粮食安全背景下的宁夏牧草种植效益评价研究

陈红翔

（宁夏师范学院 资源环境与生命科学学院，宁夏 固原 756000）

0 引言

近年来，随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，膳食结构也有所改变，对肉蛋奶的需求量明显增加，对畜产品安全的关注度大大提升，人们充分认识到优质饲草是安全畜产品的保障，粮食安全的问题慢慢转化成了饲料安全的问题，应该从整个食物系统来重新定位粮食安全，发展牧草产业，走节粮型、非粮型饲料道路是根本解决中国粮食安全的出路，应将牧草产业引入农业生产系统中，推进实施“粮+经+饲+草”的四元种植结构，达到直接或间接增加粮食产量，降低对粮食的消耗，通过多元途径解决粮食安全问题。目前国内外学者在牧草产业种植效益方面已经开展了大量的实证研究，Bouton［1］对美国牧草产业带来的经济效益进行了研究；Pishgar等［2］对伊朗Tehran省青贮玉米的经济效益展开了研究。国内学界以苜蓿为重点研究对象，如王文信等［3］对河北黄骅市苜蓿种植农户的生产效率计算结果表明，样本农户的纯技术效率都高于0.95，平均规模效率为0.78，随着种植规模的扩大，规模效率呈“U”形变化，确定农户苜蓿种植规模在 1.2~1.3 hm2区间效率最优；王丽佳等［4］对苜蓿技术效率的测算结果与上述基本一致，维持在0.8~0.9 之间且地区间差异较为明显；石自忠等［5-6］认为温度、湿度等自然条件、机械等技术进步水平以及产业政策等是影响苜蓿生产技术效率高低的重要因素。此外，也有部分学者针对其他牧草品类的生产效率展开了研究。倪印锋等［7］研究发现不同省区和不同规模的青贮玉米生产技术效率存在显著差异；汪武静等［8］测算了中国西南地区农户种植黑麦草的技术效率，80%以上的农户种植黑麦草的技术效率大于或等于0.80。总体来看，现有研究主要集中在牧草种植品种的技术效率及科技进步贡献等方面，缺乏针对区域牧草产业综合效益的定量评价，本文从粮食安全角度出发，利用熵权TOPSIS法从宁夏种植牧草的经济效益、社会效益、生态效益3个方面进行定量评价，以期为宁夏牧草产业的合理布局与发展提供一定的科学依据，同时为政府相关部门制定牧业政策提供参考。

1 研究区概况

宁夏深居西北内陆，属于典型的大陆性半湿润半干旱气候区。气候具有夏短秋长、干燥少雨、风大沙多、南寒北暖的特点。近年来，宁夏提出“六特六新六优”产业布局，其中的草畜产业位列第3位。截至2020年，全区种植的优质牧草面积达到55.3万hm2，建成了8个牧草品种示范基地，更新了7.6万hm2复种退化的苜蓿，其中优质高产的苜蓿基地面积有4.25万hm2，草原生态修复2.49万hm2，优质牧草饲料年供应量超过500万t；建立了62家牧草专业合作社和种植企业，建成10个牧草种养兼养殖为一体的奶牛场，79家具备加工能力的牧草加工企业。有优质高产苜蓿一级示范基地81个，占地0.12万hm2，年生产苜蓿干草20多万t。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究数据主要来自国家统计局编制的《中国统计年鉴》（2010—2020）［9］和宁夏回族自治区统计局编制的《宁夏统计年鉴》（2010—2020）［10］，包括牧草面积、农业施肥量、牧业总产值、牧业增加值、农村居民家庭纯收入、人口相关数据、农药化肥投入量、二氧化硫排放量以及青饲料播种面积等。

2.2 研究方法

2.2.1 熵权法 熵(Entropy)于1850年由德国物理学家Rudolf Clausius提出，它起初是为了解决物理学领域的问题。熵权法是一种比较客观的赋权方法，该方法与主观赋权法相比而言，研究结果是相对可靠的、令人信服的，在很大程度上可以避免赋权的随意性与主观性，从而确定一个更科学的权重。

2.2.2 TOPSIS法 TOPSIS法(Technique for Order Preferce by Similarity to an Ideal Solution)是1981年由Hwang和Yoon首次提出的一种针对有限方案多目标决策的综合评价方法。与其他单一指标对比分析法相比，此法的全面性更高，适应性更广，综合性也更强，无论是简单小规模还是复杂大规模的评价对象，均能够通过此方法得出科学合理的结果，此方法也不受指标层次的限制。同时，TOPSIS法在指标的选取上较为宽松，不需要过于严苛的数据样本，只要分析少量数据就可以得出可靠的结论［11］。

3 结果与分析

3.1 牧草种植评价体系的构建

牧业系统是一个由生态环境和社会经济系统组成的社会—经济—生态复合系统，其与人类活动有着密切的联系。生态系统由气候、地质地貌、土壤、生物群落等自然环境要素组成，生态功能主要体现在侵蚀控制、固碳释氧、生物多样性保护等多方面；经济系统包括牧业物资、技术和资金等，人们通过对牧草进行各种投入获取生产和生活资料，具有经济功能；社会系统由生产者、消费者、管理者等组成，在牧草利用过程中能够保障国家或区域粮食安全和维护社会稳定，具有社会功能［12］。因而本文选择经济效益、社会效益和生态效益这3个维度，按照指标体系构建的全面系统性、易操作性、针对有效性等原则构建宁夏牧草效益评价指标体系。其中经济效益是指通过对牧草进行资本、劳动力和技术等外部性投入而获得的经济利益，可选取土地生产力、农村牧业总收入和牧业增加值等指标来表征牧草的经济效益；社会效益则是指牧草对人类社会系统所产生的宏观物质文化需求的影响和效果，选取人均牧业产值、人均播种面积和农民人均纯收入等指标；生态效益主要是指牧草对生态环境中的水土资源、森林覆盖度、生物等方面产生的影响，选用牧草平均施肥量、单位牧草SO2排放量和复种指数等评价指标。具体指标体系见表1。

表1 宁夏回族自治区牧草效益评价指标体系

3.2 用熵权法确定指标权重

运用熵权法估算各指标的权重，其实质是利用指标信息的价值系数来计算的，其价值系数越高，对评价的重要性就越大、对评价结果的贡献越大［13］。宁夏牧草效益评价指标的权重见表2，从表2中可以看出，牧草增加值这一指标的权重最大，为0.180；而单位牧草二氧化硫排放量的权重最小，重要程度最低。

表2 宁夏回族自治区牧草效益评价指标的权重

3.3 利用TOPSIS法计算宁夏回族自治区牧草效益贴近度

根据贴近度越大方案越优的原则，利用TOPSIS法计算了宁夏牧草效益贴近度，具体计算结果见表3。从表3可知，2019年宁夏5个地级市的牧草效益贴进度优先顺序为：固原市＞吴忠市＞石嘴山市＞银川市＞中卫市。在2010—2019年间宁夏牧草效益的相对接近度在0.50左右；2010年以固原市牧草种植效益最优，而银川市牧草种植效益最劣；经过几年的牧草产业发展，2019年固原市牧草种植效益仍最优，但中卫市成为牧草种植效益最劣区域。

表3 宁夏回族自治区2010—2019年牧草效益相对贴近度

3.4 宁夏回族自治区牧草种植效益综合评价

运用上述评价方法，计算宁夏牧草的经济效益、社会效益、生态效益，得到的评价结果见图1。由图1可知，10 a间宁夏牧草经济效益波动上升、社会效益逐年变好、生态效益相对稳定。

图1 宁夏牧草种植效益相对接近度

3.4.1 牧草经济效益评价结果 从图1可知，宁夏牧草经济效益总体呈现上升的趋势，中间有较小波动，相对接近度从2010年的0.3518增长到2019年的0.9188，经济效益的显著提高主要体现在牧草业的增加值和总产值两个方面。且在研究时间区间内，单位面积牧草产值和牧业增加值都有了明显的提高，这主要是由于牧草产业科技创新使得牧业机械化程度得到了明显提升。2010—2014年间牧草经济效益明显上升，且在2014年达到这5 a间的峰值0.6507；2014—2015年间有些回落，降至0.6450；2015—2016年间也有回落，降至0.6153；2016—2019年间牧草经济效益有所回升；2018—2019年涨幅较大。

3.4.2 牧草社会效益评价结果 2010—2014年宁夏牧草社会效益呈上升趋势，从0.3360上升至0.5696；但在2014—2015年，牧草社会效益有所下降，2015年社会效益降至0.5664，主要由于人均牧业产值的减少，农业人口向非农业人口的转移率大幅度增加；2015—2019年社会效益开始增长，2019年社会效益达到这10 a的巅峰值0.7825。从总体上看，牧草的社会效益呈波动上升趋势，并且增长趋势较为明显。随着宁夏经济的快速发展，人均生产费用支出与人均城乡居民储蓄存款额均有增加，这2项指标对社会效益影响最大，进而使得社会效益整体呈上升趋势；农民人均可支配收入的增加有效提高了农民的生活水平，改善了农民的生活质量，牧草显著的社会效益日益满足了社会各方面的需求。

3.4.3 牧草生态效益评价结果 牧草生态效益关系到牧草的可持续发展。2010—2018年宁夏牧草生态效益总体呈小幅度下降的趋势，2019年有些许回升；2012—2018年间生态效益趋于平缓，在这6 a时间内有增有减，但变化幅度很小；2010—2019年间生态效益最大值为2019年的0.1405，最小值为2010年的0.1389。这主要体现在宁夏对生态环境保护的重视程度越来越高，实行大规模的精耕细作，提高了牧草的种植率和单位产量。

3.5 宁夏回族自治区牧草效益的空间分异分析

采用熵权TOPSIS评价方法，对2010—2019年间宁夏5个地级市的牧草效益进行评价，计算得出各地级市牧草经济效益、社会效益、生态效益的动态变化趋势图（图2~图4）。通过数据分析可以看出，这5个地级市的牧草效益发展情况不平衡，2019年吴忠市的牧草经济效益可观，相对贴近度为0.2；固原市牧草社会效益良好，相对贴近度为0.3；银川市牧草生态效益最高，接近1.0。牧草经济效益和社会效益皆较优的地区分布在固原市，此区域虽然经济发展水平和机械化水平较其他区域低，但是牧草的土地生产力高，播种面积大，人口较少，人均牧业产值及播种面积占比大；而牧草生态效益较高的地区分布在石嘴山市和银川市，这些区域牧草复种指数较低，播种牧草的面积较小，牧草生产的化肥投入较其他地区少，对环境的破坏小。

图2 宁夏回族自治区各地级市牧草经济效益相对接近度

图3 宁夏回族自治区各地级市牧草社会效益相对接近度

图4 宁夏回族自治区各地级市牧草生态效益相对接近度

3.5.1 牧草经济效益的空间分异特征 从图2可以看出，宁夏5个地级市牧草经济效益均不断提高，吴忠市、固原市、石嘴山市、中卫市、银川市的经济效益相对接近度分别增长了0.160、0.066、0.089、0.072、0.069；吴忠市于较高水平上波动变化，相对接近度保持在0.053～0.214；石嘴山市和固原市的增长速度经历了由缓慢到快速的过程。通过对评价指标的分析发现，导致此变化的重要原因为宁夏各地级市的土地生产力、农村居民家庭牧业总收入、牧业增加值的增长。研究期间宁夏牧草经济效益有了全面的增长，2010—2012年间，宁夏各地级市牧草经济效益最大值出现在固原市，最小值出现在银川市；2013年之后，吴忠市的牧草经济效益超越固原市的而位居第1位。银川市的牧草经济效益在研究时间段均最低，但仍以67%的平均增长率升高。

3.5.2 牧草社会效益的空间分异特征 从图3可以看出，2010—2019年宁夏牧草社会效益总体呈上升趋势，究其原因，随着社会的发展牧草产量不断增加，农村家庭可支配收入增多，而且宁夏的总人口处于缓慢的增长趋势，致使社会满足度增加。5个地级市的牧草社会效益相对接近度差异不大，除了固原市在2011年相对接近度略低于中卫市外，其他年份的社会效益相对接近度均最高，固原市牧草社会效益主要表现在牧草的产值和产量两个方面。在固原市政府的政策扶持下，牧业的产业结构、牧业生产技术不断改善，人均青饲料播种面积和人均牧业产值均有较大的提升。

3.5.3 牧草生态效益的空间分异特征 从图4可以看出，生态效益的提高主要体现在生态环境的改善、能源消耗的降低、生物直接以环境要素为营养的效率提升等方面，如二氧化硫排放量的下降。石嘴山市、固原市和银川市的生态效益处于较高水平，其中，石嘴山市波动较大，相对贴近度在0.138～0.879范围内变化，由2012年的0.143迅速增加至2013年的0.748，再由2016年的0.879下降到2017年的0.152，复种指数是导致石嘴山市生态效益在2012—2017年大幅度变化的主要指标。银川市在2016—2019年间生态效益变化明显，这期间牧草平均施肥量有了极大的减少。固原市的生态效益在2014年出现较大的转折点，中卫市则比较平稳，贴近度保持在0.19左右。综上可以看出，宁夏各地级市生态效益差异明显。

4 结论与讨论

4.1 结论

本文运用熵权TOPSIS法对宁夏2010—2019年不同经济发展水平地区的牧草种植效益进行了分析评价，主要结论为：

从时间特征分析，发现宁夏回族自治区2010—2019年间牧草效益水平呈现不同的变化趋势，具有一定的时序特征，宁夏牧草效益整体呈现“缓慢增长—波动下降—快速增长”的阶段性发展态势。自西部大开发以来，宁夏将发展草畜产业放在重要的战略位置上，重视牧草产业对宁夏全面发展的作用，不断加强牧草种植力度，修建水利设施，改善牧业科技水平，提高牧民牧业素养，促进宁夏牧草效益的快速增长。其中经济效益呈现“缓慢增长—浮动下降—缓慢增长”的周期性变化。由2010年的0.3518上升到2014年的0.6507，2014—2016年下降明显，2016—2019年间大幅度增加，年均增长14.30%；社会效益在波动中有所上升，由2010年的0.3360上升到2019年的0.7825；生态效益基本稳定，除2016年有小幅度的减少外，在10 a间保持在0.13~0.14之间波动增长。综合宁夏牧草效益的时间变化特征来看，牧业产值、牧草面积、总人口数、化肥投入量等对牧草效益均产生了不同程度的影响。

从空间分异规律分析，宁夏牧草种植效益呈现不均衡发展和显著的区域分异，经济效益较高的为吴忠市、石嘴山市和固原市；社会效益较高的为固原市、吴忠市和石嘴山市；生态效益较高的为石嘴山市和银川市；经济效益较高地区生态效益较差，反之亦然。通过牧草生态效益与经济效益比较，发现经济效益相对接近度较高区域的生态效益相对接近度都较低，由此可以看出宁夏牧草经济效益与生态效益还未达到平衡，牧草经济效益的提高与牧草生态效益之间还存在些许矛盾，在一定程度上以生态的破坏换取经济的增长。此外社会效益与经济效益之间密不可分，经济效益的提高会带动社会效益的增加。牧草效益在空间上的差异较大，通过原始数据的比对，发现导致各地级市牧草业生产水平发展不均衡的主要指标是二氧化硫排放量和青饲料播种面积等，各指标彼此相互影响以致牧草效益差异较大。综上，宁夏牧草资源分布不平衡、利用率不同，并且经济技术发展水平不同［14-15］。

4.2 讨论

本文借鉴前人的研究方法，以宁夏整体及各地级市为评价单元，综合选取了3个一级指标下的9个二级指标，把熵权TOPSIS法应用到牧草效益的量化分析中，通过分析得出的结论对实现宁夏牧草合理布局和提高牧草种植效益具有一定的参考价值。

由于影响牧草种植效益的因素众多，而且有些因素指标难以量化，以及受到部分数据收集的限制，因此本文在假设这些因素对牧草种植效益具有一定影响力的基础上，通过收集2010—2019年可获取数据的部分因素进行研究，使最后的评价结果具有一定的局限性，部分指标可能缺乏显著的代表性，对宁夏牧草效益研究结果的准确性产生了一定的影响。未来研究需要结合更多影响牧草效益的因素进行分析，综合考虑研究区牧草种植政策，关注牧草利用中存在的问题、解决方法和建议等方面的内容。未来在可以收集到更多补充数据的前提下，有必要对本文的研究时点进行更新，以保证研究的时效性。还应该深入探讨不同牧草品种效益的演变规律，同时对城镇的牧草种植效益进行比较研究，以促进城乡共同发展［16］。