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由于人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水資源的不合理開(kāi)發(fā)利用使得環(huán)境也在不斷惡化，水的問(wèn)題已經(jīng)成為制約西北地區(qū)人類(lèi)生存、生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的首要問(wèn)題。同時(shí)，在跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，農(nóng)業(yè)、工業(yè)不斷發(fā)展，新興城鎮(zhèn)數(shù)量和規(guī)模日益增長(zhǎng)，資源需求將持續(xù)大幅度增加，新疆面臨著嚴(yán)峻的自然資源瓶頸和生態(tài)環(huán)境承載力的雙重約束，也將阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展。新疆首府烏魯木齊市是典型的綠洲特大城市，同時(shí)也是內(nèi)陸干旱缺水城市。淡水人均占有量只有全國(guó)的1/5，世界的1/21，已被列入全國(guó)30個(gè)嚴(yán)重缺水的城市之一。同時(shí)，烏魯木齊市又是一個(gè)面臨著重大發(fā)展機(jī)遇的城市，烏魯木齊市將在未來(lái)10年實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，隨著城市的快速發(fā)展，烏魯木齊市資源性缺水矛盾將更加突出，對(duì)水資源的管理也將帶來(lái)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。要想解決這一矛盾，提高水資源利用效率是解決水資源供需矛盾的關(guān)鍵，只有不斷提高水資源效率才能從根本上解決水資源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
對(duì)水資源約束與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)研究主要從耕地用水增加、人口增長(zhǎng)導(dǎo)致水資源壓力增大等方面展開(kāi)，也有不少學(xué)者對(duì)水資源利用效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)新疆干旱區(qū)半干旱區(qū)水資源脆弱性以及新疆跨越式發(fā)展中水資源規(guī)劃管理方面存在的問(wèn)題，文中選取烏魯木齊市作為研究區(qū)，通過(guò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，選取相應(yīng)的投入產(chǎn)出指標(biāo)，對(duì)烏魯木齊市七區(qū)一縣的水資源利用效率進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，以期確切把握烏魯木齊市當(dāng)前的水資源利用狀況和水資源利用效率偏低的原因，對(duì)合理利用水資源、提高用水效率有極大的幫助，也是解決水資源危機(jī)有效的方法之一，有助于決策者和水資源管理者們作出相應(yīng)決策。
1材料與研究方法
烏魯木齊市位于亞歐大陸腹地，地處北天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，東經(jīng)86°37'33″-88°58'24″，北緯42°45'32″-44°08'00″。烏魯木齊市區(qū)東、南、西三面環(huán)山，地勢(shì)東南高、西北低，北為準(zhǔn)噶爾盆地南緣。市區(qū)平均海拔800m。烏魯木齊地區(qū)的水源基流主要是冰川融水、融雪水、降雨和地下水。主要河流有烏魯木齊河、頭屯河、白楊河、柴窩堡湖等水系。烏魯木齊市屬于重度缺水城市，水資源利用已達(dá)到極限，水資源匱乏，已導(dǎo)致烏魯木齊市地下水水位不斷下降。烏魯木齊市用水效率不高，據(jù)2010年烏魯木齊市水資源公告，烏魯木齊市農(nóng)業(yè)灌溉用水7.0111億m3，占總用水量的64.4%。農(nóng)業(yè)灌溉用水利用系數(shù)為0.62左右，發(fā)達(dá)國(guó)家灌溉水的利用系數(shù)達(dá)到0.7～0.8。烏魯木齊市工業(yè)取水量為1.4823億m3，水的重復(fù)利用率為70%，而發(fā)達(dá)國(guó)家的為75～85%。烏魯木齊市水資源還面臨著浪費(fèi)問(wèn)題，每年相當(dāng)于供水總量20～30%的水量由于水管網(wǎng)"跑冒滴漏"被損耗。
烏魯木齊市轄天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)及烏魯木齊縣。
2010年烏魯木齊完成地區(qū)生產(chǎn)總值1338.50億元(當(dāng)年價(jià))，按可比價(jià)格計(jì)算，比上年增長(zhǎng)12.2%。2010年常住人口已超300萬(wàn)人，預(yù)計(jì)到2020年，全市常住人口將達(dá)到500萬(wàn)。
烏魯木齊市七區(qū)一縣定位不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一。天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)和水磨溝區(qū)是烏魯木齊市的四個(gè)中心城區(qū)，是政治、經(jīng)濟(jì)、文化和金融中心。頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)和米東區(qū)交通便利，經(jīng)濟(jì)以工業(yè)為主導(dǎo)，是主要的制造業(yè)核心區(qū)和物流區(qū)。烏魯木齊縣以農(nóng)業(yè)為主，旅游資源豐富。
數(shù)據(jù)包絡(luò)分析是由美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家Charnes，Cooper和Rhodes于1978年提出的，采用線(xiàn)性規(guī)劃的方法，利用觀(guān)察到的有效樣本數(shù)據(jù)，以相對(duì)效率為基礎(chǔ)對(duì)同一類(lèi)型的部門(mén)或單位(評(píng)價(jià)單元，DMU)的績(jī)效進(jìn)行比較或評(píng)價(jià)。利用DEA方法可以對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展生產(chǎn)前沿面上的規(guī)模有效性和技術(shù)有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。DEA方法巧妙的構(gòu)造了目標(biāo)函數(shù)，并通過(guò)Charnes-Cooper變換(稱(chēng)為C2-R變換)將分式規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題，無(wú)需統(tǒng)一指標(biāo)的量綱，也無(wú)需給定或者計(jì)算投入產(chǎn)出的權(quán)值，而是通過(guò)最優(yōu)化過(guò)程來(lái)確定權(quán)重，從而使對(duì)決策單元的評(píng)價(jià)更為客觀(guān)。
DEA有效性代表的是"效率"的概念，DEA有效包括技術(shù)效率(也稱(chēng)綜合效率)分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率兩部分。在DEA模型中把最佳生產(chǎn)狀態(tài)的比值定為1，即DEA有效，根據(jù)DEA有效的定義和生產(chǎn)活動(dòng)技術(shù)有效的定義可知，DEA有效，就代表了其技術(shù)有效和規(guī)模有效。利用DEA模型還可分析規(guī)模收益狀況，在生產(chǎn)規(guī)模發(fā)生變化時(shí)，所帶來(lái)的規(guī)模收益遞增、規(guī)模收益不變和規(guī)模收益遞減等三種情況。
對(duì)于非有效單元，利用"投影原理"不僅能指出指標(biāo)的調(diào)整方向，還能給出調(diào)整量，并可進(jìn)行縱向的時(shí)間比較和橫向的區(qū)域比較。因此，對(duì)于烏魯木齊市各城區(qū)水資源利用效率的評(píng)價(jià)問(wèn)題，很適于運(yùn)用DEA評(píng)價(jià)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。文中選取烏魯木齊市七區(qū)一縣作為決策單元，使用DEA模型進(jìn)行效率評(píng)價(jià)時(shí)，需要首先確定輸入輸出指標(biāo)，參考其他文獻(xiàn)中有關(guān)水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，以及結(jié)合DEA模型的使用要求(決策單元的數(shù)量應(yīng)該是評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)的兩倍以上)，選取經(jīng)濟(jì)效益作為產(chǎn)出指標(biāo)O，以資本投入和勞動(dòng)力投入作為投入指標(biāo)。
2結(jié)果與分析
對(duì)烏魯木齊市七區(qū)一縣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分別編號(hào)為:1天山區(qū);2沙依巴克區(qū);3新市區(qū);4水磨溝區(qū);5頭屯河區(qū);6米東區(qū);7達(dá)坂城區(qū);8烏魯木齊縣。運(yùn)用DEAP2.1軟件，以投入為導(dǎo)向，以2008年、2009年和2010年的截面數(shù)據(jù)為代表進(jìn)行分析。
2.1烏魯木齊市各城區(qū)水資源利用效率分析
首先對(duì)烏魯木齊市七區(qū)一縣水資源綜合利用效率進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算得到2008年、2009年和2010年的效率值。
(1)從綜合效率來(lái)看，整體而言，烏魯木齊市各城區(qū)的綜合效率的平均值未達(dá)到1，用水效率不高，但2009年和2010年的平均值都大于2008年，整體水資源利用效率在提高。2008年，達(dá)到DEA有效的城區(qū)只有新市區(qū)，即投入產(chǎn)出都達(dá)到了最優(yōu)狀態(tài)，技術(shù)效率和規(guī)模效率都有效，其他6城區(qū)一縣都非DEA有效，其中米東區(qū)和烏魯木齊縣的水資源利用綜合效率最低。2009年，達(dá)到DEA有效的城區(qū)有沙依巴克區(qū)、新市區(qū)和米東區(qū)，其他四區(qū)一縣均為非DEA有效，水資源綜合效率最低的為烏魯木齊縣，僅有0.362。2010年，達(dá)到DEA有效的城區(qū)只有新市區(qū)，其他六區(qū)一縣均為非DEA有效，水資源綜合效率最低的仍然為烏魯木齊縣，為0.329。和2008年相比，三年總體看來(lái)，只有天山區(qū)的綜合效率呈下降趨勢(shì)，其他區(qū)縣均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。
(2)從純技術(shù)效率來(lái)看，2008年，除了新市區(qū)達(dá)到技術(shù)有效外，沙依巴克區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)和達(dá)坂城區(qū)也達(dá)到了技術(shù)有效，說(shuō)明這幾個(gè)城區(qū)的各資源之間組合達(dá)到了最優(yōu)，而其它三城區(qū)市則需要進(jìn)一步完善要素的投入結(jié)構(gòu)。2009年，在上述幾個(gè)達(dá)到技術(shù)有效的城區(qū)外，米東區(qū)也達(dá)到了技術(shù)有效。2010年，在之前兩年達(dá)到技術(shù)有效的城區(qū)中，沙依巴克區(qū)和米東區(qū)未達(dá)到技術(shù)有效。整體看來(lái)，天山區(qū)和烏魯木齊縣一直未達(dá)到技術(shù)有效，但技術(shù)效率較2008年也有略微增長(zhǎng)。米東區(qū)的技術(shù)效率增長(zhǎng)最快，但是烏魯木齊縣的技術(shù)投入過(guò)低，這說(shuō)明烏魯木齊市水資源的技術(shù)革新和資源優(yōu)化配置上還需要進(jìn)一步加強(qiáng)、改進(jìn)和優(yōu)化。
(3)從規(guī)模效率來(lái)看，2008年，2009年和2010年規(guī)模收益遞減的城區(qū)只有天山區(qū)，說(shuō)明天山區(qū)的投入規(guī)模過(guò)大，只通過(guò)高投入帶來(lái)高產(chǎn)出是不合理的，天山區(qū)是烏魯木齊市金融和商業(yè)中心，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口眾多，對(duì)水資源的消耗量也最大，因此，只有通過(guò)資金、水資源和勞動(dòng)力等要素的合理利用和配置才能提高資源的利用效率。水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)和烏魯木齊縣三年均為規(guī)模收益遞增，說(shuō)明這些城區(qū)的規(guī)模和投入、產(chǎn)出不匹配，有必要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。沙依巴克區(qū)和米東區(qū)的規(guī)模收益由2008年的遞增到2009年的不變到2010年的遞增，說(shuō)明這兩個(gè)城區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模還可以進(jìn)一步的加大。新市區(qū)已達(dá)到最優(yōu)配置，所以只需要保持不變即可。
2.2投入冗余與產(chǎn)出不足
在投入方面(表4)，2008年，天山區(qū)的固定資產(chǎn)投資總額，用水總量和用水人口三項(xiàng)投入均冗余，米東區(qū)和烏魯木齊縣的固定資產(chǎn)投資總額和用水總量?jī)身?xiàng)投入冗余。2009年，天山區(qū)三項(xiàng)投入冗余，烏魯木齊縣用水總量投入冗余。2010年，天山區(qū)依然三項(xiàng)投入均冗余，沙依巴克區(qū)的用水人口冗余，米東區(qū)的固定資產(chǎn)投資總額和用水總量冗余，烏魯木齊縣用水總量冗余。這說(shuō)明，天山區(qū)的資本投入過(guò)多，生產(chǎn)效率低下，應(yīng)大力加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率。沙依巴克區(qū)在2008年和2009年投入均不冗余，在2010年用水人口冗余，說(shuō)明勞動(dòng)力效率有所下降。米東區(qū)在2008年和2010年均有固定資產(chǎn)投資總額和用水總量冗余，說(shuō)明米東區(qū)在資本投入和資源合理利用方面還未找到最優(yōu)配置的途徑，還需進(jìn)一步加強(qiáng)。烏魯木齊縣2008年的固定資產(chǎn)投資總額的冗余在2009年和2010年被消化，但用水總量持續(xù)冗余，烏魯木齊縣主要是農(nóng)業(yè)用水，說(shuō)明農(nóng)業(yè)用水的效率極低，是亟待解決的主要問(wèn)題。
3討論
水資源是維系區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要資源。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的加速推進(jìn)，區(qū)域水資源短缺矛盾日益凸顯。在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)區(qū)域，水資源緊缺是制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素之一，必須有效提高水資源利用效率;但另一方面，提高水資源利用效率需要投入大量資金和科學(xué)技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)區(qū)域還較難實(shí)現(xiàn)，因此就更需要政府的大力支持。
其次，文中選取了固定資產(chǎn)投資總額、用水總量和用水人口這三個(gè)指標(biāo)，研究了目前正處在跨越式發(fā)展階段和水資源短缺矛盾突出的烏魯木齊市作為研究區(qū)，深入研究不同行政區(qū)內(nèi)的水資源利用效率差異，避免了大區(qū)域宏觀(guān)研究的籠統(tǒng)性。但是，水資源利用效率所受影響因素較多，在今后的研究中可嘗試結(jié)合本地區(qū)特點(diǎn)采用多種指標(biāo)進(jìn)行分析。
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