曾忠義,邵光成*，丁鳴鳴,姚俊琪

(1. 河海大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，江蘇 南京 210098；2. 南京市水務(wù)局，江蘇 南京 210036；3. 江蘇省農(nóng)村水利科技發(fā)展中心，江蘇 南京 210029)

灌區(qū)在當(dāng)今農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，它不僅是糧食安全的有力保障，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要基地.近年來(lái)，中國(guó)大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，主要針對(duì)1998年之前灌區(qū)工程標(biāo)準(zhǔn)低、配套不完善、老化失修嚴(yán)重、輸配水能力不足及灌區(qū)管理體制機(jī)制不順等問(wèn)題而開(kāi)展，但存在規(guī)劃任務(wù)目標(biāo)落實(shí)不到位、無(wú)法適應(yīng)水生態(tài)文明建設(shè)以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新要求等問(wèn)題[1].隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展、綜合國(guó)力的日益提升、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)程的加快，在水環(huán)境提升、水資源管理以及生物多樣性等多方面都對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)提出了更高的要求，急切需要遵循人與自然和諧、綠色發(fā)展的理念，利用先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備建設(shè)灌排工程，采用現(xiàn)代制度與先進(jìn)手段增強(qiáng)管理能力，打造和社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施完善、管理制度先進(jìn)、生態(tài)環(huán)境和諧、安全保障長(zhǎng)效、灌溉用水高效的現(xiàn)代灌區(qū)[2-5].

現(xiàn)代灌區(qū)是支撐和保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)和條件，是符合新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的要求，是保障糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的有效手段，也是節(jié)約水資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的客觀需要.雖然現(xiàn)代灌區(qū)的概念提出較早，但建設(shè)進(jìn)程卻比較緩慢，中國(guó)在灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)上還處于初步的探索階段，目前尚無(wú)成熟的例子可供參考[6-7].認(rèn)知過(guò)程是灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展過(guò)程中的基本環(huán)節(jié)，灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知是對(duì)灌區(qū)現(xiàn)有的體系進(jìn)行評(píng)估，從而可以認(rèn)識(shí)到灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展的不足，進(jìn)而更好地開(kāi)展灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè).灌區(qū)現(xiàn)代化的發(fā)展受到自然因素和社會(huì)因素等多方面的影響.如果缺乏對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度及其影響因素的有效認(rèn)知，會(huì)導(dǎo)致灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)的內(nèi)容不清、重點(diǎn)不明[8].

目前研究大都偏重于灌區(qū)現(xiàn)代化的內(nèi)涵、特征和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，然而缺乏對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知及其影響因素的系統(tǒng)研究.結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)是一種多元的分析工具，可以通過(guò)線性方程闡述潛變量之間以及潛變量與觀測(cè)變量之間的關(guān)系[9].為此，文中選取江蘇省35個(gè)大中型灌區(qū)收集和實(shí)地調(diào)研的數(shù)據(jù)樣本，采用結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)行分析，旨在為未來(lái)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)提供理論支持.

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域

江蘇位于中國(guó)東南沿海，地處長(zhǎng)江下游、瀕臨黃海，總面積為10.32萬(wàn)km2.該地區(qū)屬于暖溫帶向亞熱帶的過(guò)渡性氣候，氣候溫和，年平均氣溫為13.0～16.0 ℃，地勢(shì)較為平坦，土壤種類較多，土質(zhì)肥沃，非常利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn).

1.2 研究方法

采用SEM分析灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知與其影響因素間的內(nèi)在關(guān)系.相對(duì)于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)方程模型存在以下優(yōu)點(diǎn)：引入了潛變量的概念，可同時(shí)對(duì)多個(gè)內(nèi)生變量進(jìn)行分析處理；可同時(shí)對(duì)變量的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)進(jìn)行分析；參數(shù)估計(jì)時(shí)允許測(cè)量誤差的存在.

結(jié)構(gòu)方程模型包含2部分內(nèi)容，即結(jié)構(gòu)方程和測(cè)量模型方程，通常由以下3個(gè)方程式所構(gòu)成，即

η=Bη+Гξ+ζ，

(1)

Y=ΛYη+ε，

(2)

X=ΛXξ+σ，

(3)

式中：η為內(nèi)生潛變量;ξ為外生潛變量;B為內(nèi)生潛變量之間關(guān)系的路徑系數(shù)矩陣;Г為內(nèi)生潛變量與外生潛變量之間關(guān)系的路徑系數(shù)矩陣;ζ為方程的誤差;X為外生觀測(cè)變量;ΛX表示連接X(jué)變量對(duì)ξ變量的系數(shù);Y為內(nèi)生觀測(cè)變量;ΛY為連接Y變量與η變量的系數(shù).式(1)為結(jié)構(gòu)方程，表示內(nèi)生潛變量和外生潛變量間的關(guān)系.式(2)，(3)為測(cè)量模型方程，表示觀測(cè)變量和潛在變量之間的關(guān)系.通過(guò)以上式子，可以用觀測(cè)變量來(lái)反映潛變量.

聯(lián)立式(1)—(3)，求解可得外生潛變量和內(nèi)生潛變量，以及外生潛變量、內(nèi)生潛變量與其對(duì)應(yīng)觀測(cè)變量間的關(guān)系.

文中具體的分析流程如圖1所示.首先，初步選擇影響因素并建立相應(yīng)的假說(shuō)模型；其次，對(duì)樣本數(shù)據(jù)做信度檢驗(yàn)和因子分析；最后，通過(guò)適配度檢驗(yàn)評(píng)價(jià)模型的擬合效果并對(duì)影響因素進(jìn)行分析和討論.

圖1 流程分析圖

1.3 影響因素分析及假設(shè)

灌區(qū)現(xiàn)代化是整體的、多方面的現(xiàn)代化.現(xiàn)代灌區(qū)應(yīng)當(dāng)具備以下5個(gè)特征：基礎(chǔ)設(shè)施完備、管理制度先進(jìn)、生態(tài)環(huán)境和諧、安全保障長(zhǎng)效、灌溉用水高效[10].灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知對(duì)現(xiàn)代灌區(qū)建設(shè)具有重要的推進(jìn)作用.首先，灌區(qū)現(xiàn)代化需要具備健全的基礎(chǔ)設(shè)施，完備的基礎(chǔ)設(shè)施是灌區(qū)運(yùn)行的前提和必要條件.其次，灌區(qū)管理直接影響灌區(qū)運(yùn)行的效率和效益，是灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的重要指標(biāo)，健全的管理體制可以促進(jìn)灌區(qū)更好、更快地發(fā)展.第三，安全保障是灌區(qū)現(xiàn)代化的重要指標(biāo)之一，安全永遠(yuǎn)是第一位的，現(xiàn)代灌區(qū)必須具備防災(zāi)減災(zāi)和水資源安全保障的能力[11].最后，推進(jìn)灌區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，關(guān)系到灌區(qū)能否可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也是水利現(xiàn)代化和水生態(tài)文明建設(shè)的重要環(huán)節(jié).綜上所述，選取基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系作為影響灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的假設(shè)因素[12-13].

根據(jù)上述分析，得出灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知影響因素模型，如圖2所示.以基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系作為影響灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的變量.以上5個(gè)變量都對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知有一定影響，同時(shí)這些變量是相互獨(dú)立的.基礎(chǔ)設(shè)施體系包括灌排體系和用水計(jì)量與信息化；管理與服務(wù)體系包括管理體制和服務(wù)保障；生態(tài)健康體系包括生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境；安全保障體系包括防災(zāi)減災(zāi)和水資源安全保障；效率與效益體系包括經(jīng)濟(jì)效益和用水效率等[14].

根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有研究和上述理論分析，提出下述假設(shè)：

H1：基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系等潛變量對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知有重要影響.

H2：灌排體系、用水計(jì)量與信息化、管理體制、服務(wù)保障、生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)、水資源安全保障、經(jīng)濟(jì)效益、用水效率與灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知呈正相關(guān)關(guān)系.

圖2 影響因素假說(shuō)模型

1.4 數(shù)據(jù)來(lái)源與樣本分析

1.4.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

作者于2018年3—6月在江蘇省各地進(jìn)行了灌區(qū)實(shí)地調(diào)研和資料收集.調(diào)研對(duì)象為分布在江蘇省的各大中型灌區(qū)管理人員.調(diào)查的內(nèi)容主要涉及灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系等.以100為滿分，由灌區(qū)管理者對(duì)灌區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施體系等進(jìn)行打分，得出樣本數(shù)據(jù).累計(jì)調(diào)查了35個(gè)灌區(qū)，每個(gè)灌區(qū)取10份樣本，總計(jì)350份，樣本數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)量見(jiàn)表1.

表1 樣本數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)量

1.4.2 樣本分析

文中采用克朗巴哈α系數(shù)對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行信度檢驗(yàn).通過(guò)SPSS19.0對(duì)灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系5個(gè)潛變量的觀測(cè)變量做信度分析.分析可知潛變量的α值為0.759～0.924，整體α值為0.898.這一結(jié)果說(shuō)明，文中所采用的數(shù)據(jù)有較高的內(nèi)部一致性.通常認(rèn)為α系數(shù)值高于0.600便可通過(guò)信度檢驗(yàn)，達(dá)到0.700～0.800 時(shí)說(shuō)明具有較高的信度，高于0.800時(shí)表示信度非常高.此外，觀測(cè)變量的標(biāo)準(zhǔn)因子載荷系數(shù)均約為0.75，表明各潛變量的結(jié)構(gòu)效度良好，進(jìn)一步表明了樣本數(shù)據(jù)的合理性.

文中通過(guò)SPSS19.0 軟件對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了因子分析.結(jié)果表明，大部分系數(shù)值大于0.40，檢驗(yàn)值小于0.05.然后通過(guò)KMO檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)考察數(shù)據(jù)用于因子分析的適宜性.結(jié)果顯示KMO值為0.973，Bartlett球形檢驗(yàn)近似卡方值為1 682.以上數(shù)值表明樣本數(shù)據(jù)相關(guān)性很高，適宜進(jìn)行因子分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)構(gòu)方程模型擬合及其評(píng)價(jià)

通過(guò)AMOS21.0分析建立的結(jié)構(gòu)方程模型，如圖3所示.灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的路徑系數(shù)值分別為0.886，0.795，0.732，0.869，0.843，同時(shí)均已通過(guò)顯著性檢驗(yàn).這一結(jié)果說(shuō)明，灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系都對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知有著重要的影響.其中基礎(chǔ)設(shè)施體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響最大，安全保障體系次之，效率與效益體系居中，而管理與服務(wù)體系和生態(tài)健康體系的影響則相對(duì)較小.

注：***表示顯著性水平為0.01

圖3 模型路徑圖

Fig.3 Model path diagram

結(jié)構(gòu)方程模型變量回歸結(jié)果如表2所示，包含變量關(guān)系、未標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)UPC、臨界比值CR、標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)NPC以及顯著性等參數(shù)，其中各變量的臨界比值均大于2，且都在0.01水平上顯著.這一結(jié)果表明模型顯著性較好且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

表2 變量回歸結(jié)果

注：***表示顯著性水平為0.01

此外，為了檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)方程模型是否適合用于灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知研究，模型的擬合評(píng)價(jià)是必不可少的.在此選用相對(duì)擬合指數(shù)RFI以及絕對(duì)擬合指數(shù)AFI做整體適配度檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)及擬合結(jié)果見(jiàn)表3.χ2/df表示卡方自由度之比；RMSEA表示近似誤差均方根；GFI表示擬合優(yōu)度指數(shù)；NFI表示規(guī)范擬合指數(shù)；TLI表示Tucker-Lewis系數(shù)，也稱為非規(guī)范擬合指數(shù)；CFI表示比較擬合指數(shù).其中χ2/df<5.0表示模型擬合結(jié)果理想，RMSEA<0.1表示模型擬合結(jié)果理想，兩者數(shù)值越小，說(shuō)明模型擬合程度越好.GFI，NFI，TLI，CFI>0.9表示模型擬合結(jié)果理想，越接近1.0說(shuō)明模型擬合程度越好.根據(jù)分析結(jié)果，各項(xiàng)數(shù)值基本都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，表明模型的擬合效果較好.

表3 擬合結(jié)果分析

2.2 模型分析結(jié)果與討論

根據(jù)以上分析，結(jié)構(gòu)方程模型適用于文中對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知及其影響因素的分析.按照對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響從大到小排序，影響因素分別為基礎(chǔ)設(shè)施體系、安全保障體系、效率與效益體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系.

1) 灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響.基礎(chǔ)設(shè)施體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響最大，而灌排體系是灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系中最重要的因素.完善的灌排體系是灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，灌區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施必須滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械化和現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，農(nóng)田灌排工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到GB 50288—2018《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的相應(yīng)要求，工程配套完善、設(shè)施完好.換言之，灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施體系越完善，灌區(qū)現(xiàn)代化程度越高.

2) 灌區(qū)管理與服務(wù)體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響.灌區(qū)管理體制是灌區(qū)管理與服務(wù)體系中最重要的因素，目前中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有著很大的差距，存在灌區(qū)管理水平不高、管理體制不健全、管理人員綜合素養(yǎng)不高等問(wèn)題.灌區(qū)管理水平的低下會(huì)影響灌區(qū)水資源利用效率和灌區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展.要推動(dòng)傳統(tǒng)灌區(qū)向現(xiàn)代灌區(qū)轉(zhuǎn)變，必須擯棄舊的、落后的管理體制，選擇現(xiàn)代的、先進(jìn)的管理制度和方法，同時(shí)要兼顧灌區(qū)的服務(wù)保障功能，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)功能的最大化.

3) 灌區(qū)生態(tài)健康體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響.相比人居環(huán)境而言，生態(tài)環(huán)境在生態(tài)健康體系中的地位更為顯著.黨的十九大報(bào)告指出，加快生態(tài)文明體制改革是中華民族發(fā)展的千年大計(jì).灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)不能片面追求水利工程效益最大化而忽視水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響.現(xiàn)代灌區(qū)的發(fā)展必須落實(shí)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的理念，綜合治理山水田林路湖草，統(tǒng)籌水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水災(zāi)害治理，維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡.

4) 灌區(qū)安全保障體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響.灌區(qū)安全保障體系是灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響因素中僅次于基礎(chǔ)設(shè)施體系的因素，防災(zāi)減災(zāi)能力是灌區(qū)安全保障體系中更為重要的一部分.灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)必須保障灌區(qū)內(nèi)的防洪治澇安全，同時(shí)必須達(dá)到GB 50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的相應(yīng)要求.防災(zāi)減災(zāi)事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展穩(wěn)定，稍有不慎便會(huì)帶來(lái)巨大的損失.現(xiàn)代灌區(qū)必須具有防范自然災(zāi)害的能力，對(duì)于超過(guò)工程保障標(biāo)準(zhǔn)的自然災(zāi)害，應(yīng)當(dāng)具有完備的防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警機(jī)制和完善的應(yīng)急預(yù)案，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的防災(zāi)減災(zāi)要求.

5) 灌區(qū)效率與效益體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響.效率與效益體系在灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知中的重要程度處于中等，灌區(qū)效率與效益包括經(jīng)濟(jì)效益和用水效率2方面，同時(shí)反映了灌區(qū)的生產(chǎn)力水平和現(xiàn)代化水平.灌區(qū)現(xiàn)代化水平越高，灌區(qū)效率和效益也會(huì)越高.現(xiàn)代灌區(qū)要求灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.5以上，水分生產(chǎn)率超過(guò)1.4 kg/m3.在兼顧生態(tài)環(huán)境發(fā)展的同時(shí)，要追求灌區(qū)效益的最大化，提高水資源利用率和水分生產(chǎn)率，將灌區(qū)功能發(fā)揮到最大程度.

3 結(jié) 論

灌區(qū)現(xiàn)代化的認(rèn)知程度直接影響灌區(qū)現(xiàn)代化的發(fā)展程度和速度，文中以江蘇省35個(gè)大中小型灌區(qū)收集數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)研情況為樣本，探討了灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知及其影響因素，主要得出如下結(jié)論：

1) 基礎(chǔ)設(shè)施體系對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化程度認(rèn)知的影響最大，其次分別為安全保障體系、效率與效益體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系.

2) 灌排體系、用水計(jì)量與信息化、管理體制、服務(wù)保障、生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)、水資源安全保障、經(jīng)濟(jì)效益和用水效率都在不同程度上影響著灌區(qū)現(xiàn)代化程度的認(rèn)知.其中灌排體系的影響最大，服務(wù)保障的影響最小.

3) 灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展是多方面、全方位的發(fā)展，必須兼顧基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理與服務(wù)體系、生態(tài)健康體系、安全保障體系、效率與效益體系5個(gè)方面.只有統(tǒng)籌全局發(fā)展，才能更好更快地實(shí)現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化.