贵州省粮改经综合效益分析：以石阡县为例

梁 龙， 孙 凯， 甘天霁， 韩 韬

(贵州财经大学 乡村振兴战略研究所， 贵州 贵阳 550025)

0 引言

印度在20世纪60年代中期为破除粮食危机，开启了一场以政府为主导，以粮食增产为目标的农业绿色革命，就此农业生产技术的变革在发展中国家拉开序幕[1]。然而农业绿色革命的发生喜忧参半，农业绿色革命大量能源和农业化学品投入带来作物增产的同时给环境和气候带来了巨大的风险和挑战。随着我国农业供给侧结构性改革和乡村振兴战略的实施，各地区纷纷发展农业特色优势产业，目前产业调整的经济效益明显，但对调整后农业集约化生产过程中包括环境和生态在内的综合效益及农田低碳、绿色生产管理尚缺乏探索。贵州作为“镰刀湾”低效玉米种植区之一，在保粮食、调结构、促增收的基础上依照2015年农业部《关于进一步调整优化农业结构的指导意见》及2016年《全国种植业结构调整规划(2016—2020年)》提出的减少镰刀湾地区非优势玉米播种面积的要求，贵州省坚守发展和生态两条底线，积极探索。自2015年起，贵州大力发展现代山地特色高效农业，现已形成包括精品蔬菜、水果、茶叶、食用菌在内的12项农业特色优势产业[2]。石阡县根据贵州省的统一部署，结合当地资源、地形等实际情况，将传统的玉米种植结构转变为高投入、高产出、劳动密集，收入相对较高的蔬菜、水果种植，力图实现从粗放型低效种粮向集约型高效经济作物种植的转变。整体而言，贵州省发展特色产业经济效益明显，但环境和生态效益不清晰。因此，以贵州省典型农业生产区域石阡县为例，通过问卷加访谈摸清该地区农业生产投入、农资价格、作物产量和农产品价格等数据，利用投入产出分析(I-O)、能量分析(EA)及碳足迹分析(CF)，综合评价和对比石阡县过去(玉米)和现在(马铃薯、桃)种植系统调整前后生产的能源利用、碳足迹和成本、收益情况，从整体视角论证，产业结构调整是农业实现可持续，绿色化高效发展和“三生”共赢的一条新途径。

1 资料与方法

1.1 数据收集

选取贵州省石阡县具有代表性的2个镇(五德、汤山)2个村(银丰、小鸡公)采用问卷和面对面访谈的形式，搜集相关的基础数据，数据内容主要包括人工、种子、化肥投入、灌溉用电、机器柴油、农药及作物产量等(表1)。

表1 贵州省石阡县单位面积(667 m2)投入与产出情况

1.2 研究方法

1.2.1 经济分析(ECA) 通过在当地进行市场调查，获得农资投入、农产品出售价格，利用投入-产出分析法估算不同作物生产过程中具体的投入成本和产品收益，各作物生产具体经济效益。玉米和马铃薯种植所需劳动力主要为家庭劳动成员，未雇佣额外劳动；生产所用农家肥非市场购买；马铃薯由于其独特的生物特性，种子为农户自留种。因此以上部分均不计入成本。而桃的种植除家庭提供的劳动力外需另雇佣20%的劳力，则计入桃生产的成本。

1.2.2 能量分析(EA) 能量计算包括能量利用效率、单位产品能量比、单位能量生产率；计算涉及的能量输入和输出当量转换系数见表2，计算公式[3]如下：

表2 各要素投入产出能量当量

Ee=Ei/e

(1)

Es=Ei/yi

(2)

Ep=yi/Ei

(3)

式中：Ee为作物生产的能量产投比；Ei为不同作物产出能量；ei为生产过程中投入的能量；Es为作物生产的单位产品能量比；yi为作物产量；Ep为作物生产的单位能量生产率。

1.2.3 碳足迹评价(CF) 农田碳足迹为农业生产过程中各种农资投入(肥料、农药等)的碳排放量之和，碳足迹计算公式[10-11]：

C=ΣCi=ΣGi×δi

(4)

式中，C为农业生产碳排放总量，Ci为生产过程中农药、肥料、灌溉、机械等各类农资投入所产生的碳排放，Gi为不同碳源投入量，δi为各碳源的相关碳排放系数(表3)。单位经济碳足迹的计算公式：

表3 各碳源及其碳排放系数

CI=C/Ii

(5)

式中，CI为单位经济碳足迹；C为碳排放总量；Ii为不同作物的经济收益。

2 结果与分析

2.1 不同作物产出-投入的经济效益

在当地马铃薯与玉米的生产投入情况相似，但马铃薯生产成本是玉米1.16倍。玉米在当地销售价格为2.2～3.0元/kg，取平均价格2.6元/kg为玉米标准价；马铃薯

在超市售价约为3.18元/kg，则以该价为马铃薯参考价格。由于受市场经济条件限制，当玉米产量为550 kg/667m2时，实际仅卖出200 kg；而马铃薯产量为1 500 kg/667m2时，实际仅卖出900 kg/667m2。从表4可知，马铃薯总收益是玉米的5.5倍，净利润是玉米的8.06倍。从经济效益上分析，玉米改种马铃薯虽投入的成本相对较多，但在经济上收益是可行的。从成本看，生产桃投入是玉米的4.83倍；经济收益方面，农户种植桃的总收益和净利润是玉米的15.58倍和21.92倍。可见，玉米改种桃能够获得较高的经济效益。

表4 单位面积(667 m2)不同作物生产的经济效益

2.2 不同作物的能量核算(EA)

由表5可见，玉米、马铃薯及桃的能量利用效率分别为3.30、0.34和0.64，玉米表现出高于马铃薯和桃的能量利用效率，种植玉米对能量的利用效果更佳，可归结为玉米籽粒含能量的较高特点，也是玉米较其他作物大量用于工业原材料的原因之一[14]；玉米、马铃薯和桃的单位产品能量比分别为26.50 MJ/kg、11.19 MJ/kg和3.77 MJ/kg，即农户获得1 kg玉米、马铃薯和桃的产出需向农田生态系统输入的能量分别为26.50 MJ、11.19 MJ和3.77 MJ。可见，生产同等单位的产品，玉米的能量消耗最大；同理，作物单位能量生产率分别为0.04 kg/MJ、0.09 kg/MJ和0.27 kg/MJ。表明，每输入单位能量玉米、马铃薯和桃获得的产量分别为0.04 kg、0.09 kg和0.27 kg，当向农田生态系统投入等量能量时，桃的产量最高。

表5 不同作物种植的能量核算

2.3 不同作物的碳足迹评价

由表6可见，不同作物种植碳排放总量依次为桃(137.15 kgce)>马铃薯(57.33 kgce)>玉米(31.34 kgce)；从单位经济效益碳足迹看，粮食作物玉米(0.098 kgce/元)大于经济作物马铃薯(0.022 kgce/元)和桃(0.019 kgce/元)。虽然粮改经济作物后碳总量增加，但粮食作物单位经济效益碳足迹高于经济作物。说明，仅用碳排放总量评价不同农业种植的生态环境效益具有片面性，相反立足于农业生产主体(小农户)用单位经济效益碳足迹评价不同作物种植的经济效益和环境效益更加全面。

表6 不同作物生产的碳足迹评价

3 讨论

有研究表明，在保持或增加农业产出的基础上减少农业生产的环境污染，可通过少耕逐步实现农资产品投入的减量化和无害化[15-17]，也可运用低碳新兴技术减少农田温室气体排放的同时实现作物产量的最大化[18-19]。目前，关于农业可持续发展学界多数认为，应采取减少农业投资、优化农田管理或开发农业低碳技术的农业发展模式[20-22]。然而，也有研究表明，合理进行农业结构调整同样也能减少农田能耗和碳排放[23-24]，增加农户经济效益[25-26]。因此，从生态、经济、社会综合效益出发，在呼吁减少农田碳排的同时关注农业生产经营主体(农户家庭)的经济效益，是贵州省实施农业产业结构调整过程中兼顾环境生态和农民生计可持续性的合理战略安排。通过优化耕作制度或种植业结构调整，最大限度实现生态、经济、社会综合效益的目标，也是一种高效的可持续农业发展形式。在借鉴国内外研究结果的基础上展开研究，因而分析结果与实测数据可能存在差异。另外，由于调查样本较少，获得的原始分析数据不全面，未将土壤、微生物等考虑在内，有待下一步进行深入研究。

4 结论

1) 粮食作物玉米和经济作物马铃薯、桃经济成本分别为193元/667m2、224元/667m2和932.71元/667m2，经济收益分别为327元/667m2、2 638元/667m2和7 167.29元/667m2，从经济效益看，低效玉米改种马铃薯、桃可带来农户收益的增加。

2) 从能量角度看，玉米生产的能量利用效率、单位产品能量比和单位能量生产率分别为3.30、26.5 MJ/kg、0.04 kg/MJ，马铃薯分别为0.34、11.19 MJ/kg、0.09 kg/MJ，桃分别为0.64、3.77 MJ/kg、0.27 kg/MJ。可见，虽然玉米的能量利用效率较高，但由于产量低，玉米单位产品能耗和单位能量生产率均低于马铃薯和桃。因此，玉米适合调整为蔬果。

3) 碳足迹方面，在舍弃以往单位产量或面积碳足迹分析的基础上，采用单位经济效益碳足迹对生产进行核算研究发现，虽然经济作物的生产将带来农田生态系统总碳排放的增加，表现为桃(137.15 kgce)>马铃薯(31.34 kgce)>玉米(57.33 kgce)，但相比传统粮食作物其单位经济效益碳足迹低。即在获得相同经济收益的前提下，经济作物马铃薯和桃的碳排放量比粮食作物玉米更少，表现为玉米(0.098 kgce/元)>马铃薯(0.022 kgce/元)>桃(0.019 kgce/元)。从经济、能量、碳足迹综合来看，在“镰刀湾”玉米种植区即贵州种植区玉米，实施粮改经济作物的产业调整安排具有其合理性。实际上，贵州省石阡县种植业结构调整是一种改变高排、低效，追求低碳、高效并实现“三生”共赢的可持续农业发展过程，实践证明山地区域粮改经、粗放转集约的农业也是可持续农业。