基于能值理論的湖南省耕地利用集約度演變研究*

湯進華,李 暉

(1.長沙學院經(jīng)濟與管理系，湖南長沙 410002；2.長沙職業(yè)技術(shù)學院經(jīng)貿(mào)管理系，湖南長沙 410217)

基于能值理論的湖南省耕地利用集約度演變研究*

湯進華1,李 暉2

(1.長沙學院經(jīng)濟與管理系，湖南長沙 410002；2.長沙職業(yè)技術(shù)學院經(jīng)貿(mào)管理系，湖南長沙 410217)

研究耕地資源的高效集約利用對社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。采用能值理論的研究方法，運用湖南統(tǒng)計年鑒相關(guān)數(shù)據(jù)，從農(nóng)業(yè)機械集約度、化肥集約度、農(nóng)藥集約度、農(nóng)膜集約度和勞動力集約度等5個方面，著重分析了湖南省2003～2012年間耕地利用集約度的時空變化特征。結(jié)果表明：總體看,2003～2012年，湖南省耕地利用集約度呈增長趨勢，10年間耕地利用集約度共上升了0.252 8，其中生產(chǎn)要素集約度共增加了0.230 2，而復種指數(shù)增加了0.018 4。從各要素看,2003～2012年湖南省的農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥集約度都呈增長趨勢，研究期間農(nóng)藥集約度增加了0.035×1013sej/hm2； 化肥增加了3.111×1013sej/hm2； 農(nóng)膜增長了0.01×1013sej/hm2。而勞動集約度呈下降趨勢； 復種指數(shù)在研究時間段內(nèi)總體呈上升趨勢； 耕地利用集約度在生產(chǎn)要素集約度和復種指數(shù)的綜合作用下不斷上升； 從區(qū)域差異看，長株潭城市群和環(huán)洞庭湖區(qū)耕地利用集約度較高，因為該區(qū)域有比較優(yōu)越的地理經(jīng)濟區(qū)位。而化肥、機械、勞動力投入水平都比較低的山地丘陵地區(qū)，工業(yè)輔助能集約度要低于勞動集約度，耕地利用集約度低。并結(jié)合分析結(jié)果和湖南省情提出了相關(guān)建議。

耕地集約利用度 生產(chǎn)要素集約度 能值理論 時空變化 湖南省

0 引言

土地尤其是耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，對實現(xiàn)糧食安全、國民經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定的作用和地位不可取代[1]。當前，隨著我國工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，以及人們消費結(jié)構(gòu)的改變，快速增長的人口與耕地資源短缺之間的矛盾始終困擾著社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[2,8]。因此，確保耕地資源高利用效率不僅是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的需要，也是社會安定和國家安全的重要保障。與此同時，人們逐漸認識到農(nóng)用地利用集約程度的變化可能比耕地面積的減少更會威脅糧食安全[3]。湖南省位于長江中游，國家商品糧生產(chǎn)基地。2012年全省耕地面積414.62萬hm2，人均耕地0.059 9hm2，僅為全國人均耕地的59.2%，不到世界人均水平的1/5[4]，人地矛盾突出。據(jù)此，以湖南省為研究對象，運用能值理論對耕地集約利用水平和時空變化進行綜合評價，對于實現(xiàn)耕地資源的高效集約利用和社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要的意義。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 能值理論

能值理論是由美國著名系統(tǒng)生態(tài)學家H.T.Odum提出的，認為能值是根據(jù)產(chǎn)品形成所消耗的各種能量來確定的，包括能量的數(shù)量和質(zhì)量[5,8]。而能值轉(zhuǎn)換率是從生態(tài)系統(tǒng)食物鏈及熱力學原理引申出來的，它是指形成產(chǎn)品或者勞務(wù)所需要的太陽能值。某種產(chǎn)品的太陽能值轉(zhuǎn)換率等于它的能值與能量的比值，單位為sei/J。如果產(chǎn)品在形成過程中用于轉(zhuǎn)化的能量越多，即消耗的能值越多，則此產(chǎn)品能值轉(zhuǎn)換率就越高。在能值轉(zhuǎn)換的過程中，如果能量轉(zhuǎn)換的次數(shù)越多，那么轉(zhuǎn)換的數(shù)量就越少，能值轉(zhuǎn)換率會不斷增加。在能量系統(tǒng)中，等級較高的，轉(zhuǎn)換率較大，需要輸入較大量的低能質(zhì)能量來維持高能質(zhì)能量的運轉(zhuǎn)。在社會生態(tài)系統(tǒng)中，人類勞動、科技文化等領(lǐng)域均屬高能質(zhì)、高能量轉(zhuǎn)換率和高能值的高等級階層能量[6,7,9]。

表1 耕地投入生產(chǎn)要素的能值轉(zhuǎn)化率及能值折算系數(shù)

1.2 研究方法

1.3 數(shù)據(jù)來源

農(nóng)業(yè)機械總動力、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等數(shù)據(jù)均來源于湖南統(tǒng)計年鑒(2004～2013年)； 14個市州的農(nóng)業(yè)機械、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、勞動力人口、復種指數(shù)等數(shù)據(jù)來源于湖南農(nóng)村統(tǒng)計年鑒(2011年)； 所需折算系數(shù)和能值轉(zhuǎn)化率來源于參考文獻[8-10]，整理如表1所示。

2 湖南省耕地利用集約度時空演變

2.1 湖南省耕地利用集約度各指標分析

2.1.1 農(nóng)業(yè)機械集約度時間變化分析

由表2可知，湖南省2003～2012年農(nóng)業(yè)機械集約度總體呈增長趨勢，從2003年的16.146×1013sej/hm2增長到2012年的29.414×1013sej/hm2，10年內(nèi)共增長了13.268×1013sej/hm2。其主要原因是，一方面工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，非農(nóng)部門對勞動力的需求不斷增加，加速了農(nóng)業(yè)勞動力的轉(zhuǎn)移[14]。為了保障農(nóng)作物播種面積及糧食產(chǎn)量，不得不以農(nóng)業(yè)機械代替勞動力，進而推動農(nóng)業(yè)機械化。另一方面政府始終高度重視農(nóng)業(yè)機械化建設(shè)[15-17]。依據(jù)《全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展第十二五年規(guī)劃》，“十一五”期間，中央財政累計補貼購置農(nóng)機具1078 萬臺套，安排農(nóng)機購置補貼資金351 億元，機械化水平達到了52.3%，農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了向機械化發(fā)展的歷史性跨越。

表2 湖南省耕地各投入要素集約度、復種指數(shù)及耕地利用集約度變化 1013sej/hm2

2.1.2 農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜的集約度變化分析

2003～2012年間，湖南省農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜的集約度整體上呈逐漸上升趨勢。農(nóng)藥從2003年的0.199×1013sej/hm2上升到2012年的0.234×1013sej/hm2，增加了0.035×1013sej/hm2； 化肥從2003年的30.821×1013sej/hm2上升到2012年的33.932×1013sej/hm2，增加了3.111×1013sej/hm2； 農(nóng)膜從2003年的0.025×1013sej/hm2上升到2012年的0.035×1013sej/hm2，增長了0.01×1013sej/hm2。其中，化肥集約度占生產(chǎn)要素的投入比例比較大，而農(nóng)膜和農(nóng)藥的集約度所占生產(chǎn)要素的比重較小，但也不能否認農(nóng)藥和農(nóng)膜對農(nóng)業(yè)增長的作用?；?、農(nóng)藥、農(nóng)膜3種投入對耕地產(chǎn)出效率的影響比較大，也是促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速、穩(wěn)步增長的一種方式。但需要注意的是，過量使用農(nóng)膜和農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負面作用，表現(xiàn)為土壤養(yǎng)分失衡、土壤酸化、土地退化等農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題。所以，要達到提高耕地利用集約度目的，不是要提高化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的使用量，而是提高它們的利用效率。

2.1.3 勞動力集約度變化分析

貴溪冶煉廠的含鉛物料中主要存在元素為：Cu、Fe、Sb、Sn、Se、Te、As、Ni等元素。各元素可能存在的最大量為：10%Cu，10%Fe、5%Sb、5%Sn、3%Se、3%Te、4%As、5%Ni。分取10.00 mL濃度為5 mg/mL鉛標準溶液于300 mL燒杯中，分別加入上述元素的最大量，按分析步驟進行測定, 測定結(jié)果見表3。

2003～2012年，湖南省勞動力集約度與化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的集約度變化趨勢明顯不同，呈下降趨勢。10年間共下降了2.762×1013sej/hm2。勞動力集約度的下降是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。由于農(nóng)村青壯年勞動力不斷流向城市和工業(yè)部門，導致從事農(nóng)業(yè)勞動力普遍存在老齡化等現(xiàn)象。由此可見，推進工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，必須要優(yōu)化配置勞動力資源。

2.1.4 復種指數(shù)變化分析

2003～2012年，湖南省復種指數(shù)總體呈上升趨勢，從2003年2.016×1013sej/hm2上升到2012年2.053×1013sej/hm2，10年間共上升了0.037×1013sej/hm2。提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出最直接、最簡單方式就是提高復種指數(shù)。因此，在農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥的集約度達到較高的同時，也可以向提高復種指數(shù)方面努力。

2.2 耕地利用集約度的時間演變分析及變化的分解

2003～2012年，湖南省耕地利用集約度呈增長趨勢，10年間共增長了30.245×1013sej/hm2。耕地利用集約度變化是生產(chǎn)要素集約度和復種指數(shù)共同起作用的結(jié)果。影響耕地集約利用的主要因素有：人口的增長、經(jīng)濟的發(fā)展、城市化及農(nóng)業(yè)政策。為了揭示社會經(jīng)濟發(fā)展對耕地集約利用的影響，選取總?cè)丝跀?shù)X1、人均耕地面積X2、人均GDP X3、城市化率X4和農(nóng)業(yè)政策X5等5項指標用SPSS軟件進行回歸分析。其中，農(nóng)業(yè)政策以2004年國家以中央一號文件的形式促進“三農(nóng)”發(fā)展為標志，賦予2003年X5為0,2004～2012年X5為1。用SPSS軟件進行回歸分析結(jié)果如下。

表3 回歸分析模型系數(shù)

影響因素總?cè)丝赬1人均耕地面積X2人均GDPX3城市化率X4農(nóng)業(yè)政策X5調(diào)整后的R2F檢驗值顯著性回歸系數(shù)0.687-0.7430.6830.7930.3250.985117.8950.000

表4 湖南省耕地利用集約度因素分解

由表3可知，總?cè)丝?、人均耕地面積、人均GDP、城市化率和農(nóng)業(yè)政策的標準化系數(shù)絕對值從大到小依次為：X4>X2>X1>X3>X5，即推動湖南省耕地利用集約度不斷上升的最重要原因是城市化率和人均耕地面積，而農(nóng)業(yè)政策對耕地利用集約度的影響最小。農(nóng)業(yè)政策主要是通過影響農(nóng)民生產(chǎn)積極性間接影響耕地利用集約度。農(nóng)業(yè)政策和經(jīng)濟發(fā)展相對于城市化、人口增長和人均耕地面積對耕地利用集約度的影響來說是較小的、間接的。

對2003～2012年湖南省耕地利用集約度變化進行分解(表4)，可以看出10年間耕地利用集約度共上升了0.252 8，其中生產(chǎn)要素集約度增加了0.230 2，而復種指數(shù)增加了0.018 4。從不同發(fā)展時段來看,2003～2008年，由于勞動力集約度L的下降速度明顯低于農(nóng)業(yè)機械、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜集約度的總和G，因此生產(chǎn)要素集約度呈快速上升趨勢； 2008～2013年間，由于農(nóng)業(yè)機械、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜集約度之和G的增長速度低于勞動力集約度L的下降速度，導致生產(chǎn)要素集約度有所下降。因此，為了提高耕地利用的集約度，不但要重視復種指數(shù)，更加要重視農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜集約度。

2.3 湖南省耕地利用集約度的區(qū)域差異分析

2.3.1 綜合評價

由于數(shù)據(jù)有限，對湖南省耕地利用集約度的區(qū)域差異進行分析時，以2010年為例進行空間分析。運用《湖南農(nóng)村統(tǒng)計年鑒(2011)》和《湖南統(tǒng)計年鑒(2011)》相關(guān)數(shù)據(jù)，對湖南省各市、州的各投入要素集約度、復種指數(shù)及耕地利用集約度計算結(jié)果如表5。

表5 2010年湖南省各市、州投入要素集約度、復種指數(shù)及耕地利用集約度變化 1013sej/hm2

由表5可知，湖南省的耕地利用集約度區(qū)域差異明顯，但它的變化特點總體是東高西低。其中湘西自治州的耕地利用集約度最低，為44.456×1013sej/hm2； 湘潭市的耕地利用集約度為73.929×1013sej/hm2，是湖南省耕地利用集約度最高的地區(qū)。如果將耕地利用集約度分為高度集約利用區(qū)、中度集約利用區(qū)和低度集約利用區(qū)，則湘潭市、株洲市、益陽市、常德市、長沙市、岳陽市為高度集約利用區(qū)(第一級)； 衡陽市、邵陽市、婁底市、郴州市、永州市為中度集約利用區(qū)(第二級)； 張家界市、懷州市、湘西自治州為低度集約利用區(qū)(第三級)。高度集約利用區(qū)，即一級主要位于長株潭和環(huán)洞庭湖地區(qū)。該區(qū)域有比較優(yōu)越的地理經(jīng)濟區(qū)位優(yōu)勢，例如優(yōu)良的光、溫、水、土條件。而二、三級主要位于化肥、機械、勞動力投入水平都比較低的山地丘陵地區(qū)，并且該區(qū)域的經(jīng)濟條件也較差。

2.3.2 2010年湖南省工業(yè)輔助能集約度和勞動集約度的區(qū)域差異分析

圖1 2010年湖南省各市、州的工業(yè)輔助能集約度和勞動集約度

由圖1可以看出,2010年懷化市、湘西自治州等區(qū)域的勞動集約度高于工業(yè)輔助能集約度，主要是這些地區(qū)工業(yè)化和城市化水平都比較低，人口大多集中在農(nóng)村，所以勞動集約度比較高而工業(yè)輔助能集約度比較低。

相反，長沙、株洲、湘潭等大多區(qū)域的工業(yè)輔助能的集約度高于勞動集約度。主要是因為這些地區(qū)的工業(yè)化和城市化水平都比較高，加之農(nóng)村人口逐漸流入到城市和工業(yè)部門，因而工業(yè)輔助能集約度較高。其中湘潭市的工業(yè)輔助能集約度最高，為20.8362×1013sej/hm2； 其次是益陽和長沙等地區(qū)。這些工業(yè)輔助能比較高的地區(qū)，都是工業(yè)基礎(chǔ)比較好或者經(jīng)濟發(fā)展比較好的區(qū)域，這些地區(qū)的農(nóng)村人口比重相對都比較小，加之從事非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機會較高，在生產(chǎn)中一般用工業(yè)輔助能代替勞動，因而這些地區(qū)的工業(yè)輔助能集約度明顯較高。

3 結(jié)論與建議

該文運用能值理論分析法，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對湖南省2003～2012年耕地利用中農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜和勞動力等生產(chǎn)要素集約度演變進行了分析，并在此基礎(chǔ)上分階段分析了湖南耕地集約度演變的時間特征和空間差異，并提供了相關(guān)建議。

3.1 結(jié)論

(1)2003～2012年，湖南省農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥集約度都呈上升趨勢，而勞動集約度呈下降趨勢。其中，農(nóng)業(yè)機械集約度的增長速度最快，并且農(nóng)業(yè)機械化水平提高較快，而農(nóng)藥和農(nóng)膜的投入所占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的比重較小。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥已成為最重要的物質(zhì)投入。在此期間，復種指數(shù)增長率為0.0184，生產(chǎn)要素集約度增長率為0.2302，它們對耕地利用集約度的增加起到了至關(guān)重要的作用。

(2)由于湖南省各市、州的自然條件的差異，因而各區(qū)域的耕地利用集約度也不同。一般，耕地利用集約度較高的地區(qū)，例如長株潭及環(huán)洞庭湖地區(qū)，地勢比較平坦、土壤養(yǎng)分的含量較高、便于開發(fā)利用及耕作。相反，湘中南與湘西等山地丘陵地區(qū)，交通不太方便、土地不太集中，更不利于機械化耕作，導致耕地規(guī)模經(jīng)營效益比較差，所以這些區(qū)域的耕地利用集約度較低。

(3)由于經(jīng)濟和社會各因素的綜合作用，湖南省耕地的勞動集約度和工業(yè)輔助能集約度變化的區(qū)域差異比較明顯。2010年，湖南省的勞動集約度低、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平高的區(qū)域大多是經(jīng)濟社會發(fā)展程度比較高的地區(qū)。反之，則是經(jīng)濟發(fā)展程度較低，工業(yè)化基礎(chǔ)比較劣勢的地區(qū)。

3.2 建議

湖南省耕地利用集約度在各個區(qū)域有所不同。在開發(fā)利用耕地時，要從具體實際出發(fā)，按照不同區(qū)域的耕地分布狀況及經(jīng)濟發(fā)展水平，制定不同的、合理的開發(fā)利用耕地的方案。對于經(jīng)濟發(fā)達的長株潭及環(huán)洞庭湖地區(qū)，應(yīng)加快調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，通過測土配方和種子技術(shù)改造，培育農(nóng)產(chǎn)品品牌，發(fā)展無公害、綠色農(nóng)業(yè)，以增加單位耕地的產(chǎn)值。而對于那些耕地利用集約度較低的地區(qū)，應(yīng)加大技術(shù)和政策支持，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，以便提高其利用率，使湖南省的耕地集約利用得到均衡發(fā)展。對于山地眾多、耕地條件較差的低耕地集約利用區(qū)，應(yīng)適當?shù)靥岣咿r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)投入，并采取措施提高農(nóng)民生產(chǎn)積極性，進而增加耕地的生產(chǎn)能力。

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ANALYSIS ON CHANGE OF CULTIVATED LAND USE INTENSITY IN HUNAN PROVINCE BASED ON ENERGY THEORY*

Tang Jinhua1，Li Hui2

(1.College of Economic and Management，Changsha University，Changsha,Hunan 410002，China；2.Economic trade and Management Department，Changsha Vocational & Technical college，Changsha, Hunan 410217, China)

The efficient and intensive useof cultivated land resource has great significanceto the social and economic development. Using the value theory method andthe data of Hunan statistical yearbooks, this paper analyzed the space-time evolution characteristics of land use intensity from the aspects of intensive agricultural machinery, fertilizer intensive degrees, intensive degree of pesticides, agricultural films intensive, and labor intensive degrees in Hunan province during 2003-2012. The results showed that from 2003 to 2012, the cultivated land intensive use degree increased by 0.2528, among which the intensive degree of production factor increased by 0.2302 and multiple cropping index increased by 0.0184 since 2003.The main influenced factors were population, economic, urbanization and agricultural policy. The intensive degree of agricultural machinery, pesticides,agricultural films, and fertilizers were all in a trend of increase, but the intensive degree of labor was in a downward trend. The intensity degree of pesticide increased by 0.035×1013sej/hm2, and fertilizer increased by 3.111×1013sej/hm2; The film increased by 0.01×1013sej/hm2. The cultivated land use intensity continually increased due to the influence of the intensive degree of factors of production and multiple cropping index. For the regional differences, the cultivated land use intensity was higher in west, such as TungTing lake area and Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration, where had geographical economic location advantages. The land use intensive degree was lower in the mountain hilly area, where the input levels were relatively low in chemical fertilizer, machinery and labor, and industrial auxiliary intensive degree was lower than the labor intensive degree. Finally, some suggestions were put forward, for example, the agricultural production structure should rapidly be adjusted to increase the production value in TungTing Lake area and Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Urban Agglomeration, technical and policy support should be increased to improve the production efficiency of arable landin less intensive use of arable land areas, and the material inputs for agricultural production should be appropriate to be improved in many mountains areas.

intensive use of cultivated land； intensive degree of factors of production; temporal and spatial variation; energy theory； Hunan province

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161217

2015-10-13

湯進華(1976—)，湖南益陽人，博士、副教授。研究方向：區(qū)域經(jīng)濟與土地利用。Email：tangjinhua121@163.com

*資助項目：湖南省自然科學基金面上項目“長株潭城市群農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與城鎮(zhèn)化發(fā)展的耦合機制研究”(2016JJ4004)； 湖南省情與決策咨詢研究課題“湖南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與城鎮(zhèn)化的耦合關(guān)系及協(xié)調(diào)機制研究”(2015ZZ108)； 長沙職業(yè)技術(shù)學院課題“長沙都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價及對策研究”(CZ2013B01)

F323.211; F301.2

A

1005-9121[2016]12-0112-06