湯進華,李 暉

(1.長沙學院經濟與管理系，湖南長沙 410002；2.長沙職業(yè)技術學院經貿管理系，湖南長沙 410217)

基于能值理論的湖南省耕地利用集約度演變研究*

湯進華1,李 暉2

(1.長沙學院經濟與管理系，湖南長沙 410002；2.長沙職業(yè)技術學院經貿管理系，湖南長沙 410217)

研究耕地資源的高效集約利用對社會經濟發(fā)展具有重要意義。采用能值理論的研究方法，運用湖南統(tǒng)計年鑒相關數據，從農業(yè)機械集約度、化肥集約度、農藥集約度、農膜集約度和勞動力集約度等5個方面，著重分析了湖南省2003～2012年間耕地利用集約度的時空變化特征。結果表明：總體看,2003～2012年，湖南省耕地利用集約度呈增長趨勢，10年間耕地利用集約度共上升了0.252 8，其中生產要素集約度共增加了0.230 2，而復種指數增加了0.018 4。從各要素看,2003～2012年湖南省的農業(yè)機械、農藥、農膜、化肥集約度都呈增長趨勢，研究期間農藥集約度增加了0.035×1013sej/hm2； 化肥增加了3.111×1013sej/hm2； 農膜增長了0.01×1013sej/hm2。而勞動集約度呈下降趨勢； 復種指數在研究時間段內總體呈上升趨勢； 耕地利用集約度在生產要素集約度和復種指數的綜合作用下不斷上升； 從區(qū)域差異看，長株潭城市群和環(huán)洞庭湖區(qū)耕地利用集約度較高，因為該區(qū)域有比較優(yōu)越的地理經濟區(qū)位。而化肥、機械、勞動力投入水平都比較低的山地丘陵地區(qū)，工業(yè)輔助能集約度要低于勞動集約度，耕地利用集約度低。并結合分析結果和湖南省情提出了相關建議。

耕地集約利用度 生產要素集約度 能值理論 時空變化 湖南省

0 引言

土地尤其是耕地是農業(yè)生產最基本的生產資料，是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，對實現糧食安全、國民經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定的作用和地位不可取代[1]。當前，隨著我國工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，以及人們消費結構的改變，快速增長的人口與耕地資源短缺之間的矛盾始終困擾著社會經濟的可持續(xù)發(fā)展[2,8]。因此，確保耕地資源高利用效率不僅是經濟發(fā)展和社會進步的需要，也是社會安定和國家安全的重要保障。與此同時，人們逐漸認識到農用地利用集約程度的變化可能比耕地面積的減少更會威脅糧食安全[3]。湖南省位于長江中游，國家商品糧生產基地。2012年全省耕地面積414.62萬hm2，人均耕地0.059 9hm2，僅為全國人均耕地的59.2%，不到世界人均水平的1/5[4]，人地矛盾突出。據此，以湖南省為研究對象，運用能值理論對耕地集約利用水平和時空變化進行綜合評價，對于實現耕地資源的高效集約利用和社會經濟發(fā)展具有重要的意義。

1 研究方法與數據來源

1.1 能值理論

能值理論是由美國著名系統(tǒng)生態(tài)學家H.T.Odum提出的，認為能值是根據產品形成所消耗的各種能量來確定的，包括能量的數量和質量[5,8]。而能值轉換率是從生態(tài)系統(tǒng)食物鏈及熱力學原理引申出來的，它是指形成產品或者勞務所需要的太陽能值。某種產品的太陽能值轉換率等于它的能值與能量的比值，單位為sei/J。如果產品在形成過程中用于轉化的能量越多，即消耗的能值越多，則此產品能值轉換率就越高。在能值轉換的過程中，如果能量轉換的次數越多，那么轉換的數量就越少，能值轉換率會不斷增加。在能量系統(tǒng)中，等級較高的，轉換率較大，需要輸入較大量的低能質能量來維持高能質能量的運轉。在社會生態(tài)系統(tǒng)中，人類勞動、科技文化等領域均屬高能質、高能量轉換率和高能值的高等級階層能量[6,7,9]。

表1 耕地投入生產要素的能值轉化率及能值折算系數

1.2 研究方法

1.3 數據來源

農業(yè)機械總動力、化肥、農藥、農膜等數據均來源于湖南統(tǒng)計年鑒(2004～2013年)； 14個市州的農業(yè)機械、化肥、農藥、農膜、勞動力人口、復種指數等數據來源于湖南農村統(tǒng)計年鑒(2011年)； 所需折算系數和能值轉化率來源于參考文獻[8-10]，整理如表1所示。

2 湖南省耕地利用集約度時空演變

2.1 湖南省耕地利用集約度各指標分析

2.1.1 農業(yè)機械集約度時間變化分析

由表2可知，湖南省2003～2012年農業(yè)機械集約度總體呈增長趨勢，從2003年的16.146×1013sej/hm2增長到2012年的29.414×1013sej/hm2，10年內共增長了13.268×1013sej/hm2。其主要原因是，一方面工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，非農部門對勞動力的需求不斷增加，加速了農業(yè)勞動力的轉移[14]。為了保障農作物播種面積及糧食產量，不得不以農業(yè)機械代替勞動力，進而推動農業(yè)機械化。另一方面政府始終高度重視農業(yè)機械化建設[15-17]。依據《全國農業(yè)機械化發(fā)展第十二五年規(guī)劃》，“十一五”期間，中央財政累計補貼購置農機具1078 萬臺套，安排農機購置補貼資金351 億元，機械化水平達到了52.3%，農業(yè)實現了向機械化發(fā)展的歷史性跨越。

表2 湖南省耕地各投入要素集約度、復種指數及耕地利用集約度變化 1013sej/hm2

2.1.2 農藥、化肥、農膜的集約度變化分析

2003～2012年間，湖南省農藥、化肥、農膜的集約度整體上呈逐漸上升趨勢。農藥從2003年的0.199×1013sej/hm2上升到2012年的0.234×1013sej/hm2，增加了0.035×1013sej/hm2； 化肥從2003年的30.821×1013sej/hm2上升到2012年的33.932×1013sej/hm2，增加了3.111×1013sej/hm2； 農膜從2003年的0.025×1013sej/hm2上升到2012年的0.035×1013sej/hm2，增長了0.01×1013sej/hm2。其中，化肥集約度占生產要素的投入比例比較大，而農膜和農藥的集約度所占生產要素的比重較小，但也不能否認農藥和農膜對農業(yè)增長的作用。化肥、農藥、農膜3種投入對耕地產出效率的影響比較大，也是促進農業(yè)生產快速、穩(wěn)步增長的一種方式。但需要注意的是，過量使用農膜和農藥對農業(yè)生態(tài)環(huán)境產生負面作用，表現為土壤養(yǎng)分失衡、土壤酸化、土地退化等農業(yè)生態(tài)環(huán)境問題。所以，要達到提高耕地利用集約度目的，不是要提高化肥、農藥、農膜的使用量，而是提高它們的利用效率。

2.1.3 勞動力集約度變化分析

貴溪冶煉廠的含鉛物料中主要存在元素為：Cu、Fe、Sb、Sn、Se、Te、As、Ni等元素。各元素可能存在的最大量為：10%Cu，10%Fe、5%Sb、5%Sn、3%Se、3%Te、4%As、5%Ni。分取10.00 mL濃度為5 mg/mL鉛標準溶液于300 mL燒杯中，分別加入上述元素的最大量，按分析步驟進行測定, 測定結果見表3。

2003～2012年，湖南省勞動力集約度與化肥、農藥、農膜的集約度變化趨勢明顯不同，呈下降趨勢。10年間共下降了2.762×1013sej/hm2。勞動力集約度的下降是農業(yè)經濟發(fā)展的必然趨勢。由于農村青壯年勞動力不斷流向城市和工業(yè)部門，導致從事農業(yè)勞動力普遍存在老齡化等現象。由此可見，推進工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農業(yè)現代化，必須要優(yōu)化配置勞動力資源。

2.1.4 復種指數變化分析

2003～2012年，湖南省復種指數總體呈上升趨勢，從2003年2.016×1013sej/hm2上升到2012年2.053×1013sej/hm2，10年間共上升了0.037×1013sej/hm2。提高農業(yè)產出最直接、最簡單方式就是提高復種指數。因此，在農藥、農膜、化肥的集約度達到較高的同時，也可以向提高復種指數方面努力。

2.2 耕地利用集約度的時間演變分析及變化的分解

2003～2012年，湖南省耕地利用集約度呈增長趨勢，10年間共增長了30.245×1013sej/hm2。耕地利用集約度變化是生產要素集約度和復種指數共同起作用的結果。影響耕地集約利用的主要因素有：人口的增長、經濟的發(fā)展、城市化及農業(yè)政策。為了揭示社會經濟發(fā)展對耕地集約利用的影響，選取總人口數X1、人均耕地面積X2、人均GDP X3、城市化率X4和農業(yè)政策X5等5項指標用SPSS軟件進行回歸分析。其中，農業(yè)政策以2004年國家以中央一號文件的形式促進“三農”發(fā)展為標志，賦予2003年X5為0,2004～2012年X5為1。用SPSS軟件進行回歸分析結果如下。

表3 回歸分析模型系數

影響因素總人口X1人均耕地面積X2人均GDPX3城市化率X4農業(yè)政策X5調整后的R2F檢驗值顯著性回歸系數0.687-0.7430.6830.7930.3250.985117.8950.000

表4 湖南省耕地利用集約度因素分解

由表3可知，總人口、人均耕地面積、人均GDP、城市化率和農業(yè)政策的標準化系數絕對值從大到小依次為：X4>X2>X1>X3>X5，即推動湖南省耕地利用集約度不斷上升的最重要原因是城市化率和人均耕地面積，而農業(yè)政策對耕地利用集約度的影響最小。農業(yè)政策主要是通過影響農民生產積極性間接影響耕地利用集約度。農業(yè)政策和經濟發(fā)展相對于城市化、人口增長和人均耕地面積對耕地利用集約度的影響來說是較小的、間接的。

對2003～2012年湖南省耕地利用集約度變化進行分解(表4)，可以看出10年間耕地利用集約度共上升了0.252 8，其中生產要素集約度增加了0.230 2，而復種指數增加了0.018 4。從不同發(fā)展時段來看,2003～2008年，由于勞動力集約度L的下降速度明顯低于農業(yè)機械、化肥、農藥、農膜集約度的總和G，因此生產要素集約度呈快速上升趨勢； 2008～2013年間，由于農業(yè)機械、化肥、農藥、農膜集約度之和G的增長速度低于勞動力集約度L的下降速度，導致生產要素集約度有所下降。因此，為了提高耕地利用的集約度，不但要重視復種指數，更加要重視農業(yè)機械、農藥、化肥、農膜集約度。

2.3 湖南省耕地利用集約度的區(qū)域差異分析

2.3.1 綜合評價

由于數據有限，對湖南省耕地利用集約度的區(qū)域差異進行分析時，以2010年為例進行空間分析。運用《湖南農村統(tǒng)計年鑒(2011)》和《湖南統(tǒng)計年鑒(2011)》相關數據，對湖南省各市、州的各投入要素集約度、復種指數及耕地利用集約度計算結果如表5。

表5 2010年湖南省各市、州投入要素集約度、復種指數及耕地利用集約度變化 1013sej/hm2

由表5可知，湖南省的耕地利用集約度區(qū)域差異明顯，但它的變化特點總體是東高西低。其中湘西自治州的耕地利用集約度最低，為44.456×1013sej/hm2； 湘潭市的耕地利用集約度為73.929×1013sej/hm2，是湖南省耕地利用集約度最高的地區(qū)。如果將耕地利用集約度分為高度集約利用區(qū)、中度集約利用區(qū)和低度集約利用區(qū)，則湘潭市、株洲市、益陽市、常德市、長沙市、岳陽市為高度集約利用區(qū)(第一級)； 衡陽市、邵陽市、婁底市、郴州市、永州市為中度集約利用區(qū)(第二級)； 張家界市、懷州市、湘西自治州為低度集約利用區(qū)(第三級)。高度集約利用區(qū)，即一級主要位于長株潭和環(huán)洞庭湖地區(qū)。該區(qū)域有比較優(yōu)越的地理經濟區(qū)位優(yōu)勢，例如優(yōu)良的光、溫、水、土條件。而二、三級主要位于化肥、機械、勞動力投入水平都比較低的山地丘陵地區(qū)，并且該區(qū)域的經濟條件也較差。

2.3.2 2010年湖南省工業(yè)輔助能集約度和勞動集約度的區(qū)域差異分析

圖1 2010年湖南省各市、州的工業(yè)輔助能集約度和勞動集約度

由圖1可以看出,2010年懷化市、湘西自治州等區(qū)域的勞動集約度高于工業(yè)輔助能集約度，主要是這些地區(qū)工業(yè)化和城市化水平都比較低，人口大多集中在農村，所以勞動集約度比較高而工業(yè)輔助能集約度比較低。

相反，長沙、株洲、湘潭等大多區(qū)域的工業(yè)輔助能的集約度高于勞動集約度。主要是因為這些地區(qū)的工業(yè)化和城市化水平都比較高，加之農村人口逐漸流入到城市和工業(yè)部門，因而工業(yè)輔助能集約度較高。其中湘潭市的工業(yè)輔助能集約度最高，為20.8362×1013sej/hm2； 其次是益陽和長沙等地區(qū)。這些工業(yè)輔助能比較高的地區(qū)，都是工業(yè)基礎比較好或者經濟發(fā)展比較好的區(qū)域，這些地區(qū)的農村人口比重相對都比較小，加之從事非農業(yè)生產的機會較高，在生產中一般用工業(yè)輔助能代替勞動，因而這些地區(qū)的工業(yè)輔助能集約度明顯較高。

3 結論與建議

該文運用能值理論分析法，利用統(tǒng)計數據，對湖南省2003～2012年耕地利用中農業(yè)機械、農藥、化肥、農膜和勞動力等生產要素集約度演變進行了分析，并在此基礎上分階段分析了湖南耕地集約度演變的時間特征和空間差異，并提供了相關建議。

3.1 結論

(1)2003～2012年，湖南省農業(yè)機械、農藥、農膜、化肥集約度都呈上升趨勢，而勞動集約度呈下降趨勢。其中，農業(yè)機械集約度的增長速度最快，并且農業(yè)機械化水平提高較快，而農藥和農膜的投入所占農業(yè)生產的比重較小。在農業(yè)生產中，化肥已成為最重要的物質投入。在此期間，復種指數增長率為0.0184，生產要素集約度增長率為0.2302，它們對耕地利用集約度的增加起到了至關重要的作用。

(2)由于湖南省各市、州的自然條件的差異，因而各區(qū)域的耕地利用集約度也不同。一般，耕地利用集約度較高的地區(qū)，例如長株潭及環(huán)洞庭湖地區(qū)，地勢比較平坦、土壤養(yǎng)分的含量較高、便于開發(fā)利用及耕作。相反，湘中南與湘西等山地丘陵地區(qū)，交通不太方便、土地不太集中，更不利于機械化耕作，導致耕地規(guī)模經營效益比較差，所以這些區(qū)域的耕地利用集約度較低。

(3)由于經濟和社會各因素的綜合作用，湖南省耕地的勞動集約度和工業(yè)輔助能集約度變化的區(qū)域差異比較明顯。2010年，湖南省的勞動集約度低、農業(yè)現代化發(fā)展水平高的區(qū)域大多是經濟社會發(fā)展程度比較高的地區(qū)。反之，則是經濟發(fā)展程度較低，工業(yè)化基礎比較劣勢的地區(qū)。

3.2 建議

湖南省耕地利用集約度在各個區(qū)域有所不同。在開發(fā)利用耕地時，要從具體實際出發(fā)，按照不同區(qū)域的耕地分布狀況及經濟發(fā)展水平，制定不同的、合理的開發(fā)利用耕地的方案。對于經濟發(fā)達的長株潭及環(huán)洞庭湖地區(qū)，應加快調整農業(yè)生產結構，通過測土配方和種子技術改造，培育農產品品牌，發(fā)展無公害、綠色農業(yè)，以增加單位耕地的產值。而對于那些耕地利用集約度較低的地區(qū)，應加大技術和政策支持，發(fā)展特色農業(yè)，以便提高其利用率，使湖南省的耕地集約利用得到均衡發(fā)展。對于山地眾多、耕地條件較差的低耕地集約利用區(qū)，應適當地提高農業(yè)生產的物質投入，并采取措施提高農民生產積極性，進而增加耕地的生產能力。

[1] 李岳云. 工業(yè)化、城市化與糧食安全.現代經濟探討, 2007，(1)： 27～30

[2] 舒幫榮,劉友兆，陸效平，等．能值分析理論在耕地可持續(xù)利用評價中的應用研究：以南京市為例.自然資源學報,2008, 23(5): 876～885

[3] 金濤,陶凱俐，錢思航，等.江蘇省耕地集約利用時空分異研究.中國農業(yè)資源與區(qū)劃, 2013，34(5)： 16～20

[4] 鄧楚雄,謝炳庚，李曉青，等.長沙市耕地集約利用時空變化分析.農業(yè)工程學報,2012，28(1)： 230～237

[5] Lazzaretto A.A critical comparison between thermo economic and energy analyses algebra.Energy,2009

[6] 謝花林,鄒金浪，彭小琳.基于能值的鄱陽湖生態(tài)經濟區(qū)耕地利用集約度時空差異分析.地理學報,2012, 67(7): 889～902

[7] 周楊武,柳杰.我國耕地集約利用水平地區(qū)差異研究.中國農業(yè)資源與區(qū)劃,2015, 36(1): 22～28

[8] Odum H.T.Energy in ecosystems.Ecosystem Theory and Application,1986

[9] 藍盛芳,欽佩袁，陸宏芳.生態(tài)經濟系統(tǒng)能值分析.北京：化學工業(yè)出版社,2002,36～54

[10]陸宏芳,陳烈，林永標，等.順德產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值動態(tài)分析.生態(tài)學報,2005, 31(9): 2188～2196

[11]歲秀珍,阮仁宗，顏梅春，等.南京市耕地時空變化及驅動力分析.地理空間信息,2014, 11(3): 89～92

[12]張琳,張鳳榮，安萍莉，等.不同經濟發(fā)展水平下的耕地利用集約度及其變化規(guī)律比較研究.農業(yè)工程學報,2008, 24(1): 108～112

[13]李子奈,潘文卿.計量經濟學：第二版.北京：高等教育出版社,2008,189～207

[14]田玉軍,李秀彬，陳瑜琦，等.城鄉(xiāng)勞動力流動及其對農地利用影響研究評述.自然資源學報,2010, 25(4): 686～695

[15]姚成勝. 基于壓力-狀態(tài)-響應(PSR)模型的江西省農地集約利用綜合評價及政策建議.農業(yè)現代化研究,2010, 31(3): 312～316

[16]朱會義,李秀彬，辛良杰.現階段我國耕地利用集約度變化及其政策啟示.自然資源學報,2007, 22(6): 907～915

[17]張?zhí)伊?李忠佩，王興祥.高度集約農業(yè)利用導致的土壤退化及其生態(tài)環(huán)境效應.土壤學報,2006, 43(5): 843～850

[18]左麗君,張増祥，董婷婷，等.耕地復種指數的研究.自然資源學報,2009, 24(3): 553～560

[19]陳秋計,付梅臣，等.基于能值理論的整理區(qū)土地集約利用研究.生態(tài)經濟(學術版), 2007，(9)： 52～54

ANALYSIS ON CHANGE OF CULTIVATED LAND USE INTENSITY IN HUNAN PROVINCE BASED ON ENERGY THEORY*

Tang Jinhua1，Li Hui2

(1.College of Economic and Management，Changsha University，Changsha,Hunan 410002，China；2.Economic trade and Management Department，Changsha Vocational & Technical college，Changsha, Hunan 410217, China)

The efficient and intensive useof cultivated land resource has great significanceto the social and economic development. Using the value theory method andthe data of Hunan statistical yearbooks, this paper analyzed the space-time evolution characteristics of land use intensity from the aspects of intensive agricultural machinery, fertilizer intensive degrees, intensive degree of pesticides, agricultural films intensive, and labor intensive degrees in Hunan province during 2003-2012. The results showed that from 2003 to 2012, the cultivated land intensive use degree increased by 0.2528, among which the intensive degree of production factor increased by 0.2302 and multiple cropping index increased by 0.0184 since 2003.The main influenced factors were population, economic, urbanization and agricultural policy. The intensive degree of agricultural machinery, pesticides,agricultural films, and fertilizers were all in a trend of increase, but the intensive degree of labor was in a downward trend. The intensity degree of pesticide increased by 0.035×1013sej/hm2, and fertilizer increased by 3.111×1013sej/hm2; The film increased by 0.01×1013sej/hm2. The cultivated land use intensity continually increased due to the influence of the intensive degree of factors of production and multiple cropping index. For the regional differences, the cultivated land use intensity was higher in west, such as TungTing lake area and Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration, where had geographical economic location advantages. The land use intensive degree was lower in the mountain hilly area, where the input levels were relatively low in chemical fertilizer, machinery and labor, and industrial auxiliary intensive degree was lower than the labor intensive degree. Finally, some suggestions were put forward, for example, the agricultural production structure should rapidly be adjusted to increase the production value in TungTing Lake area and Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Urban Agglomeration, technical and policy support should be increased to improve the production efficiency of arable landin less intensive use of arable land areas, and the material inputs for agricultural production should be appropriate to be improved in many mountains areas.

intensive use of cultivated land； intensive degree of factors of production; temporal and spatial variation; energy theory； Hunan province

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161217

2015-10-13

湯進華(1976—)，湖南益陽人，博士、副教授。研究方向：區(qū)域經濟與土地利用。Email：tangjinhua121@163.com

*資助項目：湖南省自然科學基金面上項目“長株潭城市群農業(yè)產業(yè)結構與城鎮(zhèn)化發(fā)展的耦合機制研究”(2016JJ4004)； 湖南省情與決策咨詢研究課題“湖南省農業(yè)產業(yè)結構調整與城鎮(zhèn)化的耦合關系及協(xié)調機制研究”(2015ZZ108)； 長沙職業(yè)技術學院課題“長沙都市農業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價及對策研究”(CZ2013B01)

F323.211; F301.2

A

1005-9121[2016]12-0112-06