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水利投资作为公益性极强的国家基础设施建设投资,是保障农业生产和实现农业现代化的关键及重要物质条件。水资源需求与供给不平衡、水利基础落后、设施老化和失修,水利建设投资规模低等问题降低农业抵御灾害能力,阻碍农业经济增长。工业化过程中导致的耕地资源贫瘠与水资源数量锐减,已威胁到中国粮食安全。针对此问题,2015年中央1号文件“关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见”强调实施耕地质量保护与提升行动,加快大中型灌区续建配套与节水改造,加快推进现代灌区建设,加强小型农田水利基础设施建设。在这样的政策指引下,研究水利投资对农业经济增长和耕地质量的影响与改善显得十分必要和迫切。在水资源短缺与旱灾严重的西部干旱半干旱农业区域,农业发展在很大程度上受大规模水利工程建设投资的影响。因此,本文选取干旱半干旱地区陕西省作为研究对象,利用其1982年-2011年连续29年的时间序列数据,进行以下研究:第一,分析陕西省水利投资现状;第二,检验水利投资与农业经济增长之间长期均衡关系;第三,借助Cobb-Douglas生产函数,建立多项式分布滞后(PDL)模型,实证研究水利投资对农业经济增长的影响,并考察水利投资各滞后期对农业经济增长的作用趋势;第四,探究水利投资对农业经济增长影响的路径。本文得出主要结论有:(1)陕西省水利投资总量持续增长,但投资规模较低。投资主体过于单一,主要依靠政府财政拨款;(2)陕西省农业总产值、农业劳动力人数、年末常用耕地面积、农业机械总动力和水利资本之间存在长期均衡关系。农业经济增长不会使水利建设资本产生变动,而水利建设资本的改变却会影响农业经济增长,但这种影响具有一定滞后性;(3)水利资本在投入生产后的第3年开始对农业经济增长有显著促进作用,到第5年达到最大,第6年下降;水利投资对农业经济增长的动态弹性和长期弹性分别为1.204和1.256;(4)水利投资可改进灌溉技术和改善耕地质量,提高单位耕地面积产出率,进而引起土地扩张型的技术进步。根据以上结论,本文给出建立现代水利投入稳定增长机制,加大小型水利设施项目投入,发展农业灌溉技术和发挥水利资本与土地要素互补作用等政策建议。