耕地资源优化视角下农产品增产潜力的实证分析——以福建省漳州市为例

赖永波，汤植超，黄振香

（1.福建江夏学院公共事务学院，福建福州，350108；2.中国人民银行华安县支行，福建漳州，363800；3.福建江夏学院经济贸易学院，福建福州，350108）

一、引言

在疫情冲击及国际农产品市场不确定性影响下，粮食等大宗农产品生产链、供应链受到冲击。[1]对有限的耕地资源进行优化配置以生产出更多的农产品成为新时代的重要任务。2021年发布的《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》把粮食安全问题置于突出位置，引发广泛关注。农业农村部唐仁健部长也表示，粮食安全保障问题重点是做好“藏粮于地、藏粮于技”。[2]

就耕地资源、农产品生产安全问题，国内外学者从多角度进行探索。国外已有研究表明，耕种方式和土壤质量会影响农作物的产量，进行合理的土壤质量管理可以有效促进粮食作物的生产[3]，而没有合理使用土地资源会导致农产品质量和产量下降[4]，过度的开发土地和森林资源会破坏原有的自然环境，降低土地资源的稳定性[5]。政府不仅要提高闲置土地利用率，还要引导生产领域走向多样化，保证土地利用最大化和土地质量稳定，才可以满足农业发展的需要。[6]

国内对耕地资源与农产品相关的研究较多。耕地资源的不断流失严重威胁我国农产品的有效供给[7]；耕地资源优化对于耕地质量保护、区域可持续发展和农业结构调整具有重大的现实意义，是实现耕地保护和粮食生产安全的重要举措[8]。学者们对比分析全国各地区耕地集约利用时空变化特征[9-10]，认为未来一段时间中国耕地资源面积持续递减但递减的速度将逐年减慢[11]，而且高强度的耕地利用模式不利于农业的长期发展[12]。因此，需由政府进行宏观控制并指导土地资源的优化利用，未来应关注耕地集约利用的生态环境效益及风险，更好地促进耕地可持续集约利用[13]，实现专门化耕作与综合性耕作相结合以及现代化农业与传统农业相结合[14]。随着耕地资源的优化利用，耕地复种指数上升，即使耕地面积减少，播种总面积仍然会小幅度上升[15]，需要提高民众环境保护意识、完善信息公开制度、加强中低产田改造及政策保护、建立耕地适宜性评价体系、进行耕地适宜性区域分布安排等对策[16－17]。

现有研究应用了多种方法从多个角度论证耕地资源优化配置和利用是解决农产品增产及粮食战略安问题的关键。研究表明我国耕地面积仍有缩减的趋势，人地矛盾依然尖锐，粮食安全压力依然存在。新时代背景下，农产品增产潜力究竟有多大？在耕地资源有限条件下，如何对耕地资源进行优化配置以提高农产品产量和质量？因此，有必要从耕地优化视角对未来农产品增产潜力进行理论和实证分析，并提出相应的对策建议。

二、耕地资源与农产品产量的动态关系

耕地是不可复制的自然资源，是农产品生产的基础要素，耕地资源流失会导致农产品的有效供给减少，而耕地集约化程度的提高、耕地资源优化保护则有利于增加农产品的有效供给[18]。耕地资源对农产品产量的影响作用主要在于三个方面，一是耕地资源数量；二是耕地利用方式；三是耕地资源在不同农作物之间的分配，后两者属于耕地资源的优化。[19]

（一）耕地资源数量与农产品产量

耕地资源数量与农产品产量呈正相关关系，耕地资源数量的增加可以直接促进农作物产量的增加，耕地面积的变化直接影响农作物的播种面积，进而影响农作物的产量。但是可用于耕地土壤是要经过一定时期的发育才能形成，并不是所有的土壤都同时具备可以为农作物提供成长、发育、成熟的条件，因此耕地资源数量是有限的，这就意味着耕作农作物的面积是有限的。

（二）耕地的利用与农产品产量

耕地资源是一个动态变量，不同的耕地利用方式会影响耕地总面积和后备耕地资源数量，比如当年新开垦耕地、生态退耕、耕地复垦、耕地复种、农业结构调整过程的占用、灾害毁损等。耕地的利用程度可以通过影响农作物的播种面积和农作物播种结构进而影响农作物的总产量。衡量耕地资源利用程度的基本指标是耕地复种指数。耕地复种指数是指一年之内可以在这块土地播种农作物的平均次数，数值上等于年内耕地上农作物总播种面积与耕地面积之比。在耕地面积很难改变的情况下，耕地复种指数增长，全年农作物的播种总面积也就扩大，各种农作物的播种面积也会因此增加，在农作物单产不变的情况下，产量就能增加。耕地复种指数＝全年农作物种植总面积/耕地总面积×100%。农作物的播种面积通过耕地面积与耕地复种指数进行计算得出。本文采用耕地复种指数为主要指标。

（三）耕地资源分配与农产品产量

耕地资源的合理分配及耕作次数的合理安排能促进农产品产量增加。随着耕地复种指数不断增长，全年农作物的播种总面积也会扩大，但是反复耕种，土地要素投入增加会引起的边际产量呈现递减趋势，因此增加的土地资源要在各种不同的农作物之间进行合理分配或轮植，以提高利用效率。假设农作物播种面积增加，单产能力提高，产量也就能够增产。反之，假设农作物播种面积增加但单产能力降低，就需要根据实际情况按比例计算才能得出是否能够增产。所以合理分配不同农作物之间的耕地资源及耕作次数实现耕地资源的优化配置，可以实现农作物总产量最大化。

三、漳州市耕地资源与农产品增产潜力预测

（一）研究区域耕地资源概况

漳州市现有耕地保有量17.9万公顷，共划定永久基本农田15.84万公顷。2018—2019年通过土地整理复垦开发和指标交易落实补充耕地690公顷，完成高标准农田建设1.28万公顷，完成高标准农田建设工程包2.5亿元，验收旧村复垦项目43个，新增耕地74.33公顷。①数据来源《漳州市2019年政府工作报告》，原文中土地面积单位为亩，本文统一换算为公顷。

漳州素有“花果之乡”的美誉，是福建省乃至全国的主要水果产区，因此水果是当地的主要农产品之一。选取4种占地面积较大的农产品为研究对象，包括粮食作物和非粮食作物，分别为稻谷、水果、茶叶和食用菌。其播种面积、产量变化情况见图1、图2②本文所采用的数据主要来自于《漳州统计年鉴2020》，http://tjj.zhangzhou.gov.cn/tjnj/2020/sub/2020/index.html.。

图1 漳州主要农产品播种面积变化趋势

图2 漳州市主要农产品产量变化趋势

图1所示，稻谷的播种面积总体呈下降趋势。水果的播种面积，2000—2016年较为平稳，2017年播种面积减少较大，2018—2019年迅速回升。茶叶的播种面积，2000—2016年保持上升的趋势，2017年出现减少的现象。食用菌的播种面积始终保持增加趋势。

图2所示，2000—2019年，稻谷的产量总体呈下降趋势。水果的产量2000—2016年总体保持递增的趋势，2017年以后由于播种面积的减少，产量也有所减少。茶叶的产量总体保持缓慢上升的趋势。食用菌的产量呈现逐年递增的趋势。

（二）数据来源及模型建立

1.数据来源

本文所采用的数据来自于《漳州统计年鉴2020》。从中选取2000—2019年的耕地面积、农作物播种面积、耕地复种指数、稻谷播种面积及产量、水果实有面积及产量、茶叶实有面积及产量和食用菌播种面积及产量等相关数据，通过以上数据来分析主要农作物的增产潜力。

2.模型建立

通常耕地资源系统被比作灰色系统③灰色系统表示信息不完全或者不充分的情况，黑色系统表示信息比较缺乏，白色系统表示信息比较充分。，因此本文应用GM(1，1)灰色模型来预测未来耕地资源面积变化趋势。灰色预测模型可以预测系统行为的特征发展变化规律，还可以用于对行为特征发生异常时进行估计计算，以及对一定时间区间内发生的未来时间分布情况做出预测和研究。在这里，“灰色过程”是“随机过程”，“灰变量”是“随机变量”，这是一种单序列的一阶线性动态模型，其目标是为了建立一阶线性微分方程，以便于更好的研究。

（1）预测模型

（三）检验性预测

耕地资源数量的影响因素比较多，耕地面积变化会受社会、经济和政策的影响，但是耕地面积预测却将这些假定为不变，预测会有误差，时间越长预测未来耕地面积变化的误差越大，因此需要检验性预测以确定较优的预测模型。通过对2018年与2019年耕地面积预测值与漳州统计局查找的数据进行对比检验，选取2000—2019年的耕地面积数据作为预测的原始数据，寻找最为精准的一个模型数据来进行预测。据此原理根据6~20维度的耕地面积短序列建立了灰色动态GM(1，1)模型，还对2018年和2019年实际耕地面积进行检验性预测，通过对比不同维度预测结果的精度，最后选定最优方案的预测模型，结果见表1。

表1 GM(1，1)模型检验性预测

通过表1的数据可知：（1）通常长序列预测的误差大于短序列，预测时间的远近与误差的大小成正比关系。（2）通过综合指标判断，可得出6维预测模型的精度最高，其各项指标均衡之后相对较低，且=0.00020.1，故选择6维预测模型作为最优的预测模型。

（四）漳州市耕地资源及资源优化趋势预测

1.耕地面积预测

选用2014—2019年耕地面积数据建立6维预测模型：

YT=80115.5-80093.6*e-0.000223539*T（YT为T年的耕地面积，T为时间序列，首年为1）

预测结果见表2。漳州市耕地面积未来3年整体保持平缓略微减少的趋势。

表2 2020—2022年漳州市耕地面积预测

2.耕地复种指数预测

选取2000—2019年的耕地复种指数数据为样本，将应用上述的6维度预测模型预测未来3年的耕地复种指数变化。得出模型为：ET=17813.0*e(0.005290996*T)-17715.0（其中为ET为T年的耕地复种指数，T为时间序列，首年为1；极比偏差值为-0.0053）。

根据表2、表3的结果，可以得出2020—2022的全年农作物面积预测值分别为：17.17万公顷、17.28万公顷和17.34万公顷。耕地复种指数呈小幅上升的变化趋势，较之前的年份年增加量小幅波动，未来几年会暂处于平稳的状态。

表3 2020—2022年漳州市耕地复种指数预测

3.不同农作物之间的分配变化情况预测

除了使用樟脑丸以外，还有哪些防蛀小妙招呢？如果家里有木工，在做完工后可以把杉木或樟木的刨花收集起来，放在塑料袋里扎紧。等到有需要时，找来旧袜子，把刨花装在里面，扎成小球塞到衣柜里，防蛀效果也不错。此外，樟木条、绿茶、竹炭等都可以用来除味、防霉、防虫。（来源：科普中国）

根据《漳州统计年鉴2020》，取2014—2019年上述6维预测模型所需的数据，对漳州市主要农作物的耕地面积及其占比进行计算分析，结果见表4。

表4 漳州市主要农作物的耕地面积及其占比

以2014—2019年的主要农作物实有面积数据为样本，将应用上述的6维度预测模型对水稻播种面积、水果实有面积、茶叶实有面积、食用菌播种面积进行预测未来3年的占比变化，建立以下预测模型，其中为T年的面积占比，T为时间序列，首年为1。

（1）水稻播种面积：IT=3070.33-3041.38*e(-0.00980723*T)（极比偏差值为0.0098）

（2）水果实有面积：IT=2937.51*e(0.0206214*T)-2873.37（极比偏差值为-0.0206）

（3）茶叶实有面积：IT=1646.01-1634.14*e(-0.00619601*T)（极比偏差值为0.0062）

（4）食用菌播种面积：IT=7.31975*e(0.126232*T)-6.58975（极比偏差值为-0.1262）

通过上述模型预测得出：

（2）水果实有面积未来3年占比预测值分别为67.85%、69.27%、70.71%，整体呈小幅上升的趋势。

（3）茶叶实有面积未来3年占比预测值分别为9.786%、9.735%、9.665%，整体呈小幅缩减的趋势。

（4）食用菌的播种面积未来3年占比预测值分别为1.851%、2.1%、2.383%，整体呈上升的趋势。

根据上述预测值，到2022年稻谷面积为4.80万公顷，水果实有面积为12.26万公顷，茶叶实有面积为1.676万公顷，食用菌面积为0.413万公顷。未来3年内农作物的耕地面积将逐年缓慢增加，稻谷面积占比、茶叶实有面积存在小幅缩减，水果实有面积、食用菌面积的占比呈上升趋势。

（五）农产品具体增产潜力分析

1.主要农产品单产量的变化趋势

农作物的单产量是反映土地生长能力和农业生产水平的指标。根据统计年鉴中的产量及播种面积，通过计算得出主要农产品单产变化，见图3。

图3 漳州市主要农产品单产变化趋势

从总体上来看，2000—2019年水果、茶叶的单产值呈上升且增长速度加快趋势，稻谷的单产处于较平缓的趋势，而食用菌的单产总体呈下跌趋势但近几年来慢慢趋于平稳。

2.主要农产品单产预测

通过选取2014—2019年的主要农产品单数据为样本，将应用上述的6维度预测模型对稻谷、水果、茶叶、食用菌进行预测未来3年的主要农产品的单产变化，建立以下预测模型，其中HT为T年的单产值，T为时间序列，首年为1。

（1）稻谷：HT=197.336*e(0.028674*T)-191.592（极比偏差值为-0.0287）

（2）水果：HT=443.523*e(0.0550504*T)-424.965（极比偏差值为-0.0551）

（3）茶叶：HT=346.92-344.813*e(-0.00975283*T)（极比偏差值为0.0098）

（4）食用菌：HT=5427.37-5268.67*e(-0.0329322*T)（极比偏差值为0.0329）

通过上述模型得出预测结果：

（1）稻谷未来3年的单产值为6.625万吨/万公顷、6.818万吨/万公顷、7.016万吨/万公顷，单产趋势呈上升趋势。

（2）水果未来3年的单产值为33.05万吨/万公顷、34.92万吨/万公顷、36.9万吨/万公顷，单产趋势呈上升趋势。

（3）茶叶未来3年的单产值为3.187万吨/万公顷、3.156万吨/万公顷、3.126万吨/万公顷，单产趋势平稳。

（4）食用菌未来3年的单产值为144.8万吨/万公顷、140.1万吨/万公顷、135.5万吨/万公顷，单产趋势呈下降趋势。

由上文预测，可以得到直至2022年各主要农作物的产量，稻谷产量为33.68万吨，水果产量为452.39万吨，茶叶产量为5.24万吨，食用菌产量为55.96万吨。对比2019年的产量，稻谷、水果以及食用菌的总产量增加且呈增长的趋势。茶叶总产量减少，单产平稳中略降。食用菌总产量增速最大但单产呈下降趋势。

四、结论与建议

（一）结论

通过对比预测值，到2022年漳州市的耕地面积约为17.87万公顷，农作物面积约为17.34万公顷。主要农产物增长潜力预测结果为：稻谷播种面积增加0.1万公顷，增长率为2.13%，产量增加1.95万吨，增长率为6.15%。水果播种面积增加0.77万公顷，增长率6.70%，产量增加106.62万吨，增长率30.84%。茶叶播种面积减少0.034万公顷，下降率1.88%，产量减少0.35万吨，下降率6.26%。食用菌播种面积增加0.154万公顷，增长率59.46%，产量增加15.67万吨，增长率38.89%。通过产量趋势来看主要农作物的增产潜力，实证分析得出漳州市的稻谷增产潜力为19.5万吨/万公顷，水果的增产潜力为138.47万吨/万公顷，茶叶的增产潜力为10.29万吨/万公顷，食用菌的增产潜力为101.75万吨/万公顷。

实证分析结果表明：

1.漳州市未来的耕地面积小幅度减少，小幅缩减之后基本保持在17.87万公顷附近，主要归功于积极响应国家保护耕地资源的号召，落实绿水青山就是金山银山的政策。

2.因耕地复种指数上升，耕地资源不断优化，促使农作物的播种面积呈上升的趋势。茶叶实有面积存在小幅度的缩减，水果实有面积、食用菌面积的占比存在上升的趋势，茶叶的单产量下降，由于稻谷、水果及食用菌的单产量增速扩大和耕地复种指数上升，总体上未来漳州市的主要农产品仍有明显的增产潜力。

3.耕地利用不够优化，不同农作物之间的耕地资源及耕作次数的分配尚待改进。稻谷、水果、食用菌的耕地利用指数提高，漳州市在大力优化产业结构，提高稻谷、水果、食用菌的单产产量的同时，也要优化茶叶种植结构，因为合理分配各农作物之间的耕地资源能够有效地提高农作物的产量。

（二）对策建议

1.坚持最严格的耕地保护制度

落实最严格的耕地保护制度，严守基本农田红线，强化用途管制，严格执行国家保护耕地法规、政策和规划。按照我国“十四五规划”提出以保障国家粮食安全为底线、健全农业支持保护制度、实现农业高质量发展的要求，政府相关部门要坚持最严格的耕地保护制度，调查当地的耕地资源情况，落实耕地占补平衡政策，深入实施藏粮于地、藏粮于技政策。在保质保量占补平衡的前提下，还要稳中求发展，开发新的耕地资源，提高农产品的产量和质量。

2.进一步优化耕地资源的配置和利用

积极响应国家保护耕地资源的号召，进一步落实绿水青山就是金山银山的政策，对现有紧张的耕地资源进行优化配置和利用，合理分配各农作物之间的耕种比例及耕作次数，提高农业产品的单产量。一是划定农田生产区域，划定和建设水稻生产功能区，加强农田质量建设，改善粮食生产条件，推进高标准农田建设，加强中产田和低产田的改造，增加全市水浇地的面积。二是推广增加耕地土壤的有机质含量的技术，并且对群众宣传合理使用化肥，科学运用化肥中的元素用量，提高复合肥的使用率。三是农业部门应该加大投入科研成本，加强科学技术创新，以提高土壤的供肥能力和土壤的质量，从而提高单产量也会有所改变。四是改造被破坏的耕地资源，使那些矿毒田、污染农田通过工程和生物修复使土壤恢复原样。

3.扩大生产规模提高粮食综合产能

农业相关部门应扩大优质稻种植面积，扩大其他农产品种植覆盖面。鼓励建立优质农产品示范基地，特别支持有条件的乡镇建设连片的粮食产能区示范点。在保证粮食供给的同时，要拓宽农产品销售渠道，增加农村居民的收入，让农民真正富起来，实现乡村振兴奋斗目标。