天津糧食生產(chǎn)變化特征分析*

牛高華，李 瑾，趙言文

(1.天津市農(nóng)村經(jīng)濟與區(qū)劃研究所，天津 300192;2.南京農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院，南京 210095)

中國的糧食安全問題始終是我國政府部門和國內外學者關注的熱點問題。我國糧食安全的基礎并不牢固，影響糧食安全的因素很多也很復雜，特別是隨著工業(yè)化、城市化的發(fā)展，人口增長和生活水平的提高，糧食消費需求將呈剛性增長，而耕地非農(nóng)化加速、水資源短缺、農(nóng)業(yè)基礎設施建設滯后等對糧食增產(chǎn)的約束將日益突出，保障國家糧食安全面臨較為嚴峻的挑戰(zhàn)［1］。糧食主產(chǎn)區(qū)糧食的總產(chǎn)穩(wěn)定始終是保障我國糧食安全的基礎，與其相比，糧食非主產(chǎn)區(qū)特別是區(qū)域經(jīng)濟中心城市受資源制約和限制，糧食生產(chǎn)能力相對弱，該區(qū)域作為我國人口的重要承載區(qū)和糧食的主要消費區(qū)，對糧食波動最為敏感，但是目前對此區(qū)域的關注相對較少。正確認識該區(qū)域糧食生產(chǎn)波動特征，對于穩(wěn)定該區(qū)域糧食生產(chǎn)、合理制定糧食生產(chǎn)政策以及實現(xiàn)糧食安全有效供給具有重要的現(xiàn)實意義。該文選取天津1978～2008年糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)，采用相關統(tǒng)計分析方法研究了近三十年天津糧食產(chǎn)量波動及其對我國糧食波動的影響程度，探尋糧食產(chǎn)量波動成因，提出保障糧食安全供給和糧食生產(chǎn)的合理化建議，以期為制定糧食生產(chǎn)政策提供參考依據(jù)。

1 天津糧食總產(chǎn)變化

天津是我國北方重要的經(jīng)濟中心城市，耕地資源相對稀缺，氣候災害頻繁，糧食生產(chǎn)波動較大。從1978～2008年近30年天津市糧食產(chǎn)量的變化序列可以看出，天津市糧食生產(chǎn)具有明顯的階段性 (圖1)。(1)1978～1998年，糧食生產(chǎn)總體上以增長為主，糧食總產(chǎn)量不斷增長，糧食產(chǎn)量由1978年的117.1萬t增加到1998年的210.12萬t，達到天津近30年來歷史最高水平，年均增長4.18%。(2)1998～2003年，糧食生產(chǎn)呈現(xiàn)迅速下降態(tài)勢，由歷史最高點驟減至最低點2003年的119.29萬t，比高峰期產(chǎn)量減少了43.22%，年遞減率為8.65%;(3)2003～2008年糧食生產(chǎn)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長，年增長率為4.96%。

圖1 1978～2008年天津糧食總產(chǎn)變化

2 天津糧食安全與國家糧食安全的關系

2.1 天津糧食生產(chǎn)在國家生產(chǎn)糧食體系中地位低

以天津糧食產(chǎn)量與全國糧食產(chǎn)量的比重作為指標，分析天津糧食在國家糧食生產(chǎn)體系中的地位。1991～2008年天津糧食產(chǎn)量占全國的比重介于0.46% ～0.27%之間，平均為0.35%。特別是2000年以后，基本維持在0.28%左右，整體來看，天津糧食在全國的地位趨于下降。這一方面與天津糧食生產(chǎn)規(guī)模大幅度減少有關，另一方面，也與近些年我國糧食產(chǎn)量持續(xù)增長有關。

2.2 天津糧食有效供給取決于國家糧食安全水平

天津屬于我國糧食主銷區(qū)，2008年總人口為968.87萬人，占全國總人口0.73%，是我國人口相對集聚的大城市。2008年天津市人均糧食占有量為153.72kg，遠低于高峰期的232.15kg，僅為同時期全國人均糧食占有量的40%左右。以人均糧食消費量為380kg/a來計算 (目前全國人均糧食消費水平)，糧食自給率僅40.5%;從口糧的主要構成稻谷和小麥來看，多年人均占有量約為60kg/a，多年人均口糧消費量為124kg/a，口糧自給率約為49%。天津市糧食產(chǎn)需缺口大，自給率低，需通過外地.調糧以彌補產(chǎn)需缺口。因此，國家的糧食安全是該區(qū)域糧食安全的重要保證，當國家糧食安全受威脅時該區(qū)域的糧食有效供給必然也將受到同樣的威脅。

2.3 天津糧食波動對國家糧食波動影響趨于增強

為分析天津糧食波動對國家糧食波動影響程度，引入糧食產(chǎn)量波動系數(shù)和糧食波動影響度兩個模型。糧食產(chǎn)量波動系數(shù)是指一段時間內歷年糧食產(chǎn)量的標準差除以相應的均值的百分比，反映各地區(qū)糧食真實增長率偏離平均值的程度;糧食波動影響度表示區(qū)域糧食波動對我國糧食波動的影響程度，采用一段時期內區(qū)域糧食的標準差占同時期全國糧食的標準差百分比計算求得［2-4］。其計算模型分別為:

其中:δ為糧食波動系數(shù)，S為糧食標準差，X為平均值;α為糧食波動影響度，Sti為i年區(qū)域糧食波動量，Si為對應時期全國糧食波動量。計算結果見表1和表2。從表1可以看出，三個研究時段天津糧食產(chǎn)量波動系數(shù)總體上經(jīng)歷了一個先下降后又迅速升高的過程，而同期全國糧食波動系數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)下降。從主要糧食作物來看，天津小麥、水稻和玉米波動系數(shù)均表現(xiàn)出與糧食總量一致的變化，各研究時段，水稻波動明顯高于其他兩種作物;同期我國小麥表現(xiàn)出先降后升的發(fā)展趨勢，水稻表現(xiàn)出先降后升發(fā)展趨勢，玉米表現(xiàn)出先升后降發(fā)展趨勢。總的看來，天津糧食產(chǎn)量和主要谷物波動系數(shù)普遍高于全國，水稻波動最為明顯，小麥居于其次，玉米最小。從表2可以看出，天津糧食波動對我國糧食的影響度總體表現(xiàn)為先降后升。小麥和玉米波動影響度與糧食總產(chǎn)變化趨勢一致，在經(jīng)歷中期的降低之后又表現(xiàn)出明顯的增強態(tài)勢，而水稻波動影響度持續(xù)保持增強態(tài)勢。1998～2007年間小麥和水稻波動度均大于1%，遠高于前兩個時期;1978～1987年間玉米波動影響度大于1%?？偟目磥?，天津糧食生產(chǎn)不穩(wěn)定，波動幅度大，尤其是作為主要消費口糧的小麥和水稻的波動更為明顯，天津糧食變化對我國糧食波動的影響程度趨于增強。

表1 糧食波動系數(shù)

表2 糧食波動影響度

3 天津糧食波動的影響因素分析

糧食產(chǎn)量波動的影響因素可能是多方面的，包括價格、市場效益、氣候以及政策等，但是，無論哪方面原因，都最終會體現(xiàn)到播種面積和單產(chǎn)兩個變量。以下論述將重點圍繞面積因素 (包含耕地面積和糧食播種面積兩方面)和單產(chǎn)因素進行分析。

3.1 耕地面積變化對糧食變化的影響分析

耕地是糧食生產(chǎn)的載體，其數(shù)量的波動變化對糧食播種面積產(chǎn)生著影響，并進一步影響著糧食的波動變化。1978年天津耕地面積469 400 hm2，到了2008年已經(jīng)減少到404 413hm2，年均減少耕地2 166hm2。1978～2000年，天津耕地年遞減率為 0.21%，而2000～2008年遞減率增至0.59%，耕地遞減率明顯增加。同時，天津耕地后備資源少，目前耕地增加主要來源于未利用土地，2000～2003年天津未利用地占當年耕地增加量的75%～85%，經(jīng)過多年持續(xù)開發(fā)，可供開發(fā)的土地已經(jīng)很少，特別是天津市多年干旱，水資源嚴重不足，更在自然條件上限制了耕地的開發(fā)。當前天津經(jīng)濟高速發(fā)展對土地的需求依然強勁，耕地非農(nóng)轉化明顯加快，耕地持續(xù)減少的發(fā)展態(tài)勢短期內很難轉變。

圖2 耕地面積年變化率與糧食總產(chǎn)年增長率變化趨勢

選取耕地面積年流失率和糧食總產(chǎn)年變化率進行比較分析。1978～2008年期間，天津耕地面積年流失率和糧食總產(chǎn)年變化率均表現(xiàn)出大幅度波動態(tài)勢 (圖2)。研究時段內，糧食年變化率表現(xiàn)為減產(chǎn)的年份占36.67%，年均減產(chǎn)率為9.49%;增產(chǎn)年份占63.33%，年均增產(chǎn)率為7.76%;糧食年變化率波動幅度在-29.05% ～18.43%之間。同時期，耕地除1991年表現(xiàn)為遞增外，其余年份均表現(xiàn)為遞減，波動幅度為-0.03% ～1.57%。可以看出耕地持續(xù)減少的情況下，糧食總產(chǎn)并不一定持續(xù)下降。

圖3 耕地面積年變化率與糧食產(chǎn)量年增長率的3年滑動平均

通過對耕地面積年變化率和糧食產(chǎn)量年增長率3年滑動平均的結果 (圖3)分析表明，耕地面積年流失率與糧食總產(chǎn)年變化率在部分時期擬合程度較高，其中有兩個明顯的異變點 (1989年、1999年)成為曲線的拐點。以兩個拐點為時間界線，將研究期分為三個時段，分別計算各時段相關系數(shù)，具體見表3。1978～1989年和2000～2008年兩個研究時段耕地面積年流失率和糧食產(chǎn)量年增長率的相關系數(shù)大，達到顯著水平;1990～1999年時段相關系數(shù)小。表現(xiàn)出隨著耕地面積減幅縮小，糧食產(chǎn)量增幅加大;反之，耕地面積減幅增大，則糧食產(chǎn)量增幅縮小;當耕地面積減少率大幅度增大時，糧食增長率則為負值。二者相關分析表明耕地面積變化對糧食產(chǎn)量有明顯的約束作用。

表3 不同時段耕地面積年變化率和糧食產(chǎn)量年變化率及相關系數(shù)

3.2 播種面積和單產(chǎn)變化對糧食波動的影響分析

1978～2008年間糧食播種面積總體呈現(xiàn)下降趨勢，由1978年的60.1萬hm2減少至2008年的29.3萬 hm2，減少了50%以上;同時期，糧食單產(chǎn)呈現(xiàn)出明顯增長態(tài)勢，由1978年的1 948kg/hm2增長至2008年的5 074 kg/hm2，增長了1.6倍。糧食播種面積和單產(chǎn)均具有明顯的波動態(tài)勢 (圖4)。

下面分析糧食播種面積與單產(chǎn)波動對糧食波動的影響。糧食產(chǎn)量等于糧食播種面積與單產(chǎn)之積［5-7］，可表示為:

式中Q表示糧食產(chǎn)量，S表示播種面積，Y表示單位面積產(chǎn)量，i表示對應的年份。以△Qi、Si和Yi分別表示年際間波動量，即:

圖4 糧食播種面積和單產(chǎn)變化

根據(jù)以上方程式，可獲得:

方程5～7表明糧食總產(chǎn)量的年際波動影響可以分解成三部分，分別為單位播種面積變化的影響、單產(chǎn)變化的影響和兩者交互影響。為了估算面積和單產(chǎn)波動對糧食總產(chǎn)波動量的影響程度，采用各單項因子變化的絕對值占糧食波動總量的比值來計算獲得 (見表4)。1978～2008年間30個數(shù)據(jù)年度中，面積波動貢獻大于單產(chǎn)波動貢獻的有11年，單產(chǎn)波動貢獻大于面積波動貢獻的有19年。單產(chǎn)波動是糧食總產(chǎn)年際波動的主要決定因素，其平均作用占60%左右，而面積作用不足40%。從時間變化趨勢看，單產(chǎn)波動對糧食總產(chǎn)年際波動影響趨于減弱，播種面積對糧食總產(chǎn)年際波動影響趨于增強。20世紀80年代，由于農(nóng)業(yè)技術進步、農(nóng)業(yè)政策支持以及大量資金投入，糧食單產(chǎn)的迅速提高，糧食單產(chǎn)的貢獻率遠高于面積的影響。隨著報酬遞減規(guī)律的作用，提高單產(chǎn)的難度越來越大，面積因素對糧食生產(chǎn)的約束影響顯現(xiàn)出來。因此，在耕作制度相對穩(wěn)定情況下，保持穩(wěn)定的播種面積成為未來天津糧食生產(chǎn)穩(wěn)定最為基礎的條件。

表4 糧食播種面積與單產(chǎn)波動對糧食總產(chǎn)波動的影響

3.3 糧食單產(chǎn)的波動分析

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是自然因素與社會經(jīng)濟因素共同作用綜合系統(tǒng)，糧食單產(chǎn)作為糧食生產(chǎn)系統(tǒng)的輸出，集中體現(xiàn)了這種共同作用。影響糧食單產(chǎn)的因素大致可分為農(nóng)業(yè)技術水平、社會因素和氣象因素三部分。

式中Y表示單產(chǎn)水平，Yt、Ys和Yw分別表示技術水平、社會因素和氣象因素對單產(chǎn)的影響。本文采用3年滑動平均法將單產(chǎn)分離獲得Yt(趨勢產(chǎn)量項)和波動產(chǎn)量項;波動產(chǎn)量項是由社會因素和氣象因素決定的，將波動項進行分離求得波動趨勢產(chǎn)量項，將其視為社會因素產(chǎn)量項Ys;繼而由波動產(chǎn)量項減去波動趨勢產(chǎn)量項得波動剩余量，將其視為氣象因素產(chǎn)量項Yw。我們從圖5、圖6和圖7中可以看出，Yt總體上呈現(xiàn)增長 -下降 -增長的發(fā)展態(tài)勢;Ys變化相對平穩(wěn)，波動幅度在-217.73～492.01 kg/hm2;Yw變化呈現(xiàn)出劇烈波動，特別是2000年后波動幅度呈現(xiàn)增強態(tài)勢，波動范圍在-516.01～518.80kg/hm2。

圖5 天津糧食單產(chǎn)及技術水平影響曲線

圖6 社會因素對糧食單產(chǎn)的影響曲線

圖7 氣象因素對糧食單產(chǎn)的影響曲線

分別計算各單項影響因子波動的絕對值占波動總量的比值，見表5。1978～2008年間，氣象因素是單產(chǎn)波動的主要因素，占單產(chǎn)波動量平均值的44.95%，變化范圍也最大，在1.88% ～93.35%之間;技術水平居于中間，占38.17%，變化范圍在4.24% ～81.32%之間;社會因素相對較低，占16.89%，變化范圍在0.07% ～40.77%之間。與1978～1989年時段相比，2000～2008年氣象因素對單產(chǎn)波動的貢獻率減少了8.52%，但是其對單產(chǎn)影響程度的仍然遠高于其他兩個因素;與1989～1999年中期相比，2000～2008年時段在經(jīng)過前期的降低后又明顯表現(xiàn)出回升態(tài)勢，并再次趨于主導地位。我們可以推測，未來短時期內，農(nóng)業(yè)技術水平穩(wěn)步增長以及糧食市場、政策等社會因素相對穩(wěn)定的情況下，氣候因素影響將對糧食單產(chǎn)起決定性作用。

表5 各因素對糧食單產(chǎn)波動影響

4 結論與建議

1)天津糧食生產(chǎn)自給率較低，糧食安全供給主要取決于國家糧食安全水平。天津糧食生產(chǎn)波動幅度大，其波動對國家糧食安全水平的影響在明顯增強。未來一段時期，我國需求總量還將持續(xù)增加，加之糧食主產(chǎn)區(qū)結構調整加快和國際糧食供給不確定性，可以預見，國家糧食安全壓力將加重。在此背景下，天津不可能完全依靠外部大市場和大流通來保證本地糧食供給安全，而是必須穩(wěn)定糧食生產(chǎn)，尤其是口糧的生產(chǎn)，確保一定的糧食自給率，以避免出現(xiàn)嚴重的糧食危機。

2)天津糧食播種面積總體呈現(xiàn)下降趨勢，單產(chǎn)呈現(xiàn)增長態(tài)勢;單產(chǎn)變化是糧食總產(chǎn)年際波動的主要決定因素，其平均作用占60%左右，而播種面積其作用不足40%。但是糧食播種面積因素變化對糧食波動的貢獻率正由弱變強，其對糧食生產(chǎn)的約束影響顯現(xiàn)出來，保持一定穩(wěn)定的播種面積成為未來天津糧食生產(chǎn)穩(wěn)定最為基礎的條件。因此，必須加大糧食補貼資金投入，提高農(nóng)民種糧積極性，持續(xù)穩(wěn)定糧食播種面積，保障糧食綜合生產(chǎn)能力。

3)從糧食單產(chǎn)波動來看，30年間技術水平的影響平均占38.17%，社會因素占16.89%，氣象因素占44.95%。氣象因素對單產(chǎn)的影響經(jīng)歷了低谷期后再次趨于增強，成為天津糧食單產(chǎn)波動的重要因子。為穩(wěn)定天津糧食生產(chǎn)，需要進一步加強農(nóng)田基礎設施建設，完善渠道工程、配套渠系和灌排體系，改善農(nóng)業(yè)灌溉和排澇水利設施條件。同時，積極推廣節(jié)水灌溉設施，促進有限水資源的節(jié)約和高效利用，切實提高農(nóng)業(yè)的抗自然災害能力。

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