2003～2015年河南省糧食增產(chǎn)格局與貢獻(xiàn)因素研究*

張志高，婁延軍，張 玉，郭馨彤，馮 森，鄭美潔

(安陽(yáng)師范學(xué)院資源環(huán)境與旅游學(xué)院，河南安陽(yáng) 455000)

0 引言

中國(guó)是發(fā)展中的人口和農(nóng)業(yè)大國(guó)，十幾億人的糧食問(wèn)題始終是頭等大事，糧食安全不僅關(guān)乎居民日常生活，更是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家安全，甚至對(duì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全也至關(guān)重要[1-3]。因此，中國(guó)的糧食安全問(wèn)題歷來(lái)為國(guó)內(nèi)外學(xué)界和政界所關(guān)注[4-5]。針對(duì)之前出現(xiàn)的“三農(nóng)”問(wèn)題， 2004年開(kāi)始，中央一號(hào)文件連續(xù)聚焦“三農(nóng)”問(wèn)題，并實(shí)行了一系列的惠農(nóng)政策，激發(fā)了農(nóng)民的種糧積極性，釋放了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力[6]。中國(guó)的糧食生產(chǎn)亦從2004年開(kāi)始恢復(fù)增產(chǎn)，至2015年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“十二連增”[7]，在此背景下，大量學(xué)者基于全國(guó)、流域和省域等不同尺度，從農(nóng)業(yè)、地理、經(jīng)濟(jì)及氣候角度對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)格局、貢獻(xiàn)因素、增產(chǎn)潛力及未來(lái)發(fā)展等方面展開(kāi)了大量研究[8-12]。近年來(lái)，隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用探索性空間數(shù)據(jù)分析法(ESDA)、GIS和空間面板計(jì)量等方法探討中國(guó)或區(qū)域性糧食生產(chǎn)格局變化的研究也日益增多[13-14]。這些研究為我國(guó)糧食生產(chǎn)布局優(yōu)化及制定糧食發(fā)展政策提供了科學(xué)依據(jù)。但是，已有研究主要集中于國(guó)家宏觀尺度，缺少糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)格局及其驅(qū)動(dòng)因素的研究[15]。

河南省作為農(nóng)業(yè)大省和我國(guó)重要的商品糧基地，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，隨著人口的增長(zhǎng)以及糧食播種面積擴(kuò)大難度的增加，河南的糧食生產(chǎn)受到了一定的影響。2004～2015年得益于糧食單產(chǎn)等因素，河南省糧食生產(chǎn)與全國(guó)同步實(shí)現(xiàn)“十二連增”，為中國(guó)糧食供應(yīng)和糧食安全做出了巨大貢獻(xiàn)。但是，河南省糧食生產(chǎn)的增產(chǎn)格局、增產(chǎn)品種及其影響因素等問(wèn)題還不清楚，因此，文章基于2003～2015年河南省全省和分市兩個(gè)尺度糧食作物播種面積、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和GIS空間分析方法，分析河南省糧食增產(chǎn)狀況，探討河南省糧食增產(chǎn)的地域格局及其貢獻(xiàn)因素，從而為正確地認(rèn)識(shí)河南糧食“十二連增”及為進(jìn)一步持續(xù)提升糧食產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

1.1.1 糧食作物貢獻(xiàn)率和增產(chǎn)貢獻(xiàn)率

糧食作物貢獻(xiàn)率指某種糧食作物產(chǎn)量占當(dāng)年糧食總產(chǎn)量的比例，增產(chǎn)貢獻(xiàn)率為其增產(chǎn)量占糧食總增產(chǎn)量的比例，其計(jì)算公式分別為：

(1)

(2)

式(1)(2)中，Ci、ΔCi分別為第i種作物的貢獻(xiàn)率和增產(chǎn)貢獻(xiàn)率；Pi、ΔPi分別為第i種作物的產(chǎn)量和增產(chǎn)量。

1.1.2 糧食作物增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素

糧食增產(chǎn)一般有兩種因素：一是單產(chǎn)提高，二是播種面積增大[7]。常用的因素分解法有STIRPAT模型、IPAT模型、迪氏對(duì)數(shù)指標(biāo)分解法(LMDI)及Kaya公式[16-17]等。其中LMDI分解法可以消除殘差項(xiàng)，分部效應(yīng)加和與總效應(yīng)相一致，且具有滿足因素可逆的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用[18]。依據(jù)LMDI因素分析法，某區(qū)域糧食增產(chǎn)量可以分解為單位面積產(chǎn)量提升導(dǎo)致的增產(chǎn)量和播種面積擴(kuò)大導(dǎo)致的增產(chǎn)量之和，即：

ΔPi=ΔPsi+ΔPai

(3)

式(3)中，ΔPi為i區(qū)域內(nèi)某種糧食作物期間的增產(chǎn)量；ΔPsi、ΔPai分別為i區(qū)域某種糧食作物由面積增加和單產(chǎn)提升所帶來(lái)的增產(chǎn)量。對(duì)于ΔPsi、ΔPai兩項(xiàng)，還可將其進(jìn)一步分解得到具體的貢獻(xiàn)量。

(4)

(5)

式(4)(5)中，Poi、Pti分別代表i區(qū)域內(nèi)某種糧食作物初期和末期的糧食產(chǎn)量；Soi、Sti分別為i區(qū)域內(nèi)某種糧食作物初和末期的播種面積；aoi、ati分別為i區(qū)域內(nèi)某種糧食作物初期和末期的單產(chǎn)水平。

利用該公式計(jì)算出單產(chǎn)和播種面積對(duì)糧食增產(chǎn)各自的貢獻(xiàn)產(chǎn)量之后，將其除以糧食增產(chǎn)總量可得到單產(chǎn)和播種面積對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)比例：

(6)

(7)

Csi+Cai=100%

(8)

式(7)(8)中，Csi、Cai分別為i區(qū)域內(nèi)某種糧食作物播種面積和單位面積產(chǎn)量對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率。為了便于播種面積和單位面積產(chǎn)量對(duì)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)率之間進(jìn)行對(duì)比，依據(jù)貢獻(xiàn)比例大小劃分了較顯著[50%80%]3個(gè)級(jí)別，且經(jīng)確認(rèn)不存在Csi、Cai均為50%的區(qū)域。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)我國(guó)糧食統(tǒng)計(jì)的實(shí)際情況[19]，該文中“糧食”包括谷物、豆類和薯類。河南省及18個(gè)地市的農(nóng)作物播種面積、糧食播種面積、糧食總產(chǎn)量和玉米、小麥兩大糧食作物的播種面積和產(chǎn)量等數(shù)據(jù)來(lái)源于2004～2016年《河南統(tǒng)計(jì)年鑒》，通過(guò)糧食的產(chǎn)量和播種面積計(jì)算出單位面積產(chǎn)量。

2 河南省糧食增產(chǎn)格局及其貢獻(xiàn)因素分析

2.1 糧食增產(chǎn)狀況

2003～2015年河南省糧食總產(chǎn)量由3 569.47萬(wàn)t增至6 067.10萬(wàn) t，增加了2 497.63萬(wàn) t，增長(zhǎng)69.97%，年均增長(zhǎng)4.52%。期間，河南糧食作物播種面積由892.33萬(wàn)hm2增至1 026.72萬(wàn)hm2，增加了134.39萬(wàn)hm2，增長(zhǎng)15.06%，年均增長(zhǎng)1.18%，其占農(nóng)作物播種面積的比例也有所提高，由2003年的65.21%增至2015年的71.18%(圖1)。

從圖1中可看出，小麥和玉米在河南糧食生產(chǎn)中的地位十分突出，兩大糧食作物播種面積之和占糧食總播種面積的比例由2003年的80.59%增至2015年的85.41%。小麥和玉米產(chǎn)量占河南糧食總產(chǎn)量的比重大都維持在82%以上， 2006年以后更是保持在85%以上，平均占比達(dá)到了86.42%。從絕對(duì)增產(chǎn)量來(lái)看， 12年間河南兩大糧食作物增產(chǎn)量之和為2 295.84萬(wàn) t，占河南糧食增產(chǎn)總量的91.92%，這意味著兩大糧食作物對(duì)河南省糧食“十二連增”貢獻(xiàn)巨大，小麥和玉米直接推動(dòng)了河南糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)。

圖1 2003～2015年河南省農(nóng)作物、糧食作物、兩大糧食作物生產(chǎn)狀況

2.2 糧食增產(chǎn)構(gòu)成分析

從作物內(nèi)部來(lái)看， 2003～2015年增產(chǎn)量最大的是小麥，從2003年的2 292.50萬(wàn)t(占糧食總產(chǎn)量的64.23%)增至2015年的3 501.00萬(wàn)t(占糧食生產(chǎn)總量的57.70%)，增產(chǎn)1 208.50萬(wàn) t。增產(chǎn)貢獻(xiàn)最大的也是小麥，為48.39%，稍大于玉米的43.53%。增產(chǎn)幅度最大的是玉米，從2003年的766.31萬(wàn) t(占糧食總產(chǎn)量的21.47%)增至2015年的1 853.65萬(wàn)t(占糧食生產(chǎn)總量的30.55%)，增幅達(dá)141.89%(圖2)。

2.3 糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素分析

2003～2015年，糧食播種面積增加貢獻(xiàn)的增產(chǎn)量為727.92萬(wàn)t，占河南省糧食增產(chǎn)總量的29.15%(表1)，由單位面積產(chǎn)量提高所貢獻(xiàn)的增產(chǎn)量為1 769.71萬(wàn)t，占糧食增產(chǎn)總量的70.86%。由此可見(jiàn)，糧食單產(chǎn)提升對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)高于播種面積的貢獻(xiàn)，但從趨勢(shì)上看，“十二連增”期間播種面積貢獻(xiàn)率總體呈上升趨勢(shì)，而單產(chǎn)貢獻(xiàn)率呈下降趨勢(shì)。

12年來(lái)，小麥、玉米兩大糧食作物播種面積分別由480.46萬(wàn)hm2、238.67萬(wàn)hm2增至542.57萬(wàn)hm2、334.37萬(wàn)hm2，分別增長(zhǎng)12.93%、40.10%； 小麥、玉米的單產(chǎn)水平分別由4 771.47kg/hm2、3 210.75kg/hm2增至6 452.67kg/hm2、5 543.78kg/hm2，分別增長(zhǎng)35.23%、72.66%。就小麥、玉米增產(chǎn)貢獻(xiàn)率來(lái)說(shuō)，小麥、玉米由于播種面積擴(kuò)大而導(dǎo)致的增產(chǎn)貢獻(xiàn)量分別是346.98萬(wàn) t、415.02萬(wàn)t，占增產(chǎn)總量的28.71%、38.17%； 而單產(chǎn)貢獻(xiàn)的產(chǎn)量分別為861.52萬(wàn) t、672.32萬(wàn) t，占增產(chǎn)總量的71.29%、61.83%，因此，小麥和玉米產(chǎn)量的增加主要得益于單產(chǎn)的提升。

圖2 2003～2015年河南省小麥、玉米兩大糧食作物生產(chǎn)狀況

表1 2003～2015年河南省糧食增產(chǎn)的累計(jì)播種面積、單產(chǎn)貢獻(xiàn)狀況

3 河南省分市糧食增產(chǎn)格局及其貢獻(xiàn)因素分析

3.1 糧食增產(chǎn)分市格局

表2 2003～2015年河南省各地市糧食增產(chǎn)狀況

圖3 2003～2015年河南省糧食增產(chǎn)因素空間格局

從糧食播種面積來(lái)看， 2003～2015年，河南省18個(gè)地市中有17個(gè)市糧食播種面積上升、1個(gè)地市下降。從糧食播種面積占農(nóng)作物播種面積比例來(lái)看，西部的洛陽(yáng)和平頂山前期呈下降趨勢(shì)，近3年又呈現(xiàn)出上升態(tài)勢(shì)； 三門峽和南陽(yáng)雖然占比較低，但是以較快的速度增長(zhǎng)； 中北部的鄭州、許昌、漯河和濟(jì)源等地區(qū)變化相對(duì)較小，值得注意的是開(kāi)封市的占比較小且增長(zhǎng)速度較慢； 北部的鶴壁、新鄉(xiāng)、安陽(yáng)、焦作和濮陽(yáng)等地，占比相對(duì)較高，并且呈現(xiàn)出平穩(wěn)上升態(tài)勢(shì)； 東南部的商丘、信陽(yáng)、駐馬店和周口地區(qū)呈現(xiàn)出波動(dòng)式的快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從糧食增產(chǎn)量來(lái)看， 2003～2015年間，河南18個(gè)地級(jí)市糧食產(chǎn)量全部處于增產(chǎn)狀態(tài)(表2)。

從增產(chǎn)幅度來(lái)看(表2)， 12年來(lái)，河南省整體糧食增產(chǎn)幅度為66.45%，各市差異較大，駐馬店增產(chǎn)幅度最大為126.47%，鄭州增產(chǎn)幅度最小為17.16%，駐馬店等豫東南4市增產(chǎn)幅度超過(guò)100%，鄭州等中西部5市增幅小于50%。

2003～2015年，河南省18個(gè)地市糧食增產(chǎn)年份都大于減產(chǎn)年份。其中， 11個(gè)地市與全省同步實(shí)現(xiàn)了“十二連增”， 13個(gè)地市增產(chǎn)年份在10年以上，只有鄭州、洛陽(yáng)、平頂山、三門峽和濟(jì)源5地市增產(chǎn)年份在10年以下。商丘、信陽(yáng)、周口和駐馬店4地市在實(shí)現(xiàn)了“十二連增”的同時(shí)，糧食增產(chǎn)幅度超過(guò)100%，為河南省糧食安全做出了重要的貢獻(xiàn)。

3.2 河南省糧食增產(chǎn)構(gòu)成分地市分析

對(duì)河南18個(gè)地市兩大糧食作物增產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)(表2)，主要由小麥、玉米導(dǎo)致增產(chǎn)的地市分別為3個(gè)和14個(gè)，玉米成為對(duì)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)最明顯的作物，小麥的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。值得注意的是，信陽(yáng)市作為河南省傳統(tǒng)的水稻種植區(qū)， 2015年水稻產(chǎn)量達(dá)到了421.84萬(wàn)t，比2003年增長(zhǎng)了221.08萬(wàn) t，對(duì)信陽(yáng)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為71.92%。

3.3 糧食增產(chǎn)分市貢獻(xiàn)因素分析

2003～2015年，河南省糧食作物播種面積增加的有17個(gè)地市，單產(chǎn)提升的有18個(gè)，播種面積和單產(chǎn)均出現(xiàn)提升的有17個(gè)。就單產(chǎn)和播種面積兩大因素對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率來(lái)看，安陽(yáng)和焦作2地市播種面積貢獻(xiàn)相對(duì)較大，處于較顯著水平； 其余16個(gè)地市單產(chǎn)貢獻(xiàn)較大，其中鄭州、漯河和平頂山3市單產(chǎn)貢獻(xiàn)屬于極顯著水平。

從區(qū)域分布來(lái)看，單產(chǎn)對(duì)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)較大的地市較多、分布也較廣，播種面積對(duì)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)較大的地市集中在河南北部地區(qū)(圖3)。

3.4 糧食增產(chǎn)地市格局分析

糧食增產(chǎn)量超過(guò)300萬(wàn)t的地市主要集中在豫東南地區(qū)(圖4)，其中周口增產(chǎn)量最高， 12年間糧食增產(chǎn)了432.96萬(wàn)t，占河南省糧食增產(chǎn)總量的17.33%； 增產(chǎn)幅度超過(guò)100%的地市也集中在豫東南地區(qū)，其中駐馬店市增幅最大，增幅為126.47%，鄭州、濟(jì)源等中西部地區(qū)增幅多小于50%。南陽(yáng)、商丘、信陽(yáng)、周口和駐馬店5市對(duì)全省糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)達(dá)72.59%，為河南省糧食生產(chǎn)的主力。這跟河南各地地理環(huán)境、資源稟賦、經(jīng)濟(jì)狀況等密接相關(guān)，豫東南地區(qū)多平原，地形平坦，耕地面積大，水資源豐富，土地肥沃，農(nóng)業(yè)在區(qū)域經(jīng)濟(jì)中所占比重較高； 豫中地區(qū)交通便利，經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市化進(jìn)程較快，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到抑制，區(qū)內(nèi)鄭州市12年來(lái)糧食作物播種面積減少4.36%，為全省播種面積唯一下降的地市； 而豫西北地區(qū)多山地丘陵，區(qū)內(nèi)耕地面積相對(duì)較小，農(nóng)業(yè)發(fā)展條件相對(duì)較差。

圖4 2003～2015年河南省糧食增產(chǎn)空間格局

4 結(jié)論與討論

(1)2003～2015年河南省糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)了2 497.63萬(wàn)t，增幅達(dá)41.17%，小麥和玉米成為河南糧食增產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)作物。兩大作物產(chǎn)量在12年間增長(zhǎng)了2 295.84萬(wàn)t，對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)91.92%，其占糧食總產(chǎn)量的比重由2003年的85.69%提升到2015年的88.26%。

(2)兩大糧食作物中，玉米增產(chǎn)幅度達(dá)141.89%，遠(yuǎn)高于小麥的增幅，但玉米對(duì)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)率為43.53%，略低于小麥增產(chǎn)貢獻(xiàn)率48.39%。就增產(chǎn)貢獻(xiàn)量和貢獻(xiàn)率來(lái)說(shuō)，依舊是小麥占據(jù)主要地位，玉米地位明顯提升。從增產(chǎn)區(qū)域角度看，河南省18個(gè)地市中， 14個(gè)地市主要由玉米增產(chǎn)所致，而主要由小麥增產(chǎn)所致的僅有3個(gè)。

(3)糧食增產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因素為單位面積產(chǎn)量提升和播種面積的擴(kuò)大，單位面積產(chǎn)量提升對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為70.86%，大于播種面積擴(kuò)大對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率29.14%。12年來(lái)，小麥和玉米兩大糧食作物的增產(chǎn)主要得益于單產(chǎn)的提升。

(4)12年來(lái)，河南省所有地市糧食產(chǎn)量全部增加，其中商丘、信陽(yáng)、周口和駐馬店4市糧食增產(chǎn)量超過(guò)了300萬(wàn)t，同時(shí)增速超過(guò)100%，南陽(yáng)市糧食增產(chǎn)274.22萬(wàn)t，豫東南地區(qū)周口、駐馬店、商丘、信陽(yáng)和南陽(yáng)5市對(duì)河南省糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)為72.59%，為河南糧食增產(chǎn)的主力。

整體上看，河南省糧食產(chǎn)量“十二連增”是以單產(chǎn)提升為主，面積擴(kuò)大為輔， 12年來(lái)，單產(chǎn)的貢獻(xiàn)率呈下降趨勢(shì)，面積擴(kuò)大對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率整體呈上升趨勢(shì)，播種面積擴(kuò)大對(duì)于糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)不容忽視。但是經(jīng)過(guò)連續(xù)多年的播種面積擴(kuò)張，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化的進(jìn)一步發(fā)展，河南省后備耕地資源擴(kuò)張的潛力已經(jīng)大大降低，同時(shí)盲目開(kāi)墾荒地還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成顯著影響，因此，在穩(wěn)定糧食播種面積的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高糧食作物的單產(chǎn)水平是未來(lái)河南省穩(wěn)定和提高糧食生產(chǎn)能力的重要舉措。今后河南省需要進(jìn)一步加強(qiáng)耕地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)切實(shí)提高耕地質(zhì)量，提高農(nóng)業(yè)災(zāi)害抵御能力，努力推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的轉(zhuǎn)化，從而提升糧食生產(chǎn)能力和增長(zhǎng)潛力。

該文對(duì)河南省糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)因素分析主要集中于糧食產(chǎn)量的兩大直接因素——播種面積和單產(chǎn)，資源稟賦、技術(shù)進(jìn)步、制度或政策因素等深層次因素通過(guò)影響播種面積和單產(chǎn)進(jìn)而引起糧食產(chǎn)量的變化，受篇幅所限，深層次因素對(duì)糧食增產(chǎn)的影響未考慮在內(nèi)，有待以后進(jìn)一步研究。