宋知遠　孫曉玲 許雅婷　周子陽　胡乃娟

摘要 [目的]研究江蘇省化肥施用規(guī)律并為化肥減量提出建議。[方法]以江蘇省2000—2016年化肥施用量及農(nóng)作物播種面積為原始數(shù)據(jù)，計算得到該時期江蘇省化肥施用強度，并在此基礎(chǔ)上計算化肥施用的變異系數(shù)及泰爾指數(shù)以研究其時空變化。[結(jié)果]江蘇省化肥施用強度經(jīng)歷了受城鎮(zhèn)化影響上升后受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)及相關(guān)政策影響下降的過程，在2007年達到最大值，為463.40 kg/hm2；變異系數(shù)與泰爾指數(shù)變化趨勢基本相同，2000—2014年逐年上升，近年有下降趨勢，表明江蘇省化肥施用強度區(qū)域差異經(jīng)歷了一個先上升后下降的過程；江蘇省化肥施用強度受自然條件、社會經(jīng)濟發(fā)展及農(nóng)業(yè)發(fā)展水平影響在空間上呈“北高南低”的特征；隨著時間延長，大多數(shù)城市的化肥施用強度逐漸下降。[結(jié)論]從發(fā)展節(jié)肥技術(shù)、加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、加強政府引導(dǎo)3方面提出化肥減量的建議。

關(guān)鍵詞 化肥施用量；化肥施用強度；時空演變；江蘇省

中圖分類號 S143 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）18-0005-04

Spatiotemporal Evolution and Difference Analysis of Chemical Fertilizer Intensity in Jiangsu Province

SONG Zhiyuan1，2， SUN Xiaoling1，XU Yating1 et al

（1. College of Humanities and Social Development， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095；2. Institute of Regional Agricultural Research， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095）

Abstract [Objective]To study the application rule of chemical fertilizer in Jiangsu Province and make suggestions for the reduction of chemical fertilizer. [Method]The application intensity of chemical fertilizer in Jiangsu Province was calculated in this study by using the amount of chemical fertilizer and the sown area of the crops in Jiangsu Province from 2000 to 2016 as the original data. On this basis， the variation coefficient and their index were calculated to study the temporal and spatial changes. [Result] The intensity of chemical fertilizer application in Jiangsu had gone through the process of declining influenced by the change of agricultural structure and related policies after the rise because of urbanization. It reached the maximum value of 463.40 kg/hm2 in 2007；the trend of variation coefficient was the same as that of theil index. It increased year by year from 2000 to 2014. It had a decreasing trend in recent years. It showed that the regional difference of fertilizer application intensity in Jiangsu had experienced a process of first rising and then decreasing； the application intensity of fertilizer in Jiangsu showed the characteristics of “high in the North and low in South” in space because of natural conditions， social economic development and agricultural development level. The intensity of fertilizer application in most cities was decreasing with time. [Conclusion]This paper puts forward specific suggestions from three aspects： developing the technology of fertilizer saving， speeding up the modernization of agriculture and strengthening the guidance of the government.

Key words Fertilizer application；Chemical fertilizer intensity；Spatiotemporal evolution；Jiangsu Province

化肥作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素極大地促進了我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。王祖力等[1]研究表明，1978—2006年化肥投入對糧食產(chǎn)量增長的彈性值為0.20，貢獻率達56.81%，是所有投入要素中貢獻最大的一項；房麗萍等[2]研究發(fā)現(xiàn)，1978—2010年化肥投入對糧食產(chǎn)量增長的彈性值為0.18，貢獻率達20.79%，化肥仍是影響糧食增產(chǎn)的重要因素。但在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在化肥利用率不高的問題，導(dǎo)致嚴重的面源污染，威脅著我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

化肥施用的時空變化能夠說明化肥施用規(guī)律，并為減少化肥施用提供指導(dǎo)。我國學(xué)者從社會經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)技術(shù)以及自然條件等方面利用多種方法在全國或省域尺度對化肥施用情況進行了研究。陳同斌等[3]利用1990—1998年我國各地化肥施用量和糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)，計算了我國各地區(qū)不同年份的化肥利用率；辛良杰等[4]利用2000—2010年化肥施用總量、農(nóng)地面積、作物播種面積等數(shù)據(jù)，通過空間自相關(guān)及冷熱點等分析方法，對近年來我國各地區(qū)施肥總量與單位農(nóng)地化肥施用負荷的時空演變特征及驅(qū)動因子進行了分析；潘丹[5]采用2004—2011年31個省（市、區(qū)）的數(shù)據(jù)，對我國化肥消費強度變化的驅(qū)動效應(yīng)進行了測度和時空差異比較，并進一步對影響化肥消費強度變化的因素進行了實證分析；耿仲鐘等[6]采用錫爾分解方法考察了2004—2013年我國不同地區(qū)化肥施用強度的區(qū)域差異特征及其變化規(guī)律，并進一步分析其收斂性；劉欽普[7]根據(jù)大田作物氮磷鉀1.0∶0.5∶0.5的養(yǎng)分要求，建立了氮磷鉀化肥施用環(huán)境安全閾值模型，對我國化肥施用強度和環(huán)境安全閾值的時空變化及施肥合理性進行了研究。趙大偉等[8]從空間和時間雙重維度對黑龍江省黑土帶地區(qū)化肥施用量的成因、趨勢進行分析，利用非平穩(wěn)時間序列加法模型對化肥施用量進行了預(yù)測；經(jīng)陽等[9]運用ESDA空間相關(guān)分析理論，結(jié)合GIS技術(shù)和GWR模型，探討了2000—2010年江西省農(nóng)業(yè)化肥施用的地域格局變化規(guī)律及其驅(qū)動機制。

目前研究者運用不同的方法對化肥施用量及化肥施用強度的時空演變進行了分析，但研究多以全國為研究范圍，結(jié)果及分析相對宏觀，對小范圍區(qū)域的研究較少。江蘇省是我國農(nóng)業(yè)大省，2016年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值僅次于山東、河南，位居全國第3，農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速。但江蘇省農(nóng)業(yè)化肥施用量在2009年達到最大值335.44萬t后一直呈下降趨勢，2016年化肥施用量為312.5萬t。研究江蘇省化肥施用強度時空格局的變化不僅能夠?qū)适┯们闆r有更深入的了解，并為進一步減少化肥施用量提出建議，對我國其他省市的化肥減量也極具指導(dǎo)意義。筆者以江蘇省為研究對象，利用變異系數(shù)法及泰爾指數(shù)對其化肥施用強度進行時空演變測算，結(jié)合社會經(jīng)濟發(fā)展等方面的情況對測算結(jié)果進行解釋說明，并為進一步推進化肥減量提出了建議。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以江蘇省13個市為研究對象，研究2000—2016年江蘇省各市化肥施用強度的時空演變和差異性。研究數(shù)據(jù)主要來源于《江蘇省統(tǒng)計年鑒》，2005與2006年數(shù)據(jù)依據(jù)江蘇省13個市統(tǒng)計年鑒進行修正。

1.2 研究方法

1.2.1 化肥施用強度計算。

化肥施用強度是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)作物單位播種面積實際施用的化肥量，計算公式：

AF=TF/Y

式中，AF為化肥施用強度（kg/hm2），TF為化肥施用總量（kg），Y為農(nóng)作物播種面積（hm2）

1.2.2 變異系數(shù)法。

變異系數(shù)是衡量區(qū)域某一要素相對差異的常用指標，能夠體現(xiàn)各市化肥施用強度的樣本值相對于江蘇省均值的偏離水平[10]。變異系數(shù)越大說明江蘇省各市化肥施用強度的差異越大，反之，則差異越小，其計算公式：

St=ni=1（Xit-t）2n

Vt=St/

式中，St為標準差；Xit為第i個市在t年的化肥施用強度；t為t年的江蘇省化肥施用強度；n為市的個數(shù)，為13；Vt為變異系數(shù)。

1.2.3 泰爾指數(shù)。

泰爾指數(shù)可用來衡量區(qū)域某一要素差異水平，其值越大，說明地區(qū)間不平衡程度越大，反之，則地區(qū)間不平衡程度越小[11]。運用泰爾指數(shù)測度江蘇省各市化肥施用強度的空間差異，其計算公式：

式中，T為泰爾指數(shù)；Pi、Xi分別代表第i個市的農(nóng)作物播種面積和化肥施用強度；P、分別代表江蘇省農(nóng)作物播種面積和江蘇省化肥施用強度。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥施用強度

根據(jù)統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)計算得到2000—2016年江蘇省13個市的化肥施用強度，結(jié)果見表1。由表1可知，2000—2016年江蘇省化肥施用強度為404～463 kg/hm2。

2.2 化肥施用強度時序演變

由圖1可知，2000—2016年江蘇省化肥施用強度經(jīng)歷了逐步上升和快速下降2個階段，并在2007年達到最大值463.40 kg/hm2，呈“倒U型”。第1階

段為2000—2007年，化肥施用強度從426.00 kg/hm2上升到463.40 kg/hm2，化肥施用量增加近37.40 kg/hm2。其中2000—2001、2005—2007年2個階段化肥施用強度增長較迅速，而2001—2005年增長較平緩。這一時期由于全國及江蘇省城鎮(zhèn)化及工業(yè)化的快速推進，勞動力轉(zhuǎn)移明顯，農(nóng)戶在農(nóng)地經(jīng)營上更為粗放，更依賴通過施用化肥而非精耕細作來達到增產(chǎn)的目標。第2階段為2008—2016年，化肥施用強度持續(xù)快速下降，由448.30 kg/hm2減少到403.65 kg/hm2。這一時期，江蘇省農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷推進，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，化肥施用強度也隨之降低。杜華章等[12]對江蘇省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進行研究，結(jié)果表明，江蘇省種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)以及漁業(yè)的區(qū)位商在2006年均有顯著變化并在之后的年份趨于穩(wěn)定，可以作為2008年化肥施用強度降低的一個重要佐證。另一方面，國家及江蘇省政府對于農(nóng)村生態(tài)文明以及農(nóng)業(yè)面源污染問題的重視程度不斷增加。2008年以來的中央一號文件多次明確提到了化肥污染治理問題，江蘇省在2005年開始全面推行測土配方施肥，隨后又推出一系列關(guān)于農(nóng)村環(huán)境治理與有機肥推廣的政策，對隨后年份化肥施用強度的變化起到了明顯作用。

2.3 化肥施用強度空間差異時序演變

運用變異系數(shù)和泰爾指數(shù)對江蘇省化肥施用強度的空間差異進行定量測度和對比分析，結(jié)果見圖2。由圖2可知，2000—2016年江蘇省化肥施用強度變異系數(shù)和泰爾指數(shù)變化程度較為一致，2000—2014年均呈波動上升，2015、2016年略有下降，即江蘇省化肥施用強度的空間差異逐步擴大，但在以后年份有持續(xù)下降的可能。從變異系數(shù)看，2000—2004年變異系數(shù)波動較大，從2000年的0.26降至2001年的0.19，隨后又上升至2003年的0.22，2004年又出現(xiàn)小的下降；2005—2011年增長較快，從0.21增長至0.32；2012年到2014年變異系數(shù)則增長緩慢，增加了0.01；2014年以后變異系數(shù)下降0.02。從泰爾指數(shù)看，2000—2004年泰爾指數(shù)有所波動，2000年為0.013，2001年為0.008，隨后又上升至2003年的0.010，2004年又出現(xiàn)小的下降；2005—2011年增長明顯，從0.010增長至0.018；2012—2014年變異系數(shù)增長緩慢且有略微下降；2014年以后變泰爾指數(shù)由0.190下降至0.170。

2.4 化肥施用強度空間分異

由圖3可知，2000—2016年，江蘇省各個市區(qū)的化肥施用強度除少數(shù)城市外均出現(xiàn)較大幅度的下降，尤其是蘇南（南京、蘇州、常州、鎮(zhèn)江）、蘇中地區(qū)（南通、泰州）下降明顯。從空間范圍看，江蘇省化肥施用強度變化區(qū)域特征明顯。化肥施用強度由南向北逐漸增強，呈“北高南低”的特征?；适┯脧姸容^大的城市基本分布在蘇北區(qū)域范圍內(nèi)，化肥施用強度較小的城市主要分布在蘇南區(qū)域范圍內(nèi)，而蘇中地區(qū)則經(jīng)歷了從強到弱的顯著變化。這種差異來源于江蘇省地區(qū)間資源環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)業(yè)技術(shù)進步以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同。從資源環(huán)境看，江蘇省耕地主要分布在蘇北地區(qū)，2016年蘇北地區(qū)農(nóng)業(yè)播種面積占江蘇省播種總面積的60.73%，與此同時蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平與蘇南、蘇中地區(qū)還有一定差距，這使得蘇北地區(qū)化肥施用強度較高。從社會經(jīng)濟發(fā)展角度看，環(huán)境庫茲涅茲“倒U型”曲線[13]可作為該原因的一個重要理論基礎(chǔ)，鄭微微等[14]研究表明社會經(jīng)濟是影響化肥施用強度的一個重要因素。社會經(jīng)濟發(fā)展的提升帶來的另一個變化是居民對于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)需求的提升。江蘇省三大區(qū)域從北至南社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高，尤其是蘇南地區(qū)地處長江三角洲，靠近上海，經(jīng)濟發(fā)展快，對化肥施用強度的降低起到了關(guān)鍵性作用。從農(nóng)業(yè)發(fā)展水平看，江蘇省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平基本上呈北低南高的狀態(tài)[15]，與化肥施用強度的空間變化相反。2016年蘇南地區(qū)農(nóng)作物播種面積僅占江蘇省的14.45%，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值占江蘇省的23%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平高。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平提升，設(shè)施農(nóng)業(yè)、都市農(nóng)業(yè)等新型農(nóng)業(yè)形式出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，使農(nóng)業(yè)集生產(chǎn)、生態(tài)、生活功能于一身，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于化肥的需求量也有所降低。

江蘇省各城市化肥施用強度變化也有所不同，無錫、揚州、連云港、淮安、宿遷的化肥施用強度均出現(xiàn)了增長（增長率>0）。無錫、鎮(zhèn)江、徐州、連云港、鹽城的化肥施用強度均經(jīng)歷了先上升后下降的過程，2006年達到較高水平，在隨后的年份有所下降，這與江蘇省整體化肥施用強度變化具有一致性。其中，連云港與徐州的化肥施用強度在2016年達547.08和547.06 kg/hm2，化肥施用強度較大。揚州、淮安及宿遷的化肥施用強度在各年份間波動上升，最終化肥施用量較2000年均有大幅度的增加。揚州由2000年的343.20 kg/hm2增加至2016年的394.94 kg/hm2，淮安由413.28 kg/hm2增加至487.35 kg/hm2，宿遷由537.44 kg/hm2增加至537.44 kg/hm2。南京、常州、蘇州、鎮(zhèn)江及南通、泰州的化肥施用強度下降明顯。其中，南京、蘇州及泰州的化肥施用強度下降相對較大，而蘇州及泰州施用強度變化均超過200 kg/hm2。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）江蘇省整體化肥施用強度先增加后減?。?000—2007年化肥施用強度受城鎮(zhèn)化農(nóng)業(yè)從業(yè)人口轉(zhuǎn)移影響逐漸增加，2008—2016年化肥施用強度受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及相關(guān)政策影響逐漸減小。

（2）江蘇省化肥施用強度變異系數(shù)及泰爾指數(shù)的變化趨勢相同且均逐年上升，但近年略下降，即江蘇省化肥施用強度的區(qū)域差異逐年上升，但有減小的趨勢。

（3）江蘇省化肥施用強度在空間上呈“北高南低”的特征，主要受各區(qū)域之間自然資源稟賦、社會經(jīng)濟發(fā)展及農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的影響。隨著時間的變化，無錫、揚州、連云港、淮安、宿遷化肥施用強度有所增長，而其余城市化肥施用強度均有不同程度的下降。

3.2 建議

（1）發(fā)展節(jié)肥技術(shù)。通過發(fā)展與推廣節(jié)肥技術(shù)提高化肥利用率。大力推廣測土施肥技術(shù)，對不同自然條件、不同生長時期的作物需肥量進行測定，按需施肥；注重有機肥與化肥的配施，實行秸稈、畜禽糞便等廢物的資源化利用，將其作為有機肥料施用，增強土壤肥力，防止土壤板結(jié)。

（2）加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。加強農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與農(nóng)業(yè)技術(shù)投入，降低農(nóng)業(yè)對自然環(huán)境的依賴；調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進農(nóng)林牧漁綜合發(fā)展，減少高耗肥農(nóng)作物種植面積；促進農(nóng)業(yè)一二三產(chǎn)融合，發(fā)展有機農(nóng)業(yè)、都市農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)等新型農(nóng)業(yè)形式，增加農(nóng)業(yè)附加值，減少農(nóng)業(yè)增效對化肥的依賴程度。

（3）強化政府引導(dǎo)。政府應(yīng)完善相關(guān)法律法規(guī)，確定化肥減量的目標、措施等，為化肥減量提供強制性的依據(jù)；制定相關(guān)方面的政策，通過補貼等方式促進農(nóng)業(yè)從業(yè)者對化肥減量的積極性；通過農(nóng)業(yè)推廣部門與農(nóng)戶連接，推廣測土施肥、有機肥化肥配施等技術(shù)。

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