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经济论文：山东粮食生产水资源配置状况及时空特征分析
来源：985论文网 添加时间：2020-01-02 21:10
1 导论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 问题的提出
3.1.1 地理位置 ....................................... 29
3.1.2 自然地理概况 ............................... 29
4 粮食生产水资源配置效率测度及时空特征分析 ............................... 48
4.1 粮食生产水资源配置效率的测算及分析 ........................................ 48
4.1.1 模型构建 ................................ 48
4.1.2 研究对象选取及变量设定 .................................. 51
5 粮食生产水资源的区域间配置特征分析 ..................................... 78
5.1 区域间水资源禀赋和基础设施条件差异性分析 ............................. 78
5.1.1 水资源禀赋特征分析 ........................... 78
5.1.2 区域水资源禀赋与粮食生产的相关性检验 .......................... 79
7 山东粮食生产水资源优化配置策略研究
7.1 粮食生产水资源优化配置的思路与原则
资源配置是现代经济学的一个重要概念，资源稀缺性是其前提条件，即在一定的时间内，社会所拥有的可以实际利用的资源总是有限的。粮食生产水资源优化配置是在农业用水优化配置的框架下，以粮食生产为研究对象，研究水资源要素配置问题，既具有水资源优化配置的特征，又有粮食生产资源配置的独特性。粮食生产水资源优化配置是指在特定的区域范围内，遵循公平高效和可持续发展原则，以水资源可持续利用和粮食有效供给为目标，在市场规律和资源配置条件下，通过有效增加供给、合理抑制需求等措施，实现可利用水资源在粮食作物内部、产业之间、区域之间和用水目标之间的合理调配，实现粮食安全、水资源安全和生态安全的协同发展。
7.1.1 总体思路
基本思路：以区域自然资源和要素禀赋为基础，以市场需求为导向，在保障粮食安全的前提下，保障生活生态用水，合理配置工业用水，划定农业用水底线，通过调整粮食产业结构和生产力布局，积极发展高效节水农业抑制需水增长态势，以适应短缺的水资源条件；通过协调产业间、区域间的竞争性用水，加强水资源管理和水利基础设施建设，缓解水资源时空分布与粮食生产不相适应的格局，增强水资源供给能力。通过优化农业用水配置，实现粮食安全与水资源安全耦合协同，达到经济效益和生态效益最大化的目标，推动水粮与经济社会的协同发展。
主要目标：统筹社会效益、经济效益、生态效益，实现综合效益最大化，水资源利用系统的产出最大、效率最高，即系统的物质循环转化率高，粮食产出和社会生态效益大；水资源利用系统的结构和功能最大，即系统内各要素配置得当，系统运转有序、节约高效；能够有效保障生态效益，实现粮食安全与水资源安全、生态安全的协同发展。
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8 研究结论与展望
8.1 研究结论
本论文着眼于粮食生产水资源优化配置的目标，采用宏观分析与微观分析、理论分析与实证分析相结合的研究方法，根据 2001-2016 年山东 17 市的面板数据，综合评价了粮食生产水资源配置效率及时空特征、测度了粮食生产节水潜力，分析了粮食生产水资源区域间和产业间配置特征，并预测了未来粮食生产水资源供需关系，在此基础提出了粮食生产水资源优化配置路径。研究结论如下：
1.1 研究背景及意义
1.1.1 问题的提出
粮食是关系国计民生的特殊商品和战略储备资源，保障粮食安全是永恒的话题。习近平总书记 2013 年亲临山东省农业科学院视察时强调：“手中有粮，心里不慌。中国人的饭碗要牢牢端在自己手中，我们自己的饭碗主要装自己的粮食。”2016 年中央农村工作会议指出：在确保谷物基本自给、口粮绝对安全的前提下，基本形成与市场需求相适应、与资源禀赋相匹配的现代农业生产结构和区域布局，提高农业综合效益。改革开放四十年来，粮食产量大幅增长，2016 年全国粮食产量达到 61625 万吨，比 2001 年增加了 16361.3 万吨，但是 2016 年粮食中净进口谷物 2199 万吨，净进口大豆 8391 万吨，如果将大豆计入粮食中，粮食自给率不足 90%（陈锡文，2017）。随着人口增长、城镇化推进、人民生活水平提高，粮食需求量呈刚性增长趋势，当前中国每年大约新增人口650 万人，二胎政策放开后人口增长幅度进一步提高，城镇化率达到 58.52%，而且城乡居民膳食结构改善，食物油和肉蛋奶的消费明显增加，这些变化都对粮食等农产品生产提出了更高的要求。到 2020 年，预计粮食需求量将达到 70000 万吨左右，比 2016 年粮食产量高出将近 10000 万吨（陈锡文，2017）。虽然中国粮食连年丰收，但是阶段性供大于求与品种供给不匹配并存，粮食等农产品消费快速增长的趋势还会持续，相当长时期都不会逆转，在粮食产量高位基础上，保障粮食产能稳定增长压力很大。
水是生命之源，是粮食生产的基础。水资源与粮食安全问题一直以来是被广泛关注的话题。目前全球水资源普遍短缺，许多国家面临着水资源危机，每年有300万到400万人死于与水有关的疾病，据《2015年联合国世界水资源开发报告》预测，到2025年，水危机将蔓延到25个国家，35亿人因水受困。以当前用水方式测算，2025年全球因缺水造成粮食减产可能达到3.5亿吨。1998年，美国世界观察研究所所长莱斯特·布朗等发表了“中国的水资源短缺将震撼世界的食物安全”一文，文中指出：越来越多的农业用水被用于满足中国快速发展的城市及工业用水需要，对粮食的影响程度甚至超过中国政府长期关注的粮田被侵占问题。农业是用水大户，用水量占全国总用水量的60%，全国拥有6714.1万公顷的灌溉耕地，占耕地面积的49.8％，而每年生产的粮食超过粮食总产量的70％，据估算农业用水每年缺口约300亿立方米（石玉林，2018）。随着粮食生产重心持续向缺水和生态脆弱的北方地区转移，水土粮配置失调、水资源匮乏对粮食生产的影响更加凸显。区域间水土资源不均衡及区域水资源的相对短缺已经成为影响农业生产和制约国家粮食安全的瓶颈性因素（吴普特，2010）。从粮食生产的用水需求上看，北方地区农业年均缺水约200亿立方米，不仅农业用水供需之间存在巨大缺口，而且水资源开发率趋近于饱和，许多地区尤其是华北和西北地区水资源过度开发问题十分突出，全国每年超采地下水约160亿立方米，大量抽取地下水造成地下漏斗22万平方公里，主要在华北平原（艾慧，2018）。同时，灌溉用水利用效率仅为50%，低于发达国家20多个百分点，低于色列近40个百分点，存在水资源短缺与浪费并重的问题。由于化肥农药过量使用，灌溉用水中仅有30%被作物吸收，另外70%通过土壤、地下水等进入了生态系统，水体污染严重。专家称水资源缺乏将成为本世纪中国农业最大的威胁（熊伟，2010）。
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1.2 文献综述
农业水资源配置问题早在灌溉农业兴起之初就开始进行研究，随着粮食安全问题逐渐凸显，粮食生产和资源要素配置问题摆在农业农村发展的重要位置。国内外专家对粮食问题、水资源问题等进行了深入研究，结合本研究的需求，围绕粮食生产水资源配置及优化策略对相关文献进行了梳理。
1.2.1 水资源与粮食生产关系的研究
3.1 研究区概况 ................................... 291.2 文献综述
农业水资源配置问题早在灌溉农业兴起之初就开始进行研究，随着粮食安全问题逐渐凸显，粮食生产和资源要素配置问题摆在农业农村发展的重要位置。国内外专家对粮食问题、水资源问题等进行了深入研究，结合本研究的需求，围绕粮食生产水资源配置及优化策略对相关文献进行了梳理。
1.2.1 水资源与粮食生产关系的研究
水资源安全是粮食安全的基础，粮食安全必须依靠水资源保障，水资源已经成为一种不可替代的基础性、战略性资源（贾绍凤，
2014）。对于影响粮食生产的要素分解方面，众多学者多是从影响粮食生产综合能力的水土资源因素、科技进步与技术推广因素、国际国内市场供求因素、资本与劳动投入因素、政策调控激励因素等方面展开（魏丹，2011）。比较一致的看法是伴随着经济社会发展，粮食生产的水土资源因素成为影响粮食安全极为重要的因素。
国外专家对水资源问题的研究起步较早，上世纪80年代中期世界粮食会议呼吁：对水资源开发要注意不破坏其赖以生存的资源本身，要进行“没有任何破坏作用的开发”。多年来，全世界都在为早期没有考虑环境因素的水资源开发决策付出代价，惨痛的经验让人类产生了共识：合理的开发利用水资源。1988年国际上围绕这一呼吁，召开了多次会议，明确提出“持久开发和利用水资源”的口号。1992年在爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望（ICWE）”上，探讨了水资源系统及可持续性研究问题。1996年在日本东京召开的“国际水资源及环境研究大会：面向21世纪新的挑战”，专门研究了流域尺度可持续水资源系统管理的应用实例、水的利用、水质水量的可持续模拟等。2002年在中国北京召开了“变化环境下的水资源脆弱性国际学术研讨会”，对水资源的可再生性和脆弱性评价理论和方法进行了研讨（康绍忠，2014）。2018-2028年是“水促进可持续发展”国际行动十年，为了加强本领域国际合作和动员，以帮助实现可持续发展目标。联合国粮农组织在《世界水资源开发报告》中明确将农业用水供需紧张列为全球水资源开发的九大问题之一，2012年世界水日的主题为“水与粮食安全” （畅明琦，2008）。联合国粮农组织在对93个发展中国家进行的一项研究表明，许多国家的用水速度己经超过了水的再生速度，从而导致水资源的日益匾乏，世界未来的粮食生产取决于是否有充足的水源。水资源短缺将会直接导致粮食生产的波动，从而在源头上导致粮食危机（栾健，2015）。
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2 概念界定与理论基础
2.1 概念界定
2.1.1 粮食生产水资源
2.1.1.1 内涵界定
水资源是人类生产和生活不可或缺的自然资源，对水资源含义的准确理解是水资源经济研究的前提，也是针对水资源开展经济学分析，明确优化配置的重要基础（唐华俊，2008）。水资源包含水量与水质两个方面，是指人类生产、生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源，是能够被人类开发利用并给人类带来福利、舒适或价值的各种形态的天然水体。广义来看，地球上一切形态的水都有可能被人类利用；狭义来看，是指在现有技术经济可行条件下实际可开发利用的水资源，定义为在可预见的时期内，在维持水资源、水生态和环境良性循环的前提下，通过经济合理、技术可行的措施，可以获得的水资源（姜文来，2005）。狭义水资源与人类生活息息相关，也是能够满足生产、生活、生态所需的部分，是本文关注的重点。
2.1 概念界定
2.1.1 粮食生产水资源
2.1.1.1 内涵界定
水资源是人类生产和生活不可或缺的自然资源，对水资源含义的准确理解是水资源经济研究的前提，也是针对水资源开展经济学分析，明确优化配置的重要基础（唐华俊，2008）。水资源包含水量与水质两个方面，是指人类生产、生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源，是能够被人类开发利用并给人类带来福利、舒适或价值的各种形态的天然水体。广义来看，地球上一切形态的水都有可能被人类利用；狭义来看，是指在现有技术经济可行条件下实际可开发利用的水资源，定义为在可预见的时期内，在维持水资源、水生态和环境良性循环的前提下，通过经济合理、技术可行的措施，可以获得的水资源（姜文来，2005）。狭义水资源与人类生活息息相关，也是能够满足生产、生活、生态所需的部分，是本文关注的重点。
水资源用途广泛，水资源利用量包括供应给用水户和输水过程中损失的水量之和。按照国民经济主要行业进行统计，水资源可用于农业、工业、生活和生态。农业水资源是指可为农业生产使用的水资源。按照来源不同，农业水资源可以分为天然水和灌溉水（刘昌明，2001）。天然水主要来自于降水和土壤水，灌溉水是指通过农田水利设施从江河湖泊和地下获取的水资源，天然水和灌溉水可以相互转化、相互替代，共同促进作物生长。天然水受地理因素、气候因素等多方面的影响，供给难以控制，难以量化分析。从经济学角度来看，天然水可以作为非市场产品，不需要物质投入，而灌溉水一定程度受市场影响，具有稀缺性的特点，需要一定物质投入，虽然目前水价较低，但是成本决定了灌溉水需作为农业生产函数中的重要投入变量（姜文来，2005）。因此本文选择了可控程度较大的灌溉水进行研究。
农业水资源可用于农业生产中的农、林、牧、副、渔各业及农村生活的部分，其中种植业灌溉用水主要满足粮食作物、经济作物的灌溉生产所需，一般占到农业用水量的90%左右，是农业用水的主体。林业用水主要包括各种人工林地和果园的灌溉用水，一般占农业用水总量的 6%。牧业用水主要包括人工灌溉草场、饲草饲料基地的灌溉用水和牲畜用水，一般占 3%。渔业用水主要是人工淡水养殖场的换水和补水量，一般不足1%（贾绍凤，2014）。粮食生产是种植业的主力，尤其是对山东粮食生产大省来讲，种植业灌溉用水主要被用于粮食生产消耗。粮食生产水资源是指在现有技术经济可行条件下，在维持水资源、水生态和环境良性循环的前提下，通过经济合理、技术可行的措施，
从事粮食生产活动提供产品和服务直接利用的水资源。在统计数据使用过程中通过设置权重系数的方法将粮食生产水资源从种植业灌溉用水中进行剥离使用。
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2.2 理论基础
2.2.1 资源配置理论
古典经济学的代表亚当·斯密在《国民财富的性质和原因的研究》中，首次提出了“资源配置”的概念，将市场誉为“看不见的手”对稀缺资源的配置机制进行了详细阐述。亚当·斯密认为在自由市场条件下，会存在一种固有的调节机制促使资源自动实现优化配置。理性经济人都存在私利动机和交易倾向，在从事交换、买卖和契约等经济活动时，仿佛受一只“看不见的手”的指引，自发调节或配置资源与利益，从而推动生产与经济发展（萨缪尔森，2004）。在利益的诱导下，市场就是这只“看不见的手”，作为资源配置的驱动力量对社会资源进行配置，市场配置方式有利于资源配置效率的提高。新古典经济学家们通过提出一系列假设条件来分析市场中各变量之间的关系，将市场看作是灵活而封闭的系统，运用价格等手段协调人们的经济活动，认为只有通过市场才能有效配置稀缺资源（范里安·H，1994）。
2.2.1 资源配置理论
古典经济学的代表亚当·斯密在《国民财富的性质和原因的研究》中，首次提出了“资源配置”的概念，将市场誉为“看不见的手”对稀缺资源的配置机制进行了详细阐述。亚当·斯密认为在自由市场条件下，会存在一种固有的调节机制促使资源自动实现优化配置。理性经济人都存在私利动机和交易倾向，在从事交换、买卖和契约等经济活动时，仿佛受一只“看不见的手”的指引，自发调节或配置资源与利益，从而推动生产与经济发展（萨缪尔森，2004）。在利益的诱导下，市场就是这只“看不见的手”，作为资源配置的驱动力量对社会资源进行配置，市场配置方式有利于资源配置效率的提高。新古典经济学家们通过提出一系列假设条件来分析市场中各变量之间的关系，将市场看作是灵活而封闭的系统，运用价格等手段协调人们的经济活动，认为只有通过市场才能有效配置稀缺资源（范里安·H，1994）。
资源配置理论主要目的是解决人类欲望的无限性与资源稀缺性之间的矛盾。水资源是重要的自然资源，水资源优化配置的内因在于供需不平衡造成的水资源短缺，外因在于经济快速发展和产业结构调整引发的水资源向高效益部门流动。随着人口刚性增长和城镇化不断推进，水资源短缺状况将更加严重，水资源稀缺与人们对资源需求之间的矛盾，必然会对合理配置提出更高的要求（姜文来，2005），尤其是在农业产业效益低下的情况下，农业用水占总用水量的比重不断减少，这有利于提升水资源的经济效益，但要适度，过度水资源非农化将会直接威胁粮食生产。在稀缺条件下如何高效配置，满足农业、工业、生活用水的需求，满足不同粮食作物生产用水需求，从而实现粮食安全与水资源安全协调发展尤为重要。
粮食生产领域可持续发展的水资源配置理论应坚持“五位一体”的总体布局，按照创新、协调、绿色、开放、共享的五大发展理念，遵循人口、资源、环境和经济协调发展，切实做到三个方面：一是水资源持续性，提供水资源的持续供给，水资源利用率小于更新率，达到消耗与再生的动态平衡，合理配置满足人们的持续适度消费。二是经济发展的可持续性，水资源投入保障粮食生产的有效供给，确保粮食安全，不断增加农民收入、提高经济效益，实现农业可持续发展。三是生态可持续，保障自然和人工生态完整，保护水质安全，防止土壤侵蚀以及保护灌区和实地环境，实现技术上适当、经济上可行、生态上环保，从而达到农业水资源持续满足当代及后代人的需要（杜贞栋，2011）。
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3 山东粮食生产水资源配置状况分析 ......................... 29
3 山东粮食生产水资源配置状况分析 ......................... 29
3.1.1 地理位置 ....................................... 29
3.1.2 自然地理概况 ............................... 29
4 粮食生产水资源配置效率测度及时空特征分析 ............................... 48
4.1 粮食生产水资源配置效率的测算及分析 ........................................ 48
4.1.1 模型构建 ................................ 48
4.1.2 研究对象选取及变量设定 .................................. 51
5 粮食生产水资源的区域间配置特征分析 ..................................... 78
5.1 区域间水资源禀赋和基础设施条件差异性分析 ............................. 78
5.1.1 水资源禀赋特征分析 ........................... 78
5.1.2 区域水资源禀赋与粮食生产的相关性检验 .......................... 79
7 山东粮食生产水资源优化配置策略研究
7.1 粮食生产水资源优化配置的思路与原则
资源配置是现代经济学的一个重要概念，资源稀缺性是其前提条件，即在一定的时间内，社会所拥有的可以实际利用的资源总是有限的。粮食生产水资源优化配置是在农业用水优化配置的框架下，以粮食生产为研究对象，研究水资源要素配置问题，既具有水资源优化配置的特征，又有粮食生产资源配置的独特性。粮食生产水资源优化配置是指在特定的区域范围内，遵循公平高效和可持续发展原则，以水资源可持续利用和粮食有效供给为目标，在市场规律和资源配置条件下，通过有效增加供给、合理抑制需求等措施，实现可利用水资源在粮食作物内部、产业之间、区域之间和用水目标之间的合理调配，实现粮食安全、水资源安全和生态安全的协同发展。
7.1.1 总体思路
基本思路：以区域自然资源和要素禀赋为基础，以市场需求为导向，在保障粮食安全的前提下，保障生活生态用水，合理配置工业用水，划定农业用水底线，通过调整粮食产业结构和生产力布局，积极发展高效节水农业抑制需水增长态势，以适应短缺的水资源条件；通过协调产业间、区域间的竞争性用水，加强水资源管理和水利基础设施建设，缓解水资源时空分布与粮食生产不相适应的格局，增强水资源供给能力。通过优化农业用水配置，实现粮食安全与水资源安全耦合协同，达到经济效益和生态效益最大化的目标，推动水粮与经济社会的协同发展。
主要目标：统筹社会效益、经济效益、生态效益，实现综合效益最大化，水资源利用系统的产出最大、效率最高，即系统的物质循环转化率高，粮食产出和社会生态效益大；水资源利用系统的结构和功能最大，即系统内各要素配置得当，系统运转有序、节约高效；能够有效保障生态效益，实现粮食安全与水资源安全、生态安全的协同发展。
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8 研究结论与展望
8.1 研究结论
本论文着眼于粮食生产水资源优化配置的目标，采用宏观分析与微观分析、理论分析与实证分析相结合的研究方法，根据 2001-2016 年山东 17 市的面板数据，综合评价了粮食生产水资源配置效率及时空特征、测度了粮食生产节水潜力，分析了粮食生产水资源区域间和产业间配置特征，并预测了未来粮食生产水资源供需关系，在此基础提出了粮食生产水资源优化配置路径。研究结论如下：
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