劉維哲, 王西琴

農(nóng)戶稀缺感知、超采認知對地下水灌溉用水效率的影響*——基于河北地下水超采區(qū)457個農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)

劉維哲, 王西琴**

(中國人民大學農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展學院 北京 100872)

華北地區(qū)由地下水超采造成的環(huán)境問題日益嚴重, 農(nóng)業(yè)作為主要用水部門, 亟須提高灌溉用水效率, 減少水資源浪費。本文基于2019年對河北地區(qū)457戶使用地下水進行灌溉的農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù), 采用隨機前沿模型對灌溉用水效率進行測算, 進一步在參照相關(guān)研究基礎(chǔ)上重新構(gòu)建農(nóng)戶水資源稀缺性感知和地下水超采認知測度的指標體系, 在控制個人和家庭特征、生產(chǎn)特征基礎(chǔ)上, 實證分析農(nóng)戶稀缺感知和超采認知對灌溉用水效率的影響。研究結(jié)果顯示: 農(nóng)戶平均灌溉用水效率值為0.59, 主要分布區(qū)間為0.40~0.80, 具有較大提升空間;稀缺感知中水量感知、水位感知和稀缺預期對農(nóng)戶用水效率具有顯著正向影響, 超采認知中地下水超采危害認知和壓采環(huán)保認知對用水效率提升具有促進作用; 務農(nóng)年限和受教育程度同用水效率正相關(guān), 相較于自有土地, 流轉(zhuǎn)土地具有更高的用水效率, 耕地細碎化和灌溉設(shè)施距離過遠則顯著降低用水效率。因此, 大力提升農(nóng)戶相關(guān)認知水平、推進土地流轉(zhuǎn)和完善設(shè)施建設(shè)等措施將有助于提高河北地區(qū)灌溉用水效率。

地下水灌溉; 稀缺性感知; 超采認知; 灌溉用水效率; 河北地區(qū)

我國北方地區(qū)水資源嚴重匱乏, 近年來隨著經(jīng)濟社會發(fā)展, 地表水供給的短缺導致大規(guī)模轉(zhuǎn)向地下水開采。而隨著地下水開采規(guī)模的不斷擴大, 引發(fā)了地面沉降、地面塌陷、海水入侵、水質(zhì)惡化等一系列嚴重的生態(tài)環(huán)境問題[1]。其中華北地區(qū)已經(jīng)成為全世界4個地下水嚴重超采地區(qū)之一[2]。農(nóng)業(yè)作為最主要用水部門, 也是地下水超采大戶, 用于農(nóng)業(yè)灌溉的地下水超采量占總超采量的一半以上。隨著農(nóng)業(yè)用水需求的增加, 農(nóng)戶無序抽取地下水的行為時有發(fā)生, 地下水超采現(xiàn)象日益嚴重[3]。與此同時, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在灌溉用水效率低下問題。由于華北地區(qū)長期沿襲舊的灌溉制度與方法, 用水浪費嚴重, 灌溉用水量超過農(nóng)作物合理灌溉水量的0.5~1.5倍, 存在著巨大的節(jié)水潛力[4]。因此, 推動灌溉用水效率提升迫在眉睫。

目前對提升灌溉效率的研究聚焦于價格杠桿[5]、節(jié)水技術(shù)改造[6]、種植方式[7]、水權(quán)制度安排[8]等方面, 灌溉用水效率是對農(nóng)民用水行為的結(jié)果評價, 這種用水行為顯然受其主觀節(jié)水意識和意愿影響, 而這種主觀意識產(chǎn)生的基礎(chǔ)則一定程度上來源于農(nóng)民對水資源狀況的感知和心理評價。因此, 有學者明確指出, 農(nóng)戶作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營灌溉用水的主體, 其水資源感知水平和用水行為決定著灌溉用水效率[9]。近年來, 開始有學者關(guān)注農(nóng)民水資源稀缺性感知的相關(guān)研究。陳英等[10]研究發(fā)現(xiàn), 農(nóng)戶對水資源稀缺的感知是影響其對水資源管理政策態(tài)度的關(guān)鍵變量。趙雪雁等[11]發(fā)現(xiàn), 水資源稀缺性感知顯著影響農(nóng)戶灌溉適應行為決策。王昕等[3]基于華北井灌區(qū)農(nóng)戶的調(diào)研數(shù)據(jù)進行實證研究, 發(fā)現(xiàn)稀缺性感知通過影響超采行為、節(jié)水技術(shù)采用、水利設(shè)施維護等決策對用水效率產(chǎn)生中介效應。已有研究為本文提供了諸多有益視角, 但綜合來看目前關(guān)于稀缺性感知對灌溉用水效率的定量研究仍較少。此外, 農(nóng)戶作為華北地區(qū)地下水超采治理政策的實施主體, 對其用水行為決策的影響不僅來源于水資源稀缺性感知水平, 還包括對地下水超采環(huán)境危害以及超采治理政策有效性的認知。王亞華等[12]通過對水情意識的調(diào)查發(fā)現(xiàn), 農(nóng)戶對水資源短缺狀況具有較高的認知程度, 但對水環(huán)境和水制度的認知較低。而目前學界對農(nóng)戶地下水超采認知的關(guān)注較少, 因此, 本文借鑒已有研究成果, 基于對河北地區(qū)457戶使用地下水進行灌溉的農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù), 采用隨機前沿模型對灌溉用水效率進行測算, 構(gòu)建農(nóng)戶水資源稀缺性感知和地下水超采認知測度的指標體系, 在控制個人和家庭特征、生產(chǎn)特征基礎(chǔ)上, 重點分析稀缺感知、超采認知對灌溉用水效率的影響, 以期為加強農(nóng)戶節(jié)水和地下水管理提供科學依據(jù)。

1 研究設(shè)計與變量選擇

1.1 稀缺感知與超采認知測量

水資源稀缺性感知指標體系的構(gòu)建參考王昕等[13]、羅文哲等[14]的研究設(shè)計, 并結(jié)合河北地區(qū)農(nóng)戶取用地下水灌溉特征, 最終選取水量感知、水位變化感知、風險感知、稀缺預期、灌溉感受5個指標進行衡量。水量感知指農(nóng)戶對其從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動地區(qū)整體水資源總量豐缺程度的感知情況, 在調(diào)研中通過詢問農(nóng)戶“你是否認同所在地區(qū)是一個水資源稀缺地區(qū)”獲得, 每個問題的答案都根據(jù)李克特五分量表進行設(shè)計。水位變化感知指農(nóng)戶對現(xiàn)有灌溉機井地下水水位下降情況的感知程度。風險感知參照有關(guān)學者定義[15], 將水資源稀缺性造成的后果認知定義為風險感知, 詢問農(nóng)戶對水資源短缺造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失的感知狀況。稀缺預期是指農(nóng)戶對未來一段時間水資源稀缺性變化的感知, 詢問農(nóng)戶“你是否認同未來當?shù)氐乃Y源短缺狀況會進一步加劇”。關(guān)于灌溉感受方面, 由于即使在相同水資源稀缺供給條件下, 灌溉用水效率造成的用水需求差異也會影響農(nóng)戶對灌溉保障程度的感受, 因此設(shè)計問題“您當前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水需求能否得到充足保障”獲得農(nóng)戶的灌溉感受評價。

地下水超采作為一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入行為, 同過度使用化學要素等都具有環(huán)境負外部性。因此本文參照羅嵐等[16]對施用農(nóng)藥行為綠色認知的研究設(shè)計, 結(jié)合地下水超采的具體內(nèi)涵, 選取超采行為認知、超采危害認知、壓采環(huán)保認知3個指標進行測量。超采行為認知指農(nóng)戶對地下水超采這種行為本身是否了解; 超采危害認知測量農(nóng)戶對超采地下水后果的認知, 詢問農(nóng)戶“您是否認同過度開采地下水對生態(tài)環(huán)境具有危害”; 壓采環(huán)保認知體現(xiàn)農(nóng)戶對壓減地下水開采治理行為對環(huán)境保護有效性的認知。表1為各指標選取說明與賦值情況。

表1 水資源稀缺性感知與地下水超采認知指標體系

1.2 灌溉用水效率測度

灌溉用水效率借鑒Kopp[17]的研究, 定義為給定產(chǎn)出和非水投入情況下, 不存在任何技術(shù)效率損失條件下所能達到最優(yōu)用水量與實際用水量之比。隨機前沿模型(Stochastic Frontier Analysis, SFA)是目前常用的農(nóng)業(yè)用水效率測算模型。SFA模型將實際產(chǎn)出分為生產(chǎn)函數(shù)、隨機因素和技術(shù)無效率項, 其優(yōu)點是可以克服由于自然條件、災害等隨機因素對技術(shù)效率損失的影響, 結(jié)果具有更好的穩(wěn)定性, 適合基于微觀數(shù)據(jù)的計算。因此, 本文基于實地農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù), 選取SFA模型對農(nóng)戶灌溉用水效率進行估計。

隨機前沿生產(chǎn)模型可表示為:

式中:W為第個農(nóng)戶地下水灌溉用水量;X表示第個農(nóng)戶除水以外第種要素的投入量;為待估參數(shù);v~N(0,2)為包括氣候災害、估計誤差在內(nèi)的不可控因素誤差項, 服從獨立正態(tài)分布;(0,2)為隨機誤差項, 表示生產(chǎn)效率損失;v與μ相互獨立, 且均獨立于其他投入變量。本文在使用隨機前沿模型時選擇Cobb-Dauglas(C-D)函數(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)函數(shù)形式。對C-D生產(chǎn)函數(shù)取對數(shù)后可表示為:

使用最大似然法(ML)對各項待估參數(shù)進行估計。此外, 對方差參數(shù)2/(22),0≤≤1,進行定義, 當越接近1, 說明產(chǎn)出損失主要是由生產(chǎn)技術(shù)效率低導致, 模型設(shè)定合理; 若更接近0, 則意味著產(chǎn)出損失主要由隨機誤差導致, 則僅進行OLS估計即可。當技術(shù)效率損失=0時, 估計結(jié)果為農(nóng)戶可能實現(xiàn)的最大產(chǎn)出。通過對誤差項(v–μ)估計可以求得農(nóng)戶生產(chǎn)效率(TE), 即實際產(chǎn)出Y同最大產(chǎn)出LY之比:

綜上, 灌溉用水效率(TER)的計算公式可表示為:

1.3 稀缺感知與超采認知對用水效率影響的分析模型

以灌溉用水效率計算結(jié)果作為因變量, 研究農(nóng)戶水資源稀缺性感知、地下水超采認知對灌溉用水效率的影響。本文因變量灌溉用水效率為不可直接觀測的潛變量, 且計算結(jié)果介于[0, 1]之間, 因此采用受限因變量(Tobit)模型進行最大似然估計。建立回歸模型如下:

2 數(shù)據(jù)來源與描述性統(tǒng)計

2.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

河北省位于我國華北平原中北部, 是我國典型干旱缺水地區(qū), 區(qū)域水資源總量僅為全國的0.6%, 人均水資源量僅335 m3×a-1, 不足全國平均水平的1/6。地下水作為河北地區(qū)主要用水來源, 近年來超采嚴重。根據(jù)河北省水利廳公布數(shù)據(jù)顯示, 2019年河北地區(qū)地下水超采量為59.7×108m3, 長年累積地下水虧空量已超過1500×108m3, 成為全國地下水超采量和超采面積最嚴重地區(qū)之一。長期地下水超采還引發(fā)了水位下降、河道斷流、地面沉降等一系列生態(tài)環(huán)境問題。根據(jù)2018年河北省水資源公報, 用于農(nóng)業(yè)灌溉的地下水開采量超過全年地下水供水量的70%。近年來, 河北省作為地下水壓采典型示范地區(qū), 在積極采用節(jié)水技術(shù)、休耕等地下水壓采政策的同時, 積極向農(nóng)戶推廣宣傳農(nóng)業(yè)節(jié)水等政策, 以提高農(nóng)戶對節(jié)水、壓采的認知水平。

表2 影響灌溉用水效率的各控制變量的定義與研究區(qū)的統(tǒng)計值

本文選取河北地下水超采典型地區(qū)展開研究, 于2019年4—7月組織課題組赴河北省滄州市、邯鄲市、石家莊市開展實地調(diào)研, 共抽樣選取5個縣、35個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、120余個村, 同糧食種植農(nóng)戶進行一對一深入訪談, 詳細詢問糧食種植生產(chǎn)投入、水資源稀缺性感知、地下水超采認知等情況。剔除部分無關(guān)問卷后, 選取種植小麥農(nóng)戶樣本457份。

2.2 描述性統(tǒng)計分析

樣本農(nóng)戶的平均年齡為59.94歲, 介于50~70歲的農(nóng)戶較多, 占比為69.58%; 文化程度以初中為主, 占比為43.36%; 74.07%的農(nóng)戶家庭耕地總面積介于0.33~1.00 hm2。小麥()種植產(chǎn)出以單位面積產(chǎn)量乘以當年出售價格計算, 平均產(chǎn)值為14 525 ￥?hm-2。投入要素分為土地、資本、勞動、灌溉水4類。其中土地投入以詢問農(nóng)戶估計其耕地流轉(zhuǎn)價格計算, 均值為2879.66 ￥?hm-2; 資本投入包括購買農(nóng)藥、化肥、除草劑、機械等產(chǎn)生的費用, 均值5162.59 ￥?hm-2; 勞動投入為農(nóng)戶在播種、整地、施肥、灌溉、收割等各環(huán)節(jié)所耗工日計算, 均值為19.60 d?hm-2; 由于調(diào)研地區(qū)多使用機井抽取地下水灌溉, 水表計量設(shè)施沒有廣泛普及, 地下水灌溉水量通常以機井用電量結(jié)合水電折算系數(shù)進行計算, 本文使用王劍永[18]基于河北地區(qū)實地測算折算系數(shù)結(jié)果, 樣本農(nóng)戶小麥灌溉平均用水量為3617.15 m3?hm-2(表3)。

表3 研究區(qū)小麥生產(chǎn)各投入產(chǎn)出指標描述性統(tǒng)計

3 實證結(jié)果分析

3.1 地下水灌溉用水效率

在研究農(nóng)戶稀缺性感知、地下水超采認知對灌溉用水效率的影響之前, 首先根據(jù)隨機前沿模型對小麥灌溉用水效率進行計算。樣本農(nóng)戶的小麥灌溉效率均值為0.59, 高于陜西地區(qū)0.31[19]、甘肅地區(qū)0.29[20]和全國平均水平0.39[21]?？梢娔壳昂颖钡貐^(qū)灌溉用水效率在全國范圍內(nèi)處于相對較高水平, 但仍存在著水資源低效使用問題, 具有一定的提高空間。以0.1為區(qū)間劃分灌溉用水效率分布來看(表4), 效率值分布較為集中, 介于0.40~0.80的農(nóng)戶占比為87.74%, 其中0.40~0.50區(qū)間分布的農(nóng)戶最多, 占總樣本的29.98%。此外, 僅有1.09%的農(nóng)戶灌溉用水效率低于0.3, 存在比較嚴重的用水浪費情況。而能實現(xiàn)較高效使用地下水, 效率值在0.80以上的農(nóng)戶占總體比例僅為4.38%。

3.2 影響因素

以小麥灌溉用水效率測算結(jié)果作為因變量, 以水資源稀缺性感知和地下水超采認知為主要自變量進行Tobit回歸。表5給出了估計結(jié)果。在模型(1)中, 僅加入水資源稀缺性感知相關(guān)變量, 模型(2)在(1)的基礎(chǔ)上加入地下水超采認知變量。為剔除其他變量的干擾, 模型(3)中加入農(nóng)戶個人及家庭特征、灌溉特征等作為控制變量。

表4 研究區(qū)樣本農(nóng)戶灌溉用水效率分布情況

1)水資源稀缺性感知。回歸(1)中, 水量感知、水位感知和稀缺預期均對用水效率具有顯著正向影響, 在依次增加地下水超采認知和控制變量后顯著性沒有發(fā)生變化, 這與相關(guān)學者研究結(jié)果相同[3]。其中, 水量感知通過了<0.1水平的顯著性檢驗, 水位感知通過了<0.01水平的顯著性檢驗。水量短缺和水位下降均是農(nóng)戶對水資源緊缺狀況的感知, 農(nóng)戶對水量短缺、水位下降的感知程度越大, 農(nóng)民對水資源的稀缺性價值認知就越高, 在灌溉用水中就會更為謹慎, 自覺減少不必要的水資源浪費,提高用水效率。此外, 水位感知顯著性高于水量感知, 可能的原因是水量短缺主要是農(nóng)戶對水資源整體情況的基本判斷, 而對于以使用地下水為主的農(nóng)戶來說, 水位下降的感知則更為直接和具體, 因此對用水效率的影響也更明顯。稀缺預期在所有回歸中均通過了<0.01水平的顯著性檢驗, 農(nóng)戶對未來水資源緊缺進一步加劇的預期感知越明確, 其用水危機意識就越強, 對于水資源就越加珍惜, 進而轉(zhuǎn)化為用水效率的提高。風險認知和灌溉感受在所有回歸中都不顯著, 這與部分學者研究結(jié)論存在差異[13], 可能的原因是, 當農(nóng)戶意識到水資源短缺會造成產(chǎn)出損失時, 若出現(xiàn)用水量無法保障當年灌溉需求時, 農(nóng)戶出于規(guī)避損失的考慮會將過度開采地下水作為最優(yōu)選擇, 通過增加井深或者開挖新井的方式對地下水資源展開競爭, 從而阻礙了灌溉效率的提升[22]。

表5 小麥灌溉用水效率與農(nóng)戶水資源稀缺性感知和地下水超采認知回歸結(jié)果

*、**、***分別表示在<0.1、<0.05和<0.01水平顯著。*, **, *** mean significance at<0.1,<0.05 and<0.01 levels, respectively.

2)地下水超采認知。在回歸(2)中, 地下水超采認知中僅超采危害認知通過了顯著性檢驗, 在回歸(3)增加控制變量后, 超采危害認知和壓采環(huán)保認知通過了顯著性檢驗, 地下水超采行為認知依然不顯著。可能的原因是, 相較于對地下水超采行為的認知, 農(nóng)戶對這種行為帶來的環(huán)境危害的負外部性認知, 更能促進農(nóng)戶形成節(jié)約使用地下水的意識, 從而轉(zhuǎn)化為更高效率的用水行為。壓采環(huán)保認知在加入控制變量后通過了<0.05水平的顯著性檢驗, 且影響方向為正, 壓采環(huán)保認知越高, 則意味著農(nóng)戶認可其減少使用地下水進行灌溉的行為可以有效改善其居住地的生態(tài)環(huán)境問題, 農(nóng)戶提高灌溉用水效率的主觀意愿就越強。

3)個人及家庭特征變量。家庭特征變量對灌溉用水效率的影響未通過顯著性檢驗, 農(nóng)戶個人務農(nóng)年限和受教育程度分別通過了<0.05和<0.01水平的顯著性檢驗。務農(nóng)年限對灌溉用水效率具有顯著正向影響, 務農(nóng)年限越長, 農(nóng)戶灌溉經(jīng)驗越豐富, 對作物的需水規(guī)律更為了解, 在生產(chǎn)要素配置中能夠更高效地使用水資源。受教育程度正向影響灌溉用水效率, 隨著文化水平的提高, 農(nóng)戶對生產(chǎn)規(guī)律的認識和學習能力也隨之提高, 一定程度上有利于灌溉用水效率的提高。

4)灌溉特征變量。流轉(zhuǎn)土地對灌溉用水效率有顯著正向影響, 通過了<0.01水平的統(tǒng)計檢驗。由于糧食種植單位產(chǎn)值較低, 相較于自有耕地, 農(nóng)戶流轉(zhuǎn)土地時需要額外支付土地租賃費用, 導致農(nóng)戶對成本控制更為敏感, 在生產(chǎn)要素投入上更加謹慎, 具有提高灌溉用水效率的動力。耕地塊數(shù)通過了<0.01水平的顯著性檢驗, 對灌溉用水效率有負向影響, 可能的原因是隨著耕地細碎化程度的增加, 農(nóng)戶進行灌溉設(shè)施維護和節(jié)水設(shè)施建設(shè)的成本不斷提高, 其投入意愿隨之降低, 阻礙灌溉用水效率的提升。灌溉設(shè)施距離對灌溉用水效率具有負向影響, 通過<0.1水平的顯著性檢驗。灌溉設(shè)施同地塊距離越遠, 意味著灌溉水運輸距離的增加, 水資源在運輸過程中可能會面臨損失, 降低灌溉用水效率。

4 結(jié)論與政策啟示

本文基于河北地下水灌區(qū)小麥種植農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù), 使用隨機前沿模型首先對灌溉用水效率進行了測算, 進一步采用Tobit模型實證分析了稀缺性感知和超采認知對灌溉用水效率的影響。本文研究發(fā)現(xiàn): 農(nóng)戶平均灌溉用水效率值為0.59, 主要分布區(qū)間為0.40~0.80, 占比為87.74%, 存在一定的用水浪費情況, 用水效率具有較大提升空間; 水量感知、水位感知和稀缺預期對農(nóng)戶用水效率具有顯著正向影響, 地下水超采危害認知和壓采環(huán)保認知對用水效率提升具有促進作用; 農(nóng)戶務農(nóng)年限和受教育程度同用水效率正相關(guān), 相較于自有土地, 流轉(zhuǎn)土地具有更高的用水效率, 耕地細碎化和灌溉設(shè)施距離過遠則顯著降低用水效率?；谝陨辖Y(jié)論, 在提高河北地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水效率方面本文提出以下建議:

1)開展水情教育, 提高農(nóng)戶對水量、水位信息的感知水平。采用多種途經(jīng)積極推進對農(nóng)民的水情教育, 一方面要完善水量、水位等的動態(tài)監(jiān)測機制, 并通過電視新聞、廣播、微信公眾號等多種新媒體讓農(nóng)民及時了解水情信息, 提高農(nóng)民對水量、水位信息的感知水平。另一方面加強對水資源緊缺形勢和未來發(fā)展態(tài)勢的宣傳教育, 幫助農(nóng)民樹立節(jié)水觀念, 強化水憂患意識和水危機意識。

2)廣泛普及地下水環(huán)保宣傳教育, 增強農(nóng)民對地下水超采的綜合認知水平。尤其要注重向農(nóng)民科普地下水超采的嚴重后果, 幫助農(nóng)民認識到超采行為對生態(tài)環(huán)境和水資源可持續(xù)發(fā)展造成的危害。廣泛宣傳地下水超采綜合治理措施的開展情況和治理成效, 增強農(nóng)民對相關(guān)治理措施實施有效性的認可, 調(diào)動農(nóng)民支持和參與地下水超采綜合治理的積極性和主動性, 使農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中形成生態(tài)環(huán)境保護的責任感, 自覺減少浪費, 提高灌溉用水效率。

3)著力解決土地細碎化問題, 推進土地流轉(zhuǎn)規(guī)?；?jīng)營。多措并舉, 加強農(nóng)村土地綜合整治, 推動村集體內(nèi)部組織農(nóng)民進行土地調(diào)整協(xié)商, 加快細碎化耕地整合進程。積極推進土地流轉(zhuǎn), 促進糧食生產(chǎn)形成規(guī)模經(jīng)營, 有效減少灌溉設(shè)施重復建設(shè)投入成本, 提高農(nóng)民節(jié)水設(shè)施建設(shè)意愿和灌溉用水效率。完善末端灌溉基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè), 減少水資源在運輸過程中的無效損失。

[1] 李志勇. 從水資源費到地下水資源稅——基于河北省的水資源稅費改革方案探微[J]. 公共財政研究, 2015, (4): 59–64 LI Z Y. From water resources fee to groundwater resources tax — based on the exploration of the water resources tax reform program in Hebei Province[J]. Public Finance Research Journal, 2015, (4): 59–64

[2] WADA Y, VAN BEEK L P H, VAN KEMPEN C M, et al. Global depletion of groundwater resources[J]. Geophysical Research Letters, 2010, 37(20): L20402

[3] 王昕, 陸遷. 水資源稀缺性感知影響農(nóng)戶地下水利用效率的路徑分析——基于華北井灌區(qū)1168份調(diào)查數(shù)據(jù)的實證[J]. 資源科學, 2019, 41(1): 87–97 WANG X, LU Q. Path characterization of water resources scarcity perception’s effects on farmers’ groundwater usage efficiency—Empirical study based on 1168 survey data of well-irrigated district in North China[J]. Resources Science, 2019, 41(1): 87–97

[4] 劉昌明. 中國農(nóng)業(yè)水問題: 若干研究重點與討論[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2014, 22(8): 875–879 LIU C M. Agricultural water issues in China—Discussions on research highlights[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2014, 22(8): 875–879

[5] 趙連閣, 王學淵. 農(nóng)戶灌溉用水的效率差異——基于甘肅、內(nèi)蒙古兩個典型灌區(qū)實地調(diào)查的比較分析[J]. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題, 2010, 31(3): 71–78 ZHAO L G, WANG X Y. Farmers’ irrigation water use efficiency variance: A comparative analysis based on field survey of two typical irrigated areas in Gansu and Inner Mongolia[J]. Issues in Agricultural Economy, 2010, 31(3): 71–78

[6] 劉軍, 朱美玲, 賀誠. 新疆棉花節(jié)水技術(shù)灌溉用水效率與影響因素分析[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2015, 29(2): 115–119 LIU J, ZHU M L, HE C. Analysis of cotton irrigation water efficiency and its influencing factors — Taking Juntanghu basin as a case[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2015, 29(2): 115–119

[7] 于偉詠, 漆雁斌, 韋鋒, 等. 水旱輪作模式和灌溉方式對西南地區(qū)水稻灌溉用水效率的影響[J]. 資源科學, 2017, 39(6): 1127–1136 YU W Y, QI Y B, WEI F, et al. The impact of FDD rotation mode and irrigation methods on rice irrigation water efficiency in southwestern China[J]. Resources Science, 2017, 39(6): 1127–1136

[8] 韓洪云, 趙連閣, 王學淵. 農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)移的條件——基于甘肅、內(nèi)蒙典型灌區(qū)的實證研究[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2010, 20(3): 100–106 HAN H Y, ZHAO L G, WANG X Y. The precondition for water right out of agriculture: A positive analysis based on two typical irrigation districts[J]. China Population, Resources and Environment, 2010, 20(3): 100–106

[9] 劉七軍, 李昭楠. 不同規(guī)模農(nóng)戶生產(chǎn)技術(shù)效率及灌溉用水效率差異研究——基于內(nèi)陸干旱區(qū)農(nóng)戶微觀調(diào)查數(shù)據(jù)[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2012, 20(10): 1375–1381 LIU Q J, LI Z N. Differences in farmer production technical efficiency and irrigation water use efficiency from household micro-data analysis in northwest inland arid regions of China[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2012, 20(10): 1375–1381

[10] 陳英, 唐晶, 邱曉娜. 民勤水資源短缺的農(nóng)戶感知: 現(xiàn)狀、特征與影響[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2017, 31(6): 14–19 CHEN Y, TANG J, QIU X N. Farmers’ perception of water resources shortage in Minqin: Reality, features and influences[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2017, 31(6): 14–19

[11] 趙雪雁, 薛冰. 干旱區(qū)內(nèi)陸河流域農(nóng)戶對水資源緊缺的感知及適應——以石羊河中下游為例[J]. 地理科學, 2015, 35(12): 1622–1630 ZHAO X Y, XUE B. Farmers’ perception of water resource shortage and adaption in continental river basin of arid zone: A case of the middle-lower reaches of the Shiyang River[J]. Scientia Geographica Sinica, 2015, 35(12): 1622–1630

[12] 王亞華, 溫勝芳, 王曉莉. 中國農(nóng)村水情意識調(diào)查[J]. 中國農(nóng)村水利水電, 2015, (12): 78–81 WANG Y H, WEN S F, WANG X L. An empirical survey of awareness and perception of water in rural China[J]. China Rural Water and Hydropower, 2015, (12): 78–81

[13] 王昕, 陸遷, 呂奇昂. 水資源稀缺性感知對農(nóng)戶灌溉適應性行為選擇的影響分析——基于華北井灌區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2019, 33(12): 159–164 WANG X, LU Q, LV Q A. Impact of water scarcity perception on farmers’ irrigation adaptive behaviors in northern well-irrigated areas in China[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2019, 33(12): 159–164

[14] 羅文哲, 蔣艷靈, 王秀峰, 等. 華北地下水超采區(qū)農(nóng)戶節(jié)水灌溉技術(shù)認知分析——以河北省張家口市沽源縣為例[J]. 自然資源學報, 2019, 34(11): 2469–2480 LUO W Z, JIANG Y L, WANG X F, et al. Farmer cognition on water-saving irrigation technology analysis in groundwater overmining area of North China: A case study of Guyuan County, Zhangjiakou City, Hebei Province[J]. Journal of Natural Resources, 2019, 34(11): 2469–2480

[15] 張郁, 江易華. 環(huán)境規(guī)制政策情境下環(huán)境風險感知對養(yǎng)豬戶環(huán)境行為影響——基于湖北省280戶規(guī)模養(yǎng)殖戶的調(diào)查[J]. 農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟, 2016, (11): 76–86ZHANG Y, JIANG Y H. Impact of environmental risk perception on environmental behavior of pig farmers in the context of environmental regulation policy: Based on a survey of 280 pig farmers in Hubei Province[J]. Journal of Agrotechnical Economics, 2016, (11): 76–86

[16] 羅嵐, 李樺, 許貝貝. 綠色認知、現(xiàn)實情景與農(nóng)戶生物農(nóng)藥施用行為——對意愿與行為悖離的現(xiàn)象解釋[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2020, 41(4): 649–658 LUO L, LI H, XU B B. Green cognition, reality, and farmers’ biological pesticide application behaviors: Explaining the deviation between farmers’ willingness and their behaviors[J]. Research of Agricultural Modernization, 2020, 41(4): 649–658

[17] KOPP R J. The measurement of productive efficiency: A reconsideration[J]. The Quarterly Journal of Economics, 1981, 96(3): 477–503

[18] 王劍永. “以電折水”方法研究與應用[J]. 中國水利, 2017, (11): 34–35 WANG J Y. Research and application of “convert electricity charges into water tariff”[J]. China Water Resources, 2017, (11): 34–35

[19] 劉維哲, 常明, 王西琴. 基于隨機前沿的灌溉用水效率及影響因素研究——以陜西關(guān)中地區(qū)小麥為例[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2018, 26(9): 1407–1414 LIU W Z, CHANG M, WANG X Q. Irrigation water efficiency based on stochastic production frontier and influencing factors: An empirical study of wheat in Guanzhong Region, Shaanxi[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(9): 1407–1414

[20] 夏蓮, 石曉平, 馮淑怡, 等. 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化背景下農(nóng)戶水資源利用效率影響因素分析——基于甘肅省民樂縣的實證分析[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2013, 23(12): 111–118XIA L, SHI X P, FENG S Y, et al. Impact factor of farmers’ water use efficiency under the background of the agriculture enterprise—Minle County in Gansu Province[J]. China Population, Resources and Environment, 2013, 23(12): 111–118

[21] 趙姜, 孟鶴, 龔晶. 京津冀地區(qū)農(nóng)業(yè)全要素用水效率及影響因素分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學學報, 2017, 22(3): 76–84 ZHAO J, MENG H, GONG J. Measurement of total factor agricultural water efficiency and analysis of influential factors in Jing-Jin-Ji area[J]. Journal of China Agricultural University, 2017, 22(3): 76–84

[22] 齊顧波, 常宏蕾, 徐秀麗. 農(nóng)村地下水資源管理中的獲取機制研究——以河北省A村為例[J]. 水資源保護, 2009, 25(6): 94–98 QI G B, CHANG H L, XU X L. Study on free access and over-exploitation of groundwater resources in rural areas: A case study of Zheng Village in Xushui County, Hebei Pro-vince[J]. Water Resources Protection, 2009, 25(6): 94–98

Impact of farmers’ scarcity perception and overdrawn cognition on efficiency of groundwater irrigation: based on the survey data of 457 farmer households in groundwater overdraft area of Hebei Province*

LIU Weizhe, WANG Xiqin**

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

In recent years, with economic and social development, shortages in the surface water supply have led to a large-scale shift in groundwater exploitation and environmental problems caused by the overexploitation of groundwater. As the main water user, agricultural irrigation must reduce waste and improve efficiency. Based on the survey data of 457 farmer households in Hebei Province, this study used a stochastic frontier model to calculate irrigation water efficiency. We rebuilt the index system of water scarcity perception and groundwater overdraft cognition based on relevant research and empirically analyzed the effect of farmers’ perceptions of scarcity and overexploitation on irrigation water efficiency while controlling for individual, family, and production characteristics. The results showed that the average irrigation water use efficiency of farmers was 0.59, the main distribution range was 0.40–0.80, with which farmer households accounting for 87.74% of the total. indicating there was a certain level of water waste (water use efficiency had a large scope for improvement). In scarcity perception, quantity perception, water level perception, and scarcity expectation had significant positive effects on irrigation water efficiency. In the cognition of groundwater overdraft, hazard cognition and environmental protection cognition promoted irrigation water efficiency. The number of farming years and education level were positively correlated with irrigation water efficiency. Transferred land had higher irrigation water efficiency than self-owned land. The fragmentation of cultivated land and the distance from irrigation facilities significantly reduced irrigation water efficiency. Based on the above conclusions, in this study, we recommend the following suggestions to improve agricultural irrigation efficiency in Hebei Province: conduct water situation education and improve the farmers’ perception of water quantity and water level information. It is important to improve the dynamic monitoring mechanisms of water quantity and the water level, strengthen publicity and education on the current status of water shortages and future development, help farmers establish water-saving concepts. The publicity and education of groundwater environmental protection should be widely popularized, and the comprehensive cognition level of groundwater exploitation for farmers enhanced. Comprehensive measures for groundwater over mining should be widely publicized, and farmers should be mobilized to support and participate in the comprehensive treatment of groundwater over mining. Farmers should also consciously reduce waste and improve the efficiency of irrigation water.

Groundwater irrigation; Scarcity perception; Overdrawn cognition; Irrigation water efficiency; Hebei Province

10.13930/j.cnki.cjea.200691

劉維哲, 王西琴. 農(nóng)戶稀缺感知、超采認知對地下水灌溉用水效率的影響——基于河北地下水超采區(qū)457個農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報(中英文), 2021, 29(5): 929-936

LIU W Z, WANG X Q. Impact of farmers’ scarcity perception and overdrawn cognition on efficiency of groundwater irrigation: based on the survey data of 457 farmer households in groundwater overdraft area of Hebei Province[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2021, 29(5): 929-936

F303.4

* 國家水體污染控制與治理科技重大專項(2018ZX07111001)和中國人民大學2019年度拔尖創(chuàng)新人才培育計劃資助

王西琴, 主要研究方向為資源管理與環(huán)境經(jīng)濟。E-mail: wxiqin@ruc.edu.cn

劉維哲, 主要研究方向為資源管理與環(huán)境經(jīng)濟。E-mail: liuvzhe@126.com

2020-08-23

2020-12-27

* This study was supported by the National Major Science and Technology Program for Water Pollution Control and Treatment of China (2018ZX07111001) and the Outstanding Innovative Talents Cultivation Funded Programs in 2019 of Renmin University of China.

, E-mail: wxiqin@ruc.edu.cn

Aug. 23, 2020;

Dec. 27, 2020