多主体模型下农用水权置换影响因素的机理研究

2017-03-21郑志来

节水灌溉 2017年3期

郑志来，胡森

(1.盐城师范学院，江苏盐城 224000；2.盐城市金融研究院，江苏盐城 224000)

0 引言

2014年7月水利部出台了《水利部关于开展水权试点工作的通知》，选择了全国7个省区开展水资源使用权确权登记、水权交易流转和水权制度建设等内容，其中明确要求内蒙古、河南、甘肃3省重点是开展水权交易流转试点，探索地区间、流域间、流域上下游、行业间、用水户间等多种形式的水权交易流转。缺水地区由于水资源增量有限，二、三产业发展需借助农用水权置换，土地流转带来了经营主体、土地规模和经营方式显著变化，从经营规模带来节水量处于盈亏平衡点上方、交易成本降低和外部性消失以及经营主体职业化与专业化这三方面对缺水地区农用水权置换产生积极影响。截止2014年底，在土地流转方面，全国耕地流转面积达到了2 533.33 万hm2，土地流转比例为29%。土地流转加快推进为缺水地区农用水权置换实施提供了条件，农用水权置换主体具备内在节水动力。农用水权置换一方面有助于农业用水效率提升，另一方面解决缺水地区二、三产业发展。目前相关文献，胡继连[1]、葛颜祥[2]、王慧敏[3]、孟祺[4]、韩锦绵[5]等学者集中在水权市场研究，侧重点有所差异，胡继连、葛颜祥等学者注重对黄河水权市场建立研究，王慧敏、孟琪等学者注重对流域初始水权分配方面研究，韩锦绵等学者注重对水权市场第三方效应等因素研究。其中，针对农用水权置换研究文献相对较少，王学渊[6]对农业水权转移条件和影响因素进行研究，胡继连[7]对农用水权界定进行研究，黄建水[8]、崔家萍[9]集中对引汉济渭水权置换管理制度和补偿方案进行研究，王留军[10]对农用水权非农转移进行了思路探讨。但当前文献对两个问题缺乏定量建模分析：一是在利用水权收益激励农民进行节水投入和确保农业安全之间如何寻找平衡点；二是在水权市场中，政府强监管和弱监管哪一种更有效。由于多主体模型能有效沟通微观主体行为和宏观市场表现，并在社会经济领域有着广泛的应用[11]，因此本文借助多主体模型，分析了土地流转农用水权置换中农民节水意愿和农业安全的影响，并研究了4种水权置换市场调控状态下(自由市场状态、农业水权管制状态，工业水权管制状态，工农业水权管制状态)的置换主体行为，以探索政府在水权市场中的地位问题。

1 基本模型介绍

1.1 基本模型建立

本文基于缺水地区进行研究，也就是由产业带动经济发展存在水资源增量不足问题。在模型中，有两个角色，分别是农民和产业企业。农民使用节水设备可以节省一部分水权，将水权以价格p卖给产业企业。

1.1.1 农民行为规则

(1)一共有N1个农民。

(2)农民i有farmi单位的土地，每单位土地的自由水权为x1，服从N(μ1,σ1)。

(3)由于每个农民经营能力有高有低，因此不同农民的农业收益是有差别的。农民i每单位土地平均收益为proai，服从N(μ2,σ2)。

(4)当前情况下，政府承担大部分的节水设施投入，农民承担一部分节水设施投入。在是否使用节水设备，农民有两种策略。一是不使用节水设备，农民每单位土地用水量为w1(w1≤x1)，此时农民不需要进行节水设备投入；二是使用节水设备，农民每单位用水量为w2(w2

(5)当政府不对农民的行为进行限制时，农民卖水时有两种策略，一是正常情况下，将水权优先供应种地，将剩下的水权卖给产业企业；二是当水权价格足够高，超过单位农民种地收益时，农民也可能将全部水权x1卖给产业企业，以获取更大利润，但此时会危害农业安全生产。

(6)当政府不对农民的行为进行限制时，农民的卖水策略和节水策略两两组合，共有4种组合策略，正常-节水(A1)，正常-不节水(A2)，过度卖水-节水(A3)，过度卖水-不节水(A4)，如表1所示。农民或选择收益最高的策略组合。从表1中可以发现，A3

(7)当政府对农民的水权行为进行限时，让只有进行节水投入的农民才能获得水权收益，并且设置单位土地卖水量上限x1-w2。此时，农民只有两种策略，如表2所示。

表1 自由市场状态下，农民不同卖水-节水组合策略下的收益分析

表2 农业端管制下，农民不同卖水-节水组合策略的收益分析

1.1.2 产业企业行为规则

(1)一共有N2个产业企业。

(2)由于每个企业经营能力有高有低，产业环境不一样，因此工业收益是有差别的。这里假设企业i每单位水权的收益promi，服从N(μ3,σ3)，购买了x2,i单位的水权。

(3)企业的用水成本c2是随用水量增加而增加，这里假设c2(x2,i)=ax2,i。

(4)如果由企业自由决定购买的水权量x2，则应当有等式promi-ax2,i=p，即x2,i=(promi-p)/a。

(5)政府出于产业结构调整等宏观目的，给企业i设置水权购买量上限xli，此时x2,i=min{(promi-p)/a,xli}。

2 自由市场状态下土地流转对农用水权置换影响演化分析

土地流转是指土地使用权向职业化新农民等主体转移，有利于土地的规模化运营，提高单位面积土地的产量和收益。本节基于前面提出的模型，加入土地流转机制，分析土地流转对农用水权的影响。为保证模型结果可靠性，本节的模型在相同参数下仿真50次，实验结果取平均值。

2.1 土地流转机制

原来的N1个农民随机分为m=10组，每一组的土地面积为组内农民土地面积之和，每一组的单位面积土地收益取组内农民单位面积土地收益的最高值。例如，假设土地流转之后第1,5,7,9个农民分在组A中，则组A的土地面积为farm1+farm5+farm7+farm9，组A的单位面积收益为max{proa1,proa5,proa7,proa9}。

2.2 土地流转机制影响分析——农业生产安全

首先分析土地流转前后，水权价格对节水行为的影响差异。相关的参数如表3所示，演化结果如图1所示。

图1显示，土地流转前，当水权价格很低时，农民没有卖水动力，此时绝大部分农民执行正常-不节水(A2)策略，之后随着水权价格的上升到一个临界点时，执行“正常-节水”(A1)组合策略的农民比例从0迅速达到峰值(约为1)，之后当水权价格进一步上升时，一部分农民开始选择执行过度卖水-不节水(A4)策略，执行“正常-节水”(A1)组合策略的农民比例立即下降。从图1中可以发现，随水权价格的上升，执行A4策略农民的比例上升速度越来越快直至为1，相应地，执行A1策略农民的比例下降速度越来越快，直至为0。

土地流转后，当水权价格很低时，农民同样没有卖水动力，此时绝大部分农民执行A2策略，之后随着水权价格的上升到一个临界点时，执行A1策略的农民比例从0迅速达到峰值(约为1)，这一过程和土地流转前是一致的。但之后，随着水权价格的上升，执行A1策略的农民比例在很大一段区间内稳定在峰值(约为1)。从图1中可以发现，当水价为A1时，土地流转后执行A1策略的农民比例刚开始下降，几乎还在峰值；而土地流转之前，执行A1策略的农民比例已经变为0。因此，可以认为土地流转机制可以有效降低农民过度卖水的欲望，保障农业生产安全。

表3 参数表

图1 土地流转前后，收购水价与正常节水比例变化情况

2.3 土地流转机制影响分析——农民节水意愿

农用水权置换的一大关键因素是激发农民的节水意愿。当水权价格不变时，农民的节水意愿很明显受单位面积节水成本c1的影响，当c1越低，农民越倾向于节水，反之，农民倾向于不节水。对于政府而言，希望农民能更多地承担节水投入以降低财政支出，同时希望水权价格尽可能低，以有效促进二、三产业的发展，促进产业结构的升级。

根据对表1的分析，只有当p≥c1/w2时，农民才有可能采取节水措施，因此这一小节设定c1=pw2，其他参数设置与表3一致，演化结果如图2所示。图2中，无论是否进行土地流转，随着单位面积节水投入的增加，执行A1策略的农民比例均呈下降趋势，直至为0，随着单位面积节水投入的增加，水权价格p=c1/w2也随之增加，因此激发了农民的过度卖水的欲望，采用A1策略的农民比例渐渐增加。但从图2中也可以发现，在相当大的一段区域内，执行土地流转机制后执行A1策略的农民比例比执行土地流转机制前要高。因此，本小节的分析表明土地流转制度同样有利于农民进行节水投入。

图2 土地流转前后，单位面积节水成本对节水策略影响分析

3 水权置换市场调控分析

根据分析，根据对农民端和企业端是否控制，共有4种状态，自由市场状态、农业水权管制状态，工业水权管制状态，工农业水权管制状态。控制的目的是保证农民在保证农业生产安全的前提下参与节水出售水权，工业企业通过购买水权扩大生产，最终实现产业结构优化。本节若非特殊说明，相关参数设置与表3一致。

3.1 市场自然演化状态分析

假设政府对市场工农业端的行为不做限制，在市场自然演化到稳定状态下时，工业水权需求量应等于农业水权供给量，此时水价约为p2=50，如图3所示。此时，所有的农民均采用A4策略，这将严重影响农业安全。因此，仿真结果表明，农用水权置换需要对工业端或农业端的水权置换行为进行控制，若由市场自由发展，会影响到农业生产安全。

图3 市场自然演化状态——不同水权价格下的水权置换量

图4 市场自然演化状态——不同水权价格下的各策略人数比例

3.2 农业水权管制状态

当处于农业水权管制时，只有进行节水投入的农民才能出售水权，且出售水权的量不能超过x-w2，工业端不做限制，仿真结果如图5所示。这样的农用水权管制可以较大限度保证农业生产安全，但是图5中的仿真演化结果表明，当水权价格高达100时，工业需求量依旧远远大于农业供给量，市场未进入均衡状态。如果不对工业水权进行限制，极易发生权力寻租行为，或诱导农民过度卖水。因此这一小节的结果暗示，需要对工业端水权置换行为进行控制。

图5 农业水权管制状态——不同水权价格下的水权置换量

3.3 工业水权管制状态

工业水权管制状态是指从企业端控制水权的买卖行为，给每一个企业i设置水权购买量上限xli，水权购买量上限之和为当前水价下的农业水权供给量。政府在实际操作过程中，可以利用水权置换引导产业结构的升级，模型中简单起见，做如下设置：属于政策扶持产业的企业水权购买量上限为2xl，属于非扶持产业的企业水权购买量上限为xl，各企业的上限之和为农民的水权供应量。本小节中，随机选取20%的企业作为扶持企业，相关仿真结果见图6和图7。如图7所示，当水价p=2时，采用A1策略的农民比例最高，约达到98%，此时如图6所示，农业供水量约为15万单位，与图5中的水权供给量大致相当。这说明，工业端的控制，可以在实现水权转移的同时，保障农业生产安全，并引导产业结构调整。

图6 工业水权管制状态——不同水权价格下的水权置换量

图7 工业水权管制状态——不同水权价格下的各策略人数比例

3.4 工农业两端水权控制状态

接下来，本文分析从工业和农业两个方面来控制水权交易的效果。和上面两小节一样，农业端的管制手段为只有进行节水投入的农民才能出售水权，且出售水权的量不能超过x-w2；工业端对不同企业设置购买水权量上限，属于政策扶持产业的企业水权购买量上限为2xl，属于非扶持产业的企业水权购买量上限为xl，各企业的上限之和为农民的水权供应量。演化结果如图8和图9所示。当价格比较小时，市场处于均衡状态，农业端水权供给量约为15万单位，这与单纯控制工业端的农业水权供给量大致相当，而采用A1策略的农民比例稳定在100%，比单纯从工业端控制略高。对比前面的实验结果，可以认为，工业端的水权交易行为控制，是政府控制的重点，通过工业端控制，可以在实现水权转移的同时，保障农业生产安全，并引导产业结构调整；通过农业端的控制，可以进一步确保农业生产的安全，同时通过一定的手段，可以让市场的均衡状态维持在较低的水价上。