河南省設施農業發展潛力評價與布局優化

胥慧敏 王秀麗 李玲 石峽

摘要：設施農業作為現代農業的典型，其發展潛力與合理布局對區域農業發展以及農業轉型具有重要意義。以河南省為例，從資源稟賦、經濟區位、生產條件、生態保護4個方面構建評價體系，對河南省各地市設施農業發展潛力進行評價，在此基礎上，對河南省各地市設施農業的發展方向作布局優化。評價結果顯示，鄭州市、駐馬店市發展潛力評價為高等級;開封市、洛陽市、許昌市、漯河市、信陽市發展潛力評價為中等級;焦作市、平頂山市、安陽市、鶴壁市、新鄉市、濮陽市、三門峽市、南陽市、商丘市、周口市、濟源市發展潛力評價為低等級。布局優化結果顯示，開封市、南陽市、信陽市、駐馬店市以其資源稟賦優勢發展規模設施農業;鄭州市、焦作市、許昌市、漯河市經濟區位處于優勢地位，因此發展都市設施農業;安陽市、商丘市、周口市因其生態問題嚴重適合發展有機設施農業;其他地市發展一般設施農業。研究結果可為區域現代農業發展提供依據和參考。

關鍵詞：設施農業;發展潛力評價;布局優化;河南省

中圖分類號： F327文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）04-0286-08

收稿日期：2020-01-09

基金項目：河南省哲學社會科學規劃項目（編號：2015BJJ058）;河南省教育廳人文社會科學項目（編號：2020-ZZJH-189）;河南省科技攻關項目（編號：182102110073）;北京市教育委員會社科計劃一般項目（編號：SM201710028009）。

作者簡介：胥慧敏（1995—），女，河南鹿邑人，碩士研究生，研究方向為土地評價與規劃。E-mail：xhmin8848@qq.com。

通信作者：王秀麗，博士，碩士生導師，研究方向土地資源利用與評價。E-mail：wangxiuli0614@163.com。

設施農業是采用具有特定結構和性能的設施、工程技術和管理技術，改善創造局部環境，為種植業、養殖業及其產品的儲藏保鮮等提供相對可控制的最適宜溫度、濕度、光照度等環境條件，以期充分利用土壤、氣候和生物潛能，在一定程度上擺脫對自然環境的依賴而進行有效生產的農業[1]。全球設施農業技術處于領先地位的國家主要有荷蘭、英國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、以色列、西班牙、日本、韓國等[2]。設施農業作為現代農業的典型生產方式，其經濟效益高，加之我國對農業農村經濟發展的重視，近年來呈現出蓬勃發展的態勢，21世紀以來我國蔬菜栽培為主流的設施農業面積達到210萬hm2[3]。但是由于我國設施農業相對于其他發達國家起步較晚，在發展過程中也不可避免地出現了一些問題，主要表現為：設施設備投入不足，現代化水平不高;產業化水平低，經營回報差;以小農經濟為主體，設施規模小;經營主體管理能力不足，風險承受能力低;相關配套政策體系不夠完善等問題[4-6]。

目前，眾多學者對設施農用地的研究主要有設施農業空間分布[7-8]、設施農業生產效率[9-10]、設施農業土壤污染[11]等，但對于糧食主產區的設施農業發展潛力評價與布局研究較少。河南省地處中原，是我國的糧食主產區，但河南省地勢西高東低，地形復雜，各地市資源稟賦情況各異，加上各城市之間發展定位不同，設施農業的發展水平與方向不同。因此，本試驗以河南省為例，在對河南省各地市設施農業發展潛力評價的基礎上，進行設施農用地的布局優化研究，以期為鄉村振興戰略大背景下的現代農業發展提供依據和參考。

1?河南省設施農業發展概況

河南省位于我國中東部黃河中下游區域，下轄17個地級市和1個省直管縣級市，轄區面積16.7萬km2，至2016年轄區總人口共10 788萬人。河南省橫跨海河、黃河、淮河、長江四大水系，年平均降水量為500～900 mm，水資源豐富;地勢西高東低，地形涵蓋平原、盆地、丘陵和山地;全省年平均氣溫一般在12～16 ℃，全年無霜期為180～240 d，設施農業發展的資源潛力巨大。

近年來，在國家相關政策的支持下，河南省設施農業種植面積不斷增加。第3次農業普查結果顯示，至2016年底，河南省溫室占地面積1.40萬hm2，較10年前增長了2.2倍，大棚占地面積5.40萬hm2，較10年前增長了87.6%。設施農業經營模式也呈現多樣化趨勢，除了常見的公司或者農戶單獨建設經營，還出現了公司加農戶合作經營模式和政府投資建設公司經營模式。但整體來看，河南省設施農業目前還存在許多不容忽視的問題，如設施農業用地的違法和低效使用;設施農業經營者擴大經營規模的意愿不強，無法形成規模經營;設施農業經營者管理水平不高，經營效益低;產業鏈不完善，銷售渠道單一等問題，阻礙了設施農業的健康發展。

2?河南省設施農業發展潛力評價

2.1?評價指標體系的構建

綜合相關研究與河南省實際情況，本研究根據指標選取的綜合性、科學合理性、可行性、可操作性原則，從資源稟賦、經濟區位、生產條件、生態保護4個方面構建評價指標體系（表1）。

2.1.1?資源稟賦

通過實地調研發現，發展設施農業的用地主要來源于耕地，由于各級政府均有耕地保護和保障糧食安全的任務，但為適應新時期經濟的發展與農業產業結構調整的需求，在耕地資源比較充裕的地區，部分種植大田作物耕地可調整為經濟效益高的設施農業，因此，區域耕地資源是否充裕對設施農業的發展具有重要影響。調查顯示，河南省設施農業種植類型大多數是蔬菜和花卉，屬于高耗水作物，為保障經濟發展與生活用水，農業用水量不斷壓縮，因此，水資源量是評價一個地區設施農業發展資源稟賦條件的重要因素之一。此外，地區已有的農產品品牌資源對設施農業的輻射帶動與營銷具有巨大作用，將地區農產品品牌數量也作為資源稟賦的一個重要指標。鑒于人均資源指標是衡量區域資源稟賦條件的重要尺度之一，本研究最終選取人均耕地面積、人均水資源量、農業用水比重、農產品品牌數量4個指標來反映區域設施農業發展的資源稟賦潛力。

2.1.2?經濟區位

經濟區位對設施農業發展的影響主要體現在市場需求方面，需求越大，設施農業的發展潛力就越大。農地在為人類提供生產生活所需農產品的同時，還具有重要的生態與休閑功能。城鎮化率高的地區，農地資源緊缺，農業的生態休閑價值需求增加，設施農業產業發展迅速。人口密度大的地區，設施農業的多功能剛性需求更大。隨著居民收入的增加，居民消費能力提高，對生活品質要求提升，對設施農產品的需求不再僅滿足于量，對設施農產品的品質和種類多樣化有著更高的需求，促使設施農業產業的轉型與升級。在此選取城市化率、人口密度、居民消費水平3個指標來衡量設施農業發展的經濟潛力。

2.1.3?生產條件

設施農業是現代農業發展的主力軍，相比較于普通大田農業具有技術含量高、機械化程度高、投入大、回收期長等特點。高等學校與科研機構數量、科技活動人員數量反映了地區科研力量狀況，充足的科研力量儲備，不但能夠解決生產過程中的技術難題，同時也可為優質農產品的研發推廣、提高設施農產品品質提供強有力的技術支持。農業機械總動力指標反映了地區設施農業機械化程度，機械化程度越高，說明區域農業生產效率越高，對社會農業的規模化發展越有利。設施農業投入大，投資回收期長，其發展需要有穩定的資金保障，農戶固定資產投資比例一方面反映農戶對農業的重視程度，另一方面也反映了農戶的投資能力，投資比例越大，越能保障設施農業的穩定發展。因此，選擇高等學校與科研機構數量、科技活動人員數量、農業機械總動力、農戶固定資產投資比例4個指標作為設施農業生產條件潛力的評價指標。

2.1.4?生態保護

隨著生態農業的發展，生態安全越來越受到人們的重視。設施農業的高回報促進了其自身的發展，但隨之也出現了一些環境問題。由于農民在生產經營過程中對生態環境的保護意識遠不及其對經濟效益的追求，為追求高產量，經常出現用肥用藥過量、施肥結構不合理的現象，從而導致設施農業用地土壤出現板結、酸化、次生鹽漬化等問題[11-12]。除過量使用化肥和農藥，塑料薄膜的使用對環境的影響也是不可忽略的。2016年僅河南省使用的塑料薄膜量就達到了16.31萬t。由于難以回收，大量塑料薄膜進入到土壤中，降解速度緩慢，造成嚴重的環境危害，加上塑料薄膜不透水、不透氣的特性，破壞土壤養分輸送通道，致使作物減產。基于數據資料的可獲取性，本研究選擇塑料薄膜使用強度、化肥使用強度、農業使用強度這3項指標作為生態保護準則層的評價指標，指標數值越大，表明地區生態環境保護壓力越大，設施農產品的質量安全越難保障。

2.2?指標數據的處理

由于各項指標數值存在量綱不統一的問題，在計算之前須要對指標數值進行標準化處理，得出標準化值后再進行下一步的運算。比較常見的數據標準化方法有極大值標準化、標準差標準化、極差標準化、離差標準化等方法。本研究采用極差標準化的方法對各項指標數值進項標準化。極差標準化方法根據不同的指標性質有不同的數據處理公式。

（1）正效應指標：

Yij=xij-xminxmax-xmin。（1）

（2）負效應指標：

Yij=xmax-xijxmax-xmin。（2）

式中：Yij為i準則層j指標層數據值的標準化結果;xij為i準則層j指標層數據值;xmin為i準則層j指標層數據值中最小值;xmax為i準則層j指標層數據值中最大值。

2.3?指標權重的確定

指標權重的確定有多種方法，常用的有層次分析法、TOPSIS模型、信息熵法、因子分析等方法，本研究選擇層次分析法作為確定權重的方法。層次分析法是一種將多目標、多準則的復雜決策系統分解為目標、準則、方案等層次，運用定性和定量相結合的方法，通過逐層次比較各種因素的重要性為分析及最終的決策提供定量的依據的方法。

2.4?河南省設施農業發展潛力評價

2.4.1?準則層分值計算

Fi=∑nj=1（Fij×Wij）。（3）

式中：Fi為i準則層現狀評價分值;Fij為i準則層j指標的現狀評價分值;Wij為i準則層j指標的權重值。

2.4.2?設施農業發展潛力評價總分值

F=∑ni=1（Fi×Wi）。（4）

式中：F為設施農業發展現狀評價總分值;Fi為i準則層現狀評價分值;Wi為i準則層權重值。

2.4.3?分值計算

通過對各指標數值的標準化，指標權重的確定，標準化數值與權重的加權求和分別得出資源現狀、經濟區位、科學技術、生態保護等準則層的分值結果，進而得出河南省設施農業發展潛力評價的總結果（表2）。

考慮河南省各地區區域特征，結合專家意見，制定河南省設施農業發展潛力評價標準（表3）。

3?河南省設施農業發展潛力評價結果

3.1?資源稟賦發展潛力

結合表2、表3來分析河南省設施農業發展潛力評價結果，從資源稟賦條件（圖1）來看，開封市、南陽市、信陽市、周口市、駐馬店市為高等級，這幾個城市資源稟賦條件整體較高。從人均耕地上來看，依次為913.38、1 046.72、1 306.73、973.38、1 353.40 m2，均高于省人均耕地面積820.04 m2;從人均水資源量上來看，依次為2 024.18、3 527.30、16 017.08、2 451.25、5 526.47 m3，其中信陽市、駐馬店市人均水資源量遠遠高于全省人均水資源量3 452.36 m3，南陽市人均水資源量略高于全省人均水資源量;從農業用水比重上看，依次為58.18%、57.09%、58.52%、69.36%、63.81%，均高于全省平均農業用水量比重53.31%;從農產品品牌數量來看，依次為26、20、17、27、28個，均高于全省平均數量15個。洛陽市、新鄉市、漯河市、三門峽市、商丘市資源稟賦發展潛力評價等級為中等級。其他8個地市資源稟賦發展潛力評價等級為低等級，從總體來看河南省設施農業發展的限制因素中資源約束的影響較大。

3.2?經濟區位發展潛力

從經濟區位條件（圖2）來看，鄭州市、焦作市發展潛力評價等級為高等。從城鎮化率來看，鄭州市、焦作市的城鎮化率分別為71.0%、56.5%，均超過全省平均49.7%的城鎮化率;從人口密度上看，

鄭州市人口密度為1 313.51人/km2，焦作市人口密度為865.85人/km2，遠高于全省689.65人/km2的平均水平;從居民消費水平上來看，鄭州市居民消費水平為28 988元，焦作市居民消費水平為21 238元，高于全省平均15818.28元的消費水平。鄭州市作為河南省的省會城市，其城鎮化率和人口密度、居民消費水平等指標都居于各地市首位，表明鄭州市作為河南省省會城市對設施農產品的需求程度明顯高于其他地市，對鄭州市和周邊城市的設施農業發展具有推動作用，瀕臨鄭州市的開封市、許昌市、漯河市經濟區位發展潛力評價等級為中等，其他地市經濟區位發展潛力評價等級為低。

3.3?生產條件發展潛力

從生產條件（圖3）來看，鄭州市發展潛力評價等級為高等。作為河南省的省會城市，鄭州市集聚著河南省的教育資源，數據顯示，鄭州市的高校和科研機構數量為944個，占全省高校和科研機構總數量的30.63%;科技活動人員為114 570名，占全省總量的30.85%;農業機械總動力為433.10萬kW，低于全省平均數量547.50萬kW;農戶固定資產投資比例為1.02%，低于全省平均水平1.72%。鄭州市農業機械總動力和農戶固定投資比例偏低的原因與鄭州市的城鎮化水平較高且城市發展定位不同于其他各地市有關。其他地市生產條件發展潛力評價等級為低等。值得注意的是，生產條件準則層評價結果中沒有評價為中等的城市，這也體現了河南省內設施農業生產資源分布極不均衡的現象。省會城市鄭州市集聚著大量的高校、科研機構以及科技活動人員，而高校、科研機構和科技活動人員又是影響設施農業生產發展的重要因素，從而形成省內設施農業生產條件差距懸殊的局面。

3.4?生態保護發展潛力

從生態保護壓力（圖4）來看，安陽市、商丘市發展潛力評價等級為低等，周口市評價等級為中等。安陽市、商丘市、周口市都是農業大市，屬于河南省核心農產區，作物的連年種植不斷地從土壤中汲取大量養分，使得土壤貧瘠甚至退化，容易導致病蟲害的發生，農戶們為了追求作物的穩產高產只能不斷加大化肥和農藥的使用量，給當地的土壤和生態帶來巨大壓力。相關數據顯示，安陽市農藥使用強度為 15.58 kg/hm2，化肥使用強度為1 138.93 kg/hm2，塑料薄膜使用強度為51.34 kg/hm2。其中，化肥使用強度是全省平均水平的1.32倍，塑料薄膜使用強度為全省平均水平的2.68倍。商丘市農藥使用強度為28.43 kg/hm2，是全省平均水平的1.88倍;化肥使用強度為1 172.46 kg/hm2，是全省平均水平的1.36倍;塑料薄膜使用強度為18.88 kg/hm2，略低于全省平均水平19.16 kg/hm2。周口市的生態保護壓力評價等級為中等，其農藥使用強度為 21.09 kg/hm2，化肥使用強度為957.82 kg/hm2，塑料薄膜使用強度為23.11 kg/hm2，各項指標也均高于全省平均水平。其他15個地市評價等級均為高，從總體來說，河南省發展設施農業的生態保護壓力比較小。

3.5?發展潛力評價綜合等級

從河南省設施農業發展潛力評價綜合等級（圖5）來看，鄭州市、駐馬店市發展潛力評價為高等，開封市、洛陽市、許昌市、漯河市、信陽市發展潛力評價為中等，焦作市、平頂山市、安陽市、鶴壁市、新鄉市、濮陽市、三門峽市、南陽市、商丘市、周口市、濟源市發展潛力評價為低等。

4?河南省設施農業發展布局優化

根據以上各地市的發展潛力評價結果，結合河南省設施農業發展現狀調研，對河南省設施農業的發展進行布局優化。將河南省設施農業分為4種不同發展類型，分別為規模設施農業、都市設施農業、有機設施農業、一般設施農業。

4.1?規模設施農業

對于資源稟賦發展潛力評價較好的地市，選擇發展規模設施農業，如開封市、南陽市、信陽市、駐馬店市。其區域內自然條件好，居民對設施農產品的需求可以得到滿足，而且沒有很大的耕地和生態環境保護壓力，可以借助其得天獨厚的自然條件發展規模設施農業。發展規模設施農業除了滿足本地區居民對設施農產品需求以外，還可以對資源匱乏但居民需求量大的城市進行設施農產品輸出，如鄭州市、焦作市等城市。借助資源的優勢集中發展規模設施農業，并且形成具有地方特色的產業化設施農業，不僅能帶來規模效益，相對于農戶零散的經營也更具有抵御風險的能力。發展規模設施農業不僅需要大規模的連片土地和大量資金投入去建設基礎設施的，還需要先進的生產和管理技術，所以大規模土地流轉難以推進、缺少資金支持、缺少技術支撐、產品銷路等問題是發展規模設施農業需要著力解決的問題。這些問題需要政府的正確規劃引領，推進土地流轉的進行，鼓勵金融業對農業的扶持，加大農業科研的基金支持，培訓新型從業人員，完善規模設施農業產業化體系等一系列措施。

4.2?都市設施農業

對于經濟區位發展潛力評價相對較好的地市，選擇發展都市設施農業，如鄭州市、焦作市、許昌市、漯河市。其區域內經濟發達，居民消費水平高，對設施農產品的需求量不僅大而且對其質量和種類要求也很高。從地理位置上看，這幾個城市分布形狀大致呈現出以省會鄭州市為中心的輻射狀，鄭州市的人口聚集效應帶來了對設施農產品的大量需求，這種需求會向周邊城市輻射。因此，此類城市應著力發展都市農業在鄭州市及周邊城市適當擴大設施農業用地范圍，滿足居民對設施農產品的各方面需求。發展都市設施農業應主要以滿足都市內人群對設施農產品的需求，除此之外還可以適當拓展都市設施農業的一些功能。在距離城市郊區的設施農業不僅可以向市區提供農產品，還可以根據各地不同文化、自然環境等特點提供針對不同消費人群的休閑觀光市場，以此來拓展都市設施農業的休閑觀光功能。這樣不僅滿足了都市人群的休閑消費需求，也給都市設施農產品帶來附加值。

4.3?有機設施農業

有機設施農業相比較于一般設施農業具有農產品質量安全和環境友好的優點，發展有機設施農業是解決一般設施農業生產過程中對環境帶來破壞以及實現設施農業可持續發展的有效途徑，同時也滿足了人們對高品質農產品的需求。所以對于生態保護等指標評價結果為差的地市，如安陽市、商丘市、周口市。其區域內自然條件差，自然資源匱乏，經濟水平和居民需求低，且生態保護壓力很大，因此此類城市可以發展綠色環保可持續的有機設施農業，以減少設施農業發展對生態環境的破壞。隨著生活水平的提高和食品安全事故的頻繁發生，人們對食品安全問題越來越重視，對有機農產品的需求也越來越大，至2016年底，中國有機農業耕地面積160萬hm2約占全國耕地面積的1.5%，有機產值、銷售額分別達到1 323億、450.6億元[13]，可以說低污染高品質的有機農業是農業發展的趨勢。世界上設施農業較為發達的國家都有發展生態友好型的有機設施農業的趨勢，其中無土栽培是現代溫室作物生產的主要形式，目前全球有100多個國家和地區采用無土栽培技術，其中美國是最早應用無土栽培技術進行商業化生產的國家，荷蘭是無土栽培技術最發達的國家[2]。此外，采用生物、生態、物理防治等措施減少化肥農藥的使用量，減小設施農業生產過程中對設施土壤和環境的破壞。發展有機設施農業不僅可以解決一般設施農業帶來的問題，還能促進農業的發展進步，但是有機設施農業對經營主體的生產技術和專業知識要求較高、基礎設施建設和相關認證費用較高，阻礙了一般設施農業向有機設施農業的轉化。這就需要政府的相關政策扶持，包括前期建設和認證費用補貼等資金支持、建全認證監管制度、加大生產技術等科研投入、提供完善的技術推廣服務等。

4.4?一般設施農業

對于其他潛力評價等級為中或者低的城市，其區域內各條件的發展潛力處于中或低等，對于發展其他類型設施農業不具有優勢，針對這類地市以發展一般設施農業為主，這些地市包括洛陽市、平頂山市、鶴壁市、新鄉市、濮陽市、三門峽市、濟源市，主要以供應當地需求為主。

5?結論

從資源稟賦、經濟區位、生產條件、生態保護4個方面構建評價體系對河南省各地市設施農業發展潛力進行評價，在此基礎上，對河南省各地市設施農業的發展方向作布局優化，主要結論如下。

河南省各地市設施農業發展潛力評價各準則層評價結果分別為：資源稟賦準則層評價結果顯示，信陽市、駐馬店市、開封市、南陽市、周口市為高等，商丘市、洛陽市、新鄉市、漯河市、三門峽市為中等，許昌市、平頂山市、安陽市、濮陽市、濟源市、鶴壁市、焦作市、鄭州市為低等;經濟區位準則層評價結果顯示，鄭州市、焦作市為高等，漯河市、許昌市、開封市為中等，濟源市、安陽市、洛陽市、鶴壁市、平頂山市、新鄉市、濮陽市、周口市、駐馬店市、南陽市、商丘市、三門峽市、信陽市為低等;生產條件準則層評價結果顯示，鄭州市為高等，南陽市、駐馬店市、新鄉市、洛陽市、周口市、商丘市、開封市、焦作市、信陽市、許昌市、平頂山市、安陽市、濮陽市、漯河市、鶴壁市、三門峽市、濟源市為低等;生態保護準則層評價結果顯示，駐馬店市、洛陽市、鶴壁市、許昌市、濟源市、信陽市、鄭州市、漯河市、平頂山市、三門峽市、開封市、濮陽市、新鄉市、焦作市、南陽市為高等，周口市為中等，商丘市、安陽市為低等。

河南省各地市設施農業發展潛力綜合評價的結果顯示，鄭州市、駐馬店市發展潛力評價為高等，開封市、洛陽市、許昌市、漯河市、信陽市發展潛力評價為中等，焦作市、平頂山市、安陽市、鶴壁市、新鄉市、濮陽市、三門峽市、南陽市、商丘市、周口市、濟源市發展潛力評價為低等。

在評價結果的基礎上，結合河南省各地市實際情況，對河南省各地市設施農業發展布局進行優化，結果顯示，開封市、南陽市、信陽市、駐馬店市以其資源稟賦優勢發展規模設施農業;鄭州市、焦作市、許昌市、漯河市經濟區位處于優勢地位，因此發展都市設施農業;安陽市、商丘市、周口市因其生態問題嚴重，適合發展有機設施農業;其他地市發展一般設施農業。

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