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由于人類活動對水資源的不合理開發(fā)利用使得環(huán)境也在不斷惡化，水的問題已經(jīng)成為制約西北地區(qū)人類生存、生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟社會發(fā)展的首要問題。同時，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，資源需求將持續(xù)大幅度增加，新疆面臨著嚴峻的自然資源瓶頸和生態(tài)環(huán)境承載力的雙重約束，也將阻礙社會經(jīng)濟的持續(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，同時也是內(nèi)陸干旱缺水城市。淡水人均占有量只有全國的1/5，世界的1/21，已被列入全國30個嚴重缺水的城市之一。同時，烏魯木齊市又是一個面臨著重大發(fā)展機遇的城市，烏魯木齊市將在未來10年實現(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，對水資源的管理也將帶來嚴峻的考驗。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，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。
對水資源約束與經(jīng)濟發(fā)展的相關(guān)研究主要從耕地用水增加、人口增長導致水資源壓力增大等方面展開，也有不少學者對水資源利用效率進行評價。針對新疆干旱區(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題，文中選取烏魯木齊市作為研究區(qū)，通過數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，選取相應的投入產(chǎn)出指標，對烏魯木齊市七區(qū)一縣的水資源利用效率進行分析和評價，以期確切把握烏魯木齊市當前的水資源利用狀況和水資源利用效率偏低的原因，對合理利用水資源、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，地勢東南高、西北低，北為準噶爾盆地南緣。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，水資源利用已達到極限，水資源匱乏，已導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)達國家灌溉水的利用系數(shù)達到0.7～0.8。烏魯木齊市工業(yè)取水量為1.4823億m3，水的重復利用率為70%，而發(fā)達國家的為75～85%。烏魯木齊市水資源還面臨著浪費問題，每年相當于供水總量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(當年價)，按可比價格計算，比上年增長12.2%。2010年常住人口已超300萬人，預計到2020年，全市常住人口將達到500萬。
烏魯木齊市七區(qū)一縣定位不同，經(jīng)濟發(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中心城區(qū)，是政治、經(jīng)濟、文化和金融中心。頭屯河區(qū)、達坂城區(qū)和米東區(qū)交通便利，經(jīng)濟以工業(yè)為主導，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)分析是由美國著名運籌學家Charnes，Cooper和Rhodes于1978年提出的，采用線性規(guī)劃的方法，利用觀察到的有效樣本數(shù)據(jù)，以相對效率為基礎(chǔ)對同一類型的部門或單位(評價單元，DMU)的績效進行比較或評價。利用DEA方法可以對經(jīng)濟發(fā)展生產(chǎn)前沿面上的規(guī)模有效性和技術(shù)有效性進行評價。DEA方法巧妙的構(gòu)造了目標函數(shù)，并通過Charnes-Cooper變換(稱為C2-R變換)將分式規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題，無需統(tǒng)一指標的量綱，也無需給定或者計算投入產(chǎn)出的權(quán)值，而是通過最優(yōu)化過程來確定權(quán)重，從而使對決策單元的評價更為客觀。
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，所帶來的規(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。
對于非有效單元，利用"投影原理"不僅能指出指標的調(diào)整方向，還能給出調(diào)整量，并可進行縱向的時間比較和橫向的區(qū)域比較。因此，對于烏魯木齊市各城區(qū)水資源利用效率的評價問題，很適于運用DEA評價模型進行評價。文中選取烏魯木齊市七區(qū)一縣作為決策單元，使用DEA模型進行效率評價時，需要首先確定輸入輸出指標，參考其他文獻中有關(guān)水資源評價指標的選取，以及結(jié)合DEA模型的使用要求(決策單元的數(shù)量應該是評價指標個數(shù)的兩倍以上)，選取經(jīng)濟效益作為產(chǎn)出指標O，以資本投入和勞動力投入作為投入指標。
2結(jié)果與分析
對烏魯木齊市七區(qū)一縣的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分別編號為: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達坂城區(qū);8烏魯木齊縣。運用DEAP2.1軟件，以投入為導向，以2008年、2009年和2010年的截面數(shù)據(jù)為代表進行分析。
2.1烏魯木齊市各城區(qū)水資源利用效率分析
首先對烏魯木齊市七區(qū)一縣水資源綜合利用效率進行分析，通過計算得到2008年、2009年和2010年的效率值。
(1)從綜合效率來看，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，達到DEA有效的城區(qū)只有新市區(qū)，即投入產(chǎn)出都達到了最優(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，只有天山區(qū)的綜合效率呈下降趨勢，其他區(qū)縣均呈現(xiàn)增長趨勢。
(2)從純技術(shù)效率來看，2008年，除了新市區(qū)達到技術(shù)有效外，沙依巴克區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)和達坂城區(qū)也達到了技術(shù)有效，說明這幾個城區(qū)的各資源之間組合達到了最優(yōu)，而其它三城區(qū)市則需要進一步完善要素的投入結(jié)構(gòu)。2009年，在上述幾個達到技術(shù)有效的城區(qū)外，米東區(qū)也達到了技術(shù)有效。2010年，在之前兩年達到技術(shù)有效的城區(qū)中，沙依巴克區(qū)和米東區(qū)未達到技術(shù)有效。整體看來，天山區(qū)和烏魯木齊縣一直未達到技術(shù)有效，但技術(shù)效率較2008年也有略微增長。米東區(qū)的技術(shù)效率增長最快，但是烏魯木齊縣的技術(shù)投入過低，這說明烏魯木齊市水資源的技術(shù)革新和資源優(yōu)化配置上還需要進一步加強、改進和優(yōu)化。
(3)從規(guī)模效率來看，2008年，2009年和2010年規(guī)模收益遞減的城區(qū)只有天山區(qū)，說明天山區(qū)的投入規(guī)模過大，只通過高投入帶來高產(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)濟發(fā)達，人口眾多，對水資源的消耗量也最大，因此，只有通過資金、水資源和勞動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)、達坂城區(qū)和烏魯木齊縣三年均為規(guī)模收益遞增，說明這些城區(qū)的規(guī)模和投入、產(chǎn)出不匹配，有必要擴大生產(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，說明這兩個城區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模還可以進一步的加大。新市區(qū)已達到最優(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兩項投入冗余。2009年，天山區(qū)三項投入冗余，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。這說明，天山區(qū)的資本投入過多，生產(chǎn)效率低下，應大力加快經(jīng)濟發(fā)展速度，提高經(jīng)濟發(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，說明勞動力效率有所下降。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，還需進一步加強。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，說明農(nóng)業(yè)用水的效率極低，是亟待解決的主要問題。
3討論
水資源是維系區(qū)域經(jīng)濟與社會發(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，區(qū)域水資源短缺矛盾日益凸顯。在經(jīng)濟欠發(fā)達區(qū)域，水資源緊缺是制約區(qū)域經(jīng)濟發(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技術(shù)，在經(jīng)濟欠發(fā)達區(qū)域還較難實現(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指標，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)特點采用多種指標進行分析。
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