基于农业种植结构优化模型的农业可持续发展——以河套灌区为例

邓琳琳 王志凯 韩晓菲

（作者单位：长安大学马克思主义学院）

一、前言

近年来，中国用世界7%的耕地面积养活了世界22%的人口。对于整个世界而言，这是一个世界级的经济奇迹。然而，随着国内人口激增，生态环境的破坏，粮食生产等农业问题仍然是中国必须要面对的重大挑战。2015年，国务院下发的《全国农业可持续发展规划（2015—2030 年）》政策中强调：“农业关乎国家食物安全、资源安全和生态安全。大力推动农业可持续发展，是实现‘五位一体’战略布局、建设美丽中国的必然选择，是中国特色新型农业现代化道路的内在要求”。[1]

二、农业可持续性发展的内涵

近年来，农业可持续发展问题一直是专家学者们研究的重点，根据各专家学者的侧重点不同，可以大致将其分为三部分，即生态可持续、生产可持续、经济可持续。

（一）生态可持续

推进农业经济可持续发展，必须要以生态文明建设为前提。人类与自然是相互联系，相互依存的。自然规律是客观存在的,人类不能打破这一客观规律，因此在农业发展中要处理好经济与生态之间的矛盾。一方面，要通过科学技术创新规避和抵御自然风险。另一方面，要坚持可持续发展战略，对自然资源进行优化配置。坚持保护环境的生态理念，使得农业与经济达到和谐发展的状态。

（二）生产可持续

农业的发展要保证农产品的稳定供给,以满足人类发展的基本物质需要。[2]民以食为天，粮食是人类最基本的生存资料，粮食生产在国家生产中占据着重要地位。全国14 亿人口的粮食、蔬菜、瓜果的需求基本都依靠农业。而如此看来，如果我国农业生产力不能满足社会需要，人民的生活便不能得到保障，由此，国家层面更失去了自立的基础。

（三）经济可持续

2015 年，习近平总书记在中央农村工作会议上指出：“现代高效农业是农民致富的好路子。要沿着这个路子走下去，让农业经营有效益，让农业成为有奔头的产业”。[3]在保证农业生产可持续发展的基础上，不断调整和优化产业结构，引进先进农业生产技术，一方面不仅增加农产品产量，实现了农业资源的优化配置。另一方面也增加了农民收入，提高了农民的生活水平。

三、河套灌区农业发展存在的问题

河套灌区位于内蒙古自治区西部的巴彦淖尔市，北依阴山山脉的狼山、乌拉山南麓洪积扇，南临黄河，东至包头市郊，西接乌兰布和沙漠。该区引黄控制面积共计11.62 万公顷，引黄有效灌溉面积57.4 万公顷，农业人口100 余万。河套灌区是全国3个特大型灌区之一，也是重要的商品粮、油生产基地。灌区地处我国干旱的西北地区，降水量少，蒸发量大，属于没有引水灌溉便没有农业的地区。

图1 河套灌区各灌区分布图

（一）生态方面：农田排水污染

内蒙古段湿地是我国北方重要的生态屏障。乌梁素海位于黄河流域内蒙古段河套灌区，是我国北方重要的生态屏障，有“塞外都江堰”的美称。却因生态污染等问题被生态环境部通报，2012 年5 月28 日至31 日，《第一财经日报》调查发现昔日内蒙古第二大渔场的乌梁素海已变成汇集农用污水和生活污水的“污水池”。其中，以农用污水影响最大。据统计，约90%的农田排水都集中汇入乌梁素海，而农田用水中含有大量氮、磷等元素严重影响了水体质量。不仅严重威胁着区域类生物，对区域居民也造成巨大危害。

（二）生产方面：农田灌溉体系不合理

一方面，由于气候变化及农田化肥的使用使河套灌区土壤盐碱化加重，看似大面积的平原却只能耕种部分耐盐农作物。另一方面，河套灌区农田灌水一直以来是国家重视并研究解决的问题，由于农田用水体系建构不完善，引黄河水灌溉规划不合理，一些技术人员缺乏实际调研和技术创新，凭借以往经验对农用水进行规划设计，使得资源合理配置流于形式，不仅不利于农业生产，还造成了水资源的严重浪费。

（三）经济方面：农业种植结构不当

由于经济作物的高收益，河套灌区种植大量向日葵，相对而言，人民生活的基本粮食作物如水稻、小麦种植耕地被占用，产量逐渐减少，不仅阻碍了农产品品种的多样化，更严重威胁了当地的粮食生产安全。受地域影响，河套灌区农业生产规模小而分散，没有形成农业集中化经营，缺乏专业农业科技技术人才与先进设备，使得农产品出产量小，在市场上没有足够的产品竞争力，只能维持区域内自给自足。由此势必影响河套灌区的农业经济发展。

综上，河套灌区的农业发展始终伴随着生态环境的影响，而社会的发展本身与生态环境的保护就是一个平衡性的矛盾。河套灌区主要是引黄河水灌溉，没有灌溉便没有农业，近年来，随着灌区可引用的黄河水量不断减少，水资源已经成为了制约当地农业可持续发展的主要因素。河套灌区为实现区域内经济发展，大规模种植高收益的经济作物。经济作物对粮食作物的替代造成了当地人民基本生活资料的紧缺。随着河套灌区的农田种植规模逐渐扩大，农用水资源需求不断增加，农用化肥造成的水体污染也愈加严重。因此，如何权衡河套灌区生态保护、粮食生产、经济生产之间的矛盾，已经成为灌区农业可持续发展面临的巨大挑战。

四、对策研究

（一）模型优化

根据《全国农业可持续发展规划（2015—2030 年）》显示，河套灌区位于西北及长城沿线区，属于适度发展区。而这一区域的核心是利用水资源及农作物的优化配置达到生态和谐、稳农增收的目的。以实现生产、生活、生态互利共赢。

1.生态目标

农田退水势必带来大量的污染，本文以最小化学需氧量排放为目标来降低农业对生态环境的影响。

2.粮食安全（产量）目标

3.经济效益

4.约束因素

（1）可用水量约束

（2）种植面积约束

（3）产量约束

（4）经济收益约束

表1 模型参数表

优化结果：

该模型同时考虑生态、粮食产量、经济收益三方面，通过求解该模型得到灌区优化种植结构结果如下图所示。通过优化，我们发现葵花在整个灌区具有较大的种植优势，特别是在义长灌域这与灌区实际情况相符。在种植优势方面：葵花＞玉米＞小麦，经济作物相比于粮食作物有较大的种植优势。这是因为经济作物收益高，且需水少，能够减少对下游生态环境带来的影响。将优化结果与现状进行对比，发现粮食种植面积有较大的提升。其中小麦种植面积涨幅较大，玉米涨幅较小，而葵花面积却有一定的下降。对比结果充分说明了，现阶段灌区的种植结构较为不合理，因此未来可以适当的降低葵花的种植面积提高小麦等粮食作物的种植面积，以助力灌区粮食安全。该模型能够根据灌区可持续发展的需要，适当的调整灌区种植结构；另外管理者也可通过调整对生态、粮食产量、经济效益优先程度来获取不同的种植结构方案。综上所诉，利用种植结构优化模型能够有效的帮助区域制定定量的可持续发展方案。

图2 河套灌区种植结构图

表2 种植结构优化结果表

（二）建设性保障措施

2013 年5 月24 日，习近平总书记在中共中央政治局第六次集体学习上强调：“要正确处理好经济发展同生态环境保护的关系，牢固树立保护生态环境就是保护生产力、改善生态环境就是发展生产力的理念，更加自觉地推动绿色发展、循环发展、低碳发展，决不以牺牲环境为代价去换取一时的经济增长。”[4]长期以来，我国农业发展片面追求高产量，使得农业环境压力超过承载能力，严重影响了农业生态环境。如今，我国农业发展已经进入一个历史性的关键时期，需要在坚持可持续发展理念的基础之上加强国家宏观调控与科技引领力，以形成农业发展的良好态势。

1.树立可持续发展理念。可持续发展理念是实现农业可持续发展的理论基础。自可持续发展战略提出以来，以习近平总书记为核心的党中央在继承中不断改革创新。要牢固树立可持续发展理念，坚定不移的走可持续发展道路，在绿色发展中加快社会经济建设，在建立生态安全屏障中改善人民生活环境，满足人民对美好生活的向往。

2.完善国家政策保障实施。国家政策是农业可持续发展的制度保障。一方面，国家完善相关政策制度与标准，研究并制定关于农业发展与生态保护相关文件与要求。另一方面，完善农业生态保护法律法规，制定土地资源质量、水资源质量、化学肥料质量等标准文件，广泛应用于社会各级阶层，并加强各级领导与监督。

3.科技创新引领农业发展。科学技术是农业可持续发展的创新驱动力。伴随着科技水平的发展,农业生产也逐步实现了改革与进步。为实现生态与农业发展的平衡，不仅要加强绿色农业科技创新力度,另一方面需要及时反馈与总结经验，建立综合管理体系与评价指标体系。加快农业科学发展技术的广泛运用与实施。

4.加强农业人才队伍建设。人才队伍建设是农业可持续发展的资源保障。一方面要充分利用教育这一有效渠道，加强农业高等教育与职业教育以及农民技术培训。在农业技术、农业生态环境保护等方面培养创新型、技能型人才。在培训过程中，不仅传授相关理论技术，更应帮助其树立可持续发展理念与绿色发展理念。为农业可持续发展提供坚实的人才保障。

引用

[1]全国农业可持续发展规划(2015-2030 年)[J].农村实用技术,2016(04):5-15.

[2]关明文.农业经济可持续发展问题分析[J].农业经济,2013(02):70-71.

[3]本刊编辑部.中央农村工作会议召开[J].时事(初中),2020(03):6-7.

[4]习近平在中共中央政治局第六次集体学习时强调坚持节约资源和保护环境基本国策 努力走向社会主义生态文明新时代[J].环境经济,2013(06):6.