四川省糧食產(chǎn)量影響因素的動態(tài)關(guān)聯(lián)分析

柳芬+謝世友+馮歡+崔瑩+陳川

摘要：應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，從農(nóng)業(yè)土地利用水平、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、自然災(zāi)害4個方面選取10個指標(biāo)，研究20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)前10年、2010年之后4個時(shí)段中各指標(biāo)與四川省糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度大小。結(jié)果表明，單產(chǎn)是四川省糧食產(chǎn)量首要影響因素，糧食播種面積、化肥施用量、農(nóng)村用電量對四川省糧食產(chǎn)量影響不斷增強(qiáng)，耕地面積、有效灌溉面積對四川省糧食產(chǎn)量影響呈現(xiàn)減弱趨勢，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)與四川省糧食產(chǎn)量灰色關(guān)聯(lián)度在2011年之后突降至第8位，自然災(zāi)害受災(zāi)面積、成災(zāi)面積雖與四川省糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較低，但其對研究區(qū)糧食產(chǎn)量影響不容小覷。

關(guān)鍵詞：糧食產(chǎn)量；灰色關(guān)聯(lián)分析；四川省

中圖分類號： F326.11文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）10-0320-05

改革開放以后，全國掀起經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮，糧食作物由于產(chǎn)量低、收購價(jià)格低、與經(jīng)濟(jì)作物相比利潤低等特點(diǎn)，大力種植經(jīng)濟(jì)作物，使我國糧食作物種植面積及產(chǎn)量大大減少；工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加快，一是城市盲目無序擴(kuò)張，占用大量農(nóng)村土地；二是帶動了大量農(nóng)民工進(jìn)城，糧食供給面臨經(jīng)濟(jì)社會結(jié)構(gòu)變化帶來的巨大壓力[1]；農(nóng)民為了片面追求作物產(chǎn)量，過度使用化肥、農(nóng)藥，對耕地、水源等造成嚴(yán)重污染，人地矛盾更加突出。面對日趨復(fù)雜的國際環(huán)境，國家領(lǐng)導(dǎo)人不斷意識到，“中國人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己手上，我們的飯碗應(yīng)該裝中國糧，一個國家只有立足糧食基本自給，才能掌握糧食安全主動權(quán)，進(jìn)而才能掌控經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展這個大局[2]?！?/p>

四川省位于中國大陸西南腹地，是全國13個糧食主產(chǎn)區(qū)之一。2014年年末，四川省常住人口為8 140.2萬人，年末實(shí)有耕地面積為399.38萬hm2，以占全國約3%的耕地面積養(yǎng)育著全國6%的人口，四川省糧食安全生產(chǎn)對維持地區(qū)穩(wěn)定起著重要作用。影響糧食產(chǎn)量的因素有很多，但各因素對糧食產(chǎn)量影響程度不同，確定糧食產(chǎn)量主要影響因素對提高糧食產(chǎn)量及相關(guān)政策制定具有重要意義。目前，已有學(xué)者對吉林省[3]、河北省[4]、陜西省[5]、河南省[6]、湖北省[7]、云南省[8]、黃淮海平原[9]、西北5省[10]等糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食產(chǎn)量主要因素進(jìn)行分析。由于糧食產(chǎn)量各影響因素與糧食產(chǎn)量之間并沒有明確的因果關(guān)系，灰色關(guān)聯(lián)分析方法由于其操作簡便、易于掌握、排序明確、對數(shù)據(jù)分布類型及變量之間的相互類型無特殊要求等優(yōu)點(diǎn)，被多數(shù)學(xué)者用于糧食產(chǎn)量影響因數(shù)研究中[11]。目前，相關(guān)學(xué)者對四川省糧食產(chǎn)量因素進(jìn)行了分析[12-13]，但各因素對糧食產(chǎn)量影響是一個動態(tài)化過程，較短的研究時(shí)段，可以較好地反映出研究時(shí)段內(nèi)各因素對四川省糧食產(chǎn)量影響度大小，無法反映各影響因素對四川省糧食產(chǎn)量影響的變化過程及趨勢走向。

本研究采用1983—2013年31年間四川省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，延長研究時(shí)段，減少異常及偶然值對四川省糧食產(chǎn)量影響因素灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)各影響因素對四川省糧食產(chǎn)量影響的普遍規(guī)律；優(yōu)化指標(biāo)結(jié)構(gòu)，考慮糧食作物種植收益對農(nóng)民種植行為的影響；將研究期根據(jù)年代不同進(jìn)行劃分，研究不同年代各指標(biāo)對四川省糧食產(chǎn)量影響的動態(tài)過程，以期為加快四川省糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)定和提高糧食生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

四川省位于97°21′～108°31′E、26°03′～34°19′N之間，地勢總體上呈西高東低走勢，地貌類型以平原、丘陵、山地、高原為主，中部為四川盆地，盆周為丘陵、山地，西部是向青藏高原過渡的川西高原。氣候溫和、濕潤，年平均氣溫為14～19 ℃，年平均降水量900～1 200 mm，全年日照時(shí)數(shù)為 1 000～1 600 h。水資源總量較為豐富，總體呈現(xiàn)東多西少的分布格局，時(shí)空分布極為不均，水旱災(zāi)害頻繁[14-15]。2014年年末，四川省常住人口為8 140.2萬，其中，鄉(xiāng)村人口為 4 371.3萬，年末實(shí)有耕地面積399.38萬hm2，農(nóng)村人均耕地面積為0.09 hm2，遠(yuǎn)低于全國同期農(nóng)村人均耕地面積 0.22 hm2 水平；2014年，全年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值28 536.7×108元，人均35 056.51元，遠(yuǎn)低于全國同期水平；糧食總產(chǎn)量為 3 374.9萬t，人均糧食占有量為414.6 kg。

四川省主要糧食作物有水稻、小麥、玉米、豆類、薯類。2013年，四川省糧食播種面積644.99萬hm2，其中水稻播種面積為199.07萬hm2，小麥播種面積為121.6萬hm2，玉米播種面積為137.8萬hm2，豆類播種面積為47.13萬hm2，薯類播種面積為124.03萬hm2。2013年四川省糧食產(chǎn)量3 387.1萬t，水稻、小麥、玉米、豆類、薯類產(chǎn)量分別為1 549.5萬t、421.3萬t、762.4萬t、92.1萬t、479.7萬t（圖1、圖2）。從分布來看，四川省糧食作物在各地區(qū)均有種植，主要集中在四川盆地及盆周丘陵地區(qū)[16]。

[FK（W9][TP柳芬1.tif]

[FK（W10][TP柳芬2.tif]

1.2研究方法

灰色關(guān)聯(lián)分析是尋求系統(tǒng)中各因素間的主要關(guān)系、找出影響目標(biāo)值的重要因素，從而掌握事物的主要特征，促進(jìn)和引導(dǎo)系統(tǒng)迅速而有效發(fā)展的計(jì)算方法[17]，其基本原理為[18]：

設(shè)一母序列x0（t）和子序列xi（t），先對x0（t）、xi（t）進(jìn)行無量綱化處理，并且記它們在t時(shí)刻的絕對差值為：

[JZ]Δ0i（t）=|x0（t）-xi（t）|，（t=1，2，…，n）。

兩級最大差和最小差分別為：

[JZ]Δmax=max[DD（]i[DD）] max[DD（]t[DD）]Δ0i（t）；

[JZ]Δmin=min[DD（]i[DD）] min[DD（]t[DD）]Δ0i（t）。

關(guān)聯(lián)系數(shù)為：

[JZ]ξ0i（t）=（Δmin+Δmax）/（Δ0i（t）+kΔmax）。

k為分辨率系數(shù)，取值k=0.5。

關(guān)聯(lián)度為：

[JZ]γ0i=[SX（]1n[SX）]∑ξ0i（t）。

關(guān)聯(lián)度越大，子序列與母序列關(guān)系越密切；反之，則關(guān)系越不密切。

2四川省糧食產(chǎn)量影響因素灰色關(guān)聯(lián)動態(tài)分析

根據(jù)四川省自然環(huán)境及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，并考慮其糧食作物種植結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，影響四川省糧食產(chǎn)量主要因素有土地利用水平、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平、自然因素、糧食作物收益狀況、國家政策等方面，參考相關(guān)研究，并根據(jù)數(shù)據(jù)獲取的難易程度及數(shù)據(jù)完整程度，土地利用水平方面選取耕地面積x1（萬hm2）、糧食作物播種面積x2（萬hm2）、糧食作物單產(chǎn)x3（kg/hm2）3個指標(biāo)；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平方面選取有效灌溉面積x4（萬hm2）、農(nóng)用機(jī)械總動力x5（萬kW）、折純化肥施用量x6（萬t）、農(nóng)村用電量x7（108 kW·h）4個指標(biāo)；選取自然災(zāi)害總受災(zāi)面積x8（萬hm2）、總成災(zāi)面積x9（萬hm2）指標(biāo)反映不同程度自然災(zāi)害對糧食產(chǎn)量的影響；因較早年代糧食作物收購價(jià)格指數(shù)不易獲取，在糧食作物收益狀況中，只選取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)x10作為指標(biāo)；國家政策對糧食產(chǎn)量一般為政策性指引或是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料如種子價(jià)格補(bǔ)貼、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化機(jī)械購買補(bǔ)貼等，不易定量化研究而且前面選取的指標(biāo)一定程度上體現(xiàn)了國家政策的影響，因此，本研究不再從國家政策層面單獨(dú)選取指標(biāo)。構(gòu)建各影響因素與糧食產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)模型，并將1983—2013年數(shù)據(jù)根據(jù)所屬年代不同，劃分為4個時(shí)段，20世紀(jì)80年代（1983—1990年）、20世紀(jì)90年代（1991—2000年）、21世紀(jì)前10年（2001—2010年）、2010年之后（2011—2013年），分別計(jì)算不同年代影響因素與糧食產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度，分析結(jié)果見表1。

2.1土地利用水平對四川省糧食產(chǎn)量的影響

單產(chǎn)是影響四川省糧食產(chǎn)量的首要因素，從表1可以看出，20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)前10年、2010年之后4個時(shí)段的關(guān)聯(lián)度分別為0.982 9、0.973 8、0.917 7、0.986 1，關(guān)聯(lián)序依次為4、1、1、1，單產(chǎn)逐漸成為影響四川省糧食產(chǎn)量的主要因素。1983—2013年的31年中，除個別年份發(fā)生較大自然災(zāi)害導(dǎo)致單產(chǎn)較大幅度降低外，四川省糧食單產(chǎn)總體呈增長趨勢。1983—2013年，四川省糧食單產(chǎn)年均增長率為0.4%，同期全國糧食年均增長率為1.51%，與全國平均水平相比處于較低水平，四川省糧食單產(chǎn)還有較大提升空間。20世紀(jì)80年代，我國開始加快城市化進(jìn)程，在城市急劇擴(kuò)張、經(jīng)濟(jì)保持高速增長的過程中，不少耕地被違法、違規(guī)占用，未來，應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變城市土地利用方式，由外延型向內(nèi)涵挖潛型發(fā)展，提高城市土地集約利用效率，減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展對耕地面積的壓力。同時(shí)，應(yīng)加大糧食作物補(bǔ)貼，在糧食播種面積無法大幅度增長的情況下，努力提高糧食復(fù)種指數(shù)；依靠科技進(jìn)步，發(fā)展精細(xì)農(nóng)業(yè)，切實(shí)提高糧食單產(chǎn)。

糧食播種面積是影響四川省糧食產(chǎn)量的最直接因素。從關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序結(jié)果中可以看出，糧食播種面積對四川省糧食產(chǎn)量影響在4個研究時(shí)段中關(guān)聯(lián)度分別為0.986 0、0.926 9、0.841 6、0.964 7，關(guān)聯(lián)序依次為3、3、4、2，糧食播種面積對四川省糧食產(chǎn)量影響程度總體呈增強(qiáng)趨勢。在1998年之前，四川省糧食播種面積除個別年份受較大自然災(zāi)害影響外，總體以較小速度增長，年均播種面積為700萬hm2左右。1999年退耕還林政策實(shí)施，使1999—2003年間糧食播種面積不斷下降，2003年糧食播種面積達(dá)到歷年最低，為608.8萬hm2，比1998年減少125萬hm2。2004年開始，國家減免農(nóng)業(yè)稅，鼓勵了廣大農(nóng)民種糧積極性，糧食播種面積開始有所回升，并一直保持在640萬hm2左右。在現(xiàn)階段糧食播種面積不可能出現(xiàn)大幅度增長情況下，四川省應(yīng)采取有效措施，保證現(xiàn)有糧食播種面積不減少，依靠科技進(jìn)步，提高糧食單位面積產(chǎn)量。

從圖3可以看出，1983—2013年，四川省糧食播種面積和耕地面積保持了較高的一致性。劃分的4個研究時(shí)段中，耕地面積與四川省糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度大小依次為0.986 6、0.892 4、0.796 2、0.958 3，關(guān)聯(lián)序依次為2、4、6、4。從1983年至2003年，研究區(qū)耕地面積持續(xù)下降，1983年耕地面積為482.82萬hm2，2003年為390.37萬hm2，共下降92.45萬hm2。

歷年《四川統(tǒng)計(jì)年鑒》。

[FL（2K2]2004年開始，耕地面積出現(xiàn)小幅回升，徘徊在400萬hm2左右。

2.2農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平對四川省糧食產(chǎn)量的影響因素分析

化肥施用折純量對四川省糧食產(chǎn)量影響不斷加大，在研究時(shí)段中，二者的關(guān)聯(lián)度分別為0.924 7、0.791 4、0.813 8、0.961 4，關(guān)聯(lián)序依次增大為6、6、5、3。雖然四川省土壤肥沃，但人類源源不斷地從土壤中汲取營養(yǎng)、獲取食物，必然使土壤肥力下降，糧食產(chǎn)量對化學(xué)肥料越來越依賴。未來，四川省應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)測，科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)民的施肥活動，防止過度使用化肥，導(dǎo)致土壤、地下水污染。

有效灌溉面積與四川省糧食產(chǎn)量在4個研究時(shí)段中關(guān)聯(lián)度分別為0.990 0、0.960 5、0.900 3、0.942 0，相對應(yīng)關(guān)聯(lián)序分別為1、2、2、5。有效灌溉面積對四川省糧食產(chǎn)量影響程度在近幾年有所降低。四川省水資源豐富，居全國第2位，但水資源空間分布與省內(nèi)人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展分布不一致，92%的人口、90%的用水集中在面積占全省38.4%而水資源僅占全省45.1%的東部地區(qū)[19]。近年來，四川省不斷加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，1997年，四川省水庫總數(shù)為6 616座，水庫總庫容量為86.5×108 m3，至2013年，新增水庫1 465座，水庫總?cè)萘吭黾?35.2×108 m3；1983年，四川省農(nóng)用排灌動力機(jī)械數(shù)量為20.18萬臺，總動力為207.5萬kW，2013年，農(nóng)用排灌冬季機(jī)械數(shù)為89.55萬臺，總動力為532.16萬kW，分別增長343.76%、156.46%。但從1983年至2013年，四川省有效灌溉面積總體增長緩慢，1983年，有效灌溉面積占全省農(nóng)作物播種面積的25.28%，2013年，占到27.02%。未來，四川省農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)還有較大提升空間。

農(nóng)用機(jī)械總動力對四川省糧食產(chǎn)量影響大體呈增強(qiáng)趨勢[CM（25]，但總體較弱，4個研究時(shí)段中關(guān)聯(lián)序分別為7、7、8、7。從

[FK（W30][TP柳芬3.tif]

圖4可以看出，從1983—2013年四川省農(nóng)用機(jī)械總動力一直保持增長趨勢。2013年全省農(nóng)用機(jī)械總動力為3 953.09萬kW，比1983年增長5.48倍；2013年機(jī)耕面積為409.5萬hm2，為1983年的7.16倍；播種機(jī)、糧食加工機(jī)械、機(jī)動脫粒機(jī)、農(nóng)用排灌動力機(jī)械、農(nóng)用小型拖拉機(jī)、農(nóng)用大中型拖拉機(jī)分別為1.93萬、167.41萬、135.25萬、89.55萬、11.91萬、12.19萬臺，農(nóng)用運(yùn)輸車12.77萬輛；機(jī)播面積、機(jī)收面積分別為 50.64 萬hm2、182.09萬hm2。

農(nóng)村用電量與研究區(qū)糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較小，但近年與四川省糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度有增強(qiáng)的趨勢，各研究時(shí)段關(guān)聯(lián)序分別為8、10、7、6。從圖4可以看出，四川省農(nóng)村用電量呈持續(xù)增長趨勢，2013年用電量為163.5×108 kW·h，與1983年相比增長149.4×108 kW·h，年均增長4.82×108 kW·h。

2.3農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本對四川省糧食產(chǎn)量的影響因素分析

糧食作物純收益對農(nóng)民種植行為產(chǎn)生很大影響，糧食作物種植純收益高，能提高農(nóng)民種糧積極性；糧食種植純收益低，會打擊農(nóng)民種糧積極性，造成糧食播種面積減少，進(jìn)而影響糧食產(chǎn)量。糧食作物純收益等于糧食作物收入減去糧食生產(chǎn)成本，但因?yàn)闊o法收集到每年糧食作物收購價(jià)格，無法推算每年糧食作物收入，筆者只從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本方面分析其對糧食產(chǎn)量的影響。在市場糧食價(jià)格、糧食產(chǎn)量較穩(wěn)定情況下，農(nóng)

業(yè)生產(chǎn)成本越高，農(nóng)民純收益越低，農(nóng)民種糧積極性降低。20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本對四川省糧食產(chǎn)量影響保持穩(wěn)定水平，二者之間關(guān)聯(lián)度均為5，進(jìn)入21世紀(jì)，尤其是2004年國家廢除農(nóng)業(yè)稅，以及各項(xiàng)支農(nóng)惠農(nóng)政策實(shí)施，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本與糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度提高至第3位。2010年之后，雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)與糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度降至第8位，從圖5可以看出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)持續(xù)下降，糧食產(chǎn)量穩(wěn)步提升。作為國家的一種戰(zhàn)略物資，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對糧食市場的宏觀作用，加大對農(nóng)業(yè)支持力度，穩(wěn)步推進(jìn)各項(xiàng)惠農(nóng)政策實(shí)施。

2.4自然災(zāi)害對四川省糧食產(chǎn)量影響的因素分析

20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)前10年、2010

年之后4個研究時(shí)段中，總受災(zāi)面積與糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度依次為0.705 2、0.667 0、0.526 1、0.760 0，關(guān)聯(lián)序依次為9、8、9、9，總成災(zāi)面積與糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度依次為0.594 1、0.662 7、0.522 3、0.590 0，關(guān)聯(lián)序依次為10、9、10、10，自然災(zāi)害與四川省糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度一直處于較低水平（表1）。四川省易發(fā)旱澇災(zāi)害，且災(zāi)害規(guī)模及程度均較重，多發(fā)于四川東部地區(qū)，與四川省糧食主產(chǎn)區(qū)分布地區(qū)吻合，與其他省份相比，自然災(zāi)害對四川省糧食產(chǎn)量影響更大。四川省近10年來旱澇災(zāi)害頻繁，2004—2007年川東北地區(qū)持續(xù)發(fā)生特大洪澇災(zāi)害[12]，2012年、2013年多地出現(xiàn)洪澇災(zāi)情；2001年，四川省發(fā)生1983年來最嚴(yán)重旱災(zāi)，當(dāng)年作物受災(zāi)面積達(dá)到298.00 hm2，成災(zāi)面積達(dá)到149.00 hm2，2006年四川省發(fā)生特大干旱，2009年以來，四川省部分地區(qū)已連續(xù)4年發(fā)生嚴(yán)重干旱[20]。未來應(yīng)加強(qiáng)對四川省自然災(zāi)害發(fā)生規(guī)律的研究，加強(qiáng)對災(zāi)害預(yù)警、預(yù)報(bào)能力；針對四川省農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，對各種作物風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃及適播期進(jìn)行研究，為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收提供技術(shù)依據(jù)；加強(qiáng)對農(nóng)民的培訓(xùn)，提高農(nóng)民災(zāi)后自救及恢復(fù)的生產(chǎn)能力。

3結(jié)論

筆者運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，從土地利用水平、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、自然災(zāi)害4個方面選取10個指標(biāo)，分析20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)前10年、2010年之后4個研究時(shí)段中，各指標(biāo)與四川省糧食產(chǎn)量之間關(guān)聯(lián)度大小。結(jié)果表明，[JP3]單產(chǎn)是四川省糧食產(chǎn)量首要影響因素，糧食播種面積、化肥施用量、農(nóng)村用電量對四川省糧食產(chǎn)量影響不斷增強(qiáng)，耕地面積、有效灌溉面積對四川省糧食產(chǎn)量影響呈現(xiàn)減弱趨勢，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)與四川省糧食產(chǎn)量灰色關(guān)聯(lián)度在2010年后突降至第8位，自然災(zāi)害受災(zāi)面積、成災(zāi)面積雖與四川省糧食產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較低，但其對研究區(qū)糧食產(chǎn)量影響不容小覷。

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