基于能值理论的山东省耕地利用集约度变化研究

周弟桥

摘要：基于能值理论分析方法，从劳动力、机械、化肥、农药、地膜等5个方面的投入能值测算耕地集约利用程度，系统分析2003—2011年间山东省耕地利用集约度的总体时序特征及其与社会经济发展变化的关系。结果表明：9年间，山东省耕地利用集约度呈上升态势；其中，农业机械集约度的比重最大，达到了99.89%，且逐年上升，农业机械化成为山东省耕地利用与农业发展的基本趋势。回归结果显示耕地利用集约度与社会经济发展水平相协调，社会经济发展水平对山东耕地集约利用水平的影响较大。

关键词：耕地利用集约度；能值形态；山东省

随着人口的增长和社会经济的发展，耕地利用受到的各方面压力持续增大，耕地面积减少和耕地利用集约度上升成为近几十年和今后很长一段时期内耕地利用变化的基本态势[1]。面临耕地总量多、人均耕地少、高质量的耕地少、耕地后备资源少的基本国情，耕地利用集约度变化关系到粮食安全和经济社会的可持续发展，亟需引起持续关注。

山东省位于华北平原东部，是我国重要的農业大省、粮食主产区。然而，由于城镇扩张和农村居民点占地的增多，山东耕地面积逐年减少，人口却居高不下，人均耕地面积急剧下降，耕地集约、可持续利用问题亟需引起重视。基于此，本文运用能值分析法对山东省耕地利用集约度进行分析，即单独分析各种投入实物形态指标（耕地利用集约的结构）的时间序列特征，又分析耕地集约利用度与经济发展情况的关系，以期拓宽耕地集约利用定量分析的新思路，为科学规划山东省耕地资源、促进农业发展提供参考。

1数据来源与研究方法

1.1数据来源

2003—2011年山东省的耕地投入数据，即种植业从业人员、农业机械总动力、化肥施用量、农药使用量、地膜使用量、年末耕地总资源和社会经济发展数据，即城镇化率、人均GDP、农民人均纯收入等来源于历年山东省统计年鉴。

1.2研究方法

耕地的投入主要包括劳动力、农业机械动力、化肥、农药和地膜。本文分别以每公顷耕地的上述五种投入的实物形态分析研究区耕地利用集约度的结构特征，依次为劳动力集约度、机械化集约度、化肥集约度、农药集约度和地膜集约度。需要说明的是：研究区耕地的投入除了劳动力、机械动力、化肥、农药和地膜外，还包括了种子、除草剂等，但本文选取的这5种投入所占的比重大，可以代表耕地投入的整体发展趋势。

能值（Emergy）分析理论和方法是以能值（常用太阳能值solar emergy）作为度量标准，将生态系统内流动和储存的各种不同种类的能量和物质转换成同一标准，来衡量资源、产品或劳务形成过程中直接或间接消耗的太阳能之量，单位为太阳能焦耳 （sej）[2]。能值不存在时空差异问题，经过0dum等学者的研究[3]，耕地各实物投入的能值转换率都已算出，且均能从相关文献中获取，因此，与价值形态相比，能值形态能更好地解决不同研究范围耕地各种投入的量纲统一问题。本研究将以上述5种实物投入的能值为统一量纲，分析山东省耕地利用集约度的总体特征。

劳动力、农业机械动力、化肥、农药和地膜的能值转化率来自Odum[4]和蓝盛芳[2]的研究成果，所涉及到的折算数据参考《农业生态学》[5]。主要指标能值计算如下：

式中：ME为每公顷耕地机械投入的能值；Tm为农用机械能值转换率，7.50×107sej/J；Cm为农用农用机械动力的能量折算系数，2.10×108J/kg；Pm为每公顷耕地农用机械总动力 （KW）；z为各种机械的千瓦数折成千克数后再乘以折旧系数0.1的值，动力机械 （M1） 为104.72 kg/KW，排灌机械 （M2） 为4.96 kg/KW，大型农具 （M3） 为393.04 kg/KW。本研究中：

式中：FE为每公顷耕地化肥投入的能值；A为化肥使用量 （折纯量）；%N、%P、%K和%M分别为氮肥、磷肥、钾肥和复合肥所占的比重；TN、TP、TK和TM分别氮肥、磷肥、钾肥和复合肥能值转换率，即4.62×109sej/g、1.78×1010sej/g、2.96×109sej/g和2.80×109sej/g。

2结果与分析

2.1各投入集约度的时序特征

2.1.1劳动力集约度变化

由上表1及下图1可见，2003—2011年山东省的劳动集约度变化特征整体呈现下降的态势：2003—2007年为快速下降期，2008—2010年为缓慢下降期，2010—2011年为快速下降期。劳动集约度从2003年的2.42人/hm2，下降到2007年的2.11人/hm2，一直下降到2011年的2.04人/hm2，最大值和最小值相差0.38人/hm2，期间劳动集约度的下降幅度为15.7%。9年间，尽管山东省的农业从业人员所占百分比位于第三位，但远小于第一位的农业机械总动力的比重，小于第二位的化肥使用量的比重，除2008年外，一直处于缓慢下降态势，从2003—2011年平均年下降了0.0012个百分点。线性方程y=-0.0005x+1.1128（x代表年份，2003—2011年，R2=0.9229）能够很好地反映山东省劳动集约度所占比重的下降趋势（图1）。劳动集约度及所占百分比的变化趋势表明了山东省的农业生产劳动力密集程度一般，并且在逐步摆脱劳动力密集型的局面。

经典的劳动力转移理论认为城乡收入差距是农村劳动力乡—城转移的根本动因[6]。我国目前大部分农村和城市间存在着事实上的较大差距。正是由于这种差距，推动了农村劳动力特别是农村青壮年劳动力的大规模转移，致使农业生产的劳动集约度下降。此外，农业现代化建设的顺利开展使得农村劳动力的生产效率大大提高，农村大量富余劳动力进城务工，这也是劳动力集约度降低的一个主要原因[7]。

2.1.2机械化集约度变化

图2可见，机械化集约度一直呈现快速上升趋势。2011年的机械化集约度是2003年的1.45倍，年平均增长幅度为4.79%。9年间，农业机械投入占了耕地总投入的99.89%以上，与劳动力所占比重逐年下降相反，农业机械总动力所占比重呈线性增长：除2007、2008年以外，2003—2006年和2009—2011年期间平均年分别上升了0.0017个百分点和0.0057个百分点。y=0.0037x+92.535 （x代表年份，2003—2011年；R2=0.4994）很好地反映了山东省农业机械集约度所占比重的上升趋势。农业机械集约度及其所占百分比的变化趋势都表明高度农业机械化已经成为省域农业发展的基本趋势。

一方面，农村劳动力的大规模转移，导致农业生产劳动成本上升，在保障粮食安全的前提下，需要加大其他投入；因为农业机械的使用，能大大提高农业生产的效率，从而弥补劳动力不足的问题，所以增加农业机械投入是最主要的措施。另一方面，农户为了获取更大的经济收益主动购置农业机械。自2004年中央1号文件明确指出实施农机具购置补贴政策以来，山东作为全国农业生产大省，得到农机购置补贴政策的支持力度相比其他各省地区较大，机械化水平逐步提高。

2.1.3化肥、农药和农膜集约度变化

山东省耕地的化肥集约度呈现出先上升后下降的趋势：每公顷化肥使用量从2003年的0.398t持续增加到2007年的0.467t；然后从2008年的0.443t下降到2011年的0.436t。9年间，化肥集约度所占比重比农业机械总动力集约度明显低，却比劳动力集约度高。

2003—2007年，山东省耕地的农药集约度大致呈波动下降性，最大值为2006年的0.016t/hm2，最小值为0.014t/hm2。2008—2011年为下降趋势，从2008年的0.016t/hm2，下降到2011年的0.015t/hm2。山东省农药集约度的所占百分比很小（9年的均值为0.000 85%）（表1）。

2003—2006年，地膜集约度呈现上升趋势，从0.012t/hm2增加到0.016t/hm2；2007年从0.015t/hm2下降到2008年的0.014t/hm2；2009—2011年呈下降趋势，每公顷的耕地地膜从0.0157t下降到0.0152t。9年间地膜集约度所占比重呈现先上升后下降的趋势，地膜集约度所占比重在5个投入指标中最小。2003—2006年为直线上升期，年平均增长0.000 01%；2008—2011年呈现波动下降期，下降幅度为0.0003%。

通过制作化肥集约度与粮食单产以及农药集约度与粮食单产的散点图，发现化肥集约度和粮食单产之间存在一定的相关性，而农药集约度和粮食单产之间基本不存在相关性。进一步得到了两者的Pearson相关系数，发现化肥集约度与粮食单产的Pearson系数为0.673，通过0.05置信度水平下的t检验，这说明山东省化肥集约度对粮食单产的影响较大；而农药集约度与粮食单产的Pearson系数为0.256，未通过0.05或者0.01置信度水平下的t检验，说明山东省农药集约度对粮食单产的影响微乎其微。

化肥集约度比重占山东省5大投入集约度比重的第二位，高于劳动力集约度比重水平，说明山东省耕地的产出依靠化肥的比重较大，可是近几年的比重开始下降，是全国倡导绿色农业的结果，过度的化肥集约不但不会使粮食增加还会造成资源的浪费和环境生态污染，农药集约度的下降趋势，表明了山东省正在逐步向绿色环保农业的方向发展。

2.1.4总体集约度的变化

通过对各投入的能值进行求和计算，得到了山东省耕地利用集约度的总值。除了2008年的耕地利用集约度小于相邻年分外，其余年份研究区耕地利用集约度值呈逐年增长态势（表1），这和机械化集约度的变化趋势基本相同。2003—2011年（2008年除外）耕地利用集约度从2.52×1018sej/hm2增加到3.47×1018sej/hm2，年平均增长幅度为4.6%。总体而言，山东省耕地利用集约度在9年间增长了1.38倍。

2.2耕地集约利用度和社会经济发展的相关性

影响耕地集约利用度的因子很多，社会经济的发展对山东省耕地利用集约度的发展具有显著的影响。为了更好把握经济发展、城镇化水平和农业政策等因素与耕地集约度的动态变化的数量之间的关系，本文选取X1城镇化率（表征社会发展，%）、X2人均GDP （表征经济发展，元）和X3农民人均纯收入（表征农村居民生活水平，元）3个指标作为自变量，耕地利用集约度作为因变量，进行分析，建立多元线性回归模型

由方程可知，在5%显著性水平下，t检验值大于相应的t临界值，F检验值大于F的临界值，表明方程的拟合度较高，且因变量和自变量之间关系是高度显著的，系数R2为0.954，说明了相关因素城镇化率、人均GDP和农民人均纯收入能够解释耕地集约利用95.4 %的变化量。从各指标标准化后的系数来看，对山东省耕地集约利用度影响大小的排列为：农民人均纯收入﹥城镇化率﹥人均GDP。一方面，农民的纯收入、人均GDP增加，使得农民的可支配收入增加，农民对土地的投入增加；另一方面，城镇化率上升，使得本来就稀缺的耕地资源逐步减少，农民只能通过加大机械资金的投入等来提高耕地的集约利用度；由此可知社会经济的快速发展与耕地集约利用度的提高密不可分，具有正相关性。

3结论与政策启示

3.1结论

基于能值理论，在研究中将山东省耕地的实物和价值的投入转化为能值形态的指标来测度耕地集约利用度。通过对2003—2011年全省农业从业人员、农业机械总动力、化肥施用量、农药使用量和地膜使用量5个主要投入指标方面分析了9年间耕地利用集约度的結构特征，将各种投入的能值作为统一量纲，分析了山东省耕地利用集约度的整体时序变化特征。此外，通过建立耕地集约利用度和社会经济发展的及国家农业政策的多元回归模型，分析了耕地集约利用度和社会经济发展等的相关性，为进一步做好耕地集约利用提供参考依据。主要研究结论如下：

（1）2003—2011年，山东省耕地劳动集约度除2008年外，呈稳步上升态势，增长幅度逐步变快，年增长幅度的最小值为0.086×1018sej/hm2，最大值为0.186×1018sej/hm2。各年的农业机械化占的比重均为最大，占总投入的99.89%以上，且逐年上升。化肥施用量的比重位居总投入的第二位，但却呈现先上升后下降的态势，2003—2007年每公顷化肥施用量上升了0.069t，增幅为17.34%，2008—2011年每公顷化肥施用量下降了0.007t，降幅为1.58%。劳动集约度及比重均呈现下降趋势；农药和地膜的投入量相比之下较小，比重稍有波动，但整体还是略有下降。通过对山东省耕地利用集约度的结构特征进行分析，可以得出：农业机械化已经成为山东省农业发展的基本趋势，且逐步呈稳定态势。化肥的使用量减少，表明山东省正在加强生态农业的建设力度，并取得了进步。

（2）为了进一步了解2003—2011年山东省社会经济发展对耕地利用集约度变化的影响，利用SPSS中的多元线性回归分析得出农业人均纯收入、城镇化率、人均GDP对山东省的耕地利用集约度影响程度均为正，且十分显著。

3.2政策启示

（1）从本文研究的结果中反映出耕地集约度的提高和农药、地膜、劳动力没有直接的关系，主要和农业机械动力的集约度提高有联系，同时化肥集约度的先增后降和劳动力集约度的降低表明，逐步摆脱劳动密集型的农业和发展绿色生态农业对耕地的集约利用度有进一步的促进作用。因此，要继续发展低污染，高机械的，低劳动密度的耕地投入，做好耕地利用集约度的稳步提升。

（2）社会经济的发展对山东省耕地集约利用度的上升起着明显的推动作用。相对来说2003—2011年间，农民的人均纯收入对山东耕地集约利用度的影响系数较小，因此要积极的制定惠农政策，重视加大对农业的投入，科学合理引导农业的发展，发展经济，增加农民的人均纯收入促进耕地集约利用水平与社会经济发展水平协调发展。

（3）尽管土地集约利用随社会经济的发展而提高，但由于报酬递减规律的作用，集约化不是没有限度的，所以要在发展经济和耕地利用集约度同时，注重两者的协调。建立监督协调机制，随时进行调整。

参考文献

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