前沿研究 | AEJ-AE 水泵动力提升、地下水灌溉普及与农业变迁
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本期导读：
上一期【经典文献】我们介绍了带刺铁丝网的发明如何推动了美国农业的发展。本期介绍的文章则探讨了地下水灌溉技术的进步如何在短期和长期中影响了美国中部平原灌溉区的农业。基于这个案例，文章讨论了资源禀赋变化与农业比较优势变迁的关系。
专题分类：
农业与食品 | 技术进步与农业发展
”The Historically Evolving Impact of the Ogallala Aquifer: Agricultural Adaptation to Groundwater and Drought. American Economic Journal: Applied Economics. 2014, 6(1): 190-219.
Richard Hornbeck and Pinar Keskin
美国中部的奥加拉拉蓄水层（Ogallala aquifer）是世界上最大的地下淡水水源之一。虽然美国地质勘探局早在19世纪末就发现了它，但受到打井抽水技术的限制，奥加拉拉丰富的地下水资源在长达半个世纪的时间里都没有得到有效的利用。二战时期军事工业的飞速发展大大推动了民用机械与设施的技术进步，水泵的动力也因此在20世纪50年代前后得到了极大的提升。受此影响，地下水灌溉（groundwater irrigation）在奥加拉拉地区迅速普及，而这一技术变迁对当地农业的发展产生了深远的影响。
结合理论模型，作者提出假说：地下水灌溉的普及在短期和长期内将对当地的农业生产产生不同的影响。短期内，可用水资源的增加会促使生产者增加农业用水这一生产要素的使用。告别了“靠天吃饭等雨来”的生产者也可以通过调节抽水量来规避干旱带来的减产风险。长期内，水资源禀赋的变化会引导生产者改种价值更高但更耗水的作物。然而，相比需水量小的作物，这些更“金贵”的作物会对干旱更为敏感。
为了检验以上假说，作者利用美国中部平原横跨80年的农业普查县级数据展开了实证研究。实证模型背后的基本逻辑是：通过比较奥加拉拉地区（1950年左右引入了灌溉）及其周边地区（未引入灌溉）在农地价值、农业收入、作物构成等方面随时间变化的差异来认识引入灌溉对当地农业在短期和长期内的影响。在面板数据回归中实现这一目标需要允许灌溉哑变量前的系数随时间变化。在此基础上，通过在实证模型中构造灌溉哑变量与干旱指数（drought index）的交互项（interactive terms）来进一步估计当地农业在短期和长期中受干旱影响的差异。
与理论预期相符，实证结果表明，引入地下水灌溉后，短期内，农业产值上升，但两种主要作物玉米和小麦的种植面积没有发生显著变化，作物产量受干旱的影响变小；长期中，农业产值继续上升，但更耗水且价值相对更高的玉米种植面积上升，小麦种植面积下降，灌溉在缓解干旱影响时的作用变得有限。
结合多个经济指标，作者测算了灌溉的隐含经济价值（implied value）随时间的变化趋势。如下图所示，在引入灌溉后的20年中，该价值持续上升，这反映了可用水资源增加对农业生产的正面作用。在此之后，该价值开始随时间缓慢下降，但仍显著大于0，作者认为这一下降趋势可能与地下水过度开采有关。
关键词：地下水，灌溉，资源禀赋，比较优势，农业发展
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