气候变化下的水资源、水与粮食安全和可持续发展：基于中美灌溉农业和水权管理的比较研究的视角

This is a multi-disciplinary research that uses the knowledge from hydrology, Geo-sciences, and management sciences. Our research focuses on the needs of theories and policy-making of top national priorities in water resources allocation, water and food security, and sustainable development. In the theoretical part of this research, we expect to incorporate the institutional factors of water management and the uncertainties induced by the changing climate into the theoretical framework and to use the models to guide our empirical analyses. We will analyze land and water use activities under uncertainty and water regimes and will discover how such activities will affect social welfare at the macro level. In the empirical part, we will not only look for factors that influence agricultural land and water use at the micro level, but also present how water shortage risks are allocated and re-allocated among different farmers or agricultural entities and identify the most affected groups under climate change. In addition to the analyses using a unique data set from the U.S. West, we have plans to address more issues of agricultural production and community sustainability in both the theoretical section and the empirical ones (including experimental design, simulation and regression analyses), particularly from water-stricken, arid and semi-arid regions in north China. We also plan to address the long-term interactions between water storage facilities, water rights, and agricultural landscape changes and to explore the evolution of water management regimes and the policy-making in climate change adaptation.

我们的研究项目是一项水利科学、地球科学、管理科学等学科间的交叉研究，主要针对目前水资源分配，水和粮食安全以及可持续发展的问题上存在的理论发展空间和政策实践的要求。我们预期在理论研究中，将水权的科层管理体系和气候变化风险融入理论模型和实证分析。推导在微观层面上的种植者在面临风险时土地利用行为，以及如何在宏观层面影响社会福利。在实证研究中，不仅寻找影响微观层面上种植者的因素的影响，而且研究在宏观层面上风险在种植者之间转移的问题，寻找农业用水的薄弱环节。除了利用独特的、相对完整的美国数据的同时，我们的研究将应用该理论模型框架中更多地解决中国北方特别是严重缺水的西部干旱半干旱地区的农业灌溉和可持续发展问题。本研究还同时着眼于长期内水利设施、水权和农业产业的发展之间的互动效应，探索水权科层体系的演变以及在应对气候变化风险可能获得的调适效应，为理论模型的进一步改进提供实证、实验和仿真计算的基础。

水资源分配是全球重要环境资源议题，也在中国国家资源安全战略中占有重要的位置，但相关研究尚待深入。本项目旨在基于全球水资源短缺和分配的背景，以管理模式较为先进的美国西部分配型水权体系为研究对象，首次将水权管理和水资源分配制度与缺水风险同时引入经济学模型，系统全面分析现有水权制度下缺水风险如何影响微观农户调整水资源和土地利用，以及缺水风险如何在微观农户之间再分配并影响社会福利。项目组成员围绕相关领域展开了深入的研究，取得较为丰富的研究成果。迄今为止，已在American Journal of Agricultural Economics，China Agricultural Economic Review，Applied Economics，Water Resource Research等国内外重要农业和应用经济学期刊发表六篇论文，其中一篇获得省级科研奖励，另外有多篇在投。本项目主要研究结果如下：（1）长期（极端）缺水风险将显著抑制农户的土地利用决策。以优先级为基础的水资源管理体制将水资源短缺的宏观风险重新分配，使不同用水优先权的农户面临的风险差异化，缺水风险对初级水权的持有人影响显著。（2）当缺水风险的概率分布的不对称增加时，水权科层结构体系影响缺水风险再分配中的作用更为显著。由于不同科层管理体系下缺水风险在不同用户之间的再分配强弱也不同，这将同样影响土地灌溉和土地利用的决策。（3）缺水风险也显著影响农户的投资意愿。地表水可靠性较低的农户的灌溉投资对地下水水位变化的敏感性相比地表水可靠性较高的农户更高。由于私人管井成本高，财产不平等通过用水过程影响农业收入的不平等，进一步加剧农村地区的不平等性。（4）在现有水权制度框架下，水资源交易能够解决水资源分配不合理以及缺水风险过度转移到低优先级用户的问题。我们的经济学实验表明，水资源交易需要打破制度性限制才能显著提高社会福利。总体而言，本项目较好的完成了预期研究目标，在理论上丰富了水权、风险以及土地利用等领域的文献，在实践上有助于推进现有水资源管理模式的改革与创新，为农村城镇可持续发展提供有益的借鉴和启示。

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