基于DEA方法的新疆农业高效节水技术效率分析

田聪华，赵 婷，徐 忠，沈 鸿

(1.新疆农科院农业经济与科技信息研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆维吾尔自治区发展和改革委员会农村经济处，乌鲁木齐 830002)

0 引 言

自2008年以来新疆开始大面积实施以膜下滴灌为主的农业高效节水技术，截止到2014年年底全疆高效节水面积共计278.67 万hm2，占全疆有效灌溉面积的45%。农业高效节水技术在节水、节肥；高产、高效；促进农业生态环境改善，促进农村生产经营方式转变等方面发挥了重要的作用[1]。随着国家及自治区对新疆农业的财政投入和专项补助的逐年增加，新疆地方2007-2014年农业高效节水财政资金投入由3.06亿元增加到20.54亿元，年均增长31.26%，有效推动了新疆农业高效节水大面积的发展。在新型节水技术应用中对其进行有效的评价是对新技术进行推广的前提[2]，本研究将利用投入产出分析法，对新疆农业高效节水技术实施的效率进行测定，关注新技术投入产出要素效率，致力于发掘促进新技术推广的有效性因素，并提出提高农业高效节水效率的建议，期望能够为提高新疆乃至全国农业灌溉用水效率提供政策参考。

1 材料与方法

当前测度技术效率的方法主要有两类：一是非参数方法，近年来应用比较广泛的非参数方法是数据包络分析方法(DEA)；二是参数方法，包括自由分布法(DFA)和随机边界法(SFA)。本文利用非参数方法数据包络方法( DEA) 对新疆2007-2014年和新疆14个地州的农业高效节水技术效率进行测算，并分析其差异。

1.1 DEA基本原理及模型建立

数据包络分析(DEA)方法的基本原理是利用包络线代替微观经济学中的生产函数，通过数学规划来确定经济上的最优点，以折线将最优点连接起来，形成一条效率前沿的包络线，然后将所有决策单元(DMU)的投入，产出映射于空间中，并寻找其边界点，凡是落在边界上的决策单元，认为其投入产出的组合有效，并将其绩效指标定为1；而不在边界点上的决策单元则被认为无效，同时以特定的有效率点为基准，给予每个决策单元一相对的绩效指标。

Banker，Charnes 和Cooper提出了一种基于可变规模报酬( VRS) 的模型( BCC 模型) 。模型表述如下：设决策单元的输入向量Xj=(x1j,x2j,…,xmj)T和一个输出向量Yj=(y1j,y2j, …,ymj)T,xij为第j个决策单元对第i种类型输入的投入总量,xij>0;yrj为第j个决策单元对第r种类型输出的产出总量，yrj>0。则VRS 模型可写成如下：

(1)

对式(1)加入松弛变量( Slacks或Surplus)S-，S+，变为：

(2)

式中：θ为决策单元DMU1 的有效值( 指在既定产出条件下, 对投入利用的相对有效程度)；λj为相对于DMU1 重新构造一个有效的DMU 组合中第j个决策单元的参与组合比例。①当θ=1且S-=S+=0时，称DMU1是技术有效的；②θ=1，但S-≠0，或S+≠0 时，称DMU1是弱DEA 有效的，说明部分投入过剩或产出不足；③θ<1，则称DMU1是DEA技术无效的。模型公式(2)测算的是决策单元的纯技术效率水平( PTE) 。

1.2 样本数据

1.2.1 变量选取与定义

(1)投入指标：选择政府财政投入，是指自治区、地县等财政用于高效节水的专项补助资金。

(2)产出指标：包括三项，即新疆高效节水面积规模、规模对产值贡献及工农用水分配变化等。其中：①高效节水面积规模是指年内高效节水实际新增面积。②规模对产值的贡献度是指本年度较上一年度高效节水面积增长率的比率与本年度较上一年度农业生产总值增长率的比值，通过两个指标变化率之比可以度量出高效节水建设规模对农业生产总值的贡献度。③工农用水分配变化情况是指本年度农工业用水比率与上一年度农工业用水比率差值，随着高效节水规模的扩大，农业内部的总用水量会呈现一定程度的下降，使工农用水分配情况会出现一定程度的优化。

1.2.2 数据来源与处理

结合数据来源，本研究主要评价2007-2014年全疆农业高效节水效率和2014年全疆14个地州的农业高效节水效率。详见表1、表2。

表1 2007-2014年新疆农业高效节水建设投入产出情况

注：数据来源为2007-2014年新疆水资源公报，2008-2015年新疆统计年鉴，高效节水新增面积和财政投入数据来自新疆自治区水利厅农水处。

1.3 模型结果

根据数据包络分析法，运用DEAP Version 2.1分析软件，我们可以得到在规模报酬可变情况下(BBC模型)的统计结果。

对新疆农业高效节水的效率进行包络分析，2007-2014年农业高效节水平均综合效率为0.877，纯技术效率为0.882，规模效率为0.995。分析结果见表3、表4。

2 结论与分析

2.1 全疆结论分析

通过对全疆2007-2014年投入产出分析后得出：2011年、2013年和2014年的综合效率及纯技术效率小于1，即属于DEA无效率年份，在这3个年份高效节水财政资金投入产出对比下，没有达到其余投入产出效率水平，这3个年份存在不同程度的效率损失。

表2 2014年新疆各地州农业高效节水建设投入产出情况

注：数据来源为2014年新疆水资源公报，2015年新疆统计年鉴，高效节水新增面积和财政投入数据来自新疆自治区水利厅农水处。

表3 全疆农业高效节水技术效率分析结果

表4 各地州农业高效节水技术效率分析结果

通过对无效率年份具体分析可以看出： 2011年有0.108亿元的投入冗余，规模对农业总产值的贡献度损失5.853%。2013年有5.78亿元的投入冗余；规模对农业总产值的贡献度损失4.378%；工农用水分配产出不足0.323%。2014年有11.54 亿元的投入冗余，规模对农业总产值的贡献度损失4.453%，工农用水分配产出不足1.805%。

2.2 各地州结论分析

通过新疆各地州投入产出分析后得出：

(1)综合效率：通过综合效率分析，只有克拉玛依市达到最优；其余13个地州的综合效率小于1，即属于DEA无效率的地区，反映出在全疆14个地州的财政投入产出的对比下，这13个地州的投入产出所得到的效率未能达到克拉玛依市的投入产出效率水平，即这13个地州存在不同程度的效率损失。

通过综合效率排名分析：克州<和田<喀什<吐鲁番<阿克苏<伊犁州直<巴州<博州<阿勒泰<塔城<哈密<乌鲁木齐市<昌吉州<1，因而这13个地州的综合效率存在一定程度的损失，就综合效率损失而言，南疆的克州、和田、喀什三个地区的综合效率损失最大，分别为0.77、0.67、0.571，这3个地区在财政支持高效节水建设方面存在的较大提升空间。除去综合效率小于1的地州外，克拉玛依市的综合效率值达到了1，即克拉玛依市财政支持当地高效节水建设效率很好，属于DEA有效率单元。

(2)纯技术效率：通过纯技术效率分析，达到最优的地州有乌鲁木齐、克拉玛依市、昌吉州、塔城、博州、喀什及和田等7个地州纯技术效率值都达到了1，即从技术效率反映出的DEA效率值都属于DEA有效率的单元，技术效率达到了最优。而吐鲁番、哈密、伊犁州直、阿勒泰、巴州、阿克苏和克州等7个地州小于1，纯技术效率没有达到1，说明当地的高效节水技术发展没有达到最理想的状态，存在部分的技术效率损失。

通过纯技术效率排名分析：克州<吐鲁番<巴州<阿克苏<伊犁州直<阿勒泰<哈密<1，因而这7个地州的纯技术效率存在一定程度的损失，其中克州、吐鲁番、巴州的纯技术效率损失最大，分别为0.701、0.545、0.234。特别是乌鲁木齐、昌吉州、塔城、博州、喀什及和田等6个地州纯技术效率达到最优，但由于规模效率没达到最优，致使综合效率未达到最优。

(3)规模效率：从规模效率及规模报酬情况分析，我们发现所测算出的数值显示只有克拉玛依市规模效率为1，且规模报酬处于不变，规模效率达到最优。其余13个地州的规模报酬都处于递减阶段。即表明通过扩大规模提高高效节水的效益已经变得不可行了。

通过规模效率排名分析：和田<喀什<博州<塔城<阿克苏<伊犁州直<乌鲁木齐市<阿勒泰<昌吉州<巴州<哈密<吐鲁番<克州<1。其中和田、喀什、博州三地州规模效率损失最大，分别为0.67、0.571、0.448。

(4)投入产出冗余分析：通过对吐鲁番、哈密、伊犁州直、阿勒泰、巴州、阿克苏和克州等7个地州的综合效率或纯技术效率未达到最优样本具体分析可以看出：吐鲁番农业高效节水有1 719.107万元的投入冗余；工农用水分配产出损失0.979%。哈密农业高效节水有601.219万元的投入冗余；规模对农业总产值的贡献度损失2.471%；工农用水分配产出损失0.671%。伊犁州直农业高效节水有2 733.635万元的投入冗余。阿勒泰农业高效节水有2 772.813万元的投入冗余。巴州农业高效节水有4 702.483万元的投入冗余；规模对农业总产值的贡献度损失0.395%；工农用水分配产出损失0.890%。阿克苏农业高效节水有4 723.489万元的投入冗余；规模对农业总产值的贡献度损失0.721%。克州农业高效节水有3 294.266万元的投入冗余；规模对农业总产值的贡献度损失1.636%；工农用水分配产出不足6.088%。

3 建 议

为了使新疆农业高效节水技术效率不断提高，特提出以下建议。

(1)随着近年财政补助资金的加大，新疆农业高效节水的效率逐渐下降，出现了投入冗余。建议今后中央及地方高效节水财政补助资金发放不搞一刀切，而应视各地水资源的紧缺程度、地县经济水平和发展状况区别对待，避免造成低效率投入。

(2)建立和完善农业高效节水工程项目资产产权，避免重复低效建设。建议对项目资产进行清晰界定，明确各自的全责，形成产权明晰，责任明确的运行管理机制。建立产权交易市场，促进各类高效节水资产产权的有序流转，有效地将不同资产在不同主体间重新组合，发挥最大的使用效益[4]。

(3)加大新疆南疆地区农业高效节水建设力度。南疆地区极端干旱，综合灌溉定额达11 550 m3/hm2，较全疆高170 m3，万元工业增加值用水量80 m3，较全疆高38 m3，经济社会用水效率和效益较低。建议国家设立南疆田间高效节水专项补助资金，实现灌区各个环节的高效节水，不断提高灌溉用水效率和效益。

(4)加大农业高效节水科技经费投入，推广新的节水灌溉技术。建议进一步加大对农业高效节水科技开发与推广科技经费的支持力度，研发出更多、更好、节水效率高、经济实用的节水技术产品和成果，提高其应用的技术效率[5]。发展“节水增量”新技术理念，以提高高效节水灌溉技术提高作物产量，增加收益[6]。

[1] 李明传.以农业高效节水助力农业现代化----新疆农业高效节水的有益尝试[J].中国经贸导刊，2012，(19)：32-33.

[2] 吴 旭，朱美玲，贺 诚，等. 基于超效率DEA 方法的农业高效节水技术效率研究[J].农业工程， 2015，26(2)：63-65.

[3] 梁树广，余国新，程 静，等. 基于DEA 新疆各地区农业生产效率分析[J].新疆农垦经济，2007，(10)：23-27.

[4] 何 峰，朱美玲.新疆农业高效节水工程资产运行管理模式比较分析[J].节水灌溉，2015，237(5)：70-73.

[5] 朱光宇，田聪华，王晓伟，等.新疆农业高效节水投入产出盈亏平衡临界点实证分析[J].节水灌溉，2015，237(5)：74-76.

[6] 李致庆，胡 卉.近年来我国节水灌溉技术研究进展----基于文献计量的科学知识图谱分析[J].节水灌溉，2015，240(8)：104-109.