基于“三調”數據淺析生態退耕對糧食安全的效應

李中建　張碧云

摘要：為了評估生態退耕是否會影響到糧食安全，本文從糧食生產的角度出發，基于“三調”數據對影響糧食產量的因素進行了分析，并進一步指明了生態退耕與各個影響因素之間的關聯性。研究發現，生態退耕雖然會對耕地面積造成影響，但由此帶來的土地優化效應、生態補償效應以及要素密集效應也會對糧食產量進行補償，從而達到地減糧增的效果。因此在牢守耕地紅線的基礎上統籌生態建設，對于國家糧食安全問題的解決具有重要的積極作用。

關鍵詞：糧食安全 生態退耕 土地優化效應 生態補償效應 資源密集效應

一、引言

據《第三次全國國土調查主要數據公報》顯示，截至目前，我國林地保有面積為42.62億畝，草地面積為39.68億畝，濕地面積為3.52億畝。從“二調”到“三調”期間，生態功能較強的林地、草地、濕地、河流水面、湖泊水面等地類凈增加了2.6億畝，這表明自1999年開始的退耕還林、還草、還湖工作取得了積極的成效。

當前學術界關于生態退耕的研究主要有以下特點：第一，在研究內容上，主要強調生態退耕的重要性。一些學者認為糧食的盈余是以生態赤字為代價的，隨著耕地的不斷開墾人地矛盾變得更加尖銳，耕地質量下降、退化面積增加、農業資源壓力越來越大、環境問題日益突出等一系列問題已經對于我國農業可持續發展形成了新的威脅。（衣華鵬等，2005;尹昌斌，2015;何玲，2016）;第二，在研究方法上，主要是通過遙感技術對生態退耕政策實施前后某一區域的耕地、草地、林地資源進行動態變化對比分析來反映該地區生態退耕所取得的效果。（樓利明等，2004;張俊，2006）;第三，在研究范圍上，主要針對某一省份或地域進行。其中大多集中在對于黃土高原水土流失區以及西部生態脆弱地區退耕政策的可持續性進行評估。（鄭偉元，2002;劉賢趙，2006;周萬畝，2007）。綜上所述，現有文獻對于生態退耕問題的研究已經取得了一定的進展，但大都從生態退耕政策的必要性和可持續性，或是退耕以后帶來的生態效益等角度來展開，而對于生態退耕政策實施以來對我國糧食產量造成的影響研究仍有待深入。本文可能性的貢獻主要有以下兩個方面：第一，以“三調”數據中反映出的實際數據出發，拓展了生態退耕政策的實施對于耕地保護以及糧食安全的影響。本文認為，生態退耕能夠通過顯著的土地優化效應、生態補償效應以及要素密集效應對糧食產量進行補償，最終達到地減糧增的效果;第二，將研究范圍從某一特定區域擴展至全國范圍。通過全國性調查數據進行實證分析，更好地論證了生態退耕與糧食安全的共贏性，從而為我國生態退耕工作總體的持續穩步推進提供可靠的依據。

二、糧食產量與農業要素投入的相關性分析

（一） 變量的選取以及數據來源

解決糧食安全問題主要有三個途徑，它們分別是增加糧食總產量、降低糧食總需求以及擴大糧食進口。但是要想從根本上解決糧食安全問題只能從增加糧食總產量入手。因此本文通過對于前人研究經驗的總結以及查閱大量的文獻資料，最后采用糧食總產量Y作為被解釋變量，糧食播種面積x1、受災面積x2、有效灌溉面積x3、化肥施用量x4、農業機械總動力x5作為解釋變量。其中數據主要來源于2001-2020年中國統計年鑒，具體變量說明及數據如表1、表2所示：

（二）模型的構建及求解

根據多元線性回歸模型我們可以建立如下模型：

y=β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+u

其中：y為糧食產量，x1為糧食播種面積，x2為受災面積，x3為有效灌溉面積，x4為化肥施用量，x5為農業機械總動力。βi（i=1，2，3，4，5）為第i個影響因素的擬合參數，β0為常數項，u為隨機誤差項（代表著其他影響糧食產量的因素）。采用計量軟件對2001-2020年糧食產量影響因素的數據進行分析，根據分析結果可以得如下方程式：

y=-25503.471+0.283x1-0.104x2+0.688x3+1.236x4+0.068x5

（三）模型的檢驗以及回歸結果分析

經過檢驗，模型中各變量存在著多重共線性，因此必須對模型進行修正。最后在采用逐步回歸法消除多重共線后發現，y=f（x1，x2，x3，x4）是最優組合，因此將農業機械總動力進行剔除，再對其余四個解釋變量與糧食產量之間進行回歸分析，最終確定的理想模型為：

y=-30986.192+0.272x1-0.109x2+0.784x3+2.532x4

t=（-5.160? 2.898? -3.682? 7.806? 4.582）

R2=0.996? ? 調整后的R2=0.995? ? ?DW=1.526

F=922.305

根據模型最終求解的結果我們可以得知，x1（糧食播種面積）、x3（有效灌溉面積）、x4（化肥施用量）等因素與糧食產量之間正相關，而x2（受災面積）與糧食產量之間負相關。其中化肥施用量對糧食產量的影響最為明顯，化肥施用量與糧食產量的相關系數為2.532，表明化肥施用量每增加1單位，糧食產量約增加2.532單位。其次對于糧食產量影響比較大的因素是有效灌溉面積，有效灌溉面積與糧食產量的相關系數為0.784，表明有效灌溉面積每增加1單位，糧食產量約增加0.784單位。在眾多影響因素中，對糧食產量影響作用最小的是糧食播種面積，其中糧食播種面積與糧食產量的相關系數為0.272，表明糧食播種面積每增加1單位，糧食產量約增加0.272單位。而x2（受災面積）與糧食產量之間負相關，相關系數為-0.109，表明受災面積每增加1單位，糧食產出將減少0.109單位。

三、生態退耕對糧食產出的效應分析

在眾多影響糧食產量的因素中，生態退耕與糧食播種面積、受災面積、有效灌溉面積、化肥施用量等均有著正向或者負向的相關關系，因此生態退耕對于糧食產出具有多重影響，主要表現在：

（一）負面效應

耕地面積是影響糧食產量的重要因素之一，耕地面積每增加1單位，糧食產出增加0.272單位，而生態退耕最直接的負面影響是造成耕地面積的減少。從“二調”到“三調”期間，我國生態功能較強的林地、草地、濕地、河流水面、湖泊水面等地類凈增加了2.6億畝，而在過去十年的地類轉換中，耕地凈流向林地1.12億畝，由此看來，生態退耕是耕地面積減少的重要因素之一。與此同時，退耕過程中也出現了一些生態用地與農業用地不合理的“爭地”現象：違法違規占用耕地甚至是永久性基本農田、破壞耕地開挖人工湖泊或者濕地建設、“麥苗被迫給樹苗讓道”等。導致了目前我國的耕地保護形勢依舊十分嚴峻。而作為一個擁有十幾億人口的超級農業大國，必須堅持十八億畝耕地底線不動搖，才能保障糧食安全問題。

值得注意的是，關于耕地面積的減少問題，“三調”中也作出了專門的批注和調查，調查數據顯示，目前我國建設用地面積總量高達6.13億畝，較“二調”時增加1.28億畝，增幅為26.5%，同期常住人口城鎮化率從48.34%增加至62.71%，表明建設用地的增加與經濟發展的總體需求基本相適應。但其中城鎮建設用地規模為1.55億畝，節約集約程度不足的問題仍十分的突出，農村用地規模達3.29億畝，布局不合理的問題依然十分明顯，這表明城鄉建設用地盤活利用具有著較大的潛力。同時根據諾瑟姆曲線來看，當城鎮化水平達到70%時，城鎮化將進入減速期，此時農村向城鎮的人口轉換將趨于停止。而目前我國城鎮化率已經高達62.71%，明顯進入了減速期階段，當人口城鎮化增長停滯時，土地城鎮化的速度便會快于人口城鎮化，如此一來，便會造成土地資源與人口增長的資源錯配，此時需要更新老城區，將城鎮擴張建設時所侵占的土地通過復墾或生態修復的方式恢復為農用地。并且目前全國共有8700多萬畝可立即恢復為耕地的土地，并且有1.66億畝土地也可通過工程措施恢復為農用地進而恢復成耕地。綜上所述，由生態退耕所造成的耕地面積部分的減少可以得到補償，只要統籌安排，嚴格管控，完全可以守住18億畝的耕地紅線。

（二）正面效應

糧食安全問題的解決主要有兩種方式，一是增加糧食播種面積，二是提高單位面積產量。而退耕措施雖然會造成耕地面積的部分減少，但從改善農業生態環境、轉移生產要素、提高投入產出效率的角度而言，退耕政策實施后又能夠提高單位面積產量，具體表現在：

1. 土地優化效應。生態退耕雖然會造成耕地面積減少，但就我國退耕政策實施的對象上來看，減少的耕地主要為水土流失嚴重的耕地，沙化、鹽堿化、石漠化嚴重的耕地，生態環境脆弱，糧食產量低而不穩的耕地，這些耕地本身發展農業的邊際效用就比較低。根據國土資源部頒布的西部大開發土地資源調查評價中顯示，西部地區15度以上的坡地耕地糧食平均畝產量只有111.5公斤，其中長江流域畝產147公斤，黃河流域畝產50.5公斤，按此測算，全國陡坡耕地的糧食產量不足糧食總產量的2%，并且由部分退耕土地所造成糧食減產的部分，可以通過提高剩余耕地的單產水平來進行補償。如圖1所示，從近二十年退耕政策的實施結果來看，在退耕面積不斷增加的趨勢下，我國糧食產量總體仍呈上升的情況，增加了共21685萬噸。這表明退“劣田”后，不僅不會造成糧食產量的總量減少，反而能夠通過土地優化效應充分地發揮優質耕地的利用潛能，實現各類土地資源的合理利用，促進土地生態系統平衡的維持，從而對糧食產量產生正的影響。

2. 生態補償效應。受災面積與糧食產量之間存在著負相關關系，受災面積每增加1單位，糧食產出將減少0.109單位。而退耕帶來的生態補償效應主要表現為能夠有效地調節異常氣候，減少水土流失面積，從而使耕地受災面積顯著減少。影響糧食綜合產能的因素有很多，而氣候災害是其中重要的因素之一，尤其是對于我國這樣一個糧食生產大國來說，由氣候變異所帶來的旱澇災害已經成為直接影響我國糧食安全的直接因素，并且將持續地為農業生產帶來嚴重的威脅。據統計，僅2020年，全國農作物受災面積已經高達19960千公頃，占當年糧食播種總面積的17.09。由此可見，我國的糧食種植以及糧食產量遭受氣候災害的影響嚴重。而退耕還林、還湖、還草實施后能夠有效的調節氣候的異常，減少旱、澇氣候發生的頻率，增強農作物抵御自然災害的能力，從而減少耕地受災面積。并且生態退耕后的林草恢復達到一定程度后也能夠起到降低風速的作用，正所謂是“一堵防風墻，十年豐收糧”，以“林”護耕，不僅能夠保持水土涵養水源、并且水土流失和土地荒漠化得到控制，從而為糧食生產帶來明顯的正外部性。如圖2所示，從2001年生態退耕政策實施以來，我國的受災面積雖然出現波動，但總體呈下降趨勢，從2001年的52210千公頃下降到2020年的19960千公頃，這表明，生態退耕能夠使受災面積顯著減少。

3.要素密集效應。要素密集效應主要表現在生態退耕可以促進化肥、水資源、科技投入等生產要素向剩余耕地聚集，從而提高存量耕地的單產水平。研究表明，在我國諸多糧食產量的影響因素中，化肥是最高效、最快速的增產措施，化肥施用量每增加1單位，糧食產量約增加2.532單位，因此化肥要素的投入對于糧食增產有著重要的促進作用。而生態退耕主要針對于山區、尤其是坡度大于25度的地區開荒，這些地區本身土壤有機物質含量便十分地低，耕地肥力普遍低下，化肥投入報酬較低，在這些耕地上投入的生產要素所帶來的邊際效用必然會低于非坡地耕地和非沙化耕地的邊際效用。而實施生態退耕后，可以有效地促進原沙地、坡地中投入的化肥轉向更適宜的區域，來提高剩余耕地的單位面積產出，進而增加我國糧食總產出。曹一平（2009）在對于農業有機化肥的研究中也曾指出，農作物高產與施肥、育種、科技、灌溉等多種因素息息相關，而其中最重要的影響因素便是施用化肥，在糧食增產中有著不可替代的重要作用，除了能夠直接增加糧食產量外，化肥還可以促進綠色植物的生長，并通過光合作用固定二氧化碳釋放氧氣，從而能夠增加有機物質的含量，進一步地提高土壤肥力，為糧食增產帶來明顯的生態效益。

其次，有效灌溉面積與糧食產出之間也有著顯著的相關性。關于有效灌溉面積對于增加糧食產量的作用，馮穎等人（2012）曾利用Cobb-Douglas生產函數來對于我國有效灌溉與糧食單產的面板數據模型進行了構建，并在研究結果中指出，如今旱澇災害頻發已經嚴重的影響到了我國的糧食生產水平，而提高有效灌溉面積不僅能夠增強抵御自然災害地能力，并且還能夠彌補我國水資源與耕地面積分布不匹配的問題，促進農業用水資源的合理配置。尤其是對我國西北地區來講，增加有效灌溉面積對于糧食產量的正向影響更為顯著，有效灌溉下的旱田糧食產量比自然條件下的糧食產量增產高達173.2%，有效灌溉的水田單產比自然條件下的水田單產產量增加更是高達320.1%。由此可見，增加有效灌溉面積是增加糧食產量的又一重要途徑。而實施生態退耕后，一方面，可以將退耕土地中節省的水源用于其他適宜耕地的灌溉，從而增加未退耕土地的有效灌溉面積，提高剩余耕地的糧食單產量;另一方面，退耕后的森林、植被、湖泊也有著很好的蓄水功能，能夠充分地存儲和利用自然降水資源，有效地緩解我國農業用水資源緊缺的問題，促進剩余耕地有效灌溉的面積增加，從而對糧食產出帶來正向影響。

除此之外，勞動力、科技以及農業機械等要素的投入也可以對于糧食增產帶來顯著的正面影響，而實施生態退耕后可以促進這些生產要素向現有耕地進行轉移，為存量耕地提供更多的資金、人力支持，促進存量耕地集約化經營，促進糧食增產增收。

四、結論及政策性建議

綜上所述，本文從“三調”中反映出的實際問題出發，建立多元線性回歸模型對影響糧食產量的因素進行了分析，并進一步指出了生態退耕對糧食安全的雙重效應。研究發現主要為以下兩點：第一，生態退耕對于糧食安全的負面效應在于會造成耕地面積的減少，但從“三調”中顯示的數據來看，近年來隨著建設用地以及農業結構調整占地面積的增加，由生態建設所導致耕地面積減少的比例下降，并且全國目前有超過2億畝土地可以通過工程措施恢復為耕地，因此，生態退耕并不會對于我國當前的耕地保護形勢構成實質性威脅;第二，退耕政策實施以后能夠為糧食生產帶來明顯的土地優化效應、生態補償效應以及要素密集效應，通過這些正向效應能夠增加土壤肥力、調節異常氣候、降低受災面積、促進生產要素的集中，從而對糧食產量進行補償，最后反而能夠達到地減糧增的效果。基于以上結論，為了更好地推進生態建設與糧食安全協調發展，本文提出了以下幾點建議：第一，確保雙重底線。糧食安全的保障應從耕地面積、耕地生態環境的角度出發，在確保十八億畝耕地“底線”的基礎上，科學合理地劃定生態保護“底線”。對于“三調”中發現的不適宜耕種的土地，按照“宜林則林、宜草則草、宜濕則濕”的原則進行逐步規劃和調整，在完成國家規劃確定的耕地保護目標下，促進退耕工作有序、有效、有步驟的開展;第二，落實占補平衡。確保糧食安全必須堅持最嚴格的耕地保護制度，在建設用地以及農業調整用地占用耕地面積增加的同時，合理規劃城鄉生產、生活、生態空間，提高存量土地的開發與利用效率，確保補充耕地與占用耕地的數量、質量相等，以此來消減退耕帶來耕地面積減少的負面影響;第三，促進增產增收。提高存量土地的糧食單產量是促進生態建設與糧食安全互利共贏的又一重要途徑，在生態建設導致耕地面積減少的形勢下，應該貫徹落實“藏糧于地、藏糧于技”，通過科技創新提高農業生產效率，通過生態效應促進糧食穩產增收，在改善農業生態環境的同時，有效地促進增產增收。

參考文獻：

[1]衣華鵬，劉賢趙，張鵬宴.生態退耕對糧食生產的影響探討[J].水土保持研究，2005，12（5）：197-205.

[2]尹昌斌，程磊磊，楊曉梅，趙俊偉.生態文明型的農業可持續發展路徑選擇[J].中國農業資源與區劃，2015，36（1）：17-21.

[3]何玲，賈啟建，李超.基于生態系統服務價值與糧食安全的生態底線核算[J].應用生態學報，2016，27（1）：215-224.

[4]樓立明，劉衛東，馮秀麗.基于高分辨率遙感影像的土地利用變化監測[J].遙感技術與應用，2004，19（1）：30-33.

[5]張俊，周成虎，張永民，黃滿湘.張北生態退耕遙感監測與評價.資源科學[J]，2006，28（2）：104-108.

[6]鄭偉元，朱明君.西部地區耕地后備資源開發利用和生態退耕的初步分析[J].中國土地科學，2002，16（3）：31-35.

[7]劉賢趙，宿慶.黃土高原水土流失區生態退耕對糧食生產的可能性影響[J].中國人口資源與環境，2006，16（2）：99-104.

[8]周萬畝，李佩成.黃土丘陵溝壑區退耕還林工程現狀研究[J].水土保持研究，2007（5）：117-121.

[9]曹一平，王興仁，趙紹華.中化化肥免費電話咨詢答選：有機肥和化肥的施前準備[J].磷肥與復肥，2009，24（1）：82-84.

[10]馮穎，姚順波，郭亞軍.基于面板數據的有效灌溉對中國糧食單產的影響.資源科學[J].2012，34（9）：1734-1740.

課題項目：本文系河南省社會科學規劃專題項目“農民工返鄉創業與鄉村振興的聯動機制研究”階段性成果（課題編號：2021ZT04）。

作者簡介：李中建（1971），男，鄭州大學商學院教授、博士生導師、經濟系主任，主要研究方向為勞動力流入和地方經濟發展。

張碧云（1996），女，鄭州大學商學院碩士研究生，主要研究方向為國民經濟學。