“十四五”我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展主要指標預(yù)測

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械化總站 侯方安

農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的重要組成部分,也是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的基礎(chǔ)與前提?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出，“十四五”期間，我國將全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率要提高到75%，并提出了2035年基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的遠景目標。作為反映“十四五”農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平的主要指標，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率是由不同地區(qū)、不同農(nóng)作物耕、種、收三個環(huán)節(jié)上的機械化率測算而來，如何制定基于這三個作業(yè)環(huán)節(jié)的促進政策，來提高農(nóng)作物耕種收綜合機械化率成為我國“十四五”農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展要面對的課題。政策制定的重要基礎(chǔ)是對農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展趨勢的預(yù)測與判斷，即農(nóng)作物耕種收綜合機械化率的提升空間、速度以及未來一個時期可能達到的水平是多少。本文基于現(xiàn)有的經(jīng)濟與制度環(huán)境，運用相關(guān)理論和方法，對我國“十四五”時期農(nóng)作物耕種收綜合機械化率進行定量分析與預(yù)測，探討未來一個時期農(nóng)業(yè)機械化的重點與方向，可以為有關(guān)政策選擇提供參考。

一、我國農(nóng)業(yè)機械化水平的歷史比較

我國農(nóng)業(yè)機械化是從新中國成立后開始發(fā)展的，經(jīng)歷過長期的理論與實踐探索，特別是改革開放以來，伴隨著社會主義市場經(jīng)濟體制確立、農(nóng)業(yè)機械化促進法的施行，我國走出了一條具有中國特色的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展道路，農(nóng)業(yè)機械裝備總量和農(nóng)業(yè)機械化水平不斷提高，農(nóng)業(yè)已經(jīng)進入以機械化生產(chǎn)方式為主導的新階段。如圖1所示，2020年我國農(nóng)業(yè)機械總動力達到10.56億千瓦，比改革開放初1978年的1.17億千瓦增長7.99倍，年均增速5.37%；農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到71.25%，比1978年的19.66%提高了51.59個百分點，年均提高1.23個百分點。分環(huán)節(jié)看，1978-2020年耕地、播種、收獲機械化率分別提高了44.59個百分點、50.08個百分點、62.46個百分點，年均提高1.06個百分點、1.19個百分點、1.49個百分點，顯示出不同的速度特征。圖2列示了1978-2020年農(nóng)作物耕種收綜合機械化率年度變化幅度，可以看出，在改革開放初期，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率增幅有一個明顯的下降，之后呈波動性上升。

圖1 1978-2020年我國農(nóng)業(yè)機械裝備水平變化趨勢

圖2 1978-2020年我國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率變化趨勢

由于統(tǒng)計口徑的調(diào)整，2000年耕地機械化率下降了17.27個百分點，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率有一個6.96個百分點的降幅。此外2001年收獲機械化率也出現(xiàn)了0.27個百分點的降幅，之后耕地、播種、收獲機械化率和農(nóng)作物耕種收綜合機械化率均呈正增長趨勢，年度增幅先升后降，最高值出現(xiàn)在2008年，增幅達3.38個百分點，由此開始波動性下降。增幅收窄顯示了我國農(nóng)業(yè)機械化水平發(fā)展的規(guī)律性特征，背后是由耕地、播種、收獲機械化率在這一時期的不同變化引起的。基于以上討論，本文選擇2001-2020年統(tǒng)計口徑相對穩(wěn)定的時間區(qū)間來預(yù)測我國“十四五”時期農(nóng)作物耕種收綜合機械化率這一主要指標。

二、“十四五”農(nóng)作物耕種收綜合機械化率的預(yù)測

農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展受到技術(shù)、經(jīng)濟、制度等一系列因素的影響。我國幅員遼闊，農(nóng)作物品種繁多，分布廣泛，區(qū)域資源稟賦差異較大，農(nóng)業(yè)機械化面臨著與其他國家不同的選擇，農(nóng)業(yè)機械化水平的提高也存在著諸多不確定性，沒有一個現(xiàn)成的理論和國際經(jīng)驗可以直接預(yù)測我國農(nóng)業(yè)機械化主要指標的變化速度與水平。本文在一般性討論基礎(chǔ)上嘗試著使用數(shù)學工具對“十四五”耕地、播種、收獲機械化率進行預(yù)測，進而測算農(nóng)作物耕種收綜合機械化率的理論目標值。

對于耕地、播種、收獲等主要環(huán)節(jié)的機械化，由于技術(shù)的相通性，一旦一項技術(shù)在某一個地區(qū)、某一種作物或某一個作業(yè)環(huán)節(jié)上取得突破，就容易擴散到其他類似地區(qū)、類似作物的同一環(huán)節(jié)上的技術(shù)推廣普及上。因此，具體作業(yè)環(huán)節(jié)上的機械化水平增長遵循一定的規(guī)律性。大量研究與實踐經(jīng)驗表明，一項具體的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新成果從采用到衰老的整個生命周期中，其擴散趨勢可用S形曲線來表示，這是一條以時間為橫坐標，以技術(shù)采用累計數(shù)量為縱坐標繪成的曲線。以某一環(huán)節(jié)的技術(shù)在當?shù)亻_始采用時作為起點，整個擴散曲線代表了某一項技術(shù)從引進研發(fā)到試驗示范后開始推廣普及，采用量逐漸增加，之后推廣應(yīng)用面積基本穩(wěn)定，直到被新的技術(shù)替代的一個過程，在推廣應(yīng)用的不同階段其擴散速度不同。本文是對2001年以來具有S形分布的耕地、播種、收獲機械化率的時間序列數(shù)據(jù)尋求適宜的數(shù)學模型進行擬合研究并預(yù)測未來的目標值。

常用的表達S形曲線的數(shù)學模型主要有Logistic模型、Gompertz模型和Log-Logistic模型以及Richards模型、Morgan-Mercer-Flodin模型、Weibull模型等，這些模型對數(shù)據(jù)的擬合效果往往無法令人滿意，容易造成預(yù)測結(jié)果的誤差偏大，主要原因是模型中包含的參數(shù)少，即為數(shù)據(jù)擬合提供的自由度少，缺少對數(shù)據(jù)分布特征的控制能力。本文作者在以往的研究中運用Logistic模型也發(fā)現(xiàn)了這個問題。一種可能的選擇是既增加擬合參數(shù)，又不提高多項式的次數(shù)。二次有理模型可以提供更多的自由度來更好地適應(yīng)對稱的或偏態(tài)的多種S形分布，該模型已得到文獻支持。由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)的局限性，這里選用五分段和值法來擬合二次有理模型，共有5個待定參數(shù)。根據(jù)二次有理分式函數(shù)式Y(jié)＝（aX2+bX+c）/（dX2+eX+1），形成一個五元二次方程組，由此解出所求參數(shù)a、b、c、d、e的值。這里使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行耕地、播種、收獲機械化率歷史數(shù)據(jù)的擬合，得到以下三個方程：

從結(jié)果看，擬合優(yōu)度較高，R2都在0.99以上。根據(jù)擬合結(jié)果分別對“十四五”時期耕地、播種、收獲機械化率的預(yù)測值進行測算并計算農(nóng)作物耕種收綜合機械化率理論目標值，結(jié)果見表1。

表1 “十四五”農(nóng)作物耕種收綜合機械化率預(yù)測結(jié)果

三、結(jié)果分析與啟示

從預(yù)測結(jié)果看，耕地、播種、收獲機械化率在2025年將分別達到88.81%、62.39%、71.95%。根據(jù)統(tǒng)計定義式計算得到2025年農(nóng)作物耕種收綜合機械化率為75.82%，與“十四五”規(guī)劃目標相比較，超出0.82個百分點。理論上，在現(xiàn)有的技術(shù)、經(jīng)濟、政策等條件下，2024年即可實現(xiàn)75%的“十四五”規(guī)劃目標。具體分析預(yù)測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，“十四五”我國農(nóng)業(yè)機械化水平還處于較快的提升時期，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率的年均增幅達0.91個百分點，其中收獲機械化在未來幾年處于快速發(fā)展時期，收獲機械化率年均增幅達1.48個百分點，耕地、播種機械化進入穩(wěn)定發(fā)展時期，年均增幅分別為0.66個百分點和0.68個百分點，這與經(jīng)驗判斷基本一致。

不同作業(yè)環(huán)節(jié)機械化對農(nóng)業(yè)機械化總體水平提升的貢獻大小是不一樣的。根據(jù)預(yù)測結(jié)果計算可得“十四五”耕地、播種、收獲機械化在農(nóng)作物耕種收綜合機械化率提升中的貢獻分別是29.08%、22.39%、48.53%，這個結(jié)果具有政策意義，可以據(jù)此確定我國農(nóng)業(yè)機械化未來一個時期發(fā)展的重點與方向?？紤]到我國種植面積最大的小麥、水稻、玉米三大糧食作物耕種收綜合機械化率于2020年分別達到97.19%、84.35%、89.76%，已居于較高水平，“十四五”時期提升農(nóng)作物耕種收綜合機械化率的空間主要在收獲機械化，而且重點應(yīng)從主要糧食作物向其他作物收獲機械化延伸。收獲機械在農(nóng)作物之間的通用性低，技術(shù)專業(yè)性強，甚至區(qū)域之間也有不同的特殊技術(shù)要求，科研資源、財政投入和公共服務(wù)應(yīng)重點向這個環(huán)節(jié)的機械化傾斜，加強主要農(nóng)作物和優(yōu)勢地區(qū)收獲機械的科研開發(fā)與示范推廣，擴大地域和農(nóng)作物品種上的應(yīng)用范圍，進一步釋放農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展?jié)摿Α?/p>