基于数据包络分析的灌区农业生产综合效率评价与分析

为评价中国灌区农业生产综合效率的空间差异性,采用数据包络分析(Data envelopment analysis,DEA)方法对全国440个灌区2010年的农业生产综合相对效率进行评估,并基于不同区域灌区农业生产投入及其冗余状况对生产效率提升途径进行探索。结果表明,8个灌区的相对效率为1.000,达到DEA有效;灌区间农业生产效率差异显著,绝大部分(327个)不足0.300,省区尺度生产效率无明显空间分布规律;各投入指标对应存在冗余灌区个数分别为319(有效灌溉面积)、369(绿水)、155(蓝水)、298(化肥)及207(农业机械);非DEA有效灌区5个投入指标的可减少量占所有评价单元投入总量的比例分别为23.8%、39.2%、18.1%、29.0%以及19.9%。综上可知,各非DEA有效灌区应根据自身投入指标冗余状况优化配置和管理资源以提高区域综合农业生产效率,其中绿水资源高效利用是全国范围内广泛面临的问题;东北和西北地区需注重水土资源配置效率提升,而南方粮食主产区应注重水肥高效利用机制的研究与实践。     

基于DEA的区域农业机械化投资效率比较分析

为了分析目前各区域农业机械化投资效率的异质性变化规律,研究了基于2012年的省际面板数据,并运用超效率DEA针对构建的农业机械化投资效率评价指标体系进行了空间差异分析。结果表明:全国各地区农业机械化投资效率总体形势不太乐观,且东、西、中部存在一定程度的差异;广西、青海、福建、宁夏和海南为非相对有效的最后5位;且这5个省份在机收率、机耕率、机电排灌面积皆存在投入冗余。     

基于DEA的湖北省农业机械化投入产出效率

为有效测算湖北省近年来推进农业机械化投入产出效率,利用数据包络分析（DEA）,以2001—2016年湖北省农机资金投入、农机从业人员投入和农机总动力投入作为投入指标,以农机作物产值和产量作为产出指标,测算每年农业机械化投入产出的综合效率、纯技术效率和规模效率。约50%年份农业机械化投入产出具有效率,其他年份虽处于非资源配置有效率,但调整到最优状态的数值与实际值相差不大。湖北省农业机械化工作整体完成较好,投入产出比例合理。      

玉米全要素生产率非参数测算分析及对策

玉米生产受到诸多投入要素的限制与影响,如种子、秧苗、劳动力、土地、农药、化肥、农膜、机械设备、畜力和其他物质投入等,提高这些因素的投入-产出效率水平对于促进玉米高效持续增产至关重要。为此,在对中美两国玉米生产成本与单产时序比较的基础上,利用基于DEA的非参数前沿面效率分解方法对全国主要地区的玉米全要素生产效率问题进行了实证分析,从纵向时间序列和横向不同区域两个视角研究了我国玉米生产效率和生产资源配置的演化过程及区域对比特征。最后,有针对性地提出了促进我国玉米生产资源有效配置、提高玉米生产效率的相应措施与途径。     

重庆水资源利用效率测度及投影优化分析

中国水资源问题的核心是利用效率问题,科学客观评价水资源利用效率已成为当前水资源研究的热点。本文利用数据包络分析(DEA)方法,选取农业用水量、工业用水量、年末供水管道长度、固定资产投资、从业人员数量为投入指标,以GDP为产出指标的指标,对重庆2001-2012年的水资源利用的总体效率、纯技术效率和纯规模效率进行测度和评价,揭示动态变化规律,对非DEA有效的年份进行投影分析。研究结果表明:1重庆市近12年水资源利用总体效率处在接近最优的状态。DEA无效年份在农业用水量、工业用水量、年末供水管道长度均有冗余,其中农业用水和年末供水管道长度冗余量较大,农业用水效率还有提升的空间,规模效率是影响重庆水资源利用总体效率的主要因素。2农业用水量和年末供水管道长度消减率较大,分别为12.109%和16.663%。在规模报酬不变情况下,可以通过适当的消减投入来达到各要素的最优配置,实现水资源的高效利用。因此,适当减少农业用水量,加大农业节水设施的建设,大力发展设施农业,减少工业用水的比例,淘汰落后高耗水产业,大力发展节水型产业,增加水资源输送设施的技术含量、提高水资源的输送能力,是今后重庆提高水资源利用效率需要努力的方向。     

河南省农业机械装备效率区域差异化研究

选取8个农业机械装备的数量作为投入指标,机耕面积和机播面积为产出指标,利用数据包络分析(DEA)方法,以河南省18地市为生产单元,计算农业机械化的综合效率、纯技术效率、纯规模效率、规模收益及投入冗余率;同时,分析了河南省农业机械投入产出效率的特征和区域差异,揭示了其目前农业机械装备的效率水平和问题,并提出相应建议。     

我国玉米生产效率时空特征分析

为指导我国玉米生产效率提升,基于DEA模型、Malmquist指数法以及ESDA分析法,分析了2005—2015年我国20个玉米主产省(区)玉米生产综合技术效率与全要素生产率变化的时空特征。结果表明:(1)2005—2015年,研究区域玉米生产综合技术效率平均值、纯技术效率和规模效率的均值都未达到DEA有效水平,综合技术效率提高主要依赖生产方式改进,玉米全要素生产率平均下降6.7%,其增长显著依赖于技术进步。(2)各省(区)综合技术效率的差异主要受农业生产方式(技术运用等)、经营规模及农业生产占比等的影响。综合生产技术效率较高的省(区),纯技术效率与规模效率均较高;而综合效率较低的省(区),纯技术效率与规模效率的差异较大。缺乏区域适用的先进生产技术或技术未得到有效投入,推广运用会导致玉米全要素生产率降低。(3)玉米生产各个投入要素均存在不同程度的松弛,配置不合理,均有可节约的空间。(4)研究区域玉米生产综合技术效率呈现集聚性,11年间空间差异扩大。少部分区域存在显著的正相关关系,主要集中在北方地区与黄淮海地区,呈现明显的空间集聚特征。因此,针对性提高区域适用技术的有效投入、改善经营规模,是提高各省(区)玉米生产效率的关键,同时,加强空间布局优化,使玉米生产达到"H-H"集聚是整体提升我国玉米生产效率、提高竞争力的关键。     

基于绿色生产和资源协同的农业水土资源利用效率研究

从水土资源协同投入和“经济-社会-生态”效益产出的全局角度分析宏观区域的农业水土资源利用效率,对于农业生产可持续性具有重要价值。本文结合广义水资源概念及农业生产中的“多投入-多产出”特征,阐明了农业水土资源利用效率的内涵,利用数据包络分析法构建了超效率-基于松弛变量（Super-SBM）模型和超效率-考虑非期望产出-基于松弛变量（Super-Undesirable-SBM）模型用于测算生产配置效率概念的农业水土资源利用效率,并以山东省引黄灌溉区为例,测算了研究区51个县域的不考虑生态效益的农业水土资源利用效率（WLUE）、考虑生态效益的农业水土资源利用效率（WLUEE）、水资源利用效率损失（WUEL）和耕地资源利用效率损失（LUEL）。结果表明：所有县域中,只有东明县和桓台县WLUE和WLUEE均大于1,实现了DEA有效,河口区的WLUE最小,历城区的WLUEE最小。各县域分为绿色高效型、普通高效型、绿色低效型和普通低效型4种类型,且绿色高效型和普通高效型县域水资源利用水平更高,绿色低效型和普通低效型县域耕地利用水平更高。提出了不同类型县域农业水土资源利用效率的针对性改善措施,为农业水土资源利用效率研究提供新的视角,研究成果有利于促进研究区农业生产的可持续发展。     

武威市基于灌溉水有效利用系数的农业节水增效措施研究

为严格用水总量控制与定额管理,客观掌握武威市农田灌溉水有效利用状况,有利于改进区域输水灌溉方式、合理规划分配利用水资源,进而助推实施国家农业节水增效行动.本文在武威市20个灌区中选取12个具有代表性的样点灌区,采用首尾测算分析法对2016—2020年武威市农田灌溉水有效利用系数进行测算,分析影响系数变化的主要因素.结果...     

生产效率视域下加工番茄生产要素冗余的区域差异及影响因素

新疆是我国番茄制品生产和出口的重要基地,基于新疆加工番茄主产县域480份农户的调研数据,采用DEA-BCC模型,测算新疆加工番茄主产县域的生产效率,分析加工番茄主产县域的生产要素冗余率,并利用地理探测器模型,揭示影响加工番茄生产效率的关键因子。结果表明：新疆加工番茄主产县域的生产效率存在显著差异,且生产效率均未达到DEA有效水平;其次,加工番茄主产县域的生产要素投入存在不同程度的冗余,种植面积和农业机械投入冗余属于资源利用强度不足型,劳动力、化肥及农药投入冗余属于要素投入过度型;家庭纯收入、户主年龄、户主受教育程度、种植时间和种植面积是生产效率出现县域差异的主要因子,解释力度介于61.4%～65.2%,且因子间相互作用的影响力均高于单独作用的影响力,表明促进县域之间生产要素的合理流动和高效集聚,发挥主产县域的辐射带动作用,可以有效提高加工番茄种植户的生产效率。     

Impact of resources and technology on farm production in northwestern China

Analyses were performed to evaluate the impact of resources and technological inputs on farm production in northwestern China, including five provincial districts of Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai, and Xinjiang. The gross value of farm production using 1978 constant prices was chosen to be the dependent variable in data analysis. Input variables included the irrigation ratio, farm labour, fertilizer application, and farm machinery. Multivariate statistical analysis (correlation and regression) was used to characterize the relationships between the gross value of farm production and various input variables. The gross value of farm production in the region increased fivefold during the study period, and was strongly associated with resource use and technological inputs. The gross value of farm production was significantly correlated with the irrigation ratio in Shaanxi, Gansu, and Ningxia, where the irrigation ratio was relatively low compared with the national averages. The increase in irrigation ratio in these provincial districts explained 9–19% of the growth in farm output from 1978 to 1998. Technological inputs of chemical fertilizer and farm machinery were significantly associated with farming output in all provincial districts. During the study period, the application of technological inputs increased two to eightfold, and contributed about 45% in the growth of farming output in the region. Farm production was also found to be significantly correlated with labour input. Results of this study indicated that water use efficiency and irrigation management need to be improved for future agricultural development, and further advances in farm mechanization and technology application are key for increasing farm production with limited water resources in this semi-arid area.     

南方大型灌区水稻田灌溉制度实时优化方法研究

【目的】提高南方大型平原自流灌区农业用水效率,发展精准灌溉。【方法】针对江苏省洪金灌区,基于降雨短期预报和水量平衡方程,开展水稻灌溉制度的实时优化研究。【结果】基于7 d短历时天气预报,2017年7月7─13日洪金灌区采用实时优化方法确定的灌溉方案与传统灌溉制度相比,在满足同样灌水要求情况下的灌溉水量减少了32%。【结论】该方法对南方水稻区种植具有普遍指导意义,能够更加精确地安排水稻灌溉制度,提高雨水利用率,优化地区水资源分配。     

黄河流域典型灌区灌溉节水管理模型研究

以黄河流域上下游2个典型灌区为背景，针对灌区有其农业水管理现状，开发了灌溉节水策略分析决策支持系统（DSS）原型。DSS是一个规划工具，通过对不同策略下田间配水及供水系统的模拟分析及综合决策，寻求最优的策略集合，以达到节约灌溉用水量、提高农业用水效率及维持农业可持续发展的目的。该DSS系统主要用于黄河流域灌区提高农业水管理水平的策略分析，也可用于评估灌区续建配套及土地最佳利用方案等方面。     

喷灌条件下水分调控对白茶生长发育及产量的影响

为江苏省丘陵地区茶园推广喷灌技术提供合理的灌溉指导,研究了喷灌条件下不同水分调控对该地区白茶生长发育及产量的影响,设置了茶叶根区(土壤地表以下)40 cm处土壤相对含水量下限控制灌溉:65%、75%和85%,并以未灌溉作为对照,每个处理重复3次,按随机区组布置。采茶后测定新梢芽叶性状、叶片干重、叶面积、产量,并分析各处理下白茶的经济效益。从对茶树新梢芽叶形状影响来看,喷灌可加深叶色,增加百芽重;从叶片干重和叶面积来看,喷灌能显著增加叶片干重,增加叶面积;从茶叶产量来看,喷灌能明显增加产量,增产幅度为18.18%~54.55%,其中以相对含水量85%的处理增产效果最佳;从茶叶产值效果来看,喷灌较未灌溉可增加纯收入34~156万元/hm~2。茶园使用喷灌技术具有明显的增收增产的效果,且相对含水量85%的处理效果最显著。     

生态农业投入与产出的地域差异分析——基于江苏省7市31县(区)的数据

分析生态农业投入对生态农业产出的区域差异对促进生态农业优化升级的投资具有指导价值。在测算生态农业三种投入对生态农业产出的区域差异上采用三阶段DEA方法，根据研究需要选取CCR、BCC、SBM三个模型，从技术效率、规模报酬和要素利用率三个维度来探索DEA方法在生态农业投入产出分析中的应用，梳理DEA方法在生态农业投入产出测算中的不足，并运用江苏省2021年7个地级市31个县(区)收集到的数据测算不同地域的7个地级市生态农业发展的区域差距。研究发现：江苏省的生态农业PTE分布相对集中，31个县(区)的均值为0.636，高于TE、SE的均值，此外，SE方差为0.047，高于TE方差，低于PET方差，由此可知江苏省生态农业的技术效度差异显著。据此，可将生态农业发展分为两极分化、一枝独秀和发展落后三类。从规模报酬来看，研究选取的31个县(区)中有27个县(区)规模报酬递增，说明江苏省的生态农业总体态势良好。从要素利用率来看，研究选取的31个县(区)生态农业从业人员利用率(UFW)的平均值为66.03%，土地资源利用率(UAA)平均值为54.28%，现代农机的利用率(UTP)平均值为39.02%，相比欧美国家的生态农业，江苏省的要素利用率并不高，需要地方政府制定相应的鼓励政策激励要素利用率的提高。     

基于改进TOPSIS法的通辽市水土资源利用效益评价

为提高半干旱区农灌区水土资源利用效益,以通辽市为例,从经济、社会与生态3方面选取评价指标,应用基于灰色关联分析法与熵值法改进的TOPSIS法,分别对2000年、2005年、2010年和2013年各旗县的水土资源利用效益进行评价。结果表明,通辽市各旗县水土资源利用效益整体较优,其中节灌率、灌溉水利用系数、有效灌溉率、人均农业产值、单位灌溉面积产值以及林草覆盖率等6项指标是影响水土资源利用效益的主要因素,且改进的TOPSIS法对于水土资源利用效益评价方面具有一定的可信度,值得在同类研究中推广应用。     

井渠结合灌区节水农业综合技术体系与示范

井渠结合是一种普遍的灌溉形式,目前,北方的这类灌区普遍存在着地表水与地下水不能合理调配、地下水过量超采所导致的水环境问题和灌溉效益不高的问题。而灌溉效益低下又进一步扩大了水资源的供需矛盾,使地下水的超采问题进一步加剧,严重制约着灌区经济的可持续发展和水资源的可持续利用。灌区应建立一种什么样的农业发展模式,走一条什么样的节水路线始终是一个研究的重点和难点。在山西晋中榆次区进行了试验与示范(项目区6667 hm2,其中示范区667 hm2,辐射区6000 hm2),就此介绍业已建立的井渠结合灌区(榆次区)节水农业综合技术体系,以及建设的示范区和节水效果。     

基于微水发电系统的智慧农业物联网设备研发及应用

鉴于中国水资源短缺且农业灌溉用水有效利用率低的现状,为提高农业灌溉用水效率与效能,加快高科技智慧型农业设备研发与推广,降低农业投入以及农业用水的比例,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,制定四因素三水平的正交试验优化方案,对9种不同方案在设计流量点处的新型微型管道水轮机性能进行计算,并进行物理模型试验验证.研究结果表明:水轮机内的压力脉动主要受到叶片通过频率和导叶通过频率的影响;在设计流量点处,优化后的水轮机出力为6.30 W,效率为85.13%,与初步设计方案相比,分别提高了32.35%和2.58%.同时研发了智慧农业物联网前端与终端系统,建立一个集自发电、环境监测、远程控制、情况预警、生长状况分析于一体的综合性农业物联网智能管理系统,极大地方便了用户,为实现智能化种植、养殖技术提供了一种切实可行的方案.     

玛纳斯河灌区农户农业灌溉水价承受能力研究

从玛纳斯河灌区农户种植棉花平均生产成本和收入情况、水费占成本、收入的比例情况、农户可接受的灌溉水费占单位面积投入比例、农户对现行灌溉水价的评价及对水价构成的认识等方面进行了抽样调查.在此基础上对灌区农户灌溉水价的承受能力进行了分析,给出了该灌区农户水费承受能力指标及2006年该灌区农户可承受的平均终端灌溉水价为0.110 9元/m 3 .为该灌区制定农业灌溉水价改革政策、提高农业水资源利用效率等提供基础资料.