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1、2015/3/26 1 灌溉水资源效率、空间溢出与影响因素 基于MFA、SFA和DEA的三重效率比较 深圳大学理论经济学博士后流动站 张雄化 2015.3.26 一、引言 全球粮食作物水、土、粮配比65-70%、17%、40% 中国粮食生产水、土、人配比60%、7%、22% 中国水资源稀缺、地域分布不均、低效和污染相重合 水资源效率是什么？ 水资源效率为什么需要提升？ 水资源效率怎样进行提升？ （一）背景、目的、意义（一）背景、目的、意义 增 效 保 粮 科学利用与管理水资源及其效率以确保水与粮协同发展 2015/3/26 2 MFA的水资源生产率研究的水资源生产率研究 国家层面物质流（Fis
2、cher；欧盟统计局）；区域物质流（陈效逑；张天 柱；武春友）；循环经济与可持续发展（黄和平、鞠美庭、钟若愚）； 水资源生产率（黄和平） （二）文献综述（二）文献综述 SFA方法的灌溉用水效率研究方法的灌溉用水效率研究 灌溉用水效率等于技术上可行的最小水资源使用量与实际使用量的比值 (Kopp，1981)；农业及粮食水资源效率（Kaneko，2004；王学渊，2008； 张雄化，2015） DEA方法的全要素水资源效率研究方法的全要素水资源效率研究 DEA方法（Charnes和Cooper、Tone，2003）；Ali et al.(2014)基于传 统DEA估计加拿大，Sun et al.(
3、2014)基于非期望DEA估计中国 尚未发现：粮食生产的水资源效率、空间效应及三重效率相比较 的研究 二、研究方法与理论模型 MFA方法：水资源生产率=产量/灌溉水量 水资源污染强度=污染排放量/产量 SFA方法:C-D函数建立 DEA方法：生态效率（产量、污染排放正影响/生态包袱） 经济效率（产量/劳动、资本、物质、灌溉水 吸收量、生态包袱） 环境效率（污染正影响/劳动、资本、物质、灌溉 水吸收量、生态包袱） MORANI指数与Z分值法： 面板数据模型： ,1,230,2004,2013 itiitiit yxit=+=LL 2 11111 ()()/() nnnnn ijijiji iji
4、ji InW xx xxWxx = = 01234 lnlnlnlnln ititititititit YKLMW V U = + 2015/3/26 3 三、数据来源及处理 选取2004-2013年全国和31个省市区劳动力、资本、农用物 质、灌溉水吸收量、生态包袱和污染排放量 中国农村统计年鉴、中国统计年鉴、中国环境统 计年鉴和国家水利局网站 粮食=小麦+玉米+大豆+薯类 资本=农业机械总动力 劳动=第一产业从业人员 物质=农药+化肥 灌溉水吸收量=农业用水*90%*47% 生态包袱=农业用水*90%*53% 污染排放量=化学需氧量*47.5%+氨氮排放量*11.5% 四、实证结果分析 1、
5、生产率稳步提高 2、污染强度稳步下降 3、灌溉效率改善不大 4、经济效率较为突出 5、生态效率相对落后 6、环境效率相对落后 年 份 MFA （ 考 虑 期 望 、 非 期 望 产 出 ） SFA （ 不 考 虑 非 期 望 产 出 ） DEA （ 考 虑 非 期 望 产 出 ） MP下限值 （ wt/10 8） DPOI上 限 值 （ t/wt） 技 术 效 率 经 济 效 率 生 态 效 率 环 境 效 率 200414.551390.68610.8481 200515.021420.67310.8760.997 200615.101390.68010.8810.994 200715.48
6、1340.7170.9880.9031 200816.041210.66810.9350.971 200915.841170.7240.9840.9240.993 201016.461100.6890.9880.9600.992 201116.952220.70210.9890.985 201216.882090.6970.9890.9840.978 201317.061990.577111 均 值15.94153.20.6810.9950.930.991 全国三重效率比较 2015/3/26 4 1、生产率分异明显 2、灌溉效率分异明显 3、全要素水资源效率 分异明显 4、黄淮海、东南、西
7、南、长江中下游效率 普遍偏低 M P 下 限 值 （ w t / 1 0 8） D P O I 上 限 值 （ t / w t ） 技 术 效 率 经 济 效 率生 态 效 率环 境 效 率 华 北2 4 . 8 12 4 9 . 2 30 . 5 0 90 . 9 0 80 . 9 0 31 东 北2 2 . 7 41 0 7 . 1 40 . 8 3 310 . 7 4 60 . 1 1 3 黄 淮 海8 . 2 04 1 8 . 8 20 . 6 9 60 . 4 0 50 . 2 8 50 . 5 0 4 西 北2 9 . 4 71 0 6 . 0 60 . 5 6 9110 . 0
8、2 4 东 南1 4 . 5 81 5 4 . 4 40 . 3 9 30 . 6 8 60 . 5 4 50 . 0 5 7 华 南2 5 . 7 91 1 2 . 0 30 . 2 7 10 . 9 8 90 . 8 2 60 . 2 1 0 西 南6 . 4 11 6 4 . 3 70 . 6 7 40 . 5 3 20 . 1 8 20 . 3 1 7 长 江 中 下 游 7 . 0 1 53 7 5 . 7 50 . 5 1 20 . 5 3 90 . 2 6 50 . 2 1 2 指 标 区 域 区域三重效率比较 31省市自治区效率全局 自相关性 指标指标 20042013 Mor
9、ansiZ score敛散性敛散性MoransiZ score敛散性敛散性 生产率生产率0.09230.5387随机分布随机分布0.0352540.286382随机分布随机分布 污染强度污染强度0.0064360.5756随机分布随机分布0.1816380.925225随机分布随机分布 灌溉效率灌溉效率0.60442.6203集聚集聚0.06830.4188随机分布随机分布 经济效率经济效率0.002940.1490随机分布随机分布- 0.100340.096375随机分布随机分布 生态效率生态效率0.085070.50491随机分布随机分布- 0.04177- 0.035356随机分布随机分
10、布 环境效率环境效率- 0.036617- 0.015736随机分布随机分布- 0.13875- 0.47142随机分布随机分布 水资源效率不存在全局 性的空间外溢效应 2015/3/26 5 局部自相关性：局部自相关性：粮食生产的水资源效率只较少的地区呈现粮食生产的水资源效率只较少的地区呈现 出局部自相关，水资源效率仅存在出局部自相关，水资源效率仅存在少许的局部溢出效应少许的局部溢出效应 1、农业用水比重对任何效率产生负向影响且显著 2、人均用水量对任何效率产生正向影响且显著 3、水利设施建设对经济效率和灌溉效率产生负影响 4、教育水平对生态效率产生明显正向作用 水资源生产率灌溉效率经济效率
11、生态效率环境效率 水利设施建设 - 0.0017 (0.0059) - 0.0001* (0.0001) - 0.0001* (0.0001) - 0.001 (0.001) - 0.0001 (0.0001) 农业产值比重 9.2420 (14.1402) 0.6878* (0.2034) 0.6883* (0.2034) 0.0803 (0.2379) - 0.1581 (0.1626) 农业用水比重 - 26.0036* (10.2053) - 0.4334* (0.1578) - 0.4336* (0.1578) - 0.2929* (0.1793) - 0.1438 (0.1197)
12、 有效灌溉面积 0.0012 (0.0012) 0.00004* (0.00002) 0.00001* (0.00001) 7.5700 (0.0001) - 0.00002* (0.00001) 教育水平 1.0813 (11.4572) - 0.0868 (0.1636) - 0.0864 0.7389* (0.1920) 0.1268 (0.1318) 人均用水 - 0.00002 (0.0001) 3.4100* (1.800) 0.6968* (0.1076) 5.2200* (1.300) 5.4600* (8.4600) 影 响 因 素 2015/3/26 6 五、结论及政策建议
13、 第一，全国粮食生产的水资源生产率稳步提高，污染强度稳步 下降；灌溉效率改善缓慢；全要素水资源效率的经济效率明显 好于生态效率和环境效率。 第二，区域粮食生产的水资源效率分异较为明显。尤其，黄淮 海、东南、西南和长江中下游地区与其他区域相比，水资源生 产率、灌溉效率、经济效率、环境和生态效率均处于较低水平。 第三，粮食生产的水资源生产率、灌溉效率、经济效率、生态 和环境效率均不存在明显的空间溢出效应。 第四，粮食生产中的人均用水比重将拉升三重效率，农业用水 比重将拉低三重效率，教育水平对生态效率有明显改善作用。 （一）研究结论（一）研究结论 第一，水资源效率管理上，对三重效率需齐抓共管。关注水
14、资 源生产率、灌溉效率和全要素水资源效率三层指标。 第二，重点突破上，抓住影响水资源效率的“牛尾巴”。粮食 主产区在水土一定条件下，产量会慢慢受到约束，今后粮食增 产的可能区域主要来自于东南、西南、黄淮海和长江中下游地 区。应对效率落后地区进行重点整治。 第三，制度设计上，扫清水资源及其利用技术外溢的障碍。让 自然资源及技术在地区间能实体或虚拟的依靠市场机制进行流 动，分配扩散效率。 第四，动态监测上，守住粮食生产水资源效率的“三条防线”。 一是人均水资源拥有量指标应该保持增长；二是农业用水量指 标应保持下降；三是教育水平应保持整体素质提高。 （二）政策启示（二）政策启示 2015/3/26 7 谢谢您参与，请批评指正！ THANK YOU