“十二五”農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展區(qū)域劃分研究*

張宗毅，曹光喬，易中懿

(農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，南京 210014)

近年來(lái)，由于購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼力度加大、城鎮(zhèn)化率快速提高等多種原因，農(nóng)業(yè)機(jī)械化高速發(fā)展，但我國(guó)幅員遼闊，自然條件、農(nóng)業(yè)部門結(jié)構(gòu)和作物栽培制度存在著地域性差異，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展和機(jī)型的選定有明顯影響，為了優(yōu)化農(nóng)機(jī)化發(fā)展方式、避免資源浪費(fèi)，亟須對(duì)全國(guó)農(nóng)機(jī)化進(jìn)行分類指導(dǎo)。但最近一次全國(guó)大規(guī)模的農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)域劃分的研究是1985年［1］，年代過久，不能適應(yīng)新形勢(shì)下的需要，而且在研究方法上存在一定的局限性。近年來(lái)，雖然有文獻(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)化區(qū)劃進(jìn)行了探討，但存在所用方法過于復(fù)雜、所選指標(biāo)不科學(xué)和區(qū)劃對(duì)象僅為局部地區(qū)等問題［2-3］。因此，十分有必要對(duì)全國(guó)重新進(jìn)行科學(xué)區(qū)劃，以便于對(duì)全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)行科學(xué)的宏觀分類指導(dǎo)。該文采用地形地貌、種植結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，運(yùn)用聚類分析法［4-5］這一常用的區(qū)劃方法，對(duì)全國(guó)進(jìn)行了初步的農(nóng)機(jī)化區(qū)劃，供今后的全國(guó)大規(guī)模農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)域劃分在研究方法、思路上提供參考，同時(shí)也為全國(guó)農(nóng)機(jī)化宏觀管理提供參考。

1 區(qū)域劃分指標(biāo)選擇

影響一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略的主要因素有地形地貌和種植結(jié)構(gòu)，因此農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展區(qū)域的劃分，要緊密結(jié)合本區(qū)域的地形地貌和種植結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該研究主要選擇地形地貌、玉米種植面積占農(nóng)作物播種面積比例、水稻種植面積占農(nóng)作物播種面積比例、小麥種植面積占農(nóng)作物播種面積比例這4個(gè)指標(biāo)(用三大糧食作物種植比例代替種植結(jié)構(gòu))。

1.1 地形地貌

地形的差異影響機(jī)械的選擇，一般來(lái)說，地形越平坦的地方，越容易通過使用大型機(jī)械實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，地形越復(fù)雜的地方，則越難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。該指標(biāo)采用各省耕地中平地面積所占百分比進(jìn)行衡量，具體見圖1。可以看出，新疆、山東、河南、江蘇、北京等地區(qū)平地所占比例較高，均在80%以上;其次是黑龍江、吉林、遼寧、河北、安徽、浙江、廣東等地區(qū)，比例在60%以上;內(nèi)蒙古、寧夏、西藏、湖北、廣西等地平地所占比例在40%～60%之間;青海、甘肅、陜西、山西、湖南、江西、福建等地區(qū)平地所占比例在20%～40%之間;四川、重慶、貴州、云南等西南地區(qū)平地所占比例最低，在20%以下。

圖1 我國(guó)各省平地占耕地比例 (%)

圖2 2008年我國(guó)各省水稻種植面積占農(nóng)作物播種面積比例 (%)

1.2 水稻種植比例

圖2表明，我國(guó)的水稻主要種植在南方和東北。2008年我國(guó)水稻種植面積占農(nóng)作物播種面積比例在30%以上的有湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西6個(gè)省級(jí)行政區(qū);水稻種植比例在20%～30%之間的有四川、重慶、湖北、安徽、江蘇等5個(gè)省;水稻種植比例在10%～20%之間的有黑龍江、吉林、遼寧、云南、貴州等5個(gè)省;其他15個(gè)省級(jí)行政區(qū)的水稻種植比例均在10%以下。

圖3 2008年我國(guó)各省玉米種植面積占農(nóng)作物播種面積比例 (%)

1.3 玉米種植比例

圖3表明，我國(guó)的玉米主要種植在東北部，玉米種植面積占農(nóng)作物總面積的比例在30%以上的有內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、山西、河北、北京等6個(gè)省級(jí)行政區(qū);玉米種植比例在20%～30%之間的有黑龍江、山東、陜西、云南等4個(gè)省;玉米種植比例在10%～20%之間的四川、貴州、重慶、河南、甘肅、寧夏、新疆等7個(gè)省級(jí)行政區(qū);其他14個(gè)省級(jí)行政區(qū)的玉米種植比例均在10%以下。

1.4 小麥種植比例

圖4表明，我國(guó)小麥主要種植在黃淮海平原及新疆地區(qū)，小麥種植面積占農(nóng)作物播種面積比例在30%～40%之間的有山東、河南兩個(gè)省;小麥種植比例在20%～30%之間的有河北、安徽、江蘇、陜西、甘肅、青海等6個(gè)省;小麥種植比例在10%～20%之間的有湖北、山西、寧夏、四川、新疆、西藏等6個(gè)省級(jí)行政區(qū);其他17個(gè)省級(jí)行政區(qū)的小麥種植比例均在10%以下。

圖4 2008年我國(guó)各省小麥種植面積占農(nóng)作物播種面積比例 (%)

2 區(qū)域劃分方法

為了全面反映我國(guó)各地區(qū)種植結(jié)構(gòu)和地形地貌的層次差異，運(yùn)用聚類分析法對(duì)31個(gè)省級(jí)行政區(qū)域進(jìn)行了聚類分析。31個(gè)地區(qū)分別以X1、X2、…X31表示，每個(gè)樣本都有4個(gè)屬性，分別是平地面積占耕地面積比例、水稻播種面積占農(nóng)作物播種面積比例、玉米播種面積占農(nóng)作物播種面積比例、小麥播種面積占農(nóng)作物播種面積比例。每個(gè)地區(qū)就對(duì)應(yīng)著一組描述其屬性的指標(biāo)，用xij表示第j個(gè)地區(qū)的第i個(gè)指標(biāo)。聚類分析的一般原則是將特征比較接近的樣本歸為一類。用歐氏距離來(lái)描述地區(qū)之間的接近程度。歐氏距離的dij計(jì)算公式為:

其中dij表示地區(qū)i與地區(qū)j之間種植結(jié)構(gòu)和地形地貌的接近程度。采用“平均連接法”進(jìn)行分類，首先將31個(gè)地區(qū)各作為一類，然后計(jì)算31個(gè)樣本兩兩之間的距離，構(gòu)成距離矩陣，然后合并距離最近的兩類作為新類，再計(jì)算新類與當(dāng)前各類之間的距離，類與類之間的距離為兩類中所有樣本之間距離的平均值，這樣不斷合并，直到全部樣本合并為一類為止。

3 區(qū)域劃分結(jié)果

在聚類過程中，每次合并的類與類之間的距離稱為聚合系數(shù)，在合并過程中，聚合系數(shù)會(huì)不斷增加。如果以X軸表示分類數(shù)，Y軸表示聚合系數(shù)，畫出聚合系數(shù)隨分類數(shù)的變化曲線，得到圖5，可以看出，圖中聚合系數(shù)變化曲線在分類數(shù)為6時(shí)曲線變得平緩，這表明，將各地區(qū)按地形地貌、種植業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，分成6類是合理的。

取6類的分類結(jié)果 (圖6)表明，根據(jù)種植結(jié)構(gòu)、耕地地形條件，可以將北京、天津、河北、山東、河南、新疆等6個(gè)省級(jí)行政區(qū)劃分為一類區(qū)域，即黃淮海平原及新疆地區(qū);黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古等4個(gè)省級(jí)行政區(qū)可劃分為一類區(qū)域，即東北地區(qū);江蘇、上海、安徽等3個(gè)省級(jí)行政區(qū)可劃分為一類區(qū)域，即長(zhǎng)江下游平原區(qū);湖南、湖北、廣東、廣西、江西、浙江、福建、海南等8個(gè)省級(jí)行政區(qū)可劃分為一類區(qū)域，即南方低緩丘陵稻區(qū);四川、重慶、云南、貴州4個(gè)省級(jí)行政區(qū)可劃分為一類區(qū)域，即西南丘陵山區(qū);山西、陜西、寧夏、甘肅、青海、西藏等6個(gè)省級(jí)行政區(qū)可劃分為一類區(qū)域，即西北高原區(qū)。

圖5 聚合系數(shù)隨分類數(shù)的變化曲線

4 區(qū)域特征

4.1 基本特征

對(duì)各區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得到表1，可以看出:

(1)東北地區(qū)平地比例達(dá)66.81%，水稻、玉米種植比例較高，特別是玉米種植比例高達(dá)38.83%，個(gè)別省份在50%以上，耕地、播種機(jī)械化水平為全國(guó)最高，收獲機(jī)械化水平由于玉米收獲機(jī)械化水平滯后居全國(guó)第三。

(2)黃淮海平原及新疆地區(qū)平地占耕地比例高達(dá)83.92%，主要以種植玉米、小麥為主，兩者播種面積占農(nóng)作物總播種面積比例高達(dá)55.39%，該地區(qū)耕地機(jī)械化水平和長(zhǎng)江下游平原區(qū)相當(dāng)，播種機(jī)械化水平僅次于東北地區(qū)居全國(guó)第二，收獲機(jī)械化水平也僅低于長(zhǎng)江下游平原區(qū)居全國(guó)第二。

(3)長(zhǎng)江下游平原區(qū)平地占耕地比例較高，整體達(dá)80.40%，以水稻、小麥輪作為主，玉米種植比例較少，耕地機(jī)械化水平高達(dá)81.18%，播種機(jī)械化水平由于水稻插秧機(jī)械化水平滯后但也遠(yuǎn)高于南方低緩丘陵稻區(qū)，收獲機(jī)械化水平為全國(guó)最高。

圖6 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)域劃分

(4)南方低緩丘陵稻區(qū)平地占耕地比例接近50%，水稻種植比例高達(dá)42.86%，由于主要以水稻種植為主，而水稻的插秧機(jī)械化水平落后，因此影響了整體播種機(jī)械化水平，整個(gè)區(qū)域播種機(jī)械化水平僅為2.24%，但耕地和收獲機(jī)械化水平遠(yuǎn)高于播種環(huán)節(jié)。

(5)西南丘陵山區(qū)的地形條件最差，耕、種、收機(jī)械化水平亦是全國(guó)最低，同時(shí)，三大糧食作物在西南丘陵山區(qū)都有種植，但主要以水稻、玉米為主。

(6)西北高原的地形條件也不是很好，平地占耕地比例僅為30.60%，但因主要種植玉米、小麥等旱作作物，其耕地、播種、收獲機(jī)械化水平相對(duì)南方低緩丘陵稻區(qū)要高，但由于玉米收獲機(jī)械化沒有較好發(fā)展，其收獲機(jī)械化水平較低。

表1 全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化分區(qū)特征

4.2 各區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在全國(guó)的地位

表2顯示了各大區(qū)域的主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的比重，可以看出:

(1)東北地區(qū)是我國(guó)重要的玉米 (39.21%)、大豆 (55.71%)、馬鈴薯 (21.67%)等糧食作物，牛肉 (25.82%)、羊肉 (26.82%)、禽肉 (15.65%)、禽蛋 (16.80%)、牛奶 (43.60%)等畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

表2 2008年各大區(qū)域在全國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位 %

(2)黃淮海平原及新疆地區(qū)是我國(guó)最重要的糧食生產(chǎn)基地，是小麥 (60.45%)、玉米 (33.40%)、甘薯 (25.97%)等糧食作物，花生 (60.58%)、棉花 (73.93%)、蔬菜瓜果 (40.08%)等經(jīng)濟(jì)作物，蘋果 (48.95%)、梨 (47.87%)、桃 (54.94%)、葡萄 (57.67%)等水果，豬肉 (21.57%)、牛肉(40.28%)、羊肉 (38.26%)、禽肉 (27.79%)、禽蛋 (45.45%)、奶 (35.72%)等畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地。

(3)長(zhǎng)江下游平原區(qū)是我國(guó)重要的稻谷 (16.91%)、小麥 (19.42%)、大豆 (12.16%)、油菜子(21.18%)等作物，禽肉 (14.12%)、蠶繭 (15.07%)、養(yǎng)殖水產(chǎn)品 (20.71%)等畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。

(4)南方低緩丘陵稻區(qū)是我國(guó)主要的稻谷 (48.71%)、甘薯 (32.43%)等糧食作物，油菜子(34.28%)、蔬 菜 瓜 果 (24.12%)、 苧 麻 (63.43%)、 甘 蔗 (82.62%)、 煙 葉 (21.11%)、 茶 葉(58.64%)、柑橘 (79.20%)、香蕉 (87.43%)等經(jīng)濟(jì)作物，豬肉 (34.53%)、禽肉 (31.90%)、蠶繭(44.99%)、養(yǎng)殖水產(chǎn)品 (55.59%)等畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

(5)西南丘陵山區(qū)是我國(guó)重要的馬鈴薯 (39.39%)、甘薯 (32.68%)、稻谷 (16.20%)、玉米(10.87%)等糧食作物，油菜子 (24.87%)、苧麻 (32.64%)、甘蔗 (16.90%)、煙葉 (57.79%)、茶葉 (29.45%)、柑橘 (18.15%)等經(jīng)濟(jì)作物，及豬肉 (20.24%)、蠶繭 (17.60%)生產(chǎn)基地。

(6)西北高原是我國(guó)重要的馬鈴薯 (27.26%)、蘋果 (38.93%)生產(chǎn)基地。

5 研究結(jié)論

1)地形地貌、種植結(jié)構(gòu)是影響一個(gè)地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重要因素，用平地占耕地面積比例代表地形地貌，用玉米、水稻、小麥各自的種植面積占農(nóng)作物播種面積比例等幾個(gè)指標(biāo)代表種植結(jié)構(gòu)，運(yùn)用聚類分析法對(duì)全國(guó)31個(gè)省 (市、區(qū))進(jìn)行分區(qū)，可以將全國(guó)分為東北地區(qū)、黃淮海平原及新疆地區(qū)、長(zhǎng)江下游平原區(qū)、南方低緩丘陵稻區(qū)、西南丘陵山區(qū)、西北高原等六大區(qū)域。

2)東北地區(qū)是我國(guó)玉米、大豆、牛奶的主產(chǎn)區(qū)，平地比例達(dá)66.81%，耕地、播種機(jī)械化水平為全國(guó)最高，收獲機(jī)械化水平由于玉米收獲機(jī)械化水平滯后居全國(guó)第三。

3)黃淮海平原及新疆地區(qū)以小麥、玉米輪作為主，是我國(guó)小麥、玉米、花生、棉花、蔬菜瓜果、多種水果、牛羊肉、禽肉、禽蛋、牛奶的主產(chǎn)區(qū)，平地占耕地比例高達(dá)83.92%，該地區(qū)機(jī)耕水平和長(zhǎng)江下游平原區(qū)相當(dāng)，機(jī)播、機(jī)收水平居全國(guó)第二。

4)長(zhǎng)江下游平原區(qū)種植結(jié)構(gòu)以稻麥輪作為主，平地占耕地比例高達(dá)80.40%，機(jī)耕水平高達(dá)81.18%，機(jī)播水平由于水稻插秧機(jī)械化水平滯后，機(jī)收水平為全國(guó)最高。

5)南方低緩丘陵稻區(qū)是我國(guó)稻谷、甘薯、油菜子、苧麻、甘蔗、茶葉、柑橘、香蕉、豬肉、蠶繭、養(yǎng)殖水產(chǎn)品等農(nóng)產(chǎn)品的主產(chǎn)區(qū)，平地占耕地比例接近50%，由于水稻的插秧機(jī)械化水平落后影響了整體播種機(jī)械化水平，整個(gè)區(qū)域播種機(jī)械化水平僅為2.24%，但耕地和收獲機(jī)械化水平遠(yuǎn)高于播種環(huán)節(jié)。

6)西南丘陵山區(qū)是我國(guó)重要的馬鈴薯、甘薯、油菜子、苧麻、茶葉生產(chǎn)基地，平地占耕地比例僅為10.94%，其地形條件最差，耕、種、收機(jī)械化水平亦是全國(guó)最低，特別是種、收兩個(gè)環(huán)節(jié)不足5%。

7)西北高原是我國(guó)馬鈴薯、蘋果的主產(chǎn)區(qū)，平地占耕地比例僅為30.60%，但因主要種植玉米、小麥等旱作作物，其耕地、播種、收獲機(jī)械化水平相對(duì)南方低緩丘陵稻區(qū)要高，但由于玉米收獲機(jī)械化沒有較好發(fā)展，其收獲機(jī)械化水平相對(duì)其他環(huán)節(jié)要低。

1 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)劃編寫組.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)劃，北京:農(nóng)業(yè)出版社，1985

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