湖北省農(nóng)戶家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模情景分析
——基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理的實(shí)證研究

王嫚嫚，劉穎，2*，陳實(shí)

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.主要糧食作物湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州 434025）

湖北省農(nóng)戶家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模情景分析
——基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理的實(shí)證研究

王嫚嫚1，劉穎1，2*，陳實(shí)1

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.主要糧食作物湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州 434025）

本文利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理，對(duì)家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模進(jìn)行了建模和仿真分析。通過(guò)分析糧食供求、人口狀況、耕地面積和政策調(diào)節(jié)因素的因果反饋關(guān)系，構(gòu)建湖北省家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行仿真模擬。研究結(jié)果表明：1）系統(tǒng)對(duì)湖北省進(jìn)行的初始預(yù)測(cè)表明，未來(lái)省內(nèi)能夠完全滿足糧食自給自足，家庭經(jīng)營(yíng)面積也不斷擴(kuò)大，逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)；2）人口政策的開(kāi)放短期內(nèi)對(duì)湖北省糧食安全不會(huì)產(chǎn)生威脅。提高耕地安全基線，加大單位面積耕地資金投入和提高糧食種植比例都能夠?qū)Z食產(chǎn)量進(jìn)行一定調(diào)節(jié)；3）上調(diào)耕地安全基線，在一定程度上能夠快速調(diào)節(jié)糧食供給，保障糧食安全，但這種形式的調(diào)節(jié)不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；4）人口自然增長(zhǎng)率上升，農(nóng)村人口總量增加，會(huì)減慢家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化是實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；仿真；農(nóng)戶耕地；經(jīng)營(yíng)規(guī)模；糧食安全；湖北省

王嫚嫚， 劉穎，陳實(shí). 湖北省農(nóng)戶家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模情景分析——基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理的實(shí)證研究［J］. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2016， 37（5）: 848-855.

Wang M M， Liu Y， Chen S. Simulation of the operation scale of household farmland in Hubei Province: An empirical study based on system dynamics［J］. Research of Agricultural Modernization， 2016， 37（5）: 848-855.

規(guī)模經(jīng)營(yíng)作為解決農(nóng)業(yè)發(fā)展，糧食需求，農(nóng)民增收的途徑之一，一直以來(lái)備受關(guān)注［1］。1987年，適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)第一次出現(xiàn)在中央5號(hào)文件中，之后接連出現(xiàn)在若干重要中央文件中。2013年中央一號(hào)文件中提出了“堅(jiān)持依法自愿有償原則，引導(dǎo)農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)有序流轉(zhuǎn)，鼓勵(lì)和支持承包土地向?qū)I(yè)大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)民合作社流轉(zhuǎn)，發(fā)展多種形式的適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)”。規(guī)模經(jīng)營(yíng)的發(fā)展是順應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展階段誕生的，是城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的必然結(jié)果。

學(xué)術(shù)界圍繞規(guī)模經(jīng)營(yíng)進(jìn)行了大量研究，主要集中在規(guī)模與效率之間的關(guān)系［2-4］，規(guī)模經(jīng)營(yíng)適宜度的研究［5-8］，以及農(nóng)戶規(guī)模經(jīng)營(yíng)的選擇和驅(qū)動(dòng)力分析［9］等幾個(gè)方面。盡管學(xué)者們通過(guò)不同的測(cè)算來(lái)證明是否存在規(guī)模效率，但規(guī)模經(jīng)營(yíng)已成為必然選擇［10-11］。并且研究發(fā)現(xiàn)不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)會(huì)測(cè)算出不同的適度經(jīng)營(yíng)規(guī)模［12-13］，即農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模在理論上缺乏清楚界限［14］，這也說(shuō)明很難用有普適性的數(shù)值對(duì)最優(yōu)土地經(jīng)營(yíng)規(guī)模做出界定。

已有研究大多從農(nóng)戶生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的微觀角度出發(fā)測(cè)算出可能適度經(jīng)營(yíng)區(qū)間［13］。但耕地經(jīng)營(yíng)還會(huì)涉及到許多較難把握的規(guī)律和內(nèi)在關(guān)系，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是復(fù)雜系統(tǒng)研究的有效手段。馬永歡和牛文元［15］利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理，對(duì)我國(guó)糧食需求和耕地配置狀況進(jìn)行仿真模擬，結(jié)果表明我國(guó)糧食總需求量呈剛性增長(zhǎng)，耕地供給處于緊平衡狀態(tài)。趙黎明和王忠［16］則從供給、庫(kù)存、需求三個(gè)方面建立了糧食安全預(yù)警系統(tǒng)。王海燕等［17］建立了糧食預(yù)測(cè)和政策仿真模型，認(rèn)為只要保證農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和科技研究投入，宏觀政策的有效實(shí)施，我國(guó)可以長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)95%糧食自給率的目標(biāo)。然而，以農(nóng)戶家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模為主體的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)文獻(xiàn)目前較少。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)將耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模的動(dòng)態(tài)性加以考慮，反映了各個(gè)變量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系和相互作用，模擬和分析相應(yīng)政策的實(shí)施效果，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

文章選擇湖北省作為研究區(qū)域，對(duì)湖北省家庭經(jīng)營(yíng)面積進(jìn)行了模擬和仿真，研究在各個(gè)子系統(tǒng)相互制約下家庭耕地經(jīng)營(yíng)面積的變化狀況，旨在提出以糧食安全為前提的耕地規(guī)模經(jīng)營(yíng)措施，是國(guó)家糧食安全和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要內(nèi)容。

1　研究區(qū)域概況

湖北省是農(nóng)業(yè)大省，也是人口大省，目前人均耕地面積約0.082 1 hm2，2013年農(nóng)村居民人均可支配收入為9 691.80元，城市人均可支配收入是其2.34倍。為提高農(nóng)戶收入，縮小城鄉(xiāng)收入差距，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)耕地規(guī)模經(jīng)營(yíng)是關(guān)鍵。湖北省耕地面積演變則是未來(lái)耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。

根據(jù)中國(guó)國(guó)土資源年鑒以及第二次土地調(diào)查部分?jǐn)?shù)據(jù)，2001年至2013年湖北省耕地面積增減逐漸持平，總量趨于穩(wěn)定。2001年年初湖北省耕地總面積為492.16萬(wàn)hm2，持續(xù)下降至2013年年初的462.27萬(wàn)hm2，2004年之后，耕地總面積下降趨勢(shì)減緩，這與近年來(lái)耕地保護(hù)政策密切相關(guān)。各年耕地面積具體變化中，年內(nèi)耕地減少面積幾乎全部大于年內(nèi)耕地增加面積，但兩者之間的差距自2004年起明顯縮小，直至2007年基本持平。除去2005年，年內(nèi)耕地增加面積總體處于緩慢上升趨勢(shì)，年內(nèi)耕地減少面積在2003年上升至最大，之后則快速下降并趨于平緩。這些變化充分展示2001-2013年湖北省耕地變更狀況，為今后的耕地利用及耕地保護(hù)政策制定提供依據(jù)。

2　研究方法

2.1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建思路

糧食安全是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的前提，規(guī)模經(jīng)營(yíng)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，在實(shí)行規(guī)?；?jīng)營(yíng)的同時(shí)必須強(qiáng)調(diào)糧食安全。耕地供需是影響農(nóng)戶規(guī)模經(jīng)營(yíng)的重要方面，農(nóng)戶耕地規(guī)模主要受耕地總面積和人口總量的影響。糧食安全則與糧食供求量有關(guān)，糧食供求由人口量、人均糧食需求量以及單位面積產(chǎn)量和種植面積決定。本文將系統(tǒng)劃分為三個(gè)子系統(tǒng)：1）糧食安全子系統(tǒng)，主要通過(guò)糧食需求量、糧食作物年產(chǎn)量、自給率等評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)衡量，將生產(chǎn)和消費(fèi)之間聯(lián)系起來(lái)。2）人口子系統(tǒng)，人口結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化，對(duì)糧食需求總量、居住面積需求及農(nóng)業(yè)人口數(shù)量都會(huì)產(chǎn)生影響。同時(shí)也影響建設(shè)用地以及建設(shè)用地占用耕地情況。3）耕地面積子系統(tǒng)，耕地面積變化主要有兩方面，耕地面積增加和耕地面積減少。在影響糧食種植面積的同時(shí)，也受人口結(jié)構(gòu)變化而引起的建設(shè)用地面積變化的影響?？傊齻€(gè)系統(tǒng)之間相互影響相互制約，反映著任意一個(gè)量的變化對(duì)家庭經(jīng)營(yíng)規(guī)模的影響。

2.2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型結(jié)構(gòu)分析

2.2.1糧食安全子系統(tǒng) 糧食安全涉及到糧食的生產(chǎn)和消費(fèi)。糧食生產(chǎn)受糧食單產(chǎn)和糧食播種面積的直接影響，糧食播種面積是由糧食播種比例、復(fù)種指數(shù)和耕地面積共同決定的。根據(jù)生產(chǎn)函數(shù)，糧食單產(chǎn)主要受技術(shù)條件、勞動(dòng)力供給以及資本投入的影響，這些都是從農(nóng)戶的行為角度分析的，但是農(nóng)戶是經(jīng)濟(jì)人，能夠在已有的條件下做出最適合的選擇，本文從外生變量的角度出發(fā)，根據(jù)以往國(guó)家對(duì)單位耕地的資金投入與糧食單產(chǎn)之間的關(guān)系確定單位面積的糧食產(chǎn)量，簡(jiǎn)化了糧食生產(chǎn)系統(tǒng)。這與呂德宏等［18］、吳沛良［19］認(rèn)為的農(nóng)業(yè)資金投入對(duì)提高糧食生產(chǎn)顯著作用的觀點(diǎn)一致。糧食安全強(qiáng)調(diào)的是我國(guó)糧食供求能否平衡，通過(guò)糧食自給率來(lái)衡量。

近些年來(lái)糧食需求結(jié)構(gòu)在不斷的改變，對(duì)糧食需求量也提出了新的要求。根據(jù)糧食安全子系統(tǒng)因果關(guān)系圖，有以下幾個(gè)因果反饋（圖1）：1）糧食自給率→耕地調(diào)整因子→耕地面積→糧食播種面積→糧食作物年產(chǎn)量。這條負(fù)向關(guān)系反饋圖說(shuō)明了糧食安全需要耕地適量供給作為保障，當(dāng)糧食自給率下降時(shí)，通過(guò)政策手段保護(hù)耕地，提高糧食自給率。2）糧食自給率→耕地調(diào)整因子→耕地面積→單位耕地支持資金→糧食作物單產(chǎn)→糧食作物年產(chǎn)量。這是一條正向關(guān)系反饋圖。耕地面積上升，單位面積耕地的支持資金減少，糧食作物年產(chǎn)量增加量也隨之減少。耕地面積對(duì)糧食播種面積和糧食單產(chǎn)的作用正好相反，也即是在系統(tǒng)內(nèi)變量是相互制衡的。3）糧食自給率→財(cái)政支農(nóng)比例→財(cái)政支農(nóng)資金→單位耕地支持資金→糧食作物單產(chǎn)→糧食作物年產(chǎn)量。這條負(fù)向關(guān)系反饋圖表明當(dāng)糧食自給率下降時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)財(cái)政支農(nóng)資金刺激農(nóng)業(yè)，促進(jìn)糧食生產(chǎn)。

圖1　糧食安全子系統(tǒng)因果關(guān)系圖Fig. 1　Causality of grain security subsystem

2.2.2人口子系統(tǒng) 我國(guó)是一個(gè)人口基數(shù)大，人口規(guī)模和人口結(jié)構(gòu)在不斷改變的國(guó)家。與人口規(guī)模相關(guān)的直接變量是人口出生率和人口死亡率，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，我國(guó)人口變化率主要受生育政策、醫(yī)療條件、生活水平、生活環(huán)境等因素的影響。資源缺乏、環(huán)境污染等負(fù)面環(huán)境因素會(huì)帶來(lái)出生率下降和死亡率上升，但醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步會(huì)減少甚至消除這種現(xiàn)象，相互之間能夠達(dá)到均衡［20］。生育政策是外生變量，相機(jī)抉擇人口政策對(duì)糧食安全有著重要的意義［21］。本文只選擇了計(jì)劃生育政策作為唯一一個(gè)影響因素，因?yàn)樯呤峭馍兞浚怯蓢?guó)家根據(jù)人口總量及結(jié)構(gòu)決定的，不受系統(tǒng)制約，并且能夠在短期內(nèi)調(diào)節(jié)。比如我國(guó)計(jì)劃生育政策落實(shí)后，湖北省人口出生率從1990年的2.16%下降至2003年的0.826%，降低人口總量的增長(zhǎng)速度，使糧食需求量得到緩解。關(guān)于人口結(jié)構(gòu)，影響城鄉(xiāng)人口比例的主要因素是城鎮(zhèn)化率，城鎮(zhèn)化率上升，人口結(jié)構(gòu)變化，這種變化會(huì)對(duì)農(nóng)村家庭經(jīng)營(yíng)面積以及新增建設(shè)用地面積等產(chǎn)生影響，調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)（圖2）。

圖2　人口子系統(tǒng)因果關(guān)系圖Fig. 2　Causality of population subsystem

2.2.3耕地面積子系統(tǒng) 耕地是糧食生產(chǎn)的主要載體，其質(zhì)量及面積會(huì)對(duì)糧食生產(chǎn)產(chǎn)生直接影響。農(nóng)戶家庭經(jīng)營(yíng)規(guī)模主要通過(guò)家庭耕地面積來(lái)表達(dá)，本文從糧食安全的視角，研究其他各個(gè)變量變化對(duì)未來(lái)家庭耕地面積的影響。

未來(lái)耕地面積的變化狀況將會(huì)直接影響到家庭經(jīng)營(yíng)規(guī)模，決定耕地面積的主要因素是耕地增加面積和耕地減小面積。耕地增加的主要方式包括耕地復(fù)墾、耕地開(kāi)發(fā)以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，系統(tǒng)中將耕地增加系數(shù)統(tǒng)一稱(chēng)為耕地調(diào)整因子，對(duì)耕地增加面積具有正向作用。影響耕地增加面積的另外兩個(gè)因素是糧食自給率和耕地安全基線。耕地面積減少的因素有建設(shè)占用耕地、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林以及環(huán)境災(zāi)害等。后三者根據(jù)近幾年的平均變化率賦值，建設(shè)占用耕地是通過(guò)人均新增建設(shè)用地計(jì)算得來(lái)。

2.3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立的基礎(chǔ)是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)分析，將三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行合并和擴(kuò)展，構(gòu)建出如圖3所示的基于糧食安全系統(tǒng)下的家庭經(jīng)營(yíng)規(guī)模系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖。

模型的建立需要設(shè)定相關(guān)變量的初值及動(dòng)態(tài)仿真運(yùn)行的參數(shù)。模型中的數(shù)據(jù)均來(lái)源于中國(guó)國(guó)土資源年鑒、中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。對(duì)于參數(shù)的處理方法包括趨勢(shì)外推法，統(tǒng)計(jì)回歸，相應(yīng)的表函數(shù)，邏輯函數(shù)，平均值法等。按照所屬的子系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)，模型中的主要方程如下：

1）人口子系統(tǒng)中，涉及到的變量比較少，通過(guò)各變量之間的函數(shù)關(guān)系，最終計(jì)算出變量農(nóng)村家庭個(gè)數(shù)。其中人口和城鎮(zhèn)化率是水平變量，由初始值和速率變量決定。主要包含的方程有：

圖3　家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖Fig. 3　System dynamic flow of household farmland operation scales

式中：P表示人口，PB代表出生人口，PD代表死亡人口，IP代表初始人口，VCR代表城鎮(zhèn)化率變化量，ICR代表初始城鎮(zhèn)化率，CR代表城鎮(zhèn)化率，RP代表農(nóng)村常住人口，RH代表農(nóng)村家庭個(gè)數(shù)，AR代表平均農(nóng)業(yè)家庭人數(shù)。

2）糧食安全子系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的核心變量是糧食自給率，相關(guān)變量方程如下：

各變量的概念和具體內(nèi)容為：PGD為人均糧食需求量，IPGD為人均糧食需求量增長(zhǎng)量，PGDI為初始人均糧食需求量，GD為糧食需求量，GYPU為糧食作物單產(chǎn)，SFUC為單位耕地支持資金，F(xiàn)CP為糧食作物年產(chǎn)量，GA為糧食播種面積，RFPA為糧地比例，MCI為復(fù)種指數(shù)，RFS為糧食自給率。其中GYPU沒(méi)有采用最常用的柯布道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)，而是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)回歸，分析了GYPU和SPUC之間的關(guān)系［18-19］，回歸結(jié)果中系數(shù)和截距均顯著，R2值為0.78，通過(guò)F檢驗(yàn)。

3）耕地面積子系統(tǒng)中，耕地面積由初始值和耕地增減面積決定，函數(shù)表達(dá)式為：CL=INTEG（ICL-DCL，4622720）。其中ICL是邏輯函數(shù)表達(dá)的，將耕地面積和耕地安全基線進(jìn)行比較，根據(jù)不同情形調(diào)節(jié)相應(yīng)的耕地保護(hù)政策，具體表達(dá)式為：IF THEN ELSE（CL＞=CLS，CL×CLA，（CLA-CL） ×RFS）。

另一個(gè)速率變量DCL，涉及到的關(guān)系式包括：DCL=CLC+（SAA+RCF+CLD）×CL，

CLC=NCL×CLNCL，NCL=PCLR×RP+PCLC×CR× RP/（1-CR），其中SAA，RCF，CLD根據(jù)2001年至2013年的耕地變更狀況計(jì)算其均值，取作常量。CLNCL則根據(jù)湖北省土地利用總體規(guī)劃（2006-2020年），取作0.625。

各變量具體涵義為：CL耕地面積，ICL耕地增加面積，DCL耕地減少面積，CLS耕地安全基線，CLA耕地調(diào)整因子，CLC建設(shè)用地占用耕地面積，SAA農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整耕地減少率，RCF生態(tài)退耕減少率，CLD耕地災(zāi)毀減少率，NCL新增建設(shè)用地，CLNCL新增建設(shè)用地中建設(shè)用地占用耕地比例，PCLR農(nóng)村人均新增建設(shè)用地，PCLC城市人均新增建設(shè)用地。

3　湖北省家庭經(jīng)營(yíng)面積情景分析

3.1政策不變條件下家庭耕地情景仿真

假設(shè)未來(lái)相關(guān)政策和目前的政策一致，整個(gè)系統(tǒng)以現(xiàn)有的趨勢(shì)運(yùn)行。即人口自然增長(zhǎng)率、耕地的增加系數(shù)和減少系數(shù)均處于近年的平均水平之上，城鎮(zhèn)化率按照已有趨勢(shì)變化，其他變量也保持在現(xiàn)有水平。

根據(jù)仿真結(jié)果（圖4），2030年湖北省的糧食總產(chǎn)量會(huì)上升到2 825.02萬(wàn)t，結(jié)合湖北省目前的自然人口增長(zhǎng)率0.347%，以及全國(guó)人均糧食消費(fèi)的增長(zhǎng)情況，湖北省在未來(lái)的糧食自給率超過(guò)100%，即湖北省未來(lái)在糧食供求上能夠完全滿足自給自足，并有結(jié)余。湖北省的耕地總面積由2013年的462.27萬(wàn)hm2下降到2030年的460.92萬(wàn)hm2，后期耕地面積變化比較平穩(wěn)，這與湖北省對(duì)耕地保護(hù)的重視程度以及政策的落實(shí)程度不可分離，在系統(tǒng)中表現(xiàn)為耕地面積調(diào)整因子靈敏程度高，能夠及時(shí)的對(duì)耕地進(jìn)行補(bǔ)充。農(nóng)村家庭數(shù)由2013年的697.11萬(wàn)戶下降至2030年的194.94萬(wàn)戶，農(nóng)村家庭平均耕地面積由2013年的0.663 hm2/戶上升至2030年的2.364 hm2/戶，這對(duì)于農(nóng)村家庭耕地面積來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大的增長(zhǎng)。未來(lái)家庭耕地面積規(guī)模擴(kuò)大是一個(gè)必然趨勢(shì)。

圖4　政策不變條件下家庭耕地面積情景仿真Fig. 4　Simulations of household farmland scales under the same policy

3.2放寬計(jì)劃生育政策的家庭耕地面積情景仿真

根據(jù)國(guó)家的最新生育政策，我國(guó)已全面放開(kāi)二胎政策，人口自然增長(zhǎng)率會(huì)發(fā)生改變。文中做了兩個(gè)估計(jì)，一個(gè)是假設(shè)湖北省人口自然增長(zhǎng)率上升為2001-2014年的全國(guó)平均水平0.005 45（生育政策改變1），這個(gè)估計(jì)相對(duì)保守。另一個(gè)是假設(shè)人口自然增長(zhǎng)率上升至1990-2000年的湖北省平均水平0.009 62（生育政策改變2），這個(gè)時(shí)期計(jì)劃生育政策良好實(shí)施，人口自然增長(zhǎng)率穩(wěn)步下降，可與現(xiàn)行生育政策形成對(duì)比。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，湖北省人口2030年分別達(dá)到6 360.35萬(wàn)人和6 823.99萬(wàn)人，此時(shí)，湖北省糧食自給率和平均家庭耕地面積均發(fā)生改變。

如圖5所示，糧食自給率在不同的人口自然增長(zhǎng)率下變化差異較大。當(dāng)人口自然增長(zhǎng)率為0.009 62時(shí)，2030年糧食自給率下降到0.948。人口自然增長(zhǎng)率為0.005 45時(shí)，各年糧食自給率仍均大于1。顯然，人口問(wèn)題會(huì)對(duì)糧食安全造成一定影響，但如若人口增長(zhǎng)適度，湖北省未來(lái)仍能處于95%的糧食自給率安全目標(biāo)內(nèi)。

圖5　不同政策背景下糧食自給率情景仿真Fig. 5　Simulations of grain self-sufficiency rates under different policies

此時(shí)，湖北省的耕地總面積總體上依舊沒(méi)有大的變化，這是耕地安全基線政策的結(jié)果。在保持耕地面積不低于安全基線463.13萬(wàn)hm2前提下，家庭耕地面積整體快速上升，但人口自然增長(zhǎng)率較高時(shí)，家庭耕地面積整體下降（圖6）。和初始預(yù)測(cè)相比，2030年家庭耕地面積分別下降到2.286 hm2/戶、2.130 hm2/戶。開(kāi)放生育政策對(duì)家庭規(guī)模經(jīng)營(yíng)具有明顯的負(fù)面影響，雖然短期內(nèi)不會(huì)有糧食安全問(wèn)題，但應(yīng)密切關(guān)注，及時(shí)的調(diào)整農(nóng)業(yè)政策，在保證糧食安全的前提下，家庭規(guī)模經(jīng)營(yíng)才有意義。

影響糧食產(chǎn)量的因素有單位面積糧食產(chǎn)量和糧食播種面積，因此要從這兩個(gè)方面入手。一方面可以通過(guò)提高財(cái)政支農(nóng)資金，即提高財(cái)政支農(nóng)比例，加大對(duì)農(nóng)業(yè)的投入。另一方面，提高糧食播種比例，即通過(guò)扶持政策，調(diào)整湖北省農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)。根據(jù)模擬結(jié)果，當(dāng)種糧比例從目前平均水平0.53上升到0.55時(shí)，即使人口自然增長(zhǎng)率有較大幅度上升，湖北省的糧食自給率也能高于100%。

圖6　不同政策背景下家庭耕地面積情景仿真Fig. 6　Simulations of household farmland under different policies

3.3不同耕地安全基線水平下家庭耕地面積變化

增加耕地面積是最直接的保障糧食安全的政策。但是這一政策會(huì)對(duì)單位面積糧食產(chǎn)量帶來(lái)一定的負(fù)面影響。因?yàn)楦孛娣e增加的同時(shí)，會(huì)減少單位耕地支持資金，致使單位面積糧食產(chǎn)量相應(yīng)減少。同時(shí)，湖北省耕地后備資源有限，耕地資源質(zhì)量不高，通過(guò)增加耕地面積來(lái)擴(kuò)大家庭耕地面積并非長(zhǎng)久之計(jì)。

如圖7所示，是將耕地安全基線分別向下調(diào)和向上調(diào)到416.82萬(wàn)hm2、509.45萬(wàn)hm2時(shí)的糧食自給率。伴隨著小幅度人口自然增長(zhǎng)率上升，當(dāng)耕地安全基線上調(diào)，仍然能夠保證糧食自給率在100%以上，當(dāng)下調(diào)耕地安全基線，糧食自給率2023年之前都是保持在100%以上，2021年到2030年則逐漸下降到98%。

圖7　不同耕地安全基線下糧食自給率情景仿真Fig. 7　Simulations of grain self-sufficiency rates with different cultivated land security baselines

在其他變量保持不變的條件下，家庭耕地面積的變化受耕地總面積的影響，耕地總面積在耕地調(diào)整因子和糧食自給率的作用下，總是能保持在耕地安全基線左右。因而，家庭耕地面積最終隨耕地安全基線的變化而變化，耕地安全基線下降時(shí)，家庭耕地面積也隨之下降。模擬中將耕地安全基線在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上分別上調(diào)和下調(diào)10%，到2030年，湖北省的家庭耕地面積分別為2.602 hm2/戶和2.198 hm2/戶（圖8）。顯然，不同耕地安全基線下，家庭耕地經(jīng)營(yíng)面積有一定差異，且在目前的耕地安全基線下，即使未來(lái)人口自然增長(zhǎng)率有一定程度的上升，湖北省短期內(nèi)仍然能夠完全做到糧食自給自足，保證省內(nèi)糧食供給。

圖8　不同耕地安全基線下家庭耕地面積情景仿真Fig. 8　Simulations of household farmland with different cultivated land security baselines

3.4不同城鎮(zhèn)化率下家庭耕地面積情景仿真

城鎮(zhèn)化率是另外一個(gè)影響家庭耕地面積變化的關(guān)鍵因素。根據(jù)目前湖北省的城鎮(zhèn)化率的平均變化情況，2030年湖北省的城鎮(zhèn)化率將達(dá)到0.879 4，達(dá)到和超過(guò)部分先進(jìn)國(guó)家水平，這是一種理想化的狀況，只有城鎮(zhèn)化進(jìn)程按照目前的趨勢(shì)很好的實(shí)施才能實(shí)現(xiàn)。如圖9是不同城鎮(zhèn)化率變化狀態(tài)下的家庭耕地面積。

圖9　不同城鎮(zhèn)化率下家庭耕地面積情景仿真Fig. 9　Simulations of household farmland with different urbanization rates

假設(shè)在仿真的起始點(diǎn)上，城鎮(zhèn)化率變化率從0.028 8下降到0.021 4，即城鎮(zhèn)化率速度減慢，其他條件不變的情況下，到2030年城鎮(zhèn)化率由初始條件下的0.882 7下降到0.781 1。從圖9可以看出，城鎮(zhèn)化率的微小變化，會(huì)引起家庭耕地面積的相對(duì)明顯的變化，具體表現(xiàn)為2030年的平均家庭耕地面積從2.364 hm2/戶下降到1.267 hm2/戶。當(dāng)城鎮(zhèn)化率下降，農(nóng)村常住人口減少變慢，即使建設(shè)用地占用耕地面積量增加明顯，但是通過(guò)耕地調(diào)整因子，耕地的面積變化減小，因而農(nóng)村常住家庭數(shù)是影響平均家庭耕地面積的主要因素。我國(guó)城鎮(zhèn)化程度是影響我國(guó)農(nóng)村耕地規(guī)模經(jīng)營(yíng)的主導(dǎo)因素，在保障我國(guó)糧食安全的同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)耕地的規(guī)模經(jīng)營(yíng)，必須保障城市化進(jìn)程的正常有序進(jìn)行。

4　結(jié)論

規(guī)模經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)涉及到多個(gè)方面，是人口、糧食安全、耕地之間的非線性關(guān)系。本文通過(guò)對(duì)湖北省未來(lái)家庭耕地面積經(jīng)營(yíng)規(guī)模的分析，得到以下結(jié)論：首先在目前政策背景下，湖北省耕地未來(lái)能夠充分保障糧食安全，并能逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)，走向農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。其次，人口政策的開(kāi)放帶來(lái)的人口增長(zhǎng)短期內(nèi)不會(huì)對(duì)湖北省糧食安全產(chǎn)生威脅。提高耕地安全基線，加大單位面積耕地資金投入和提高糧食種植比例是調(diào)節(jié)糧食產(chǎn)量的有效措施。再次，耕地安全基線的上調(diào)，能夠?qū)Z食供給進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，加快家庭耕地規(guī)模經(jīng)營(yíng)步伐，但是這種形式的調(diào)節(jié)不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。最后人口自然增長(zhǎng)率上升，會(huì)減慢家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化是實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵，只有部分農(nóng)戶退出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將土地釋放出來(lái)，合理的流轉(zhuǎn)，才能實(shí)現(xiàn)土地的規(guī)模經(jīng)營(yíng)。

5　政策建議

在未來(lái)湖北省農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)從以下幾個(gè)方面保障規(guī)模經(jīng)營(yíng)的順利進(jìn)行：第一，保持耕地安全基線不變。根據(jù)不同情景分析，維持目前耕地基線463.13萬(wàn)hm2，結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施和科技投入，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等農(nóng)業(yè)政策，能夠很好的保障糧食安全。第二，提高耕地質(zhì)量。目前湖北省耕地能夠完全保障省內(nèi)糧食安全，在發(fā)展規(guī)模經(jīng)營(yíng)的同時(shí)，合理休耕，提高耕地生態(tài)價(jià)值，才能保證湖北省糧食安全以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。第三，穩(wěn)步推進(jìn)城鎮(zhèn)化。人口政策的完全開(kāi)放，對(duì)人口年齡結(jié)構(gòu)具有一定的調(diào)節(jié)作用，有利于糧食長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)。但城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)是家庭耕地經(jīng)營(yíng)規(guī)模的關(guān)鍵，因此確保城鎮(zhèn)化穩(wěn)步有序的進(jìn)行，是實(shí)現(xiàn)耕地規(guī)模經(jīng)營(yíng)以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的關(guān)鍵。

［1］ 孫自鐸. 農(nóng)業(yè)必須走適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)之路——兼與羅必良同志商榷［J］. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題， 2001（2）: 32-35.

Sun Z D. China’s Agriculture must take the road of moderate scale management: Discussion with Luo Biliang［J］. Issues in Agricultural Economy， 2001（2）: 32-35.

［2］ 羅必良. 農(nóng)地經(jīng)營(yíng)規(guī)模的效率決定［J］. 中國(guó)農(nóng)村觀察， 2009（5）: 18-24.

Luo B L. The efficiency determinant of operational scales of farmland［J］. China Rural Survey， 2009（5）: 18-24.

［3］ 蔡基宏. 關(guān)于農(nóng)地規(guī)模與兼業(yè)程度對(duì)土地產(chǎn)出率影響爭(zhēng)議的一個(gè)解答——基于農(nóng)戶模型的討論［J］. 數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究， 2005（3）: 28-37.

Cai J H. An answer to the debate upon the relationship between farm productivity and farm size and sideline activity［J］. The Journal of Quantitative and Technical Economics， 2005（3）: 28-37.

［4］ 許慶， 尹榮梁， 章輝. 規(guī)模經(jīng)濟(jì)、規(guī)模報(bào)酬與農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)——基于我國(guó)糧食生產(chǎn)的實(shí)證研究［J］. 經(jīng)濟(jì)研究， 2011（3）: 59-71.

Xu Q， Yin R L， Zhang H. Economies of scale， returns to scale and the problem of optimum-scale farm management: An empirical study based on grain production in China［J］. Economic Research Journal， 2011（3）: 59-71.

［5］ 張海亮， 吳楚材. 江浙農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營(yíng)條件和適度規(guī)模確定［J］.經(jīng)濟(jì)地理， 1998（1）: 85-90.

Zhang H L， Wu C C. On farming conditions and suitable farm size in Jiangsu and Zhejiang［J］. Economic Geography， 1998（1）: 85-90.

［6］ 衛(wèi)新， 毛小報(bào)， 王美清. 浙江省農(nóng)戶土地規(guī)模經(jīng)營(yíng)實(shí)證分析［J］.中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)， 2003（10）: 31-36.

Wei X， Mao X B， Wang M Q. An empirical analysis on the scale management of rural households in Zhejiang Province［J］. Chinese Rural Economy， 2003（10）: 31-36.

［7］ 錢(qián)貴霞， 李寧輝. 糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶最優(yōu)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模分析［J］.統(tǒng)計(jì)研究， 2004（10）: 40-43.

Qian G X， Li N H. The optimal production and operation scale of farmland in the main grain producing areas［J］. Statistical Research， 2004（10）: 40-43.

［8］ 楊鋼橋， 胡柳， 汪文雄. 農(nóng)戶耕地經(jīng)營(yíng)適度規(guī)模及其績(jī)效研究——基于湖北6縣市農(nóng)戶調(diào)查的實(shí)證分析［J］. 資源科學(xué)，2011（3）: 505-512.

Yang G Q， Hu L， Wang W X. Moderate scale of farmers’cultivated land management and its performance: An empirical analysis based on questionnaire survey of rural households in 6 counties in Hubei Province［J］. Resources Science， 2011（3）: 505-512.

［9］ 屈小博. 不同經(jīng)營(yíng)規(guī)模農(nóng)戶市場(chǎng)行為研究［D］. 西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2008.

Qu X B. The market behavior in farmer household of different management scale［D］. Xi’an: Northwest A&F University， 2008.

［10］ 梅建明. 再論農(nóng)地適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)——兼評(píng)當(dāng)前流行的“土地規(guī)模經(jīng)營(yíng)危害論”［J］. 中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)， 2002（9）: 31-35.

Mei J M. The appropriate scale of rural land management: Comments on the jeopardy thesis about land management of scale［J］. Chinese Rural Economy， 2002（9）: 31-35.

［11］ 張紅宇， 王樂(lè)君， 李迎賓， 等. 關(guān)于深化農(nóng)村土地制度改革需要關(guān)注的若干問(wèn)題［J］. 中國(guó)黨政干部論壇， 2014（6）: 13-17.

Zhang H Y， Wang L J， Li Y B， et al. Several issues on deepening the reform of rural land system［J］. Chinese Cadres Tribune，2014（6）: 13-17.

［12］ 劉維佳， 邱立春， 馮帆. 家庭農(nóng)場(chǎng)農(nóng)機(jī)規(guī)模經(jīng)營(yíng)影響因素分析［J］.農(nóng)機(jī)化研究， 2009（6）: 44-46.

Liu W J， Qiu L C， Feng F. Analysis of effective factors agricultural machinery scale management in typical farm［J］. Journal of Agricultural Mechanization Research， 2009（6）: 44-46.

［13］ 陳秧分， 孫煒琳， 薛桂霞. 糧食適度經(jīng)營(yíng)規(guī)模的文獻(xiàn)評(píng)述與理論思考［J］. 中國(guó)土地科學(xué)， 2015（5）: 8-15.

Chen Y F， Sun W L， Xue G X. Literature comment and theoretical study on the optimum management scale of farmland［J］. China Land Sciences， 2015（5）: 8-15.

［14］ 劉鳳芹. 中國(guó)農(nóng)業(yè)土地經(jīng)營(yíng)的規(guī)模研究——小塊農(nóng)地經(jīng)營(yíng)的案例分析［J］. 財(cái)經(jīng)問(wèn)題研究， 2003（10）: 60-65.

Liu F Q. On the scale of China’s farmland operation: With case study of small farmland operation［J］. Research on Financial and Economic Issues， 2003（10）: 60-65.

［15 馬永歡， 牛文元. 基于糧食安全的中國(guó)糧食需求預(yù)測(cè)與耕地資源配置研究［J］. 中國(guó)軟科學(xué)， 2009（3）: 11-16.

Ma Y H， Niu W Y. Forecasting on grain demand and availability of cultivated land sources based on grain safety in China［J］. China Soft Science， 2009（3）: 11-16.

［16］ 趙黎明， 王忠. 中心城市糧食安全預(yù)警研究——基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論模型［J］. 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010（5）: 75-79.

Zhao L M， Wang Z. On early warning of food security of center city: A model based on system dynamics［J］. Journal of Xidian University （Social Science Edition）， 2010（5）: 75-79.

［17］ 王海燕， 劉魯， 楊方廷， 等. 基于SD的糧食預(yù)測(cè)和政策仿真模型研究［J］. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2009（10）: 3079-3083.

Wang H Y， Liu L， Yang F T， et al. System dynamics modeling of China’s grain forecasting and policy simulation［J］. Journal of System Simulation， 2009（10）: 3079-3083.

［18］ 呂德宏， 閆文收， 楊希. 農(nóng)業(yè)資金投入渠道對(duì)糧食生產(chǎn)能力影響差異性及協(xié)作性研究［J］. 農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)， 2013（6）: 106-112.

Lü D H， Yan W S， Yang X. Effects of agricultural capital investment on grain production capacity and its cooperation［J］. Journal of Agrotechnical Economics， 2013（6）: 106-112.

［19］ 吳沛良. 堅(jiān)守農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)的度［N］. 新華日?qǐng)?bào)， 2014-04-15（B07）.

Wu P L. Adhere to the degree of agricultural moderate scale management［N］. Xinhua Daily， 2014-04-15（B07）.

［20］ 徐建玲， 丁毅， 劉洪辭. 基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的江蘇糧食安全情景分析［J］. 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2014（5）: 95-104.

Xu J L， Ding Y， Liu H C. Simulation of food security in Jiangsu Province by system dynamic model［J］. Journal of Central University of Finance and Economics， 2014（5）: 95-104.

［21］ 王豐， 安德魯·梅森， 沈可. 中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型過(guò)程中的人口因素［J］.中國(guó)人口科學(xué)， 2006（3）: 2-18.

Wang F， Mason A， Shen K. The demographic factor in China’s Transition［J］. Chinese Journal of Population Science， 2006（3）: 2-18.

［22］ 徐建玲， 查婷俊. 基于城鎮(zhèn)化視角的省域糧食安全研究——以江蘇省為例［J］. 資源科學(xué)， 2014（11）: 2353-2360.

Xu J L， Cha T J. Provincial food security from the perspective of urbanization in Jiangsu Province［J］. Resources Science， 2014（11）: 2353-2360.

（責(zé)任編輯：王育花）

Simulation of the operation scale of household farmland in Hubei Province: An empirical study based on system dynamics

WANG Man-man1， LIU Ying1，2， CHEN Shi1
（1. College of Economics and Management， Huazhong Agricultural University， Wuhan， Hubei 430070， China；2. Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry， Jingzhou， Hubei 434025， China）

Based on the system dynamics theory and incorporating the grain supply and demand， population， and the causality relationship between the cultivated area for grain and the grain policy adjustment， this paper built a simulation model to analyze the household farmland management scales in Hubei Province. Results show that: 1） the initial projection for Hubei Province shows that Hubei can completely meet the grain self-sufficiency in the future，expand household farmland scales， and gradually realize the scale operations； 2） the open-door population policy will not impose any threats to grain security in the short run and improving cultivated land security baseline， increasing investment per unit of the arable land， and raising the grain planting proportion can help to adjust grain production； 3）although improving cultivated land security baseline has a better adjustment to the grain supply to a certain extent， this form of regulation is not sustainable for agricultural development in the long run； and 4） the rising of natural population growth rate will increase rural population and slow down the expansion of scale operation in grain production. Therefore， the urbanization is the key to the realization of scale operation for grain production in Hubei Province.

system dynamics； simulation； household farmland； scale of operation； grain security； Hubei Province

National Social Science Foundation of China （15BJY099）.

LIU Ying， E-mail: liuying@mail.hzau.edu.cn.

29 December， 2015；Accepted 17 May， 2016

F301

A

1000-0275（2016）05-0848-08

10.13872/j.1000-0275.2016.0083

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（15BJY099）。

王嫚嫚（1990-），女，湖北宜昌人，博士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)理論與政策，E-mail：W-mandy@webmail.hzau.edu.cn；通訊作者：劉穎（1971-），女，內(nèi)蒙古包頭人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)政策與農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易，E-mail：liuying@mail.hzau. edu.cn；陳實(shí)（1992-），男，湖北荊門(mén)人，博士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)理論與政策，E-mail：chenshi6590@163.com。

2015-12-29，接受日期：2016-05-17