中低产田改造地区优先序研究，本文主要内容关键词为：中低产田论文,地区论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
随着经济的发展、人口的增长，粮食安全已经成为影响我国中长期战略安全的重大问题。我国耕地面积减少及耕地质量不断下降将会成为我国粮食安全的隐患，根据国土资源部2009年的中国耕地质量等级调查与评定结果，全国优等和高等耕地合计不足耕地面积的1/3(段武德，2011)。改造中低产田，提高粮食产出水平是各级政府长期以来一直关注的问题，1988-2010年我国共改造中低产田3767万公顷，累积投入资金1457.71亿元，新增粮食生产能力0.9亿吨①。虽然从2006年的136.83亿元增加到2010年的200.65亿元，但由于我国中低产田仍占全国耕地的67%，相对于数目庞大的中低产田，这些财政资金投入仍然有限。在此背景之下，科学系统地改造中低产田、建设高标准农田就成为农业开发工作的重点。其中，如何确定中低产田改造的重点区域，如何有效利用有限的财政资金实现“低投入高产出”成为完成既定改造目标的重要命题。
我国对中低产田标准类型的划分尚未有统一的标准，但受到普遍认可的中低产田划分方法有两种。一种以粮食产量即年平均亩产来划分，一般以粮食平均单产为基础，上下浮动20%作为划分高产/中产/低产田的标准；另一种则常以土壤肥力障碍因素来定义(张燕，2009)。本文的中低产田以粮食单产为划分标准。中低产田改造是指采取人工措施和生物工程措施，消除或基本消除制约耕地生产力提高的主导限制因素，改善农业的生态环境，以提高耕地的生产能力(林鹏生，2008)。
我国耕地质量地区差异较大，且分布不均。鉴于中低产田的分布特点以及资料收集和处理的便利，本文将全国划分为华北区、东北区、黄土高原区、西北干旱区、长江中下游区、华南区、西南区和青藏区八个大区。华北区包括京津冀豫鲁等省份，东北区包括黑吉辽三省，长江中下游区包括沪苏赣浙皖湘鄂等省，西北干旱区包括内蒙古、新疆和宁夏三个自治区，青藏高原区包括青海和西藏两省份，黄土高原区包括晋陕甘三省，华南区包括粤桂闽琼等省份，西南区包括渝川滇贵等省份。我国中、高产田主要分布在东北区、华北区和长江中下游区；低产田的分布区为东北区、黄土高原区和西南区。我国中低产田分布最广的区域为东北区(1147.98万公顷)、长江中下游区(1410.68万公顷)和华北区(1466.24万公顷)(石全红，2010)。
二、研究综述
目前学术界普遍认为中低产田改造可以改善耕地质量，提高土地生产力，增加农产品供给，充分利用农村劳动力资源，是提高我国粮食综合生产能力的现实途径，是实现我国土地资源可持续利用的关键措施(杨东升，1996；孔祥斌，2003)。一般认为，水源匮乏、盐碱风沙、自然灾害、土壤贫瘠等自然因素和经营不善、施肥不当、开垦随意、投入不足等人为原因是中低产田的形成原因(赵小敏，2003；夏建国，2005)。中低产田改造的措施包括水利设施建设等工程技术，施肥、覆盖、复种轮作等农艺技术，植树造林等生物技术以及一些专项改造技术(如客土加沙、引淡洗盐等)(王毅，1999；林如秋，2003)。但在具体实施过程中也会面临资金来源、组织协调等问题(李明秋，2000)。在中低产田改造重点区域方面，石全红(2010)认为东北区、华北区、长江中下游区是中低产田改造的重点对象；林鹏生(2008)提出东南沿海地区、长江中下游地区和黄淮海地区的耕地生产潜力最高，是中低产田改造的重点区域；张晋科(2006)认为东南沿海省份，包括江苏、浙江、福建、广东四省以及东北部、中部省份，如吉林、辽宁、山东、河南、湖南、湖北、江西、四川等省生产能力开发率高。已有研究均基于耕地的生产潜力来确定中低产田改造的重点区域，并没有考虑相关的社会、经济和政策指标，显得相对片面和单薄。
主成分分析是由英国Karl Pearson对非随机变量引入的，而后美国的数理统计学家Harold Hotel-ling在1933年将此方法推广到随机向量的情形(张鹏，2004)。国内外学者已经将主成分分析法作为一种相当成熟的多指标综合评价方法，并在区域发展水平及竞争力分析(Peters，1970；杨永恒，2005；王爱群，2008)、能源安全评价(李继尊，2007；Eshita，2008)、股票市场及财务分析(Oksanen，1974；杨淑娥，2003)等领域广泛使用。但是在中低产田改造分析领域运用主成分分析法的研究并不多，而且主要集中在土壤肥力测算和中低产田等级评价等方面(赵小敏，2003；张水清，2011)。
因此，本文期望通过设计一套相对客观、系统、全面的中低产田改造地区优先排序指标体系，运用主成分分析法从粮食产出能力、粮食增产潜力和气候因素等三个维度计算中低产田改造地区优先排序得分，为政府的中低产田改造投资决策提供参考。
三、研究方法
由于我国各地田地情形各异，影响因素又不相同，单纯用某几个指标来评价中低产田改造的顺序又不够严谨，因此需要设计一个多指标综合评价体系，并利用主成分分析的降维功能简化对评价体系进行计算和分析。主成分分析的主要过程如下：
四、中低产田改造地区优先顺序评价体系
(一)指标体系
为了更加客观、系统地对各地区中低产田改造顺序进行科学分析，依据针对性、全面性、有效性、可比性和不相容性的指标评价体系设计原则，本文设计了中低产田改造地区优先顺序评价体系(表1)。该体系包含了粮食产出能力、粮食增产潜力和气候因素等三个维度。这三个维度不仅反映了一个地区的自然生产条件和社会经济条件而且能反映中低产田改造的效率，能够满足指标体系的各项设计原则。
(二)指标选择
1.粮食产出能力指标。粮食产出能力既包括粮食安全要素又包括中低产田改造效率要素。确保我国的粮食安全是中低产田改造的首要目标，因而粮食安全的要素在本体系中通过粮食产量、人口自然增长率和家庭经营现金收入三个指标加以体现。其中，粮食产量反映粮食安全的可获得性，人口自然增产率反映粮食安全的未来趋势，家庭经营现金收入反映粮食安全的可支付性。通过中低产田改造增加粮食产出能力也要考虑中低产田改造的效率。单位面积中低产田改造投资、中低产田改造增加的粮食生产能力和中低产田改造人均收益额直接反映了改造效率。同时，国有农场和大规模经营农户是中低产田改造的重点政策支持对象，他们在产出能力可以间接反映改造效率。
2.增产潜力指标。增产潜力反映某地区土地的未来生产潜能，反映中低产田改造的潜在可能性。本文设置了一系列指标从不同角度考量增产潜力：粮食单产能力是理论上某地区的最高单产能力，由该地区的土壤条件等因素综合决定；复种指数反映耕地利用效率，由全年总播种面积除以耕地面积得到；单位耕地面积废水负荷是用该地区的废水排放量与耕地面积相比得到的，反映污染因素对增产潜力的负面影响；农业财政资金投入比重反映该地区政府对农业的支持力度；单位耕地面积农机动力反映该地区的农业技术水平；粮食作物单位耕地面积收益影响农户的生产选择，较高的收益水平有利于激励农户继续从事农业生产、增加农业投入。
3.气候因素指标。在气候灾害发生频繁的地区进行中低产田改造的风险是比较大的，改造的成果很容易在洪涝或干旱等气候因素的影响下化为乌有。本文用受灾面积(干旱、洪涝)所占比重来衡量这一因素。
(三)数据采集及预处理
评价体系中的各指标数据均为2008年数据。其中，粮食单产能力来自张晋科(2006)的测算，耕地面积来自《中国国土资源年鉴》，单位面积中低产田改造投资、中低产田改造增加的粮食生产能力、中低产田改造人均收益额来自《中国农业综合开发年鉴》，国有农场耕地比重、国有农场粮食产出比重、人均经营规模来自《中国农村统计年鉴》，粮食作物单位耕地面积收益来自《全国农产品成本收益资料汇编》，其他指标的数据均来自《中国统计年鉴》。各区的数据为区内各省相关数据的加权平均值。因为各指标的方向不同，因此需要将表1中的负向指标(A2、A4、B3)进行同一化处理(取倒数)。各指标的描述性统计分析如表2，可以发现本研究采用数据数量级相差较大，因此在进行主成分分析前还需要对原始数据进行正态标准化处理。
五、结果分析
根据标准化后的各指标的相关系数矩阵得到的各主成分的特征根、贡献率及累积贡献率整理在表3中。从表3可以看出，前3个主成分解释了全部方差的90.08%，即包含了原始数据信息总量的90.08%，说明用前三个主成分代表原来的16个指标评价中低产田改造排序是有效的。
进一步利用表5中的主成分得乘以表3中各自对应的方差贡献率可以测算得到综合评价的总得分及其构成(表6)。从表6的总得分结果来看，华北区、东北区和长江中下游区分居前三名；而黄土高原区和青藏区分居倒数第二和第一名。为了更直观比较各地区在各主成分中的得分及排名，分别将表6中的“产出能力”、“增产潜力”和“气候因素”三个主成分进行正态标准化处理，然后将各主成分标准化后的得分加总为总得分(图1)。由图1可以看出，在各主成分得分排名方面，东北区在产出能力主成分中排名第一，华北区在增产潜力主成分中排名第一，青藏区气候因素主成分中排名第一。
综合以上测算结果可以看出，首先，华北区和东北区是综合得分最高的两个地区，而且两区得分相差不大，因此，从理论上来看，这两个地区为优先考虑进行中低产田改造的区域。华北区拥有冀鲁豫三个粮食主产省，其优势在于粮食的增产潜力，而且另外两个主成分的得分也相对较高。因此，虽然目前的粮食产出能力不及东北区和西北干旱区，但是经过中低产田改造后，该地区的增产潜力可以被激发，这也是符合中低产田改造的主要目的。东北区的优势在于最高的粮食产出能力，东北区是我国重要的商品粮基地，黑吉辽三省均为我国的粮食主产省，而且区域内拥有大量国有农场，因而非常适合进行中低产田改造。与华北区相比，东北区的劣势在于粮食增产潜力较差，这可能是因为目前东北区的粮食生产能力已经很高，继续提高的空间相对不足。
其次，长江中下游地区拥有鄂赣湘苏皖五个粮食主产省，土壤质量较好，粮食增产的潜力仅次于华北区，因而长江中下游区中低产田改造的优先顺序应紧接东北区和华北区之后。但是由于该地区经济发达，建设用地占用了大量的耕地资源，导致目前的粮食产出水平较低；而且该地区户均经营面积较小，个体农户很难有动力进行中低产田改造；另外该地区也容易发生洪涝干旱等气象灾害，因此综合排名位居华北和东北区之后。
第三，西南区、华南区和西北干旱区得分较为接近但与东北区和华北区有较大差距。从理论上来看，西南区和华南地区增产潜力较强，但是两个地区只有四川省一个粮食主产省，且受到地形等因素制约导致综合得分为负值。西北干旱区包括内蒙古这一粮食主产省(区)，而且在新疆也拥有大量的国有农场，能够获得政府的大力支持，但是受气候条件和较低的耕地增产潜力所制约排名相对靠后。
第四，黄土高原区和青藏区的综合排名居全国末位，这主要因为这两个地区生态环境较为脆弱而且也不是我国粮食的主要产区，因而没有中低产田优先改造的优势。
因此，从全国层面来看，可以将华北区、东北区和长江中下游区这三个地区列为中低产田改造优先选择的重点区域。
图1 正态标准化后的各地区综合评价构成：产出能力(a)、增产潜力(b)、气候因素(c)
六、结论
从本文的测算结果来看，在全国八大区域中，华北区、东北区和长江中下游区排列前三位，之后是西南区、华南区和西北区，黄土高原区和青藏区位居最后两位。
华北区的优势在于粮食的增产能力，应侧重于依靠技术进步等手段发挥粮食增产潜力；东北区在粮食产量和政府政策支持方面具有极大优势，应该继续增加粮食产量，政策上也应对其加以扶持；长江中下游地区的优势是土壤质量较高，应进一步保护耕地资源，加大政策扶持实现稳产和高产；华南区和西南区的增产潜力尚可进一步挖掘；西北干旱区粮食产出能力较强并且拥有大量的国有农场，应该重点考虑在产量大县和国有农场开展中低产田改造；而排名最后的黄土高原区和青藏区不适合进行传统的中低产田改造，有必要把中低产田改造和生态建设相结合，或在重点地区进行局部改造。
首先，在高效率利用有限资金的基础上选择重点区域——华北、东北和长江中下游地区进行中低产田改造；在不适合中低产田改造的区域，可以根据当地的生态及耕地质量情况对某些产粮大县或者适合进行改造的地区进行中低产田改造，或者进行其他形式的农业综合开发。第二，充分利用国土资源部土地整理的契机完成土地确权工作，为农户提供制度和权利保障；同时应该加大宣传力度，提高农户进行中低产田改造的积极性。第三，通过科技投入和农技推广继续提高现有耕地的产出水平，充分发挥各地区的产出潜力，为确保我国的粮食安全打下坚实基础。最后，需要说明的是，由于本文的研究对象是全国八大区域，并没有具体到各县市，因此并不是说在排名靠前的区域内的所有县市都优先进行中低产田改造，而排名靠后的区域内的县市都不考虑优先进行中低产田改造。在排名靠后的区域，可以根据当地的生态及耕地质量情况对某些产粮大县或者适合进行改造的地区进行中低产田改造；对不适合进行中低产田改造的地区可以进行其他形式的农业综合开发，如退耕还林还草、发展生态农业等。
注释：
①1988-2008年数据来自《中国农业综合开发年鉴》(中国农业综合开发年鉴编辑委员会，2009)；2009-2010年数据来自财政部国家农业综合开发办公室提供的资料