糧食產(chǎn)量影響因素的動態(tài)分析與預(yù)測

摘要：根據(jù)1984-2013年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用GM（1，1）模型對2014-2023年福建省糧食產(chǎn)量及其影響因素進(jìn)行預(yù)測。通過對1984-2013、2006-2013和2014-2023年3個階段內(nèi)自然、科技、經(jīng)濟(jì)及政策因素對糧食產(chǎn)量的影響進(jìn)行分析，提出政策建議，為福建省糧食生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)決策提供借鑒。結(jié)果表明，①在微觀層面，1984-2013年間糧食播種面積、農(nóng)村勞動力人數(shù)和有效灌溉面積對糧食產(chǎn)量影響較大；2006-2013年糧食播種面積依然是影響糧食生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，但化肥施用量和糧價的影響程度超過了農(nóng)村勞動力人數(shù)和有效灌溉面積；2014-2023年自然災(zāi)害和化肥施用量超過糧食播種面積成為關(guān)鍵因素。②在宏觀層面，1984-2013年自然條件的影響最大，其次是經(jīng)濟(jì)和科技因素；2006-2013年科技因素的影響相對上升，但政策因素的影響十分微弱；2014-2023年自然和經(jīng)濟(jì)因素的影響相對上升，且后者上升得更為明顯。

關(guān)鍵詞：糧食產(chǎn)量；影響因素；GM（1，1）；灰色關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號：F326.11；F327 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）16-4349-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.16.069

農(nóng)為邦本，糧食安全是事關(guān)國計民生的重大問題。近年來，由于人口增長、水資源短缺以及氣候與糧食格局變化，中國的糧食安全形勢日趨嚴(yán)峻。福建省作為傳統(tǒng)的缺糧大省，人多地少，自然災(zāi)害頻發(fā)，糧食安全形勢一直非常嚴(yán)峻[1]。因此，對福建省糧食產(chǎn)量影響因素的研究，有助于提高糧食產(chǎn)量、保障糧食安全、促進(jìn)福建省糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。

長期以來，對于糧食產(chǎn)量影響因素的研究一直受到學(xué)界和政府的高度關(guān)注。從自然條件的角度出發(fā)，石淑芹等[2]、H？觟ppe[3]分別研究了糧食播種面積和自然災(zāi)害對糧食生產(chǎn)的影響；從科學(xué)技術(shù)的角度出發(fā)，馮穎等[4]、張利庠等[5]分別研究了有效灌溉面積及化肥施用量對糧食生產(chǎn)的影響；從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度出發(fā)，馬林靜等[6]、韋鴻等[7]分別研究了農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食價格及農(nóng)民收入對糧食產(chǎn)量的影響；從政策扶持的角度出發(fā)，劉鵬凌等[8]分析了糧食補(bǔ)貼額度對糧食產(chǎn)量的影響?？梢?，學(xué)者們已針對單個影響因素與糧食產(chǎn)量的關(guān)系做了充分研究，但隨著研究的深入，學(xué)者們更加注重研究的系統(tǒng)性，開始考慮多種影響因子的協(xié)同作用。杜繼豐等[9]、劉守義[10]、龍方等[11]、尹世久等[12]分別從巨型城市區(qū)域、糧食主產(chǎn)區(qū)、省域及全國等不同空間尺度分析了多種影響因素與糧食產(chǎn)量的關(guān)系?；仡櫼酝芯?，自然、科技、經(jīng)濟(jì)及政策因素與糧食產(chǎn)量的關(guān)系均已明確，但在多種因素協(xié)同作用于糧食產(chǎn)量的研究時尚未將政策因素考慮進(jìn)來。同時，已有研究往往是從微觀層面切入，僅考慮糧食播種面積、有效灌溉面積等因素的影響，尚未對自然、科技、經(jīng)濟(jì)及政策等宏觀層面進(jìn)行分析。

關(guān)于糧食產(chǎn)量預(yù)測，學(xué)者們利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[13]、混合時間序列[14]和灰色預(yù)測[15]等方法進(jìn)行了研究，但各種方法均有利弊。為了發(fā)揮不同模型的優(yōu)勢，學(xué)者們將模型進(jìn)行組合與改進(jìn)，如周慶元等[16]將馬爾科夫模型與灰色預(yù)測方法相結(jié)合，大幅提高了預(yù)測的精度?；仡櫼酝芯浚袥]有對糧食產(chǎn)量及其影響因素的預(yù)測結(jié)果做進(jìn)一步的關(guān)聯(lián)分析，從而無法對不同時期糧食產(chǎn)量與多種因素的關(guān)系變化進(jìn)行動態(tài)分析。

鑒于此，本研究從自然、科技、經(jīng)濟(jì)及政策的角度出發(fā)，對2014-2023年的糧食產(chǎn)量及其影響因素進(jìn)行預(yù)測，對1984-2013和2014-2023年的福建省糧食產(chǎn)量及其影響因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，研究糧食產(chǎn)量與多種因素的關(guān)系的動態(tài)變化，以識別不同時期影響糧食產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，為相關(guān)部門的科學(xué)決策和糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展提供借鑒。

1 資料與方法

1.1 變量選取

在充分利用現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，本研究對福建省糧食產(chǎn)量與其影響因素的關(guān)系進(jìn)行定性分析，以糧食總產(chǎn)為因變量，從自然、科技、經(jīng)濟(jì)和政策4個宏觀層面選取15個微觀因素作為自變量（表1）?？紤]到數(shù)據(jù)獲取難度，本研究以“第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員數(shù)”、“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格分類指數(shù)”和“農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)價格指數(shù)”分別近似替代“農(nóng)村勞動力人數(shù)”、“糧食生產(chǎn)資料價格”和“糧食價格”。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

福建省糧食產(chǎn)量及其影響因素的數(shù)據(jù)來源于《新中國60年統(tǒng)計資料匯編》（1949-2008年）、《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》（1985-2014年）、《福建省統(tǒng)計年鑒》（1985-2014年）。由于糧食直補(bǔ)、良種補(bǔ)貼、農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼及農(nóng)資綜合補(bǔ)貼的分省數(shù)據(jù)無法獲取，考慮到中國大多數(shù)省份按照糧食實際播種面積來發(fā)放補(bǔ)貼的情況，本研究以全國的糧食補(bǔ)貼額度來近似計算福建省的糧食補(bǔ)貼額度，即福建省糧食補(bǔ)貼等于全國糧食補(bǔ)貼乘以福建省糧食播種面積占全國的比重。全國的糧食補(bǔ)貼數(shù)據(jù)來源于中國財政局、糧食局等政府網(wǎng)站。同時，考慮到福建省于2006年起全面實施農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼政策，所以僅將2006-2013年間政策因素對糧食產(chǎn)量的影響納入考慮范圍。

1.3 研究方法

1.3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析 灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論的一種多因素統(tǒng)計分析方法，用來揭示因素關(guān)系的強(qiáng)弱程度，操作對象是因素的時間序列。它的基本思想是根據(jù)序列曲線之間幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密，曲線越接近，相應(yīng)序列之間關(guān)聯(lián)度就越大，反之就越小[17]?？紤]到所選取的變量數(shù)值波動較大，具有可比性的數(shù)據(jù)時間序列不長，本研究選用灰色關(guān)聯(lián)分析模型進(jìn)行分析，可以充分發(fā)揮其不需要大量樣本以及樣本有無規(guī)律都同樣適用的優(yōu)勢。

1.3.2 GM（1，1） 灰色GM（1，1）模型通過累加生成灰色模型，濾去原始數(shù)據(jù)中可能混入的隨機(jī)量或其他噪聲，從上下波動的時間數(shù)列中尋找某種隱含規(guī)律，而不直接利用原始數(shù)據(jù)，是應(yīng)用相對簡便，同時又能夠挖掘出有實際價值的發(fā)展變化信息的建模方法[17]。

2 實證分析

2.1 糧食產(chǎn)量及其影響因素預(yù)測

根據(jù)1984-2013年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用灰色GM（1，1）模型對2014-2023年間福建省糧食單產(chǎn)進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果見表2，由表2可知，未來10年全省糧食單產(chǎn)呈逐年遞增趨勢，2014年的糧食單產(chǎn)僅有6 211.36 kg/hm2，而2023年糧食單產(chǎn)達(dá)到7 082.42 kg/hm2，增加了14.02%，說明近年來中國加大對良種培育、灌溉技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)施的投入明顯促進(jìn)了糧食產(chǎn)量增長。

考慮到糧食直補(bǔ)、良種補(bǔ)貼等政策因素受人為因素主導(dǎo)較大，而且具有很強(qiáng)的剛性和粘性。同時，結(jié)合上述分析結(jié)果，4大農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼對糧食產(chǎn)量的影響極其微弱，在預(yù)測2014-2023年間糧食總產(chǎn)及其影響因素時，將政策因素剔除。結(jié)果（表2）表明，2014-2023年全省除了糧食總產(chǎn)、播種面積、農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食生產(chǎn)資料價格和糧價呈現(xiàn)逐年遞減外，其余變量均逐年遞增。其中，播種面積、農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食生產(chǎn)資料價格和糧價均向負(fù)面的方向發(fā)展，其余變量均向正面的方向發(fā)展，但全省糧食總產(chǎn)依然逐年降低，可見各影響因素協(xié)同作用的負(fù)面效應(yīng)更大。

通過對上述預(yù)測結(jié)果進(jìn)行誤差檢驗（表3），發(fā)現(xiàn)福建省的糧食單產(chǎn)適合運用灰色GM（1，1）模型進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測中的發(fā)展系數(shù)-a≤0.3，說明GM（1，1）模型可用于中長期預(yù)測。模型平均相對誤差Δ<0.1，說明預(yù)測精度達(dá)到要求。后驗差檢驗C<0.5，說明GM（1，1）模型合格，預(yù)測結(jié)果真實可靠。

2.2 糧食產(chǎn)量影響因素動態(tài)分析

2.2.1 1984-2013年糧食產(chǎn)量影響因素分析 由表4可知，1984-2013年福建省糧食總產(chǎn)受到糧食播種面積的影響最大，播種面積的不斷減少是導(dǎo)致糧食總產(chǎn)下降的關(guān)鍵因素。究其原因，一方面是由于近年來大量耕地轉(zhuǎn)化為工業(yè)、房產(chǎn)用地；另一方面是由于種糧比較效益低，農(nóng)戶轉(zhuǎn)而選擇種植能夠帶來更多經(jīng)濟(jì)收入的作物。

農(nóng)村勞動力人數(shù)對糧食生產(chǎn)的影響作用僅次于播種面積，起著舉足輕重的作用。由于城鄉(xiāng)二元經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的存在，農(nóng)村年輕優(yōu)質(zhì)勞動力不斷流向城市，造成農(nóng)村人才短缺，同時生產(chǎn)效率較低的留守者因能得到匯款而傾向于更多的消費閑暇，致使耕地拋荒增加，糧食產(chǎn)量進(jìn)一步減少。自20世紀(jì)90年代以來，全省第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)不斷減少，從1990年的829.55萬人減少至2013年的615.96萬人，總體下降了26%。

有效灌溉面積對糧食產(chǎn)量的影響位居第三。水利部調(diào)查表明，有灌溉條件下的農(nóng)作物產(chǎn)量是自然條件下的1～2倍，并且越是干旱的地區(qū)，灌溉產(chǎn)生的增產(chǎn)效應(yīng)越大[18]，說明灌溉條件對糧食產(chǎn)量具有重要影響。

此外，受災(zāi)情況、糧食生產(chǎn)資料價格和糧價對糧食產(chǎn)量的影響也不容小覷，而化肥施用量、機(jī)械總動力、農(nóng)村用電量等因素的影響較小。

從宏觀層面看，1984-2013年糧食產(chǎn)量受自然條件的影響最大，其次是經(jīng)濟(jì)因素，而科技因素的影響最小。

2.2.2 2006-2013年糧食產(chǎn)量影響因素分析 由表4可知，2006-2013年糧食播種面積依舊是影響全省糧食產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，但與1984-2013年不同的是，化肥施用量和糧價的影響程度超過了農(nóng)村勞動力人數(shù)和有效灌溉面積，分別位居第二、第三，說明近年來農(nóng)用化肥的施用量不斷加大，農(nóng)戶力圖通過科技因素改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，但考慮到化肥對耕地質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境的影響以及節(jié)約化石能源等的原因，應(yīng)該盡量減少其投入，鼓勵農(nóng)戶采用更為環(huán)保的生產(chǎn)方式來促進(jìn)糧食生產(chǎn)。同時，由于近年來糧食價格的上漲在一定程度上提高了農(nóng)民的種糧積極性，促進(jìn)了全省糧食生產(chǎn)。此外，農(nóng)村勞動力人數(shù)、有效灌溉面積和糧食生產(chǎn)資料價格依舊對糧食產(chǎn)量具有重要影響，而未成災(zāi)比重和未受災(zāi)比重的影響程度均有所降低，說明近年來自然災(zāi)害對全省糧食產(chǎn)量的影響逐漸下降。

從宏觀層面看，自然和經(jīng)濟(jì)因素的影響程度均有所下降，科技因素的影響相對上升，使得該階段自然、科技、經(jīng)濟(jì)因素的影響大致相同，而糧食直補(bǔ)、良種補(bǔ)貼等政策因素雖然對糧食產(chǎn)量具有一定的影響，但影響程度十分微弱。

2.2.3 2014-2023年糧食產(chǎn)量影響因素分析 在糧食產(chǎn)量及其影響因素預(yù)測的基礎(chǔ)上，再次進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，進(jìn)而探討不同時期糧食產(chǎn)量影響因素的動態(tài)變化。表4表明，2014-2023年農(nóng)村勞動力人數(shù)超過糧食播種面積成為關(guān)鍵因素，說明隨著城市化的不斷推進(jìn)，農(nóng)村優(yōu)質(zhì)勞動力的不斷流失將成為阻礙全省糧食生產(chǎn)的最大阻力。同時，播種面積對于糧食生產(chǎn)依舊存在很強(qiáng)的制約作用，而糧食及其生產(chǎn)資料價格、有效灌溉面積也將對糧食產(chǎn)量產(chǎn)生重要影響。

從宏觀層面看，相比2006-2013年，未來10年化肥施用量、機(jī)械總動力、用電量等科技因素對糧食產(chǎn)量的影響相對降低，而受災(zāi)情況等自然條件和農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食及其生產(chǎn)資料價格等經(jīng)濟(jì)因素對糧食產(chǎn)量的影響均相對上升，并且經(jīng)濟(jì)因素對糧食產(chǎn)量的影響上升得更為明顯。

3 結(jié)論

1）2014-2023年福建省糧食單產(chǎn)呈逐年遞增趨勢，可能是由于近年來農(nóng)水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及良種培育和灌溉技術(shù)進(jìn)步等促進(jìn)了糧食生產(chǎn)。此外，糧食總產(chǎn)、播種面積、農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食及其生產(chǎn)資料價格均逐年遞減，而其余變量逐年遞增。其中，除了播種面積、農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食生產(chǎn)資料價格和糧價向負(fù)面方向發(fā)展外，其余變量均向正面方向發(fā)展，但全省糧食總產(chǎn)依然逐年遞減，可見未來10年糧食產(chǎn)量影響因素協(xié)同作用的正面效應(yīng)大于負(fù)面效應(yīng)。

2）從微觀層面看，1984-2013年對福建省糧食總產(chǎn)影響最大的關(guān)鍵因素是糧食播種面積，其次是農(nóng)村勞動力人數(shù)和有效灌溉面積。同時，糧食及其生產(chǎn)資料價格以及自然災(zāi)害對糧食生產(chǎn)的影響也不容小覷，而化肥施用量、機(jī)械總動力、用電量和固定資產(chǎn)投資等因素對糧食產(chǎn)量的影響較小；2006-2013年糧食播種面積仍然是影響最大的關(guān)鍵因素，但化肥施用量和糧價的影響超過了農(nóng)村勞動力人數(shù)和灌溉技術(shù)水平，分別位居第二、第三，而有效灌溉面積、糧食生產(chǎn)資料價格、農(nóng)村勞動力人數(shù)和自然災(zāi)害依舊對糧食產(chǎn)量具有重要影響；2014-2023年自然災(zāi)害和化肥施用量的影響程度超過糧食播種面積成為關(guān)鍵因素，而農(nóng)村勞動力人數(shù)、糧食及其生產(chǎn)資料價格和有效灌溉面積依然對糧食產(chǎn)量具有重要影響。

3）從宏觀層面看，1984-2013年自然條件對糧食產(chǎn)量的影響最大，其次是經(jīng)濟(jì)和科技因素；2006-2013年科技因素對糧食產(chǎn)量的影響程度相對上升，使得該階段自然、科技、經(jīng)濟(jì)因素的影響大致相同，但政策因素的影響十分微弱；2014-2023年自然和經(jīng)濟(jì)因素的影響程度相對上升，且經(jīng)濟(jì)因素的影響程度上升得更為明顯。

4 政策建議

1）糧食播種面積對于穩(wěn)定福建省糧食產(chǎn)量具有極其重要的意義，應(yīng)該在嚴(yán)格實行耕地保護(hù)制度、提高土地執(zhí)法監(jiān)察力度的同時，積極調(diào)動農(nóng)戶的種糧積極性，切實保護(hù)基本耕地面積，特別是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的農(nóng)田。

2）在未來福建省農(nóng)村勞動力流動趨勢逐步增強(qiáng)的背景下，應(yīng)該引導(dǎo)農(nóng)村勞動力合理流轉(zhuǎn)，加快農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入要素結(jié)構(gòu)，促進(jìn)糧食生產(chǎn)，提高農(nóng)民收入，進(jìn)而縮小城鄉(xiāng)收入差距，從根本上消除農(nóng)村勞動力外流的動因。

3）為確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效灌溉面積，應(yīng)該加大農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施投入，促進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)步，提高水資源利用率，實現(xiàn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

4）雖然近年來福建省糧價持續(xù)上漲，但糧食生產(chǎn)成本也不斷提高，導(dǎo)致種糧收入提高有限，“拋荒現(xiàn)象”仍可能持續(xù)存在，應(yīng)該推行更加有效的價格支持和糧食補(bǔ)貼制度，同時積極探索實施新型農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼政策，加大市場機(jī)制在推動糧食增產(chǎn)與農(nóng)戶增收方面發(fā)揮的作用，促進(jìn)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長。

5）面對化肥施加過量、有機(jī)肥投入不足的現(xiàn)狀，應(yīng)該引導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)、合理地施加肥料，提高化肥使用效率，進(jìn)而解決化肥過量投入導(dǎo)致的土壤板結(jié)、有機(jī)結(jié)構(gòu)惡化等問題。此外，也可以效仿歐美國家的輪耕或休耕等耕作制度以改善土壤條件。

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