農戶灌溉行為目標對灌溉用水效率的影響研究
——以沙雅縣為例

李適宜， 關全力

（新疆農業大學經濟管理學院，新疆 烏魯木齊 830052）

水資源保護與開發利用對可持續發展和國民經濟運行至關重要，對有序開展人類生產活動，有效保障和提高人們生活水平具有很大影響。

新疆地處亞歐大陸腹地，屬于典型的干旱地區。2020年《新疆維吾爾自治區水資源公報》顯示，新疆水資源總量為801.0×108m3，人均水資源量2938.19 m3。2020年新疆用水總量為549.93×108m3，農業用水總量為500.03×108m3，農業用水占總用水量的比重超過90%，而農田灌溉用水占農業用水量的98%以上，農田灌溉用水量占新疆總體用水量的絕大部分［1］。2020 年《中國水資源公報》顯示，新疆農田灌溉水有效利用系數為0.57，說明其存在較大提升空間。為此，2021 年新疆發布《關于進一步強化水資源保護管理的實施意見》，認為到2025年，應持續推進節水工程建設，不斷退減農業配水面積，將農業用水比例降至90%以下，并進一步提高水資源利用效率和效益，計劃到2035 年，將新疆灌溉水利用系數提高到0.6。但是，2021年《中國水資源公報》顯示，北京市、天津市、上海市等經濟發達的地區灌溉水利用系數在0.72以上。由此可見，進一步提高新疆農業灌溉用水效率，仍然任重而道遠。

提高灌溉用水效率是新疆農業可持續發展政策體系和現實需求所要求的。水資源是維持農產品種植必不可少的基礎要素，農業節水灌溉技術對農業產出尤為重要［2］。盡管新疆高效節水灌溉面積逐年增加，但用水效率并未明顯提升，這表明通過使用節水技術來提高用水效率已經遇到了瓶頸。因此，有必要從農戶自身管理行為目標出發，深入探討農戶灌溉行為目標對于灌溉用水效率的影響。

近年來，灌溉用水效率的研究主要體現在定義、測算、影響因素3 個方面。在定義方面，有學者認為灌溉用水效率表現為由農作物產量的提升所呈現的生產效率［3］，和農業收入增加帶來的經濟效率［4］?？紤]到農業多要素生產框架，有學者將全要素用水效率界定為，想實現最優技術效率所需的潛在（最?。┺r業用水投入與實際農業用水投入之比［5］?；诩夹g效率角度，Kopp［6］將灌溉用水效率定義為在其他要素投入和產出不變的情況下，可能達到的最小灌溉用水量同實際灌溉水量之比。在用水效率測算方面，學者們多使用計量方法測算，主要采用的是參數法和非參數法，分別為隨機前沿分析（SFA）和數據包絡分析（DEA）。很多學者使用宏微觀數據，采用SFA 模型對農業生產技術效率進行測算，在此基礎上進一步計算灌溉用水效率［7-8］。部分學者則使用DEA 模型，對農業用水效率進行測算［9-11］。另有學者同時使用這2種方法，對用水效率進行測算［12-13］。在灌溉用水效率影響因素方面，學者們普遍認為農戶稟賦［14］、農戶家庭特征［15］、灌溉技術和灌溉基礎設施條件、自然條件［16］以及政策環境［17］5個方面對灌溉用水效率產生影響。

此外，對于直接研究農戶灌溉行為目標對灌溉用水效率影響的文獻相對較少，主要涉及農戶生產行為目標對農戶生產活動的影響。農業灌溉作為農業生產活動中的一個重要環節，已有文獻中關于農戶生產行為目標的探討方面為本文提供了可借鑒之處。Berkhout等［18］將農民目標偏好與撒哈拉以南非洲的小農農業效率水平聯系起來，使用DEA模型對技術效率、利潤分配效率和食品分配效率進行度量，并通過Tobit 回歸結果顯示，目標偏好對效率水平產生直接影響。Kibirige 等［19］使用微觀數據采用因子分析的方法生成農民的目標取向，并利用DEA模型估算農民的生產效率，其中農民產生的目標取向有工具取向、可持續取向、家庭休閑取向、表現取向和社會地位取向，進一步發現農民可以在不改變現有技術的情況下提高效率，其中影響農民技術效率的因素是教育、年齡、工具取向和社會地位，影響農民分配效率的因素是年齡、家庭、休閑取向和社會地位取向，影響農民經濟效率的因素是教育、家庭、休閑取向、年齡和社會地位取向。

綜上所述，當前國內外研究已深入了解用水效率的定義、測度以及影響因素，但對灌溉用水效率影響因素的探索主要關注于外在環境和農戶自身稟賦，忽略了農戶心理目標偏好的影響或者直接假設農戶效用實現了最大化。從微觀個體心理因素、認知程度等方面探討用水效率的影響因素還不常見。學者們多從農戶生產行為目標對農業生產效率的影響入手，鮮少關注農戶灌溉行為目標對灌溉用水效率的影響。因此，本文將探討農戶灌溉行為目標對灌溉用水效率的影響機理，在對灌溉用水效率測算的基礎上采用計量模型進行實證檢驗，重點分析不同灌溉行為目標偏好對灌溉用水效率的影響，以期為政府提升用水效率提供參考。

1 數據與方法

1.1 研究區概況

沙雅縣地處南疆，屬于典型的大陸性干旱荒漠氣候區，氣候干燥、降雨少、農業耗水量大且水資源相對匱乏。該縣主要種植糧食作物和棉花，由于氣候條件惡劣、灌溉條件差，水資源供需矛盾十分突出。2017 年，沙雅縣大力實施高效節水工程，以南疆3.33×104hm2高效節水增收試點項目為突破口，大規模推進高標準農田建設。

1.2 數據來源

2022 年7 月課題組成員分發調查問卷，對農戶以家庭為單位進行訪問。隨機抽取了162戶沙雅縣典型農戶家庭作為調查對象，具體包括英買力鎮、海樓鎮、紅旗鎮、古勒巴格鎮、托依堡勒迪鎮農戶。本次調查共發放問卷162份，排除無效問卷8份，有效問卷154份，問卷有效率為95%。

1.3 研究方法

1.3.1 機理分析根據Ajzen的計劃行為理論，個體行為意圖和現實行為高度相關。農戶的行為目標可以充分反映其意圖，而不同的行為目標則表明了農戶不同的意向。作為生產活動中一部分的灌溉行為，農戶進行灌溉時所追求的目標與其生產活動中所追求的目標相對應。

灌溉行為目標會隨著時間和環境因素的變化而演變。在初期階段，農戶追求提高產量；當生計需求得到滿足后，為了提高農業收益，農戶會降低成本；當缺水風險較大時，則更傾向于規避風險并獲得及時灌溉；兼業收入較高的農戶則注重閑暇和減少人力投入；在實現經濟目標的同時也會考慮社會責任感，并響應節約用水等號召以獲得尊重與認可。新一代農民更加注重環境保護和促進可持續發展?；谝陨戏治?，本文提出農戶多樣化灌溉行為目標，即利潤最大化、及時灌溉、規避風險、減少勞動力投入，增加更多閑暇時間、節約用水，獲得尊重、可持續發展。

管理學上講，效率是指一段時間內不同投入與產出的比率，包括以最低成本生產一定數量的產出或以一定成本生產最大產出，效率與投入成反比，與產出成正比。灌溉水利用效率會隨灌溉量增加而降低［20］。農戶灌溉行為目標偏好對灌溉用水效率具體作用取決于投入、產出兩方面大小比較。

偏好利潤最大化的農戶注重降低生產成本和提高產量。為降低灌溉成本，會減少用水量以提高用水效率。偏好及時灌溉、規避風險的農戶更加關注農作物需水期是否得到及時灌溉，并通過有效管理和合理配置水資源來提高灌溉用水效率。偏好減少勞動力、增加更多閑暇時間的農戶家庭可能面臨勞動力稀缺或從事農業生產的勞動力較少等問題，則更注重勞動力配置效率，并通過增加其他生產要素投入來取代勞動力投入以保證正常生產，導致在灌溉用水投入中不注重用水成本，進而降低灌溉用水效率。從馬斯洛需求層次理論看，尊重與自我實現是人們的增長需求，當基本需求得到滿足后，人們會追求更高層次需求。偏好節約用水、獲得尊重的農戶多是已滿足基本需求，通過成為節水灌溉模范來獲得他人尊重，并自覺約束灌溉行為采取高效節水措施，提高產出同時減少用水量以提升灌溉用水效率。偏好可持續發展的農戶更注重灌溉對生態環境的影響。過度使用地下水和漫灌會導致土壤鹽堿化和水資源浪費，不利于農業可持續發展。為實現可持續發展目標，農戶可能采用節水灌溉技術、降低傳統灌溉頻率、減少地下水使用量以提高灌溉效率。

1.3.2 隨機前沿方法本文旨在分析灌溉用水效率的影響，采用Battese等［21］發展的隨機前沿生產函數方法測算農戶灌溉用水效率。通過農業生產技術效率測定方程的參數估計和誤差項計算得出灌溉用水效率值，首先構建生產函數模型對農業生產技術效率進行測定，設Yi為第i個農戶的產出，則隨機前沿生產函數表示為：

式中：Xij為第i個農戶的第j種投入要素（除灌溉用水量之外）；Wi為第i個農戶的灌溉用水量；β為待估參數；vi為隨機誤差，且服從獨立正態分布，表示農業生產中無法控制的因素，如氣候變化、測量誤差等；ui為管理誤差項，表示技術效率損失，且ui服從半正態分布，vi與ui相互獨立，兩者皆獨立于其他投入變量。當技術效率損失ui=0時，估計結果Y?i為第i個農戶在技術充分有效下可能實現的最大產出。

農戶的農業生產技術效率（TEi）為實際產出與技術充分有效狀態下最大產出的比值，可以通過對誤差項（vi-ui）進行估計得到，計算公式如下：

根據Kopp[6]對灌溉用水效率（TEWi）的定義，其計算公式為：

式中：W?i為當前技術條件下第i個農戶可以實現的最小灌溉用水量；βw為灌溉用水量變量對農業產出變量的彈性影響值。

1.3.3Tobit模型本文灌溉用水效率介于0 至1之間，屬于截斷數據類型。如果使用最小二乘法（OLS）進行估計，無論是整個樣本還是去掉離散點后的子樣本，非線性項都會被納入擾動項中，導致估計結果不一致。為解決這一問題，本文采用基于最大似然法的受限因變量模型（Tobit 模型）對參數進行估計，并分析不同灌溉目標偏好對灌溉用水效率的影響。將各個影響因素指標作為自變量，以測量得出的灌溉用水效率值作為因變量，在Tobit模型框架下科學地量化其影響。具體設定如下形式：

式中：Zki為第i個農戶的第k種影響農戶灌溉用水效率的自變量，包括農戶個體、家庭生產經營特征和其他因素；δ0為待估常數項；δk為待估參數；ξi為服從正態分布的誤差項。

2 結果與分析

2.1 灌溉用水效率測算的變量選取與描述性分析

本文借鑒王學淵［12］的研究，選擇的投入產出變量均使用單位面積數據，將農業生產中可變投入因素從土地資源中分離出來，以便精確反映灌溉用水效率。根據許朗等［22］研究與生產實際，考慮到農產品種類眾多，不同種類農產品產量難以用同一標準來衡量，參考有關文獻做法［23］，選擇農戶單位面積農業產值（以各農產品產量和市場價計算）作為產出指標，選取單位面積種子投入（以平均每公頃種子投入量和種子單價計算）、化學投入（主要包括化肥投入和農藥投入）、機械投入（包括耕作、播種和收獲成本）、勞動力投入（根據農戶家庭農業勞動人數和其平均勞動天數計算）、灌溉用水量（根據農戶的灌溉次數和每次灌溉用水量計算）作為農業生產投入指標［14］，具體變量描述見表1。

表1 主要變量的描述性統計Tab.1 Descriptive statistics of main variables

2.2 灌溉用水效率影響因素變量的選取與描述性分析

本文農業灌溉用水效率基于農業生產技術效率來測算，樣本數據來自沙雅縣，因此在對影響因素的選取上，不考慮自然條件，而是從農戶灌溉行為目標偏好出發，探尋其對灌溉用水效率的影響，并參考已有研究，結合農業生產實際，從農戶特征［24］、農戶家庭特征以及農戶生產經營特征［25-26］等方面來考慮各因素對灌溉用水效率的影響。在此基礎上，參考有關研究［19］，擴充了研究變量，不僅關注外在因素，而且更重視影響灌溉用水效率的內在目標偏好，目標偏好重要等級確定方法參考柴軍［27］的研究使用配對比較法，具體變量描述見表2。

表2 灌溉用水效率影響因素的描述統計分析Tab.2 Descriptive statistical analysis of influencing factors of irrigation water use efficiency

2.3 農業生產技術效率與灌溉用水效率分析

通過Frontier 4.1計算農業生產技術效率與灌溉用水效率（表3）。從技術效率測算結果來看，大部分農戶的農業生產技術效率在0.8 以上，均未達到技術充分有效。農業生產技術效率平均值為0.824，最小值為0.480，最大值為0.974。從頻數分布可以看出，42.86%的農戶的農業生產技術效率比群體平均值要低，30.50%的農戶的農業生產技術效率值在0.9以上，樣本效率差值為0.494，說明農戶群體農業生產技術效率差別很大。

表3 農業生產技術效率和灌溉用水效率頻數分布表Tab.3 Frequency distribution of agricultural production technical efficiency and irrigation water efficiency

從灌溉用水效率測算結果來看，與前者相比其測算值更加離散且波動性更強烈。灌溉用水效率平均值為0.560，從頻數分布來看，47.40%的農戶灌溉用水效率值比樣本平均水平要低，30%～80%之間的農戶占80.52%，表明調研區域存在極其嚴重的浪費問題，節水潛力很大。另外，灌溉用水效率最小值為0.089，最大值為0.918，效率之間具有較強異質性且主要由農戶個體之間存在差異所致，說明在不同個體特征下，分析農戶灌溉用水效率具有較高研究價值。

2.4 農戶灌溉用水效率影響因素分析

為了深入探究影響灌溉用水效率的深層原因，本文采用Tobit模型進行參數估計，分析不同灌溉目標偏好對灌溉用水效率的影響（表4）。

表4 Tobit模型回歸的估計結果Tab.4 Estimated results of Tobit model regression

（1）個人及家庭特征變量。

農戶年齡（age）對灌溉用水效率有顯著正向影響（P<0.01）。隨著年齡增長，農戶積累了豐富勞動經驗，在農業生產中能更精準地掌握作物生長周期并有效管理灌溉用水以提高作物需求滿足度并促進灌溉用水效率提升。

受教育程度（edu）對灌溉用水效率有顯著正向影響（P<0.01）。受教育程度提高，能夠幫助農戶理解新型農業技術與經營模式，從而進行理性農業生產、科學灌溉，來提升灌溉用水效率。

農業收入占總收入比重（inc）對灌溉用水效率有顯著正向影響（P<0.01）。以農業收入為主要來源的農戶會更加注重節約水資源、控制成本來提高灌溉效率。

農業勞動力（labor）對灌溉用水效率有負向影響，但不顯著。隨著人力雇傭成本上升，增加勞動力投入會提高農業生產成本并對灌溉用水效率產生負向影響。但研究區經濟相對落后，農戶通過勞動投入增加農產品產值，提高了灌溉用水效率，削弱了勞動投入的負向影響，最終導致回歸結果不顯著。

灌溉面積（land）對灌溉用水效率有顯著正向影響（P<0.01）。研究結果表明，農業規?；洜I能夠提高耕地平整度和規劃性，促進規?；N植，并集中更多生產要素以提高效率。因此，在農田規?；洜I下，農田水資源利用率更高。

耗水作物種植面積占總播種面積比重（str）對灌溉用水效率有顯著的負向影響（P<0.01）。這是因為在相同產出下，耗水作物需要投入更多的水資源來滿足其用水需求，所需用水量隨著耗水作物種植面積占比的增加而增加，導致灌溉用水效率降低。

節水灌溉面積占總灌溉面積比重（irr）對灌溉用水效率有正向影響，但不顯著。隨著農業節水灌溉面積比重提高，灌溉用水效率也會提高?；貧w結果未通過顯著性檢驗可能原因：一是數據不足，大多數農戶仍采用漫灌技術；二是農戶對于節水灌溉技術理解和應用尚不成熟，在操作過程中無法發揮其最大效益。

用水成本（cost）對灌溉用水效率存在負向影響，但不顯著?？赡芘c調研地點情況有關，該區域一些鄉鎮的農田水利設施相對落后，無法準確計算灌溉用水量；按畝收費管理方式不能反映出水資源價值。此外，補貼政策降低了農戶用水成本，會造成費用降低假象。

對水資源是否緊缺的認知（d1）通過了P<0.01水平的顯著性檢驗，認識到農業用水緊缺對灌溉用水效率有顯著正向影響。農戶意識到用水短缺會增強保護意識并慎重使用水資源。相反，缺乏灌溉用水緊缺意識的農戶在灌溉過程中往往存在著無限制使用和舒適感優先等心理暗示，粗放型灌溉行為難以得到約束，從而導致灌溉用水效率低下。

是否為村干部（d2）對于提高灌溉用水效率至關重要，有顯著正向影響（P<0.01）。作為村委會成員，村干部理解農業政策，并將其應用于實踐中，運用新技術、新方法提高產量、降低成本和改善農作物生長環境，從而提高灌溉用水效率。在特殊語言環境下具備“雙語”能力的村干部擁有特別優勢，可更好履職并獲取節水知識。雖然普通農戶利用水資源時會受到村干部影響，但由于缺乏對節水政策理解與落實的能力，因此其灌溉用水效率不如村干部。

是否參與過培訓（d3）對提高灌溉用水效率有顯著正向影響（P<0.01）。農戶通過接受先進生產知識并付諸實踐，使得參與培訓在灌溉中發揮重要作用。調查顯示，大多數農戶利用空閑時間積極參加節水灌溉培訓，且次數較多，內容貼近實際情況、針對性強。經過專業培訓的農戶在生產上擁有更多技術知識和實踐經驗，能夠更有效利用水資源。

（2）目標偏好。不同灌溉行為目標偏好對灌溉用水效率產生不同影響。

偏好利潤最大化目標（g1）對灌溉用水效率有正向顯著影響（P<0.05）?；貧w系數表明農戶認為該目標更重要時會傾向于降低成本、減少投入以提高用水效率。

偏好及時灌溉、規避灌溉風險目標（g2）對灌溉用水效率沒有顯著影響?？赡茉蚴?，在研究區域，多數農戶缺乏自主權，灌溉時間由農民用水合作社決定，無明顯規律，從而使得回歸結果不顯著。

偏好減少勞動力投入、增加閑暇時間目標（g3）對灌溉用水效率有顯著負向影響（P<0.01）?？赡茉蚴?，經濟水平提高后，農戶更注重休閑娛樂，且調查對象中老年人較多，他們迫切需要減少勞動力投入，導致農業生產和灌溉管理不到位，灌溉用水效率低下。

偏好節約用水、獲得他人尊重目標（g4）對灌溉用水效率有顯著正向影響（P<0.05）?？赡茉蚴?，農戶在用水過程中受到了節水意識的制約，并且一些地區會表揚和獎勵節水效果明顯的農戶，使得農戶將節水理念貫穿于整個用水過程，最終提高其灌溉用水效率。

偏好可持續發展目標（g5）對灌溉用水效率沒有顯著影響?？赡茉蚴?，樣本農戶中偏好該目標的數量有限，或者可持續發展目標需要關注未來而農戶更關注當前生產需求，實際生產中并不一定遵循可持續發展理念指導用水，也不能確保節水效果。

3 討論

3.1 灌溉用水效率

本文研究表明，沙雅縣樣本農戶灌溉用水效率平均值為0.560，結果低于耿獻輝等［25］基于新疆棉農數據測算的灌溉用水效率0.74 和王曉娟等［28］基于石津灌區冬小麥生產數據測算的0.75，但高于王學淵等［4］基于中國省區數據測算的0.49、許朗等［26］基于安徽省蒙城縣小麥數據測算的0.48?？赡茉蚴?，選取的調研區域不同以及設置的產出不同。從2017年起，沙雅縣持續推進高標準農田建設和高效節水增收試點項目，實施智能滴灌系統，節水效果明顯。土地平整后，開展適度規模經營，農業機械化水平得到提高，相應灌溉效率更高。另外，在產出指標設置中，學者們多針對單一作物，而通過調研發現大多數農戶種植產品多樣，主要包含核桃、棉花、玉米、小麥等，無法統一衡量，遂將農產品最終產值作為產出指標。各作物之間耗水量差異較大，直接影響灌溉用水效率?？紤]農戶種植多種作物更符合農業生產實際特點。

3.2 灌溉用水效率影響因素

本文研究結果表明，農戶用水成本對灌溉用水效率存在負向影響，但不顯著。與其他學者［17,29］認為灌溉成本與灌溉用水效率呈正相關關系的觀點存在分歧。此外，有研究指出，在一定價格區間內，水價和用水量之間存在彈性關系［30］；當水價升至臨界點時才會顯現其對用水需求的影響［31］?？紤]到目前調研區域灌溉水價較低，在刺激農戶提高灌溉用水效率方面作用有限。

偏好利潤最大化和節約用水目標對于提高灌溉用水效率有正向影響，這與Kibirige等［19］研究結論一致；而偏好減少勞動力投入則會產生負向影響，這與該學者的結論相反。主要原因是，由于現實條件限制，在調研區域內農戶缺乏高效利用其他資源的能力。此外，偏好及時灌溉和可持續發展對于灌溉用水效率沒有顯著影響。說明目標偏好指標選取雖有代表性但仍存在不足，在后續研究中需要進行改進。

4 結論與對策建議

4.1 結論

基于沙雅縣農戶調研數據，使用SFA 模型首先對灌溉用水效率進行測算，進一步采用Tobit模型實證分析了灌溉行為目標偏好對灌溉用水效率的影響。研究結論為：

（1）2021年沙雅縣農戶灌溉用水效率平均值為0.560，從頻數分布來看，47.40%的農戶灌溉用水效率值比樣本平均水平要低，30%～80%之間的農戶占80.52%，這表明農戶灌溉用水浪費問題非常嚴重、節水潛力較大。其中，最小值只有0.089，最大值為0.918，表明效率之間具有較強異質性。

（2）年齡、受教育程度、農業收入占總收入比重、灌溉面積、對水資源是否緊缺的認知、是否為村干部、是否參與過培訓、偏好利潤最大化、偏好節約用水對灌溉用水效率有顯著正向影響；耗水作物種植面積占總播種面積比重、偏好減少勞動力投入對灌溉用水效率有顯著負向影響；農業勞動力、節水灌溉面積占總灌溉面積比重、用水成本、偏好及時灌溉和可持續發展對灌溉用水效率沒有顯著影響，且用水成本對灌溉用水效率起負向作用。因此，可以通過提高水資源緊缺認知、參與培訓、推動農戶形成利潤最大化、節約用水目標，適當減少耗水作物種植面積和完善水價機制來提高灌溉用水效率。

4.2 對策建議

針對以上研究結果，本文提出相關建議：

（1）增強農戶節水意識。本研究表明，當農戶意識到用水緊缺時，其灌溉用水效率會提升。因此，應該科學宣傳和引導讓農戶充分了解當前缺水形勢和水資源特征。此外，農戶偏好節約用水、獲得尊重目標，其用水效率也會提升，應當完善節水模范評選機制和獎勵機制，營造良好節水氛圍，推動農戶灌溉行為目標偏好向“節約用水、獲得尊重”靠近，從而轉變用水意識并將其轉化為行為，最終提高灌溉用水效率。

（2）調整種植結構，減少耗水作物種植比重。研究結果表明耗水作物種植面積占總播種面積比重與灌溉用水效率呈負相關性，應優化調整作物種植結構以提高灌溉水利用率，同時要充分考慮市場因素影響，以實現提升農產品價值和增加農民收入的目標。

（3）完善灌溉水價機制。研究結果表明，用水成本對灌溉用水效率沒有顯著影響?？赡苁且驗檎{研區域缺乏完善的灌溉用水計量設施，導致以灌溉面積收取水費，不利于節約用水意識形成。此外，給予農戶獎勵補貼也削弱了水價的經濟杠桿作用。因此，需要建立供應測量設施系統，建立健全農業價格形成機制和節約用水獎勵機制。同時落實農業灌溉費用標準，建立村級核算確認體系，執行超定額累進加價、分類價格和斗農渠末級渠系價格制度。