赵 越,吕现昌2,尚海洋

(1.兰州财经大学 经济学院,甘肃 兰州 730000；2.陕西航天通宇建筑工程有限公司,陕西 西安 710000)

1 引言

甘肃省武威市民勤县位于河西走廊东北部、石羊河流域下游,东、西、北三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围,属温带大陆性干旱气候区,是典型的农业灌溉区。水资源是影响民勤发展的直接因素。在汉代以前,民勤的人类活动仅限于对自然资源的利用,保持了完整的水泊和森林环境。民勤凭借先天的环境优势大力发展农牧业,在清代康熙、乾隆年间开垦面积达到了历史上的最高峰,这个时期民勤的绿洲农业得到了极大发展[1]。随着人类生产生活需求增多、农用工具改良、灌溉技术成熟等,地下水资源不断被抽取,水资源供给难以维持生态环境的需求,使民勤逐步从一个“土沃泽饶、可耕可渔”的湿地环境逐步演变为今天的“十地九沙、非灌不植”的干旱荒漠环境,导致农牧业发展受阻。

地下水灌溉曾是民勤农户赖以生存的灌溉方式之一。20世纪50—60年代,石羊河上游对地表水的侵占,使下游的地表水锐减,严重影响到石羊河下游的居民用水。20世纪70年代开始,农村电网敷设为解决地表水缺乏问题提供了新的出路,民勤县农民通过水泵抽取地下水进行农业灌溉[2]。随着农户对地下水的不断开采和民勤特有的地理位置,导致地下水水位不断下降,使巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠向绿洲不断推进,绿洲沙漠化、耕地板结和盐碱化严重。土地质量下降和地下水资源减少,直接影响到河西走廊地区的生态安全,进而影响到农户的生产生活水平[3,4]。2006年,民勤县有开采井1万眼,年均提取地下水量5×108m3,累计超采地下水量为50×108m3,大量超采导致地下水水位下降,出现大面积的漏斗。为减缓民勤县地下水水位下降,2007年甘肃省政府提出《石羊河流域重点治理规划》(简称“规划”)以控制水资源开采、转变用水方式[5]。但由于限水措施和农户教育水平普遍低下,使当地农民无法及时应对“规划”要求的农业种植方式的转变,造成作物产量降低、农户生活水平开始下滑。2008年,民勤县政府实施了针对环境保护的“四禁”政策,开始关井压田,恢复生态。

由于禁止打井对农业生产带来了极为严重的负面影响,农户生活状况每况愈下。在治理民勤县环境问题和水资源问题期间,民勤县出现了大规模贫困人口。2011年,甘肃省认定民勤县南湖乡为贫困乡镇,南湖乡、收成乡、东湖镇、西渠镇、红沙梁镇5个乡镇的5个村为贫困村,共有贫困人口6.65万人,民勤县贫困发生率高达28%[6-8]。即使贫困发生率急剧攀升,但为了防止沙漠化扩大影响到更多的地区,当地政府不能放弃对生态环境的治理政策,农户只能被迫在恶劣的生态环境中生产与生活,农牧业生产举步维艰。2013年,民勤县在全面实施“规划”和“四禁”的同时进行了大规模的生态移民。2014年,“精准扶贫”思想落地,相继在全国各个贫困地区开展“精准扶贫”任务,至此武威市政府更加有针对性地对民勤农户的贫困状况进行帮扶。

综上所述,地下水灌溉有利有弊,本文通过地下水灌溉的经济可行性、农户贫困发生率和地下水开采量与农牧业产量之间的关系深入探讨了地下水灌溉对当地小农生计的影响,尝试为民勤县农牧业可持续发展提供事实依据和理论支持。

2 研究方法和数据来源

2.1 研究方法

净现值法:由于项目建设中的投资成本与收入现金流之间存在时间先后的差异,因此在建设项目的经济评价方面一般会优先选择净现值(NPV)作为主要评价指标。NPV[9,10]是指在投资项目计算期内所付出的现金流出量现值与投资所产生的现金流入量现值的代数和。即在生产经营期内,净现金收入量的总现值与净现金投资量的总现值之间的差额。净现值法的原理简单科学、计算结果清楚明了,便于对建设项目的经济可行性进行评价。

净现值计算公式为:

(1)

式中,t为时间,即项目的经济寿命期;At为项目在第t年的现金流入量,即项目经营期内的收入;r为基准收益率;I为建设项目所付出的现金流,即项目的建造成本。净现值法对于投资项目的经济可行性评价是通过NPV值的大小来判断的。如果NPV≥0,表明项目在基准收益率r下的某一个周期后,便会出现现金流入量的总现值大于或等于现金流出量的总现值,这些差额即为项目的净现值,表明项目产出大于(或等于)项目投入,因此该投资项目可取。反之,如果NPV<0,该投资项目不可取。本文利用净现值法对地下水灌溉的经济可行性进行评价。

FGT贫困指数:1984年,Foster等首次提出FGT指数[11,12],由于FGT贫困指数具有一系列良好的性质,所以成为目前使用最为广泛的贫困指数。FGT指数可通过不同的计算方式分别估计贫困的广度、深度和强度。

FGT指数计算公式为:

(2)

式中,Pα为贫困指数;N为研究区域内的总人口数;q为研究区域内的贫困人口数;Gi=z-yi,其中z为国家贫困线,yi为研究区域内居民的收入,因此Gi为国家贫困线与收入之间的差值;α为贫困的厌恶指数。当α=0时,P0代表贫困的广度,即贫困发生率,表示收入处于贫困线以下的居民人数占研究区域内总人数的比例;当α=1时,P1代表贫困的深度,表示研究区域内的贫困人口脱贫需要的资金数量;当α=2时,P2代表贫困的强度,反映在贫困线以下农户之间的收入分配变化。本文利用FGT指数中的P0指数计算了石羊河流域民勤县内农户的贫困发生率,以对比2013—2017年贫困发生率的变化。

相关系数分析:相关分析研究的是两个或两个以上处于同等地位的随机变量之间的相关关系,这种分析方法侧重于发现随机变量间的各种相关特性。例如,人的身高和体重之间的相关关系、空气的相对湿度与降雨量之间的相关关系都是相关分析研究的问题。相关分析结果一般用相关系数(r)表示,相关系数最早是由统计学家卡尔·皮尔森设计的统计指标。

相关系数计算公式为:

(3)

2.2 数据来源

本文对2006—2017年石羊河流域内民勤县政府公报和统计年鉴进行梳理归纳,提取出与农户生计相关的数据,包括:农民人均纯收入、农村人口总数、全县常住人口数、全县贫困人口数、各类水资源使用情况、生产总值与各产业占比。此外,家庭平均人口数量是基于石羊河流域贫困问卷调查中“农户家庭规模”数据计算所得,当前建造水井的价格和水井的可使用年限通过当地农户调查得到。

3 实证分析

3.1 地下水灌溉的经济可行性分析

地下水灌溉的经济可行性分析使用净现值法进行评估,主要是对比水井建造的成本与水井使用年限内各年收入总和之间的差额。将净现值计算公式中各项指标具体化,t为水井可使用的年数,At为1个家庭使用地下水灌溉第t年所获得的现金流(即收入),r为基准收益率,I为建井成本。

通过对民勤县农户访问可知水井的一般使用年限为15—20年,2017年建造水井的成本均值为2万元人民币。通过对当地农户的抽样调查数据分析可知,民勤县农户家庭规模最少为2人,最多为6人,家庭平均人口数为4人,标准差为0.994。由于收集到的数据分别为2017年水井建造成本的均值和2006—2017年的民勤农村人均纯收入，为了便于计算,本文采用净现值法的反向计算思维,利用复利公式C=At(1+r)t求得收入的现金流终值,即2006—2017年的农村人均纯收入按照6%基准收益率(国家发改委2006年发布的建筑项目财务基准收益率取值表中的农业部分)折算到2017年,直接与2017年的水井建造成本相比较。若2006—2017年民勤县农村家庭纯收入终值之和与水井建造成本的差值大于零,说明建井方案合理,即水井建造对农户来说切实可行;若是小于或等于零,则需要考虑把民勤县农村家庭纯收入的数据扩充到水井可使用的最长期限,即1998年,再重新比较水井建造成本和农村家庭纯收入之间的差额,并讨论方案的合理性。

表1 民勤县农村家庭2006—2017年家庭纯收入终值

注:数据来源于2006—2017年《民勤县统计年鉴》;家庭纯收入终值的计算选取2017年为基准年。

由表1可知,2006—2017年单个家庭纯收入终值最低为2006年的27199元,最高为2016年的49506元。2006—2017年各年民勤县农村家庭收入的终值均高于水井建造费用,2006年单个家庭获利7199元。将2006—2017年单个农村家庭现有的收入终值加总可得单个家庭纯收入的终值之和为443259元。2017年民勤县水井建造平均费用为20000元人民币,且建造费用一次性收取，因此2006—2017年的民勤县农村家庭的纯收入终值远高于水井建造成本,差额为423259元人民币。计算结果表明:农户总收入与建井成本之间的差额大于零,采取地下水灌溉的农户家庭总收入完全抵消了建井成本,建井方案经济可行,且单个农户家庭获得423259元的利润。农户家庭的收入与建井成本之间的差额越大,采取建造水井的地下水灌溉方式就越符合农户自身利益,地下水灌溉对小农生计的正向影响就越明显。

3.2 民勤县贫困状况分析

国家贫困线是指用于界定贫困人口和非贫困人口的收入标准。我国2011年召开的中央扶贫工作会议决定将农民人均收入2300元作为国家2011年的扶贫标准,同时国家会按照每年物价指数和生活指数等对贫困线进行调整。2015年我国贫困线为2800元,2016年贫困线约为3000元。由图1可知,2013—2017年民勤县农民人均收入总体呈现增长态势,增长量分别为982元、1644元、1157元、576元。对应我国各年的贫困线标准,民勤县农民人均收入与贫困线之间的差额(Gi)由2013年的5593元人民币逐步增长到2017年的9252元,人均收入水平与贫困线之间的差距不断拉大。

图1 2013—2017年民勤县贫困线与农户人均收入的差距

由表2可知,2013—2017年农村人口数量在全县人口数量的占比超过60%,说明农村人口是民勤县生产生活的主要群体。贫困人口数由2013年的42200人减少到2017年的615人,贫困发生率也由2013年的17.50%下降到2017年的0.25%。虽然相比于2016年的贫困人数和贫困发生率,2017年的贫困人数和贫困发生率出现了微弱增长,但民勤全县常住人口数在2017年也增加了500人。从总体来看,2013—2017年贫困发生率在平稳减少,结合前文提到的2011年民勤县由于地下水灌溉和政策影响而造成的6.65万贫困人口数和28%的贫困发生率,到2017年贫困发生率已降低了27.75%。值得关注的是,2015年民勤县的贫困发生率已降到0.43%,低于国家贫困发生率(3%),表明民勤县整体收入得到提升,当地政府的“精准扶贫”更侧重于解决民生问题,扶贫工作取得显著成果。

表2 2013—2017年民勤县贫困指数

注:数据来源于2013—2017年民勤县政府统计公报。

本文采取时间序列分析,纵向对比政府治理前后贫困发生率的变化;同时本文利用FGT指数仅测算贫困发生率,即贫困的广度,并未进一步测算贫困的深度和强度。此外,本文研究对象为民勤县,而非整个石羊河流域,导致贫困发生率的度量结果与现有的部分成果不同。

3.3 地下水开采量与农牧业产量之间的关系

本文使用第一产业总产值来代表农牧业的产量,先分析水资源总体的开采和使用情况,再分析2010—2017年第一产业总产值的变动状况,然后把2010—2017年的地下水开采量与第一产业总产值相结合,计算两者之间的相关系数,以揭示地下水开采量对民勤县农牧业产量的影响。

首先,分析民勤县水资源开采和使用情况。民勤县水资源的开采和使用情况主要是按照相关的政策要求。例如,针对石羊河流域一系列水资源问题,“规划”提出“关井压田”和“总量控制、定额管理”等水制改革政策。通过“关井压田”关闭不合适的农业种植区机井并压缩机井周围的耕地,严格控制地下水使用,以此恢复地下水水位;通过“总量控制、定额管理”将石羊河流域分配到民勤的全部水资源,按照总体用水指标逐级分配到每个灌区、每一眼机井,在每一眼机井上安装计量控制设施,严格控制地下水开采。针对用水户则是在控制总量范围内,严格实行行业用水定额管理,对超出定额配水的耕地面积,由农户自行决定耕种与否。定额内地表水使用按照定价收费,用水超出定额部分采取累计收费;地下水使用也要收取地下水资源费用和超额水资源费用等,但地下水的使用量是被严格控制的[13-15]。由表3可知,在2007年水制改革后,地下水的开采量连年减少,地下水开采量由2006年的4.76亿m3下降到2017年的0.85亿m3,2006—2017年地下水开采量降低了82.14%,且自2016年起地下水开采量低于1亿m3,同时生态用水量提高了54.22%,民勤县生态环境恶化状况得到缓解。为了改善区域用水不平衡、提高用水效率,水资源的总需求量经过控制在逐年减少。自2010年起,水资源总需求量基本维持在3.5亿m3,相较于“规划”前(2006年)的水资源总需求量6.71亿m3,降低了47.83%。以上分析说明，“规划”实施对地下水开采量和水资源的总需求量进行了有效控制。从民勤县2006—2017年水资源的用途来看,农业灌溉用水量由5.62亿m3下降到2.15亿m3,减少了61.75%,虽然农业灌溉用水量在逐年减少,但用水量仍然在各类用水量中居于首位,其他依次为生态用水、生活用水和工业用水。

表3 2006—2017年民勤县水资源使用情况

注:数据来源于2006—2017年《民勤县统计年鉴》。

其次,分析民勤县2010—2017年第一产业生产总值和产业结构。从表4可见,2010—2017年民勤县国内生产总值逐年增长,由2010年的32.85亿元增长到2017年的75.57亿元,国内生产总值在2012年后出现了更大幅度的增长,增长率为31.85%。从产业占比来看,第一、二、三产业的产业结构基本保持在稳定水平。在三产的占比中，第一产业占比仍居高不下,生产总值由2010年的13.67亿元增长到2017年的26.75亿元,增长率达95.68%。

表4 2010—2017年民勤县产业结构

注:数据来源于2010—2017年《民勤县统计年鉴》。

本文对地下水开采量与农牧业产量之间的关系研究是基于民勤县2010—2017年地下水开采量和第一产业总产值的数据,拟用相关系数解释民勤县第一产业总产值与地下水开采量之间的相关关系,计算结果见表5。由表5可知,地下水开采量与第一产业总产值间的相关系数r=-0.88,表示第一产业总产值与地下水开采量之间存在负相关关系。即民勤县实施关井压田、水量控制的几年后,随着地下水开采量的逐年减少,民勤县第一产业总产值却出现了反方向增长。这一结果表明,农牧业的产量并没有因为地下水开采量的减少而降低,民勤县在2010年印发的《民勤县特色林果产业发展规划纲要》通过改变种植农作物的种类,能有效提高农牧产品的生产总值和产量水平。

表5 相关系数分析结果

4 结论与讨论

4.1 结论

由于民勤县所处地理位置特殊和当地居民对地下水不加节制的开采,使地下水灌溉成为影响该县生产生活的“双刃剑”。地下水灌溉在提高农户生产生活水平的同时,造成了严重的生态环境破坏,被破坏的生态环境又反作用于农户生产生活水平之上。本文从地下水灌溉的经济可行性、农户贫困发生率、地下水开采量与农牧业产量之间的关系,考察了地下水灌溉对民勤县小农生计的影响,得出以下结论:①通过净现值法分析得出,与水井建造费用相比,农户通过地下水灌溉获得的收入超过了水井的建造成本。又因为水井使用期限足够长,所以在水井可使用期限内,水井的使用时间越长,农户获利就越多。②通过民勤县贫困状况分析可知,2013—2017年民勤县的人均收入水平逐年攀升,贫困发生率逐年下降,自2015年起民勤县贫困发生率低于全国贫困发生率水平。③通过相关系数分析可知,2010—2017年第一产业总产值与地下水开采量之间存在负相关关系,即地下水开采量减少的同时民勤县农牧业产量出现增长。④通过分析以上结论得出,2007年以前民勤县选择地下水灌溉方式是符合农户自身利益的,但地下水灌溉会造成地下水水位下降、绿洲沙漠化等环境问题,民勤农户生产生活最终受到环境威胁,出现大量贫困人口。通过“退耕还林、关井压田”等措施综合治理石羊河流域问题,人为地减少水资源供给量和耕地面积,这又成为影响农户短期生产生活的不利因素。因此,为了解决人与自然的共生问题,当地政府采取一系列措施以改善和缓解生态环境恶化和居民生活困难的问题。

4.2 讨论

研究结论说明地下水灌溉对民勤地区农户生计发展存在影响,本文提出以下几点进行讨论:①从经济可行性出发,仅考虑民勤县农户的长期收益,发现地下水灌溉是最理想、最有利于小农生计的灌溉方式。但从综合条件和实际状况出发,由于民勤县地下水开采的历史原因、环境变化和地理位置特殊,长期和过度开采地下水已造成了该县生态环境脆弱、气候干旱、水资源短缺、绿洲沙漠化、土地质量下降等问题,导致农牧业发展受到阻碍,当地农户生计没能实现可持续发展。事实证明，地下水灌溉是不可行的。为缓解生态危机和维持农户生计,各级政府就民勤问题提出了改革政策和方案。②2006—2014年,民勤县贫困发生率上升不仅与水资源短缺导致的种植条件急剧恶化有关,还与政府提出的各项治理政策有关。对民勤县的治理不得不采取较迅速和强硬的手段,但“规划”和“四禁”实施初期多偏向于生态环境治理，禁止打井开荒、退耕还林、减少耕地面积、减少水资源供给量等措施,无一不对民勤维持传统农牧业带来了冲击。农户当时所拥有的生产技能和耕地没有与政策引导的耕种方法进行有效衔接,农户的习惯性思维和政策出现断裂,因此当地农户生活水平逐渐走向贫困。③农业是民勤生计发展的基础与支撑,在维持生态环境健康时期,无论是当前或是将来地下水灌溉都会受到限制。目前的“精准扶贫”对民勤岌岌可危的生计状况起到良好的帮扶效果,为了维持这种政策的成果,从长远角度考虑,需要将注意力更多地转向农户发展的自主意识上,通过“授人以渔”来“授人以鱼”,加强农户人力资本的发展,推进义务教育与成人职业技术再教育,提高农户的文化水平及职业技能,促进水资源与土地的合理与高效利用。④从水资源的直接影响对象——第一产业来看,第一产业生产总值没有因为地下水限制开采而低迷。这是由于民勤县在石羊河流域综合治理期间,大力缩减高耗水低效益农作物的种植面积和产量,并且自2010年起全面推广特色林果、牧草等低耗水高效益农作物，同时在灌溉方式上推广高效节水灌溉技术。这些方法都能有效提高民勤县农牧业生产总值。⑤通过相关系数分析中水资源的使用状况可知,民勤总体的水资源使用量和开采量按照政策的要求被控制和减少,因此需要考虑到民勤县灌溉水的有效利用系数,以便在当前所拥有的有限水资源条件下最高效地使用水资源。对民勤当地来说,井水灌溉是为了维持植物生长所需要的水分,容易造成灌溉水在输水过程中和田间蒸腾浪费。民勤当前所选择的滴灌技术是一种最有效的节水灌溉方式,水资源利用率可达到95%,显著提高了灌溉水有效利用系数,并且河水滴灌的灌溉方式既符合国家总体的发展目标,又是实现民勤农业可持续发展的重要方式。⑥水资源的有效利用可用灌溉水有效利用系数进行衡量。灌溉水有效利用系数是指灌入田间可被作物利用的水量与渠首引进的总水量的比值,它是评价灌溉效率和潜力的主要指标,是进行区域科学配置和制定节水灌溉发展规划的基础数据,也是政府部门进行宏观决策的重要依据。近年来,民勤县紧紧依托石羊河流域的重点治理项目和中央财政小型农田水利重点县级项目,累计建成高效节水灌溉面积3.37万hm2,其中滴灌面积高达2.74万hm2,高效节水灌溉面积占全县总配水面积(4.16万hm2)的80%,农业灌溉水利用系数由2006年的0.58提高到2018年的0.63[16],灌溉水利用率提高30%以上,以滴灌为主的节水灌溉方式极大地影响了当地水资源利用效率,农作物产量得到大幅度提高,因此全面推广滴灌技术对民勤来说是必要的。

综上所述,地下水灌溉在民勤地区维持多年,既有历史因素又有现实因素。从经济效益来看,民勤县农户采取地下水灌溉的收入十分客观,若水量充足、气候适宜,地下水灌溉对民勤地区农业种植来说是最优先的选择，但综合考虑,环境恶化、人退沙进,地下水资源储量已在不断减少。面对生态危机和环境治理,政府不得不剥离地下水与小农生计之间的紧密联系,减少水资源开采量,禁止使用地下水灌溉,但是这些措施直接导致当地贫困人口增加和第一产业占比下降。面对如此窘境,民勤县政府提出了解决方案：一方面，实行强制政策,减耕地、关水井;另一方面，引导农户全面采取节水灌溉、发展特色林果种植,帮助农户改善受制于地下水灌溉的传统农业方式,采取“精准扶贫”政策,这些措施的最终目标都是为了民勤县找到适合的可持续发展的农业生产方式,为农户在建设美丽新农村目标打下坚实的基础。