农业种植结构等因素对河北省地下水超采影响

　　摘要:以2001—2014年河北省地下水水位、农业种植结构等数据为基础，采用计量经济学方法，对河北省浅层地下水水位和深层地下水水位的影响因素进行了分析。研究结果表明:河北省农业种植结构、人口、有效灌溉面积、机井数量、经济发展水平等因素对地下水超采均有不同程度的影响，并提出政策建议:为缓解地下水超采状况，要因地制宜，适当调整农业种植结构;大力发展节水农业，提高水资源的利用率;控制机井数量的同时，适当控制机井深度;大力发展经济，提高经济发展水平。

　　关键词:河北省;地下水超采;地下水水位;农业种植结构

　　我国人均水资源占有量为2240m3，仅为世界平均水平的28%，目前，全国有24个省(自治区、直辖市)存在不同程度的地下水超采问题，其中，河北省平原区形成7大地下水漏斗区，暗藏着6.7万km2的地下水超采区，华北平原已经成为世界上最大的“漏斗区”，地下水水位大幅度下降引发了一系列环境和地质问题。

　　1数据来源及模型设定

　　1.1数据来源

　　历年《中国水利统计年鉴》、《河北水利统计年鉴》、《河北经济年鉴》、《河北农村统计年鉴》、《衡水统计年鉴》、《邢台统计年鉴》、《沧州统计年鉴》、统计局数据库，部分数据经整理计算得到。

　　1.2变量选取

　　本文使用河北省地下水水位(m)作为被解释变量，以影响因素作为解释变量。根据已有研究和观察，考虑可能影响地下水超采的经济、社会和自然环境等因素，选取人口、有效灌溉面积、机井数量、经济发展水平、种植结构、降水情况等影响因素，其中，以河北省和各地区的GDP(亿元)来反映经济发展水平，为剔除价格因素的影响，所采用的国民生产总值以2001年为基期，利用CPI对样本数据进行了指数平减;以小麦播种面积占农作物总播种面积的比例(以下称小麦播种比例，单位为%)、蔬菜播种面积占农作物总播种面积的比例(简称蔬菜播种比例，%)和玉米播种面积占农作物总播种面积的比例(简称玉米播种比例，%)来反映河北省的种植结构。

　　1.3模型设定

　　根据现有数据，本文建立了两组计量经济模型。以2001—2014年河北省浅层地下水水位为被解释变量的时间序列计量模型和以2001—2014年衡水、沧州、邢台中东部平原深层地下水水位为被解释变量的面板数据计量模型。考虑到河北省冬小麦与夏玉米的轮作制度，冬小麦生育期约8个月，期间降水量少，冬小麦实际需水量的60%依靠地下水进行灌溉;河北省夏玉米种植正值雨热同期，对地下水依赖程度低［1］。为具体分析不同农作物对地下水水位的影响程度，把小麦播种比例与玉米播种比例分放在两个模型中，又考虑到玉米的生长期与降雨期相吻合，所以把玉米播种面积与年降水量同放在一个模型中。

　　2结果与分析

　　2.1描述性统计分析

　　河北省浅层、深层地下水水位及各解释变量描述性统计分析如表1、如表2所示。

　　2.2模型检验及回归结果分析

　　2.2.1模型检验

　　(1)河北省浅层地下水水位模型检验:运行计量经济模型中，对式(2)、(4)进行了异方差性检验、自相关检验。通过检验发现，利用OLS对方程进行估计后的模型存在异方差性和自相关性，于是使用“OLS+稳健标准误”的方法进行回归，以使异方差性和自相关性得到有效地处理。(2)河北省深层地下水水位模型检验:鉴于河北省深层地下水水位模型为长面板数据模型，在运行计量经济模型中，对式(5)、(6)分别进行了组间异方差检验、组内自相关检验和组间同期相关检验。考虑模型同时存在组间异方差、组内自相关及组间同期相关的情形，使用更为全面的FGLS对模型进行估计。

　　2.2.2回归结果及分析

　　(1)从表3中可以看出，仅利用基础数据建立的式(1)、(3)的回归效果较差，在此基础上，加入滞后一期的被解释变量后，式(2)、(4)的回归效果明显优于式(1)、(3)，拟合优度R2分别达到0.998和0.986，许多控制变量的系数符号与预期结果也是相一致的。式(2)中，人口变量的估计系数为正且在1%统计水平上显著，表明人口对浅层地下水水位有正向影响;有效灌溉面积的估计系数为正且在1%统计水平上显著，表明有效灌溉面积对浅层地下水水位有正向影响;年末实有机井数量的估计系数为负且在1%统计水平上显著，表明机井数量对浅层地下水水位有负向影响;GDP变量的估计系数为负且在5%统计水平上显著;小麦播种比例的估计系数为正且在1%统计水平上显著，表明小麦播种比例对浅层地下水水位有正向影响;蔬菜播种比例的估计系数为负且在1%统计水平上显著;滞后一期被解释变量的估计系数为正且在1%统计水平上显著，表明过去一年的浅层地下水水位对现在的浅层地下水水位有正向影响。式(4)中，人口变量的估计系数为正且在10%统计水平上显著，表明人口对浅层地下水水位有正向影响;有效灌溉面积的估计系数为正且在5%统计水平上显著，表明有效灌溉面积对浅层地下水水位有正向影响;年末实有机井数量的估计系数为负且在10%统计水平上显著，表明机井数量对浅层地下水水位有负向影响。其余变量均未通过统计检验。

　　(2)如表4所示，式(5)中，GDP变量的估计系数为负且在1%统计水平上显著;小麦播种比例的估计系数为正且在1%统计水平上显著，表明小麦播种比例同样对深层地下水水位有正向影响;虚拟变量中，邢台中东部平原深层地下水水位的估计系数为负且在1%统计水平上显著，表明以沧州深层地下水水位作为对照地区，邢台中东部平原深层地下水水位更深，下降更快;时间趋势变量的估计系数为正且在1%统计水平上显著，表明随着时间的推移，深层地下水水位在不断地下降，每年下降1～2m。其余变量均未通过统计检验。式(6)中，有效灌溉面积的估计系数为正且在10%统计水平上显著，表明有效灌溉面积对深层地下水水位有正向影响;GDP的估计系数为负且在5%统计水平上显著;虚拟变量中，衡水深层地下水水位的估计系数为负且在5%统计水平上显著，邢台中东部平原深层地下水水位表4河北省深层地下水水位回归结果解释变量(5)(6)人口－0.0312－0.0526(0.0434)(0.0323)有效灌溉面积0.00680.0160*(0.0118)(0.0082)年末实有机井数量0.0916－0.1780(0.3600)(0.2750)GDP－0.0048＊＊＊－0.0023＊＊(0.0012)(0.0012)小麦播种比例0.3290＊＊＊(0.1160)蔬菜播种比例0.5320－0.44衡水深层地下水水位－15.4500－19.3200＊＊(11.1800)(8.7040)邢台中东部平原深层地下水水位－5.3620＊＊＊－5.5880＊＊＊(0.9490)(1.2160)时间趋势变量t1.1390＊＊＊1.3600＊＊＊(0.2260)(0.2000)玉米播种比例－0.3540*(0.1840)年降水量－0.0075＊＊＊(0.0023)常数项57.3200*95.7900＊＊＊(30.7700)(22.5600)观察值个数4242注:括号中为标准误差;*在10%统计水平上显著、＊＊在5%统计水平上显著、＊＊＊在1%统计水平上显著;结果保留四位小数。的估计系数为负且在1%统计水平上显著;时间趋势变量的估计系数为正且在1%统计水平上显著;玉米播种比例的估计系数为负且在10%统计水平上显著;年降水量的估计系数为负且在1%统计水平上显著。人口、年末实有机井数量均未通过统计检验。

　　3结论及政策建议

　　3.1结论

　　根据河北省浅层地下水水位和深层地下水水位的回归结果及分析，得出结论:(1)有效灌溉面积是地下水超采的重要影响因素。有效灌溉面积越大，地下水水位下降越快。(2)机井数量是地下水超采的重要影响因素。机井数量的预期估计系数为正，但是模型中实际估计系数为负，这可能是由于机井数量虽有所减少，而机井深度却在不断加深造成的。(3)经济发展水平是地下水超采的重要影响因素。GDP变量在模型中的估计系数为负，这可能是因为相比第二产业、第三产业的迅速发展，第一产业发展较缓慢，而第一产业用水量比重偏大。(4)小麦播种比例是地下水超采的重要影响因素。通过实证分析得出，小麦播种比例对地下水水位有正向影响，小麦播种比例越大，地下水水位下降越快。(5)蔬菜播种比例是地下水超采的影响因素。高耗水的蔬菜会使地下水超采状况愈演愈烈(6)玉米播种比例是地下水超采的影响因素。玉米播种比例越大在一定程度上会缓解地下水超采状况。

　　3.2政策建议

　　(1)因地制宜，适当调整农业种植结构。在深层地下水严重超采地区，适当控制冬小麦种植面积的同时，要避免农户为了追求自身利益，盲目地增加蔬菜种植面积，有效利用水价等经济手段，控制地下水开采量。(2)大力发展节水农业，提高水资源的利用率。节水技术方面，加强节水技术的培训和节水工具的推广，严格避免大水漫灌现象;节水意识方面，加强宣传教育力度，使农民切实认识到地下水超采的现状和严重性，倡导节约水资源的生活方式。(3)控制机井数量的同时，严格控制机井深度。抑制深井发展灌溉农业，尽量使用外调水、循环水等水源来替代地下水，避免一味地凿井，单纯地开采地下水。(4)大力发展经济，提高经济发展水平。努力发展二三产业，并加强二三产业与农业的结合，促进一二三产业融合发展，转变农业高成本、高资源消耗的发展方式为产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的可持续发展方式。

　　参考文献

　　［1］王慧军，李科江，马俊永，等.河北省粮食生产与水资源供需研究［J］．农业经济与管理，2013(3):5-11.

　　［2］李鹏，陈苗苗，张旭.河北省沧州市农村水资源现状研究［J］．安徽农业科学，2015(17):265-266.

　　［3］蔺文静，张薇，王滨，等.农业节水措施对河北省平原中部地下水的调控作用［J］．水资源保护，2012(2):46-49.

　　［4］李香云.深层地下水严重超采问题与对策建议———以河北省为例［J］．水利发展研究，2010(6):46-49.

　　连煜阳1，刘静1，张天才2