农户灌溉技术选择的影响因素分析

2004. 1中国农村经济　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

农户灌溉技术选择的影响因素分析

韩　青　谭向勇

内容提要:本文依据山西省的农户调查资料, 运用影响因素做了实证研究。, 粮, 。模型; 水价和是否有政府扶持对经济作物灌, 而这两个因素对粮食作物灌溉技术选择几乎没有影响。

关键词:灌溉技术　粮食作物　经济作物

一、引言

发展节水灌溉是我国农业提高水资源利用效率、摆脱缺水危机、保障粮食安全的必然选择。20世纪70年代到80年代初期, 技术问题被看作是制约我国节水灌溉技术采用的主要原因。为此, 我国从节水灌溉技术的节水机理、节水灌溉制度、水资源合理利用、节水灌溉设备等方面进行了深入与综合的研究, 取得了丰硕的研究成果, 并且有些研究已经居世界领先水平。目前, 以节约灌溉用水、提高用水效益为核心的农田灌溉技术变革所要求的技术条件已经基本具备了。但从节水灌溉技术推广运用的现状看, 我国节水灌溉面积占有效灌溉面积的1/3左右, 喷灌和微灌、滴灌等高效节水灌溉面积仅占有效灌溉面积的4. 8%, 传统的漫灌方式仍居主导地位; 我国灌溉水的利用率只有45%左右, 而发达国家灌溉水的利用率已达到80%, 可见, 我国水资源大量被浪费。在节水灌溉技术供给相对充足的条件下, 研究农户灌溉技术选择的影响因素, 分析农户技术需求不足的原因, 对于加快我国农田灌溉技术变革, 具有重要的现实意义。国内已有的大量文献认为, 制约我国节水灌溉技术推广的因素大致有以下三个方面:①政策因素, 主要表现在节水农业政策不配套上。一方面, 灌溉水价过低, 不能对农户产生节水激励; 另一方面, 法制不健全, 没有形成鼓励农户合理、高效用水的机制。②灌溉技术因素。首先, 节水灌溉工程资金投入量过大, 超过了农户的承受能力。其次, 节水设备质量不高, 产业化程度低, 农户节水技术服务没有保障。最后, 灌溉工程产权不清, 老化工程设施不能得到有效的维修, 导致节水效益低下。③农户自身因素。主要表现在农户节水意识较差和缺乏对新技术的实际操作技能上(冯广志,1999; 祖雷鸣,1999; 沈大军,2001; 韩洪云, 2001; 常云昆,2001; 薛亮,2002; 等) 。以上研究以规范分析为主, 多数研究未能以节水灌溉技术采用状况的实地调查数据作为支持, 同时缺乏对影响农户灌溉技术选择的因素的全面研究, 例如缺乏作物品种特征和农户特征对灌溉技术选择影响的研究。本文试图克服以上不足, 依据2003年3月对山西省三个县(市) 的实地调查数据, 运用Multinomial Logit 模型, 对影响农户灌溉技术选择的因素做一实证研究。

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二、样本点的选取与基本情况

我国现阶段采用的节水灌溉技术主要包括节水灌溉工程技术、农业耕作栽培节水技术和节水管理技术等。节水工程技术又可以分为输水方法的节水技术和田间配水方法的节水技术。其中, 渠道防渗和管道输水技术是运用混凝土或塑料等材料对灌溉渠道进行防渗处理, 以减少灌溉水从水源输送到田头的渗漏损失, 它们属于输水过程中的节水技术。喷灌、微灌和地面灌溉改进技术属于田间配水方法的节水技术, 这些技术主要解决如何提高田间水的利用率的问题, 即如何将已送到田头的灌溉水均匀、有效地分布到作物根系活动层中去。渠道输水的损失除了渠床渗漏之外, 还有水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾。而用管道输水则可基本避免这些输水损失、微灌技术不仅有显著的节水效果, 并且能增加作物收益。, 并依据各种技术的节水效果, 将渠道防渗称为传统技术, 。

, , 历史上是个。456立方米, 为全国人均水平的1/5, 。山西作为全国重要的能源重化工基地, 工农业之间争水的矛盾较为严重。山西省农业灌溉用水的比例已由1980年的80%降至2001年的65%, 而且还会继续下降。山西省耕地亩均用水量为217立方米, 仅为全国平均水平的1/9。与此同时, 山西省农业用水浪费却十分严重, 全省农田灌溉中80%的渠道为土渠, 渠系输水损失率达到50%以上, 并且大多数地方采用大水漫灌, 加上地面不平整, 造成灌溉水的利用率较低, 全省灌溉水的利用系数仅为0. 4①。山西省水资源短缺和节水灌溉技术落后并存的状况在我国北方缺水地区具有较强的代表性, 由此分析得出的结论将具有普遍意义。

(一) 选择以户为单位调查的依据

与农户使用新型作物品种和病虫害防治技术相比, 采用渠道防渗、管道输水和喷灌、微灌等节水灌溉工程技术所需的资金投入较高, 并不是目前小规模家庭经营的单个农户所能完成的。农户灌溉技术采用往往是一种集体行为, 即技术选择是以乡(村) 为单位集体行动的结果。但笔者在对山西省部分县(市) 的调查中发现, 由于山西省农村经济发展水平落后, 大多数乡(村) 集体缺乏自我积累能力, 因此, 一味依靠乡(村) 集体扶持来促进先进技术采用是不可能的。虽然政府支持行为具有一定的强制性, 但农户作为独立的市场主体, 如果采用新技术不仅不会提高收入, 而且还会增加劳动力投入, 那么, 农户做出的理性选择是仍然采用传统灌溉技术。政府行政干预下实施的新技术只是起到临时的“示范”作用。山西省各类灌区的输水渠道一般是在20世纪60～70年代建成的, 工程设施老化导致水的渗漏损失很大。20世纪90年代后, 部分渠道在各级政府的扶持下或由村民集资进行了改造, 采用了目前的渠道防渗或管道输水技术。个别地区的农户自发采用了涌泉灌和渗灌等地面灌溉技术。由以上分析可以得出, 山西省农户灌溉技术采用是集体行为和农户个体行为共同作用的结果, 并且表现为较强的农户个体行为。因此, 本研究选择以户为单位进行调查。

(二) 样本选择方法

由于山西省的农业灌区绝大多数分布在其中南部, 北部地区以发展工业为主, 因此, 样本的选择主要集中在山西的中南部。首先, 依据水资源短缺程度, 对山西省中南部各地(市) 进行了高、中、低三个档次的分组, 按随机抽样原则分别在三组中抽取了1个地(市) 。其次, 在所抽得的地(市) 中随机抽取1个县或县级市。再次, 在每个县随机抽取3个乡镇。最后在每个乡镇抽出2个村, 每个

①数据资料来源于2002年《山西省水利统计年鉴》和《山西省统计年鉴》。

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村随机抽取10个样本户。抽样结果为:调查地区是晋中市榆次区、临汾地区侯马市和运城地区万荣县; 共获得9个乡镇18个村的180个农户样本①。由于调查结果存在数据丢失问题, 最后选取152户为有效样本户。

(三) 样本点的基本情况

在所调查的3个县(市) 中, 晋中市榆次区位于山西省的中部, 侯马市和万荣县位于山西省的西南部。榆次区属温带大陆性季风气候, 区内土地肥沃, 气候条件适宜, 是山西省重要的粮食产区。侯马市属暖温带大陆性季风气候, 光热条件较好。万荣县属温带大陆性半干旱季风气候, 春季气温回升快而不稳, 风多且大, 蒸发旺盛, 春旱严重, 故有“春雨贵如油”之说。榆次区、侯马市和万荣县多年平均降水量分别为520毫米、540毫米和475毫米, 478立方米、546立方米和304立方米。在这3个调查点中, , 。地下水是全县生产、生活用水的唯一来源。近年来, 。目前, 深井一般在200米左右, 最深达81%和89%。20(市) 加快了节水灌溉技术推广的步伐, 、集体和农民个体多元化的投资态势。目前, 以上3个县(市) 所采用的节水工程技术有管道输水、渠道防渗、喷灌、微灌、涌泉灌和渗灌等。各种节水技术并存的状况, 为研究农户节水技术选择行为提供了有利的条件。

在所调查的18个村152个有效样本中, 户主受教育水平为小学的有41个, 初中的有83个, 高中的有28个, 分别占27%、55%和18%②。每个样本户种植的作物品种较为繁杂, 为了突出不同作物品种在采用灌溉技术方面的差异, 本文对样本户所种植的作物进行了简化和归类。即将它们归为粮食作物(小麦和玉米) 和经济作物(蔬菜和水果) 两类, 其中, 种植粮食作物的有131户, 种植经济作物的有126户。样本户对粮食作物采用了不灌溉、渠道防渗(包括土渠) 和低压管道输水等灌溉方式, 分别占样本户的20. 6%、48. 9%和30. 5%③; 对经济作物采用了渠道防渗(包括土渠) 、低压管道输水和喷灌、微灌技术, 分别占样本户的30. 2%、62. 7%和7. 1%。由以上可以看出, 样本户对粮食作物一般采用较为落后、水的利用率较低的传统技术, 例如渠道防渗技术; 而对经济作物一般采用水利用率较高的现代技术, 例如低压管灌和喷灌、微灌技术。

三、模型选择与变量选择

(一) 模型选择

) 对影响农户多种灌溉技术选择的因素进行本文选择Multinomial Logit 模型(简称“ML 模型”

研究。该模型的估计方程为具有特征X j 的农户面临I +1种灌溉技术选择的一组概率。即:

P ij =Σe i =0I βx i j βx i j ;i =0,1, ……I ; j =1,2, ……J (1)

为了消除模型中的不确定性, 一个传统的方法是假定β由此, 方程(1) 可以转化为以下两0=0。

个方程:

①为了考察样本户所处的自然环境对其灌溉技术选择的影响, 调查中所选样本村的个数尽可能多一些。

②在调查中有5个户主所受教育水平在小学以下, 在对他们的调查中存在数据遗漏和对调查指标认识不清的现象, 因而剔除了这部分农户的数据。

③在政府扶持建成的节水示范园区中, 有6个样本户在2001年以前对粮食作物采用过微灌技术。但绝大多数农户反映微灌技术复杂、费工, 不容易掌握。而且, 由于粮食作物收益低, 该技术现在已经不用了。

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P ij =βx i j

I

1+Σe i =0βx i j ;i =1,2, ……I ;j =1,2, ……J

;i =1,2, ……I ;j =1,2, ……J (2) (3) 和P 0j =1+Σe i =0I βx i j

假定i =0为对照技术, 把方程(2) 和方程(3) 相除后取对数, 得到:

ln =βI ;j =1,2, ……J i x j ;i =1,2, ……P 0j

通过最大似然估计法, 可以得到估计系数。

(二) 变量选择

由于农户灌溉技术选择受其所面临自然因素、, 因此, 本文选择自然环境因素、在高度的相关性, :

1. 市) 的地下水采用量占总用水量的比重较高, 因此, (。

2. 反映耕地细碎化程度。本研究考察每块耕地种植不同作物所采用的灌溉方式, 因而选择每块耕地的面积(亩/块) 来反映耕地细碎化程度。针对有的样本户会同时种植小麦和玉米两种粮食作物或蔬菜和水果两种经济作物, 对种植粮食作物或经济作物的每块耕地面积进行了平均。

3. 反映作物经济特征。选择每块耕地所种植作物的亩产值(元/亩) 来反映作物的经济特征。4. 反映农户特性。选择户主的文化程度、劳动力数量占家庭人口的比重和年种植业收入占家庭总收入的比重来反映农户特征。户主的受教育程度分为高中、初中和小学3个层次, 用虚变量来表示。

5. 反映制度因素。选择征收水费的标准(元/小时) 和农户所实施的灌溉方式是否有政府支持来反映制度因素对灌溉技术选择的影响。如果农户采用的灌溉技术是在省、市、县、乡有关部门资金扶持(农民只投入义务工) 下进行的, 这说明政府对技术采用有支持行为, 则取值为1; 如果是由村民集资或农户自发进行的, 则取值为0。

所选变量的均值和方差如表1所示。

表1

　　　自变量地下水深度(米)

平均每块耕地的面积(亩/块)

亩产值(元)

劳动力数量占家庭人口的比重

年种植业收入占家庭收入的比重

水费征收标准(元/小时)

政府扶持(0或1) 变量均值和方差(2002年) 粮食作物均值98. 342. 90267. 440. 560. 5418. 320. 11方差57. 402. 08113. 640. 180. 308. 000. 31经济作物均值134. 633. 821657. 570. 530. 6728. 330. 24方差78. 942. 552051. 040. 170. 2615. 030. 43

四、计量分析

(一) 农户灌溉技术选择的影响因素的计量分析

为了考察农户种植结构对灌溉技术选择的影响, 笔者分别对粮食作物和经济作物利用ML 模型进行估计。估计的结果如表2和表3所示。

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表2

自变量耕地细碎化程度

亩产值

高中

初中

地下水深度

政府扶持

观察值数

似然比卡方

对数似然值伪决定系数

5%水平上显著, 310粮食作物灌溉技术选择的影响因素分析技术选择不灌溉0. 336(0. 71) -0. 032(2. 39) 31. 009(0. 55) -0. 76(0. 55) 0. 060(2. 74) 0. 514(0) 333管道输水技术-0. 128(0. 47) 0. 001(0. 32) 1. 23(1. 47) 30. 393(0. 56) 0. 032(3. 93) 340. 31(0) 131164. 98-0. 33　　注:①t 33表示在1%的水平上显著, 33表示在

表3

自变量

耕地细碎化程度

高中

初中

地下水深度

水费征收标准

政府扶持

观察值数

似然比卡方

对数似然值

伪决定系数经济作物灌溉技术选择的影响因素分析技术选择模型1渠道防渗-0. 038(0. 34) 0. 636(0. 90) 0. 507(0. 87) -0. 026(1. 85) 0. 028(0. 51) 3喷灌、微灌0. 607(2. 83) 333. 169(1. 95) 30. 365(0. 26) 0. 140(17. 26) 1. 455(21. 59) 333333模型2渠道防渗0. 167(1. 040) ——-0. 043(4. 94) 3333喷灌、微灌0. 353(1. 98) 3——0. 025(2. 65) 33—12673. 65-69. 3560. 347——-40. 953(0) 126125. 42—() 33-43. 4730. 591

　　注:①模型中管道输水技术为对照组。②括号内的数字为渐进t 值的绝对值。333表示在1%的水平上显著, 33表示在5%水平上显著, 3表示在10%水平上显著。

模型的结果表明:

1. 地下水深度和亩产值是决定粮食作物灌溉技术选择的重要因素。由表2可以看出, 比较渠道防渗与不灌溉这两种方式, 显著性较高的变量为亩产值和地下水深度。比较渠道防渗和管道输水这两种技术, 地下水深度这个变量的系数为正, 且显著性很高。以上结果表明:粮食作物收益越低, 农户越易选择不灌溉粮食作物的消极方式; 地下水越深、水资源越缺乏, 农户越选择不灌溉或者选择较为节水的管道输水技术, 而不选择渠道防渗技术。

2. 水费征收标准和是否有政府扶持等对粮食作物灌溉技术选择没有影响。当把粮食作物水费征收标准这一变量放入模型中后, 统计结果不显著且不稳定, 因此, 将这一因素从模型中剔除。这意味着水价对粮食作物灌溉技术选择的影响不明显。是否有政府扶持这个变量没有通过检验。这表明, 在目前种植粮食作物收益普遍较低的状况下, 通过政府支持来激励农户采用先进的节水灌溉技术, 其成效很小。

3. 水资源短缺程度和耕地细碎化程度等对经济作物灌溉技术选择有显著影响。在考察经济作物灌溉技术选择的影响因素时, 把所有的自变量放入ML 模型中进行回归后, 所有的变量均未通过

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检验, 整个模型也未通过检验。当除去政府扶持这一变量时, 亩产值、劳动力数量占家庭人口的比重和种植业收入比重等指标未通过检验。剔除这些变量后, 重新回归, 结果如表3模型1所示。地下水深度这一变量通过了检验, 说明水资源越短缺, 农户越倾向于选择管道输水或喷灌、微灌等先进的节水技术。喷灌、微灌技术与管灌技术相比, 耕地细碎化指标也通过了检验, 且系数为正, 这说明, 经济作物每块地的面积越大, 农户越易选择喷灌、微灌技术。渠道防渗技术与管灌技术相比, 耕地细碎化指标未通过检验, 但其系数为负值, 这在一定程度上意味着每块耕地面积的增大有利于农户放弃传统技术而选择先进技术。

4. 提高水价和加强政府扶持力度对经济作物采用先进的灌溉技术有积极影响。由表3模型1可以看出, 喷灌、微灌技术与管灌技术相比, 水费征收标准指标通过了检验, 并且显著程度很高。其系数表明, 提高水价会导致农户采用更为节水的喷灌。济作物灌溉技术选择中的作用, , 只要。模型2的估计结果显示:喷灌、微灌, 且显著性很高。这表明, 有政府的支持, 、微灌技术的概率。

5. 农户教育水平的差异对灌溉技术选择产生不同的影响。由表2和表3的估计结果可以看出, 不管种植粮食作物还是经济作物, 受过高中教育的农户比小学水平的农户更倾向于选择管道输水技术或喷灌、微灌技术等现代节水技术。而初中水平的农户与小学水平的农户在技术选择上没有显著区别。

(二) 农户灌溉技术选择行为实证研究的结果分析

1. 水价政策对不同作物的灌溉技术选择有不同的影响。分析其中的原因, 我们发现,60%以上的样本户是以地下水作为农业灌溉的主要水源, 地下水的超采导致使用地下水的成本提高, 具体表现为农用水价居高不下。目前, 山西省农业灌溉用水水价在全国几乎居于最高水平。根据有效样本的生产投入数据, 水费支出占粮食生产成本(包括化肥、农药投入和水费) 的比重平均为47. 5%, 最高达80%,152个样本户中有5户种植粮食作物的生产投入大于产出。亩水费支出占粮食作物亩产值的比重平均为19. 5%, 而经济作物亩水费支出占亩产值的比重为15. 6%。可以看出, 粮食作物的水费支出已经达到农户承受的最高限。提高水价, 在目前粮食作物收益普遍较低和节水灌溉工程投入较高的双重压力下, 农户不会采用先进的节水技术, 却有可能减少灌溉水的利用, 甚至对粮食作物不灌溉。同时, 经济作物的耗水量要大于粮食作物, 经济作物对水价的变动要比粮食作物敏感得多。实证研究的结果也表明, 如果水价提高, 经济作物采用先进灌溉技术的概率要大于粮食作物。因此, 提高水价有助于经济作物采用节水灌溉技术, 而对于粮食作物来说, 这一措施是不可行的。

2. 政府扶持是决定农户采用先进节水灌溉技术的关键因素。喷灌、微灌技术的节水成效明显但建设成本高, 如果由农户完全承担技术改造成本, 在现行以粮食为主的种植结构和较低的农产品价格的条件下, 节水灌溉技术带来的收益的增加不能补偿技术改造导致的农业生产成本的增加。因此, 在没有政府扶持的情况下, 农户对所种植的作物(特别是粮食作物) 采用先进节水技术的内在动力不足。政府扶持可以使农户不支付技术改造的成本, 而使其享受技术改造的收益, 这有助于增加对农户的节水激励。这表明, 在传统灌溉技术向现代灌溉技术的转化过程中, 适当的政府扶持是必要的。

3. 作物收益是影响农户灌溉技术选择的重要经济因素。样本户所种植的小麦和玉米的亩产值・68・

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平均为267. 4元, 而蔬菜和水果的亩产值平均为1657. 6元。经济作物收入占样本户种植业收入的80%左右。在山西省农村工业化和城镇化水平较为落后的情况下, 农户非农收入较少且不稳定, 样本户种植业收入占家庭总收入的57. 2%。也就是说, 经济作物收入占家庭总收入的比例平均为46%, 而粮食作物收入只占家庭总收入的11%。在面临先进技术时, 农户在对技术改造的成本和收益进行权衡后, 往往会对能够给其带来高收益的经济作物采用现代技术, 而对保证其基本生存需要的粮食作物仍旧采用传统技术。这表明, 农户的技术选择是在稳定收入和增加收入的双重目标下进行的。作物收益的提高, 可相对地减轻农户技术创新的压力, 从而促进先进节水技术的采用。

五、政策建议

根据以上实证研究的结论, 我们可以看出, 。为此, 1. , , 对采用节水灌溉技术的农户实行物质激励, 同时, 以实现灌溉水的有偿转让。最后, , 鼓励研究机构开发高科技含量、低成本的节水技术。

2. 实行农业灌溉水价的结构性调整和农业生产结构调整相结合的策略。一方面, 分作物品种制定不同的水价。可以较大幅度地提高效益高的经济作物的水价, 而较小幅度地提高或基本稳定效益低的粮食作物的水价。鉴于以上政策在实际操作中难度较大, 可以以村为单位建立用水管理协会, 负责核实该村的农业种植结构和监督水费征收情况。同时, 把所征收的水费的一部分以基金的形式来发展当地的节水灌溉技术, 以避免水价提高而增加农民负担。另一方面, 鼓励农户种植高品质、高收益的作物, 这样既可以缓解水价提高带来的压力, 又可以增强农户技术改造的积累能力。

3. 完善基层节水灌溉技术推广机构的服务职能。运用多种方式(例如对农户定期培训、田间指导和发放节水技术资料) 使农户充分了解技术信息, 从而增强农户对新灌溉技术的实际操作技能。

4. 在有条件推广节水灌溉技术的地区实行土地的适度规模经营, 以减少农户之间在灌溉技术采用中的协调成本。

参考文献

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(作者单位:中国农业大学经济管理学院)

(责任编辑:益　农)

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