浙江省農地規?；目臻g潛力與減氮增效研究

黃璐瑤，段佳堃，2，鄔奇峰，虞軼俊，徐建明，谷保靜，2，5

（1.浙江大學環境與資源學院，杭州 310058；2.浙江大學政策仿真實驗室，杭州 310058；3.浙江省耕地質量與肥料管理總站，杭州 310016；4.杭州市臨安區農林技術推廣中心，杭州 311300；5.浙江省農業資源與環境重點實驗室，杭州 310058）

我國農業以小農經濟為主要特征，超過80%的農戶經營耕地面積小于0.6 hm2[1]。隨著社會環境的變化，小農經濟分散化、細碎化等弊端帶來資源、環境和氣候等方面的問題。農地規?；乾F代農業的發展趨勢，已有大量研究證實農地規?；軌蚋纳仆恋睾蛣趧恿ιa要素的配置[2]、減少化肥投入[3]、提高農民收入水平[4]、改進農業生產方式[5]等，對于提高資源利用效率、實現農業可持續發展具有積極作用[6]。

化肥對提高全球糧食產量具有重要貢獻。據報道，化肥對世界糧食增產的貢獻率達50%[7]，在發展中國家貢獻率達55%[8]?；士傆昧恐械视昧空?0%以上，氮肥對世界糧食增產的貢獻度接近30%[9]。自20世紀90 年代開始我國氮肥生產量和消費量就位居世界第一位[10]，但由于耕地面積小、生物固氮能力較弱等，氮利用效率僅為30%左右，比發達國家低10～20 個百分點[11]，化肥偏生產力（PEP）逐年下降[12]。氮肥的高施用量和低利用率對土壤和生態環境造成負面影響，引發土壤鹽漬化、土壤板結、水體富營養化、硝酸鹽富集、溫室效應加劇等問題[13-14]。

目前，國內外學者對農地規模經營的研究主要集中在大范圍實施規模經營的條件、效率和最優經營規模上[15-19]，對于特定區域的研究較少。Duan 等[1]已對我國農地規?；目臻g潛力形成了系統、全面的研究體系，本研究聚焦浙江省的農業基礎和資源利用狀況，統計調查浙江省農地面積和分布，分析規?；洜I的空間潛力；評估農地向規?；D變對于氮素利用的影響；結合土地、勞動力、資本等生產要素的變化綜合分析農地規?；纳鐣б?；最后嘗試提出浙江省農業現代化發展和綠色發展的政策建議。

1 數據與方法

1.1 數據來源

浙江省耕地空間數據來自清華大學繪制的更高分辨率觀測和監測的全球土地覆蓋地圖（FROMGLC），選取其中2017 年分辨率為10 m×10 m 的地圖影像。當前的農田面積數據來自Lesiv 等[20]制作的全球農田規模分布柵格圖。

有關氮素投入和產出、勞動從業人口、農業成本、農業收益相關數據摘自《浙江統計年鑒》、浙江省內各縣市統計年鑒、《全國農產品成本收益資料匯編》中2017 年的數據。土地整理數據參考中國土地整治網（www.lcrl.org.cn/tdzzgz/zxgz/gbzntjs/），從全國土地整理成本收益統計數據中獲取浙江省的數據。

1.2 研究方法

1.2.1 空間潛力分析

基于行政邊界，利用ArcGIS 10.3 切割獲取浙江省2017 年土地利用現狀圖，并提取其中的耕地。在不突破各縣市行政邊界的情況下，將耕地柵格圖像轉化為矢量圖，將其作為理想中最大規模模擬狀態。人工處理切割產生的邊界處較小斑塊（＜10 m2）后，計算不同耕地斑塊面積。以耕地規?，F狀數據為基準對所有耕地進行面積分級處理，參照Lesiv 等[20]繪制全球農田規模分布圖時采用的分級標準，將耕地面積劃分為5個等級（表1）。統計分析各等級斑塊數量和總面積，得到浙江省耕地規?；蠓植己兔娣e情況，與現狀數據進行對比得到耕地向大規模經營方式轉變的潛力。本研究選取數據為農田平面數據，未考慮高程因素。

表1 耕地面積劃分等級（hm2）Table 1 Classification level of field size（hm2）

1.2.2 減氮增效分析

（1）氮投入與氮損失

從《浙江統計年鑒》、浙江省內各縣市統計年鑒中獲取浙江省各縣市農用化肥、氮沉降、有效灌溉面積、生物固氮和秸稈還田數據。生物固氮數據用作物播種面積來計算，用于統計的作物包含主要糧食作物（稻谷、小麥、玉米）、豆類、麻類、糖料、蔬菜、瓜果等；秸稈還田數據利用作物產量來計算，用于統計的作物與生物固氮統計作物品種類似。

根據Gu 等[21]開展的我國氮循環系統通量分析，農田氮來源主要是化肥、有機肥、生物固氮、氮沉降等，輸入的氮一部分通過谷物、秸稈進入人類和牲畜體內，另有一部分則通過N2、有機氮、NO-3的形式流失到環境中，剩余的則累積在農田土壤中。

氮投入和損失的計算方法以及不同種類作物計算參數參考CHANS 模型，計算公式參考Duan 等[1]在全國范圍內開展研究所使用的方法，統計氮投入和氮損失數據，最終得到2017 年浙江省各縣市的氮利用效率，公式如下：

式中：NUE代表氮利用效率；NI代表氮投入；NO代表氮產出。

農地規?；蟮牡赝度牒彤a出數據以現狀為基礎，參考Duan等[1]在全國范圍內開展研究所使用的回歸模型，根據耕地面積變化和規模與投入產出的關系進行估算。

式中：X代表受規?；绊懙闹笜?，如氮投入、氮損失、農業勞動力需求、農業成本、農業收益；XB代表規?；霸撝笜藢臄祿?；XA代表規?；笤撝笜藢臄祿?；iX代表指標X受規?；绊懙南禂?。

（2）農業投入與產出

從《全國農產品成本收益資料匯編》中獲取2017年浙江省全省的農業投入和產出值，結合各縣市2017 年各種作物的產量和耕地面積，將全省的數據按比例劃分得到各縣市每年的基礎數據。

（3）農地整理成本-收益

從全國高標準農田建設、土地整理等項目的成本數據[1]中獲取浙江省單位面積土地整理成本。假設需要合并的土地總面積，按計算得出的規?；壤雇?，將單位土地整理成本與該總面積相乘，最終得到規?；洜I所需的土地改造成本（以人民幣元為單位）。再結合年鑒中統計的浙江省農業收入和成本來估計農業經營向規?；D變的收益情況。

2 結果與分析

2.1 浙江省農地規?；臻g潛力

由圖1可知，2017年浙江省農田分布現狀呈現出典型的小斑塊狀特征，接近70%的耕地面積小于0.6 hm2，面積超過16 hm2的耕地僅占約5%。浙江省耕地分布和規模大小在一定程度上受到水土資源、地形地貌等因素的影響，在地形平坦的東北部平原地區和東南部沿海平原耕地資源相對較多。

圖1 浙江省農地規模分布Figure 1 Field size distribution in Zhejiang Province

通過模擬土地整理和空間地理分析得出，浙江省農地規?；瘽摿Ρ憩F出較高水平，73%的農地可以進行規?；喜?，連片至16 hm2以上（圖1d），能夠實現耕地平均面積從0.4 hm2增長到10.9 hm2（表2）。省內不同區域的規?；瘽摿Σ煌?，耕地較多、土地平坦的浙北、浙中、浙東南沿海平原耕地面積變化較大（圖1c），能夠實現連片耕種；而西南地區耕地由于過于細碎化和土地坡度等原因僅顯示出微小變化，農地規?；瘜嵤┬Ч芳?。

表2 規?；昂髷祿y計Table 2 Statistics before and after large-scale farming

2.2 農田減氮效果

Yu 等[22]將小農經營和其他多種農業經營方式的生產效益進行了對比，表明經營方式的轉變并非是改變產量的關鍵因素，而較好的農業管理會提高作物產量。本研究得到的氮素產出結果受農地規?；绊懖伙@著（圖2），與Yu等[22]分析規?；c產量之間的關系得到的結論相一致，故本研究不對氮產出數據做具體分析，僅將氮素投入量（圖3）和氮素利用效率（圖4）作為主要研究成果進行闡述。

圖2 浙江省農地規?；禺a出變化Figure 2 Changes of nitrogen output before and after large-scale farming in Zhejiang

圖3 浙江省農地規?；剌斎胱兓疐igure 3 Changes of nitrogen input before and after large-scale farming in Zhejiang

圖4 浙江省農地規?；乩眯剩∟UE）變化Figure 4 Changes of nitrogen use efficiency（NUE）before and after large-scale farming in Zhejiang

綜合2017 年的統計數據和模型分析，規?；幚砬罢憬「貑挝幻娣e的總氮素投入約為470 kg·hm-2（表2），農田氮素利用效率僅為38%。從區域差異上看，氮素平均投入量超過500 kg·hm-2的縣市主要分布在省內中北部平原和東南沿海平原，包括金華、嘉興、溫州、寧波、杭州等；平均投入量低于300 kg·hm-2的縣市包括紹興、湖州等（圖3a）。省內各縣市氮素利用效率普遍低于40%，僅在湖州的長興縣、嘉興的嘉善縣、紹興的上虞區等部分地區呈現出相對較高水平（圖4a）。

農地規?；笳憬〉度牒偷乩眯手笜俗兓艽?，氮投入從470 kg·hm-2縮減至220 kg·hm-2，變化幅度達53%，氮素利用效率從38%提升至56%，變化幅度達47%（表2）。圖3b 顯示全省絕大部分（82%）縣市總氮素投入量少于300 kg·hm-2，僅在紹興、金華等地仍呈現較高水平的氮素投入。圖4c 顯示各縣市氮素利用效率變化在10%～40%之間，紹興、金華、嘉興等地的氮素利用效率提升效果最為突出，沿海平原地區次之。

2.3 勞動力成本及收益

通過土地整理，浙江省單位農田所需的勞動力需求大幅減少，從原先平均每公頃需要4 人經營管理減少至僅需1人（表2），農業效率大幅提高。規?；脑烨?，勞動力需求較高的地區主要分布在西南丘陵、山地地帶，其次是東部沿海地區（圖5a）。土地整理打破了地塊與地塊之間的界限，省內各縣市勞動力需求普遍只要每公頃1人（圖5b）。然而，東部沿海地區存在小范圍勞動力需求量超過每公頃1 人的狀況，可能與農地規?；瘽摿^小、耕地資源總量短缺等因素有關。

圖5 浙江省農地規?；瘎趧恿π枨?、農業投入成本、勞動力收益變化Figure 5 Changes of agricultural labor，agricultural cost and labor productivity before and after large-scale farming in Zhejiang

耕地面積的擴大能夠減少作物耕種成本，增加勞動力農業收益。參照年鑒數據，浙江省每公頃農業投入成本約為27 156 元，進行農地規?；脑旌?，成本減少至每公頃6 309 元，下降77%（表2）。按照區縣劃分來看，東南沿海平原地區和嘉興、杭州等地的農業成本變化較大。相對其他指標而言，勞動力年收入變化較為平緩，但是從數值上看，勞動力收入從每人39 168 元增加至48 625 元，實現了接近萬元的提升，增幅達到24%（表2）。在地區差異方面，浙江省內勞動力收益變化基本保持同步，北部地區略高于南部地區和東部地區（圖5i）。

2.4 農地整理的成本-收益

在農業規?；倪M程中土地整理成本不可忽視。已有研究發現，浙江省每公頃土地整理費用約為3.6萬元，涵蓋道路改建、土地合并、灌溉設施建設等[1]。浙江省作為全國收入和消費水平較高的地區之一，土地整理的成本相對較高，如需在全省范圍內落實農地規?；?，預估財政支出將超過480 萬元。但是，土地整理為固定投資項目，在項目實施后的幾十年甚至更長時間內會持續帶來收益。再者，農地規模經營能夠節省約32%的化肥成本，這將減少280 萬元的農業生產成本。綜合考慮資金、勞動力、生產材料、機械等要素在規?；昂蟮某杀緶p少量，在未來的折舊情況下，預計土地整理的財政支出可以在5 年內實現回本。

3 討論與建議

3.1 規?；l展的浙江貢獻

我國的小農經濟模式受土地政策和戶口制度影響較大，盡管國家政策一直引導且有力推動土地集中和流轉，但依然沒有使得小農格局發生根本性扭轉。以浙江省為例，全省平均農地規模僅為0.4 hm2，規模在16 hm2以下的比例超過95%。小規模和細碎化農業造成資源嚴重浪費，極大限制了農業經營收益空間。

3.1.1 提高氮素利用效率

浙江省屬于我國化肥高用量地區，每年氮肥消耗量超過210 kg·hm-2，根據區域氮肥施用量污染程度劃分參考標準，屬輕度污染地區[8]。在農地規?；臻g模擬之后，浙江省氮素投入量大幅下降53%，意味著化肥投入量能夠減少約32%，基本能夠實現化肥減量的目的，從而降低農業成本、防止環境污染。此外，氮素利用效率在規?；筇岣?8 個百分點，進一步佐證土地整理合并在協調促進資源利用效率方面的積極作用。通過對比發現，氮素投入、氮素利用效率變動相對較大的地區主要集中在浙江省中北部和東南沿海地區，該范圍與農地規?；瘽摿^大區域相吻合。浙江省在2019 年單位播種面積施肥365 kg·hm-2的基準上，提出到2025 年要減少至353 kg·hm-2，著力減少化肥和有機肥的施用，考慮到規模經營的減氮作用，進一步推廣落實農地規?；型蔀樘岣哔Y源利用效率和實現生態保護目標的重要動力。

3.1.2 提高農業經營收益

浙江省城市化進程較快、農戶兼業現象普遍，農業勞動人口老齡化、農地細碎化趨勢愈加明顯，進而導致農地撂荒概率增大[23]。2015年全國純農戶占比僅為9%，而1985年農戶的農業純收入占比為75%[24-25]。浙江省第一產業經濟量只占全省經濟總量的3.4%，遠遠落后于二三產業。農戶經營的農地規模小，較難采用現代化設備，進而導致農業生產效率低下，農戶收入水平較低，而省內發達的經濟生活水平又進一步提高了農業成本，導致農業經營收益較不樂觀。

面對糧食生產成本、農業服務成本、人工成本、土地成本逐年增加的問題[26]，農地規?；型蔀樘嵘r戶生產積極性、提高農業收入的解決方案。浙江省位于我國東部沿海，地形以山地丘陵為主，但是農地基本分布在占比較少的平原、低丘地區，主要集中在浙江省中北部和東部。浙江省的地形條件有利于農地向大規模發展，接近70%的農地可以實現從小斑塊狀態合并為大于16 hm2的連片或連塊式“大農場”，平均耕地規模增長為原來的24 倍。農地合并打通了斑塊與斑塊間分隔的障礙，極大地提高了農業效率，促使勞動力需求下降75%，農業成本降低77%，勞動力收入增加24%。農業收益增加一方面提高了農民生產積極性，持續推動農業進步；另一方面可以引導和鼓勵農村剩余勞動力從事農業貿易或其他產業，或往縣域流動并就業，從而加快鄉村振興步伐。勞動人口需求和農業成本在浙江全省范圍并未表現出顯著的地區差異，應加緊全面推動浙江省農地規?；膶嵤?，服務農業經濟發展。

3.2 推進浙江省規?；恼呓ㄗh

為助力農業現代化發展，浙江省應以切實行動推動農地合理規模經營，助力農業資源有效利用和農業經濟發展取得雙贏。

3.2.1 加強政策引導

政府應因地制宜，通過立法和修訂規章制度鼓勵農戶擴大經營規模，通過興辦家庭農場、建立農民專業合作社等多種形式推動適度規?；洜I[27]；結合城市化和人才發展需求，不斷改革現有的戶籍制度，保障農村居民在城市就業、子女教育、醫療養老方面的福利待遇，調動人口轉移和土地流轉積極性，保障農地高質高量進行連片經營，不斷助推農戶增收[28-29]；建立土地流轉準入和監管制度，加強對土地經營風險的管理和控制，定期調查監督土地用途，同時也要制定合理、規范的承包轉讓制度[30]。

3.2.2 加大財政支持

單獨依靠農戶自身的能力往往無法快速步入農地規?；缆?，需要加大財政支持。首先，政府應當更多地提供直接財政支持，進一步完善“三項補貼”，不僅讓農戶擁有更多資金購買原料、化肥、機械等，也有助于提高農戶承包、轉讓、出租農地的積極性[30-31]；其次，政府應凝聚社會資本力量助推農地規?；M程，通過聯合農民合作社、農業企業和其他社會企業，大力發展農戶小額數字普惠金融，以提供貸款、機械、科技等手段幫助農戶平穩從小農模式過渡到大規模經營模式[1]；最后，政府應努力解決環境保護和生態治理問題，相關部門在嚴格要求和監管農業污染的同時也要主動地參與治理，以項目化實施方案營造全省共建生態文明社會的良好氛圍。

3.2.3 推動農業轉型

為實現小農戶和現代農業發展有機銜接，浙江省應著力把握信息技術和生態系統服務有機結合。針對農業可持續集約化發展中產生的肥料利用效率低的問題，應當進一步重視和探索農地規?；偷乩眯试鲩L之間的聯系，做好肥料減量化的多種方式結合應用，兼顧糧食增產和生態保護；針對地區差異，應積極打造農業農村品牌，推動農業商品化生產發展，利用好農地規模經營的規模經濟效應，提高農產品的價值和競爭力；針對農業物聯網、大數據、人工智能等信息技術的進步引發的農民失業和社會不穩等風險，應把握好數字技術向農業生產環節滲透的速度[32]，在提高農業機械化、數字化的同時提升農戶收益水平。

4 結論

（1）浙江省實施農地規?；瘽摿薮?，合并后規模超過16 hm2的耕地占比約73%。

（2）規?；蟮恼憬∞r田氮投入將減少53%，進而促使氮利用效率提高18個百分點。

（3）浙江省農地勞動力需求將從規?；暗拿抗? 人減少至規?；蟮拿抗? 人，勞動力收入水平有所提升，每人每年增收9 457元。

（4）土地整理的費用能夠通過減少農業成本投入和增加糧食生產收益來彌補，農地規?；軌蛟陂L遠意義上帶來規模經濟效應，促進農業可持續發展。