农田水利设施的供给直接改善了水资源的时空配置效率,缓解了农业用水供给不足或过量对粮食生产的限制;同时,农田水利设施对水资源配置效率的提升会进一步改善粮食生产条件,提高农业生产要素的生产效率。综上,农田水利设施具备提高粮食产量的潜力。当前,我国粮食供给结构存在较为严重的失衡现象:粮食产量的连增主要来自玉米产量的提高,水稻与小麦产量仅为恢复性增长,其进口依赖程度逐年升高。水稻作为我国主要的口粮作物之一,其产量的增加对缓解我国粮食供给结构失衡,保证我国口粮安全具有关键作用。因此,探寻有效的水稻生产改良手段具有极强的战略意义。作为水资源投入密集型的粮食作物,水稻生产对农业用水供给的变动较为敏感,不足或过量的农业用水供给均不利于水稻产量的提高。鉴于农田水利设施对水资源配置效率和要素生产效率的积极影响,其极有可能促进水稻产量的提高。因此,有必要探究农田水利设施对水稻生产的影响。具体而言,本研究尝试回答以下问题:(1)我国农田水利设施供给水平与水稻产量水平在时间与空间上表现出何种变动趋势?其当前存在的主要问题是什么?(2)农田水利设施是如何影响水稻生产的:是作用于水稻的生产效率、生产成本还是收获面积?(3)若农田水利设施提高了水稻生产效率或降低了水稻生产成本或扩大了水稻收获面积,其是否最终提高了水稻产量?且这种提升作用在宏观与微观(农户)层面是否具有一致性?(4)进一步,若农田水利设施提高了农户水稻产量,其是否进而改善了农户福利?(5)若农田水利设施能够提高水稻产量并改善农户福利,我们应如何增强农田水利设施供给?针对以上问题,本文通过文献资料梳理与归纳构建了理论研究框架,并选择适当的数据与实证技术对其进行依次分析,以最终验证农田水利设施的水稻增产效应。本文的研究内容与相关结论具体如下:(1)农田水利设施供给水平与水稻产量的时空趋势分析利用《中国水利统计年鉴》数据,本文首次估算了我国省级农田水利设施资本存量,并以此对我国农田水利设施供给水平进行了时空趋势分析。分析发现:全国层面我国农田水利设施供给水平整体呈现增长趋势,地区层面变动趋势与全国层面基本一致,但地区间存在显著差异。省级层面,大部分省份农田水利资本存量呈现先降后升的趋势。同时,利用《中国农村统计年鉴》数据,本文也对水稻产量进行了时空趋势分析。分析发现:省级层面,粮食主产区省份的水稻产量呈现增长趋势。地区层面,粮食主产区水稻产量整体呈现上升趋势,非主产区则呈现下降趋势,且两地区的差距逐渐拉大。国家层面,1997年之前,我国水稻产量呈现增长趋势,1997-2003年呈现下降趋势,2003年之后,再次呈现增长趋势。(2)农田水利设施对水稻生产效率的影响在时空趋势分析的基础上,本文首先利用SYS-GMM分析了农田水利设施对各省水稻单产的影响。为较为全面的衡量水稻生产效率,本文同时利用DEA-Malmquist指数法估算了各省水稻全要素生产率和技术效率。并在全要素生产率和技术效率时空趋势分析的基础上,利用SYS-GMM分析了农田水利设施对两种效率的影响。分析结果表明农田水利设施有效促进了水稻单产、全要素生产率和技术效率的提高。(3)农田水利设施对水稻生产成本的影响本文首先利用各省(市/区)水稻生产要素投入数据,对水稻生产成本从总量与结构方面进行了时空趋势分析。其次,基于理论机制,采用超越对数成本函数和三阶段最小二乘法(I3SLS)实证分析了农田水利设施对水稻生产成本的影响。所得结论具体如下:农田水利设施对水稻生产中的私人投入具有明显的节约效应,对要素投入结构具有调整作用,并具体表现为:农田水利设施促进了水稻生产中机械对劳动的替代,促进了水稻生产技术朝劳动节约型方向变迁。同时,研究亦表明,农田水利设施对水稻生产具有明显的总成本效应。(4)农田水利设施对水稻收获面积和播种比例的影响利用本文估算的省级农田水利设施资本存量,在对我国水稻播种面积、粮食作物播种面积中水稻占比和水稻水旱灾害受灾面积(旱灾、洪涝灾害受灾面积)时空趋势分析的基础上,借助系统广义矩估计(SYS-GMM)和空间杜宾模型(SDM)分别实证分析了农田水利设施对水稻播种面积、水旱灾害受灾面积和粮食作物播种面积中水稻占比的影响,所得结论如下:农田水利设施通过改善田块灌溉与种植条件推动了水稻播种面积的扩大,并通过直接影响和溢出效应降低了本地区和其他地区的水稻水旱灾害受灾面积。同时,农田水利设施对水稻播种面积的扩大作用并未导致粮食供给结构失衡的加剧。(5)农田水利设施对水稻产量的影响、研究深化及路径探索基于以上分析,本研究最终落脚于对水稻产量的分析,利用省级和农户数据,分别从宏微观层面分析了农田水利设施对水稻产量的影响,并做了研究深化和路径探索。具体而言,本文首先分析了农田水利设施对各省(市/区)水稻产量绝对量(总产量)和相对量(增长率)的影响。其次,本文同时分析了农田水利设施对农户水稻单产的影响。再次,作为研究深化,本文也分析了农田水利设施对农户水稻种植收入的影响。最后,本文对农户层面农田水利设施供给进行了影响因素分析,以作为增强农户层面农田水利设施供给的路径探索。研究发现:宏观层面,农田水利设施显著提高了水稻产量及其增长率。微观层面,农田水利设施显著提高了农户的水稻单产及其水稻种植收入。同时,研究结果表明提高农户受教育水平、促进电脑的使用和增强农技服务是增强农户层面农田水利设施供给的有效途径。本研究的发现在于:农田水利设施能够通过提高水稻生产效率、降低水稻生产成本和扩大水稻收获面积的途径促进水稻产量的提高,且其水稻增产效应并未加剧我国粮食供给结构的失衡。同时,加强农田水利设施的投资与建设亦是实现农户水稻种植增产、福利改善的有效路径。进一步,提高农户受教育水平和信息化程度、强化农技服务可有效增强农户层面的农田水利设施供给。