肖景峰,余 德,金龍新,陳俊宇,劉 英,祝琪雅
(1.湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所,湖南 長沙 410125;2.湖南農(nóng)業(yè)大學風景園林與藝術(shù)設計學院,湖南 長沙 410128;3.湖南省農(nóng)業(yè)信息與工程研究所,湖南 長沙 410125)
民為國基,谷為民命。糧食安全事關(guān)國家安全,事關(guān)國計民生,更是實現(xiàn)中華民族偉大復興的重要基礎(chǔ)[1]。2020 年12 月,習近平總書記在中央農(nóng)村工作會議上強調(diào),“從世界百年未有之大變局看,穩(wěn)住農(nóng)業(yè)基本盤、守好‘三農(nóng)’基礎(chǔ)是應變局、開新局的‘壓艙石’”。改革開放以來,我國城鎮(zhèn)化進程加快,耕地保護壓力日益增大,中央政府出臺了一系列耕地保護政策,如耕地占補平衡、永久基本農(nóng)田保護、高標準農(nóng)田建設政策等[2-4]。這些政策的實施有效保護了耕地數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài),對保障糧食安全發(fā)揮了重要作用。國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2022 年全國糧食總產(chǎn)量為6.865 3 億t,我國糧食產(chǎn)量連續(xù)8 a 超過6.5 億t,糧食生產(chǎn)實現(xiàn)“十九連豐”,這對國民經(jīng)濟發(fā)展、社會民生穩(wěn)定、全球糧食安全具有重大意義。
但需要關(guān)注的是,我國糧食產(chǎn)量增速逐年放緩、增長乏力[5]。尤其是近些年,耕地撂荒、邊際化、“非糧化”、“非農(nóng)化”等現(xiàn)象比較嚴重[6],加上新冠疫情影響,國內(nèi)外經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境的復雜性、嚴峻性、不確定性持續(xù)上升,我國糧食安全在未來較長一段時間內(nèi)仍將面臨諸多風險與挑戰(zhàn)[7]。在此背景下,我國需要進一步落實藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略?!安丶Z于地”要求保護足夠面積高質(zhì)量、健康的耕地;“藏糧于技”要求通過種子改良、現(xiàn)代化種植技術(shù)等促進糧食生產(chǎn)提質(zhì)增效。而隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進,我國耕地數(shù)量可能會繼續(xù)下降,糧食生產(chǎn)規(guī)模難以擴大[8]。因此,在多重約束條件下,提高糧食生產(chǎn)效率成為保障我國糧食安全的重要舉措。
湖南是全國13 個糧食主產(chǎn)區(qū)之一,2021 年以占全國2.8%的耕地生產(chǎn)了占全國4.5%的糧食。湖南糧食作物以水稻為主,2021 年湖南水稻種植面積占糧食作物種植面積的83.46%,居全國第1 位[9]。可見,湖南糧食生產(chǎn)對保持全國糧食總量平衡和區(qū)域協(xié)調(diào)、保障全國糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義[10]。因此,該研究深入探究2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率的時空特征和影響因素,以推進湖南糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展,更好發(fā)揮湖南作為產(chǎn)糧大省的作用,從而進一步保障國家糧食安全。
湖南位于我國中部,總面積為21.18 萬km2,地理 坐 標 為108°47'E~114°15'E,24°38'N~30°8'N,東臨江西省,西接重慶市、貴州省,南毗廣東省、廣西壯族自治區(qū),北連湖北省。湖南地處云貴高原向江南丘陵、南嶺山脈向江漢平原過渡的地帶,三面環(huán)山,形成從東南西三面向東北傾斜開口的不對稱馬蹄狀,土地結(jié)構(gòu)總體呈“七山二水一分田”。湖南屬亞熱帶季風濕潤氣候,水熱條件好,十分適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。湖南雖然耕地面積較少,但糧食單位面積產(chǎn)量較高,自古以來都是重要的糧食生產(chǎn)基地,素有“湖廣熟、天下足”的美譽。湖南糧食生產(chǎn)主要分布在湘北、湘南區(qū)域,其2021 年糧食產(chǎn)量分別約占全省糧食生產(chǎn)總量的30%、27%。
該研究以2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率為研究對象。為了消除研究時期內(nèi)生產(chǎn)資料和糧食價格變化帶來的不利影響,該研究在進行糧食生產(chǎn)效率評價時均選取實物量指標。參考已有研究[11-13],該研究選擇糧食產(chǎn)量作為產(chǎn)出指標,選擇土地投入、勞動力投入、機械投入、化肥投入、灌溉投入作為投入指標,具體指標體系如表1 所示。2010—2020年湖南糧食生產(chǎn)效率測算所需的數(shù)據(jù)均來自相應年份的《湖南統(tǒng)計年鑒》、《湖南農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》及湖南各地區(qū)統(tǒng)計公報。
表1 湖南糧食生產(chǎn)效率投入、產(chǎn)出指標體系
1.3.1 糧食生產(chǎn)效率評估方法 該研究采用DEA 軟件測算糧食生產(chǎn)效率,選取糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率為被解釋變量,綜合技術(shù)效率可被分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率。綜合技術(shù)效率(CRS)用來評價糧食生產(chǎn)的資源配置效率:綜合技術(shù)效率值為1,說明該縣市區(qū)在當下的糧食生產(chǎn)要素投入水平下實現(xiàn)了有效率的產(chǎn)出;綜合技術(shù)效率值不為1,說明該縣市區(qū)糧食生產(chǎn)的資源配置處于非DEA 有效狀態(tài),投入、產(chǎn)出關(guān)系不均衡,這樣的不均衡狀態(tài)通常表現(xiàn)為糧食產(chǎn)出不足,綜合技術(shù)效率值越接近1,說明糧食生產(chǎn)的資源配置效率越高。純技術(shù)效率(VRS)代表的是各地區(qū)在投入要素一定的情況下糧食生產(chǎn)投資決策和管理方面的能力。規(guī)模效率(SE)表示的是各地區(qū)糧食生產(chǎn)投資規(guī)模的合理程度,規(guī)模效率值越高,表明規(guī)模越合理。同時,為了更好地分析各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)效率的時空格局演變特征,該研究參考已有研究[12]將效率值分為5 個級別,即高效率(≥0.95)、中高效率(0.85~0.95)、中效率(0.75~0.85)、中低效率(0.65~0.75)和低效率(<0.65),并在GIS 軟件中將分級符號化,從而直觀地分析2010—2020 年湖南CRS、VRS和SE的變化情況。
1.3.2 糧食生產(chǎn)效率影響因素分析方法 該研究參考已有研究成果[11-13]分析可能影響糧食生產(chǎn)效率的因素。一方面,土地、勞動力、資本、技術(shù)等生產(chǎn)要素的投入水平在一定程度上決定了糧食生產(chǎn)效率的高低,這些要素的協(xié)同配置可以更好地發(fā)揮各要素的作用;另一方面,區(qū)域的社會經(jīng)濟環(huán)境和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對這些生產(chǎn)要素的投入會有一定的影響。如在工業(yè)經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū),由于農(nóng)業(yè)比較效益低下,較少人愿意從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到很大的沖擊,人們對糧食生產(chǎn)的積極性更加不高,這導致耕地“非糧化”現(xiàn)象的出現(xiàn);而在經(jīng)濟相對落后的地區(qū),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能是家庭經(jīng)濟收入的主要來源,人們對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很有積極性,但由于資本不足、技術(shù)滯后等原因,糧食生產(chǎn)效率難以進一步提高。因此,糧食生產(chǎn)效率影響因素分析需要充分考慮社會經(jīng)濟及資源稟賦等情況,全面選取相關(guān)指標。該研究通過夜間燈光遙感指數(shù)、人均可支配收入反映區(qū)域經(jīng)濟和居民收入水平,通過農(nóng)業(yè)從業(yè)人口數(shù)量、糧食播種面積、化肥施用折純量、農(nóng)用柴油使用量、有效灌溉面積反映糧食生產(chǎn)要素的投入水平,將這些共同作為解釋變量,從而構(gòu)建面板數(shù)據(jù),進行糧食生產(chǎn)效率影響因素分析。2010、2015、2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率影響因素分析中各解釋變量的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表2 所示。此外,在回歸分析方法的選擇上,該研究首先使用普通最小二乘模型(Ordinary Least Squares,OLS)進行回歸分析,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在顯著的空間自相關(guān)性;然后對比了空間滯后模型(Spatial Lag Model,SLM)和空間誤差模型(Spatial Error Model,SEM)在該研究中的適用性,最終選擇采用SLM 模型分析湖南糧食生產(chǎn)效率的影響因素及其顯著性。
表2 2010、2015、2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率影響因素分析中各解釋變量的描述性統(tǒng)計結(jié)果
2010 年,湖南糧食生產(chǎn)CRS均值為0.12,VRS均值為0.60,SE均值為0.26;2015 年,湖南糧食生產(chǎn)CRS均值為0.85,VRS均值為0.88,SE均值為0.97;2020 年,湖南糧食生產(chǎn)CRS均值為0.90,VRS均值為0.91,SE均值為0.99。數(shù)據(jù)表明,2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率明顯提升,2020 年SE處于較高水平,但是CRS、VRS還有可以提升的空間。
從湖南各市州情況來看,2020 年,湘潭市、長沙市、婁底市、株洲市糧食生產(chǎn)CRS值較高,其次是邵陽市、懷化市、永州市、常德市、益陽市,其CRS值均在0.90 以上,湘西州則相對較低(圖1)。2010 年,各市州糧食生產(chǎn)VRS值差異較大,但隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣,各市州的純技術(shù)效率明顯提升,尤其是株洲市、湘潭市、婁底市、邵陽市、張家界市、懷化市等地區(qū)的純技術(shù)效率提升較大;2020年,純技術(shù)效率相對較低的市州為湘西州、張家界市、郴州市,其VRS值均不超過0.85(圖2)。此外,2010—2020 年湖南各市州糧食生產(chǎn)SE值提升較大,說明10 a 間各市州糧食生產(chǎn)的規(guī)模效率提升較大,糧食生產(chǎn)的規(guī)模趨于合理化(圖3)。
圖1 2010、2015、2020 年湖南各市州糧食生產(chǎn)CRS 變化情況
圖2 2010、2015、2020 年湖南各市州糧食生產(chǎn)VRS 變化情況
圖3 2010、2015、2020 年湖南各市州糧食生產(chǎn)SE 變化情況
從湖南各縣市區(qū)的情況來看,2010、2015、2020 年湖南各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)效率差距逐步縮小,但提升的幅度差別較大,各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)效率仍具提升空間(圖4)。2020 年,湖南各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)的SE值差異較小,規(guī)模效率趨于一致,但純技術(shù)效率存在明顯的區(qū)別;尤其是湘西州、郴州市、張家界市的純技術(shù)效率值分別為0.76、0.85、0.85,大大制約了其糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率的提升。如圖4所示,2010 年,全省各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)的綜合技術(shù)效率和規(guī)模效率均較低,但長沙市、岳陽市、永州市等地區(qū)的純技術(shù)效率相對較高。2015 年,湖南各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)的規(guī)模效率和純技術(shù)效率均有很大程度的提升,尤其是全省絕大部分地區(qū)的規(guī)模效率為中高效率和高效率級別,純技術(shù)效率相對較低的區(qū)域主要集中在湘西州、張家界市、常德市、郴州市。此外,郴州市多個縣市區(qū)的純技術(shù)效率為中效率級別。2020 年,糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率為中高效率級別的區(qū)域主要分布在湘北地區(qū),綜合技術(shù)效率為中效率和低效率級別的區(qū)域主要分布在湘南、湘西地區(qū);純技術(shù)效率為低效率、中低效率級別的區(qū)域主要分布在湘南、湘西地區(qū);全省各縣市區(qū)的規(guī)模效率整體水平較高。綜上所述,2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率得到了較大提升,但純技術(shù)效率仍是制約部分地區(qū)糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率提升的主要因素,尤其是在湘西州、張家界市、郴州市等地區(qū)。
圖4 2010、2015、2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率時空格局演變情況
SLM 模型估計結(jié)果如表3 所示。湖南糧食生產(chǎn)CRS回歸結(jié)果中人均可支配收入、土地投入、化肥投入、灌溉投入通過了顯著性檢驗(P≤0.05),從相關(guān)系數(shù)來看,人均可支配收入、土地投入、灌溉投入與糧食生產(chǎn)CRS呈正相關(guān),而化肥投入與其呈負相關(guān)。通過對解釋變量與VRS進行回歸分析發(fā)現(xiàn),人均可支配收入、夜間燈光遙感指數(shù)、土地投入、化肥投入、灌溉投入通過了顯著性檢驗(P≤0.05),從相關(guān)系數(shù)來看,人均可支配收入、夜間燈光遙感指數(shù)、土地投入、灌溉投入與VRS呈正相關(guān),化肥投入與VRS呈負相關(guān)。在SE的回歸模型中,僅人均可支配收入、夜間燈光遙感指數(shù)、化肥投入通過了顯著性檢驗(P≤0.05),且與CRS、VRS回歸模型不一樣的是,人均可支配收入與SE呈正相關(guān),而夜間燈光遙感指數(shù)、化肥投入與SE呈負相關(guān)。
表3 SLM 模型估計結(jié)果
可見,人均可支配收入、夜間燈光遙感指數(shù)、土地投入、化肥投入、灌溉投入與2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率密切相關(guān),而勞動力投入、機械投入對糧食生產(chǎn)效率影響的顯著性不強。結(jié)合已有研究結(jié)果[11-13]分析其原因可知,這可能是由于在糧食生產(chǎn)活動中機械投入和勞動力投入存在負相關(guān)關(guān)系,即在勞動力充足的時候,一定規(guī)模的糧食生產(chǎn)活動不需要投入太多機械,而在勞動力短缺時,一定規(guī)模的糧食生產(chǎn)活動需要投入較多機械,以提高糧食生產(chǎn)效率。而當前工業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展在一定程度上解決了農(nóng)業(yè)從業(yè)人員過剩的問題,其產(chǎn)生的“虹吸效應”導致留在農(nóng)業(yè)內(nèi)部務農(nóng)的勞動力呈持續(xù)下降態(tài)勢,糧食生產(chǎn)活動中機械投入隨之日益增加,但受丘陵、山地地形及水利等生產(chǎn)條件的影響,湘西、湘中部分區(qū)域?qū)Z食生產(chǎn)規(guī)模擴大及技術(shù)投入的積極性不高,這也在一定程度上導致模型估計結(jié)果顯示勞動力投入、機械投入對糧食生產(chǎn)效率的影響不顯著。
該研究繼續(xù)深入分析與糧食生產(chǎn)效率顯著相關(guān)因素對糧食生產(chǎn)效率影響的正負性。一是社會經(jīng)濟發(fā)展因素。人均可支配收入與CRS、VRS和SE的相關(guān)系數(shù)均為正值,表明湖南居民的經(jīng)濟收入水平提升在很大程度上提升了糧食生產(chǎn)效率。居民收入水平提升時,人們就有更多的資本投入到農(nóng)業(yè),從而進一步解放農(nóng)村剩余勞動力,形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟發(fā)展互相促進的良性循環(huán)。而夜間燈光遙感指數(shù)與VRS、SE的相關(guān)系數(shù)分別為0.09、-0.05,表明經(jīng)濟發(fā)展較好地區(qū)在糧食生產(chǎn)技術(shù)投入方面有較大的優(yōu)勢,可以提升糧食生產(chǎn)效率,但由于經(jīng)濟發(fā)展較好地區(qū)主要為城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展較好地區(qū),故也出現(xiàn)了糧食生產(chǎn)規(guī)模效率受到抑制的情況,這與人們的普遍認知較為一致。二是土地資源投入因素。糧食播種面積與CRS、VRS的相關(guān)系數(shù)分別為0.17、0.25,且都通過了顯著性檢驗,表明土地投入對糧食生產(chǎn)效率有較強的正向影響。這說明耕地資源豐富、糧食生產(chǎn)主導的地區(qū)容易形成規(guī)?;募Z食產(chǎn)業(yè),糧食生產(chǎn)的投入產(chǎn)出效率高。三是物質(zhì)資源投入因素。該研究中的回歸模型顯示化肥投入與CRS、VRS、SE的相關(guān)系數(shù)分別為-0.13、-0.14、-0.09,表明湖南糧食生產(chǎn)中化肥投入已經(jīng)出現(xiàn)了報酬遞減的現(xiàn)象,化肥投入的持續(xù)增加已經(jīng)難以進一步提升糧食生產(chǎn)效率,甚至會對耕地土壤質(zhì)量造成嚴重的破壞。四是農(nóng)田基礎(chǔ)設施因素。由于湖南糧食作物以水稻、玉米為主,而水稻、玉米在生產(chǎn)過程中需要大量的水,故灌溉投入與CRS、VRS的相關(guān)系數(shù)均為0.06,灌溉投入與CRS、VRS呈顯著正相關(guān)。
該研究基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)對2010—2020 年湖南縣域尺度糧食生產(chǎn)效率進行了評價,分析了糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的時空格局演變特征,探究了糧食生產(chǎn)效率的影響因素,得出結(jié)論如下。就糧食生產(chǎn)效率時空特征而言,2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率明顯提升,各縣市區(qū)糧食生產(chǎn)效率差距逐步縮小。到2020 年,湘潭市、長沙市、婁底市、株洲市糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率較高,其次是邵陽市、懷化市、永州市、常德市、益陽市;湖南糧食生產(chǎn)規(guī)模效率整體處于較高水平,但純技術(shù)效率還有較大提升空間,尤其是在湘西州、張家界市、郴州市,純技術(shù)效率仍是制約其糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率提升的主要因素。就糧食生產(chǎn)效率影響因素而言,人均可支配收入、夜間燈光遙感指數(shù)、土地投入、化肥投入、灌溉投入與2010—2020 年湖南糧食生產(chǎn)效率緊密相關(guān),而勞動力投入、機械投入對糧食生產(chǎn)效率影響的顯著性不強。其中,人均可支配收入、土地投入、灌溉投入與CRS、VRS、SE的相關(guān)系數(shù)為正值,表明社會經(jīng)濟發(fā)展、居民收入增長、土地規(guī)模擴大、灌溉條件改善在很大程度上提升了糧食生產(chǎn)效率。
基于這些結(jié)論,該研究提出以下建議。一是適當擴大糧食種植面積。在當前耕地面積有限的情況下,湖南可以通過合理擴大耕地面積、恢復利用質(zhì)量高的撂荒耕地、增加土地復種指數(shù)、提高土地利用強度等途徑來適當擴大糧食種植面積,進而提高糧食生產(chǎn)效率,這就要求進一步整治耕地撂荒、“非糧化”、“非農(nóng)化”等現(xiàn)象。具體措施包括加大糧食補貼力度、合理布局糧食生產(chǎn)和嚴格耕地用途管制等,以在穩(wěn)定現(xiàn)有糧食播種面積的基礎(chǔ)上進一步合理擴大糧食生產(chǎn)面積。
二是科學施用化肥,提升機械化水平。由研究結(jié)論可知,湖南在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,若要進一步提升糧食生產(chǎn)效率,就要著重提升糧食生產(chǎn)的純技術(shù)效率。因此,湖南可大力推廣測土配方施肥技術(shù),合理控制化肥投入量,保障耕地生態(tài)系統(tǒng)健康,在全面落實耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護的基礎(chǔ)上綜合提升區(qū)域耕地糧食生產(chǎn)能力。政府、高校、科研院所等需積極推進農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應用,加快農(nóng)機科技創(chuàng)新,不斷提升糧食生產(chǎn)綜合保障能力,如在加大優(yōu)良品種培育和推廣力度的同時,加強免耕播種、恒溫育苗等農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用,積極推廣高效率、高性能和復式作業(yè)機具,提升糧食生產(chǎn)中耕整地、種植、高效植保、收獲、產(chǎn)地烘干、秸稈處理等環(huán)節(jié)的機械化水平,以進一步提高耕地單產(chǎn)水平和糧食生產(chǎn)效率。此外,湖南還可進一步強化新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體培育,以全面提升糧食生產(chǎn)技術(shù)投入水平。
三是完善水利基礎(chǔ)設施建設??茖W施肥用藥、推進農(nóng)業(yè)節(jié)水、全面保障農(nóng)田灌溉也是進一步提升湖南糧食生產(chǎn)效率的重要措施。湖南尤其是丘陵和山區(qū)應統(tǒng)籌推進實施土地平整、田間道路、灌溉與排水工程,構(gòu)建便捷高效的田間道路體系,進一步完善農(nóng)田水利基礎(chǔ)配套設施建設,在發(fā)展農(nóng)田水利工程上加大投資力度、擴大覆蓋范圍,全面提升農(nóng)業(yè)灌溉水平,并在易發(fā)生干旱的地區(qū)加強高效節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣。
總的來說,加大農(nóng)田建設力度,改善水利條件,促進機械化、現(xiàn)代化生產(chǎn)可以有效提升湘西州、張家界市、郴州市等地區(qū)的糧食生產(chǎn)能力,而湘潭市、長沙市、婁底市、株洲市等地區(qū)的糧食生產(chǎn)效率已經(jīng)較高,可提升空間較小,在作物品種產(chǎn)量上限下,僅僅通過增加其他生產(chǎn)要素的投入已經(jīng)難以較大幅度地提升糧食生產(chǎn)能力。但隨著糧食作物品種的改良和大力推廣,作物品種的產(chǎn)量上限提升,這些地區(qū)的糧食生產(chǎn)潛力還有較大挖掘空間。