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转换灌溉方式对农户种植决策和经济的影响——以河北省张北县为例

花匠小妙招
2024-11-06 13:09

华北地区是我国水资源严重短缺的地区, 也是我国的粮食主产区, 灌溉在保障农业生产方面的重要作用不可忽视。而农业灌溉作为该区域最主要的耗水途径, 传统的灌溉方式水资源利用率较低, 浪费严重[1]。膜下滴灌等节水灌溉技术被认为可以减少单位土地面积的灌溉用水量[2-3]。对于干旱缺水的华北地区, 推动节水灌溉成为政府工作的焦点[4]。

近年来, 节水滴灌已形成以滴灌技术、覆膜种植、管道供水、机械作业和智能管理构成的种植技术体系[2], 在新疆、内蒙古、黑龙江等地区也得到广泛应用[5]。但节水滴灌技术还有许多问题需要深入研究[6-9], 尤其对技术应用效果的评价, 国内外已有的研究多是从节水灌溉技术本身围绕田块尺度上的节水效益、对作物的增产效果展开[10-13]。结果表明, 采用高效率的灌溉技术可以在不减少作物产量、避免带来农户收入损失的前提下减少灌溉用水的使用量[14-15], 或者在供水量不变的条件下通过提高作物对灌溉水的利用率, 提高作物产量[16-17]。据此, 基于用水量的水资源管理框架和传统节水理念, 似乎推广现代化的、高效率灌溉技术可以减少流域的农业用水量, 从而缓解区域水资源紧缺的态势[18-19]。

然而, 若跳出节水灌溉技术本身, 从社会-经济-生态复合系统的角度[12, 20], 转换灌溉方式后, 农户作为农业生产的基本单元, 在追求利润最大化的动机驱动下, 是否会改变种植决策和农业生产行为, 从而对区域农业用水和耗水产生不符合政策预期的影响？近年来的一些国外研究表明, 农业灌溉方式由地面灌溉转换为节水灌溉后在一定程度上会促使农户转换种植结构, 如选择种植耗水较多的经济作物[12], 或采用耗水较多的种植结构或是轮作模式[13], 以追求更高的经济收益, 或一定程度上促使农户减少劳动力的投入[16]。但这些研究主要集中在水资源相对富足的农业主产区, 对于华北地区这样的半干旱地区, 转换灌溉方式后是否会对农户的种植决策和福利产生影响尚有待研究。

因此, 本文以河北省张北县为例, 从农户经济的视角, 探讨不同的灌溉方式下农作物的生长差异; 基于此, 分析灌溉方式对农户种植结构选择的影响以及农业生产投入和产出的差别, 以此来解释农户为什么会选择从一种灌溉方式转变到另一种灌溉方式, 选择该种灌溉方式后农户的个体种植决策会发生怎样的改变, 会对单个农户产生怎样的经济影响。由于从社会-经济-生态复合系统的角度, 单个农户灌溉方式的转变及其种植决策的转变会对区域农业的用水产生复杂的影响, 本文的研究结果可对进一步深入分析节水灌溉对区域农业生产的用水影响提供科学依据。

1. 研究区概况

张北县属河北省张家口市, 位于河北省的西北部、内蒙古高原南缘的坝上地区。人均水资源占有量为544.4 m3, 根据国际标准属于严重资源性缺水地区。多年平均地表水资源量为7 400万m3, 地下水资源量为15 439万m3, 地下水资源相对于地表水资源较丰富, 水质情况较好, 适于农业灌溉。土地总面积4 231.6 km2, 2016年耕地总面积为1.01×105 hm2, 有效灌溉面积25 387 hm2, 占总耕地面积的25.1%。人均占有耕地0.272 hm2, 水浇地0.068 hm2。

20世纪90年代之前, 田间灌溉以大水漫灌为主, 也有部分畦灌、沟灌等方式。90年代后, 地面软管灌溉开始出现, 卷扬喷灌和可移动式的喷带喷灌也逐渐发展。2007年建成第一批膜下滴灌。2010年以后, 随着国家水利部和河北省水利厅对张家口市坝上地区农田水利设施建设的重视, 相关的项目支持逐渐增多, 低压管灌和膜下滴灌这两种灌溉方式在张北县迅速发展开来(图 1)。

图 1 近年来张北县几种主要灌溉方式的使用比例

Figure 1. Proportion of major irrigation methods in Zhangbei County in recent years

从图 1可以看出, 相比较管灌和喷灌两种方式, 膜下滴灌是主要的节水灌溉方式, 也是我国在华北地区未来一段时间主要推广的节水灌溉方式。因此本文主要讨论农户从地面灌溉转换成膜下滴灌后, 其种植决策和经济收益的变化。

2. 研究方法和数据来源

2.1 灌溉方式对灌溉效益及作物产量的影响

研究地区水浇地种植的作物类型包括粮食作物和经济作物(蔬菜和糖料作物)。其主要灌溉方式包括地面灌溉、管灌或喷管以及滴灌或膜下滴灌。一般来讲, 单方水在某种灌溉方式下的总效益和净效益分别用总水分生产力(gross water productivity, GWP)和净水分生产力(net water productivity, NWP)指标来衡量, 即:

Ci=Si+Fi+Hi+Wi+Li+Mi+Ri+Ii (5)

式中: wi为单位面积作物i在某种灌溉方式下的总用水量, Ai、Bi和Ci分别为单位面积作物i在某种灌溉方式下的净收益、总收益和直接成本, Pi为农户出售第i种作物的价格, Yi为作物i在某种灌溉方式下的单位面积产量, Si、Fi、Hi、Wi、Li、Mi、Ri和Ii分别为作物i在某种灌溉方式下的种子、肥料、农药、灌溉用水、劳动力、机械作业、地租以及灌溉设施建设和维护支出。

作物的产量受到水、化肥、农药、劳动力等生产要素的投入情况、农户特征、灌溉方式以及自然条件的影响, 本文用柯布-道格拉斯生产函数来定量分析这些因素对作物产量的贡献。函数如下:

lnYi=ai0+b1lnxi+b2lnwi+∑jm=1bmT+∑kn=1bnS (6)

式中: Yi是作物i的单位面积产量; ai0是截距项; xi是除灌溉水以外的其他投入向量, 例如化肥、农药、劳动力及其特征; wi是单位面积的总灌溉水量; T为灌溉方式虚变量; S为地块特征虚变量; b1、b2、bm和bn为待估计的参数向量, 采用普通最小二乘法估计。

2.2 灌溉方式对种植决策的影响

以作物的单位面积灌溉用水量为依据, 对研究地区水浇地种植的所有作物进行分类, 单位面积灌溉用水量接近于0的视为旱作作物(粮食作物、杂粮作物、油料作物、糖类作物、饲草作物以及豆类), 单位面积灌溉用水量在0到100 m3之间的视为低耗水作物(粮食作物、糖类作物、用水量较小的蔬菜以及饲料作物), 单位面积灌溉用水量在100 m3到200 m3之间的视为普通耗水作物(用水量偏高的蔬菜), 单位面积灌溉用水量高于200 m3的视为高耗水作物(用水量较大的蔬菜和花卉)。

对于单个农户来说, 从传统的地面灌溉转变成膜下滴灌, 最重要的原因并不是节水, 而是期望通过灌溉方式的转变, 能从农业生产中获得更高的收益[20]。本文选取研究地区几种常见的、有代表性的作物进行投入产出的比较分析, 包括旱作作物(玉米, Zea mays L.)、低耗水作物(甜菜, Beta vulgaris L.)、普通耗水作物(圆白菜, Brassica oleracea L.)和高耗水作物(花卉)。对2015年和2010年农户种植的作物类型组合进行对比, 以定性分析农户灌溉方式的变化与农户作物选择之间的关系。

2.3 灌溉方式对农户投入产出的影响

农户种植的各项投入包括:土地、种子、肥料、农药、灌溉用水、灌溉设施建设成本、人力和机械作业投入等。

对于膜下滴灌而言, 建设成本包括材料和铺设成本。材料主要包括地膜和滴灌带, 一般采用人工或机器铺设。该地区地膜和滴灌带的使用寿命均只有1年, 每年需购买新的材料并重新安装铺设。该种灌溉方式日常维护成本较低, 本文不列入考虑。此外, 研究地区得到国家节水灌溉项目支持, 输水管道的建设成本由国家和当地政府承担, 不计入农户的各项投入中。

在下沙河村, 使用地面灌溉种植玉米通常也会铺设地膜来保墒, 因此将地膜成本列入灌溉设施建设成本中。在金家村, 使用喷灌方式种植甜菜的农户所采用的设施为喷灌带, 其使用寿命为3年左右, 将总材料成本按可使用年限进行平均作为1年的投入。

2.4 数据来源

本文于2016年7—8月在张北县与相关部门和村干部开展了座谈和调研, 并对相关农户进行了入户问卷调查和访谈。

样本选取采用分层抽样和随机抽样相结合。根据张北县土地分区利用状况, 在东南沿坝山地区和中部平原区各随机选择3个村, 各村样本的发放数量以各村的家庭户数所占比例为主要依据, 结合调查中的实际情况做出适当调整。每个随机群样本数量控制在总样本的1/13之内。调查问卷共200份, 整理后有效问卷189份, 占问卷总数的94%。

农户问卷调研的主要内容包括农户个人和家庭的基本情况, 农户的种植结构现状及5年前的种植结构, 经营地块的详细投入、产出情况, 以及农户灌溉用水行为的相关信息。

3. 结果与分析

3.1 灌溉方式对灌溉效益及作物产量的影响 3.1.1 对灌溉效益的影响

本文将同一个农户种植的作物种类和采用的灌溉方式均一致的地块视为1个样本, 对某种作物类型使用同一种灌溉方式下的所有样本信息进行加总平均, 计算灌溉水量(wi)、灌溉水总效益(GWP)和灌溉水净效益(NWP)(表 1)。

表 1 不同作物在不同灌溉方式下的总灌溉用水量(wi)、总水分生产力(GWP)和净水分生产力(NWP)

Table 1. Total irrigation water (wi), gross water productivity (GWP) and net water productivity (NWP) of different crops under different irrigation methods

村
Village 灌溉方式
Irrigation method 玉米Maize 圆白菜Cabbage 甜菜Beet wi
(m3∙hm-2) GWP
(¥∙m-3) NWP
(¥∙m-3) wi
(m3∙hm-2) GWP
(¥∙m-3) NWP
(¥∙m-3) wi
(m3∙hm-2) GWP
(¥∙m-3) NWP
(¥∙m-3) 金家村
Jinjia Village 地面灌溉Surface irrigation 管灌或喷灌Spray/pipe irrigation 1 005.0 180.0 -8.6 2 475.0 31.8 23.3 939.0 127.5 20.4 滴灌或膜下滴灌Drip irrigation 3 612.0 20.4 12.1 2 068.5 59.7 30.7 769.0 321.7 70.1 王簸箕沟村
Wangbojigou Village 地面灌溉Surface irrigation 2 503.5 34.4 21.4 2 400.0 34.9 14.6 管灌或喷灌Spray/pipe irrigation 3 750.0 2.0 -3.2 1 687.5 35.6 17.6 滴灌或膜下滴灌Drip irrigation 1 777.5 55.5 37.9 1 330.5 45.1 19.7 豆腐窑村
Doufuyao Village 地面灌溉Surface irrigation 2 734.5 28.2 15.9 管灌或喷灌Spray/pipe irrigation 855.0 43.9 11.1 1 015.5 29.5 1.5 滴灌或膜下滴灌Drip irrigation 1 981.5 51.1 33.1 830.0 44.3 8.8 鱼儿湾村
Yuerwan Village 地面灌溉Surface irrigation 3 150.0 11.9 4.1 管灌或喷灌Spray/pipe irrigation 滴灌或膜下滴灌Drip irrigation 2 175.0 38.1 12.9 脑包怀村
Naobaohuai Village 地面灌溉Surface irrigation 900.0 25.0 2.8 1 693.5 25.6 11.8 2 640.0 12.1 5.0 管灌或喷灌Spray/pipe irrigation 滴灌或膜下滴灌Drip irrigation 1 431.0 58.5 20.6 下沙河村
Xiashahe Village 地面灌溉Surface irrigation 1 368.0 15.4 2.1 3 756.0 19.2 7.3 管灌或喷灌Spray/pipe irrigation 2 682.0 32.8 11.3 滴灌或膜下滴灌Drip irrigation 1 287.0 18.1 8.9 1 200.0 81.3 63.6

由表 1可知, 圆白菜在滴灌和膜下滴灌下, wi相对于地面灌溉减少15.5%~68.0%, GWP和NWP分别提高61.3%~323.4%和74.6%~771.2%;相对于管灌和喷灌wi减少16.4%~55.2%, GWP和NWP分别提高56.0%~147.9%和31.8%~462.8%。

甜菜在滴灌和膜下滴灌下, wi相对于地面灌溉减少44.6%, GWP和NWP分别提高29.2%和34.9%;相对于管灌和喷灌wi减少约18.1%和18.2%, GWP和NWP则分别提高50.2%~152.3%和24.4%~ 486.7%。

玉米在下沙河村, 滴灌和膜下滴灌的wi相对于传统的地面灌溉减少5.9%, GWP和NWP分别提高17.5%和323.8%。然而在金家村, 滴灌和膜下滴灌的wi相对于管灌和喷灌反而增加25.9%, GWP降低88.7%, 但NWP却提高240.7%。

3.1.2 对几种典型作物产量的影响

对玉米、圆白菜、散花和甜菜的单产方程估计结果如表 2所示。结果表明, 玉米、圆白菜和甜菜这3种作物, 膜下滴灌的产出弹性均显著大于地面灌溉的产出弹性, 即在其他要素投入均相同的情况下, 膜下滴灌下作物的单产显著高于地面灌溉下的单产。玉米和圆白菜在灌溉水量越高的情况下, 作物的单产显著降低, 这可能是因为不同地块使用的灌溉方式不同, 使用高效率灌溉方式的地块, 能使用更少的灌溉水达到更高的产量; 而在传统的灌溉方式下, 灌溉水量较大, 作物产量却较低。

表 2 基于柯布-道格拉斯生产函数不同作物产量的影响因素分析

Table 2. Analysis of factors affecting yields of different crops based on Cobb-Douglas production function

解释变量
Explanatory variable 玉米Maize 圆白菜Cabbage 花卉Flower 甜菜Beet 系数
Coefficient t 系数
Coefficient t 系数
Coefficient t 系数Coefficient t ai0 -68.418 -52.408 10.640*** 10.131 8.433 26.930 6.330*** 6.856 x 肥料Fertilizer 10.494 56.002 -0.087 -1.057 -0.759 -26.733 0.065 0.966 灌溉水量Irrigation -0.791 -63.313 -0.177 -2.914 -0.157 -4.773 0.017 0.407 劳动力Labor 3.902 64.604 -0.063 -0.843 0.806 14.533 0.332 2.461 S 地块Field 0.055 0.756 T 膜下滴灌Drip irrigation 6.126 63.240 0.166* 1.959 0.186 5.267 0.386* 2.152 管灌和喷灌Pipe/spray irrigation 0.047 0.321 0.146 0.817 调整的R2Adjusted R2 1.000 0.721 0.996 0.446 样本数量Sample size 60 110 60 130 *、**、***表示显著性水平分别为10%、5%和1%。*, ** and *** indicate that the significance levels are 10%, 5%, and 1%, respectively. 3.2 灌溉方式对种植结构的影响

对比研究区域农户2015年和2010年的种植结构发现(图 2), 88.9%农户种植结构的耗水强度增大, 而这部分农户的灌溉方式在5年间均从传统的地面灌溉方式或旱作, 转变为全部或部分采用膜下滴灌或滴灌; 11.9%农户种植结构的耗水强度降低, 主要原因包括市场需求变化以及农户家庭人力资源状况变化等方面, 这部分农户的灌溉方式在5年间未发生改变。

图 2 种植结构发生改变的农户2010年和2015年的种植结构

Dry:旱作作物; Low:低耗水作物; Normal:普通耗水作物; High:高耗水作物。

Figure 2. Planting structure in 2010 and 2015 of farmers with changes in planting structure between two years

Dry: rainfed crop; Low: low water-consumption crop; Normal: normal water-consumption crop; High: high water-consumption crop.

结合调查发现, 种植结构发生改变的农户2010年有55.6%以种植旱作作物(粮食作物、杂粮作物、油料作物、糖类作物、饲草作物以及豆类等)为主, 采用旱作的方式或补充小量灌溉; 其余44.4%的农户选择将一部分或全部的土地用来种植耗水量相对较大的蔬菜, 其中仅有29.6%的农户将全部的水浇地用于种植耗水量较大的蔬菜。种植结构发生改变的农户2015年仅有3.7%将全部土地都用来种植低耗水的作物, 其余96.3%的农户选择将一部分或全部的土地用来种植耗水量相对较大的蔬菜, 其中有44.4%的农户将所有的水浇地都用来种植耗水量相对较大的蔬菜。

结合调查发现, 种植结构没有发生改变的农户, 2015年仅有7.4%的农户一直种植低耗水作物, 其余92.6%的农户部分或全部种植耗水量相对较大的蔬菜(图 3)。通过问卷和调研发现, 这部分农户中有51.9%在5年间从全部地面灌溉转变为全部或部分膜下滴灌或滴灌, 有48.1%的农户均一直采用地面灌溉方式, 未发生改变。

图 3 2010年至2015年种植结构不变的农户的种植结构

Dry:旱作作物; Low:低耗水作物; Normal:普通耗水作物; High:高耗水作物。

Figure 3. Planting structure of farmers with unchanged planting structure from 2010 to 2015

Dry: rainfed crop; Low: low water-consumption crop; Normal: normal water-consumption crop; High: high water-consumption crop.

由上述分析可知, 当农户具备了采用高效率灌溉方式的可能性后, 选择种植用水强度更大、收益更高的经济作物成为可能。此时, 农户的决策行为很可能会发生改变, 选择效率更高的灌溉方式, 并改变种植结构——将部分或全部粮食作物和饲草作物, 转变成收益更高、耗水强度更大的经济作物, 以期获得更高的投资回报。同时, 农户也倾向于从更多地考虑最小化物质投入转变为更多地追求利润的最大化。

对于收益较低的作物, 如粮食作物和饲草作物, 采用高效率灌溉方式所带来的收益增加通常难以弥补灌溉设施建设成本的上升, 农户对其采用高效率灌溉方式的动机不强。结合调查发现, 在所有采用了高效率灌溉方式的地块中, 仅有1.1%是粮食作物。

3.3 灌溉方式对农户投入产出的影响 3.3.1 对农药投入的影响

由表 3可知, 在研究地区水浇地作物中, 蔬菜的农药投入最高, 其次是花卉、玉米, 农药投入最少的是甜菜。调查发现, 当地甜菜和玉米的病虫害风险较低, 对经济产量的影响不大, 农户一般不喷施杀虫剂和病害防治剂。而对于农药投入较高的蔬菜和花卉, 膜下滴灌相对于地面灌溉, 农户的农药投入不仅没有明显减少, 反而有增加的趋势。

表 3 不同灌溉方式下几种典型作物的投入和产出

Table 3. Inputs and outputs of several typical crops under different irrigation methods

¥∙hm-2 作物
Crop 灌溉方式
Irrigation method 投入Input 总收益
Revenue 净收益
Income 土地
Land 种子
Seed 肥料
Fertilizer 农药
Pesticide 灌溉用水
Irrigation water 灌溉设施
Irrigation facility 人力和机械投入
Labor 总成本
Cost 玉米
Maize 膜下滴灌Drip irrigation 3 750 862.5 3 000.0 195.0 778.5 1 920.0 1 350.0 11 856.0 23 250.0 11 394.0 地面灌溉Surface irrigation 3 750 1 075.5 3 517.5 619.5 813.0 600.0 4 260.0 14 635.5 21 208.5 6 573.0 甜菜
Beet 膜下滴灌Drip irrigation 3 750 937.5 6 597.0 0.0 93.0 3 376.5 5 475.0 20 229.0 35 149.5 14 920.5 喷灌Spray irrigation 3 750 1 072.5 5 782.5 75.0 163.5 1 195.5 5 937.0 17 977.5 28 995.0 11 017.5 地面灌溉Surface irrigation 3 750 900.0 3 300.0 139.5 502.5 0.0 6 412.5 15 004.5 27 787.5 12 783.0 圆白菜
Cabbage 膜下滴灌Drip irrigation 2 850 2 325.0 7 518.0 1 179.0 622.5 3 333.0 12 045.0 29 872.5 77 875.5 48 003.0 地面灌溉Surface irrigation 2 850 1 650.0 12 268.5 1 005.0 654.0 0.0 13 594.5 32 020.5 48 750.0 16 729.5 西兰花
Broccoli 膜下滴灌Drip irrigation 2 850 4 570.5 8 319.0 876.0 774.0 3 289.5 10 878.0 31 555.5 78 687.0 47 131.5 地面灌溉Surface irrigation 2 850 4 242.0 8 202.0 646.5 1 107.0 0.0 13 795.5 30 843.0 68 421.0 37 578.0 花卉
Flower 膜下滴灌Drip irrigation 2 850 3 600.0 5 737.5 540.0 1 135.0 2 950.5 7 095.0 23 908.0 120 000.0 96 092.0 地面灌溉Surface irrigation 2 850 2 764.5 9 472.5 613.5 1 143.0 0.0 13 044.0 29 887.5 92 224.5 62 337.0

农户选择采用膜下滴灌的灌溉方式后, 所增加的灌溉设施建设投入占农户总投入的6.6%~16.2%, 为了获得对所增加投入的稳定回报, 农户更希望在最大程度上减少病虫害所带来的作物产量和品质损失, 有较强的增加农药施用量的动机, 尤其是对于虫害风险相对较高的经济作物, 如蔬菜。对于一些使用除草剂除草, 且病虫害风险不高的作物而言, 如粮食作物、糖料作物, 喷灌和膜下滴灌对于杂草生存几率的降低在一定程度上减少农户的农药投入成本。

3.3.2 对劳动力投入的影响

由表 3可知, 对于玉米、甜菜、圆白菜、西兰花和花卉, 膜下滴灌的人力和机械总投入相对于地面灌溉而言均降低, 下降幅度在11.4%~68.3%。甜菜在喷灌的情况下, 人力和机械总投入相对于地面灌溉而言也降低了, 但是高于膜下滴灌。

劳动力约束是农业生产决策中一个很重要的约束条件。由表 3可知, 对于粮食作物、糖料作物和蔬菜作物而言, 从各项生产投入的角度, 人力和机械作业投入均是其中很重要的一部分, 尤其是对于蔬菜, 该方面投入占总成本的约30%~40%, 在各项投入中占比最高。在劳动力成本逐年攀升的经济形势下, 膜下滴灌所带来的人力和机械作业投入的降低以及劳动生产率的提高, 很可能成为农户愿意主动选择该种灌溉方式的一个首要原因。

3.3.3 对总投入产出的影响

由表 3可知, 灌溉方式对研究区水浇地作物的投入和产出带来一定的影响。当从地面灌溉转变成膜下滴灌后, 农户的各项生产投入发生了一定的改变。其中, 灌溉设施建设成本有较大幅度的增加, 其增加值占单位土地总投入的10%~17%。不同作物灌溉用水以及人力和机械作业的投入均有一定程度的降低, 其他几项生产投入的变化未表现出明显的规律性。

当不考虑输水系统的建设成本时, 农户的总成本可能会提高, 也可能会降低, 当考虑输水系统的建设成本时, 农户的总成本有较大幅度的提高。然而, 对于粮食作物、糖料作物和蔬菜这几种不同类型的作物, 膜下滴灌下农户的总收益和净收益均能得到一定程度的提高。

4. 讨论与结论

本文以河北省张北县为例, 从农户经济的视角, 探讨不同灌溉方式下农作物的生长差异, 分析灌溉方式转变对农户种植结构选择的影响以及农业生产投入和产出的差别, 主要结论如下:

1) 高效率的灌溉方式能提高水分生产力。在其他要素投入均相同时, 使用相同量水资源的情况下, 能够获得更高的产量和收益; 在水资源比较稀缺的情况下, 使用相对较少的水资源, 就能达到同样产出效果。

2) 当农户采用高效率灌溉方式后, 会倾向种植用水强度更大、收益更高的经济作物, 以期获得投资的回报。同时, 农户也倾向于从更多地考虑最小化物质投入转变为更多地追求利润的最大化。对于收益较低的作物, 采用高效率灌溉方式所带来的收益通常难以弥补灌溉设施建设的成本, 农户改变灌溉方式的动机不强。

3) 灌溉方式改变会对农业生产的投入和产出带来一定影响。灌溉设施建设成本大幅增加, 农药投入有增加的趋势, 但劳动力投入有一定程度降低。在劳动力成本逐年攀升的经济形势下, 膜下滴灌所带来的劳动力投入的降低以及劳动生产率的提高, 很可能成为农户愿意主动选择该种灌溉方式的一个首要原因。

目前, 节水灌溉受到了研究学者和政策制定者的高度关注。众多对节水灌溉技术应用效果的评估研究证明了在田块尺度上, 节水灌溉技术可以在不减少产量与收入的同时减少灌溉用水量[14-15], 或者在供水量不变的条件下提高作物的产量[16-17]。因而, 为节约农业灌溉用水, 特别是在干旱地区执行了一系列激励灌溉技术更新换代的政策措施。

本文跳出节水灌溉技术的本身, 从社会-经济-生态复合系统的角度, 基于农户经济的视角探讨了不同灌溉方式下农作物的生长差异, 从而分析了灌溉方式对农户种植决策的影响以及农业收入的差异。证明了转换灌溉方式后, 农户作为农业生产的基本单元, 在追求利润最大化的动机驱动下, 会改变其种植决策和农业生产行为。由于单个农户灌溉方式的转变及其种植决策的转变会对区域农业的用水产生直接影响, 因此本文的研究结果将对进一步深入分析节水灌溉对区域农业生产用水的影响提供科学依据。

需要注意到的是, 改变区域的灌溉用水方式所带来的影响是非常复杂的, 涉及农业生产、农民福利、水资源开发与利用等多个方面, 那么, 能够采取哪些措施来促进真正意义上的节水呢。首先, 应该加强对流域尺度用水的精确核算, 包括用水过程伴随的渗漏和回流、蒸发蒸腾损失, 对用水的精确核算和测量有助于识别出能产生真正意义上节水的环节, 这些环节则是经济激励政策所需关注的对象。真正意义的节水可以通过减少那些无益的蒸发蒸腾损失、限制水浇地规模的扩张、鼓励种植低耗水作物或是对现有作物进行不充分灌溉等措施来实现。

此外, 还有很多值得进一步深入研究的问题。例如, 采用高效率灌溉技术所带的农户净收益和个体福利的提高以及对粮食安全的促进作用是否能够补偿灌溉回水以及对地下蓄水层补给降低所带来的负面影响, 进行农业发展和水资源管理政策制定时该采用怎样的标准和原则来权衡不同的利益关系; 对具有不同水平衡特征的流域, 降低灌溉回水或是对地下蓄水层的补给对其他用水户用水产生的影响有什么不同, 这些影响该如何测量和评估, 这些都是值得未来进一步深入研究的问题。