数据包络分析法在农村水利投资效率测算的应用_宋福生.pdf

123 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）数据包络分析法在农村水利投资效率测算的应用宋福生（盘锦市大洼区水利服务中心，辽宁 盘锦 124200）摘 要：文章以辽宁省农村水利为例，应用数据包络法和 2006-2020 年历史数据实证分析了农村水利投入-产出的效率问题，准确揭示产出不足和投入冗余的情况。然后结合投资无效单元存在的问题和全省农村水利投资的现状提出行之有效的对策，如调整农村水利投资主体、优化投入资金管理、增加农田水利投入和发展农业提高产值等，可为提高辽宁省农村水利投资效率和农业经济发展动力提供一定参考。关键词：数据包络法；农村水利；投资效率；实证分析中图分类号：TV213.9文献标识码：BApplication of Data Envelopment Analysis to Efficiency Measurement of Rural Water Conservancy InvestmentSongFusheng(Water Conservancy Service Center of Dawa District Panjin City,Panjin 124200,China)Abstract：TakingruralwaterconservancyinLiaoningProvinceasanexample,thispaperappliesthedataenvelopmentmethodandhistoricaldatafrom2006to2020toempiricallyanalyzetheinput-outputefficiencyofruralwaterconservancy,andaccuratelyrevealthesituationofinsufficientoutputandredundantinput.Meanwhile,combinedwiththeproblemsofineffectiveinvestmentunitsandthecurrentsituationofruralwaterconservancyinvestmentinLiaoningProvince,effectivecountermeasuresareputforward,suchasadjustingthemainbodyofruralwaterconservancyinvestment,optimizingthemanagementofinvestmentfunds,increasingtheinputofirrigationandwaterconservancyanddevelopingagriculturetoimprovetheoutputvalue,whichcanprovidesomereferenceforimprovingtheefficiencyofruralwaterconservancyinvestmentandagriculturaleconomicdevelopmentinLiaoningProvince.Key words：dataenvelopmentmethod;ruralwaterconservancy;investmentefficiency;empiricalanalysis农村水利直接关乎着生态文明建设、农民收入、农村经济和农业的发展，水资源不足对粮食生产以及农民日常生活等影响巨大1。近年来，为了加快农村水利发展辽宁省不断加大投资规模，但依然存在难以满足社会经济发展需求的问题，如多部门参与投资建设、农民参与度不高、政府投资巨大、投资主体单一和投入资金不到位等诸多问题，对社会公信力以及农村水利投资效率等造成严重影响。借鉴相关文献资料2-4，关于农村水利投资国内外学者相关研究情况总结如下：农村水利设施建设直接取决于农村水利投资情况，而农业生产的粮食产量与农村水利设施完善程度密切相关，水利文章编号:1007-7596（2023）05-0001-04收稿日期2022-01-13作者简介宋福生（1 9 7 2-），男，辽宁盘锦人，高级工程师，研究方向为水利工程新技术推广、水利水电工程等。DOI:10.14122/ki.hskj.2023.05.021 124 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）设施状况关系着农村经济发展，然而中国农村水利设施建设薄弱，对灌溉设备的总投资不足；技术、环境、经济、社会因素直接影响着农村水利投资效率；针对水利投资效率的研究，许多学者提出了适用于不同对象的研究方法，由于包络分析法(DEA)能够解决农村水利多投入多产出问题，实际应用过程中具有一定优势已成为大多数学者优先选用的方法；农村水利投资效率研究对象省市或全国范围为主。农业的发展高度在一定程度上取决于农村水利投资，虽然农村水利投资总量逐渐上升，但因监管不善、投资结构不合理等致使投资效率低甚至无效。鉴于此，文章结合辽宁省农村水利投资实际情况确定 20062020 年历史数据，应用数据包络分析法实证分析投资效率，并结合现状问题和 DEA无效的原因提出行之有效的政策建议，以期为提高辽宁省农村水利投资效率和农业经济发展动力提供一定参考。1 研究方法辽宁省农村水利投资效率是纯技术效率与规模效率的统一，主要是指在既定技术条件下，通过投入有限的生产要素最大程度地达到较高的产出效率，或保持产出量不变尽可能实现最小化的农业要素投入，故属于相对有效的概念。本研究充分考虑研究对象的特殊性，综合应用实证分析法(DEA)、田野调查法以及文献研究法进行分析。1.1 构建 DEA 模型数据包络分析法（DEA）主要是依据统计数据和计算规则，在不改变决策单元（DMU）输入或输出的情况下确定生产前沿面，然后投影各决策单元，并计算两者的偏离程度，从而评定出相对有效 性5-7。在不存在随机误差的条件下，若效率值为1 则代表决策单元位于前沿面上，由此判定投资有效；若效率值 1 则代表决策单元发生偏离，由此判定出投资无效，一般增加产出或减少投入均可提高投资效率。1）BCC 模型。从不同角度上，可以将 BCC 模型划分成投入和产出两种不同的导向，其中投入型是维持产出不变，通过减少投入反映效率水平，而产出型是维持投入不变，通过最大化产出来衡量效率水平，BCC 模型表达式为：（1）式中：n、m、s 为决策单元数、农业生产中各决策单元的 m 项投入和 s 项产出；x 为投入要素，即第j 个年度对农业生产第 i 个方面的投入量，x 0；y 为产出要素，即第 j 个年度在农业生产的第 r 个方面的产出量，y 0；j 为松弛变量，即投入与产出的权重。2）CCR 模型。若以决策单元 j0和所有单元的效率指数为目标、约束条件，由此可建立 CCR 模型的表达式为：（2）式中：ur、vi为输出和输入的度量；yrj、xij为 DMUj的第 r 种产出和第 i 种投入，该 DMU 的相对有效性代表规划的最优值。1.2 选取投入产出指标为准确反映农业综合生产能力选择第一产业生产总值作为产出指标，并按生产总值指数（1978年=100）折算第一产业生产总值以消除物价变动的影响8，农村水利投资效率指标，见表 1。表 1 农村水利投资效率指标一级指标投入指标产出指标二级指标劳动力投入资本投入农业综合生产能力粮食产量灌溉面积备注第一产业从业人数 X1/万人农村水利投资额 X2/亿元第一产业生产总值 X3/亿元每公顷粮食掺量 X4/kg有效灌溉面积 X5/万 hm21.3 数据来源本研究设定决策单元为 2006-2020 年，相关数据来源于辽宁省调研数据、水利统计公报、农村统计年鉴、社会发展和国民经济统计公报等，2006-2020 年农村水利投入-产出数据，见表 2，平减后 125 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）农村水利投入-产出值，见图 1。依据农村水利有关数据全面分析各年度投资效率情况。051015202530200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020年份平减后农村水利投资额/亿元 02000400060008000100001200014000160001800020000200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020年份平减后第一产业生产总值/亿元(a)农村水利投资额/亿元(b)第一产业生产总值图 1 平减后农村水利投入-产出值表 2 2008-2020 年农村水利投入产出数据年份X1/万人X2/亿元X3/亿元X4/kgX5/万 hm220061728.806.524641.055428270.020071681.424.305768.625740270.620081647.355.516988.165836270.620091610.286.407135.246025271.820101586.456.527480.155917273.220111580.0110.7610042.475840274.920121576.9316.7110628.825942277.320131552.3715.5816185.416017272.520141547.0615.4617506.825862309.520151541.3716.1510437.455973311.120161516.7222.8114037.976025312.420171468.3711.4616270.605996314.520181416.2410.0515066.426075315.620191648.208.6812528.966261315.620201675.648.6416025.736342318.52 投资效率测算2.1 测算结果将 2006-2020 年各决策单元投入产出数据代入DEA-SolverPro5.0/BCC 模型/CCR 模型，测度分析研究期间农村水利投资效率，测算规模、纯技术和综合技术效率，辽宁省农村水利投资效率、投入产出效率、产出不足和投入冗余测算结果，投资效率测算结果，见表 3；2006-2020 年投入产出效率值见表 4；产出不足与投入冗余分析，见表 5。表 3 投资效率测算结果年份规模效率纯技术效率综合技术效率20060.93860.91270.8567200711120080.98760.98570.97352009111201011120110.95470.90240.861520120.96980.90200.874820130.96720.96450.9329201411120150.97700.90750.886620160.98260.92500.90892017111201811120190.96850.98070.94982020111表 4 2006-2020 年投入产出效率值年份投入产出X1/万人X2/亿元X3/亿元X4/kgX5/万 hm22006原始值1728.86.524641.055428270目标值1500.745.717397.865523270增减量-228.06-0.812756.81950变化率/%-13.19-12.4259.401.750.002007原始值1681.424.35768.625740270.6目标值1681.424.35768.625740270.6增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.002008原始值1647.355.516988.165836270.6目标值1636.815.496988.165836272.4增减量-10.54-0.02001.8变化率/%-0.64-0.360.000.000.672009原始值1610.286.47135.246025271.8目标值1610.286.47135.246025271.8增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.00 126 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）续表 4 2006-2020 年投入产出效率值年份投入产出X1/万人X2/亿元X3/亿元X4/kgX5/万 hm22010原始值1586.456.527480.155917273.2目标值1586.456.527480.155917273.2增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.002011原始值1580.0110.7610042.475840274.9目标值1363.669.3614723.725840300.7增减量-216.35-1.44681.25025.8变化率/%-13.69-13.0146.610.009.392012原始值1576.9316.7110628.825942277.3目标值1384.769.8614767.345942308.9增减量-192.17-6.854138.52031.6变化率/%-12.19-40.9938.940.0011.402013原始值1552.3715.5816185.416017272.5目标值1631.0812.3216185.416017315.1增减量78.71-3.260042.6变化率/%5.07-20.920.000.0015.632014原始值1547.0615.4617506.825862309.5目标值1547.0615.4617506.825862309.5增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.002015原始值1541.3716.1510437.455973311.1目标值1386.178.8914647.615981311.1增减量-155.2-7.264210.1680变化率/%-10.07-44.9540.340.130.002016原始值1516.7222.8114037.976025312.4目标值1403.9710.1414939.236025313增减量-112.75-12.67901.2600.6变化率/%-7.43-55.556.420.000.192017原始值1468.3711.4616270.65996314.5目标值1468.3711.4616270.65996314.5增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.002018原始值1416.2410.0515066.426075315.6目标值1416.2410.0515066.426075315.6增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.002019原始值1648.28.6812528.966261315.6目标值1595.88.4312528.966269315.6增减量-52.4-0.25080变化率/%-3.18-2.880.000.130.002020原始值1675.648.6416025.736342318.5目标值1675.648.6416025.736342318.5增减量00000变化率/%0.000.000.000.000.00表 5 产出不足与投入冗余分析年份投入冗余产出不足X1/万人X2/亿元X3/亿元X4/kgX5/万 hm22006-228.06-0.812756.819502008-10.54-0.02001.82011-216.35-1.44681.25025.82012-192.17-6.854138.52031.6201378.71-3.260042.62015-155.2-7.264210.16802016-112.75-12.67901.2600.62019-52.4-0.250802.2 无效分析规模效率和纯技术效率是否有效决定了综合技术效率的有效性，是否产出不足或者投入冗余可以依据投入产出效率来判定9。若产出不足则应提高产出，若投入冗余则应减少投入，总结分析投资无效的主要原因有：1）资金投入不稳定。通过分析辽宁省 2006-2020 年农村水利投资数据发现，其投资额表现出先波动增加再波动减小的变化趋势。由于行业的特殊性，当年的农村水利投资并不会立即产生收益，从 DEA 测算数据上则表现为投入冗余。2）农田水利建设资金投入较少。“十二五”期间以农村饮水安全工程作为水利投资的主要对象，农田水利逐渐成为薄弱环节，从而使得粮食产量及有效灌溉面积产出不足。3）资金管理分散，统筹协调不足。通过比较投资部门 2005 年和 2015 年的变化发现，虽然市人民政府批准了水管部门的农村水利工程规划，但在农村水利工程建设方面农业综合开发、农业、国土、财政、发展改革等部门的约束指导作用不足。4）融资服务体系有待完善。结合调研数据，农村水利投资中只有 10%来源于水利企业、群众自筹以及金融贷款等，而财政投入资金占比达到90%以上，金融机构特别是 2017 年以前对水利建设的支持力度不够。2.3 政策建议1）调整农田水利资金投入。针对农村水利产出加强监测，分阶段划分水利项目，对于下一阶段不适应的项目选择不投或建设投资，加强过程控制和投资风险控制。加大农田水利投入，加快推进集中化、农业现代化灌溉，切实提升第一产业生产总 127 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）值、粮食产量以及有效灌溉面积，从而提升区域整体投资效率10。2）优化资金管理。从调查数据上，虽然各地农村水利投资较多，但普遍存在资金落实不到位的现象，资金被挪用的情况比较严重，从而导致工程进度缓慢11。所以，应加强资金监管，做到农村水利投资不拖不欠、专款专用，可以采取网络平台信息公开和设立监管机构等监管措施。3）调整投资主体。通过水利融资平台鼓励用水户、个体户等参与农村水利投资。4）大力发展农业。结合分析结果，第一产业生产总值产出不高的单元大都是投资综合技术效率不高，因此要加强高产量、机械化、大规模现代化农业的发展12-14。3 结 论文章应用数据包络分析法和 2006-2020 年历史数据，实证分析了辽宁省农村水利投资效率，结果表明共有 2006、2008、2011、2012、2013、2015、2016 和 2019 年 8 个投资无效单元，2007、2009、2010、2014、2017、2018、2020年7个投资有效单元。结合测算效率值，规模和纯技术效率均无效的测算单元则综合技术效率也无效。投资无效的主要原因是农村水利建设周期较长，必须连续投入一段时间方可产出，水利投资的特殊性致使其表现出投入冗余，粮食产量、有效灌溉面积及第一产业生产总值不足。参考文献：1 陈雷加快推进农田水利改革夯实现代农业和全面小康社会水利基础在全国农田水利改革现场会上的讲话 J水利发展研究，2016，16(01)：1-52 顾宏，贾仁甫，李江安，等 农业用水精准补贴机制研究-以高邮市农业水价综合改革试点为例 J江苏水利，2015(10)：10-123 马宏娟基于收益不确定条件下农村水利建设弹性补偿机制研究 J黑龙江水利科技，2018，46(08)：24-264 曹文英，袁汝华长江经济带水利投资效率分析 J.武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2018，40(04)：450-4545 成刚数据包络分析方法与 Max DEA 软件 M北京：知识产权出版社，2014：26-286 张宏军，徐有为，程恺，等数据包络分析研究热点综述 J计算机工程与应用，2018，54(10)：219-2287 刘晓君，闫俐臻基于数据包络法的西部水资源利用效率及影响因素研究 J水资源保护，2016，32(06)：32-378 王冲云南省陆良县农田水利设施运行管理机制模式分析研究 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