安徽省耕地數(shù)量與糧食生產安全分析及預測

何愛霞，蘇姝冰

1.宿州學院地球科學與工程學院，安徽宿州，234000；2.長春大學經濟學院，吉林長春，130022

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安徽省耕地數(shù)量與糧食生產安全分析及預測

何愛霞1，蘇姝冰2

1.宿州學院地球科學與工程學院，安徽宿州，234000；2.長春大學經濟學院，吉林長春，130022

使用安徽省1990-2011年的統(tǒng)計資料，以近20年來耕地數(shù)量變化狀況和糧食生產安全為研究對象，同時計算最小耕地面積和壓力指數(shù)，并運用GM(1,1)灰色理論對人均耕地面積、最小人均耕地面積和壓力指數(shù)進行預測。結果表明：(1)安徽省研究期內耕地總體上不斷減少，前期持續(xù)下降，后期耕地面積有所增加；安徽省糧食產量總體上在波動中呈增長趨勢，尤其2004年以來增長幅度較大；最小人均耕地面積和壓力指數(shù)變化幅度不明顯。(2)GM(1,1)灰色模型預測表明，自2011年至2017年的7年里，安徽省實際人均耕地面積、Smin和耕地壓力指數(shù)隨經濟發(fā)展均不斷減小，但對于糧食安全生產壓力不大。

耕地面積；糧食產量；最小人均耕地面積；壓力指數(shù)；GM(1,1)

糧食安全事關全國發(fā)展大局和整個社會的安定，確保糧食安全責任重大。安徽省是我國糧食主產省，也是商品糧調出大省，商品糧常年在1 000萬噸左右，銷往省外500多萬噸，是目前我國能夠持續(xù)輸出500萬噸以上商品糧的五個省份之一，也是國家重要的商品糧生產基地，在保障全國糧食安全中起著舉足輕重的作用[1]。耕地作為人類不可代替的自然資源的基礎，是保障糧食生產的重要因素，一個國家或地區(qū)社會經濟可持續(xù)發(fā)展,必須以一定數(shù)量和質量的耕地為保障。改革開放以來，安徽省在經濟快速發(fā)展的同時，耕地面積和人均耕地面積卻不斷減少，而且城市化建設與人們基本生活消費和溫飽等多方面問題給本就不足的耕地資源帶來較大壓力，耕地資源成為社會經濟持續(xù)發(fā)展與人口增長的瓶頸問題日益突出[2]。因此，探討經濟發(fā)展對耕地數(shù)量動態(tài)影響和維持糧食安全生產問題，以期為建立和諧安徽與實現(xiàn)社會、經濟可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)[3]。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

為了研究安徽省糧食生產與耕地面積動態(tài)變化關系，以統(tǒng)計年鑒為基礎資料，運用最小人均耕地面積、人均耕地壓力指數(shù)模型研究安徽省近20年(1990-2010年)耕地面積、糧食產量動態(tài)變化過程，并利用GM(1,1)模型預測它們的變化趨勢。

(1)最小人均耕地面積是指在正常的社會經濟發(fā)展水平和當今科學技術水平條件下，滿足人們基本生活而保證糧食安全生產中所需的耕地數(shù)量的底線，是保證人類基本生活需要的最少耕地面積的警戒值[4-5]。其函數(shù)關系式如下：

(1)

式中，Smin——最小人均耕地面積(hm2/人)，α——糧食自給率；Gr——平均每人所需糧食；Gp——單位面積糧食產量(kg/hm2)；q——糧食播種面積與總播種面積百分比(%)；k——復種指數(shù)[4-5]。

(2)耕地壓力指數(shù)[4-5]是指最小人均耕地面積與實際人均耕地面積的比值，是用來評價一個地區(qū)耕地資源的安全指標，是耕地保護中必須堅守的最低要求，也是保證糧食安全生產的指標。

(2)

式中，ω表示耕地壓力指數(shù)，Sα為實際人均耕地面積。

(3)GM(1,1)模型?？陀^世界包括大量的已知信息，也包含大量的未知信息，如果一個系統(tǒng)既有已知信息，又有未知的、不確定的信息，稱為灰色系統(tǒng)?；疑獹(1,1)是一種時間數(shù)列預測模型，它是將一個不平穩(wěn)的隨機序列通過一次累加生產處理，減弱其隨機程度，加強平穩(wěn)性，然后再作研究。灰色理論通過模型計算值與實際值之差建立G(1,1)模型, 作為提高模型精度的主要途徑[6-7]，其建立過程如下。

首先，設有原始時間數(shù)列{x(0)(k)}，其一次累加生成的數(shù)列為：

(3)

其次，GM(1，1) 模型的建模過程及求解。GM(1，1)的一般形式的微分方程為：

(4)

利用最小二乘法求解a、u：

(5)

(5)式中：

Yn=[x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(n)]T是微分方程(4)的離散響應，即x(1)的灰色預測模型為：

(6)

x(0)的灰色預測模型可通過x(1)作一次累減還原得到，即

(7)

研究所需數(shù)據(jù)來源于1991-2011年安徽省統(tǒng)計年鑒。

2 結果與分析

2.1 耕地面積變化

根據(jù)1991-2011年統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，安徽省耕地面積自1990年以來呈減少趨勢，從4 365.49 hm2減少為2010年的4 181.30 hm2，20年間共減少184 200 hm2，平均每年減少2.11%。從圖1看，安徽省耕地面積變化以2001年為界分為兩個階段，第一階段自1990-2001年耕地面積持續(xù)下降，年均減少2.8%；第二階段自2003-2010年，由于從中央到地方加大“三農”支持力度，極大地調動了農民積極性，耕地面積在波動中不斷增長，由2003年的4 084.30 hm2增加到2010年的4 181.30 hm2，共增加96 600 hm2，其中2002年耕地面積出現(xiàn)較大波動。與耕地面積不斷減少相反，同一時期，安徽省人口卻在急劇增加，2010年安徽省總人口達6 827萬人，比1990年增加了1 166萬人。隨著人口的不斷增加，人均耕地面積呈穩(wěn)定下降的趨勢(圖1)，從1990年的0.077 hm2/人減少到2010年的0.061 2 hm2/人，年均減少1.03%。

圖1 1990-2010年安徽省耕地面積及人均耕地面積變化

2.2 糧食產量變化

從圖2可知，安徽省糧食產量總體上在波動中呈增長趨勢，其中1991、1998和2003年由于受到氣候等自然災害的影響，引起糧食總產量降低，2004年以來，全省上下認真貫徹中央和安徽省委文件精神，加大了對“三農”的支持力度，進一步調動了農民的生產積極性，農業(yè)種植面積擴大，糧食產量逐年增加，從2004年的2 743萬噸增長為2010年的3 080.50萬噸，年均增加1.75%。自1990-2010年20年間，安徽省每公頃耕地糧食產量和糧食總產量變化過程保持基本協(xié)調。

圖3 1990-2010年安徽省最小人均耕地及最小耕地壓力指數(shù)

2.3Smin和ω變化過程

根據(jù)安徽省耕地資源數(shù)量、糧食總產量及人口的變化情況，按人均糧食消費水平為400 kg/人計算安徽省1990-2010年最小人均耕地面積Smin和耕地壓力指數(shù)ω，如圖3所示。從圖中可以看出，最小人均耕地面積隨時間推移不斷減小，但減少的幅度并不大，只是在1991年發(fā)生突變，最小耕地面積從1993年的0.070 hm2減少到2010年的0.060 hm2，共減少了0.010 hm2。耕地壓力指數(shù)取值在ω=1附近，只有在1990年、1993年和2010年數(shù)值略小于1，除1991年外，其余年份稍大于1，說明安徽省耕地面積在目前狀態(tài)存在一定壓力，但基本可以滿足糧食供給需要，經濟發(fā)展具有一定潛力，同時也給耕地資源保護帶來一定困難。且二者變化趨勢基本相同，都在緩慢下降，且變化幅度不大。

2.4 耕地面積變化與糧食生產預測

表1 2011-2017年安徽省人均耕地面、最小人均耕地面積及耕地壓力指數(shù)預測

3 結 論

(1)根據(jù)安徽省統(tǒng)計資料，1990-2010年安徽省耕地面積和人均耕地面在不斷減少，近20年共減少184 200hm2，平均每年減少2.11%；人均耕地面積從1990年的0.077hm2/人減少到2010年的0.061 2hm2/人，年均減少1.03%；糧食產量在波動中不斷增長，尤其在2004年以來，增長幅度較大。

(2)最小人均耕地面積不斷減小，只是在1991年變化較大，之后變化平緩，從1993年的0.070hm2減少到2010年的0.060hm2，共減少了0.010hm2。耕地壓力指數(shù)取值在ω=1附近，只有在1990年、1993年和2010年數(shù)值略小于1。除1991年外，其余年份稍大于1，說明安徽省耕地面積在目前狀態(tài)存在一定壓力，但基本可以滿足糧食供給需要，經濟發(fā)展具有一定潛力，同時也給耕地資源保護帶來一定困難。

(3)根據(jù)GM(1,1)模型預測，自2011年至2017年的7年里，安徽省實際人均耕地面積、Smin和耕地壓力指數(shù)(ω)隨經濟發(fā)展均不斷減小，且最小人均耕地面積小于實際人均耕地面積。說明經濟發(fā)展對耕地壓力沒有達到資源負荷最大值，仍具有一定的潛力。今后，應不斷發(fā)展農業(yè)科學技術，增加農業(yè)的人力、物力及其他投入，不斷提高耕地生產力水平，以保持耕地的綜合生產能力，提高糧食單產，減輕耕地面積減少的壓力。

[1]劉定惠,朱超洪.安徽省糧食生產變化特征及其影響因素分析[J].安徽農學通報,2009,15(5):30-32

[3]田源,塔西甫拉提·特依拜,丁建麗，等.新疆于田縣耕地動態(tài)變化驅動力定量研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2009,23(3)：67-72

[4]高小琛,石培基,潘竟虎,等.基于耕地壓力指數(shù)和GM(1,1)模型的區(qū)域糧食安全狀況研究：以甘肅省天水市為例[J].農業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究,2011,27(4):407-412

[5]趙連武,謝永生,王繼軍,等.陜西省米脂縣耕地動態(tài)變化與糧食安全研究[J].水土保持通報，2009，29(4)：143-148

[6]徐建華.現(xiàn)代地理學中的數(shù)學方法[M].北京:高等教育出版社,2002：200-205

[7]王曉嬌,陳英,齊鵬,等.基于信息熵的張掖市土地利用結構分析及其灰色預測[J].干旱區(qū)研究,2011,28(1):92-97

[8]蔡運龍,傅澤強.提高土地生產率是根本[J].中國土地,2002(10):11-13

[9]李玉平.河南省糧食生產與耕地變化的分析及預測[J].地域研究與開發(fā),2007,26(3):95-98

(責任編輯：周博)

2014-01-20

安徽省高校人文社會科學研究項目“皖北地區(qū)經濟發(fā)展與耕地變化耦合研究”(SK2013B511)。

何愛霞(1979-)，女，山東菏澤人，講師，碩士，主要研究方向：國土整治與區(qū)域規(guī)劃。

10.3969/j.issn.1673-2006.2014.04.001

F301.2

A

1673-2006(2014)04-0001-03