張琨玥，陶明儒，郝晉珉

中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100000

1 研究背景與意義

1.1 研究背景

黨的十九大報告中指出，農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問題是關(guān)系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作的重中之重，實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略[1]。

目前，中國處于社會變革與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷過程中，第一產(chǎn)業(yè)的人口逐漸向第二和第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，將是一個不以人的意志為轉(zhuǎn)移的長期趨勢，這也是世界各國產(chǎn)業(yè)升級過程中發(fā)生的普遍情況。自中國鄉(xiāng)村的發(fā)展得到了廣泛的關(guān)注，河北省大力支持鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，深入推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展取得顯著成效[2]。但是，仍存在發(fā)展不平衡不充分、農(nóng)業(yè)供給質(zhì)量不夠高、產(chǎn)業(yè)鏈不完善、用地分配不夠合理等問題[3]。

1.2 研究意義

振興鄉(xiāng)村最重要的是優(yōu)化鄉(xiāng)村地區(qū)的資源配置，包括土地資源、自然資源、財富資源、人力資源等，讓重新配置的資源組合激發(fā)出鄉(xiāng)村經(jīng)濟的更大活力[4]。為明確優(yōu)化鄉(xiāng)村發(fā)展用地的需求，圍繞鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)鏈布局，通過實地調(diào)查河北省滄州市，開展產(chǎn)業(yè)鏈及其用地的實證研究，對當前中國鄉(xiāng)村振興過程中優(yōu)化鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)鏈用地布局，加強鄉(xiāng)村國土空間規(guī)劃研究具有重要意義[5]。

2 本研究的創(chuàng)新點

2.1 研究內(nèi)容上的創(chuàng)新

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈研究已有較豐富的成果，各地也逐步開展農(nóng)村產(chǎn)業(yè)鏈整合的實踐，如江蘇省淮安市治理開展農(nóng)村旅游產(chǎn)業(yè)鏈，貴州省錦屏縣整理油茶產(chǎn)業(yè)鏈分散問題。但往往產(chǎn)業(yè)發(fā)展和規(guī)劃是互相孤立的，沒有將具體的產(chǎn)業(yè)用地與規(guī)劃相結(jié)合。本研究把鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)鏈及其用地與鄉(xiāng)村國土空間規(guī)劃進行結(jié)合是一個較新的研究方向，致力于分析產(chǎn)業(yè)鏈用地，規(guī)劃產(chǎn)業(yè)鏈用地預(yù)留，產(chǎn)業(yè)鏈組分分布，提供優(yōu)化建議，為今后產(chǎn)業(yè)振興、鄉(xiāng)村規(guī)劃提供土地支撐政策支持。

2.2 研究方法上的創(chuàng)新

采用層次分析法和改進的SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類算法實現(xiàn)對研究區(qū)域的分析。

本研究用SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類算法實現(xiàn)對行政區(qū)域的聚類，但聚類分析只能得到分類結(jié)果，所以結(jié)合層次分析法對各行政區(qū)進行評分，最后進行歸一化處理，得分越高的行政區(qū)理論上更出色，再結(jié)合調(diào)研的實地經(jīng)驗和有關(guān)文獻，驗證算法的準確性，最終得出結(jié)論。

為解決鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)鏈分工不足的問題，在產(chǎn)業(yè)鏈中加入附加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，既能為鄉(xiāng)村提供就業(yè)機會，又能促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展，還能使產(chǎn)業(yè)鏈分工向鄉(xiāng)村傾斜，使鄉(xiāng)村獲得更多利潤，附加生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)該選址在勞動力充足且經(jīng)濟發(fā)展有待提高的行政區(qū)。

3 滄州市玉米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

河北省位于東北黃淮兩大玉米帶交界處，玉米是河北省第一大糧食作物，播種面積及作物產(chǎn)量均居各種作物之首，2018 年滄州市玉米播種面積達5117.86 km2，播種單產(chǎn)4 691 kg/km2，總產(chǎn)量達2 400 846 920 kg。機耕面積達7 741.69 km2，機播面積10 264.55 km2，機收 8 689.94 km2。在河北省農(nóng)業(yè)機械化水平較高，對提高農(nóng)作物產(chǎn)量有較大幫助。玉米原材料生產(chǎn)量大、價格相對不高，對于加工產(chǎn)業(yè)來說，如果降低生產(chǎn)成本，企業(yè)會將資金轉(zhuǎn)向延長產(chǎn)業(yè)鏈、加大科技支出等輸出方式。滄州市的玉米產(chǎn)業(yè)雖然處于優(yōu)勢位置，但仍存在如下問題。

（1）生產(chǎn)規(guī)模化集約化水平較低，整體效益差。由于小規(guī)模生產(chǎn)導(dǎo)致種植玉米收益低，盡管玉米主產(chǎn)區(qū)擴大，但產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民收入在增長卻十分緩慢，與發(fā)達地區(qū)農(nóng)民收入的差距也在不斷擴大。

（2）玉米單產(chǎn)低于全國平均水平。玉米的單產(chǎn)一方面與種植投入降低和管理趨于粗放等有關(guān)； 另一方面與科技成果轉(zhuǎn)化率低有關(guān)。

（3）玉米播種面積增長潛力不大。在耕地面積逐年減少的情況下，以增加玉米播種面積增加玉米產(chǎn)量顯然不太現(xiàn)實，況且還存在小麥、棉花、大豆等玉米替代作物與玉米爭地的現(xiàn)象。由于耕地資源有限，今后玉米播種面積增加的空間將越來越小。

（4）深加工轉(zhuǎn)化率低。滄州市玉米加工轉(zhuǎn)化存在品種單一、開發(fā)層次較低的問題，深加工主要是以玉米淀粉等初級加工產(chǎn)品為主，相應(yīng)的淀粉下游產(chǎn)品開發(fā)深度和精度滯后、附加值較低。

（5）玉米品質(zhì)質(zhì)量不完全符合市場需求，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過剩。滄州市玉米產(chǎn)量雖然較高，但生產(chǎn)的基本上是普通玉米，品種結(jié)構(gòu)不合理，品質(zhì)穩(wěn)定性差，不符合現(xiàn)實需求。所以在玉米需求量不斷增加的情況下，農(nóng)民卻面臨“賣糧難”的難題，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性過剩的問題[6]。

（6）農(nóng)業(yè)經(jīng)營戶加入合作社比例低，小農(nóng)戶生產(chǎn)與大市場對接不暢。不利于形成分工協(xié)作、優(yōu)勢互補、鏈接高效的經(jīng)營體系。

（7）鄉(xiāng)村獲得的產(chǎn)業(yè)鏈分工不足。目前，鄉(xiāng)村主要作為原料供應(yīng)方存在，可獲得的利潤很低， 附加值加工過程流失到鄉(xiāng)村之外，鄉(xiāng)村獲得的產(chǎn)業(yè)鏈分工很少，無法獲得鄉(xiāng)村可實現(xiàn)得到的最大利潤。

4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整

4.1 產(chǎn)業(yè)鏈的延伸

產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，即產(chǎn)業(yè)鏈的延長或拓展，包括向前延伸、向后延伸和增加中間環(huán)節(jié)，加工環(huán)節(jié)的增加，由于追加了勞動、資本和技術(shù)，往往可以獲得更多的附加價值[5]。首先以玉米為原料，發(fā)展深加工前景廣闊，玉米可以生產(chǎn)出化學(xué)成分最佳、成本最低的淀粉，廣泛用于食品、紡織、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，產(chǎn)品附加值是原料的幾十倍（圖1）。滄州市應(yīng)抓住國家鼓勵農(nóng)產(chǎn)品深加工的機遇，在玉米產(chǎn)業(yè)鏈中增加深加工環(huán)節(jié)，提高玉米深加工能力和水平。其次可以在鄉(xiāng)村加入附加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有助于產(chǎn)業(yè)鏈分工傾向農(nóng)村，走向農(nóng)村，將利潤留在農(nóng)村，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

圖1 玉米產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

4.2 產(chǎn)業(yè)鏈的提升

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的提升就要提高整體的科技水平，科技的轉(zhuǎn)化與研發(fā)同等重要，應(yīng)該加大科技投入和轉(zhuǎn)化力度。政府可以提高科研補貼，增加研發(fā)獎勵的方式鼓勵科研機構(gòu)與企業(yè)進行科技進步，同時與農(nóng)科院、農(nóng)業(yè)大學(xué)等合作，加強對農(nóng)技人員的技術(shù)培訓(xùn)，以便于更快、更好地適用新技術(shù)。

4.3 產(chǎn)業(yè)鏈的整合

中國農(nóng)戶具有如下特征：經(jīng)營結(jié)構(gòu)單一趨同；決策方式的同向預(yù)期和“潮汐行為”表現(xiàn)為一哄而起，一涌而退；經(jīng)濟性質(zhì)為自給與半自給性等，導(dǎo)致農(nóng)民接受市場信息不準確、進入市場存在障礙。出現(xiàn)農(nóng)民糧食賣不出去，國有糧食企業(yè)與農(nóng)戶簽訂購糧合同困難的現(xiàn)象。一般來說，為了解決小生產(chǎn)與大市場之間的矛盾，減少農(nóng)民進入糧食市場的交易成本，選擇農(nóng)村合作化路徑最符合農(nóng)民群體自身的利益要求。

因此，應(yīng)該大力推進產(chǎn)業(yè)鏈組織縱向一體化，整合農(nóng)民和企業(yè)的利益目標，對農(nóng)戶與企業(yè)加以約束，形成“公司+合作組織+農(nóng)戶”的模式，該模式在穩(wěn)定性、違約沖動及農(nóng)戶的收益等方面都具有較多的優(yōu)勢。

5 產(chǎn)業(yè)布局及用地的建模分析

5.1 數(shù)據(jù)來源與變量的選取

所用的數(shù)據(jù)來源于滄州市統(tǒng)計局2018 年統(tǒng)計年鑒、滄州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局和部分實際調(diào)研數(shù)據(jù)，具備時效性和真實性，為數(shù)據(jù)分析提供的有力支持。

關(guān)于對玉米主產(chǎn)區(qū)的選擇，數(shù)據(jù)從種植現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)機械化程度、適宜播種面積和種植條件4個方面進行選取，包括鄉(xiāng)村從事農(nóng)林牧漁勞動力資源數(shù)、氮肥折純度施用量、機耕面積、機播面積、機收面積、玉米播種面積、玉米單產(chǎn)、地膜覆蓋面積、旱澇保收面積和有效灌溉面積10個變量，這些變量可以反映出該地區(qū)規(guī)?；N植高質(zhì)量玉米的潛力。

附加生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要選擇勞動力較多，但發(fā)展情況不佳的地區(qū)，能夠通過統(tǒng)一建立附加生產(chǎn)廠為鄉(xiāng)村提供更多就業(yè)機會，促進鄉(xiāng)村的發(fā)展，選取鄉(xiāng)村勞動力資源數(shù)、農(nóng)村用電量、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值和在崗職工工資為變量。

深加工廠的選址需要一定的經(jīng)濟基礎(chǔ)、技術(shù)水平、運輸條件和人才的支持。因此選取大專及以上文化程度的勞動力、有研發(fā)機構(gòu)的單位數(shù)、R & D人員數(shù)量、農(nóng)業(yè)機械總動力、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、制造業(yè)從業(yè)人員和通公共交通的村占比7個變量來反映問題。

5.2 層次分析法評分

根據(jù)指標的權(quán)重與大小通過層次分析法對各行政區(qū)進行評分，根據(jù)問題的性質(zhì)和要達到的總目標，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響和隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，從而最終使問題歸結(jié)為最底層（供決策的方案、措施等）相對于最高層（總目標）的相對重要權(quán)值的確定或相對優(yōu)劣次序的排定（圖2）。

圖2 層次分析法結(jié)構(gòu)

根據(jù)玉米主產(chǎn)區(qū)指標對行政區(qū)的評分，具體情況見表1。

表1 玉米主產(chǎn)區(qū)評分結(jié)果

根據(jù)附加生產(chǎn)指標對行政區(qū)的評分，具體情況見表2。

表2 附加生產(chǎn)評分結(jié)果

根據(jù)深加工指標對行政區(qū)的評分，具體情況見表3。

表3 深加工評分結(jié)果

5.3 SOM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類分析

SOM即自組織映射，它模擬人腦中處于不同區(qū)域的神經(jīng)細胞分工不同的特點，即不同區(qū)域具有不同的響應(yīng)特征，而且這一過程是自動完成的。圖3展示了 SOM 的訓(xùn)練過程；紫色區(qū)域表示訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分布狀況，白色網(wǎng)格表示從該分布中提取的當前訓(xùn)練數(shù)據(jù)。首先，SOM 節(jié)點位于數(shù)據(jù)空間的任意位置。最接近訓(xùn)練數(shù)據(jù)的節(jié)點（黃色高亮部分）會被選中。它與網(wǎng)格中的鄰近節(jié)點一樣，朝訓(xùn)練數(shù)據(jù)移動。在多次迭代后，網(wǎng)格傾向于近似該種數(shù)據(jù)分布[7]。

圖3 SOM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程

將玉米主產(chǎn)區(qū)、附加加工和深加工的指標的數(shù)據(jù)以此代入SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序，得到各環(huán)節(jié)的聚類結(jié)果如下。以玉米主產(chǎn)區(qū)指標對行政區(qū)的聚類，具體情況見表4。

表4 玉米主產(chǎn)區(qū)聚類結(jié)果

以附加生產(chǎn)指標對行政區(qū)的聚類，具體情況見表5。

表5 附加生產(chǎn)聚類結(jié)果

以深加工指標對行政區(qū)聚類，具體情況見表6。

表6 深加工聚類結(jié)

6 SOM模型結(jié)論

通過前文聚類結(jié)果結(jié)合層次分析法的評分，在同一聚類下評分較高的地區(qū)為模型的最佳選擇。最適合作為玉米主產(chǎn)區(qū)的是河間市、獻縣和滄縣；最適合發(fā)展附加生產(chǎn)的是和海興縣、鹽山縣、吳橋縣和南皮縣；最適合建造深加工工廠的是任丘市、東光縣和黃驊市。

為驗證上述分析與實際情況是否吻合，實際調(diào)研并查閱相關(guān)資料得知，河間市是產(chǎn)糧大縣，也是全國鄉(xiāng)村治理體系建設(shè)試點單位；獻縣、滄縣和黃驊市的耕地面積都遙遙領(lǐng)先；但黃驊市鹽堿地問題嚴重不適合作為糧食主產(chǎn)地發(fā)展，與聚類和評分結(jié)果完全吻合，所以未來玉米主產(chǎn)地選擇河間市、獻縣和滄縣十分合理。

海興縣、吳橋縣、鹽山縣和南皮縣的經(jīng)濟發(fā)展情況不是樂觀，但勞動力充足，適合政府扶持附加生產(chǎn)企業(yè)建立，助力其實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。肅寧縣雖然在聚類中與它們是一類，但其經(jīng)濟發(fā)展情況較好，是華北油田石油和天然氣的重要產(chǎn)區(qū)，所以暫不歸入此類。與聚類和評分結(jié)果較為相似，可以接受。

任丘市和泊頭市的經(jīng)濟發(fā)展情況比較樂觀，政府對科研和教育也很重視，地區(qū)人才較為充足， 技術(shù)也處于滄州市領(lǐng)先地位，所以適合發(fā)展深加工業(yè)。東光縣雖然經(jīng)濟發(fā)展能力遜色，但技術(shù)水平和科研能力進步迅速，研發(fā)機構(gòu)數(shù)量處于滄州市最領(lǐng)先地位，有發(fā)展?jié)摿?，也并入深加工業(yè)發(fā)展區(qū)。與聚類結(jié)果較為相似，可以接受。

綜上，模型的準確度較高，該結(jié)果可以作為用地優(yōu)化的參考依據(jù)。

7 結(jié)論

優(yōu)化滄州市鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)鏈用地是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)興旺，從而助力鄉(xiāng)村振興的重要舉措，對加強國土空間規(guī)劃具有重要意義。

通過實地調(diào)研與數(shù)據(jù)分析明確滄州市未來發(fā)展的用地需求，在滿足國土空間規(guī)劃的條件下，選取河間市、獻縣和滄縣作為玉米主產(chǎn)地，集中發(fā)展規(guī)?；?、集約化種植，提高玉米質(zhì)量，耕地適當向玉米產(chǎn)業(yè)傾斜，增加設(shè)施農(nóng)用地，開發(fā)有潛力的未利用地。

選取海興縣、鹽山縣、吳橋縣和南皮縣發(fā)展附加生產(chǎn)，增加工業(yè)生產(chǎn)用地，海興和鹽山鹽堿地較多可以適當縮減劣質(zhì)農(nóng)用地。

選取任丘市、黃驊市和東光縣發(fā)展大型深加工廠，黃驊市境內(nèi)土質(zhì)差，未利用土地面積大，其中鹽堿地和荒草地比例較大，分別占66.91%和31.12%， 極不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)。但工業(yè)產(chǎn)值不斷增加，產(chǎn)業(yè)銜接良好，建議開發(fā)未利用地為建設(shè)用地。