农作物面积变化对新疆水资源结构偏差的影响

魏敬周，刘维忠

(新疆农业大学经济与贸易学院，乌鲁木齐 830052)

新疆地处内陆，干旱少雨，水资源整体缺乏，水资源已成为新疆经济可持续发展的关键。随着新疆经济的发展，新疆工农业和生活用水迅速加快，并且新疆农业用水量占新疆总用水量的90%以上，2014年该比例为94.70%，提高农业对水资源的利用效率已成为新疆水资源高效利用的关键。从新疆农业用水历史数据来看，2006年新疆农业用水量为471.44 亿m3，到2014年新疆农业用水量已增加到550.99 亿m3，增幅高达16.87%，这和新疆农业种植结构变化息息相关。新疆农业种植结构中以棉花为主，小麦、玉米是除棉花以外种植规模最大的两种农作物，2014年新疆棉花种植面积占新疆农作物播种面积的40.39%，小麦、玉米种植面积之和占新疆农作物播种面积的34.25%，三者种植面积之和占新疆农作物播种面积的比例接近80%，因此，三者播种面积的变化对新疆水资源利用结构偏差具有较大影响。为了详细研究3种农作物种植面积变化对新疆农业水资源利用结构偏差的影响，本文从新疆各地区的水资源利用结构偏差入手，运用计量手段分析棉花、小麦、玉米等耕种面积的变化对新疆水资源利用结构偏差的影响。

1 新疆水资源开发利用现状

新疆水资源时空分布不均，工程性、结构性缺水严重；生态环境脆弱，污染恢复难的矛盾较为突出；水资源的利用效率和效益不高。随着工业现代化和新型城镇化步伐的加快，生产、生活用水需求日益增加，供水形势日趋严峻。新疆农业用水比例常年在94%～96%之间，超过全国平均水平约30%，对工业和城镇居民用水产生了明显的挤出效应，2014年工业用水仅占约2.48%左右，2014年全国平均水平为22.25%；2014年新疆居民生活用水仅占用水总量的1.6%，而2014年全国平均水平为12.58%；结构性缺水状况十分严重。天山北坡、吐哈盆地、塔额盆地等经济发展较快区域的地下水严重超采，水资源问题已成为制约新疆经济社会发展的突出矛盾和主要瓶颈之一。

新疆农业用水量在南北疆呈现出较大差距，南疆农业用水需求量远高于北疆。从表1中可以看出，南疆的3个主要农业产区巴音郭楞蒙古自治州、喀什地区和阿克苏地区的农业用水量在2006-2014年一直维持在较高水平，2014年其农业用水量分别为52.75、114.5、109.11 亿m3，是新疆农业用水量最高的3个地州，主要原因在于其农业生产总值占比较高，2014年巴音郭楞蒙古自治州、喀什地区和阿克苏地区的农业生产总值分别为209.19、310.28、221.72 亿元，是新疆农业生产总值最高的3个地州。

棉花、小麦、玉米种植面积变化对新疆水资源结构偏差具有较大影响。巴音郭楞蒙古自治州是新疆棉花种植面积最大的地区，2014年该地区的棉花种植面积分别为53.09 万hm2，其水资源利用结构偏差值为0.046 896，为最大值，表明棉花种植面积的大小对水资源结构偏差具有较大影响，对小麦和玉米的分析也可以得出类似结论。

表1 2006-2014年新疆各地区农业用水总量 亿m3

注：数据来源于2008-2015年《新疆统计年鉴》。

2 新疆水资源利用结构偏差分析

2.1 理论框架

水资源利用结构偏差能够反映各地区提高水资源利用率的潜力并给出重新调整水资源配置的方向。根据世界银行第四期技术合作贷款项目国家农业政策分析与决策支持系统中的中国农业用水资源子系统，运算模型如下：

Rj=yi/∑yi-wj/∑Wj

(1)

式中：Rj为j地区的水资源配置结构偏差；wj为j地区农业用水量；yj为j地区的农业产出。

2.2 实证结果分析

通过对新疆各地区水资源结构偏差的计算，结果如表2所示。实证结果表明新疆各地区水资源结构偏差相差较大，其主要原因为新疆水资源分布极不平衡，新疆的水资源径流主要都是分布于新疆西北部地区的额尔齐斯河以及伊利河两大河流，其中额尔齐斯河地表总径流量11.2 亿m3，而伊犁河径流总量为16.5 亿m3。其水资源的时空分布造成新疆农业发展的区域性集中，并与经济社会发展不相匹配。

水资源利用结构偏差能够反映出各地提高水资源利用效率的潜力并能够给出调整水资源配置、提高水资源利用效率的方向，水资源结构偏差值为正的区域水资源利用效率相对较高，反之，则较低。通过表2可以看出，新疆水资源结构偏差值可以分为两类：一类为正，其所在区域为吐鲁番地区、昌吉回族自治州、塔城地区、博尔塔拉蒙古自治州、巴音郭楞蒙古自治州；另一类为负，其所在区域为乌鲁木齐市、哈密地区、伊犁州直属县(市)、阿勒泰地区、阿克苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什地区、和田地区。水资源结构偏差值为正的区域，在2006-2014年间的农业用水效率较高，但这一优势有逐步弱化的趋势，以昌吉回族自治州为例，其水资源利用结构偏差值由2006年的0.070 018降低至2014年的0.018 08，表明其农业水资源利用效率迅速下降，这和农业在当地经济法发展中的比重降低有关。新疆农业水资源利用结构偏差值为负的地区，其水资源结构偏差值在2006-2014年间多数为负，其中部分地区水资源利用结构偏差值持续降低，如阿勒泰地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州等地区，表明这些地区农业用水效率持续较低，需要调整这些地区的农业水资源利用结构，提供农业用水效率；部分地区则从负值变为正值，如喀什地区，其2013年的水资源结构偏差值为-0.139 8，到2014年该值则变为0.003 532，表明该地区的节水灌溉措施极大地提高了农业水资源利用效率，对该地区农业发展具有积极的促进作用。

表2 新疆各地区水资源结构偏差表

注：数据来源于2008-2015年《新疆统计年鉴》。

新疆各地区水资源结构偏差因地区而异，一方面由于水资源时空分布不均匀，另一方面则由于农业种植结构和经济收益存在显著差异。水资源时空分布是客观自然条件，通过外力所能够实现的改变有限；但是其农业种植结构和经济收益则主要取决于农户种植的作物类型，可以通过节水灌溉技术和推广优质耐旱作物品种提高其节水能力和经济效益。从目前新疆农业种植结构来看，棉花为新疆的主要种植作物，玉米、小麦是除棉花之外种植面积最大的两种农作物品种，三者种植面积之和占新疆农作物种植面积的80%左右，在实际生产过程中，三者种植结构的调整对新疆农业水资源利用结构偏差具有较大影响，其主要原因为三者生产过程中的需水规律存在显著差异，不同单产水平对应不同的每公顷平均耗水量，公顷产750～1 500 kg皮棉则总耗水量为300～450 m3，公顷产7 500 kg的夏玉米耗水量约为350 m3左右，而小麦的亩均耗水量约为200～400 m3，因此，将有限的水资源用于生产经济效益最高的农作物则有利于实现水资源配置最优化。

3 棉花、小麦、玉米种植面积变化对水资源利用结构偏差的影响

3.1 模型构建与数据来源

为了更好的说明新疆棉花、小麦、玉米种植面积变化对水资源利用结构偏差的影响，对每个地区均构建如下模型：

Yi=c0+c1logX1i+c2logX2i+c3logX3i+μ

(2)

式中：Yi为新疆第i个地区水资源利用结构偏差值；X1i为新疆第i个地区小麦种植面积；X2i为新疆第i个地区玉米种植面积；X3i为新疆第i个地区棉花种植面积；c1、c2、c3为小麦、玉米、棉花播种面积变化1%时对应的水资源结构偏差变化的绝对值；μ为误差项。

在以上模型基础上，本文使用2007-2014年新疆各地区棉花、玉米、小麦的种植面积，数据来自于历年《新疆统计年鉴》，并结合前文计算的新疆各地区水资源利用结构偏差进行OLS回归，并运用Eviews8.0进行模型运算。

3.2 实证结果分析

模型运算结果如表2所示，通过模型运算，得出了新疆14个地州、市的棉花、玉米、小麦种植面积和水资源结构偏差之间的相关关系，下面将从棉花、小麦、玉米3个方面进行具体分析。

(1)棉花种植面积变化对水资源利用结构偏差的影响。在新疆多数地区，棉花种植面积和水资源结构偏差呈现出正相关关系，从表3中可以看出，除了昌吉回族自治州、伊犁州直属县(市)、塔城地区、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州外，其他地区均为正相关关系，表明棉花种植面积的增加能够提高多数地区的水资源利用效率。其中，昌吉回族自治州、伊犁州直属县(市)、塔城地区、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州棉花种植面积与水资源利用结构偏差之间的负相关关系，表明这部分地区的棉花种植面积扩大将会降低这部分地区的水资源利用效率，主要原因为：一方面棉花种植面积迅速扩大，导致部分地区农业生产中能够承载的棉花种植规模已达峰值；另一方面由于这部分地区水资源分布的区域性失衡，导致部分地区在棉花生产中的存在水资源浪费的现象。

(2)小麦种植面积变化对水资源利用结构偏差的影响。新疆多数地区水资源利用结构偏差值与小麦种植面积呈现出负相关关系，这些地区主要集中于乌鲁木齐市、克拉玛依市、哈密地区、昌吉回族自治州、塔城地区、巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州，说明在这些地区小麦种植面积的提高会降低该地区的农业用水效率。小麦种植面积的变化对其水资源结构偏差正相关的地州为吐鲁番地区、伊犁州直属县(市)、喀什地区、和田地区，表明在这些地区小麦种植面积的变化提高了该地区的水资源结构偏差系数，有利于提高该地区的农业用水效率。从整体分析来看，新疆多数地区并不适合大面积种植小麦，小麦种植面积扩大不利于提高新疆地区农业水资源利用效率。

(3)玉米种植面积变化对水资源利用结构偏差的影响。玉米种植面积变化对水资源利用结构偏差的影响呈现出明显的区域性，北疆地区玉米种植面积变化与水资源利用结构偏差呈现出较为明显的正相关关系，如伊犁州直属县(市)、塔城地区、阿勒泰地区、博尔塔拉蒙古自治州等北疆地区。相关系数为负的区域主要为阿克苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什地区、和田地区，表明多数南疆地区玉米种植面积的提高反而会降低该地区农业水资源利用效率。

表3 小麦、玉米、棉花对水资源结构偏差的影响系数

注：*表示通过10%显著性水平检验；**表示通过5%显著性水平检验。

4 结 语

综上所述，新疆棉花、玉米、小麦对新疆水资源利用结构偏差的影响呈现出明显的区域性特征，在新疆多数地区，棉花种植规模的提高有利于提高其水资源利用结构偏差值，进而提高农业水资源利用效率；而小麦则相反，新疆多数地区小麦种植面积的提高会降低其水资源利用结构偏差值，不利于提高提高农业水资源利用效率；对玉米而言，南北疆玉米种植对各地区水资源利用结构偏差值的影响有较为明显的区别，南疆多数地区存在负相关关系，北疆多数地区存在正相关关系，说明新疆玉米种植向北疆集中有利于提高其农业用水效率。

通过以上分析，可以看出新疆农业用水效率的提高需要合理调整农业生产结构，对棉花、小麦、玉米的种植规模进行合理引导，以提高新疆水资源利用效率，在实际农业生产过程中，则需要推进新疆优质棉区进一步扩大棉花种植规模，引导新疆玉米种植向北疆转移，合理引导小麦种植规模的发展。

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