湖南糧食生產效率時空特征及影響因素研究

肖景峰，余 德，金龍新，陳俊宇，劉 英，祝琪雅

（1.湖南省農業經濟和農業區劃研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南農業大學風景園林與藝術設計學院，湖南 長沙 410128；3.湖南省農業信息與工程研究所，湖南 長沙 410125）

民為國基，谷為民命。糧食安全事關國家安全，事關國計民生，更是實現中華民族偉大復興的重要基礎[1]。2020 年12 月，習近平總書記在中央農村工作會議上強調，“從世界百年未有之大變局看，穩住農業基本盤、守好‘三農’基礎是應變局、開新局的‘壓艙石’”。改革開放以來，我國城鎮化進程加快，耕地保護壓力日益增大，中央政府出臺了一系列耕地保護政策，如耕地占補平衡、永久基本農田保護、高標準農田建設政策等[2-4]。這些政策的實施有效保護了耕地數量、質量和生態，對保障糧食安全發揮了重要作用。國家統計局發布的數據顯示，2022 年全國糧食總產量為6.865 3 億t，我國糧食產量連續8 a 超過6.5 億t，糧食生產實現“十九連豐”，這對國民經濟發展、社會民生穩定、全球糧食安全具有重大意義。

但需要關注的是，我國糧食產量增速逐年放緩、增長乏力[5]。尤其是近些年，耕地撂荒、邊際化、“非糧化”、“非農化”等現象比較嚴重[6]，加上新冠疫情影響，國內外經濟發展環境的復雜性、嚴峻性、不確定性持續上升，我國糧食安全在未來較長一段時間內仍將面臨諸多風險與挑戰[7]。在此背景下，我國需要進一步落實藏糧于地、藏糧于技戰略。“藏糧于地”要求保護足夠面積高質量、健康的耕地；“藏糧于技”要求通過種子改良、現代化種植技術等促進糧食生產提質增效。而隨著工業化、城鎮化的持續推進，我國耕地數量可能會繼續下降，糧食生產規模難以擴大[8]。因此，在多重約束條件下，提高糧食生產效率成為保障我國糧食安全的重要舉措。

湖南是全國13 個糧食主產區之一，2021 年以占全國2.8%的耕地生產了占全國4.5%的糧食。湖南糧食作物以水稻為主，2021 年湖南水稻種植面積占糧食作物種植面積的83.46%，居全國第1 位[9]?？梢?，湖南糧食生產對保持全國糧食總量平衡和區域協調、保障全國糧食安全具有重要的戰略意義[10]。因此，該研究深入探究2010—2020 年湖南糧食生產效率的時空特征和影響因素，以推進湖南糧食生產可持續發展，更好發揮湖南作為產糧大省的作用，從而進一步保障國家糧食安全。

1 區域概況、指標體系與研究方法

1.1 研究區域概況

湖南位于我國中部，總面積為21.18 萬km2，地理 坐 標 為108°47'E～114°15'E，24°38'N～30°8'N，東臨江西省，西接重慶市、貴州省，南毗廣東省、廣西壯族自治區，北連湖北省。湖南地處云貴高原向江南丘陵、南嶺山脈向江漢平原過渡的地帶，三面環山，形成從東南西三面向東北傾斜開口的不對稱馬蹄狀，土地結構總體呈“七山二水一分田”。湖南屬亞熱帶季風濕潤氣候，水熱條件好，十分適合農業生產。湖南雖然耕地面積較少，但糧食單位面積產量較高，自古以來都是重要的糧食生產基地，素有“湖廣熟、天下足”的美譽。湖南糧食生產主要分布在湘北、湘南區域，其2021 年糧食產量分別約占全省糧食生產總量的30%、27%。

1.2 指標體系與數據來源

該研究以2010—2020 年湖南糧食生產效率為研究對象。為了消除研究時期內生產資料和糧食價格變化帶來的不利影響，該研究在進行糧食生產效率評價時均選取實物量指標。參考已有研究[11-13]，該研究選擇糧食產量作為產出指標，選擇土地投入、勞動力投入、機械投入、化肥投入、灌溉投入作為投入指標，具體指標體系如表1 所示。2010—2020年湖南糧食生產效率測算所需的數據均來自相應年份的《湖南統計年鑒》、《湖南農村統計年鑒》及湖南各地區統計公報。

表1 湖南糧食生產效率投入、產出指標體系

1.3 研究方法

1.3.1 糧食生產效率評估方法 該研究采用DEA 軟件測算糧食生產效率，選取糧食生產綜合技術效率、純技術效率、規模效率為被解釋變量，綜合技術效率可被分解為純技術效率和規模效率。綜合技術效率（CRS）用來評價糧食生產的資源配置效率：綜合技術效率值為1，說明該縣市區在當下的糧食生產要素投入水平下實現了有效率的產出；綜合技術效率值不為1，說明該縣市區糧食生產的資源配置處于非DEA 有效狀態，投入、產出關系不均衡，這樣的不均衡狀態通常表現為糧食產出不足，綜合技術效率值越接近1，說明糧食生產的資源配置效率越高。純技術效率（VRS）代表的是各地區在投入要素一定的情況下糧食生產投資決策和管理方面的能力。規模效率（SE）表示的是各地區糧食生產投資規模的合理程度，規模效率值越高，表明規模越合理。同時，為了更好地分析各縣市區糧食生產效率的時空格局演變特征，該研究參考已有研究[12]將效率值分為5 個級別，即高效率（≥0.95）、中高效率（0.85～0.95）、中效率（0.75～0.85）、中低效率（0.65～0.75）和低效率（＜0.65），并在GIS 軟件中將分級符號化，從而直觀地分析2010—2020 年湖南CRS、VRS和SE的變化情況。

1.3.2 糧食生產效率影響因素分析方法 該研究參考已有研究成果[11-13]分析可能影響糧食生產效率的因素。一方面，土地、勞動力、資本、技術等生產要素的投入水平在一定程度上決定了糧食生產效率的高低，這些要素的協同配置可以更好地發揮各要素的作用；另一方面，區域的社會經濟環境和產業結構對這些生產要素的投入會有一定的影響。如在工業經濟發達的地區，由于農業比較效益低下，較少人愿意從事農業生產活動，農業生產受到很大的沖擊，人們對糧食生產的積極性更加不高，這導致耕地“非糧化”現象的出現；而在經濟相對落后的地區，農業生產可能是家庭經濟收入的主要來源，人們對農業生產很有積極性，但由于資本不足、技術滯后等原因，糧食生產效率難以進一步提高。因此，糧食生產效率影響因素分析需要充分考慮社會經濟及資源稟賦等情況，全面選取相關指標。該研究通過夜間燈光遙感指數、人均可支配收入反映區域經濟和居民收入水平，通過農業從業人口數量、糧食播種面積、化肥施用折純量、農用柴油使用量、有效灌溉面積反映糧食生產要素的投入水平，將這些共同作為解釋變量，從而構建面板數據，進行糧食生產效率影響因素分析。2010、2015、2020 年湖南糧食生產效率影響因素分析中各解釋變量的描述性統計結果如表2 所示。此外，在回歸分析方法的選擇上，該研究首先使用普通最小二乘模型（Ordinary Least Squares，OLS）進行回歸分析，發現數據存在顯著的空間自相關性；然后對比了空間滯后模型（Spatial Lag Model，SLM）和空間誤差模型（Spatial Error Model，SEM）在該研究中的適用性，最終選擇采用SLM 模型分析湖南糧食生產效率的影響因素及其顯著性。

表2 2010、2015、2020 年湖南糧食生產效率影響因素分析中各解釋變量的描述性統計結果

2 結果與分析

2.1 湖南糧食生產效率時空特征分析

2010 年，湖南糧食生產CRS均值為0.12，VRS均值為0.60，SE均值為0.26；2015 年，湖南糧食生產CRS均值為0.85，VRS均值為0.88，SE均值為0.97；2020 年，湖南糧食生產CRS均值為0.90，VRS均值為0.91，SE均值為0.99。數據表明，2010—2020 年湖南糧食生產效率明顯提升，2020 年SE處于較高水平，但是CRS、VRS還有可以提升的空間。

從湖南各市州情況來看，2020 年，湘潭市、長沙市、婁底市、株洲市糧食生產CRS值較高，其次是邵陽市、懷化市、永州市、常德市、益陽市，其CRS值均在0.90 以上，湘西州則相對較低（圖1）。2010 年，各市州糧食生產VRS值差異較大，但隨著農業技術的推廣，各市州的純技術效率明顯提升，尤其是株洲市、湘潭市、婁底市、邵陽市、張家界市、懷化市等地區的純技術效率提升較大；2020年，純技術效率相對較低的市州為湘西州、張家界市、郴州市，其VRS值均不超過0.85（圖2）。此外，2010—2020 年湖南各市州糧食生產SE值提升較大，說明10 a 間各市州糧食生產的規模效率提升較大，糧食生產的規模趨于合理化（圖3）。

圖1 2010、2015、2020 年湖南各市州糧食生產CRS 變化情況

圖2 2010、2015、2020 年湖南各市州糧食生產VRS 變化情況

圖3 2010、2015、2020 年湖南各市州糧食生產SE 變化情況

從湖南各縣市區的情況來看，2010、2015、2020 年湖南各縣市區糧食生產效率差距逐步縮小，但提升的幅度差別較大，各縣市區糧食生產效率仍具提升空間（圖4）。2020 年，湖南各縣市區糧食生產的SE值差異較小，規模效率趨于一致，但純技術效率存在明顯的區別；尤其是湘西州、郴州市、張家界市的純技術效率值分別為0.76、0.85、0.85，大大制約了其糧食生產綜合技術效率的提升。如圖4所示，2010 年，全省各縣市區糧食生產的綜合技術效率和規模效率均較低，但長沙市、岳陽市、永州市等地區的純技術效率相對較高。2015 年，湖南各縣市區糧食生產的規模效率和純技術效率均有很大程度的提升，尤其是全省絕大部分地區的規模效率為中高效率和高效率級別，純技術效率相對較低的區域主要集中在湘西州、張家界市、常德市、郴州市。此外，郴州市多個縣市區的純技術效率為中效率級別。2020 年，糧食生產綜合技術效率為中高效率級別的區域主要分布在湘北地區，綜合技術效率為中效率和低效率級別的區域主要分布在湘南、湘西地區；純技術效率為低效率、中低效率級別的區域主要分布在湘南、湘西地區；全省各縣市區的規模效率整體水平較高。綜上所述，2010—2020 年湖南糧食生產效率得到了較大提升，但純技術效率仍是制約部分地區糧食生產綜合技術效率提升的主要因素，尤其是在湘西州、張家界市、郴州市等地區。

圖4 2010、2015、2020 年湖南糧食生產效率時空格局演變情況

2.2 湖南糧食生產效率影響因素分析

SLM 模型估計結果如表3 所示。湖南糧食生產CRS回歸結果中人均可支配收入、土地投入、化肥投入、灌溉投入通過了顯著性檢驗（P≤0.05），從相關系數來看，人均可支配收入、土地投入、灌溉投入與糧食生產CRS呈正相關，而化肥投入與其呈負相關。通過對解釋變量與VRS進行回歸分析發現，人均可支配收入、夜間燈光遙感指數、土地投入、化肥投入、灌溉投入通過了顯著性檢驗（P≤0.05），從相關系數來看，人均可支配收入、夜間燈光遙感指數、土地投入、灌溉投入與VRS呈正相關，化肥投入與VRS呈負相關。在SE的回歸模型中，僅人均可支配收入、夜間燈光遙感指數、化肥投入通過了顯著性檢驗（P≤0.05），且與CRS、VRS回歸模型不一樣的是，人均可支配收入與SE呈正相關，而夜間燈光遙感指數、化肥投入與SE呈負相關。

表3 SLM 模型估計結果

可見，人均可支配收入、夜間燈光遙感指數、土地投入、化肥投入、灌溉投入與2010—2020 年湖南糧食生產效率密切相關，而勞動力投入、機械投入對糧食生產效率影響的顯著性不強。結合已有研究結果[11-13]分析其原因可知，這可能是由于在糧食生產活動中機械投入和勞動力投入存在負相關關系，即在勞動力充足的時候，一定規模的糧食生產活動不需要投入太多機械，而在勞動力短缺時，一定規模的糧食生產活動需要投入較多機械，以提高糧食生產效率。而當前工業經濟快速發展在一定程度上解決了農業從業人員過剩的問題，其產生的“虹吸效應”導致留在農業內部務農的勞動力呈持續下降態勢，糧食生產活動中機械投入隨之日益增加，但受丘陵、山地地形及水利等生產條件的影響，湘西、湘中部分區域對糧食生產規模擴大及技術投入的積極性不高，這也在一定程度上導致模型估計結果顯示勞動力投入、機械投入對糧食生產效率的影響不顯著。

該研究繼續深入分析與糧食生產效率顯著相關因素對糧食生產效率影響的正負性。一是社會經濟發展因素。人均可支配收入與CRS、VRS和SE的相關系數均為正值，表明湖南居民的經濟收入水平提升在很大程度上提升了糧食生產效率。居民收入水平提升時，人們就有更多的資本投入到農業，從而進一步解放農村剩余勞動力，形成農業生產與經濟發展互相促進的良性循環。而夜間燈光遙感指數與VRS、SE的相關系數分別為0.09、-0.05，表明經濟發展較好地區在糧食生產技術投入方面有較大的優勢，可以提升糧食生產效率，但由于經濟發展較好地區主要為城鎮化、工業化發展較好地區，故也出現了糧食生產規模效率受到抑制的情況，這與人們的普遍認知較為一致。二是土地資源投入因素。糧食播種面積與CRS、VRS的相關系數分別為0.17、0.25，且都通過了顯著性檢驗，表明土地投入對糧食生產效率有較強的正向影響。這說明耕地資源豐富、糧食生產主導的地區容易形成規模化的糧食產業，糧食生產的投入產出效率高。三是物質資源投入因素。該研究中的回歸模型顯示化肥投入與CRS、VRS、SE的相關系數分別為-0.13、-0.14、-0.09，表明湖南糧食生產中化肥投入已經出現了報酬遞減的現象，化肥投入的持續增加已經難以進一步提升糧食生產效率，甚至會對耕地土壤質量造成嚴重的破壞。四是農田基礎設施因素。由于湖南糧食作物以水稻、玉米為主，而水稻、玉米在生產過程中需要大量的水，故灌溉投入與CRS、VRS的相關系數均為0.06，灌溉投入與CRS、VRS呈顯著正相關。

3 結論與建議

3.1 結 論

該研究基于統計數據對2010—2020 年湖南縣域尺度糧食生產效率進行了評價，分析了糧食生產綜合技術效率、純技術效率和規模效率的時空格局演變特征，探究了糧食生產效率的影響因素，得出結論如下。就糧食生產效率時空特征而言，2010—2020 年湖南糧食生產效率明顯提升，各縣市區糧食生產效率差距逐步縮小。到2020 年，湘潭市、長沙市、婁底市、株洲市糧食生產綜合技術效率較高，其次是邵陽市、懷化市、永州市、常德市、益陽市；湖南糧食生產規模效率整體處于較高水平，但純技術效率還有較大提升空間，尤其是在湘西州、張家界市、郴州市，純技術效率仍是制約其糧食生產綜合技術效率提升的主要因素。就糧食生產效率影響因素而言，人均可支配收入、夜間燈光遙感指數、土地投入、化肥投入、灌溉投入與2010—2020 年湖南糧食生產效率緊密相關，而勞動力投入、機械投入對糧食生產效率影響的顯著性不強。其中，人均可支配收入、土地投入、灌溉投入與CRS、VRS、SE的相關系數為正值，表明社會經濟發展、居民收入增長、土地規模擴大、灌溉條件改善在很大程度上提升了糧食生產效率。

3.2 建 議

基于這些結論，該研究提出以下建議。一是適當擴大糧食種植面積。在當前耕地面積有限的情況下，湖南可以通過合理擴大耕地面積、恢復利用質量高的撂荒耕地、增加土地復種指數、提高土地利用強度等途徑來適當擴大糧食種植面積，進而提高糧食生產效率，這就要求進一步整治耕地撂荒、“非糧化”、“非農化”等現象。具體措施包括加大糧食補貼力度、合理布局糧食生產和嚴格耕地用途管制等，以在穩定現有糧食播種面積的基礎上進一步合理擴大糧食生產面積。

二是科學施用化肥，提升機械化水平。由研究結論可知，湖南在未來的農業生產中，若要進一步提升糧食生產效率，就要著重提升糧食生產的純技術效率。因此，湖南可大力推廣測土配方施肥技術，合理控制化肥投入量，保障耕地生態系統健康，在全面落實耕地數量、質量、生態“三位一體”保護的基礎上綜合提升區域耕地糧食生產能力。政府、高校、科研院所等需積極推進農業高新技術應用，加快農機科技創新，不斷提升糧食生產綜合保障能力，如在加大優良品種培育和推廣力度的同時，加強免耕播種、恒溫育苗等農業技術的應用，積極推廣高效率、高性能和復式作業機具，提升糧食生產中耕整地、種植、高效植保、收獲、產地烘干、秸稈處理等環節的機械化水平，以進一步提高耕地單產水平和糧食生產效率。此外，湖南還可進一步強化新型農業經營主體培育，以全面提升糧食生產技術投入水平。

三是完善水利基礎設施建設?？茖W施肥用藥、推進農業節水、全面保障農田灌溉也是進一步提升湖南糧食生產效率的重要措施。湖南尤其是丘陵和山區應統籌推進實施土地平整、田間道路、灌溉與排水工程，構建便捷高效的田間道路體系，進一步完善農田水利基礎配套設施建設，在發展農田水利工程上加大投資力度、擴大覆蓋范圍，全面提升農業灌溉水平，并在易發生干旱的地區加強高效節水灌溉技術的推廣。

總的來說，加大農田建設力度，改善水利條件，促進機械化、現代化生產可以有效提升湘西州、張家界市、郴州市等地區的糧食生產能力，而湘潭市、長沙市、婁底市、株洲市等地區的糧食生產效率已經較高，可提升空間較小，在作物品種產量上限下，僅僅通過增加其他生產要素的投入已經難以較大幅度地提升糧食生產能力。但隨著糧食作物品種的改良和大力推廣，作物品種的產量上限提升，這些地區的糧食生產潛力還有較大挖掘空間。