○ 文 /杨新吉勒图 高飞

作者单位：内蒙古工业大学经济管理学院

本文在对已有文献资料分析整理总结的基础上，分析了水供给模型、水供给的不确定性以及水供给给农业带来的经济效益，深入研究了目前地表水供给的不确定性给农业带来的问题，并提出了相应的对策。

一、引言

众所周知，降水在很大程度上影响着农业经济的发展，降水量的不确定性会导致农业地表水供给量的不确定。这种不确定性导致了农民收入的不确定，加之农民自身的风险抵抗力较低，很大程度上影响了农民的经济生活。

(一)背景

2019年，全国水资源总量29041.0亿m3。其中，地表水资源量27993.3亿m3，地下水资源量8191.5亿m3，地下水与地表水资源不重复量为1047.7亿m3。当年的用水量和供水量为6021.2亿m3，其中供水量由地表水提供了4982.5亿m3，地下水提供了934.2亿m3，其他为104.5亿m3；在用水量方面，农业用水3682.3亿m3，工业用水1217.65亿m3，生活用水871.7亿m3。不难发现，在供水方面地表水起到了主要的作用，而在用水方面农业用水占到了61.16%。

表1 水供给量、农业用水量及第一产业生产总值

以上数据均来自水资源公报和中国统计年鉴。由上表可知，国内第一产业增加值逐年上升，而农业用水量在逐年下降，这是由物价和技术的原因所导致的。另外地下水的供给量在逐年下降，且幅度较大，这是由于地下水的补给周期较长，而近些年来国内的经济发展迅速，对于地下水的使用较多。在可见的未来，对地下水的控制势在必行，也正因此本文主要讨论地表水供给的不确定性对于农业的影响。

(二)意义

1.理论意义。农民可支配收入大多来自农业收入，而影响农业收入最重要的因素是水供给量，但水供给量是不确定的，因此农民也常被说为靠天吃饭。本文试图将地表水供给对农业影响的相关文章进行述评，以为后来的学者提供一定的理论依据。

2.现实意义。文章可为非地下水供给不确定性模型的优化提供量化指标——水供给风险。量化水供给的不确定性对农业经济造成的影响，有利于政府提前做好应急准备，农民提前做好农作物的选择，以及更清楚地看出水的供给量对农业经济造成的影响。另外，将风险的概念与水供给结合，那么处理风险的手段，都可以用于处理水供给的风险，例如通过保险的方式进行风险分散。

二、文献述评

本文探讨水供给模型以及水供给的不确定性，总结目前水供给的不确定性方面的研究。最后是水供给的不确定性与农业经济的研究，通过粮食将地表水供给的不确定性和农业收入相结合。

(一)水供给模型的相关研究

要谈水供给不确定性给农业经济带来的影响，首先要了解水资源环境承载力。水资源承载力是指一定时空范围内，水资源对人口、环境、经济和社会发展规模的质和量的供应能力，预示着水资源对地区发展的贡献和支持发展的潜力。水资源作为一种可再生资源和地区发展的支撑条件，单从水量循环的角度看，其承载力主要由两方面的性质所决定。一方面是水资源的静态储量，即特定时空范围内水体所含的蓄水量。另一方面是水资源的更新或再生能力，即指单位时间内水循环的次数或完成一次更新所需要的时间。而在水循环的领域，黄智卿等认为受太阳辐射及地心引力等的影响，水不断蒸发、输送、凝结和降落的往返运动过程，被称为水循环[1]。循环总量就是地球降水总量或者是蒸发总量，两者之间保持等量，是自然地理环境中最主要的物质循环。与人类最直接相关的是发生在陆地的水循环，也称为流域水循环。除了大气过程在流域上空有输入输出外，陆地水循环的地表过程、土壤过程和地下过程基本上都以流域为基本单元。

现行水资源评价的基础之一是水量转化规律。水量转化意味着水的相变，包括液态、固态水的汽化、水汽凝结成降水等反复过程。水量转换实际上是水循环研究的一个具体方面，因此，认识水循环过程对正确评价水资源有着重要的实践意义。要分析不确定因素对模型输出结果造成的影响，首先应探究这些因素与模型输出之间的关系。然而，由于模型中不确定因素众多，将每一种因素对模型输出的影响都准确衡量是不现实的。同样地，要分析地区水供给的不确定性所带来的经济影响，首先需要的是一个水供给模型。

综上所述，水供给模型涉及到地表水供给，地下水供给以及再生水供给。地表水主要来自于降雨，地表水供水量受流域降雨量、流域入境水量、流域出境水量、地表水下渗水量和地表面挥发量等相关因素的影响。其中降雨将会是非地下水供给不确定性的主要因素，因此确定降雨的不确定性程度，便可确定非地下水供给的不确定性，从而探讨其对农业经济的影响。

(二)水供给的不确定性相关研究

不确定性分析是对生产、经营过程中各种事前无法控制的外部因素变化与影响所进行的估计和研究。不确定优化方法有三大类：区间规划、模糊规划和随机规划。区间两阶段随机规划模型是随机规划的一种，对于TSLP技术的研究和应用，有多位学者作过专门的探讨。最早由Mas和Huang提出两阶段区间随机规划方法，并把它用于处理垃圾管理系统中垃圾分配方案的合理确定问题。在过去的几年中，多阶段随机规划方法顺利地应用于各领域以处理不确定性。毛立波等通过结合一阶二次矩法以及管网雅克比矩阵的解析式，提出了计算供水管网水力模型不确定性的公式，具有结构简单、运算快速等特点[2]。刘昭等运用SWAT-CUP中的SUFI-2算法分析模型参数的敏感性、对所选参数进行率定和验证以及分析各参数的不确定性[3]。张朝等在进行需水不确定性的供水管网优化运行的研究中，认为rccGA算法存在抽样效果不均匀、易陷入局部最优、最优解易失效等不足，于是提出基于rccGA算法，在情景采样方式、个体适应度排序、新一代种群组成、保留较优个体、存活代数计算等方面进行改进，形成mccGA算法，并检验得出该算法高效稳定且具有较高的精度[4]。

(三)水供给与粮食的关系以及所带来的经济效益

郧文聚认为水土资源，尤其是淡水资源和耕地资源是保障人类生存的基本要素[5]。我国水资源占全世界的6%、耕地资源占全世界的9%，而我国人口占全世界的22%，科学用水、科学用耕地是建设世界强国、实现中华民族伟大复兴的一道必答题。

刘博梳理“水-能源-粮食”纽带关系（Water-Energy-Food Nexus，WEF-Nexus）这一概念的提出与发展情况，总结国际社会对纽带关系的理解及应对措施[6]。2011年在德国波恩召开的“水-能源-粮食安全纽带关系会议”，首次将水资源、能源和粮食之间的关系总结为一种“纽带关系”。波恩会议建议以综合方式考虑水、能源和粮食问题，首次指出水安全、能源安全、粮食安全之间存在着复杂的“纽带关系”。至此，WEF-Nexus的研究大幕正式拉开，并迅速成为各国政府部门和学术机构关注的热点问题。

预计到2050年，地球人口将超过90亿，在满足人类需求方面面临重大挑战。为了支持这种人口增长，我们将需要安全的粮食、 能源和水资源，WEFNexus是社会上最复杂并且也是最关键的问题之一。

三、结论

(一)主要结论

综上研究，首先我国在淡水资源与耕地资源方面面临着严峻的挑战，承受着巨大的压力，粮食问题与水源问题无异于第一问题。其次，“水-能源-粮食”三者关系问题在国际上也有着很高的热度，在这方面虽已做了较多的研究，但仍无较为全面系统的理论，仍需后来学者进行研究探索，不过可以肯定的是水与粮食之间存在着很强的因果关系。最后，我国对于水资源与农业经济之间的关系也做了较多研究，无一不在肯定水对于粮食的重要影响。

(二)目前可能存在的问题

对于地表水供给的不确定性所带来的风险，农民自身无法预知。同时农民自身的风险抵抗力又较低，一旦受到地表水供给不确定风险的影响，对农民的损害都是巨大的。另外对于供水来说，水资源属于农民的成本，自然价格越低越好，但是这样又会造成一种无节制的浪费。

(三)对策建议

在Frank H. Knight的《Risk Uncertainty and Profits》书中，若是把政府看作企业家，可以通过合并来对风险和不确定性进行分类统计归纳，转变为可以确定的概率。政府不需要准确的知道每一个农民的需水量，可以用分类合并的方法，通过“大数定律”进行判断。

还可以通过专业化，来降低风险和不确定性。在公司的金字塔里，即使是“最底层”那些平凡且缺乏一技之长的劳动者，所做的工作也不完全是机械重复的，也会有不确定性，也需要处理一些意外情况。这时可以将事情分为两类：一类是农民可以处理的常规任务，另一类是不确定性的事物。而不确定的事物，首先也可以进行合并分类，把一些事件分解为常规任务；其次作为政府需要考虑的是“人的能力”，即相应的人员有没有具备相应的操作能力，或者谁可以承担这些不确定性的工作。通过优化专业的部门，对农业供水进行适当的调整。

另外针对我国供水方是政府国企，不能单纯的像西方追求企业自身利益最大化。解决对农民农业供水问题，应当站在农民的角度来考虑问题，也就是农民农业收益最大化的问题。政府应当对于不同农业用水有定额，不同主体的用水指标不一样，农民在定额内用水有补贴。水价可能要“分档”，多用要加价，而在用水类型方面，粮食、经济作物、养殖业也应当有不同的水价。由此，可以解决水资源的浪费问题，同时也可以在一定程度上提高农民抵御风险的能力。