景守武，夏 咏，马晓龙，赵向豪，辛冲冲

(1.新疆农业大学 经济与贸易学院，乌鲁木齐 830052；2. 乌鲁木齐市水磨沟区八道湾片区管理委员会，乌鲁木齐 830028)

0 引 言

水资源的时空分布不均匀将会直接影响地区经济社会的均衡发展[1]。目前，我国水资源面临着短缺、污染以及利用效率低等一系列问题，水资源的高效、持续利用是我国能否适应经济发展可持续的主要制约因素[2]。因此，实现现有水资源的充分开发和持续利用是急需解决的重大课题。尤其是对于我国干旱半干旱地区经济社会发展而言，水资源尤其是水资源短缺问题，已经成为这些地区经济、社会和生态发展的关键性条件[3]。新疆作为我国干旱半干旱地区的典型代表，水资源既是新疆经济、社会、环境协调可持续发展的战略性资源[4]，也是制约新疆经济、社会、人口可持续发展的限制性资源[5]。整体来看，新疆的水资源已经处于微超载状态，南疆则处于严重超载状态[6]。对于农业而言，新疆是中国缺水最严重的省份，就水土资源匹配来看，新疆的水土矛盾日益突出[7]。因此研究经济发展、人口增长和农业生产与水资源的匹配度尤为重要。

就全国而言，由于人口过快增长、开发保护力度不足、技术水平较低等原因导致我国出现了严重的水资源不匹配的现状[8]，并且我国地域面积广阔，地区自然环境、经济发展的差异性显著，引发的水资源的供需矛盾[9]，进一步加剧了我国水资源对地区经济、社会发展支撑能力不足的问题[10]。因此，在我国水资源支撑能力相对不足的状况下，我国水资源与经济发展、人口增长和耕地面积的匹配关系分别为比较匹配、不匹配和极不匹配[11]。学者们一般主要从区域实际情况出发探讨水资源与经济发展和土地面积的匹配关系。周亮广、梁虹[12]，王康、钟歆玥[13]，王国强、毋黎明[14]，魏寿煜、谢世友[15]分别研究了贵州省、甘肃省、河南省和重庆市的水资源匹配程度。关于新疆的水资源研究主要是从水资源承载力方面展开的。新疆水资源是新疆实现“新常态”下经济、社会和生态协调发展的关键因素。目前，新疆水土资源对于生产和生活的综合承载能力与水土资源的匹配度呈较为一致的态势，但是相对来说，天山北坡比南疆地区的利用水平和匹配程度更高[16]，尤其是环塔里木盆地的南疆地区的水资源承载能力已经达到上限[17]。有研究表明要实现新疆经济社会的跨越式发展，水资源承载力的赤字达到86亿m3[18]，水资源的承载压力将不断增大。学者们多数是从单一的角度分别研究水资源与经济、人口或者土地的匹配程度，很少有学者综合研究水资源的匹配程度，并且对新疆水资源的研究着重于水资源承载能力的研究，较少涉及新疆水资源的匹配问题。因此针对目前新疆不断增加的水资源压力，从经济发展、人口增长和耕地面积三个角度来研究新疆水资源的匹配程度具有重要的意义。

本文运用基尼系数来研究新疆水资源与经济发展、人口增长和耕地面积之间的匹配关系；运用综合灌溉水系数计算新疆总体的农业水利用系数，在此基础上利用时间序列模型分析柯布-道格拉斯函数分解下的新疆水资源匹配度对农业水利用系数的影响程度。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究方法

1.1.1基尼系数

基尼系数是用来衡量居民收入不平衡性的重要指标，很多学者将基尼系数用于水资源、耕地资源、林地资源等其他要素的分配均衡性问题的研究，探究其实质，基尼系数是用来研究资源分配的均衡与否。因此，许多学者看到水资源与经济发展要素之间的匹配问题也类似于收入分配的问题，水资源在时空分布上具有不均衡性，在此基础上基尼系数大量的运用于水资源匹配的研究领域。基尼系数在测量相对差异时能够较好的反映总体的均衡性，为了精确研究结果，文章采用基尼系数来衡量新疆总体水资源与经济发展要素匹配关系的时间变化，这样为探讨新疆水资源、经济发展要素之间的均衡性提供了新的度量依据。文章基于梯形面积算法来度量新疆水资源与经济发展要素之间的匹配关系。

用基尼系数来测量新疆水资源与经济发展、人口增长和耕地面积的匹配程度，设基尼系数为G，则公式G=A/(A+B)，通过梯形面积法，基尼系数的原始公式变为式(1)：

G=1-∑(Gi-Gi-1)(Yi+Yi+1)(G∈[0,1])

(1)

式中：Gi代表新疆各个地州的水资源量的累积百分比；Yi代表各个地州的经济发展、人口增长和耕地面积的累积百分比，其中当i=1时，G0和Y0都为0，即，(G0，Y0)=(0,0)。基尼系数的国际标准见表1。

表1 基尼系数的国际标准和惯例

1.1.2灌溉区域综合水系数法

将农业用水方式分为渠系灌溉用水、井提式灌溉用水和高效节水灌溉用水3种方式，综合利用水系数公式为(2)：

Ω=ΣΩiωi/Σωi

(2)

式中：Ω为农区综合灌溉水系数；Ωi分别为农区输水渠灌溉水系数、井提灌溉水系数、高效节水灌溉水系数；ωi分别为3种灌溉方式用水量的加权平均。

1.1.3柯布-道格拉斯函数

根据柯布-道格拉斯函数(Q=AKαLβ)建立水资源匹配系数与农区水利用系数的柯布-道格拉斯函数：

Ω=AGα1Gβ2Gγ3(α+β+γ=1)

(3)

两边对数得到(4)：

LnΩ=lnA+αlnG1+βlnG2+γlnG3

(4)

利用式(4)进行时间序列回归，量化水资源匹配系数对农区水利用系数的影响。

1.2 数据来源

文章选取了2004-2013年新疆14个地州的时间序列数据，探讨新疆水资源匹配度和水资源匹配对农业用水效率的影响，各指标数据来源于相应年份的《新疆统计年鉴》。为了统一不同数据的量纲和数量级，统一以2004年为基期进行平减，在进行时间序列分析时，对各变量采用比值的形式，所以没有对变量运用取对数的方式进行处理。需要说明的是，对文中少量缺失的数据用插值法进行了补全。

2 新疆水资源与经济发展要素匹配度分析

2.1 数据计算结果

根据基尼系数计算过程，新疆水资源与经济发展、人口增长和耕地面积总体匹配度和时间序列匹配度见表2。

表2 新疆水资源-经济发展要素匹配度基尼系数

资料来源：通过EGcel软件计算整理而得。

2.2 水资源与经济发展要素匹配度基尼系数分析

根据联合国基尼系数国际标准分析，总体来看新疆水资源与经济发展和耕地面积的匹配程度较好，处于“相对平均”的阶段，并且水资源与经济发展的匹配程度稍微好于水资源与耕地面积的匹配程度；然而水资源与人口增长则处于“两极分化”阶段。

水资源与经济发展的总体匹配度G1=0.246 6，说明新疆水资源与经济发展的匹配度处于“相对平均”的阶段，表明在新疆现有水资源可以较好地满足经济发展的需要，也表明经济发展好的地区是处于水资源相对丰富的区域，这与新疆“绿洲经济”的特点相吻合。通过时间序列来看，新疆水资源与经济发展的匹配度处于波动下降的趋势，说明新疆经济发展的质量有一定程度的提高，节水效率较好。

水资源与人口增长的总体匹配度G2=0.569 6，说明新疆水资源与人口增长的匹配度处于“两极分化”阶段，表明新疆水资源的现状较难满足新疆人口增长的需求，出现了供需矛盾较为严重的现象。通过时间序列来看，在2008年以前新疆水资源与人口增长的匹配度一直稳定的低于0.5的警戒线，并且还处于缓慢下降阶段，但是2008年之后新疆水资源与人口增长的匹配度处于0.5警戒线以上，在2012年达到最高的0.626 3。由2008年之前的“差距过大”阶段到了“两极分化”阶段。首先，是由于新疆经济快速发展，人口城镇化程度提高，人口聚集速度大于水资源供给速度。并且城市化进程加速，造成城市涵养水源的能力进一步降低；其次，由于人们的节水意识较差，水资源保护制度不完善造成水资源的浪费严重；最后，南疆地区经济发展相对落后，居民的节育意识不强，人口增长过快，加之南疆自然条件相对恶劣，降水稀少，蒸发量大，更加剧了人水矛盾。

水资源与耕地面积的总体匹配度G3=0.279 7，说明新疆水资源与耕地面积的匹配度处于“相对平均”的阶段，虽然新疆的水资源时空分布极不均匀，土地资源分布空间差异性显著，但是在干旱半干旱的自然条件下，新疆大力发展高效农业，干渠支渠防渗建设到位，滴灌、喷灌技术普及率高。由于农业技术水平的普及运用，从2004年到2013年新疆水资源与耕地面积的基尼系数处于下降趋势，但是新疆农业受到自然气候的影响较大，所以新疆水资源与耕地面积的匹配度波动较为明显。

3 新疆水资源与经济发展要素匹配度对农业水利用效率的实证分析

3.1 模型的假设检验

3.1.1模型的单位根检验

文章采用ADF单位根检验，G3在5%的执行水平下通过单位根检验，G1、G2、Y都在10%的置信水平下通过单位根检验，表明G1、G2、G3、Y原序列水平上不存在单位根，即原序列单整，可进一步进行协整检验。对各变量的单位根检验结果见表3。

表3 单位根检验结果

注：①数据来源：Eviews6.0计量结果处理所得；②C、T分别表示单位根检验中含有截距项和时间趋势项；③**、***分别表示在5%和10%的显著性水平通过单位根检验。

3.1.2模型的协整检验

为了研究新疆水资源匹配度和新疆农业水利用效率之间是否存在长期稳定的关系，需要对序列进行协整检验。对回归方程的残差项进行单位根检验，检验结果为，u=-1.788 1小于10%置信水平下的临界值(-1.600 1)，通过单位根检验，表明新疆水资源匹配度和新疆农业水利用效率之间存在长期稳定的关系。从对新疆水资源匹配度和新疆农业水利用效率的协整检验中可以看出，两个时间序列都是原序列单整，说明新疆水资源匹配度和新疆农业水利用效率具有较高的稳定性。

3.2 格兰杰因果检验

为了探讨新疆水资源匹配度与新疆农业水利用效率之间的因果关系，文章采用了格兰杰因果检验，滞后结束根据AIC和SC法则选择了滞后一期，格兰杰因果检验结果如表4。

表4 格兰杰因果检验结果

注：数据来源：Eviews6.0计量结果处理所得。

根据检验结果来看，原假设“Y不是G1、G2、G3”假设的相伴概率分别为0.104 9、0.139 9、0.122 9，拒绝原假设，则新疆农业水利用效率是新疆水资源与经济发展、人口增长和耕地面积匹配度的原因。根据“G1不是Y的原因假设”的相伴概率为0.047 9，接受原假设，认为新疆水资源与经济发展的匹配度不是新疆农业水利用效率提高的原因，即Y和G1之间存在着单向因果关系。根据“G2不是Y的原因假设”的相伴概率为0.034 3，接受原假设，认为新疆水资源与人口增长的匹配度不是新疆农业水利用效率提高的原因，即Y和G2之间存在着单向因果关系。根据“G3不是Y的原因假设”的相伴概率为0.387 1，拒绝原假设，认为新疆水资源与耕地面积的匹配度是新疆农业水利用效率提高的原因，即Y和G3之间存在着双向项因果关系。

3.3 实证结果分析

根据柯布-道格拉斯函数建立多元线性回归方程：Y=A+αG1+βG2+γG3+μ,其中，A是常数项，α、β、γ是参数，μ为随机扰动项。根据最小二乘法对方程进行回归得：

Y=0.656 6-0.031 1G1-0.130 9G2+0.058 4G3

R2=0.860 3F=12.313 3

据此说明模型对样本数据拟合度较好，回归方程显著。当G1增加1%时，新疆农业水利用率降低0.031%；当G2增加1%时，新疆农业水利用率降低0.130 9%；当G3增加1%时，新疆农业水利用率增加0.058 4%。得出的结论与格兰杰因果关系检验的结果相一致。

4 结 语

文章通过统计2004-2013年新疆水资源、经济发展水平、人口增长和耕地面积等数据，首先，通过梯形面积法的基尼系数来计算新疆水资源与经济发展、人口增长和耕地面积的额匹配度，整体而言、新疆水资源与经济发展和耕地面积的匹配度处于“相对平均”的阶段，而新疆水资源与人口增长的匹配度处于“两极分化”阶段；其次，运用农区水利用综合系数法计算得出新疆农业水利用效率呈现不断改善的趋势；最后运用柯布-道格拉斯函数构造了新疆水资源匹配度对新疆农业水利用效率的函数，通过单位根和协整检验证明新疆水资源匹配度与新疆农业水利用之间存在着长期稳定的关系，并运用格兰杰因果检验证明新疆农业水利用效率的提高有利于提高新疆水资源的匹配度，但是只有新疆水资源与耕地面积的匹配度可以提高新疆农业水利用效率，新疆水资源与经济发展和人口增长的匹配度则降低了新疆农业水利用效率，在此基础上运用时间序列模型对构造的函数模型进行了最小二乘回归检验，结果与格兰杰的检验结果相一致。

[1] 马慧敏,武鹏林.基于基尼系数的山西省水资源空间匹配度分析[J].人民黄河,2014,(11):58-61.

[2] 张利平,夏 军,胡志芳.中国水资源状况与水资源安全问题分析[J].长江流域资源与环境,2009,(2):116-120.

[3] 刘佳骏,董锁成,李泽红.中国水资源承载力综合评价研究[J].自然资源学报,2011,(2):258-269.

[4] 段新光,栾芳芳.基于模糊综合评判的新疆水资源承载力评价[J].中国人口·资源与环境,2014,(3):119-122.

[5] 汪 菲,杨德刚,王长建,等.新疆相对资源承载力及可持续发展时空演变特征分析[J].中国沙漠,2013,(5):1 605-1 613.

[6] 童玉芬.基于水资源承载量的新疆分区域人口压力分析[J].中国人口·资源与环境,2006,(5):78-82.

[7] 杨艳昭,封志明,刘宝勤.西北地区县域农业水资源平衡问题研究[J].自然资源学报,2005,(5):347-353.

[8] 李现社,杜 霞,耿雷华,等中国水资源安全战略研究[J].人民黄河,2008,(5):1-3.

[9] 宋先松,石培基,金 蓉.中国水资源空间分布不均引发的供需矛盾分析[J].干旱区研究,2005,(6):162-166.

[10] 汪党献,王 浩,马 静.中国区域发展的水资源支撑能力[J].水利经济,2000,(11):21-26.

[11] 张吉辉,李 健,唐 燕.中国水资源与经济发展要素的时空匹配分析[J].资源科学,2012,(8):1 546-1 554.

[12] 周亮广,梁 虹.贵州省水资源与人口和经济发展的区域配置状况分析[J].水土保持通报,2008,(3):186-197.

[13] 王 康,钟歆玥,李玉文.甘肃省水资源空间匹配分析[J].中国农村水利水电,2008,(10):21-23.

[14] 王国强,毋黎明.河南省农业水土资源空间匹配格局对产能的影响[J].河南理工大学学报(自然科学版),2012,(2):225-231.

[15] 魏寿煜,谢世友.基于基尼系数和洛伦兹曲线的重庆水资源空间匹配分析[J].中国农村水利水电,2015,(2):56-59.

[16] 王洁云,许译文,吴克宁,等.新疆水土资源综合承载力评价与水土耦合[J].太原理工大学学报,2014,(4):500-504.

[17] 孟丽红,陈亚宁,李卫红.新疆塔里木河流域水资源承载力评价研究[J].中国沙漠,2008,(1):185-190.

[18] 栾芳芳,夏建新.新疆跨越式发展中水资源承载力分析[J].中国农村水利水电,2012,(2):55-58.