基于SPSS的娄底市土地种植能源作物经济效益分析
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基于SPSS的娄底市退耕地 种植能源作物及土地经济效益分析 学 生：** (****级资源环境学院土地资源学专业，学号**********) 摘 要：运用经济学理论、SPSS实用统计分析中的因子分析方法，分别对娄底市的5个区、县（市）土地利用状况进行了分析，可知土地利用经济效益水平还有待进一步提高。同时，通过分析娄底市退耕区坡耕地特点，并结合对比计算能源作物和现有乔木在坡耕地上的种植收益，在此基础上总结了娄底市耕地种植能源作物的可行性以及获取高效益的措施。 关键词：经济效益；退耕地；能源作物；SPSS因子分析方法；娄底市 目前，我国能源危机日益严重、能源供需矛盾异常尖锐，特别是近年来城镇化步伐的加快，我国可供生产能源的土地剧减，中国经济现代化正面临着能源问题的严峻挑战。然而当今人类面临的人口、粮食、环境、能源和资源五大问题均直接或间接地与土地资源及其利用有关。土地利用经济效益是土地利用效益评价的核心，它是一般经济效益问题在土地资源利用方面的具体化。通过研究土地利用的经济效益，为确定合理的土地利用方式、结构及布局提供依据，从而实现土地资源的可持续利用。就目前研究而言，土地利用的社会效益和生态效益定量研究比较困难，而其经济效益是可以进行定量评价的。根据2005年娄底市的统计年鉴以及娄底市土地利用总体规划，笔者通过比较研究5个不同地区种植能源作物经济效益，提出提高土地利用经济效益的对策，在此基础上总结了娄底市提高土地利用经济效益的措施。 一、种植能源作物可行性分析 （一）自然可行 1、气候条件适宜 娄底市地处中亚热带季风湿润气候区，气候温暖，四季分明；夏季酷热，冬季寒冷，秋季凉爽；春末夏初多雨，盛夏秋初多旱；积温较多，生长期长；气候类型多样，立体变化明显。年平均气温16.5～17.5℃；无霜期长，平均265天；多年平均降水量1300～1400毫米，降水多集中在3～8月；年日照时数1410.4～ 1 1621.9小时。结合能源作物生长条件，娄底温度、光照和雨水等条件完全可以满足能源作物的生长要求[1]。 2、坡耕地资源丰富 娄星区位于湖南省中部，区内耕地面积11700hm2，退耕还林面积累计达3180hm2，其中退耕造林1410hm2，宜山宜荒造林1570hm2，封山育林200hm2 [2]。涟源市2002年被纳入国家退耕还林工程县，累计完成退耕面积14000hm2，其中退耕造林6167hm2，宜荒造林6833hm2，封山育林1000hm2，退耕还林工程进展顺利[3]。冷水江市2002年开始实施退耕还林，共计完成退耕还林5146hm2，其中退耕造林2164hm2，荒山造林2522hm2，封山育林460hm2，取得了显著的成果[4]。双峰县位于娄底市东南方向，为娄底市较早开展退耕还林工作的试点单位，2002年至2009年期间完成国家累计下达该县退耕还林计划7793hm2，其中退耕地造林3593hm2、宜林荒山荒地造林3667hm2、封山育林533hm2 [5]。新化县地处娄底西部，为重点林区县，坡耕地面积大，2001年起实施退耕还林，累计退耕面积达25900 hm2，其中退耕地造林10766 hm2，荒山荒地造林13667hm2，退耕还林封山育林1467hm2 [6]。，以山地和丘陵为主的地形地貌决定了湖南有着丰富的坡耕地资源。此类土地大多保水保肥性能弱，土壤贫瘠，灌溉条件较差，季节性干旱严重，如果用于种植其他作物则成本高、产量低、效益差。而木薯具有耐旱、耐瘠，不耐渍的特点，这些土地如用于种植木薯则可获得高产，是较好的土地资源[7]，这样既避免与粮、棉、油、果等争地，又能提高土地利用率，在完成国家退耕还林计划指标的同时增加农民收入。 （二）经济可行 1、退耕地上现有植物所能产生的经济效益 据数据显示，每亩生态林可蓄林5.6立方米[8]，每立方蓄积按306元计算[9]，由此可计算出每hm2针阔叶林产值为2570元/年（按10年计算）。经济效益EEP1的计算公式如公式： EEP1PSn 其中p为生态林单产，s为生态林面积，n为产生效益的年限。根据公式（1）以及上述数据可得：娄星区产值累计达8173万元；涟源市累计产值3.60亿元；冷水江市生态林累计产值为1.32亿元；双峰县有生态林面积6543 hm2，累计产值约为1.68亿元；新化县实施退耕还林种植针阔叶林面积23684hm2，产值累计约为6.09亿元。 2 2、退耕地种植能源作物所能产生的经济效益 美国化学家 Shelley Minteer在著作Alcoholic Fuel中认为将被列为“水土保持休耕计划”(CRP)和部分退化草地种植能源作物，既保持了水土，还收获了大量生物能源的原料，使农民得到收益、不再主要依靠政府的财政补贴[10]。 根据以上自然可行性分析以及比较各方面条件及限制因素，适宜在娄底坡耕地上种植的能源作物主要有木薯、甘薯和玉米（见表1），其经济效益主要根据提取后的无水乙醇计算，目前乙醇平均价格约6000元/t。此外，光皮树作为含油量和存活率都较高的能源植物也具有很强适宜性。 木薯，一年生作物，目前已成为仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物。目前，木薯发展重点地区的生产已初步实现种植良种化、丰产栽培标准化和加工专业化。平均鲜薯单产为25.11 t/hm2，酒精产出量为2.94 t/hm2。国内酒精产业将近三分之一以木薯为原料，技术相对成熟。中国木薯酒精加工业主要以鲜木薯和木薯干片为原料生产食用酒精及工业酒精，木薯转化成酒精的产值约为22140元/hm2，较生态林多19570元/hm2。 我国是世界上最大的甘薯种植国，面积达690hm2，约占世界甘薯种植面积的65.4%。甘薯作为重要的粮食、饲料、工业原料以及新型能源作物，对粮食安全和能源安全起着重要的作用。当前每hm2土地可生产木薯24.20t，转换成酒精产值18180元/ hm2，比生态林多15610元/hm2 ，在不争粮、不争地的前提下，利用荒坡耕地种植甘薯，每hm2可产出15t左右[11]，转换成酒精产值每hm2增值11278元，效益较高。 玉米主要作为粮食作物种植，为一年生作物，其对土壤肥力、水文条件以及种植技术要求较高[12]。利用质量不高的坡耕地种植玉米每hm2产量仅为5.29t，较优质耕地少约10t/hm2，平均每hm2玉米可生产酒精1.87t，价值11220元。 表1 能源作物单产和乙醇生产水平 作物单产 品种 木薯 甘薯 玉米 （t/hm2） 25.11 24.20 5.29 生产单位乙醇 所需原料(t) 6.80 7.98 2.82 单位面积乙醇 产量（t/hm2） 3.69 3.03 1.87 单位面积作物生产 乙醇价值(元/ hm2) 22140 18180 11220 生长期(年) 1 1 1 3、退耕地种植能源作物所能产生的生态效益 同所有的植物生产活动一样，能源作物也会对环境产生各种影响，其生态景 3 观效应和生态恢复作用受到了广泛关注。当前国际上重点研究的新型能源作物很重视其耐贫瘠、耐干旱等特征，因而对生态恢复有重要作用。我国的土地荒漠化、水土流失、土壤污染等问题十分严重，开发培育适合中国的能源作物，能有效利用退化、退耕和不宜农荒地，对生态恢复有很大帮助。如在西部干旱地区发展多年生草本能源作物， 在丘陵山地栽植多年生木本油料作物，这都能有效地减轻土壤侵蚀，防止水土流失，改良土壤和增加各种野生动物栖息地[13]。 据有关专家测算，森林每年产生的蓄水效益为60元/hm2；保土效益每年为1133元/hm2；保肥效益每年为21541元/hm2；净化效益每年为19702元/hm2。根据娄星区、涟源市、冷水江市、双峰县和新化县退耕还林生态区面积计算，可累计产生的生态效益分别为1.35亿元、5.94亿元、2.18亿元、2.78亿元和10.05亿元。 二、土地经济效益多因子分析 （一）因子分析的基本概念 在进行调查研究时，经常需要同时调查或分析许多变量，这些变量可能归为影响各不相同的几类，而每一类均具有相同的本质，常称为因子。因子分析是用少数几个潜在指标(因子)的线形组合来表示实际存在的多个指标，根据相关性大小对变量分组，使组内变量间高相关、组间变量低相关，每组变量代表一个基本结构就是因子。 （二）因子分析应用 1、因子分析的基本思想 因子分析的基本思想是通过对变量的相关系数矩阵内部结构的分析，从中找出少数几个能够控制原始变量的随机变量Fi(i =1，2， „m) ，选取公共因子的原则是使其尽可能多地包含原始变量中的信息，建立模型X=A·F+e，忽略e，以F代替X(m≤p) ，用它再现原始变量X的众多分量Xi(i =1，2，„p)之间的相关关系，达到简化变量降低维数的目的。通过分析研究，具体结合了5个区县（市）的实际情况，选择以下10个指标构成了土地利用经济效益的指标体系。具体指标如表2所示： 表2 土地利用经济效益评价指标 X1 X2 指标层 人均耕地 第一产业人均地区生产总值 单位 hm2/人 元/人 4 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 非农业人口 第二三产业人均地区生产总值 城镇化率 农用地地均产值 建筑业总产值 第一产业占三产比重 第二三产业占三产比重 固定资产投资 人 元/人 % 元/ hm2 万元 % % 万元 2、因子分析过程 借助于SPSS10. 0软件，使用分析→数据简化→因子分析过程。首先将原始样本(见表3)矩阵标准化，以消除指标之间量纲的不一致和数量级差异大等现象，并建立变量的相关系数矩阵R，然后计算出R的特征值和贡献率。贡献率反映每个因子所包含原始数据信息量的大小，前2个因子包含了原始数据86.55%的信息，满足了因子分析>80%以上的要求。所以，取前2个因子作因子分析。为了更清楚地反映变量之间的关系，对初始因子载荷进行正交旋转，由表4可以看出，第一个主因子F1 在X3，X4，X5，X7，X9，X10上有较大载荷，可以称为“建设用地因子”。第二个主因子F2 在X1，X2，X6，X8上有较大载荷，称为“农用地因子”。 表3 娄底市5区县（市）土地利用经济效益评价指标的原始数据地 区 娄星区 涟源市 冷水江 双峰县 新化县 X1 0. 007 0. 014 0. 034 0. 060 0. 047 X2 20717 19090 8793 13322 10520 X3 404100 532600 470900 317500 373200 X4 26656. 06 21401. 53 6858. 67 10703. 33 7107. 88 X5 86.00 49.00 46. 00 49. 00 48. 70 X6 1. 31 2. 15 0. 88 0. 86 1. 55 X7 372108 402453 372051 306791 275111 X8 1. 19 3. 09 2. 31 11. 4 22. 2 [14] X10 518218 373317 111524 56193 79984 X9 98.81 96.91 87.73 88.57 77.77 表4 旋转后的主因子载荷矩阵 指标层 主因子 F1 载荷 主因子 F2 载荷 5 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 人均耕地 第一产业人均地区生产总值 非农业人口 第二三产业人均地区生产总值 城镇化率 农用地地均产值 建筑业总产值 第一产业占三产比重 第二三产业占三产比重 固定资产投资 -0. 746 0. 959 0. 209 0. 962 0. 906 0. 404 0. 369 - 0. 800 0. 800 0. 918 - 0. 542 0. 221 0. 968 0. 264 0. 392 0. 406 0. 852 -0. 484 0. 484 0. 331 3、因子得分 借助于SPSS10. 0软件，使用分析→数据简化→因子分析→因子得分过程进行因子得分的分析。选择回归方法，即将公因子对变量X1 - X10做线形回归，得到系数的最小二乘就是所谓的因子得分系数。然后根据因子得分系数和原始变量的观测值计算出各个观测量的因子得分： F1-0.07510.27620.28230.25840.1950.00160.17970.11680.11690.21710F2-0.10810.20520.60930.16940.50850.13860.46770.04680.04691.0610 计算出各个观测量的因子得分之后，将2个主因子的贡献率归一化后作为权重，对主因子进行线形加权求和，利用方程: Z = 0. 87787F1 +0. 12213F2 ，计算综合得分，计算结果如表5所示： 表5 各区、县（市）的土地利用经济效益的因子得分 地 区 娄星区 涟源市 冷水江 双峰县 新化县 F1 得分 1. 62929 0. 70359 - 1. 04299 - 0. 21051 - 0. 80018 F2 得分 - 0. 19530 1.212100 1. 06968 - 0. 60319 6 综合得分 1. 406453 0. 765694 - 0. 784970 - 0. 258470 - 0. 711810 - 0. 07661 （三）土地经济效益分析结果 产出率是衡量用地利用状况的重要指标，采用城市建成区地均GDP来表征，由于城市建成区创造出的GDP无法直接获取，故采用第二、第三产业的产值总和来概算。据资料显示，娄底城市用地在2005年地均GDP极低，这表明娄底市土地利用仍然比较粗放，从一个侧面客观地反映了我国城市土地利用“重外延扩张，轻内部挖潜”的弊病。当然也从另外一个侧面说明娄底市原有土地尚具有较大的效益增长空间，土地集约利用总体水平整体较低，潜力较大。 三、坡耕地种植能源作物经济效益分析 （一）数据分析过程 能源作物种植的经济效益体现在农民通过种植能源植物向生物燃料生产企业出售而获得的收入。以上三种能源作物和能源油料植物的生物燃料生产效益见表6，项目区退耕地类型及面积见表7；能源植物经济效益EEP2计算公式[15]如公式： EEP Q e p i p i k 式中：Qepi为第i种能源植物的资源量；Pi为第i种能源植物的市场价格；k为纯收益系数。因为缺乏各种能源植物的种植成本数据,基于以上种植成本和经济效益之间的线性关系，设定能源植物生产生物燃料的纯收益系数k取值为2/3。 表6 能源植物生产生物燃料的经济效益能源作物 市场价格（元/t） 作物单产（t/ hm2） 单位面积产值（元/ hm2） 木薯 450 25.11 11299.50 甘薯 320 31.45 10064.00 [16]i1n 光皮树 1200 15.00 18000.00 由单位面积产值市场价格*作物单产可知，种植1hm2木薯可获取毛利润约1.13万元，期间所需投入的生产要素较少；种植1hm2甘薯可获取毛利润1万元左右，其对立地条件要求较高，生长期间需要投入的管理费用较大；种植1hm2光皮树可获利1.8万元，但光皮树生长周期和获利时间均需要较长时间，期间需要投入的生产要素相对较多。综合以上分析，利用退耕造林地种植甘薯、荒地造林地种植木薯、封山育林地种植光皮树为最佳匹配。 表7 各区、县（市）退耕地类型及面积 退耕地类型 退耕造林地（hm2） 荒山造林地（hm2） 7 封山育林地（hm2） 娄星区 涟源市 冷水江市 双峰县 新化县 1410 6167 2164 3593 10766 1570 6833 2522 3677 13667 200 1000 460 533 1467 假定光皮树6年结果，除去能源作物种植成本，所得均为净收益。根据公式（1）计算可知，前6年，新化县坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益为EEP= Qep1·P1·k+ Qep2·P2·k=175186193元，约1.75亿元；双峰县坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为5180万元；冷水江市坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约3352万元；涟源市坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为9285万元；娄星区坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为2129万元。之后，新化县坡耕地种植能源作物每年可产生经济净效益为EEP= Qep1·P1·k+ Qep2·P2·k+ Qep3·P3·k=201592193元，约2.02亿元；双峰县坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为5820万元；冷水江市坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为3904万元；涟源市坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为1.05亿元；娄星区坡耕地种植能源作物每年可产生经济效益约为2369万元。 （二）种植能源作物产生的经济效益分析结果 根据上述计算方法和数据，在不与粮争地的前提下，对比分析在坡耕地上种植能源作物与现有作物的累计经济效益（见表8），可知利用娄底市坡耕地大规模种植能源植物比现有作物可多产生收益260775万元，约26亿元，其经济效益十分突出。 表8 不同作物经济效益对比分析（按10年计算） 项目区 现有作物收益（万元） 能源作物收益（万元） 增加收益（万元） 娄星区 8173 22250 14077 涟源市 36000 97710 61710 冷水江市 13200 35728 22528 双峰县 16800 54360 37560 新化县 60900 185800 124900 四、对策建议 （一）政府要积极引导，扩大宣传，提供必要的技术支持 能源作物在娄底尚未得到大面积推广，各级政府可联合科研院所根据各退耕区的实际情况，优先考虑耐旱耐贫瘠、易种易收的能源作物作为种植对象并出台鼓励农户种植能源作物的政策，制定一定年限内发展目标，从宏观上扶持能源作 8 物产业的发展，在确保能源作物种植“不与人争粮、不与粮争地”的前提下，做好能源作物种植资源和土地资源普查，确认哪些能源作物适合在哪种土地上种植和推广，正确合理引导农户在荒坡耕地等边际土地开发种植能源作物。 此外，要加大宣传力度，加强对能源作物的种植技术、加工利用前景以及所能取得的经济效益的宣传，逐步提升农户对于种植能源作物的积极性；还要改变和打破能源作物产业是低效益产业的传统旧观念，宣传发展能源作物产业的重要性及其对社会经济的贡献，特别是对于退耕地面积较大的偏远山区，应积极引导农民引种、试种， 因地制宜提供科学合理的技术指导，促进能源作物的发展，实现能源作物利润最大化。 （二）建立能源作物加工企业，实现社会和种植户利益双赢 发展能源作物加工业是能源作物产业化发展的重要前提。根据本文上述数据，利用坡耕地种植能源作物产生的经济利益巨大，因此，政府可引导部分投资商率先建立一批具有一定规模的加工企业作为重点扶持对象，围绕此类加工企业，建立原料基地，划分相应的原料产区，在政府支持下进一步创新完善企业，使企业利益最大化。 此外，要提高能源作物种植的规模化和组织化水平，加工企业要成立购销部门，完成能源作物的收购、保管、调运等工作，完善产销体系以保障原材料和产品的顺利流通；据数据资料显示，种植木薯需要的肥料、农药、种茎等生产成本大约4200元/ hm2 [17]，因此，鼓励企业从种子、种植到收获提供全程服务，对农户进行指导和安排，建设退耕区能源作物种植示范村，与农户签订产销合同，保价收购能源作物产品，以低成本、高收益让利于种植户。 (三)实行土地收购储备制度 土地收购储备机构的主要具体任务是以下几方面:根据土地利用总体规划、城市规划、土地利用年度计划和土地市场的供求状况，制定土地收储供计划；适时收购土地，特别是企业改制、旧城改造、退二进三的存量土地；经营和管理各级政府依法收回的违法土地、闲置土地等；筹集、管理土地收购、储备、整理的资金。 五、结束语 娄底市人多地少，工业化率较低，经济欠发达。根据预测分析调查区种植能源作物的产量可知，能源作物种植效益将成为调查区财政收入的新亮点。然而娄底市人多地少、人地关系紧张的市情显得粮食作物与能源作物之间的协调发展非 9 常重要。 综合以上分析，娄底市退耕还林后坡耕地上种植能源作物具有很强的可行性。不仅能提高土地利用率，而且能有效缓解能源危机，提升经济效益。尤其是娄底市坡耕地主要分布在山区和经济相对落后的地区，能源作物的种植在增加农民收入、帮助农民脱贫致富的同时，对解决三农问题也具有重要意义。 参考文献: [1] 宋勇,熊兴耀,吴秋云,等.湖南发展木薯产业可行性分析与建议[J].湖南农业科学,2012(1):35~37. 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