王西琴　劉維哲　孫愛昕

摘要：農(nóng)業(yè)是華北地下水超采區(qū)的用水大戶，農(nóng)業(yè)節(jié)水對于壓采具有舉足輕重的作用。該文基于石家莊市、滄州市、邯鄲市農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)，采用剩余價值法計算了小麥和玉米單位灌溉用水經(jīng)濟價值，并對3個典型地區(qū)灌溉用水經(jīng)濟價值差異進行了比較。結(jié)果表明：小麥和玉米灌溉用水經(jīng)濟價值分別為1.32元/m3，2.04元/m3。石家莊市、滄州市、邯鄲市小麥灌溉用水經(jīng)濟價值分別為1.04元/m3，1.52元/m3，0.95元/m3，玉米灌溉水經(jīng)濟價值分別為2.30元/m3，2.14元/m3，1.93元/m3。灌溉水經(jīng)濟價值除與生產(chǎn)成本投入有關(guān)外，與灌溉用水量有密切關(guān)系。因此，推進節(jié)水灌溉技術(shù)、降低單位面積灌溉用水量是提高灌溉水經(jīng)濟價值的重要途經(jīng)。

關(guān)鍵詞：華北;地下水;灌溉;經(jīng)濟價值

中圖分類號：X37

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020－02－006

Study on economic value of irrigation water in groundwaterover－exploited areas of North China Plain

WANG Xiqin， LIU Weizhe， SUN Aixin

（School of Agricultural Economics and Rural Development， China Renmin University， Beijing 100872， China）

Abstract： Agriculture is the main water user in the over mining area of groundwater in North China， and agricultural water saving plays an important role in pressure mining. Based on the investigation data of farmers in Shijiazhuang City， Cangzhou City and Handan City， the economic value of unit irrigation water for wheat and corn was calculated byresidual value method， and the difference of economic value of irrigation water for three typical areas was compared. The results showed that the economic value of irrigation water for wheat and maize was 1.32 yuan／m3 and 2.04 yuan／m3 respectively. The economic value of irrigation water for wheat in Shijiazhuang City， Cangzhou City and Handan city is 1.04 yuan／m3， 1.52 yuan／m3 and 0.95 yuan／m3 respectively. The economic value of irrigation water for corn is 2.30 yuan／m3， 2.14 yuan／m3 and 1.93 yuan／m3 respectively.The economic value of irrigation water is not only related to production cost input， but also closely related to irrigation water consumption. Therefore， promoting water－saving irrigation technology and reducing irrigation water consumption per unit area are important ways to improve the economic value of irrigation water.

Key words： Huabei（North China）; groundwater; irrigation; economic value

華北平原是我國北方經(jīng)濟發(fā)展核心地帶，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各部門對水資源需求量不斷增加，致使區(qū)域水資源緊缺程度日趨嚴峻。近年來，華北平原地下水水位下降引發(fā)的地面沉降、地陷地裂、海水倒灌等一系列生態(tài)問題引起了社會的廣泛關(guān)注，長期超采地下水而產(chǎn)生的生態(tài)問題越發(fā)凸顯［1］。農(nóng)業(yè)是當前華北平原地區(qū)用水量最大的產(chǎn)業(yè)，在地表水資源日益貧乏的情況下，以機井為主要形式的地下水灌溉系統(tǒng)成為華北井灌區(qū)農(nóng)戶的重要灌溉方式［2］。而由于農(nóng)業(yè)用水管理的粗放，農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的低下等造成地下水資源的浪費，進一步加劇了地下水超采問題，華北平原地區(qū)已成為世界上面積最大的地下水漏斗區(qū)［3-4］。當前越來越多學(xué)者提出通過提升灌溉用水效率來減少水資源浪費，以緩解地下水的過度開采［5-7］，通過水價改革提高農(nóng)民節(jié)水意識、改變灌溉用水習(xí)慣、提高灌溉用水效率等，逐漸成為政府部門關(guān)注的問題，而水資源價值的計算是水價改革的重要依據(jù)［8］。因此，準確地計算水資源的經(jīng)濟價值，作為制定水價的科學(xué)依據(jù)，顯得十分重要［9］。本文根據(jù)對河北地區(qū)小麥和玉米種植戶的調(diào)研數(shù)據(jù)，采用剩余價值法估計糧食作物的水資源經(jīng)濟價值，并比較灌溉用水經(jīng)濟價值的區(qū)域差異，為農(nóng)業(yè)用水合理定價提供依據(jù)和參考。

1 研究區(qū)概況

河北省位于我國華北平原中北部， 東經(jīng)114°20′～119°25′， 北緯東經(jīng)36°03′～39°56′， 地處暖溫帶半干旱、 半濕潤大陸季風氣候帶。 冬季寒冷干燥， 夏季高溫多雨， 年平均降水量500～800 mm， 降雨季節(jié)性分布不均， 主要集中在夏季。 河北省是我糧食主產(chǎn)區(qū)， 小麥和玉米是主要的糧食作物， 糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的5.5％左右。 同時， 河北又是我國典型的缺水地區(qū)， 地區(qū)水資源量僅占全國水資源總量的0.6％左右， 人均水資源量僅為335m3／a， 不足全國平均水平的1／6。 且由于河北地區(qū)地表水資源較少， 地下水成為主要用水來源， 長期的地下水超采， 該地區(qū)成為地下水超采量和超采面積最嚴重地區(qū)。 作為糧食生產(chǎn)重要省份， 農(nóng)業(yè)用水是河北地區(qū)地下水用水大戶， 年地下水開采量的70％以上用于農(nóng)業(yè)灌溉。 近年來河北省出臺地下水壓采相關(guān)政策， 大力開展地下水超采綜合治理， 推進農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)、 農(nóng)業(yè)水價改革等農(nóng)業(yè)節(jié)水工作， 以緩解地下水超采局面， 并維持糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2 方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

近年來，一些學(xué)者開始尋求從生產(chǎn)要素角度對水資源開發(fā)利用的價值進行評估，其中比較有代表性的是生產(chǎn)函數(shù)法。但是也有學(xué)者指出該方法并不適合用于估計水的經(jīng)濟價值，因為存在負的水資源經(jīng)濟輸出彈性，違背了模型假設(shè)［10］。剩余價值法也稱剩余歸責法，該方法基于利潤最大化理念，可以用來估計非市場化產(chǎn)品的經(jīng)濟價值，通過將預(yù)估的總產(chǎn)出價值減去除該非市場化要素之外的所有其他要素的生產(chǎn)總成本，得到的剩余價值看作該要素的邊際價值，也即該要素在生產(chǎn)中創(chuàng)造的經(jīng)濟價值［11］。其優(yōu)點是一定程度上可以克服生產(chǎn)函數(shù)法中生產(chǎn)函數(shù)模型假設(shè)偏差，且不必關(guān)注水的稀缺性以及農(nóng)作物是否得到充分灌溉，得到較為準確的結(jié)果。

剩余價值法具有兩個重要的前提假設(shè)［12-14］：①完全理性生產(chǎn)者以追求利潤最大化為目標。②除水以外市場是完全競爭的，故總產(chǎn)出的價值等于所有投入要素的總機會成本。在該假設(shè)下，水的價值是可以被估計的，因為當除水以外的所有投入要素都獲得了同其機會成本相匹配的價格時，那么總產(chǎn)出價值的剩余部分可以歸因水資源投入要素，水的價值被設(shè)定為余值。首先構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出函數(shù)的一般表達式為

式中，Y為總產(chǎn)出（kg／hm2），Py為產(chǎn)出作物的市場價格，（Y×Py）表示單位面積的總產(chǎn)值。根據(jù)假設(shè)，各投入要素Mi的邊際價值用市場價格Pi表示，因此（Pi×Mi）為要素Mi的機會成本。以RVw表示水資源邊際價值，此時，總產(chǎn)值（Y×Py）扣除各項非水成本投入（∑iPiMi）后得到 （Y×Py-∑iPiMi），可視為單位面積農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水資源的經(jīng)濟價值（RVw×Mw）

由此得到水的經(jīng)濟價值RVw，計算公式為

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)采用課題組調(diào)研數(shù)據(jù)，調(diào)研地點選取河北省滄州市、邯鄲市和石家莊市3個典型地區(qū)，于2019年4～7月進行調(diào)研，共選取5個縣、35個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，同農(nóng)戶進行一對一深入訪談，詳細詢問農(nóng)戶農(nóng)業(yè)種植、灌溉等情況。剔除無效問卷后，共收集有效農(nóng)戶問卷703份，其中，種植小麥549份，種植玉米樣本數(shù)597份，有效問卷中農(nóng)戶均以地下水作為主要灌溉水來源。樣本農(nóng)戶基本特征見表1。

從樣本農(nóng)戶特征來看，從事糧食種植農(nóng)戶年齡普遍偏大，30歲以下農(nóng)戶比例僅為0.7％，而年齡60歲以上比例則達到48.82％。此外，樣本農(nóng)戶受教育程度普遍偏低，受教育程度為初中及以下農(nóng)戶的比例為73.97％。相應(yīng)的，樣本農(nóng)戶種植經(jīng)驗較為豐富，從事糧食種植生產(chǎn)經(jīng)驗20年以下的比例僅為12.8％，種植經(jīng)驗介于20～40年區(qū)間的農(nóng)戶比例為60.45％，種植經(jīng)驗超過40年的農(nóng)戶比例為26.74％。從種植規(guī)模來看，調(diào)研區(qū)域農(nóng)戶以小規(guī)模種植為主，種植面積小于0.67hm2的農(nóng)戶比例為75.53％，種植規(guī)模介于0.68～1.33hm2的比例為17.07％，超過1.33hm2的農(nóng)戶比例僅為7.4％。

3 糧食作物水資源經(jīng)濟價值

3.1 關(guān)鍵參數(shù)確定

剩余價值計算方法需要厘清生產(chǎn)行為中除水以外所有成本投入，調(diào)研區(qū)域樣本農(nóng)戶普遍以小麥和玉米輪作為主。目前河北地區(qū)種植小麥收益約為13 492.48元／hm 玉米略低，為12 197.67元／hm2。從各生產(chǎn)要素投入情況來看，種子、農(nóng)藥、除草劑化肥等農(nóng)資投入占比相對較高，單位面積小麥農(nóng)資投入為3 899.89元／hm 其中化肥作為主要支出為2 228.12元／hm2;玉米農(nóng)資投入為2 809.98元／hm 其中化肥投入為1 731.92元／hm2。小麥和玉米在種植環(huán)節(jié)較為普遍采用機械外包，整地、耕地、收割等環(huán)節(jié)以付費形式交由農(nóng)機合作社進行，小麥機械外包費用約1 770.17元／hm 玉米略低，為1 659.32元／hm2。勞動投入由于多使用家庭自有勞動力，因此計算農(nóng)戶勞動投入的機會成本，即通過詢問農(nóng)戶在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)工時投入情況，根據(jù)當?shù)毓凸ひ话愎べY水平折算，小麥勞動投入為1 852.97元／hm 玉米為1 302.46元／hm2。土地投入按當?shù)乇敬鍍?nèi)村民之間流轉(zhuǎn)土地一般租金收入水平計算，由于存在小麥和玉米輪作的情況，土地流轉(zhuǎn)價格一般是一年期的價格，因此平分到兩種作物上，樣本農(nóng)戶中種植小麥的平均土地投入為2 873.13元／hm 種植玉米的平均土地投入為2 955.93元／hm2。

使用地下水灌溉的農(nóng)戶并不對使用地下水繳納水費， 僅支付取水的電費， 在現(xiàn)行農(nóng)業(yè)用電價格基礎(chǔ)上額外增加一部分費用， 用作管井人員酬勞和運營維護成本， 兩者合計的費用作為灌溉的費用。 從調(diào)研區(qū)情況來看， 灌溉小麥的平均電費（水費）約為1 048.66元／hm 灌溉玉米的平均電費（水費）約為694.51元／hm2。 灌溉用水量估算通過詢問農(nóng)戶使用深井、淺井情況以及電費支出，采用以電折水計算方法得到［15］。小麥灌溉水量約為3 687.64m3／hm 玉米灌溉水量約為2 482.22m3／hm2。從用水量灌溉分布來看，小麥和玉米灌溉水量最多分布在1 500～3 000 m3／hm 在小麥種植戶中占比45.25％，在玉米種植戶中占比54.61％。小麥種植中高耗水農(nóng)戶比例要高于玉米中所占比例，其中，小麥種植戶中用水量超過300 m3的占比17.32％，遠高于玉米中1.42％的占比。

3.2 不同糧食作物灌溉用水經(jīng)濟價值

根據(jù)公式（3），依據(jù)問卷數(shù)據(jù)小麥、玉米產(chǎn)出情況減除各非水要素投入，估算水資源產(chǎn)出貢獻，結(jié)果表明小麥灌溉水單位水資源經(jīng)濟價值約為1.36元／m3，玉米略高于小麥，約為2.04元／m3。其原因主要是玉米灌溉用水量明顯低于小麥。在調(diào)研地區(qū)，小麥生長周期內(nèi)一般灌溉2～4次，而玉米大多灌溉1次，因此單位水資源創(chuàng)造更高的經(jīng)濟價值。從小麥和玉米的灌溉用水單位經(jīng)濟價值分布來看（圖1、圖2），主要集中分布在0～2元／m3區(qū)間，小麥樣本該區(qū)間占比為49.0％，玉米為46.1％。值得注意的是，樣本中小麥灌溉用水出現(xiàn)負值的比例較高，為24.59％，玉米負值比例為15.75％。主要是由于小麥種植中過高的生產(chǎn)資料投入，在面臨市場價格波動和自然災(zāi)害時，其收益更容易受到?jīng)_擊，承擔較大的風險。

3.3 不同地區(qū)灌溉用水經(jīng)濟價值

灌溉用水經(jīng)濟價值的計算結(jié)果在不同區(qū)域之間也存在一定差異。從小麥灌溉水經(jīng)濟價值看，滄州市小麥灌溉用水經(jīng)濟價值最高，為1.52元／m3，石家莊市和邯鄲市分別為1.04元／m3和0.95元／m3。 對比投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，? 石家莊市單位面積小麥產(chǎn)值最高， 且灌溉用水量最低， 僅為3 406.98m3／hm 地下水灌溉費用也最低，為923.11元／hm 但由于石家莊市勞動力和土地成本相對較高， 在小麥種植中勞動投入和土地投入要高于其他兩市，灌溉用水經(jīng)濟價值低于滄州市。

邯鄲市小麥灌溉用水經(jīng)濟價值最低，其單位面積產(chǎn)出基本與滄州市持平，農(nóng)資投入略低于滄州市，但灌溉水量為三個區(qū)域中最高，為3 941.74m3／hm 高于滄州市和石家莊市平均水平，灌溉水量過高降低了灌溉用水經(jīng)濟價值。

從玉米的灌溉用水經(jīng)濟價值看，石家莊市玉米灌溉用水經(jīng)濟價值最高，為2.30元／m3，其灌溉電費投入也最少，平均每hm2灌溉電費投入僅為624.61元，平均灌溉水量低于滄州市和邯鄲市平均水平，為2 230.22m3／hm2。玉米灌溉用水經(jīng)濟價值最低的是邯鄲市，為1.93元／m3，其灌溉用水量最高，為2 798.28m3／hm2。滄州市玉米灌溉水經(jīng)濟價值為2.14元／m3。

綜合比較來看，石家莊市在小麥和玉米的產(chǎn)出維持相對較高水平，且灌溉用水量在三個調(diào)研區(qū)最低，但由于小麥種植中勞動和土地成本過高，降低了小麥灌溉用水經(jīng)濟價值。滄州市小麥和玉米產(chǎn)值最低，但灌溉用水量均處在相對較低的水平，其灌溉用水經(jīng)濟價值高于邯鄲市。邯鄲市小麥和玉米的灌溉用水經(jīng)濟價值均最低，主要原因在于灌溉用水量高。由此可見，除農(nóng)業(yè)成本投入外，灌溉水經(jīng)濟價值與灌溉水量密切相關(guān)。

4 結(jié)論與建議

本文基于地下水灌溉為主地區(qū)的農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)，分析了當前小麥和玉米種植中各項要素投入情況以及灌溉水量狀況，采用剩余價值法計算小麥和玉米的單位經(jīng)濟價值，并對區(qū)域差異進行了比較分析，主要得到以下結(jié)論：

1）小麥灌溉用水經(jīng)濟價值為1.32元／m3，玉米灌溉用水經(jīng)濟價值較高為2.04元／m3。調(diào)研區(qū)域小麥平均灌溉用水量為3 687.64m3／hm 高于玉米平均灌溉用水量2 482.22m3／hm2。在保障糧食安全情況下，華北地區(qū)推進地下水壓采治理應(yīng)適當擴大小麥休耕面積，提高玉米種植比例。此外，研究發(fā)現(xiàn)，小麥和玉米灌溉用水經(jīng)濟價值均出現(xiàn)負值的情況，這是由于糧食種植中生產(chǎn)要素投入過高，農(nóng)戶容易面臨市場價格波動和自然災(zāi)害沖擊，因此，建議增加種植糧食農(nóng)戶的種糧補貼，提高其應(yīng)對風險能力。

2）小麥和玉米的灌溉用水經(jīng)濟價值在不同地區(qū)存在顯著差異。石家莊市小麥和玉米的灌溉用水量最低，說明其灌溉用水效率最高，但由于石家莊市在小麥種植中勞動投入和土地成本過高，降低了部分小麥灌溉用水經(jīng)濟價值。滄州市盡管農(nóng)業(yè)產(chǎn)值低于石家莊市，但由于各項農(nóng)資投入較低，因此其小麥和玉米灌溉用水經(jīng)濟價值均處于較高水平。邯鄲市小麥和玉米灌溉用水經(jīng)濟價值最低，主要原因在于其灌溉用水量較高，導(dǎo)致單位灌溉用水經(jīng)濟價值較低。因此，灌溉水經(jīng)濟價值不僅與生產(chǎn)投入要素成本以及產(chǎn)出有關(guān)，同時與灌溉水量有著密切的關(guān)系，一方面通過調(diào)整種植結(jié)構(gòu)降低糧食生產(chǎn)成本，另一方面通過節(jié)水工程技術(shù)手段和管理機制降低灌溉次數(shù)、提高灌溉用水效率，以提高單位灌溉水的經(jīng)濟價值。

3）地下水灌區(qū)往往缺乏水量計量設(shè)施，灌溉水量需要通過水電折算系數(shù)計算，本文僅基于地下水抽取電費數(shù)據(jù)及相關(guān)以電折水參數(shù)計算得到灌溉用水量，可能存在井深及水泵功率差異帶來的計算誤差，難免影響到灌溉水經(jīng)濟價值的計算結(jié)果，希望在今后的研究中不斷完善和改進。

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（編 輯 李 波）

收稿日期：2019－12－10

基金項目：水項目體污染控制與治理科技重大專項（2018ZX07111001）

作者簡介：王西琴，女，陜西西安人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事資源管理與環(huán)境經(jīng)濟研究。