河南省縣域控肥效果分異與分類調(diào)控研究

關(guān)小克， 王秀麗， 李 昕， 任圓圓， 趙曉明

（1.鄭州輕工業(yè)大學(xué)社會(huì)發(fā)展研究中心，鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450002；3.欒川縣自然資源局，河南欒川 471500）

20世紀(jì)80年代以來，我國糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)持續(xù)增長的態(tài)勢(shì)，這與農(nóng)田肥力投入密切相關(guān)［1-3］，但是耕地長期高強(qiáng)度利用的負(fù)面效應(yīng)日益凸顯，不利于糧食生產(chǎn)環(huán)境的整體安全［4-8］. 在可預(yù)見的將來，我國糧食供求緊平衡情形將繼續(xù)存在，如何通過對(duì)不同區(qū)域化肥施用的優(yōu)化調(diào)控，既實(shí)現(xiàn)糧食的安全供給，又能有效緩解因施肥過量造成的農(nóng)業(yè)面源污染是需要正視的問題.

以上這些問題已引起國家的高度重視，農(nóng)業(yè)部于2015 年制定了《到2020 年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》，目的就是要在保證國家糧食安全的同時(shí)，通過對(duì)施肥結(jié)構(gòu)與施肥方式的優(yōu)化，控制化肥的使用總量，提升化肥的使用效率. 在學(xué)術(shù)界，學(xué)者們也密切關(guān)注著化肥零增長行動(dòng)，并將注意力集中在化肥使用的消減潛力［9-11］、農(nóng)業(yè)面源污染的脫鉤分析［12-13］、化肥使用的優(yōu)化調(diào)控［14-15］等方面. 這其中，確定化肥投入的合理區(qū)間，測(cè)算出化肥消減潛力是研究的核心. 學(xué)者們的研究大體可分為兩類：一類是基于測(cè)土配方施肥等田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥實(shí)際使用量與科學(xué)使用量的關(guān)系，測(cè)算化肥消減的潛力. 但這種研究受農(nóng)戶耕作習(xí)慣和施肥技術(shù)的制約，大多數(shù)農(nóng)戶仍傾向于通過增肥來提高糧食產(chǎn)量，從而造成推薦的施肥標(biāo)準(zhǔn)無法落地實(shí)施. 另一類是通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型（如脫鉤模型），并依據(jù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與化肥投入的比配關(guān)系衡量化肥使用的合理與否. 這類研究能夠反映一個(gè)地區(qū)化肥投入與農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的演化趨勢(shì)，但是對(duì)“過量”的界定不足，在具體控肥操作時(shí)不易掌握.

河南是國家糧食生產(chǎn)核心區(qū)，河南的糧食生產(chǎn)對(duì)保障國家糧食安全具有十分重要的影響［16］，實(shí)現(xiàn)河南省糧食安全與環(huán)境優(yōu)化的雙優(yōu)目標(biāo)，應(yīng)該基于現(xiàn)有的技術(shù)條件，在保持糧食穩(wěn)步增長的前提下，找到一個(gè)農(nóng)戶能夠接受的施肥參照“標(biāo)準(zhǔn)”，進(jìn)而推動(dòng)控肥行動(dòng)順利落實(shí). 農(nóng)戶的施肥行為將直接影響化肥的消減效果［17］，在施肥技術(shù)與施肥工藝沒有取得重大突破之前，農(nóng)戶的施肥習(xí)慣、施肥經(jīng)驗(yàn)是影響農(nóng)戶做出消減施肥使用的重要參照因素. 基于此，本研究以河南省長序列的化肥投入與糧食產(chǎn)出為基礎(chǔ)，識(shí)別出化肥投入-糧食產(chǎn)量演化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，利用彈性系數(shù)測(cè)算法評(píng)判控肥后縣域化肥投入的合理性，刻畫控肥行動(dòng)實(shí)施后縣域間化肥投入的時(shí)空分異特征，總結(jié)和歸納不同縣域化肥施用低效的原因，結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)條件與農(nóng)戶的施肥習(xí)慣，提出分區(qū)、分類、分階段的化肥管控方案，以期為河南省耕地資源的高質(zhì)量利用與管理提供決策依據(jù).

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

河南地處我國中部，黃河中下游，是國家重要的糧食生產(chǎn)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，也是我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展的關(guān)鍵地區(qū). 截至2020年底，河南省國土面積16.7萬km2，占全國面積的1.73%. 全省共有17個(gè)省轄市，158個(gè)縣（市、區(qū)），總?cè)丝?1 526萬人，城鎮(zhèn)化率55.43%；地區(qū)生產(chǎn)總值54 997.07×109元，其中第一產(chǎn)業(yè)增加值5 353.74×109元，占GDP 的9.73%；農(nóng)民人均可支配收入為16 107.93 元，低于全國17 131 元的平均水平.伴隨著黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展、“一帶一路”倡議的實(shí)施，河南省農(nóng)業(yè)空間格局的異化更加明顯.

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究中的河南省及其各縣域的總播種面積、糧食播種面積、糧食總產(chǎn)量、化肥折純投入量，以及河南歷年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來源于所對(duì)應(yīng)年份的《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》. 需要說明的是，由于2019年和2020年的河南省耕地總面積沒有公布，在此采用趨勢(shì)外推法，推算出2020年的全省耕地面積（此數(shù)據(jù)涉及全省地均化肥投入量的核算）.

由于《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》僅統(tǒng)計(jì)了各縣（縣級(jí)市）歷年的數(shù)據(jù)，未統(tǒng)計(jì)市轄區(qū)的資料，而在2015—2020年，河南省撤縣設(shè)區(qū)的步伐加快，三門峽轄屬的陜縣調(diào)整為市轄陜州區(qū)、許昌市轄屬的許昌縣調(diào)整為市轄建安區(qū)、周口市轄屬的淮陽縣調(diào)整為市轄淮陽區(qū)，為便于時(shí)空對(duì)比分析，在時(shí)空分異章節(jié)的研究單元為統(tǒng)計(jì)口徑一致的104個(gè)縣（市）.

1.3 研究方法

1.3.1 彈性系數(shù)測(cè)算

彈性系數(shù)是一定時(shí)期內(nèi)相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)指標(biāo)之間變化速率的比值，彈性系數(shù)能夠有效表達(dá)出一個(gè)變量的變化對(duì)另一個(gè)變量變化的影響程度［18］. 為了判別化肥使用的區(qū)域分異狀況，參照相關(guān)研究測(cè)算思路［19-20］，構(gòu)建化肥使用量變化對(duì)糧食生產(chǎn)變化的彈性系數(shù)，揭示化肥投入量變化對(duì)糧食生產(chǎn)變化的作用關(guān)系. 由于糧食作物一直是河南農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的主體，河南省的化肥使用也主要投入到糧食生產(chǎn)之中，因此，可以依據(jù)化肥投入-糧食產(chǎn)量的彈性系數(shù)推算化肥投入的合理與否. 彈性系數(shù)測(cè)算如下：

式中：GFEij表示i區(qū)域j年期間化肥投入量變化對(duì)糧食產(chǎn)量變化的彈性系數(shù)；Gij為i區(qū)域j年間化肥投入量變化率；Fij為i區(qū)域j年間糧食總產(chǎn)量變化率.

具體而言，在化肥投入量減少的區(qū)域，若糧食產(chǎn)量增加，則化肥投入量為理性減少；若化肥投入量減少的速度大于糧食產(chǎn)量減少的速度，亦為理性減少；若化肥投入量減少的速度小于糧食產(chǎn)量減少的速度，則為非理性減少；在化肥投入量增加的區(qū)域，若糧食產(chǎn)量減少，則化肥投入量為非理性增加；若化肥投入量增加的速度大于糧食產(chǎn)量增加的速度，亦為非理性增加；若化肥投入量增加的速度小于糧食產(chǎn)量增加的速度，則化肥投入量為理性增加，見圖1.

圖1 化肥投入與糧食產(chǎn)量變化類型圖解Fig.1 Diagram of change types of chemical fertilizer input and grain yield

1.3.2 相對(duì)差異測(cè)算

關(guān)于化肥投入量和糧食產(chǎn)量區(qū)域差異的測(cè)算方法較多，不同方法得出的結(jié)論存在一定的差異. 由于河南省跨越了長江、淮河、黃河、海河四大流域，包含了桐柏山—大別山山地丘陵區(qū)、黃淮海平原區(qū)、南陽盆地、太行山山地丘陵區(qū)、豫西黃土丘陵區(qū)、豫西山地丘陵區(qū)等地貌類型，縣域之間的種植結(jié)構(gòu)、耕作制度存在較為顯著的差異，絕對(duì)差異不能較好地反映區(qū)域化肥投入和糧食產(chǎn)量的差異狀況. 為此，本文選取極值差率和變異系數(shù)度量區(qū)域化肥投入和糧食產(chǎn)量的相對(duì)差異.

2 河南省化肥投入與糧食產(chǎn)量的時(shí)序特征

2.1 化肥投入變化

在化肥產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下，河南省單位面積的化肥折純投入量由1978年的73.41 kg/hm2增長至1998年的560.14 kg/hm2. 1998年國務(wù)院39號(hào)文件取消了化肥生產(chǎn)的指令性計(jì)劃，使得化肥的產(chǎn)銷模式發(fā)生了根本性的改變［21］. 此后，河南省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形成了“高投入-高產(chǎn)出”的集約化高強(qiáng)度用地模式［22］. 在化肥零增長行動(dòng)實(shí)施以前，河南省的化肥施用量呈逐年上升趨勢(shì)，全省化肥折純投入量由1978年的52.54萬t增加到2015年的716.09萬t. 2015年實(shí)施控肥行動(dòng)后，2020年化肥折純投入量降至647.98萬t，初步遏制了化肥投入量無序增長的不良勢(shì)頭（圖2）.

圖2 1978—2020年河南省化肥折純投入量及單位耕地面積化肥折純投入量Fig.2 Total net amount and per unit net amount of chPaeg圖em 31ical fertilizer use in Henan Province from 1978 to 2020

2.2 糧食產(chǎn)量變化

進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，由于城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)給耕地保護(hù)帶來了巨大壓力，河南省基于國家的“占補(bǔ)平衡”“增減掛鉤”等政策，將耕地面積穩(wěn)定在700 萬～800 萬hm2，糧食總產(chǎn)量在1998 年首次突破4000 萬t.2006 年我國取消了農(nóng)業(yè)稅，相對(duì)穩(wěn)定的耕地面積加上一系列的種糧補(bǔ)貼政策，使河南省的糧食總產(chǎn)量由2006年的5 112.30萬t，增加至2020年的6 825.80萬t，年平均增長5.13%. 但是由于種子科技沒有取得明顯突破，糧食單產(chǎn)仍然保持相對(duì)穩(wěn)定. 2006年以后，平均單產(chǎn)維持在5.5～6.4 t/hm2，糧食增產(chǎn)主要靠擴(kuò)大播種面積來維持（圖3）.

圖31978—2020年河南省糧食總產(chǎn)量及單產(chǎn)量Fig.3 Total grainyieldand perunit graiPna gyei1eldinHenanProvincefrom 1978 to 2020

2.3 控肥關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識(shí)別

1）2006 年以后，我國形成了持續(xù)穩(wěn)定的種糧補(bǔ)貼政策，農(nóng)戶的種糧積極性得到了充分挖掘，農(nóng)戶對(duì)耕地的投入持續(xù)增加. 2006 年全省單位耕地面積的化肥使用折純量為750 kg/hm2，2015 年達(dá)883 kg/hm2；控肥行動(dòng)實(shí)施后，2020 年降至819 kg/hm2. 國家測(cè)土配方施肥項(xiàng)目田間實(shí)驗(yàn)［23］表明，河南省小麥和玉米最佳施氮量分別為155.1 kg/hm2和172.8 kg/hm2，即在小麥-玉米一年兩熟的耕地上，最佳的氮肥施肥量為327.9 kg/hm2. 岳俊芹等［24］在綜合考慮小麥群體結(jié)構(gòu)以及冠層截獲光合有效輻射等因素后，在平原新區(qū)推薦的氮、磷、鉀施肥量分別為225、225、150 kg/hm2. 通過上述對(duì)比可以看出，河南省的糧食生產(chǎn)長期存在化肥過度投入現(xiàn)象.

2）許多研究表明，行政管控是減少化肥面源污染的有效路徑［11-12］. 但現(xiàn)行的化肥零增長行動(dòng)只是對(duì)化肥使用增量做了嚴(yán)格管控，而對(duì)化肥的減量目標(biāo)卻沒有明確安排. 從上述分析可以看出，河南省的化肥投入與“理想值”之間存在較大差距. 在農(nóng)戶的施肥技術(shù)沒有顯著提升的情況下，如果大幅度的硬性壓縮化肥投入量，勢(shì)必會(huì)對(duì)糧食產(chǎn)量造成沖擊. 另一方面可以看到，2006年以后，河南省的糧食單位面積產(chǎn)量保持相對(duì)穩(wěn)定，但單位面積的化肥投入量還在持續(xù)增加，而增加的這部分可視為近期需要消減的潛力.

3）當(dāng)前從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)戶以20 世紀(jì)50 或60 年代出生的人為主，長期的農(nóng)業(yè)耕作經(jīng)歷，使他們對(duì)糧食單產(chǎn)穩(wěn)定和化肥投入增長有著較為清晰的認(rèn)識(shí)，以農(nóng)戶的切身感受再配合一定的行政管控，能夠形成農(nóng)戶理解控肥的“在地語言”. 因此，可以將2006 年的單位面積化肥投入量作為近期化肥使用管控的上限“參照值”.

3 控肥后化肥投入-糧食產(chǎn)量的時(shí)空分異

3.1 化肥投入的時(shí)空分異

3.1.1 縣域化肥投入的統(tǒng)計(jì)分析

從2015年和2020年的化肥折純投入量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，104個(gè)研究單元的化肥投入均值由58 269.35 t下降至53 509.91 t，這說明控肥行動(dòng)實(shí)施后，整體化肥投入量開始下降，極值差由234 073 t降到180 478.05 t，與2015年相比2020年縣域化肥投入的波動(dòng)范圍在縮小. 由于標(biāo)準(zhǔn)差能夠反映各觀測(cè)值離散程度的絕對(duì)值，卻無法實(shí)現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)離散程度的對(duì)比，在此利用變異系數(shù)測(cè)算兩組數(shù)據(jù)整體離散程度，兩組數(shù)據(jù)的變異系數(shù)由2015年的0.65增加至2020年的0.68，說明縣域控肥政策執(zhí)行偏差有擴(kuò)大化的趨勢(shì)，具體如表1所示.

表1 2015年和2020年河南省縣域化肥折純投入量統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of the net amount of chemical fertilizer use at county level in 2015 and 2020

3.1.2 縣域化肥投入的區(qū)域分異

2015—2020年，在104個(gè)研究單元中，化肥投入量減少的有83個(gè)，約占研究單元總量的79.81%. 整體上來看，中西部山地丘陵區(qū)縣域的化肥投入量減少較為明顯，東南部黃淮平原區(qū)研究單元的化肥投入量增幅顯著（圖4）. 化肥投入量減少幅度在10%以上的研究單元主要分布在禹州、方城、淮濱、潢川、欒川等地；化肥投入量減少幅度在10%以內(nèi)的研究單元主要分布在洛陽、駐馬店、三門峽及周口等地. 與2015年相比，有21個(gè)研究單元的化肥投入量有所增加，其中增加幅度大于10%的有11個(gè)（偃師、延津、尉氏、虞城、永城、西華、商水、鄲城、新蔡、固始、新縣），這些研究單元均位于河南省糧食生產(chǎn)核心區(qū)；化肥投入量增加幅度在10%以內(nèi)的研究單元有10個(gè)（清豐、濮陽、修武、孟津、新密、舞陽、羅山、沈丘、鹿邑、上蔡），也位于黃淮海糧食生產(chǎn)核心區(qū). 從以上分析可以看出，受制于農(nóng)戶傳統(tǒng)種植習(xí)慣的影響，糧食生產(chǎn)核心區(qū)的化肥投入量仍呈現(xiàn)出無序增加的不良現(xiàn)象，傳統(tǒng)產(chǎn)糧大縣的控肥任務(wù)艱巨.

圖4 2015—2020年河南省縣域化肥投入量變化空間分異圖Fig.4 Spatial differentiation map of chemical fertilizer input changes at county level from 2015 to 2020

3.2 糧食產(chǎn)量的時(shí)空分異

3.2.1 縣域糧食產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)分析

由表2可以看出，河南省104個(gè)縣市糧食產(chǎn)量的均值、極值差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等指標(biāo)數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)2020年大于2015年的狀況，其中，均值由2015年的541 600.34 t提升到2020年的574 508.41 t，反映出河南省糧食總量在提升；極值差增大，說明縣市間糧食產(chǎn)量的相對(duì)差異在擴(kuò)大，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)增大，說明數(shù)據(jù)整體的離散程度在加大，即糧食生產(chǎn)有不斷向產(chǎn)糧大縣、糧食生產(chǎn)核心區(qū)集中的趨勢(shì).

表2 2015年和2020年河南省縣域糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)Tab.2 Statistics of grain yield at county level in 2015 and 2020

3.2.2 縣域糧食產(chǎn)量的區(qū)域分異

2015—2020年，在104個(gè)縣市中，糧食產(chǎn)量增加的有75個(gè)，約占研究縣市總數(shù)的71.15%（圖5）；糧食產(chǎn)量增幅大于10%的縣市共有29個(gè)，主要分布在駐馬店、周口、南陽、平頂山及新鄉(xiāng)所轄的部分縣市；糧食產(chǎn)量增幅在10%以內(nèi)的縣市共有46個(gè)，主要分布在洛陽、焦作、開封及駐馬店所轄的縣市. 由此可以看出，糧食產(chǎn)量增加明顯的大都是傳統(tǒng)的產(chǎn)糧大縣.

圖5 2015—2020年河南省縣域糧食產(chǎn)量變化空間分異圖Fig.5 Spatial differentiation map of grain yield change at county level from 2015 to 2020

2015—2020年，有29個(gè)縣市的糧食產(chǎn)量有所減少，減少幅度大于10%的有8 個(gè)，其中欒川、嵩縣、南召、林州等地由于位于生態(tài)山區(qū)，地塊零碎且耕作不便，耕地多向林地轉(zhuǎn)型導(dǎo)致糧食產(chǎn)量顯著下降，滎陽市和安陽縣由于臨近鄭州及安陽中心城區(qū)，耕地非農(nóng)化現(xiàn)象較為顯著，加上城市近郊種植業(yè)向設(shè)施農(nóng)業(yè)調(diào)整的力度較大，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量顯著下降；糧食產(chǎn)量減少幅度小于10%的縣市有21個(gè)，相對(duì)集中在信陽、三門峽及洛陽所轄的縣市，這是由于該類地區(qū)依據(jù)區(qū)域資源本底條件，大規(guī)模發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，壓縮了糧食播種面積，從而導(dǎo)致糧食產(chǎn)量的下降.

3.3 控肥效果的區(qū)域分異

3.3.1 化肥投入量增加的縣市

2015—2020年，化肥投入量增加的縣市位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4個(gè)區(qū)間（圖1），共21個(gè)縣市. 由圖6、表3可以看出，處于Ⅰ區(qū)的縣市有6個(gè)，該類型的縣市化肥投入量平均增加了6.44%，糧食產(chǎn)量平均增加了16.78%，化肥投入量增加的速度小于糧食產(chǎn)量增加的速度，可視為理性增加；處于Ⅱ區(qū)的縣市有10個(gè)，該類型縣市化肥投入量平均增加了21.79%，糧食產(chǎn)量平均增加6.37%，化肥投入量增加的速度大于糧食產(chǎn)量增加的速度，屬于非理性增加；處于Ⅲ區(qū)的縣市有4 個(gè)，該類型縣市化肥投入量平均增加了14.55%，糧食產(chǎn)量卻下降了7.10%，屬于非理性增加；處于Ⅳ區(qū)的縣市1個(gè)，該類型縣市化肥投入量增加的速度為2.92%，糧食產(chǎn)量減少了4.48%，屬于非理性增加.

3.3.2 化肥投入量減少的縣市

2015—2020年，化肥投入量減少的縣市位于Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ4個(gè)區(qū)間（圖1），共計(jì)83個(gè)縣市. 由圖6、表3可以看出，處于Ⅴ區(qū)的縣市6 個(gè)，該類型縣市化肥投入量的平均減少了13.13%，但糧食產(chǎn)量平均下降21.85%，該情況可以視為化肥的非理性減少；處于Ⅵ區(qū)間的縣市18 個(gè)，該類型縣市化肥投入平均減少16.24%，糧食產(chǎn)量平均減少3.37%，化肥投入量減少速度大于糧食產(chǎn)量減少速度，可視為化肥的理性減少；處于Ⅶ區(qū)間的縣市32個(gè)，該類型縣市的化肥投入量平均減少16.69%，但糧食產(chǎn)量平均增加5.72%，且化肥投入量減少速度大于糧食產(chǎn)量增加的速度，屬于理性減少；處于Ⅷ區(qū)間的縣市27個(gè)，該類型縣市化肥投入平均減少4.27%，糧食產(chǎn)量平均增加14.01%，屬于理性減少，這其中處于Ⅶ區(qū)和Ⅷ區(qū)的縣市在化肥投入量減少的情況下，能夠繼續(xù)保持糧食產(chǎn)量的增加，反映出化肥使用效率的顯著提升，為控肥行動(dòng)中最理想狀態(tài).

圖6 2015—2020年河南省化肥投入量類型評(píng)判分布Fig.6 Distribution map of the evaluation of chemical fertilizer input types from 2015 to 2020

表3 不同類型區(qū)糧食作物播種面積、糧食總產(chǎn)量、化肥使用折純量的平均變化率Tab.3 The average change rate of grain crop sown area，total grain yield and fertilizer use in different types of areas

4 化肥調(diào)控分區(qū)

由表3可以看出，糧食作物播種面積與糧食總產(chǎn)量呈線性相關(guān)，保持耕地面積穩(wěn)定是保證糧食安全的首要條件. 由上面分析可知，2006年以后，河南省單位面積糧食產(chǎn)量保持相對(duì)穩(wěn)定，但是單位面積的化肥投入量還在持續(xù)增加，因此可將相關(guān)縣市2006 年單位面積化肥折純使用量，作為近期控肥的上限“參照值”. 在不影響糧食安全生產(chǎn)的前提下，依據(jù)化肥投入-糧食產(chǎn)量的彈性系數(shù)，結(jié)合區(qū)域資源稟賦條件，將研究對(duì)象劃分為優(yōu)化保持區(qū)、重點(diǎn)控制區(qū)、限制增長區(qū)、特色整治區(qū)等四類調(diào)控類型區(qū)（圖7），提出分區(qū)、分類的化肥使用管控措施，為耕地資源的高質(zhì)量、生態(tài)化利用創(chuàng)設(shè)條件.

圖7 河南省化肥調(diào)控分區(qū)圖Fig.7 Chemical fertilizer regulation zoning map of Henan Province

4.1 優(yōu)化保持區(qū)

優(yōu)化保持區(qū)包含Ⅶ和Ⅷ區(qū)間（圖1）的縣市. 這種類型的縣市在化肥投入有序減少的情況下，實(shí)現(xiàn)了糧食產(chǎn)量穩(wěn)步增加，屬于控肥的理想狀態(tài). 對(duì)待控肥理想狀態(tài)的縣市可繼續(xù)保持現(xiàn)有化肥投入水平，強(qiáng)化耕地利用的科技投入，進(jìn)一步提升化肥利用效率.

4.2 重點(diǎn)控制區(qū)

重點(diǎn)控制區(qū)包含Ⅰ和Ⅱ區(qū)間（圖1）的縣市. 這種類型縣市的糧食作物播種面積、糧食產(chǎn)量、化肥使用折純量均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì). 重點(diǎn)控制縣市大都是河南省糧食產(chǎn)量大縣，近年來，種植經(jīng)濟(jì)作物的用工成本不斷提升，而規(guī)模化的糧食種植能夠?qū)崿F(xiàn)一定的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，從而導(dǎo)致這種類型縣市的糧食作物種植面積持續(xù)擴(kuò)大. 但多數(shù)農(nóng)戶仍然采用“一炮轟”的落后施肥方法，使得區(qū)域內(nèi)整體化肥利用效率偏低. 對(duì)待該類型的縣市，要參照2006 年相關(guān)縣市單位面積的化肥折純使用量，制定化肥投入的上限標(biāo)準(zhǔn)，通過高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，重點(diǎn)改進(jìn)施肥機(jī)具，逐步減少化肥施用量，最大限度地降低由規(guī)模報(bào)酬遞減造成糧食生產(chǎn)環(huán)境惡化的風(fēng)險(xiǎn).

4.3 限制增長區(qū)

限制增長區(qū)包含Ⅲ和Ⅳ類型區(qū)間（圖1）的縣市. 這種類型縣市的糧食作物播種面積和糧食產(chǎn)量下降，但化肥投入?yún)s增加，呈現(xiàn)出“地減肥增”的不良狀態(tài). 這其中，孟津、偃師是由于洛陽都市區(qū)城市蔓延導(dǎo)致耕地?cái)?shù)量快速減少導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降，而新縣、固始、羅山則是因農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降. 這種類型的縣市大都缺乏嚴(yán)格的化肥投入限制措施，導(dǎo)致化肥投入無序增加. 對(duì)此既要控制耕地“非農(nóng)化”，還要防止耕地?zé)o序“非糧化”，同時(shí)要以2006年相關(guān)縣市單位面積的化肥折純使用量作為上限標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避由于無序化肥投入而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染加劇的風(fēng)險(xiǎn).

4.4 特色整治區(qū)

特色整治區(qū)包含Ⅴ、Ⅵ類型區(qū)間（圖1）的縣市. 這種類型縣市的糧食作物播種面積、糧食產(chǎn)量和化肥使用折純量均呈現(xiàn)出減少的態(tài)勢(shì)，整體上實(shí)現(xiàn)了控肥目標(biāo). 但糧食作物播種面積減少的原因不一，造成了糧食產(chǎn)量下降的一致結(jié)果. 從減少速度上看，Ⅴ區(qū)大于Ⅵ區(qū)，對(duì)此要依據(jù)不同區(qū)域的資源稟賦條件，進(jìn)行分類優(yōu)化整治. 這其中，滎陽、新鄭、中牟和安陽縣等大都市郊區(qū)縣市，由于建設(shè)占用及國土綠化，導(dǎo)致糧食作物播種面積大幅度下降；對(duì)這種類型的縣市，一方面要堅(jiān)決遏制耕地“非農(nóng)化”，另一方面要將耕地保護(hù)與城市景觀建設(shè)相結(jié)合，全面提升都市區(qū)生態(tài)建設(shè)水平. 欒川、嵩縣、南召等生態(tài)山區(qū)縣糧食產(chǎn)量下降系耕地向林地大幅度轉(zhuǎn)型造成耕地面積減少造成；對(duì)待這種類型縣市，要嚴(yán)控退耕還林區(qū)間，避免退耕還林?jǐn)U大化，制定生態(tài)山區(qū)養(yǎng)分資源綜合管控措施，積極引導(dǎo)發(fā)展生態(tài)特色農(nóng)業(yè)，強(qiáng)化生態(tài)賦能. 商城、潢川、淮濱、靈寶等縣市糧食產(chǎn)量下降系農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整造成糧食作物播種面積下降所致；對(duì)這些縣市要統(tǒng)籌考慮家庭生計(jì)、糧食安全與生態(tài)穩(wěn)定之間的關(guān)系，持續(xù)增強(qiáng)特色農(nóng)業(yè)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)鏈條目標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，嚴(yán)格控制無序的“非糧化”，同時(shí)，要以2006 年相關(guān)縣市單位面積化肥折純使用量作為化肥投入的參照值，避免過度控肥導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降.

5 結(jié)論

1）長序列的數(shù)據(jù)分析表明，河南省的糧食生產(chǎn)存在化肥過度投入的現(xiàn)象.

2）2006年以后，河南省糧食總產(chǎn)量持續(xù)增加，但糧食單產(chǎn)保持相對(duì)穩(wěn)定，糧食增產(chǎn)主要靠擴(kuò)大糧食作物播種面積維持. 在施肥技術(shù)沒有取得重大突破以前，既要保證糧食產(chǎn)量穩(wěn)定，還要考慮到農(nóng)戶的施肥習(xí)慣.為此，可將2006年各縣市單位面積化肥折純使用量作為近期相關(guān)縣市化肥投入的上限標(biāo)準(zhǔn).

3）控肥行動(dòng)實(shí)施以來，初步遏制了化肥投入量無序增長的不良勢(shì)頭，河南省的糧食生產(chǎn)向產(chǎn)糧大縣集中趨勢(shì)明顯，糧食生產(chǎn)核心區(qū)市縣的化肥投入量還保持著高位投入的慣性，化肥減量管控效果顯著的縣市大都位于生態(tài)山區(qū).

6 建議

糧食作物播種面積與糧食總產(chǎn)量呈線性相關(guān)，保持耕地面積穩(wěn)定是保證糧食安全的首要條件，在糧食單產(chǎn)保持穩(wěn)定的背景下，提出以下政策建議：

1）堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，實(shí)施藏糧于地戰(zhàn)略；堅(jiān)決遏制耕地“非農(nóng)化”，嚴(yán)格控制耕地“非糧化”；加大糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)田的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，持續(xù)推進(jìn)河南省平原地區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工程，促進(jìn)農(nóng)業(yè)布局區(qū)域化、經(jīng)營規(guī)模化、發(fā)展產(chǎn)業(yè)化，以標(biāo)準(zhǔn)化的管理克服糧食生產(chǎn)過度依賴化肥投入的弊端.

2）未來河南農(nóng)業(yè)科研投資的重心要放在提高農(nóng)業(yè)良種水平上來，同時(shí)要強(qiáng)化農(nóng)業(yè)裝備支撐，建設(shè)智慧化、生態(tài)型農(nóng)業(yè)，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)資源稟賦優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、供應(yīng)鏈、要素鏈的深度耦合，提高農(nóng)業(yè)綜合效益，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，依據(jù)農(nóng)業(yè)規(guī)模化發(fā)展程度及施肥裝備的發(fā)展情況，確定遠(yuǎn)期化肥投入的合理標(biāo)準(zhǔn).