劉 猛，夏雪巖，劉 斐，崔紀菡，蒲娜娜，許立平，李順國*，王慧軍

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所，國家谷子改良中心，河北省雜糧重點實驗室，河北 石家莊 050035；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院，河北 石家莊 050031；3.黃驊市農(nóng)業(yè)局，河北 滄州 061100）

谷子起源于我國[1]，是我國北方地區(qū)的主要雜糧作物。河北省是我國谷子生產(chǎn)大省，種植面積居全國第3位[2，3]，種植區(qū)域主要分布在燕山、太行山以及河北省的中南部地區(qū)[4]，2015年全省谷子種植面積為14.83萬hm2[2]。隨著國家“鐮刀灣”計劃及“兩減”（減少化肥和農(nóng)藥的使用量）政策的實施，由于谷子具有耐瘠薄、抗性強等特點，成為替代玉米的首要雜糧作物。谷子的綜合生產(chǎn)效益直接影響谷子的種植面積。眾多學(xué)者對谷子發(fā)展現(xiàn)狀和對策建議[5～7]以及影響因素[8～13]進行了研究，而對谷子種植效益研究較少[14]。基于此，以河北省區(qū)域谷子生產(chǎn)為研究對象，采用密切值模型對谷子生產(chǎn)綜合效益進行評價，旨為該區(qū)域內(nèi)谷子生產(chǎn)效益的提升提供參考依據(jù)，也為相關(guān)部門制定谷子發(fā)展戰(zhàn)略提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以2016年國家谷子糜子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取河北省8個地級市26個縣（市、區(qū)）為調(diào)查對象，根據(jù)河北省種植業(yè)高效用水技術(shù)路線[15]和專家的意見，將研究區(qū)域劃分為5個生態(tài)區(qū)（表1）。組織研究區(qū)域的農(nóng)業(yè)推廣部門對26個樣本縣的谷子生產(chǎn)投入與產(chǎn)出進行調(diào)查統(tǒng)計。

表1 調(diào)查縣（市）及生態(tài)功能區(qū)域分區(qū)Table 1 Counties investigated and the ecological functional regions

1.2 研究方法

1.2.1 模型確定 密切值模型是一種多目標決策優(yōu)化方法，利用全局分析的思想從空間和時間變化的角度動態(tài)描述區(qū)域差異，其主要特點是無須確定指標權(quán)重，避免由于主觀因素導(dǎo)致的評價偏差[16，17]。對m個區(qū)域單元，采用n個變量指標進行評價分析，構(gòu)造一個初始矩陣D：

其中，dij：第i個單元在第j項指標的取值。由于存在正向指標與逆向指標，對D進行無量綱規(guī)范化處理：

將規(guī)范化處理后的矩陣記為：

矩陣最優(yōu)點集和最劣點集的確定。

令

則最優(yōu)點集為：

最劣點集為：

越接近N+而與N-相差越大的單元優(yōu)勢越明顯，反之不明顯。因此，優(yōu)勢越明顯的單元是在單元集中離最優(yōu)點集最近、離最劣點集最遠的單元。

單元密切值的計算，密切值Ci反映各單元與極端點的接近程度，則：

其中：

1.2.2 指標體系構(gòu)建 基于數(shù)據(jù)的可獲得性與真實性原則，根據(jù)密切值模型的可操作性，確定一級指標3個，分別為經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益；二級指標13個（表2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 確定最優(yōu)點集與最劣點集

根據(jù)指標對結(jié)果的作用方向判斷正負號，得出優(yōu)勢區(qū)域的最優(yōu)點集合和最劣點集合，N+取最大值，N-取最小值（表3）。

2.2 密切值結(jié)果與分析

根據(jù)最優(yōu)點、最劣點集合，計算得出河北省5個生態(tài)區(qū)26個縣域谷子生產(chǎn)密切值及排序（表4）。

2.2.1 黑龍港低平原區(qū)谷子生產(chǎn)密切值分析 黑龍港低平原區(qū)10個縣（市）中，僅獻縣、棗強縣和威縣的排名在前13位，其他各縣（市）排名均在后13位且位次靠后。表明該地區(qū)的谷子生產(chǎn)綜合效益較低，具有較大的發(fā)展空間。

2.2.1.1 經(jīng)濟效益分析。不同縣域經(jīng)濟效益密切值差異較大。南宮市、獻縣和棗強縣的經(jīng)濟效益密切值排序在前13位。其中，南宮市產(chǎn)投比（2.14∶1）和經(jīng)濟效益（14 715元/hm2）均最高，獻縣次之，棗強縣位于第3位；其他縣市產(chǎn)投比和經(jīng)濟效益均較低，其中，冀州市、威縣和景縣的谷子純效益出現(xiàn)負值（表5）。

2.2.1.2 生態(tài)效益分析。生態(tài)效益密切值排序在前13位的縣（市）依次是威縣、獻縣和棗強縣。其中，威縣、獻縣和棗強縣化肥施用量分別為435.0、250.0和540.0 kg/hm2，均低于該地區(qū)的平均值（601.7 kg/hm2）；農(nóng)藥施用量分別為0、7.89和5.85 kg/hm2，均低于該地區(qū)的平均值（8.13 kg/hm2），地膜均未使用，生態(tài)效益較為明顯。

表2 谷子種植區(qū)域密切值模型指標體系Table 2 The index system of osculation value model of foxtail millet planting areas

表3 最優(yōu)點集和最劣點集Table 3 Optimal set and worst set

表4 河北省5個生態(tài)區(qū)26個縣域谷子生產(chǎn)密切值及排序Table 4 The osculation value and rank of 26 foxtail millet production counties from 5 ecological areas in Hebei Province

2.2.1.3 社會效益分析。社會效益密切值排序在前13位的縣（市）依次為獻縣、南宮市、桃城區(qū)、滄縣、棗強縣和威縣。數(shù)據(jù)顯示，獻縣谷子銷售價格高（6元/kg），南宮市、滄縣和棗強縣谷子單產(chǎn)水平高，衡水桃城區(qū)、威縣谷子生育期用工數(shù)量少，是社會效益密切值較高的主要原因。

黑龍港低平原區(qū)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益較低是造成區(qū)域綜合效益較低的主要原因。在實際生產(chǎn)過程中，可以多借鑒獻縣、棗強縣和南宮市的谷子生產(chǎn)經(jīng)驗。

2.2.2 燕山丘陵區(qū)谷子生產(chǎn)密切值分析 燕山丘陵區(qū)綜合效益密切值排在前13位的縣（市）依次為蔚縣、隆化縣和承德縣，其余3個縣市排名均在20位以后，可見該區(qū)域的谷子生產(chǎn)綜合效益較差，但也存在較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（續(xù)表）

表5 黑龍港低平原區(qū)評價指標數(shù)據(jù)匯總Table 5 Evaluation index state of Heilonggang low plain area

2.2.2.1 經(jīng)濟效益分析。蔚縣、豐寧縣和平泉縣的經(jīng)濟效益密切值排在前13位。其中，蔚縣經(jīng)濟效益密切值和產(chǎn)投比均最高，純效益位居第2位；豐寧縣經(jīng)濟效益密切值、產(chǎn)投比次之，而純效益位居第1位；平泉縣經(jīng)濟效益密切值、產(chǎn)投比和純效益均居第3位（表 6）。

表6 燕山丘陵區(qū)評價指標數(shù)據(jù)匯總Table 6 Evaluation index state of Yanshan hilly area

2.2.2.2 生態(tài)效益分析。該區(qū)域密切值排序在前13位的縣（市）依次為承德縣、圍場縣和隆化縣。在谷子生產(chǎn)過程中，承德縣未使用農(nóng)藥、地膜和水電，生態(tài)效益密切值最高；圍場縣農(nóng)膜使用量（45 kg/hm2）低于該區(qū)域的平均水平（64.35 kg/hm2），未使農(nóng)家肥和水電；隆化縣化肥施用量（150 kg/hm2）低于該區(qū)域的平均水平，而農(nóng)藥施用量略高于該區(qū)域的平均水平；其他縣市化肥、農(nóng)膜的使用量均高于該區(qū)域的平均水平，生態(tài)效益較低。

2.2.2.3 社會效益指標分析。該區(qū)域社會效益密切值排序在前13位的縣（市）依次為豐寧縣、蔚縣和隆化縣。數(shù)據(jù)顯示，豐寧縣的谷子價格（10元/kg）是社會效益密切值位居該區(qū)域第1位的主要原因；蔚縣谷子生育期雇工數(shù)量最少（30 d/hm2）且產(chǎn)量最高（6 375 kg/hm2），是社會效益密切值位居該區(qū)域第2位的主要原因；隆化縣谷子生育期內(nèi)雇工量低于該區(qū)域的平均水平（75 d/hm2）是社會效益密切值位居該區(qū)域第3位的主要原因。該區(qū)域的其他各縣雇工數(shù)量高于區(qū)域平均水平，而銷售單價低于平均水平（5.6元/kg），是導(dǎo)致位次靠后的主要原因。

該區(qū)域谷子的社會效益最高，經(jīng)濟效益一般，生態(tài)效益較低，區(qū)域綜合效益較低。

2.2.3 太行山區(qū)谷子生產(chǎn)密切值分析 太行山區(qū)6個縣（市）中僅易縣和順平縣綜合效益密切值排在后13位，其余縣市均排在前13位，谷子生產(chǎn)綜合效益整體較好。

2.2.3.1 經(jīng)濟效益指標分析 該區(qū)域的經(jīng)濟效益密切值排序在前13位的縣（市）依次為武安市、曲陽縣、涿州市和唐縣。其中，武安市產(chǎn)投比最高，純效益位居第2位；曲陽縣產(chǎn)投比次之，純效益最高，且人工成本最低，而土地成本和物質(zhì)成本較高；涿州市純效益、產(chǎn)投比均低于該區(qū)域的平均水平，而物質(zhì)成本和土地成本處于較高水平（表7）。順平縣人工成本處于高位，是導(dǎo)致純效益出現(xiàn)負值的主要原因。

表7 太行山區(qū)評價指標數(shù)據(jù)匯總Table 7 Evaluation index state of Taihang Mountain area

2.2.3.2 生態(tài)效益指標分析 該區(qū)域的生態(tài)效益密切值排序在前13位的縣（市）依次是順平縣、涿州市、唐縣、曲陽縣。其中，順平縣在谷子生產(chǎn)中未使用農(nóng)藥、地膜和水電，化肥使用量低于該區(qū)域的平均水平（323.55 kg/hm2），生態(tài)效益較明顯；涿州市在谷子生產(chǎn)中未使用農(nóng)藥、農(nóng)膜，水電；唐縣在谷子生產(chǎn)中未使用地膜和水電，農(nóng)家肥使用量為7 500 kg/hm2，化肥使用量僅200 kg/hm2，低于區(qū)域平均水平。易縣農(nóng)藥使用量高于區(qū)域平均水平，僅武安市使用了農(nóng)膜（66 kg/hm2），造成這2個區(qū)域的生態(tài)效益較差。

2.2.3.3 社會效益指標分析 該區(qū)域社會效益密切值排序在前13位的縣（市）只有曲陽縣和涿州市。其中，曲陽縣谷子銷售價格高于區(qū)域內(nèi)其他縣市，生育期低于區(qū)域內(nèi)其他縣市，是社會效益密切值排名第1位的主要原因；涿州市谷子生育期雇工數(shù)量低于區(qū)域平均水平（75 d/hm2），其他指標均與平均水平相當。

該區(qū)域谷子經(jīng)濟效益和生態(tài)效益較高是綜合效益較高的主要原因。

2.2.4 太行山前平原區(qū)谷子生產(chǎn)密切值分析 藁城區(qū)和任縣谷子綜合效益密切值分別排名第11位和第14位，谷子生產(chǎn)綜合效益中等。數(shù)據(jù)（表8）顯示，藁城區(qū)和任縣的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益密切值排序均在中部位置，而社會效益排序分別為第10位和第24位，是導(dǎo)致最后綜合效益排序差異的主要原因。同時該區(qū)域是農(nóng)業(yè)高產(chǎn)區(qū)[15]，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

表8 太行山前平原區(qū)評價指標數(shù)據(jù)匯總Table 8 Evaluation index state of Taihang mountain piedmont plain

2.2.5 濱海平原區(qū)谷子生產(chǎn)密切值分析 黃驊市和鹽山縣綜合效益密切值排在前13位，且經(jīng)濟效益、生態(tài)效益密切值均排在前13位，而社會效益密切值排序分別為第7位和第22位。鹽山縣雇工數(shù)量較高是導(dǎo)致社會效益較低的主要原因（表9）。

表9 濱海平原區(qū)評價指標數(shù)據(jù)匯總Table 9 Evaluation index state of coastal plain

3 結(jié)論與討論

“鐮刀灣”計劃給谷子產(chǎn)業(yè)帶來了巨大發(fā)展契機，通過密切值模型對河北省典型地區(qū)谷子生產(chǎn)的綜合生產(chǎn)效益進行分析，對該地區(qū)科學(xué)發(fā)展谷子產(chǎn)業(yè)具有重要的意義。研究表明，河北省太行山區(qū)、太行山前平原和濱海平原區(qū)的谷子綜合效益整體較高，其他地區(qū)有待提升。其中，太行山區(qū)、太行山前平原、濱海平原區(qū)的綜合效益中的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益3個指標值差異較大；且同一區(qū)域不同縣（市）的3個指標值也存在差異性。各地區(qū)根據(jù)自身情況取長補短，吸取先進縣市的生產(chǎn)經(jīng)驗，進一步提升谷子生產(chǎn)綜合效益。

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