寧夏處于無約束狀態(tài) 這一階段水資源約束出 現(xiàn)微減弱趨勢(shì) 而集聚特征較為明顯 區(qū)域西部?jī)墒?相連形成低約束集聚區(qū) 無約束集聚區(qū)仍然位于區(qū) 域中部 新疆轉(zhuǎn)為低約束狀態(tài) 主要原因是2007年 前后新疆水土流失治理和污水排放處理能力增強(qiáng) 繼而緩解了對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的約束 青海由無約束狀態(tài) 轉(zhuǎn)為低約束狀態(tài) 盡管青海水資源稟賦良好 水資源 量質(zhì)水平在2007年以前也始終保持上升趨勢(shì) 但由 于資本投入水平較低 農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力流失嚴(yán)重 致使該 地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展只能過度依賴于資源投入 因此水資 源的約束作用明顯 73 水利經(jīng)濟(jì) 2022 40 6 E mail jj hhu edu cn http jour hhu edu cn 電話 025 83786376 2013年 甘肅和寧夏處于低約束狀態(tài) 新疆處 于中約束狀態(tài) 陜西和青海處于無約束狀態(tài) 2010 年 國(guó)務(wù)院出臺(tái) 關(guān)于中西部地區(qū)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的 指導(dǎo)意見 中西部地區(qū)對(duì)高耗能 高污染等產(chǎn)業(yè)的 承接給生態(tài)環(huán)境造成極大影響 水質(zhì)污染大幅度增 加 導(dǎo)致甘肅和寧夏步入低約束狀態(tài) 新疆回升為中 約束狀態(tài) 2012年 國(guó)務(wù)院發(fā)布 關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格 水資源管理制度的意見 確定了水資源開發(fā)利用 控制 用水效率控制及水功能區(qū)限制納污 三條紅 線 陜西和青海嚴(yán)格遵循該政策 全方位加強(qiáng)水資 源量質(zhì)管理 水資源短缺及水環(huán)境污染的情況得到 緩解 農(nóng)業(yè)發(fā)展情況良好 水資源約束程度逐漸轉(zhuǎn)為 無約束狀態(tài) 2019年 陜西和青海處于低約束狀態(tài) 新疆處 于高約束狀態(tài) 甘肅和寧夏轉(zhuǎn)為無約束狀態(tài) 西北五 省區(qū)中部重新成為無約束集聚區(qū) 新疆近年來大力 加快農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐 不斷加強(qiáng)糧食生產(chǎn)功能區(qū)建設(shè) 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入力度持續(xù)加大 同時(shí)農(nóng)田建設(shè) 對(duì)于水資源的需求極高 但受到氣候和降水量的影 響 新疆2019年水資源總量明顯下降 較2013年相 比降低了8 89 難以為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供有力支 撐 因此 現(xiàn)階段構(gòu)建與農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程相符的水資 源管理體系是新疆解除水資源較高約束的重要 方向 3 結(jié)論與建議 本文采用西北五省區(qū)2001 2019年數(shù)據(jù) 構(gòu)建 水資源量質(zhì)綜合水平指標(biāo)體系 并采用基于生產(chǎn)函 數(shù)的阻尼模型探究水資源約束對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響 主要結(jié)論如下 a 在考慮水量和水質(zhì)兩個(gè)維度的情況下 2001 2019年西北五省區(qū)水資源綜合水平呈現(xiàn)波 動(dòng)上升趨勢(shì) 區(qū)域整體水平的年均增長(zhǎng)率達(dá)到 2 095 發(fā)展?fàn)顩r持續(xù)向好 各省區(qū)水資源量質(zhì)綜 合水平從大到小依次為陜西 青海 甘肅 寧夏 新 疆 其中寧夏和新疆的水資源量質(zhì)水平波動(dòng)率最為 明顯 年均增長(zhǎng)率分別為2 737 和3 506 b 與水資源數(shù)量單一約束相比 水資源量質(zhì)綜 合水平對(duì)西北五省區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用明顯增 大 樣本期內(nèi) 水量約束下僅有陜西和青海兩省區(qū) 阻尼系數(shù)為正值 而水資源量質(zhì)約束下陜西 青海和 新疆三省區(qū)阻尼系數(shù)均為正值 與此同時(shí) 水資源 量質(zhì)約束下的阻尼系數(shù)增大 表明約束強(qiáng)度變大 c 從時(shí)間層面看 2001 2019年西北五省區(qū)農(nóng) 業(yè)發(fā)展均在個(gè)別年份受到水資源量質(zhì)綜合水平不同 程度的約束 且水資源約束的阻尼系數(shù)波動(dòng)變化特 征十分顯著 這表明水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的約束作用 是不斷變化的 從空間層面看 西北五省區(qū)水資源 阻尼系數(shù)總體變化較為明顯 且存在空間集聚特征 約束強(qiáng)度整體呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì) 基于上述研究結(jié)論 為進(jìn)一步緩和目前西北五 省區(qū)水量短缺和水質(zhì)惡化的水資源約束 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè) 可持續(xù)發(fā)展 提出以下政策建議 a 提高農(nóng)田灌溉水利用效率 發(fā)展高效節(jié)水農(nóng) 業(yè) 西北五省區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展應(yīng)把 建立水資源剛性 約束制度 作為核心 在水資源開發(fā)和取用過程中 科學(xué)部署 完善水資源配置格局 提高水資源利用效 率 增強(qiáng)節(jié)水型農(nóng)業(yè)建設(shè) b 減少污染排放 加大污水治理力度 水質(zhì)惡 化對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的約束日益突出 因此需要控制 高能耗 高污染的工業(yè)企業(yè) 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化 升級(jí) 同時(shí)合理控制廢水排放 加大污水處理力度 提高污水排放達(dá)標(biāo)率 c 加強(qiáng)區(qū)域統(tǒng)籌協(xié)調(diào) 滿足地區(qū)差異化需求 考慮到西北五省區(qū)水資源約束的集聚特征 在區(qū)域 水資源管理中要避免分散多頭的管理模式 建立有 效的區(qū)域統(tǒng)一水資源管理合作機(jī)制 正確把握總體 謀劃和久久為功的關(guān)系 一方面加強(qiáng)區(qū)域溝通聯(lián)動(dòng) 落實(shí)水資源管理中的 三條紅線 和 四項(xiàng)制度 在開發(fā)利用中注意地表水與地下水的合理調(diào)配 優(yōu) 化水資源配置 另一方面關(guān)注各省區(qū)差異化特征 盡 量滿足不同地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)水資源的個(gè)性化需求 參考文獻(xiàn) 1 NORDHAUS W D Lethal model 2 the limits to growth revisited J Brooking Papers on Economic Activity 1992 2 1 43 2 ROMER D Advanced macroeconomics M 2nd ed Shanghai Shanghai University of Finance the degree of coupling and coordination between the two systems has shown an upward trend and most regions will reach the intermediate level of coupling and coordinated development There is a significant autocorrelation in space and the overall coupling coordination degree shows a radial distribution that decreases from east to west and from south to north and in recent years the primary coordination and intermediate coordination areas have formed a trend of agglomeration and expansion from the outside to the inside the level of economic development the advancement of science and technology and the improvement of the level of environmental regulation all have a significant positive impact with a spatial spillover effect in promoting the coordinated development of the two systems in the region and neighboring regions The improvement of water resource level also has positive impact on the coordinated development of the two systems in the region while the effect is not yet significant for neighboring regions Key words water resources high quality economic development PSR model coupling coordination spatial and temporal differentiation Impact of water resources constraints on agricultural development in five northwest provinces based on quantity and quality considerations HUA Jian1 2 CAO Huimin1 PAN Xueqing1 LIU Lei1 1 Business School Hohai University Nanjing 211100 China 2 Jiangsu World Water Valley and Water Ecological Civilization Collaborative Innovation Center Nanjing 211100 China Abstract Based on the resource constraint theory an index system of water resources comprehensive level including water quantity and water quality was constructed and a damping model was established to measure the constraint effect of water resources quantitative and qualitative comprehensive level on agricultural economic development in the five provinces of northwest China from 2001 to 2019 The results show that Considering the water quantity and water quality the comprehensive level of water resources in the five provinces in northwest China shows an upward trend of fluctuation during the sample period Compared with the single constraint of water resources quantity the constraint of water resources quantity and quality on agricultural economic development of the five provinces in northwest China is obviously greater From the perspective of time the damping coefficient of agricultural economic development constrained by water resources fluctuates significantly in northwest China From the perspective of space there is a spatial agglomeration characteristic of water resources constraint in northwest China and the constraint intensity decreases first and then increases Key words water resource restriction water quantity water quality growth drag agricultural development W ater security evaluation and obstacle factor analysis of two major regions in China under the background of large scale protection TIAN Ze XIAO Lingying REN Yangjun Business School Hohai University Nanjing 211100 China Abstract In this paper the catastrophe progression model the Dagum Gini coefficient and its decomposition method and the obstacle diagnosis model are used to comprehensively evaluate the water security status of the Long Economic Belt and the Yellow River Basin from 2009 to 2019 and further explore their spatial differences and obstacles through comparative analysis factor The r