趙永良

北京交通大學(xué)中國產(chǎn)業(yè)安全研究中心博士后科研工作站,北京 100044

世界上文明古國都是河源區(qū)域發(fā)展起來，除了一些河流特殊的條件之外，更重要的是在遠(yuǎn)古時代只有靠近河流才能生長出植物和農(nóng)作物，才能具備適合生存在條件之一。因此在古代社會甚至現(xiàn)代社會，農(nóng)業(yè)用水對于無論是對于國家還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者都是非常重要的。農(nóng)業(yè)用水對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就如石油對于工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣，都是起著決定性和制約性的作用，唯一不同的是農(nóng)業(yè)用水如果國家加強(qiáng)宏觀調(diào)控，是可以回收利用一部分。國家或者當(dāng)?shù)卣畬τ谵r(nóng)業(yè)用水的宏觀調(diào)控不僅是對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的調(diào)控，更是對農(nóng)業(yè)人口或者整個社會安穩(wěn)定的調(diào)控，因此研究農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)有著重要的意義。目前研究農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)主要從兩個方面進(jìn)行研究，一是宏觀的角度，研究如何站在政府的角度去考慮在全國范圍之內(nèi)進(jìn)行水資源的調(diào)控，“南水北調(diào)工程”就是國家基于宏觀的角度考慮農(nóng)業(yè)用水，二是進(jìn)行單一區(qū)域考慮農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的微觀經(jīng)濟(jì)聯(lián)系。單一微觀經(jīng)濟(jì)聯(lián)系分析內(nèi)有農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的脫鉤性分析和農(nóng)業(yè)用水對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的阻力增長分析等，通過這些研究最終本文認(rèn)為農(nóng)業(yè)用水對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)起著重要的作用，學(xué)者站在微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度去研究農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系最根本的目的就是期望尋找兩者的量化關(guān)系，既滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要也不浪費(fèi)有限的水資源。

1 面板數(shù)據(jù)下AVR模型

1.1 模型的建立

本文主要是利用面板數(shù)據(jù)和AVR模型進(jìn)行分析農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系。面板數(shù)據(jù)的定義是因變量和同時和兩個自變量之間的存在相應(yīng)的關(guān)系，這種形式上關(guān)系也就平行關(guān)系[1]。本文所采用是面板數(shù)據(jù)的因變量是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，自變量是不同的區(qū)域及其對應(yīng)的年代。面板數(shù)據(jù)的具體表示形式是：N表示的是研究數(shù)據(jù)中的其中一個自變量的內(nèi)部含有的總個數(shù)；T表示研究的時間總數(shù)。

yi(i=1,2,3…N)表示在T在某一個固定值的情況下，平行截面上的N隨機(jī)變量。yt(t=1,2,3…T)表示在i不變的情況下，與平行截面相對應(yīng)的一面關(guān)于時間的序列。面板數(shù)據(jù)的分類具體如公式：

公式（2）表示的是不變系數(shù)模型，同時沒有特殊個體影響。這種模型對應(yīng)的含義是在橫界面和縱向界面不存在相應(yīng)的異常個體，這種模型就是普通的回歸模型。

公式（3）表示的是變截距模型，有特殊個體影響。

公式（4）表示的是變系數(shù)模型，表明該因變量存在著兩個緯度影響個體存在。

公式（5）是本文所采用的不變系數(shù)模型，其中i和t分別代表省份和年代，yi,t農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長，xit表示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所使用的水量。ai表示的是不變系數(shù)，bi表示系數(shù)向量，uit是相互獨(dú)立的正態(tài)分布的誤差項(xiàng)[2]。

1.2 面板數(shù)據(jù)的收集

由于我國地域遼闊，相同一些省份在農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展上存在相似的關(guān)系，因此本文就按照地域上進(jìn)行劃分，將24個省份劃分為3個地區(qū)，中部，西部，東部地區(qū)。表1是個地區(qū)農(nóng)業(yè)用水情況統(tǒng)計(jì)總和。表2是個地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展凈利潤。數(shù)據(jù)源于各省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展辦公室數(shù)據(jù)庫。

表1 三地區(qū)農(nóng)業(yè)用水情況統(tǒng)計(jì)總和/億立方）Table 1 Statistics of agricultural water use in three districts/Million cubic meters

表2 三地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)凈值/萬億元）Table 2 Net agricultural economic value in three districts/trillion yuan

2 結(jié)果分析

本文是是將全國24個省份按照地域劃分為三個區(qū)域，研究農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)用水之間的關(guān)系。具體有以下內(nèi)容：（1）單位根檢驗(yàn)，其目的就是檢驗(yàn)面板數(shù)據(jù)否是平穩(wěn)時間序列，存在著單位根是序列就是非平穩(wěn)時間序列，是協(xié)整檢驗(yàn)的先決條件。（2）協(xié)整檢驗(yàn)，在單位根檢驗(yàn)之后該時間序列是平穩(wěn)序列之后進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)，目的是檢驗(yàn)農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間是否存在長期線性平衡關(guān)系。（3）在前期檢驗(yàn)數(shù)據(jù)之后，再定量分析農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。

2.1 單位根檢驗(yàn)

單位根檢驗(yàn)的緣由是為了避免關(guān)于農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的時間和經(jīng)濟(jì)收益序列的面板數(shù)據(jù)中出現(xiàn)單位根，從而發(fā)生了偽回歸的現(xiàn)象。目前關(guān)于單位根的檢驗(yàn)方法可選擇性很多，本文采用ADF檢驗(yàn)法。

公式（6）是ADF檢驗(yàn)法公式。T代表是時間。如果a1顯著小于0，那么零單位根的假設(shè)就不成立，被拒絕。

公式（7）對應(yīng)就是PP方法檢測單位根。PP檢測主要是一種非參數(shù)檢驗(yàn)法，應(yīng)用維納過程統(tǒng)計(jì)漸變過程的，當(dāng)擾動項(xiàng)非獨(dú)立時，需要調(diào)整統(tǒng)計(jì)參考量，直至該參數(shù)獨(dú)立于該分布為止。如果檢驗(yàn)法得到的結(jié)果是零單位根的假設(shè)成立，那么上述農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間關(guān)于時間和經(jīng)濟(jì)之間的面板數(shù)據(jù)是平穩(wěn)數(shù)據(jù)[3]。下3是本文進(jìn)行檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。傳統(tǒng)的DF檢驗(yàn)方法不能保證白噪聲white noise)的出現(xiàn)，因此需要進(jìn)行相應(yīng)的變更，形成ADF檢驗(yàn)?zāi)Ｊ健８鶕?jù)本文面板數(shù)據(jù)數(shù)量，本文對最大滯后階取值為3。

表3 農(nóng)業(yè)用水與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)面板數(shù)據(jù)單位根檢驗(yàn)Table 3 Unit root test on panel data of agricultural water and agricultural economy

PA-農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總量，WA–農(nóng)業(yè)用水量總量，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)的研究，分別對該數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理，分別記為：Ln PA,Ln WA；Ln PA表示農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總量數(shù)值，Ln WA表示農(nóng)業(yè)用水總量數(shù)值。*、**和***分別代表在顯著水平1%、5%、10%上通過檢驗(yàn)，下同。

通過上表3，本文看出三個區(qū)域的Ln PA和Ln WA在1%、5%，10%是那個顯著水平上均不存在對原假設(shè)的認(rèn)可，對應(yīng)的含義就是零單位根的假設(shè)成立，該面板數(shù)據(jù)原是數(shù)據(jù)是平穩(wěn)的，因此可以進(jìn)行協(xié)整性驗(yàn)證。上表的后半部分是針對該面板數(shù)據(jù)的一階差分值進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果都是不平穩(wěn)的，說明該一階數(shù)值存在單位根[4]。

2.2 協(xié)整性驗(yàn)證

由于前文已經(jīng)驗(yàn)證，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)用水?dāng)?shù)值之間不存在單位根，因此可在面板AVR模型下的協(xié)整性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)協(xié)整性的方法有多種，本文采用Padroni檢驗(yàn)。Padroni檢驗(yàn)主要是包括了對截面時間序列協(xié)整檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的平均檢驗(yàn)和按項(xiàng)目平均使得極限分布是基于分子項(xiàng)的極限和分母項(xiàng)的極限檢驗(yàn)。

本文根據(jù)上述的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間是否存在長期的平衡關(guān)系。下表4是面板數(shù)據(jù)協(xié)整檢驗(yàn)的結(jié)果。

表4 面板協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果Table 4 Panel cointegration test result

根據(jù)上表，可以看出：三個區(qū)域的統(tǒng)計(jì)面板協(xié)整檢驗(yàn)均在不同程度的顯著水平上通過顯著性檢驗(yàn)，Ln PA,和Ln WA存在長期面板協(xié)整關(guān)系，因此可以認(rèn)為農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間存在著長期的促進(jìn)關(guān)系。

2.3 面板VAR估計(jì)

要確定農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，就要確定面距。面距的確定原則是：依照每一年農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值對應(yīng)的數(shù)值去平均值，然后每組數(shù)據(jù)都減去該平均值，這樣能去除時間效應(yīng)好固定效應(yīng)，具體見表5。

表5 面板VAR模型GMM結(jié)果Table 5 Panel VAR model GMM results

通過上表可以看出：三個區(qū)域的農(nóng)業(yè)用水量都是正數(shù)，而且在上文中都又通過了檢驗(yàn)，因此顯著性的檢驗(yàn)，因此本文認(rèn)為農(nóng)業(yè)用水對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)短期內(nèi)和長期內(nèi)都是能夠產(chǎn)生正向作用的，這個體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水資源的基本特征。但是每個區(qū)域的農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之間存在的關(guān)系又是不同的。隨著Ln(-1)到Ln（-3）增大，三個區(qū)域?qū)?yīng)農(nóng)業(yè)用水量的回歸系數(shù)也是在小范圍內(nèi)增加。西部地區(qū)的短時間內(nèi)的回歸系數(shù)最大，但是長期的內(nèi)系數(shù)卻是變化不大，這說明西部地區(qū)比較的缺水，短時間內(nèi)的大量增加水資源會大幅度增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總量，但是長時間內(nèi)由于總的特殊地理環(huán)境對于農(nóng)業(yè)用水的量反而影響不大。東部地區(qū)的回歸系數(shù)相對比較小，主要是因?yàn)槟壳皷|部地區(qū)本來雨量充足，國家調(diào)配的水資源就相對比較少[5]。

三個那個區(qū)域?qū)?yīng)的Ln(-1)均是正數(shù)，說明農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和農(nóng)業(yè)用水是正相關(guān)的關(guān)系，對應(yīng)的含義是三個區(qū)域?qū)?yīng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長基本是依靠水資源來提高的，但是這種增長不是長久之計(jì)，因?yàn)楦鶕?jù)邊際效應(yīng)原則，當(dāng)?shù)揭欢ǔ潭戎?，農(nóng)業(yè)用水對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的增加的邊際效應(yīng)會降低，因此存在浪費(fèi)水資源的行為。

3 結(jié)論和建議

本文將24個省份分成3個區(qū)域的面板數(shù)據(jù)，然后建立AVR模型進(jìn)行分析。根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果本文得出以下結(jié)論和建議。

（1）三個區(qū)域的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和農(nóng)業(yè)用水均存在正相關(guān)的關(guān)系，但是每個區(qū)域農(nóng)業(yè)用水的邊際效果也是不同。因此如果進(jìn)行宏觀調(diào)控，應(yīng)該在保證每個區(qū)域的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定的前提下有組織的調(diào)配水資源，把水資源調(diào)配到邊際效果大的農(nóng)業(yè)區(qū)域；

（2）每個區(qū)域?qū)?yīng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)對農(nóng)業(yè)用水的敏感程不同。具體為：東部地區(qū)由于相對比較發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)對農(nóng)業(yè)用水的依賴程度會比其他兩個區(qū)域小一點(diǎn)，而且東部地區(qū)由于自然雨量的充足，因此對于可調(diào)配的水資源依賴較?。?/p>

（3）東西部的地理環(huán)境不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同，建議國家在進(jìn)行宏觀調(diào)控的時候，因地制宜合理分配可調(diào)配的農(nóng)業(yè)用水資源。

[1]潘 丹,應(yīng)瑞瑤.中國水資源與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系研究—基于面板VAR模型[J].中國人口·資源與環(huán)境,2012,22(1):161-166

[2]章恒全,張陳俊,張萬力.水資源約束與中國經(jīng)濟(jì)增長—基于水資源“阻力”的計(jì)量檢驗(yàn)[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究,2016(4):87-99

[3]鄧朝暉,劉 洋,薛惠鋒.基于VAR模型的水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長動態(tài)關(guān)系研究[J].中國人口·資源環(huán)境,2012,22(6):128-135

[4]謝書玲,王 錚,薛俊波.中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中水土資源的“增長尾效”分析[J].管理世界,2005(7):22-25

[5]曾茂春,曾維忠.農(nóng)田水利投資與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的動態(tài)關(guān)系研究—以四川省為例[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,52(5):1210-1213