基于熵值法的粮食安全视角下粮食主产区农用化肥问题研究

林耿堃 龚庆

摘要：在粮食安全战略大背景下，粮食的生产安全尤为重要，而作为中国主产粮区的13个省区粮食生产安全问题是粮食安全战略推行过程中所需解决的核心问题之一。粮食生产安全一大指标便是化肥施用量问题。文章通过熵值法对中国粮食主产区的化肥施用量进行赋值及综合得分计算与排名，通过聚类分析得到高施肥量地区、中施肥量地区和低施肥量地区，进而对其产生原因进行了相应分析，最后给出部分改革建议。

关键词：粮食生产安全；粮食主产区；农用化肥；熵值法；改革建议

中图分类号：F323.3 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210208

安徽、河北、河南、黑龙江、湖北、湖南、江苏、江西、吉林、辽宁、内蒙古、山东、四川13个省和自治区是我国粮食主产区，贡献了全国近80%的粮食产量。粮食主产区作为粮食的主要生产地和主要库存地，在粮食安全问题上具有重要地位[1]，因此保障粮食主产区的粮食安全尤为重要。加强粮食生产安全对于粮食安全具有保障作用。化肥是农业生态健康的基础保障[2]。我国自改革开放以来，化肥工业的迅速崛起，农民对于粮食等农产品的化肥需求逐步增加，正是由于有了化学肥料工业的发展，我国才有了粮食产量的快速增加，但是也需要重视化肥带来的粮食安全问题。当施用强度达到一定程度时化肥投入量与农业产值将呈反向关系[3]，且过量的化肥将导致粮食安全与生态问题。因此研究主产区现阶段粮食生产过程中农用化肥施用量对于从国家层面把控粮食安全具有重要。

1 实证分析

1.1 数据与模型的选择

本文通过选取2019年《中国统计年鉴》和《中国农村统计年鉴》以及我国13个粮食主产区的地方统计年鉴相关数据进行横向分析。遵循变量选取的一致性和合适性原则，对13个粮食主产区的粮食生产及农用化肥使用现状进行数据选择。由于数据的可选择性缘故，本文在综合考量了各地的统计数据后，粮食生产现状因素选取粮食单位面积产量和粮食播种面积两大变量，而农用化肥使用现状因素选取农用化肥施用量，农用复合肥施用量、农用氮肥施用量、农用磷肥施用量和农用钾肥施用量多个变量进行分析。

熵值法是基于物理信息论中熵的概念所演变的统计学方法，熵越大则不确定性越大。它通过突出真实数据的局部性差异来确定指标的各自权重，然后对于每个指标进行所有样本的综合得分计算。统计学中的熵值是一个相对值，对各指标的熵值计算后进行目标综合得分排名能够科学准确地进行相关评价。因此，熵值法適合于多个指标的相对评估。

1.2 粮食主产区化肥使用情况分析

计算第i个地区的化肥施用量，结果见表2。

通过上述步骤进行计算，不难看出13个主产区中化肥施用量的空间差异较为明显。通过SPSS软件对13个粮食主产区以欧式距离为测量尺度进行聚类分析，可以得到三个聚类，并将三个聚类命名为：高施肥量地区、中施肥量地区和低施肥量地区。其中化肥施用量最高的地区是辽宁省，其化肥施用量综合得分达到1.762 2，其次是中施肥量地区的河南省、山东省、吉林省、江苏省、湖南省、黑龙江省和河北省，化肥施用量综合得分为1.121 7～1.292 1，最后是安徽省、湖北省、四川省、江西省和内蒙古自治区，化肥施用量综合得分为1.058 3 ～ 1.117 2。排名最高的辽宁省相当于排名最后的内蒙古的1.67倍，13个粮食主产地区之间的化肥施用量差异较大。

2 结 论

高施肥量地区主要是辽宁省，农用化肥施用量综合得分远高于第二名河南省。辽宁省占有较高的施肥量评分，其重要原因之一在于2019年全年粮食作物播种面积较2018年增加0.47万hm2，而全国总粮食播种面积较去年减少97.50万hm2，上升的播种面积势必引起施肥量的上升。近些年来，辽宁地区的农用化肥使用量总体上已经有了较为明显的下降，但受限于该地区的种植结构等因素，其粮食作物的生产过程中整体施肥强度并未下降[4]。而且受到经济结构的影响，相比于黑龙江和吉林这两个东北省份而言，辽宁的经济发展水平多年来特别是在2019年远超黑龙江与吉林，因此经济水平与粮食生产中的施肥量挂钩，这也是其成为2019年我国粮食主产区化肥施用量综合得分最高的原因。

中施肥量地区主要是河南省、山东省、吉林省、江苏省、湖南省、黑龙江省和河北省。其中河南省、山东省、吉林省、黑龙江省和河北省是我国玉米粮食作物栽培带，是我国玉米种植面积最大的省份。不同粮食主产区的粮食种植结构将会影响到该地区的施肥量。经研究发现，经济效益较高的经济作物的播种面积增加必然导致肥料施用强度的增加[5]，而玉米既是粮食作物，又是经济作物[6]。在这几个主产区省份的粮食生产结构中玉米占据了较大的播种面积，因此其施肥量较高。特别注意的是江苏省，江苏省的粮食结构是以小麦和水稻为主（89%），该地区施肥量综合排名较靠前的原因在于其劳动力价格和农产品价格远高于其他粮食主产区[7]。

低施肥量地区主要是安徽省、湖北省、四川省、江西省和内蒙古自治区。这5个省区能够具有较低的综合评分，主要在于省区内有较为完善的施肥技术，施肥技术的提高能够有效增加农用化肥的施用效率，降低因化肥过度产生的粮食安全边际生产量的减少。例如，安徽省持续深化土壤测试和配方施肥的改革，到2019年主要粮食作物的土壤试验和配方施肥技术的覆盖率稳定在90%以上，化肥利用率达到41%以上；内蒙古自治区政府截至2019年共实施减少化肥增效措施12项、控制和减少农药危害的措施17项，普及了603万hm2土壤试验和配方施肥技术，该地区2019年化肥施用量共计减少3%以上，全面实现整个地区化肥使用量的负增长。安徽省、湖北省、四川省等地积极推动施肥技术改革，其拥有较低的施肥量综合评分是我国施肥技术进步的典型代表。

3 建 议

第一，建立完善的化肥监察体系。在13个粮食主产区中，辽宁省的化肥施肥量综合评分最高，其次是河南等中施肥量地区，因此在粮食生产过程中非常有必要对症下药地进行监管与督促。首先，在国家层面应当对于中高施肥量地区进行重点监管督察，并且做好回访工作，切实保障粮食主产区粮食安全问题，并且应当完善粮食主产区特别是重点地区的粮食安全首长考核机制，真正做到守好粮食主产地区这个“天下粮仓”。其次，在地方政府层面应当着力制定相应的政策保障本省粮食生产安全问题。罗斯炫等[8]发现，在粮食安全大背景下，粮食主产地区的合理积极的政策有助于削弱该地区的化肥面源污染问题。而且主产粮地方政府拥有主产地区粮食规模化生产的极大优势，因此加强粮食生产过程中的安全监督，建立粮食生产环节的党政问责体系，真正体现粮食安全大于天的思想。

第二，完善农用化肥市场机制。通过研究发现，地区经济水平与其施肥量具有正向相关关系。魏君英等[9]证实化肥是粮食生产过程中较为重要的要素投入，因此在推行粮食安全战略把控农用化肥施用量问题，政府应当完善化肥市场机制，充分利用市场价格这双“看不见的手”进行调节调控，充分利用粮食价格价补分离政策，形成化肥投入与粮食收益的联动机制，提高农民在粮食生产过程中的安全意识自觉性。

第三，地方应当因地制宜地推广施肥技术。通过聚类分析后发现低施肥量地区都存在发展独特施肥技术的共性。而施肥技术在不同的省区之间可能并不相通，因此地方政府更应当立足于本省基本条件，因地制宜地发展和鼓励先进的施肥技术。万凌霄等[10]研究发现没有参与合作社的农民接受和采用测土配方法施肥技术的概率要低于参与的农民。通过加强合作社的建设，能够提高化肥施用效率，这也为地方政府保障粮食生产安全提供了一种新的思路。

参 考 文 献

[1] 张科华，马松林.乡村振兴背景下的主产区粮食安全问题研究[J].粮食科技与经济，2020，45（12）：43-44+66.

[2] 白由路.化学肥料与生态健康[J].肥料与健康，2020，47（1）：2-4+31.

[3] 陶素敏.东中西部地区化肥技术效率测算：基于前沿面生产函数分析[J].粮食科技与经济，2019，44（12）：61-65.

[4] 赵明正，赵翠萍，李天祥，等.“零增长”行动背景下中国化肥使用量下降的驱动因素研究：基于LMDI分解和面板回归分析[J].农业技术经济，2019（12）：118-130.

[5] 李秋生，李大勝.绿色发展背景下中国化肥施用强度下降的驱动因素研究：基于空间面板数据模型的分析[J].农林经济管理学报，2019，18（4）：462-471.

[6] 陈树平.玉米和番薯在中国传播情况研究[J].中国社会科学，1980（3）：187-204.

[7] 朱伟方，单建明.农民施肥水平过高的原因探讨[J].安徽农业科学，2011，39（28）：17261-17264.

[8] 罗斯炫，何可，张俊飚.增产加剧污染：基于粮食主产区政策的经验研究[J].中国农村经济，2020（1）：108-131.

[9] 魏君英，贺亚亚.化肥价格变化对粮食价格的影响研究：基于省际动态面板数据模型的系统GMM检验[J].价格月刊，2020（1）：9-15.

[10] 万凌霄，蔡海龙.合作社参与对农户测土配方施肥技术采纳影响研究：基于标准化生产视角[J].农业技术经济，2021（3）：63-77.

Research on Agricultural Chemical Fertilizers in Main Grain Producing Areas from the Perspective of Food Security Based on Entropy Method

Lin Gengkun， Gong Qing

（ School of Statistics， Jiangxi University of Finance and Economics， Nanchang， Jiangxi 330013 ）

Abstract： In the context of the Food Security Strategy， the production safety of food is especially important， and as a core production safety issue in the 13 provincial districts of China is one of the core issues required for food security strategy. A large indicator of food production is the problem of fertilizer application. This paper assigns a value of fertilizer administration of my country’s food-producing area and performs comprehensive score， and has a high application fertilizer area， a low fertilizer area and a low fertilizer area， and it is generated by cluster analysis. The reason for the corresponding analysis， and finally some reform recommendations are given.

Key words： food production safety， main grain production areas， agricultural fertilizers， entropy method， reform suggestions