糧食安全背景下的寧夏牧草種植效益評價研究

陳紅翔

（寧夏師范學院 資源環境與生命科學學院，寧夏 固原 756000）

0 引言

近年來，隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，膳食結構也有所改變，對肉蛋奶的需求量明顯增加，對畜產品安全的關注度大大提升，人們充分認識到優質飼草是安全畜產品的保障，糧食安全的問題慢慢轉化成了飼料安全的問題，應該從整個食物系統來重新定位糧食安全，發展牧草產業，走節糧型、非糧型飼料道路是根本解決中國糧食安全的出路，應將牧草產業引入農業生產系統中，推進實施“糧+經+飼+草”的四元種植結構，達到直接或間接增加糧食產量，降低對糧食的消耗，通過多元途徑解決糧食安全問題。目前國內外學者在牧草產業種植效益方面已經開展了大量的實證研究，Bouton［1］對美國牧草產業帶來的經濟效益進行了研究；Pishgar等［2］對伊朗Tehran省青貯玉米的經濟效益展開了研究。國內學界以苜蓿為重點研究對象，如王文信等［3］對河北黃驊市苜蓿種植農戶的生產效率計算結果表明，樣本農戶的純技術效率都高于0.95，平均規模效率為0.78，隨著種植規模的擴大，規模效率呈“U”形變化，確定農戶苜蓿種植規模在 1.2~1.3 hm2區間效率最優；王麗佳等［4］對苜蓿技術效率的測算結果與上述基本一致，維持在0.8~0.9 之間且地區間差異較為明顯；石自忠等［5-6］認為溫度、濕度等自然條件、機械等技術進步水平以及產業政策等是影響苜蓿生產技術效率高低的重要因素。此外，也有部分學者針對其他牧草品類的生產效率展開了研究。倪印鋒等［7］研究發現不同省區和不同規模的青貯玉米生產技術效率存在顯著差異；汪武靜等［8］測算了中國西南地區農戶種植黑麥草的技術效率，80%以上的農戶種植黑麥草的技術效率大于或等于0.80。總體來看，現有研究主要集中在牧草種植品種的技術效率及科技進步貢獻等方面，缺乏針對區域牧草產業綜合效益的定量評價，本文從糧食安全角度出發，利用熵權TOPSIS法從寧夏種植牧草的經濟效益、社會效益、生態效益3個方面進行定量評價，以期為寧夏牧草產業的合理布局與發展提供一定的科學依據，同時為政府相關部門制定牧業政策提供參考。

1 研究區概況

寧夏深居西北內陸，屬于典型的大陸性半濕潤半干旱氣候區。氣候具有夏短秋長、干燥少雨、風大沙多、南寒北暖的特點。近年來，寧夏提出“六特六新六優”產業布局，其中的草畜產業位列第3位。截至2020年，全區種植的優質牧草面積達到55.3萬hm2，建成了8個牧草品種示范基地，更新了7.6萬hm2復種退化的苜蓿，其中優質高產的苜蓿基地面積有4.25萬hm2，草原生態修復2.49萬hm2，優質牧草飼料年供應量超過500萬t；建立了62家牧草專業合作社和種植企業，建成10個牧草種養兼養殖為一體的奶牛場，79家具備加工能力的牧草加工企業。有優質高產苜蓿一級示范基地81個，占地0.12萬hm2，年生產苜蓿干草20多萬t。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本研究數據主要來自國家統計局編制的《中國統計年鑒》（2010—2020）［9］和寧夏回族自治區統計局編制的《寧夏統計年鑒》（2010—2020）［10］，包括牧草面積、農業施肥量、牧業總產值、牧業增加值、農村居民家庭純收入、人口相關數據、農藥化肥投入量、二氧化硫排放量以及青飼料播種面積等。

2.2 研究方法

2.2.1 熵權法 熵(Entropy)于1850年由德國物理學家Rudolf Clausius提出，它起初是為了解決物理學領域的問題。熵權法是一種比較客觀的賦權方法，該方法與主觀賦權法相比而言，研究結果是相對可靠的、令人信服的，在很大程度上可以避免賦權的隨意性與主觀性，從而確定一個更科學的權重。

2.2.2 TOPSIS法 TOPSIS法(Technique for Order Preferce by Similarity to an Ideal Solution)是1981年由Hwang和Yoon首次提出的一種針對有限方案多目標決策的綜合評價方法。與其他單一指標對比分析法相比，此法的全面性更高，適應性更廣，綜合性也更強，無論是簡單小規模還是復雜大規模的評價對象，均能夠通過此方法得出科學合理的結果，此方法也不受指標層次的限制。同時，TOPSIS法在指標的選取上較為寬松，不需要過于嚴苛的數據樣本，只要分析少量數據就可以得出可靠的結論［11］。

3 結果與分析

3.1 牧草種植評價體系的構建

牧業系統是一個由生態環境和社會經濟系統組成的社會—經濟—生態復合系統，其與人類活動有著密切的聯系。生態系統由氣候、地質地貌、土壤、生物群落等自然環境要素組成，生態功能主要體現在侵蝕控制、固碳釋氧、生物多樣性保護等多方面；經濟系統包括牧業物資、技術和資金等，人們通過對牧草進行各種投入獲取生產和生活資料，具有經濟功能；社會系統由生產者、消費者、管理者等組成，在牧草利用過程中能夠保障國家或區域糧食安全和維護社會穩定，具有社會功能［12］。因而本文選擇經濟效益、社會效益和生態效益這3個維度，按照指標體系構建的全面系統性、易操作性、針對有效性等原則構建寧夏牧草效益評價指標體系。其中經濟效益是指通過對牧草進行資本、勞動力和技術等外部性投入而獲得的經濟利益，可選取土地生產力、農村牧業總收入和牧業增加值等指標來表征牧草的經濟效益；社會效益則是指牧草對人類社會系統所產生的宏觀物質文化需求的影響和效果，選取人均牧業產值、人均播種面積和農民人均純收入等指標；生態效益主要是指牧草對生態環境中的水土資源、森林覆蓋度、生物等方面產生的影響，選用牧草平均施肥量、單位牧草SO2排放量和復種指數等評價指標。具體指標體系見表1。

表1 寧夏回族自治區牧草效益評價指標體系

3.2 用熵權法確定指標權重

運用熵權法估算各指標的權重，其實質是利用指標信息的價值系數來計算的，其價值系數越高，對評價的重要性就越大、對評價結果的貢獻越大［13］。寧夏牧草效益評價指標的權重見表2，從表2中可以看出，牧草增加值這一指標的權重最大，為0.180；而單位牧草二氧化硫排放量的權重最小，重要程度最低。

表2 寧夏回族自治區牧草效益評價指標的權重

3.3 利用TOPSIS法計算寧夏回族自治區牧草效益貼近度

根據貼近度越大方案越優的原則，利用TOPSIS法計算了寧夏牧草效益貼近度，具體計算結果見表3。從表3可知，2019年寧夏5個地級市的牧草效益貼進度優先順序為：固原市＞吳忠市＞石嘴山市＞銀川市＞中衛市。在2010—2019年間寧夏牧草效益的相對接近度在0.50左右；2010年以固原市牧草種植效益最優，而銀川市牧草種植效益最劣；經過幾年的牧草產業發展，2019年固原市牧草種植效益仍最優，但中衛市成為牧草種植效益最劣區域。

表3 寧夏回族自治區2010—2019年牧草效益相對貼近度

3.4 寧夏回族自治區牧草種植效益綜合評價

運用上述評價方法，計算寧夏牧草的經濟效益、社會效益、生態效益，得到的評價結果見圖1。由圖1可知，10 a間寧夏牧草經濟效益波動上升、社會效益逐年變好、生態效益相對穩定。

圖1 寧夏牧草種植效益相對接近度

3.4.1 牧草經濟效益評價結果 從圖1可知，寧夏牧草經濟效益總體呈現上升的趨勢，中間有較小波動，相對接近度從2010年的0.3518增長到2019年的0.9188，經濟效益的顯著提高主要體現在牧草業的增加值和總產值兩個方面。且在研究時間區間內，單位面積牧草產值和牧業增加值都有了明顯的提高，這主要是由于牧草產業科技創新使得牧業機械化程度得到了明顯提升。2010—2014年間牧草經濟效益明顯上升，且在2014年達到這5 a間的峰值0.6507；2014—2015年間有些回落，降至0.6450；2015—2016年間也有回落，降至0.6153；2016—2019年間牧草經濟效益有所回升；2018—2019年漲幅較大。

3.4.2 牧草社會效益評價結果 2010—2014年寧夏牧草社會效益呈上升趨勢，從0.3360上升至0.5696；但在2014—2015年，牧草社會效益有所下降，2015年社會效益降至0.5664，主要由于人均牧業產值的減少，農業人口向非農業人口的轉移率大幅度增加；2015—2019年社會效益開始增長，2019年社會效益達到這10 a的巔峰值0.7825。從總體上看，牧草的社會效益呈波動上升趨勢，并且增長趨勢較為明顯。隨著寧夏經濟的快速發展，人均生產費用支出與人均城鄉居民儲蓄存款額均有增加，這2項指標對社會效益影響最大，進而使得社會效益整體呈上升趨勢；農民人均可支配收入的增加有效提高了農民的生活水平，改善了農民的生活質量，牧草顯著的社會效益日益滿足了社會各方面的需求。

3.4.3 牧草生態效益評價結果 牧草生態效益關系到牧草的可持續發展。2010—2018年寧夏牧草生態效益總體呈小幅度下降的趨勢，2019年有些許回升；2012—2018年間生態效益趨于平緩，在這6 a時間內有增有減，但變化幅度很小；2010—2019年間生態效益最大值為2019年的0.1405，最小值為2010年的0.1389。這主要體現在寧夏對生態環境保護的重視程度越來越高，實行大規模的精耕細作，提高了牧草的種植率和單位產量。

3.5 寧夏回族自治區牧草效益的空間分異分析

采用熵權TOPSIS評價方法，對2010—2019年間寧夏5個地級市的牧草效益進行評價，計算得出各地級市牧草經濟效益、社會效益、生態效益的動態變化趨勢圖（圖2~圖4）。通過數據分析可以看出，這5個地級市的牧草效益發展情況不平衡，2019年吳忠市的牧草經濟效益可觀，相對貼近度為0.2；固原市牧草社會效益良好，相對貼近度為0.3；銀川市牧草生態效益最高，接近1.0。牧草經濟效益和社會效益皆較優的地區分布在固原市，此區域雖然經濟發展水平和機械化水平較其他區域低，但是牧草的土地生產力高，播種面積大，人口較少，人均牧業產值及播種面積占比大；而牧草生態效益較高的地區分布在石嘴山市和銀川市，這些區域牧草復種指數較低，播種牧草的面積較小，牧草生產的化肥投入較其他地區少，對環境的破壞小。

圖2 寧夏回族自治區各地級市牧草經濟效益相對接近度

圖3 寧夏回族自治區各地級市牧草社會效益相對接近度

圖4 寧夏回族自治區各地級市牧草生態效益相對接近度

3.5.1 牧草經濟效益的空間分異特征 從圖2可以看出，寧夏5個地級市牧草經濟效益均不斷提高，吳忠市、固原市、石嘴山市、中衛市、銀川市的經濟效益相對接近度分別增長了0.160、0.066、0.089、0.072、0.069；吳忠市于較高水平上波動變化，相對接近度保持在0.053～0.214；石嘴山市和固原市的增長速度經歷了由緩慢到快速的過程。通過對評價指標的分析發現，導致此變化的重要原因為寧夏各地級市的土地生產力、農村居民家庭牧業總收入、牧業增加值的增長。研究期間寧夏牧草經濟效益有了全面的增長，2010—2012年間，寧夏各地級市牧草經濟效益最大值出現在固原市，最小值出現在銀川市；2013年之后，吳忠市的牧草經濟效益超越固原市的而位居第1位。銀川市的牧草經濟效益在研究時間段均最低，但仍以67%的平均增長率升高。

3.5.2 牧草社會效益的空間分異特征 從圖3可以看出，2010—2019年寧夏牧草社會效益總體呈上升趨勢，究其原因，隨著社會的發展牧草產量不斷增加，農村家庭可支配收入增多，而且寧夏的總人口處于緩慢的增長趨勢，致使社會滿足度增加。5個地級市的牧草社會效益相對接近度差異不大，除了固原市在2011年相對接近度略低于中衛市外，其他年份的社會效益相對接近度均最高，固原市牧草社會效益主要表現在牧草的產值和產量兩個方面。在固原市政府的政策扶持下，牧業的產業結構、牧業生產技術不斷改善，人均青飼料播種面積和人均牧業產值均有較大的提升。

3.5.3 牧草生態效益的空間分異特征 從圖4可以看出，生態效益的提高主要體現在生態環境的改善、能源消耗的降低、生物直接以環境要素為營養的效率提升等方面，如二氧化硫排放量的下降。石嘴山市、固原市和銀川市的生態效益處于較高水平，其中，石嘴山市波動較大，相對貼近度在0.138～0.879范圍內變化，由2012年的0.143迅速增加至2013年的0.748，再由2016年的0.879下降到2017年的0.152，復種指數是導致石嘴山市生態效益在2012—2017年大幅度變化的主要指標。銀川市在2016—2019年間生態效益變化明顯，這期間牧草平均施肥量有了極大的減少。固原市的生態效益在2014年出現較大的轉折點，中衛市則比較平穩，貼近度保持在0.19左右。綜上可以看出，寧夏各地級市生態效益差異明顯。

4 結論與討論

4.1 結論

本文運用熵權TOPSIS法對寧夏2010—2019年不同經濟發展水平地區的牧草種植效益進行了分析評價，主要結論為：

從時間特征分析，發現寧夏回族自治區2010—2019年間牧草效益水平呈現不同的變化趨勢，具有一定的時序特征，寧夏牧草效益整體呈現“緩慢增長—波動下降—快速增長”的階段性發展態勢。自西部大開發以來，寧夏將發展草畜產業放在重要的戰略位置上，重視牧草產業對寧夏全面發展的作用，不斷加強牧草種植力度，修建水利設施，改善牧業科技水平，提高牧民牧業素養，促進寧夏牧草效益的快速增長。其中經濟效益呈現“緩慢增長—浮動下降—緩慢增長”的周期性變化。由2010年的0.3518上升到2014年的0.6507，2014—2016年下降明顯，2016—2019年間大幅度增加，年均增長14.30%；社會效益在波動中有所上升，由2010年的0.3360上升到2019年的0.7825；生態效益基本穩定，除2016年有小幅度的減少外，在10 a間保持在0.13~0.14之間波動增長。綜合寧夏牧草效益的時間變化特征來看，牧業產值、牧草面積、總人口數、化肥投入量等對牧草效益均產生了不同程度的影響。

從空間分異規律分析，寧夏牧草種植效益呈現不均衡發展和顯著的區域分異，經濟效益較高的為吳忠市、石嘴山市和固原市；社會效益較高的為固原市、吳忠市和石嘴山市；生態效益較高的為石嘴山市和銀川市；經濟效益較高地區生態效益較差，反之亦然。通過牧草生態效益與經濟效益比較，發現經濟效益相對接近度較高區域的生態效益相對接近度都較低，由此可以看出寧夏牧草經濟效益與生態效益還未達到平衡，牧草經濟效益的提高與牧草生態效益之間還存在些許矛盾，在一定程度上以生態的破壞換取經濟的增長。此外社會效益與經濟效益之間密不可分，經濟效益的提高會帶動社會效益的增加。牧草效益在空間上的差異較大，通過原始數據的比對，發現導致各地級市牧草業生產水平發展不均衡的主要指標是二氧化硫排放量和青飼料播種面積等，各指標彼此相互影響以致牧草效益差異較大。綜上，寧夏牧草資源分布不平衡、利用率不同，并且經濟技術發展水平不同［14-15］。

4.2 討論

本文借鑒前人的研究方法，以寧夏整體及各地級市為評價單元，綜合選取了3個一級指標下的9個二級指標，把熵權TOPSIS法應用到牧草效益的量化分析中，通過分析得出的結論對實現寧夏牧草合理布局和提高牧草種植效益具有一定的參考價值。

由于影響牧草種植效益的因素眾多，而且有些因素指標難以量化，以及受到部分數據收集的限制，因此本文在假設這些因素對牧草種植效益具有一定影響力的基礎上，通過收集2010—2019年可獲取數據的部分因素進行研究，使最后的評價結果具有一定的局限性，部分指標可能缺乏顯著的代表性，對寧夏牧草效益研究結果的準確性產生了一定的影響。未來研究需要結合更多影響牧草效益的因素進行分析，綜合考慮研究區牧草種植政策，關注牧草利用中存在的問題、解決方法和建議等方面的內容。未來在可以收集到更多補充數據的前提下，有必要對本文的研究時點進行更新，以保證研究的時效性。還應該深入探討不同牧草品種效益的演變規律，同時對城鎮的牧草種植效益進行比較研究，以促進城鄉共同發展［16］。