徐麗蕓，鹿翠

（河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇南京211100）

山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水效率影響因素評價(jià)

徐麗蕓，鹿翠

（河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇南京211100）

以山東省17個(gè)地級市為研究對象，選取2010—2014年統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源公報(bào)數(shù)據(jù)，篩選出4大類共9項(xiàng)影響因素指標(biāo)，基于因子分析法，對山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水效率進(jìn)行分析評價(jià)。結(jié)果表明，作物種植結(jié)構(gòu)與技術(shù)、耕地灌溉技術(shù)、農(nóng)業(yè)水資源擁有量、農(nóng)民節(jié)水灌溉行為因子對山東省灌溉用水效率有重大影響；并且魯西平原地區(qū)灌溉用水效率高于魯中南山區(qū)和膠東沿海地區(qū)，整體呈現(xiàn)從西北向東南遞減的趨勢。并針對灌溉用水效率的差距，提出了提升種植技術(shù)與節(jié)水灌溉技術(shù)、加強(qiáng)水資源開發(fā)和強(qiáng)化政策支持的建議。

灌溉用水；效率；因子分析；山東省

我國水資源緊缺問題日益突出，農(nóng)業(yè)作為用水第一大戶，提高其灌溉用水效率對緩解水資源短缺具有深遠(yuǎn)意義。山東省是我國農(nóng)業(yè)第一大省，人均水資源占有量卻不足全國的1/6，水資源緊缺問題已經(jīng)成為制約當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素，所以，促進(jìn)山東農(nóng)業(yè)灌溉水資源合理開發(fā)和高效利用是協(xié)調(diào)水資源供需矛盾、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要課題。本研究正是基于這樣的背景下展開的。

本研究收集了山東省2010—2014年統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源公報(bào)，選取了4類一共9項(xiàng)指標(biāo)來進(jìn)行因子分析，用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理提取出4個(gè)公共因子，對山東省灌溉用水效率進(jìn)行了分析評價(jià)，并提出相關(guān)建議，以期對山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的提高有所啟示。

1 理論基礎(chǔ)與指標(biāo)體系

1.1 農(nóng)業(yè)灌溉用水效率影響因素

目前，國內(nèi)外對于農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的影響因素并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。Molden[1]基于水平衡框架，從水分生產(chǎn)率、水分消耗百分率和水分有益消耗百分率3個(gè)因素對灌溉用水效率進(jìn)行了評價(jià)；Tyteca[2]研究認(rèn)為，灌溉用水效率可以通過可行的最小水資源使用量與實(shí)際用水量的比例來評價(jià)；Yoo等[3]對韓國農(nóng)業(yè)灌溉用水效率研究認(rèn)為，灌溉用水效率受當(dāng)?shù)啬昃鶜鉁?、年均日照時(shí)長、相對濕度、年均降水量等氣候條件的影響較大；Maher[4]選取了灌溉用水量和水價(jià)、農(nóng)業(yè)灌溉面積和農(nóng)民收入、灌溉頻率指標(biāo)建立回歸模型，得出水價(jià)是影響農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的主要因素。

從我國研究來看，雷波等[5]研究認(rèn)為，由水價(jià)引發(fā)的農(nóng)戶灌溉行為可以促進(jìn)節(jié)水灌溉的推廣；王小軍等[6]從氣候角度入手，用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法，分析了不同氣候條件下寶雞峽灌區(qū)灌溉用水效率變化過程，并提出降雨、氣溫、干旱指數(shù)是灌溉用水效率的影響因素；周燕等[7]對云南省幾個(gè)典型城市的灌溉用水效率進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，得出政府節(jié)水灌溉投入是影響灌溉用水效率的主要因素；白衛(wèi)東等[8]對內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)灌區(qū)研究表明，農(nóng)田水利建設(shè)和灌概技術(shù)對農(nóng)業(yè)用水效率影響較大；劉軍等[9]研究認(rèn)為，農(nóng)業(yè)用水水平、節(jié)水技術(shù)普及程度、效果評估構(gòu)成的體系是考察農(nóng)業(yè)用水效率的3個(gè)重要指標(biāo)；李浩鑫等[10]選取了渠系水利用系數(shù)、有效灌溉率、單位面積灌溉用水量、糧食作物種植比例和單位灌溉水糧食產(chǎn)量等指標(biāo)，用Copula函數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，供水類型豐富程度、地形地貌、作物種植結(jié)構(gòu)和水價(jià)都對灌溉用水效率產(chǎn)生了影響；王克強(qiáng)等[11]從財(cái)政角度出發(fā)，認(rèn)為征收水資源稅可以節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，提高農(nóng)業(yè)用水效率。

筆者將以上研究進(jìn)行整合，并結(jié)合2010—2014年山東省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)和水資源公報(bào)數(shù)據(jù)，認(rèn)為可以將這些影響因素歸納為4類指標(biāo)因素，即自然因素、資源因素、經(jīng)濟(jì)因素和技術(shù)因素。具體指標(biāo)列于表1。

表1 山東省農(nóng)業(yè)用水效率影響因素指標(biāo)

1.2 因子分析

因子分析的目的是用少數(shù)幾個(gè)因子來描述很多變量間的聯(lián)系，即將相關(guān)性緊密的幾個(gè)變量歸為同一類，用少數(shù)解釋多數(shù)，該類變量就被命名為因子，基于數(shù)據(jù)分析得出的權(quán)重確定指標(biāo)間內(nèi)在結(jié)構(gòu)，能客觀有效地反映變量關(guān)系[12]。

因子分析模型：設(shè)有p個(gè)變量，X1，X2，X3，…，Xp，構(gòu)成一個(gè)n×p階的原始矩陣，為消除變量間量綱級上的差異，對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到新的一組變量，因子分析的基本假設(shè)就是這p個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)變量可以表示p個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變量，即：

式中，aij（i，j＝1，2，3，…，p）就是因子載荷，其組成了載荷矩陣，再根據(jù)載荷矩陣相關(guān)系數(shù)確定公共因子，計(jì)算公共因子得分和綜合得分[12]。

2 因子分析的實(shí)證研究

本研究數(shù)據(jù)來源于山東省統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2010—2014年統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源公報(bào)，采用因子分析方法對山東省17個(gè)地級市近5 a的農(nóng)業(yè)灌溉用水效率影響因素進(jìn)行了研究。

2.1 指標(biāo)信度檢驗(yàn)及變量選取

首先對9個(gè)影響因素指標(biāo)進(jìn)行KMO檢驗(yàn)和Bartlett球體檢驗(yàn)來確定指標(biāo)信度（表2）。檢驗(yàn)結(jié)果顯示，KMO值為0.518（＞0.5），說明指標(biāo)適合做因子分析。Bartlett球體檢驗(yàn)近似卡方為602.721，在自由度為36時(shí)，顯著性P值為0.000，通過了顯著性檢驗(yàn)，說明參與因子分析的樣本數(shù)充足，數(shù)據(jù)相關(guān)性顯著。

表2 KMO和Bartlett球體檢驗(yàn)

2.2 解釋的總方差分析

運(yùn)用SPSS軟件的分析模塊功能進(jìn)行降維因子分析，得出山東省農(nóng)業(yè)用水效率影響因素指標(biāo)的總方差解釋（表3）。根據(jù)特征值＞1的成分提取出4個(gè)主成分，4個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到82.096%，可以對9個(gè)影響因素指標(biāo)的主要信息作出充分解釋，所以，把這4個(gè)主成分作為綜合評價(jià)的主因子。

2.3 旋轉(zhuǎn)成分分析

建立因子分析模型不僅要找出主因子，還要找出每個(gè)主因子的意義，為進(jìn)一步解釋主因子的實(shí)際經(jīng)濟(jì)意義，本研究用方差最大旋轉(zhuǎn)法旋轉(zhuǎn)初始因子，得出旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣（表4）。

表4顯示，模型提取了4個(gè)公因子。由各指標(biāo)對應(yīng)因子的得分可知，因子1在糧食作物種植比例和單位面積糧食產(chǎn)量指標(biāo)上有較大載荷，這些指標(biāo)反映種植結(jié)構(gòu)和技術(shù)情況，故稱因子1為種植結(jié)構(gòu)與技術(shù)因子；因子2在人均耕地面積、有效灌溉面積以及節(jié)水灌溉面積指標(biāo)上有較大載荷，這些指標(biāo)反映耕地灌溉技術(shù)情況，故稱因子2為耕地灌溉技術(shù)因子；因子3在年降水量和人均水資源擁有量指標(biāo)上有較大載荷，該指標(biāo)反映農(nóng)業(yè)水資源擁有情況，故稱因子3為農(nóng)業(yè)水資源擁有量因子；因子4在農(nóng)民純收入和單位灌溉用水糧食產(chǎn)量指標(biāo)上有較大載荷，該指標(biāo)側(cè)面反映農(nóng)民節(jié)水灌溉行為，故稱因子4為農(nóng)民節(jié)水灌溉行為因子。

表3 山東省農(nóng)業(yè)用水效率影響因素指標(biāo)總方差解釋

表4 山東省農(nóng)業(yè)用水效率影響因素指標(biāo)旋轉(zhuǎn)成分矩陣

2.4 因子得分系數(shù)分析

對山東省農(nóng)業(yè)用水效率影響因素的4個(gè)主成分因子進(jìn)行線性回歸分析，得出各成分得分系數(shù)矩陣（表5）。

表5 山東省農(nóng)業(yè)用水效率影響因素指標(biāo)成分得分系數(shù)矩陣

將4個(gè)主因子命名為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3和F4，則各因子的得分計(jì)算公式如下。

再對主成分的方差貢獻(xiàn)率進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算綜合得分F。

本研究將山東省17個(gè)市2010—2014年農(nóng)業(yè)用水效率影響因素?cái)?shù)據(jù)整合計(jì)算，得出17個(gè)城市農(nóng)業(yè)灌溉用水效率影響因素主成分因子得分和綜合得分，并進(jìn)行排序（表6）。

從表6可以看出：（1）從整體看，山東省農(nóng)業(yè)用水效率并不高，且呈現(xiàn)從魯西北向魯東南遞減的趨勢，魯西黃泛平原的濱州、東營、菏澤、濟(jì)寧等地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率較高，而威海、日照、煙臺等魯南山區(qū)和膠東丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源利用效率與其他地區(qū)相比差距較大。（2）從種植結(jié)構(gòu)和技術(shù)因子上來看，菏澤、東營、濱州等糧食作物種植比例較其他地區(qū)高，種植技術(shù)成熟；日照、萊蕪和威海等城市糧食作物種植比例和種植技術(shù)均低于平均水平，這是由于該地區(qū)地形因素，適宜種植糧食作物的耕地面積比例較低。（3）從耕地灌溉技術(shù)因子上看，臨沂和煙臺的灌溉技術(shù)較低，農(nóng)業(yè)灌溉用水效率也低，說明該地區(qū)灌溉技術(shù)還需提高，政府還應(yīng)普及管灌、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)。（4）從農(nóng)業(yè)水資源擁有量情況看，山東省總體水資源總量不足，人均水資源擁有量低，而煙臺、濟(jì)南的水資源占有量最少，農(nóng)業(yè)水資源開發(fā)利用程度低。（5）從農(nóng)民的節(jié)水行為來看，泰安、濱州、東營等地農(nóng)民節(jié)水意識較強(qiáng)，而淄博和青島作為農(nóng)民純收入處于前列的城市，其節(jié)水行為不足平均水平，這說明該地區(qū)政府還需加強(qiáng)對農(nóng)民進(jìn)行節(jié)水灌溉宣傳和政策上的支持。

表6 山東省各市2010—2014年因子綜合得分和各因子得分

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過對山東省2010—2014年統(tǒng)計(jì)年鑒提取數(shù)據(jù)，根據(jù)以往學(xué)者的研究，選取出9項(xiàng)影響山東省農(nóng)業(yè)用水效率的指標(biāo)，通過因子分析方法實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的分析，本研究結(jié)果表明，農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)及技術(shù)、耕地灌溉效率、農(nóng)業(yè)水資源擁有量和農(nóng)民節(jié)水灌溉行為是影響山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的主要因子。山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水效率總體狀況偏低，且受自然條件和地形位置的制約較大，魯西平原地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率總體高于魯中南山區(qū)和膠東丘陵地區(qū)，位于黃泛平原的濱州、東營、菏澤的農(nóng)業(yè)用水效率最高，而位于山區(qū)丘陵地帶的日照、煙臺地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率最低，與平原地區(qū)相比，仍有巨大的節(jié)水潛力。

3.2 建議

3.2.1 提升農(nóng)作物種植技術(shù)山東省屬于嚴(yán)重缺水省份，農(nóng)業(yè)種植必定受到水資源匱乏的極大牽制，通過改善農(nóng)作物種植技術(shù)，如坡耕地采取保護(hù)性耕作技術(shù)、施肥技術(shù)等，調(diào)節(jié)土壤水分狀況，因地制宜[13]；推廣耕地保墑技術(shù)、田間覆蓋技術(shù)等調(diào)節(jié)農(nóng)田水分[14]。

3.2.2 推廣節(jié)水灌溉設(shè)備和技術(shù)政府可以逐步推廣田間低壓管道灌溉技術(shù)以及節(jié)水效率較高的滴管技術(shù)和設(shè)備[15]，用交替灌溉方式優(yōu)化土壤水分分配[16]，采用半量灌溉不僅可以減少灌溉用水量，還能提高作物質(zhì)量[17]。

3.2.3 加強(qiáng)水資源開發(fā)山東省地下水和海水資源豐富，通過合理開采地下水和海水淡化工程，補(bǔ)充供應(yīng)地表水；興建大中型水利工程和控制性工程，保證灌溉覆蓋率[18]。

3.2.4 強(qiáng)化政策支持對于先進(jìn)節(jié)水設(shè)備、技術(shù)的引進(jìn)，政府要起引導(dǎo)支持作用，制定支持農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的政策，建設(shè)灌溉輸水系統(tǒng)，對節(jié)水設(shè)備制造企業(yè)給予優(yōu)惠經(jīng)濟(jì)政策；實(shí)行參與式灌溉管理，讓農(nóng)戶自主管理水資源可以激發(fā)農(nóng)戶節(jié)水意識，提高灌溉效率[19]。

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Evaluation on the Influencing Factors of Agricultural Irrigation Water Use Efficiency in Shandong Province

XULiyun，LUCui
（College of Business，Hohai University，Nanjing211100，China）

The article used 17 cities in Shandong province as the object of study,selected 2010-2014 annual statistical yearbook and water resources bulletin data,and concluded 4 major categories（including 9 factors affecting factors）to research the efficiency of agricultural irrigation water in Shandong province,based on factor analysis.The result showed that the structure and technology of crops, irrigation technology,possession of agricultural water resources,water-saving irrigation behavior of farmers had a great influence on the efficiency of irrigation,and the irrigation efficiency of western plain area was higher than south-central and eastern coast areas,generally decreasing from northwest to southeast.Therefore,the article put forward the proposals of enhancing planting technology and water saving irrigation technology,strengthening the development of water resources,increasing policy support.

irrigation water;efficiency;factor analysis;Shandong province

S274.4

A

1002-2481（2016）10-1541-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.10.29

2016-05-20

國家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（15BJY053）

徐麗蕓（1992-），女，安徽馬鞍山人，在讀碩士，研究方向：企業(yè)管理。鹿翠為通信作者。