鄭 雪, 姚順波, 魯亞楠

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 陜西 楊凌712100; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源經(jīng)濟(jì)與環(huán)境管理中心, 陜西 楊凌712100)

退耕還林工程作為中國投資大、涉及面廣、農(nóng)戶參與度高的一項(xiàng)生態(tài)建設(shè)工程，主要通過生態(tài)補(bǔ)償激勵(lì)和引導(dǎo)農(nóng)戶改變土地利用類型與結(jié)構(gòu)，來達(dá)到生態(tài)修復(fù)與改善社會(huì)福祉的目的[1]。截止到2019年，退耕還林工程已經(jīng)實(shí)施了20 a，累計(jì)退耕超過3.33×107hm2[2]，在植被覆蓋[3]、土壤保持[4]與增收減貧[4]等方面發(fā)揮著重要的作用。然而耕地是糧食生產(chǎn)的基本要素，雖然堅(jiān)持著基本農(nóng)田毫不動(dòng)搖的原則，但是在人口增長與城市擴(kuò)張的背景下，過多的耕地向林草地轉(zhuǎn)移可能會(huì)對(duì)糧食生產(chǎn)有不利的影響[6-7]。因而，如何解決生態(tài)保護(hù)與糧食生產(chǎn)之間的矛盾一直是退耕還林工程需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。從宏觀層面來看，退耕還林工程會(huì)引起大面積的耕地向林地和草地轉(zhuǎn)換，而耕地面積的減少又會(huì)直接導(dǎo)致糧食生產(chǎn)總量的下降[8-9]。但從另一角度而言，耕地面積的減少會(huì)使得農(nóng)戶改變以往廣種薄收的粗放型生產(chǎn)模式，增加對(duì)未退耕地的投入進(jìn)行集約化生產(chǎn)，從而有效地改善區(qū)域環(huán)境與土壤肥力，帶動(dòng)糧食單位面積產(chǎn)量的提高[10-11]，在一定程度上彌補(bǔ)耕地面積減少所造成的糧食減產(chǎn)。有研究[12-13]表明，退耕還林工程對(duì)全國層面上的糧食生產(chǎn)并沒有產(chǎn)生太大的影響，但存在明顯的區(qū)域差異；退耕還林工程并未對(duì)中西部的糧食生產(chǎn)造成較大影響，而對(duì)東部的糧食生產(chǎn)造成了較大的負(fù)向影響[14-15]。從微觀農(nóng)戶層面來看，由于退耕還林工程使得耕地面積和糧食播種面積絕對(duì)減少，樣本農(nóng)戶的糧食播種面積下降了55.89%，糧食產(chǎn)量下降了31.50%[16]；而東梅等[17]在對(duì)寧夏的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在生態(tài)脆弱地區(qū)推行退耕還林工程并不會(huì)影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的糧食安全狀況。綜上所述，無論是在宏觀還是微觀層面，由于樣本選擇或者統(tǒng)計(jì)方法的選擇存在差異，退耕還林工程與糧食生產(chǎn)之間的關(guān)系尚不明確；并且在宏觀尺度上，大多數(shù)研究在考察退耕還林工程對(duì)糧食生產(chǎn)的影響時(shí)，均采用前后比較的描述性分析方法，并未剝離出退耕還林工程對(duì)糧食生產(chǎn)的邊際貢獻(xiàn)以及區(qū)域邊際貢獻(xiàn)差異。本文以山西省117個(gè)縣域?yàn)檠芯繂卧治鐾烁昂蟾睾图Z食生產(chǎn)的時(shí)空變化及區(qū)域差異，在建立生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用計(jì)量分析的方法計(jì)算退耕還林工程對(duì)糧食生產(chǎn)的作用機(jī)制，并考慮退耕還林工程對(duì)不同縣域糧食生產(chǎn)的影響差異。

1 研究區(qū)概況

山西省地處黃土高原地區(qū)東部(34°34′—40°44′N，110°14′—114°33′E)，共計(jì)117個(gè)市縣區(qū)(包括25個(gè)市轄區(qū)，11個(gè)縣級(jí)市，81個(gè)縣；本文使用的行政矢量圖將大同市的南郊區(qū)和礦區(qū)以及長治市的城區(qū)和郊區(qū)進(jìn)行了合并,因此實(shí)際分析的是115個(gè)縣域單元)，是典型的被黃土所覆蓋的山地高原，高原內(nèi)部起伏不平、河谷縱橫。由于地形地貌的復(fù)雜和資源的長期過度利用，山西省水土流失嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境脆弱，全省都納入在黃土高原治理區(qū)范圍內(nèi)?！饵S土高原地區(qū)綜合治理規(guī)劃大綱》將黃土高原劃分為6個(gè)綜合治理區(qū)，并在各地區(qū)制定了綜合治理示范縣作為生態(tài)環(huán)境治理的典型代表。其中山西省境內(nèi)包括了黃土丘陵溝壑區(qū)、河谷平原區(qū)和土石山區(qū)3個(gè)綜合治理區(qū)，以及10個(gè)綜合治理示范縣(圖1)。示范縣作為各區(qū)域的典型代表，有著成熟的環(huán)境治理經(jīng)驗(yàn)和較明顯的治理效果，因此本文將山西省的10個(gè)示范縣作為重點(diǎn)退耕縣，將其余的縣域劃分為非重點(diǎn)退耕縣。

圖1 研究區(qū)范圍

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究數(shù)據(jù)

本文使用的數(shù)據(jù)主要包括山西省1990—2015年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)以及1990，2000，2005，2010年和2015年的土地利用數(shù)據(jù)。其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于各年的《山西統(tǒng)計(jì)年鑒》《山西統(tǒng)計(jì)調(diào)查》以及國家統(tǒng)計(jì)局(http:∥data.stats.gov.cn/index.htm)；對(duì)于個(gè)別缺失的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，根據(jù)相鄰年份的數(shù)據(jù)，利用插值法補(bǔ)全數(shù)據(jù)。土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)的中國土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)集，分辨率為30 m，該數(shù)據(jù)產(chǎn)品是以各期Landsat TM/ETM遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，通過人工目視解譯生成，土地利用類型包括耕地、林地、草地、水域、居民地和未利用土地6個(gè)一級(jí)類型以及25個(gè)二級(jí)類型。

2.2 研究方法

退耕還林工程會(huì)直接導(dǎo)致耕地?cái)?shù)量減少，而耕地?cái)?shù)量減少必然在一定程度上導(dǎo)致糧食產(chǎn)量減少，進(jìn)而影響糧食安全水平[18]。一些研究發(fā)現(xiàn)在部分退耕區(qū)以及農(nóng)戶層面上，退耕確實(shí)造成了糧食減產(chǎn)的情況[16,19-21]。但從其他角度來看，退耕對(duì)糧食生產(chǎn)也存在著積極作用[10,22-23]，一是退耕使得節(jié)約下來的農(nóng)業(yè)投入轉(zhuǎn)移至未退耕地，并通過耕地整理和加大基本農(nóng)田建設(shè)，促進(jìn)了土地集約利用，從而提高耕地質(zhì)量和糧食單產(chǎn)水平；二是退耕改善了生態(tài)環(huán)境，有利于降低自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)糧食生產(chǎn)?？梢娡烁赡軙?huì)提高糧食單產(chǎn)水平，進(jìn)而提高耕地邊際產(chǎn)出。因此，本文以糧食總產(chǎn)量Y作為被解釋變量，以累計(jì)退耕面積S表示退耕還林政策，來考察退耕對(duì)耕地邊際產(chǎn)出的影響；同時(shí)考慮技術(shù)進(jìn)步、勞動(dòng)力等要素，選取了可能影響糧食總產(chǎn)量的3個(gè)指標(biāo)：農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力M、糧食播種面積C和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力人口L，以期通過生產(chǎn)函數(shù)分析各要素對(duì)糧食總產(chǎn)量的影響程度。為了剝離出退耕還林對(duì)糧食生產(chǎn)的邊際貢獻(xiàn)，本文在柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)上，引入了糧食播種面積和累計(jì)退耕面積的交互項(xiàng)，計(jì)算退耕還林對(duì)糧食生產(chǎn)的作用機(jī)制以及邊際貢獻(xiàn)，構(gòu)建模型為：

lnY=a0+a1lnM+a2lnC+a3lnS+

a4lnC·lnS+a5lnL+ε

式中：a0為常數(shù)項(xiàng)；a1-a5為各解釋變量的估計(jì)系數(shù)；ε為殘差。各變量的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表1。

3 結(jié)果分析

3.1 山西省退耕前后土地利用時(shí)空變化

山西省退耕還林工程于2000年開始試點(diǎn)實(shí)施，2002年在山西省范圍內(nèi)全面啟動(dòng)，截至2015年底，全省累計(jì)完成第一輪退耕還林任務(wù)1.57×106hm2，其中退耕地還林4.23×105hm2[24]。因此本文以2000年為界，將1990—2000年作為退耕前，2000—2015年作為退耕后。以下通過土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分析退耕前后重點(diǎn)退耕縣與非重點(diǎn)退耕縣土地利用轉(zhuǎn)換的來源、去向及轉(zhuǎn)移的面積大小，并通過觀察退耕前后耕地轉(zhuǎn)林草地的空間分布情況，了解土地利用的時(shí)空演變過程，進(jìn)而比較退耕還林工程對(duì)重點(diǎn)退耕縣和非重點(diǎn)退耕縣的耕地變化的影響差異。

表1 生產(chǎn)函數(shù)模型中各變量描述性統(tǒng)計(jì)

3.1.1 重點(diǎn)退耕縣土地利用轉(zhuǎn)移變化 從重點(diǎn)退耕縣的土地利用轉(zhuǎn)移情況來看(表2—3)，1990—2000年期間，耕地轉(zhuǎn)出總面積為1 697.31 hm2，其中主要的轉(zhuǎn)出去向是建設(shè)用地，耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地的面積為1 413.45 hm2，占耕地轉(zhuǎn)出總面積的83.28%；從新增來源來看，耕地新增總面積為7 036.83 hm2，耕地最主要的增加來源為草地，有6 407.64 hm2的草地轉(zhuǎn)為了耕地，占耕地新增總面積的91.06%。2000—2015年期間，耕地轉(zhuǎn)出總面積為89 683.83 hm2，其中主要轉(zhuǎn)出去向?yàn)椴莸?，耕地轉(zhuǎn)草地的面積為50 053.59 hm2，占耕地轉(zhuǎn)出總面積的55.81%，其次耕地轉(zhuǎn)為林地和建設(shè)用地的面積分別為23 104.71和15 559.11 hm2，占耕地轉(zhuǎn)出總面積的25.76%和17.35%；從新增來源來看，耕地新增總面積為27 067.77 hm2，耕地的主要來源為草地和林地，來源于草地和林地的面積分別為14 711.31和8 965.80 hm2，占耕地新增總面積的54.35%和33.12%。

表2 重點(diǎn)退耕縣1990-2000年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

表3 重點(diǎn)退耕縣2000-2015年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.1.2 非重點(diǎn)退耕縣土地利用轉(zhuǎn)移變化 從非重點(diǎn)退耕縣的土地利用轉(zhuǎn)移情況來看(表4—5)，1990—2000年期間，耕地轉(zhuǎn)出總面積為38 460.87 hm2，其中主要的轉(zhuǎn)出去向是建設(shè)用地，耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地的面積為23 839.74 hm2，占耕地轉(zhuǎn)出總面積的61.98%；從新增來源來看，耕地新增總面積為37 759.59 hm2，耕地主要的增加來源為草地，有19 504.17 hm2的草地轉(zhuǎn)為了耕地，占耕地新增總面積的51.65%，其次耕地的增加來源為草地和水域，分別占耕地新增總面積的24.66%和23.33%。2000—2015年期間，耕地的轉(zhuǎn)出總面積為478 560.06 hm2，其中主要轉(zhuǎn)出去向仍是建設(shè)用地，面積為291 468.33 hm2，占耕地轉(zhuǎn)出總面積的60.91%；從新增來源來看，耕地新增總面積為195 378.21 hm2，耕地的主要來源仍是草地，來源于草地的面積分別為110 258.01 hm2，占耕地新增總面積的56.43%。

表4 非重點(diǎn)退耕縣1990-2000年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

表5 非重點(diǎn)退耕縣2000-2015年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.1.3 山西省耕地轉(zhuǎn)林草地時(shí)空變化 1990—2000年期間，山西省耕地轉(zhuǎn)林草地總面積為10 815.93 hm2，其中耕地轉(zhuǎn)林地面積占52%，耕地轉(zhuǎn)草地面積占48%。從山西省耕地轉(zhuǎn)林草地的空間分布來看(圖2)，雖然有耕地向林地和草地轉(zhuǎn)移，但轉(zhuǎn)移面積較小，轉(zhuǎn)移效果并不顯著。只有沁水縣和大同縣耕地轉(zhuǎn)林草地的面積較大，分別為3 225.51和1 561.77 hm2，其余各縣耕地轉(zhuǎn)林草地的面積均小于600 hm2，其中有82.6%的縣耕地轉(zhuǎn)林草地的面積在平均水平94.05 hm2以下。2000—2015年期間，山西省耕地轉(zhuǎn)林草地總面積為245 891.97 hm2，其中耕地轉(zhuǎn)林地面積占43%，耕地轉(zhuǎn)草地面積占57%。與退耕前相比，退耕后耕地轉(zhuǎn)林草地面積大幅增加，空間轉(zhuǎn)換活躍度更高，因而能夠更清楚地觀察到耕地向林草地轉(zhuǎn)移的空間分布(圖2)。耕地轉(zhuǎn)林草地比較明顯的地區(qū)主要集中在山西省西北部的呂梁山脈沿線以及長治市一帶，其中耕地轉(zhuǎn)林草地效果最明顯且面積在5 000 hm2以上的縣域有：朔州市的右玉縣、平魯區(qū)，晉中市的榆社縣，長治市的沁源縣、平順縣、壺關(guān)縣，呂梁市的臨縣以及忻州市的原平市、岢嵐縣。對(duì)比退耕前后山西省耕地轉(zhuǎn)林草地的空間分布，退耕后耕地轉(zhuǎn)林草地的效果顯著，耕地轉(zhuǎn)林草地面積較大的地區(qū)主要集中在水土流失較嚴(yán)重的黃土丘陵溝壑區(qū)和土石山區(qū)。重點(diǎn)退耕縣也取得了一定的成效，退耕后耕地轉(zhuǎn)林草地面積共為73 147.32 hm2，占到了全省耕地轉(zhuǎn)林草地面積的29.75%。從耕地轉(zhuǎn)林草地效果顯著的這些區(qū)域來看，與《黃土高原地區(qū)綜合治理規(guī)劃大綱》中所劃分出的生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)治理區(qū)域基本契合。

圖2 山西省1990-2015年耕地轉(zhuǎn)林草地空間分布

3.2 山西省退耕前后糧食生產(chǎn)時(shí)空變化

山西省1990—2015年糧食生產(chǎn)變化情況如圖3所示。從糧食播種面積來看，1990—2000年期間，糧食播種面積保持平穩(wěn)波動(dòng)；2000—2006年期間，糧食播種面積呈波動(dòng)減少的趨勢，可能是受到退耕還林的影響以及城鎮(zhèn)化建設(shè)的占用；2006—2015年期間，糧食播種面積緩慢回升，在2010年回升到退耕前水平，之后基本保持平穩(wěn)，這可能是由于退耕地造林任務(wù)量的減少[14]，以及國家對(duì)農(nóng)業(yè)的政策支持和對(duì)耕地的保護(hù)性措施，如糧食直補(bǔ)、耕地占補(bǔ)平衡等[25]。從糧食總產(chǎn)量和糧食單位面積產(chǎn)量來看，1990—2015年期間，糧食總產(chǎn)量由1990年的9.69×106t增加到2015年的1.26×107t，增幅為30.0%，糧食單位面積產(chǎn)量由1990年的2 945.10 kg/hm2提高到2015年的3 831.75 kg/hm2，提高了30.1%。雖然退耕后山西省耕地面積減少了3.46×105hm2，但是生態(tài)環(huán)境得到了改善，未退耕地的糧食單產(chǎn)水平和生產(chǎn)能力得到提升，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)[24]，因而從長期來看，糧食總產(chǎn)量和糧食單位面積都呈上升趨勢。

圖3 山西省1990-2015年糧食生產(chǎn)變化情況

3.2.1 糧食總產(chǎn)量時(shí)空變化 2000—2015年山西省平均糧食總產(chǎn)量呈上升趨勢(表6)，增加了68.12%。其中重點(diǎn)退耕縣的平均糧食總產(chǎn)量從43 922.30 t增加到67 936.10 t，增幅為54.67%；非重點(diǎn)退耕縣的平均糧食總產(chǎn)量由79 456.27 t增加到134 148.28 t，增幅為68.83%，二者都高于全國糧食總產(chǎn)量42.93%的增幅。但是重點(diǎn)退耕縣的平均糧食總產(chǎn)量與非重點(diǎn)退耕縣相比，仍有很大的差距，增加幅度也小于非重點(diǎn)退耕縣。這主要是由于，重點(diǎn)退耕縣是根據(jù)生態(tài)退化嚴(yán)重等原則選擇出來的，其自然環(huán)境較差、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件相對(duì)落后，糧食總產(chǎn)量相對(duì)較低；其次，作為重點(diǎn)退耕縣受到退耕的影響較大，耕地面積減少了6.27×104hm2，因此雖然糧食總產(chǎn)量是增加的，但是增幅要小于非重點(diǎn)退耕縣。

表6 山西省2000-2015年平均糧食總產(chǎn)量變化情況對(duì)比

從糧食總產(chǎn)量的空間分布來看(圖4)，2000和2015年糧食總產(chǎn)量的低值區(qū)和高值區(qū)所處位置基本一致，2015年糧食總產(chǎn)量普遍高于2000年，其中運(yùn)城市的糧食總產(chǎn)量明顯高于其他地區(qū)，2015年期間13個(gè)縣中有11個(gè)縣的糧食總產(chǎn)量都在1.60×105t以上，還有2個(gè)縣的糧食總產(chǎn)量也在9.00×104t以上。糧食總產(chǎn)量較低的地區(qū)主要集中在山西省西部的呂梁山脈一帶，這一地區(qū)正屬于黃土高原治理區(qū)的黃土丘陵溝壑區(qū)，地形破碎、水土流失嚴(yán)重，因而自然生產(chǎn)條件差、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力低下，糧食總產(chǎn)量普遍較低。而糧食總產(chǎn)量高的地區(qū)主要集中在山西省主要盆地所在處：天鎮(zhèn)縣至朔城區(qū)一帶的大同盆地、靈丘縣至忻州市一帶的忻定盆地、榆次區(qū)至介休市一帶的太原盆地、榆社縣至澤州縣一帶的長治盆地以及洪洞縣至芮城縣一帶的臨汾盆地和運(yùn)城盆地。這些地區(qū)地勢平緩、水熱條件好，更適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因而糧食總產(chǎn)量相對(duì)更高。從2000—2015年糧食總產(chǎn)量的增加幅度來看(圖4)，糧食總產(chǎn)量以增加為主，80%以上的縣都有不同程度的增產(chǎn)，增幅較大的地區(qū)主要集中在山西省的中部一帶以及臨汾盆地和運(yùn)城盆地一帶，其中晉中市增產(chǎn)最明顯，有8個(gè)縣為高速增產(chǎn)；另外有17個(gè)縣是減產(chǎn)的(大同市城區(qū)無糧食產(chǎn)量不算在內(nèi))，其中有9個(gè)縣分布在黃土丘陵溝壑區(qū)。從重點(diǎn)退耕縣來看，榆社縣和平陸縣為高速增產(chǎn)，廣靈縣、平順縣和平定縣為快速增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度都高于全省68.12%的平均增幅；而其他分布于黃土丘陵溝壑區(qū)的5個(gè)縣中，吉縣和保德縣為緩慢增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度低于全省平均增幅，婁煩縣、右玉縣和臨縣為絕對(duì)減產(chǎn)。

圖4 山西省2000-2015年糧食總產(chǎn)量變化空間分布

3.2.2 糧食單位面積產(chǎn)量時(shí)空變化 從糧食單位面積產(chǎn)量變化情況來看(表7)，2000—2015年山西省的平均糧食單產(chǎn)水平不斷提高，由2 711.89 kg/hm2提高到4 232.10 kg/hm2，增幅為56.06%，高于全國30.32%的增加幅度，并且糧食單產(chǎn)水平高于全國的縣域數(shù)量，由18個(gè)縣增加到32個(gè)縣。但是與全國平均糧食單產(chǎn)水平相比，仍有較大的差距，整體糧食單產(chǎn)水平較低、有待提高。對(duì)比重點(diǎn)退耕縣與非重點(diǎn)退耕縣，重點(diǎn)退耕縣的糧食單產(chǎn)水平由1 912.63 kg/hm2提高到了3 131.01 kg/hm2，增幅為63.70%；非重點(diǎn)退耕縣由2 788.01 kg/hm2提高到了4 336.97 kg/hm2，增幅為55.56%。雖然重點(diǎn)退耕縣的糧食單產(chǎn)水平與非重點(diǎn)退耕縣有不小的差距，但是單產(chǎn)增幅要高于非重點(diǎn)退耕縣。自然環(huán)境差是造成重點(diǎn)退耕縣的單產(chǎn)水平較低的主要原因；而單產(chǎn)增幅較高是由于退耕將水土流失嚴(yán)重、生產(chǎn)能力低下的坡耕地轉(zhuǎn)為林地和草地，促進(jìn)了土地集約利用，同時(shí)使得節(jié)省下來的生產(chǎn)要素向沒有退耕的耕地轉(zhuǎn)移，從而極大提高了土地利用效率和糧食單產(chǎn)水平[23]。

從2000—2015年糧食單產(chǎn)水平的縣域統(tǒng)計(jì)情況來看(表8)，2000年糧食單產(chǎn)水平普遍較低，處于2 000 kg/hm2以下和2 000～3 000 kg/hm2區(qū)間的縣域最多，分別有39個(gè)縣和35個(gè)縣，占了縣域總數(shù)的64.34%，而高于全國平均單產(chǎn)水平的只有18個(gè)縣；2015年糧食單產(chǎn)水平顯著提高，處于4 000～5 500 kg/hm2和高于5 500 kg/hm2區(qū)間的縣域最多，都是32個(gè)縣，占了縣域總數(shù)的55.66%，而高于全國平均單產(chǎn)水平的縣域數(shù)量增加到了32個(gè)縣。

表7 山西省2000-2015年糧食單位面積產(chǎn)量變化情況對(duì)比

表8 山西省2000-2015年糧食單位面積產(chǎn)量水平縣域統(tǒng)計(jì)

注：糧食單產(chǎn)單位為kg/hm2。

從糧食單產(chǎn)的空間分布來看(圖5)，低值區(qū)主要集中在西北部的黃土丘陵溝壑區(qū)，單產(chǎn)大多都低于2 000 kg/hm2，糧食單產(chǎn)水平較高的地區(qū)主要分布在山西省中部和南部的河谷平原區(qū)以及東部的土石山區(qū)。根據(jù)《黃土高原地區(qū)綜合治理規(guī)劃大綱》，黃土丘陵溝壑區(qū)水土流失嚴(yán)重，坡耕地多、土地貧瘠，長期采用廣種薄收的方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因而糧食單產(chǎn)水平普遍較低；而河谷平原區(qū)和土石山區(qū)水土流失較輕，特別是河谷平原區(qū)地處東西太行呂梁兩山之間的中小盆地及河流谷底，自然資源相對(duì)豐富，是山西省重要的農(nóng)業(yè)區(qū)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中心，農(nóng)業(yè)技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，因而糧食單產(chǎn)水平相對(duì)較高。

從單產(chǎn)增加幅度來看(圖5)，單產(chǎn)水平以增長為主，其中單產(chǎn)顯著增長的縣域占了50%，主要集中在晉中市和山西省的中部地區(qū)，但也有15個(gè)縣的單產(chǎn)水平是下降的，單產(chǎn)下降的地區(qū)主要集中在西部的黃土丘陵溝壑區(qū)。重點(diǎn)退耕縣中，右玉縣、臨縣和婁煩縣單產(chǎn)水平下降，吉縣單產(chǎn)水平略微提高，其余的6個(gè)縣單產(chǎn)水平均顯著提高，單產(chǎn)增幅都明顯高于全省平均增幅。

圖5 山西省2000-2015年糧食單產(chǎn)變化空間分布

3.3 實(shí)證分析結(jié)果

本文在柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)之上，引入糧食播種面積與退耕累計(jì)面積的交互項(xiàng)，以便考察退耕還林工程對(duì)糧食總產(chǎn)量以及邊際總產(chǎn)量的影響，運(yùn)用Stata15.1軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸計(jì)算，估計(jì)結(jié)果詳見表9。

表9 對(duì)糧食總產(chǎn)量回歸的估計(jì)結(jié)果

從估計(jì)結(jié)果來看，退耕還林工程對(duì)糧食生產(chǎn)具有顯著的正向影響。累計(jì)退耕面積每增加1%，會(huì)引起糧食總產(chǎn)量平均增加0.038%；而累計(jì)退耕面積每增加1%，會(huì)引起糧食邊際總產(chǎn)量平均增加0.740%，即糧食單位面積產(chǎn)出平均增加0.740%。可以看出，雖然退耕還林工程短期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致糧食播種面積減少，但是可以促使農(nóng)戶由粗放型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向集約型生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，并且有效地改善區(qū)域環(huán)境與土壤肥力，帶動(dòng)糧食單位面積產(chǎn)量的提高[10-11]，從而提高糧食總產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力對(duì)糧食總產(chǎn)量均具有顯著的正向影響，農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力每增加1%，會(huì)引起糧食總產(chǎn)量增加0.279%。然而勞動(dòng)力對(duì)糧食總產(chǎn)量的影響不顯著的原因，一是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推進(jìn)對(duì)勞動(dòng)力具有一定的替代的作用，在一定程度上弱化了勞動(dòng)力要素對(duì)糧食生產(chǎn)的貢獻(xiàn)；二是農(nóng)村勞動(dòng)力存在剩余，導(dǎo)致糧食生產(chǎn)存在“內(nèi)卷化”，即“過密增長”現(xiàn)象，并且糧食生產(chǎn)者呈現(xiàn)老齡化、兼業(yè)化和教育水平低下現(xiàn)象[26-27]，因而增加一單位勞動(dòng)投入不會(huì)對(duì)糧食生產(chǎn)產(chǎn)生明顯效應(yīng)。

4 結(jié) 論

(1) 對(duì)比重點(diǎn)退耕縣和非重點(diǎn)退耕縣退耕后的土地利用時(shí)空變化可以看出： ①從耕地變化來看，退耕后二者耕地面積均顯著減少，而重點(diǎn)退耕縣耕地減少幅度明顯大于非重點(diǎn)退耕縣；從林地變化來看，二者林地面積都是增加的，而重點(diǎn)退耕縣林地增幅高于非重點(diǎn)退耕縣；從草地變化來看，重點(diǎn)退耕縣的草地面積是增加的，而非重點(diǎn)退耕縣的草地面積是減少的。 ②就耕地轉(zhuǎn)移情況來說，退耕后重點(diǎn)退耕縣的耕地主要轉(zhuǎn)出去向?yàn)椴莸睾土值兀侵攸c(diǎn)退耕縣耕地的主要轉(zhuǎn)出去向?yàn)榻ㄔO(shè)用地，可見重點(diǎn)退耕縣受到退耕還林的影響更大，退耕效果顯著。 ③從空間分布來看，水土流失相對(duì)嚴(yán)重的黃土丘陵溝壑區(qū)和土石山區(qū)，耕地轉(zhuǎn)林草地效果更顯著。

(2) 從糧食生產(chǎn)的時(shí)空變化來看，山西省實(shí)施退耕還林工程15 a來，糧食作物面積呈先波動(dòng)減少后穩(wěn)定回升的趨勢，糧食總產(chǎn)量和糧食單產(chǎn)水平并沒有減少，而是呈上升趨勢，特別是重點(diǎn)退耕縣的單產(chǎn)水平明顯提高，且增幅高于全省平均水平，說明長期來看退耕并沒有造成糧食總產(chǎn)量的減少。從空間分布來看，糧食總產(chǎn)量與糧食單產(chǎn)的低值區(qū)和高值區(qū)大體一致，說明糧食單產(chǎn)對(duì)糧食總產(chǎn)量有明顯影響。

(3) 有研究表明短期內(nèi)退耕造成了部分地區(qū)糧食減產(chǎn)的情況[16,19-21]，但通過實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)退耕還林工程對(duì)糧食生產(chǎn)具有顯著的正向影響，累計(jì)退耕面積增加會(huì)引起糧食總產(chǎn)量和糧食邊際總產(chǎn)量的增加，說明雖然退耕還林工程在短期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致糧食播種面積減少，但是可以帶動(dòng)單位糧食單產(chǎn)水平的提高，從而提高糧食總產(chǎn)量。