“一带一路”背景下新疆农业水土资源配置研究*

韩 琳

(聊城职业技术学院，山东聊城 252000)

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“一带一路”背景下新疆农业水土资源配置研究*

韩 琳

(聊城职业技术学院，山东聊城 252000)

目的新疆作为“一带一路”发展战略的核心区，为新疆地区经济的发展带来了新的机遇。但如何提高农产品在国际市场上的竞争力，如何处理全区的水土等资源的合理配置是目前新疆地区面临的首要问题。方法文章以新疆农产品对中亚5国比较优势为背景，以2015年全区的农业投入产出情况作为基础数据，采用线性规划模型，借助Matlab软件进行求解，对新疆地区的水土资源进行有效分配，以全区的农业结构优化方案作为表现形式。结果新疆地区应减少小麦、玉米、棉花等效益较低、耗水较高、用工较多的作物种植面积，增加大豆、马铃薯等可套种、可抗旱且收益较高的作物种植面积，增大葵花、蔬菜、果用瓜、苜蓿等经济作物种植面积。同时，该地区应扩大畜牧业的养殖数量，并增加饲草的来源。结论基于“一带一路”倡议，新疆需充分利用地缘优势，以经济效益最大化为发展目标，对全区农业结构进行优化调整，以达到水、土等资源的合理配置，最终推动新疆地区与中亚5国的农产品贸易良好发展。

“一带一路” 农业结构 水土资源 资源配置 新疆

0 引言

2013年，“一带一路”倡议被正式写入《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的觉得》中，从此“一带一路”倡议上升为国家层次的经济发展战略。该战略以我国东端地区为发展起点，向西依次划分为中亚、环中亚以及亚欧三大经济带，被看作是世界上最长且发展潜力最大的一条经济走廊[1]。中亚经济带主要是由哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦和土库曼斯坦5个国家组成。同时，在我国不断推进西部大开发战略的过程中，中亚五国是我国与西方国家开展对外贸易的重要枢纽，也是我国的重要战略合作国。

新疆位于中国西北，地处亚欧大陆腹地，与哈萨克斯坦、塔吉克斯坦等中亚国家接壤，被确定为我国“一带一路”发展战略的核心区，是我国向西开放的重要窗口。与中亚5国对比，在“一带一路”倡议背景下，新疆具有区位、政策、资源、文化等方面的比较优势[2]。同时，在国家的支持下新疆的交通环境在逐渐改善，为新疆与中亚国家的农产品贸易创造了良好的条件。但新疆是我国的经济落后区，主要以资源与土地密集型产品出口为主，水土资源的有限性与土地的不可再生性对新疆地区的农产品贸易造成了较大的阻碍[3]。为进一步提高新疆地区农业生产的可持续发展，合理配置新疆地区的农业资源，提高当地的经济效益，对该地区的农业结构进行优化，应对新疆水土资源进行有效的配置。

1 研究区概况

新疆维吾尔自治区简称新疆，地处中国西北部，首府乌鲁木齐，位于东经73°40′～96°23′，北纬34°25′～49°10′之间。从东北到西南分别与蒙古、俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦接壤，西南部和阿富汗、巴基斯坦、印度相邻。新疆地广人稀，国土面积166万km2以上，人均国土面积是全国平均水平的17倍左右。新疆是典型的温带大陆型干旱气候，光热资源丰富，同时具有比较丰富的耕地后备资源。新疆年平均降雨量只能够达到全国平均降雨量的23%，平均降水154.5mm，同时新疆的地表径流深度总的平均深度只有全国平均径流深度的17%，新疆的全均径流系数也偏小，只有0.31，与全国的全均径流系数相比小了31%，由于水资源缺乏，大部分地区不适合耕种，人均耕地约为0.2hm2，即使如此，新疆人均耕地是全国水平的3倍左右，农业一直是新疆的相对优势。

根据统计资料[4]， 2015年末新疆地区总人口2 359.73万人，占全国总人口的1.72%； 耕地面积412.5万hm2、牧草地5 111.4万hm2，分别占土地总面积的2.48%、30.7%。该地区农作物主要有棉花、小麦、玉米、蔬菜、苜蓿、果用瓜、葵花、大豆、马铃薯等，分别占当年总播种面积的37.11%、20.23%、15.70%、5.28%、3.50%、2.66%、2.40%、1.17%、0.48%。畜牧主要有羊、牛，占牲畜年底总头数的81.96%、8.14%，是我国四大牧区之一。

可以看出，新疆农业的资源特点为光热资源丰富，水土资源匹配度较低。同时，适合生产的作物种类多样，农牧结合发展空间较大。在“一带一路”背景下，通过农业结构调整进行水土资源优化配置潜力巨大。

2 研究方法及数据来源

2.1 研究方法

线性规划是运筹学的一个重要分支，在研究多变量系统中应用很广，且简便易行的一种数学模型，也是确定型决策最常用的方法[5]。它主要解决的问题是如何最大限度地发挥有限资源的作用，取得的最大经济与社会效益，为合理利用人力、物力和财力找出有效的途径。

在农业结构调整中，线性规划模型主要包括：决策变量、目标函数及约束条件等3个部分，决策变量是模型的基础，约束条件是模型的取值范围，而目标函数是模型预期的要求[6-8]。

该文设aij，bi，cj(i=1， 2…，m，j=1， 2…，n)均为常数，xj(i=1， 2…，n)为未知量，即是决策变量。

则模型的目标函数表示为：

Maxf(x)=c1x1+c2x2+c3x3+…+cn-1xn-1+cnxn

(1)

约束条件表示为：

(2)

则模型可简记为：

(3)

(4)

2.2 数据来源

该文所收集的数据主要来自《新疆统计年鉴2016》《全国农产品成本收益资料汇编2016》《2014年新疆维吾尔自治区农业灌溉用水定额——自治区地方标准》及新疆地区相关部门的统计资料等。

3 模型实现与分析

根据新疆地区的实际情况，该文选择以全区的经济效益为首要发展目标，以全区的耕地、水等农业资源作为主要的约束，最终使得全区的种植业与畜牧业良性发展，更好地适应市场的需求。

表1 决策变量

667m2、头、只

3.1 决策变量

根据新疆地区的实际状况及对外贸易的主要农产品种类，该文主要选取小麦、玉米、大豆等9种农作物的单位种植面积(667m2)，及牛、羊2种牲畜的养殖数量(头、只)共11个决策变量。决策变量的数学表达式为：

(5)

式(5)中，xj代表第j个决策变量，是种植业农作物种植单位面积或畜牧业畜禽数量；j为决策变量的序数。具体的决策变量种类见表1。

3.2 目标函数

以新疆全区的种植业与畜牧业的经济效益最大化为主要目标函数，以推动该地区的经济发展。根据对新疆地区的数据搜集与整理[9](表2、表3)，最终建立如下目标函数：

Maxf(x)=399.02x1+254x2+142.65x3+1 019.66x4+176.37x5+997.95x6+2 388.16x7+1 290.65x8+558.24x9+536.4x10+131.46x11

(6)

表2 种植业投入产出效益 元/667m2

表3 畜牧业投入产出效益 元/头(只)

类型项目牛羊产出平均产量358475495总产值939071121536投入种畜65825263088饲料11837826162防疫费用935266人工成本折价10006116372其他投入78052502总投入885431108390效益单位纯收入5364013146 注：数据来自《全国农产品成本收益资料汇编2016》

表4 2015年新疆地区各作物及畜禽年需水量

表5 2015年新疆地区粮食、蔬菜需求量

3.3 约束条件

该文旨在合理配置该地区的农业资源，主要是水、耕地、劳动力等资源，同时保障全区的粮食等农产品的供应，故该文设置了作物面积及畜牧养殖数量、水资源、社会需求、劳动力等4类约束条件。

3.3.1 作物面积及畜牧养殖数量约束

约束条件主要包括了种植业的种植面积和畜牧业的养殖数量。种植面积约束主要指作物种植面积不能超过全区的总耕地面积，同时根据全区1978～2015年的种植情况、未来发展趋势及国家政策指向设定各作物的具体约束区间。畜牧业的养殖数量约束主要参考了全区1978～2015年的养殖数量，在此基础上给定合理的养殖范围。具体约束范围如下。

(7)

3.3.2 水资源约束

新疆地区的水源主要来自山地降水和三大山脉的积雪、冰川融水，共有大小河流570多条，绝大部分河流为内陆河，全区降水稀少且蒸发强烈，故应对全区的水资源进行合理、有效的利用。据统计， 2015年新疆水利工程年供水总量约577亿m3，其中农业用水占总引用水的95%以上[10]，因此新疆地区年农业用水不可超过548.15亿m3。通过对新疆全区作物及畜禽全生育期需水量的统计[11](表4)，其中每种作物的灌溉定额取各区常规灌溉75%保证率的平均数。最终建立如下的水资源约束：

327.86x1+354.33x2+314x3+363.93x4+427.69x5+347x6+395.94x7+337.81x8+325.31x9+13.87x10+2.92x11≤548.15×108

(8)

3.3.3 社会需求约束

保持社会总需求与总供给的平衡，是国民经济持续快速健康发展的需要。长期经济建设的实践表明，总需求过大，投资膨胀，经济增长过快，超过社会财力、物力、资源的承受能力，最终在经济上会引起波动，在社会上造成较大的动荡[12]。因此，为促进国民经济持续快速健康发展，保证社会的和谐与安定，必须注意调控社会总需求与总供给的基本平衡。该文中，以全区的粮食产量与蔬菜产量的供应作为衡量社会安全的主要指标，在满足地区口粮需求的前提下才可为外部地区提供多余的农产品。经过新疆地区人均实际消费量的统计(表5)，最终建立如下约束：

(9)

3.3.4 劳动力约束

2015年末，新疆总人口2 360万人，其中乡村劳动力646.36万人[4]。新疆地区每年农作时间从2月份至11月末，每月计30d，故各作物或畜禽年所用工日不超过17.45亿d。通过对各作物及畜禽一年内所需用工数的统计[9]，最终建立如下约束：

3.64x1+3.77x2+2.68x3+4.23x4+9.67x5+8.07x6+28.02x7+40.1x8+3.88x9+12.02x10+1.96x11≤1 745 469 030

(10)

表6 作物及畜禽年需用工数 d/667m2

表7 优化方案与2015年实际情况对比

作物/畜禽种类优化方案(667hm2、万头、万只)实际方案(667hm2、万头、万只)变化率(%)小麦120000185900-3545玉米98070144281-3203大豆16840107495667马铃薯630044214252棉花184660340967-4584葵花33050221004955蔬菜4972048551241果用瓜30270244462383苜蓿62400321249425牛52040396903112羊400770399565030

3.4 配置结果

通过Matlab编程求解新疆地区农业结构线性规划模型[13]，计算得到新疆地区水土资源合理配置下的农业结构优化方案，同时以该地区2015年的实际农业结构作为基础进行对比，并计算变化率。对比结果如表7所示。

农业结构线性规划模型求解结果表明，应对新疆全区的农业结构进行调整。种植业上适当调整粮食作物的结构，减少中亚5国优势作物的小麦、玉米种植面积，小麦、玉米作物种植面积比2015年实际种植面积分别下降了43.9万hm2、30.8万hm2，增加大豆、马铃薯的种植面积，分别增加了4.1万hm2、1.3万hm2； 同时对新疆地区的经济作物进行内部调整，适当减少棉花的种植面积，增加葵花、蔬菜、果用瓜、苜蓿的种植面积，其中苜蓿的种植面积增幅最大，增长率为94.25%，增加了20.2万hm2，蔬菜的增幅最小，增加率2.41%，仅增加0.8万hm2。畜牧业上应增加草食畜如牛、羊的养殖数量，其中牛的养殖数量调整幅度较大，增长率为31.12%，比2015年全区的牛养殖数增加了123.5万头，羊的养殖数量最大为4 007.7万只，仅增长0.3%，仅增加12.05万只，羊的养殖数量基本不变。

4 结论与对策建议

4.1 结论

在“一带一路”发展战略背景下，发挥新疆的地缘优势及新疆农产品对中亚五国的比较优势，以全区的农业结构优化作为表现形式，建立新疆全区的线性规划模型对农业结构进行优化，对全区的水土资源进行配置。通过模型优化，可得出以下结论。

(1)农业结构得到优化。在种植业上模型主要优化了新疆地区近年来种植面积连续增加的粮食作物，如小麦、玉米。 在粮食作物减少的情况下，增大经济作物的种植面积，平衡种植业的内部均衡，经济作物中只有棉花作物的种植面积有所下降。同时，新疆作为全国四大牧区之一，方案增加了苜蓿等饲草的种植面积，扩宽饲草的来源渠道，避免畜牧业饲草过度依赖草原，防止过度放牧造成草原的退化。

(2)农业生产综合效益提升明显。根据最新水土资源配置方案，新疆农业生产综合效益显著提升。在总体经济效益只有4%降幅的条件下，种养殖业用水量下降27%，用工总量下降15%。说明在农业生产经济效益只有少量的损失下，生态效益和社会效益取得了较大幅度的提升。

(3)调整方案具有一定的科学性，切实可行。新疆地区的农业结构应进行内部调整，同时对种植业与养殖业进行不同程度的优化，同时种植业的调整力度大于畜牧业，符合地区的实际发展情况与国家的政策指向，对新疆地区的水土资源配置具有一定的指导意义。

4.2 对策建议

从未来发展的趋势看，新疆地区对中亚5国的贸易发展有一定的比较优势，在对农业结构进行合理调整的同时，新疆地区应充分利用得天独厚的自然资源、区位等有利因素，促进对外贸易的良性发展。

(1)合理利用农业资源，有意识地进行生态保护。在研究新疆农业产业结构的同时，发现新疆农业发展的最大约束就是自然资源的限制，土地资源和水资源的紧缺已经成为新疆农业产业发展瓶颈。所以未来在进行农业生产活动时，应多关注当地生态环境的永久性和农业经济发展的可持续性，在最大利用资源环境的同时要积极保护环境，努力开拓新资源。

(2)发展新疆地区的农产品加工，增强农产品的竞争力，提高农业附加值。目前，由于新疆地区离内地市场远，且当地市场容量较小，同时当地的农产品加工企业较少、加工转化程度不高、市场开拓能力差等多种原因，导致新疆的农产品加工业仍处于初级发展的阶段，农产品在国际市场上的竞争力不高。新疆地区的农业规模较大，农产品数量较大，应大力发展农产品加工，发挥农产品的潜在价值，带动农牧民就业和增加农牧民的经济收入。

(3)发挥新疆的地缘优势，将新疆建设成为中国内地与中亚国家的货物集散中心。利用新疆承接中国内陆及沿海与中亚的区位优势[14-15]，通过贸易方式，将中国发达地区与中亚国家的比较优势转化为新疆的贸易优势，通过区域转口，从而获取贸易收益，同时有利于新疆地区的产业结构优化升级。作为中国与中亚国家的贸易集散地，这不仅有利于新疆地区农产品的输入，同时还扩大了国内市场对农产品的输出渠道，有利于国内市场跟中亚国家的对外贸易的发展。

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AGRICULATRALWATERANDSOILRESOURCESALLOCATIONINXINJIANGPROVINCEINTHEBACKGROUNDOF"ONEBELTANDONEROAD"*

HanLin

(Liaocheng Vocational and Technical College, Liaocheng, Shandong 252000,China)

Xinjiang has been designated as one of the "One Belt and One Road" core areas, and brought new opportunities for the development of Xinjiang’s economy. However, how to improve the competitiveness of agricultural products in the international market, and deal with the region’s water and soil resources such as the rational allocation of Xinjiang is currently the primary problem. Based on the comparison of Xinjiang’s agricultural products with the comparative advantages of five countries in Central Asia, this paper takes agricultural input and output situation in 2015 as the basic data, and uses the linear programming model to solve the water and soil resources in Xinjiang by using Matlab software, and the region’s agricultural structure optimization program as a form of expression. The results show that Xinjiang should reduce wheat, maize, cotton and other crops acreage, which the benefits are lower, the water consumption is higher, the spend more artificial crops of acreage. Increase soybean, potato and other intercropping, drought and high yield crop area, while increasing sunflower, vegetables, and melons as fruit, alfalfa and other cash crops acreage. At the same time, the region should expand the number of livestock farming and increase the source of forage. So the agricultural structure adjustment considering the advantage to Central Asia can promote the rationality of resources allocation in Xinjiang province, and help the development of the international trade between Xinjiang and the five countries of Central Asia which are included in the "One Belt and One Road" areas.

One Belt and One Road; agricultural structure; water and soil resources; allocation; Xinjiang

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170916

2016-12-15

韩琳(1980—)，女，山东聊城人，硕士、讲师。研究方向：经济管理、企业战略、人力资源管理等。Email： 190344629@qq.com *资助项目：国家社会科学基金项目“中国对‘一带一路’沿线国家OFDI贸易优化效应研究”(17BJL014)

F327

A

1005-9121[2017]09115-07