黑龍江省近40年種植結構變化分析

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(1.中國科學院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 黑土區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150081； 2.伊春市氣象局，黑龍江 伊春 153000；3.烏蘭察布市林業(yè)局，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000； 4.大慶油田有限責任公司第二采油廠信息中心，黑龍江 大慶 163414)

0 引 言

種植結構作為農(nóng)作物空間格局的組成部分，可以很好的反映一個地區(qū)內(nèi)各種作物的種植情況。研究種植結構的時空變化對于指導農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障國家糧食安全有著至關重要的作用[1-5]。黑龍江省作為產(chǎn)糧大省，是我國最大的商品糧生產(chǎn)基地。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2010年黑龍江省大豆產(chǎn)量占全國的38.8%，玉米產(chǎn)量占全國的13.1%[6]，對于國家糧食儲備有重要的作用。然而，這兩種作物的總播種面積占當年全省糧食作物播種面積的近70%，種植結構過于單一制約著黑龍江省農(nóng)業(yè)的進一步發(fā)展。如何在保障國家糧食安全的基礎上進行種植結構調整，是黑龍江省現(xiàn)在亟待解決的問題。本文利用中華人民共和國國家統(tǒng)計局國家數(shù)據(jù)[6]及黑龍江省統(tǒng)計年鑒(1971-2011)[7]，以及國家氣象局發(fā)布的1970-2010年日氣溫和日降水數(shù)據(jù)，旨在分析黑龍江省1970-2010年近40年來的種植結構變化，為黑龍江省種植結構調整對策的制定提供參考依據(jù)。

1 黑龍江省全省主要糧食作物播種面積變化

黑龍江省的主要糧食作物播種面積變化情況如圖1、圖2?？梢钥闯?，自1970年開始，大豆和玉米一直是黑龍江省的主要糧食作物，播種面積和所占比例均不斷上升。1970-2002年期間，大豆播種面積增長趨勢較為平穩(wěn)，波動不大，2002年開始大豆播種面積迅速擴張，至2006年達到峰值，為424.6×104hm2，自此以后大豆播種面積開始回落，至2010年大豆播種面積為354.8×104hm2，仍舊是1970年大豆播種面積的2倍有余。同樣，大豆播種面積占糧食作物播種面積的比例也不斷上升，但波動較大，2004年所占比例達到峰值，為42%，之后所占比例開始迅速下滑，至2010年已下降了10%以上，盡管如此大豆的播種面積仍占全省糧食作物播種面積的30%以上。玉米播種面積在1970-1996年期間以上升為主，有一定的起伏，1996-2000年期間在經(jīng)歷了一個明顯的下降趨勢之后，玉米播種面積開始迅速上升，至2010年達到峰值，為436.8×104hm2。玉米播種面積占糧食作物播種面積的比例也經(jīng)歷了同樣的過程，1996年前穩(wěn)步上升，1996-2000年期間經(jīng)歷了一個低谷，之后所占比例開始迅速上升，至2010年已達38%。水稻和小麥的播種面積則經(jīng)歷了完全相反的過程。40年間，水稻播種面積不斷增加，至2010年已達276.9×104hm2，是1970年水稻播種面積的18倍有余，小麥播種面積則不斷縮減，至2010年僅余28×104hm2，不足1970年小麥播種面積的1/6。兩種作物的播種面積占糧食作物播種面積的比例也呈完全相反的趨勢，水稻播種面積所占比例不斷上升，至2010年已達24.2%，小麥播種面積所占比例則不斷下降，至2010年已不足2.5%。

圖1 黑龍江省主要糧食作物播種面積變化情況(1970-2010)Fig.1 Sowing area change of main grain crops in Heilongjiang Province(1970-2010)

圖2 黑龍江省主要糧食作物播種面積占糧食作物播種面積的比例變化(1970-2010)Fig.2 Sowing area proportion of main grain crops accounting for the total sowing area in Heilongjiang Province(1970-2010)

2 黑龍江省各市主要糧食作物播種面積變化

1970-2010年的40年中，黑龍江省各地級市的總播種面積及主要糧食作物播種面積的變化呈上升趨勢(圖3-圖7)，尤其是在2000-2010年階段，哈爾濱市、齊齊哈爾市、佳木斯市、黑河市和綏化市的總播種面積增加了30×104hm2以上。

圖3 黑龍江省各地級市總播種面積變化情況(1970-2010)Fig.3 Total sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

圖4 黑龍江省各地級市玉米播種面積變化情況(1970-2010)Fig.4 The corn sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

從圖4和圖5中我們可以看出，玉米和大豆的播種面積和總播種面積的變化趨勢相似，主要以上升為主。2000年以前，上升幅度較小，播種面積比較穩(wěn)定，2000-2010年的10年中，上升速度明顯加快，部分地區(qū)種植面積翻番。2010年，哈爾濱市、齊齊哈爾市和綏化市的玉米播種面積超過90×104hm2，是2000年玉米播種面積的2倍以上。其他地區(qū)的玉米播種面積也均有不同程度的上升。2010年齊齊哈爾市和黑河市的大豆播種面積達到70×104hm2以上，尤其是黑河市，自2000年后大豆的播種面積增加了近2倍，佳木斯市的上升趨勢也比較明顯，且2000-2010年這10年中播種面積翻番。哈爾濱市和綏化市變化幅度不大，2000年以后大豆播種面積也達到30×104hm2以上。

圖5 黑龍江省各地級市大豆播種面積變化情況(1970-2010)Fig.5 The soybean sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

圖6 黑龍江省各地級市水稻播種面積變化情況(1970-2010)Fig.6 The rice sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

從圖6中我們可以看出，各市水稻的播種面積呈現(xiàn)穩(wěn)定的上升趨勢，幾乎不存在下降波動。哈爾濱市的水稻播種面積上升最為明顯，至2010年已經(jīng)達到48×104hm2。齊齊哈爾市、佳木斯市和綏化市的水稻播種面積上升也比較顯著，至2010年也達到了20×104hm2左右。同時我們發(fā)現(xiàn)，水稻播種面積增加顯著的這幾個城市主要集中在三江平原和松嫩平原地區(qū)，這些地區(qū)不僅地勢平緩，且有豐富的水資源，適宜水稻種植。

圖7中，小麥的播種面積呈現(xiàn)大幅下降趨勢，至2010年除黑河和大興安嶺地區(qū)外，其他地級市的小麥播種面積均接近于0。綏化市的小麥播種面積下降最為明顯，從1970年的27×104hm2下降到2010年的0.2×104hm2。齊齊哈爾市和黑河市在1970-1990年有一個明顯的上升波動，之后播種面積快速縮減。到2010年小麥的種植范圍集中到緯度偏北、溫度較低的黑河市和大興安嶺地區(qū)。

圖7 黑龍江省各地級市小麥播種面積變化情況(1970-2010)Fig.7 The wheat sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

3 黑龍江省主要糧食作物播種面積變化的原因分析

3.1 國家政策

國家農(nóng)業(yè)政策是一種產(chǎn)業(yè)政策。國家通過農(nóng)業(yè)政策，運用經(jīng)濟、法律杠桿引導社會其他經(jīng)濟主體，增加對農(nóng)業(yè)的投入，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，滿足經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定對農(nóng)業(yè)的客觀需求[8]。

1982年，國家開始推行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制，后續(xù)國家又推出的各種農(nóng)業(yè)補貼政策，很大程度上提高了農(nóng)民的積極性，而作為高產(chǎn)作物的玉米受到更多農(nóng)民的青睞[9-11]。2007年，國家開始在東北地區(qū)實施玉米臨時收儲政策，當時較高的收儲價格更加刺激了農(nóng)民種植玉米的熱情，使得2007年以后玉米播種面積激增，甚至影響到大豆的播種面積。

近年來，國家為提高農(nóng)民種植大豆的積極性，在大豆主產(chǎn)區(qū)實施大豆良種補貼全覆蓋和大豆目標價格等優(yōu)惠政策，起到了較為顯著的效果[12]。但2007年以后，由于國家的玉米臨時收儲政策，影響了大豆播種面積的擴張。同時近年來我國大豆進口產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，大豆進口量也逐年增加，更進一步促使大豆播種面積萎縮。

黑龍江省在上世紀80年代后期推行“以稻治澇、以稻致富”戰(zhàn)略，加強水利基礎設施建設，加快“旱改水”，一定程度上擴大了水稻的播種面積[9]。同時國家推行的各種農(nóng)業(yè)補貼政策以及種植結構調整，全省種植結構也發(fā)生了重大轉變，加快了水稻播種面積的擴張。

1996年，小麥率先退出保護價，促使小麥播種面積開始縮減。盡管后續(xù)國家又對小麥推出了臨時儲備政策和最低保護價政策，而且補貼價格不斷提高，但依舊無法遏制小麥播種面積的減少。2000-2010年期間由于大豆重迎茬現(xiàn)象[13]，黑龍江省開始推行麥豆輪作，小麥播種面積有回升的趨勢。

3.2 經(jīng)濟效益

各種糧食作物的經(jīng)濟效益是影響農(nóng)戶選擇播種那種作物的重要因素。近年來，國家農(nóng)業(yè)補貼政策使得玉米的收儲價格有了保障，很大程度上刺激了農(nóng)民的積極性。同時玉米的近年來的經(jīng)濟收益不斷提高，1999年純收益為448元·hm-2，至2002年純收益已達到1 190元·hm-2，收益的大幅增加使得2002年后全省的玉米種植面積迅速上漲[14]。

大豆作為黑龍江省的主要糧食作物，純收益在近幾年也有很大的變化，1999年大豆純收益為163元·hm-2，受到國內(nèi)大豆供給不足的影響，至2002年達到1 538元·hm-2，增長了近10倍之多。盡管大豆的收益價格大于玉米的收購價格，但是由于其收益穩(wěn)定性很差，農(nóng)戶選擇種植大豆的積極性有所下降。同時近年來大豆進口產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，占據(jù)了我國很大的市場，使得大豆的播種面積有一定程度上的減少[14-15]。

作為高產(chǎn)作物，水稻的成本要遠遠高于玉米和大豆，但其收益也高于玉米和大豆。2003年后稻谷價格的大幅上漲，使得水稻的種植面積迅速擴張，而且各種優(yōu)質品種的出現(xiàn)一定程度上提高了水稻的產(chǎn)量[14，16]。

作為低產(chǎn)作物，小麥的生產(chǎn)成本與玉米和大豆接近，然而較低的產(chǎn)量使其收益很低，近年來甚至出現(xiàn)虧損現(xiàn)象，這也使得小麥的種植面積迅速縮減[14，17]。

3.3 科學技術影響

科學技術的進步帶動農(nóng)業(yè)資源利用方式的改變和利用效率的提高，增加農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)出量。數(shù)據(jù)實踐證明，每一項關鍵性農(nóng)業(yè)技術的突破和應用都會帶來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的一次飛躍[8]。

首先新品種的出現(xiàn)。玉米、大豆和水稻的單產(chǎn)水平都有不同程度的提高。如玉米品種農(nóng)大108、鄭單958以及引進的德美亞2號等，不僅大幅提高了產(chǎn)量，而且抗逆性強，抗倒伏能力強，耐低溫能力強，非常適宜大面積種植[12，18]。大豆品種如上世紀80年代的合豐25、東農(nóng)36號和東農(nóng)41號等，產(chǎn)量穩(wěn)定，且耐高寒，使我國大豆栽培北界向北擴大了100 km以上[19]。這也直接導致了大豆種植面積的迅速擴張，從而影響到了小麥的播種面積。2000年以后出現(xiàn)的富士光、龍稻5號、東農(nóng)425及龍粳20號等水稻品種，因其耐低溫能力強，生長快，抗稻瘟病能力強，迅速向黑龍江省北部高寒地區(qū)擴張，播種面積激增[20-21]。

第二栽培技術的改革。隨著時代的進步，原始的耕作方式正在不斷地被改進，地膜覆蓋栽培技術、節(jié)水灌溉技術、配方施肥技術、深耕技術、免耕技術及病蟲害防治技術等的推廣，不僅提高了農(nóng)作物單產(chǎn)，而且一定程度上保護了土壤資源，使得農(nóng)作物播種面積進一步擴張[18，22]。

第三大中型農(nóng)業(yè)機械的推行。黑龍江省農(nóng)墾系統(tǒng)是我國發(fā)展較早的農(nóng)墾系統(tǒng)之一，至今已有70年的歷史，其下屬的國有農(nóng)場主要分布于三江平原、松嫩平原中心地帶，耕地資源平緩、規(guī)整，且管理統(tǒng)一，非常適宜大型農(nóng)業(yè)機械的推廣和使用。大型農(nóng)業(yè)機械不僅提高工作效率，同時大幅降低生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收益，促使農(nóng)作物播種面積擴張[22]。

小麥作為黑龍江省曾經(jīng)的主要作物，在1992年前還占有較大的份額，然而作為上世紀90年代主栽品種的“新克旱9號”因其產(chǎn)量較低，品質不高，以及受當時市場經(jīng)濟的影響，致使小麥播種面積迅速縮減。2004年以后，龍麥29、龍麥30等新品種的出現(xiàn)，單產(chǎn)水平和品質都有了很大的提升，且由于栽培技術和農(nóng)業(yè)機械的進步，小麥生產(chǎn)規(guī)模有一定程度的擴大，播種面積也有所回升，但已與上世紀80年無法相提并論。

3.4 氣候因素

溫度是影響作物生產(chǎn)的重要環(huán)境因素。根據(jù)我們對1970-2010年40年間黑龍江省83個氣象站點的氣象數(shù)據(jù)(至2010年共計83個氣象站點)的統(tǒng)計整理，發(fā)現(xiàn)隨著年份的增加，氣溫呈明顯的上升趨勢，而降水數(shù)據(jù)無明顯變化，不存在上升或下降的趨勢。

從圖9中我們可以清晰地看到，自1970年開始年平均氣溫呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，1987年以后年平均氣溫基本維持在3 ℃左右，2007、2008年超過4 ℃，2009年開始有些回落。生長季(5-9月)平均氣溫呈現(xiàn)出和年平均氣溫基本相同的上升趨勢，1987年以后穩(wěn)定維持在17 ℃左右，且呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。春夏秋冬4個季節(jié)的平均氣溫也呈現(xiàn)不同程度的增長趨勢，其中冬季升溫最為明顯。

我們以10年為1個階段，對作物生長季(5-9月)的平均氣溫進行分析，發(fā)現(xiàn)1971-1980年平均氣溫為17.18 ℃，1981-1990年為17.30 ℃，1991-2000年為17.78 ℃，2001-2010年為18.11 ℃，呈現(xiàn)一個非常明顯的上升趨勢。全省的年平均氣溫增溫率為0.038 2 ℃·a-1，生長季平均氣溫增溫率為0.031 7 ℃·a-1，春夏秋冬四季的增溫率分別為：0.036 8 ℃·a-1、0.028 ℃·a-1、0.034 3 ℃·a-1和0.054 3 ℃·a-1。可以看出冬季增溫最為明顯，夏季增溫相對平緩，春季、秋季兩個季節(jié)增溫較為相似[23-24]。

因此，溫度的上升一定程度上使得玉米、大豆和水稻這3種作物的種植范圍向北延伸。同時由于近40年全省平均氣溫上升，氣候明顯變暖，北部高緯度地區(qū)熱量條件得到改善，積溫帶向北移動，也進一步加速了農(nóng)作物播種面積向北的擴張。而小麥由于其產(chǎn)量低、經(jīng)濟效益低等原因，在溫度更加適宜的地區(qū)競爭不過玉米、大豆和水稻，從而直接導致其種植范圍主要固定在黑河市和大興安嶺等不適宜種植其他作物的高緯度地區(qū)。

圖8 黑龍江省過去40年(1970-2010年)的氣溫變化趨勢Fig.8 The temperature change of Heilongjiang Province in the last 40 years(1970-2010)

4 結論與討論

(1)過去40年黑龍江省的種植結構發(fā)生了很大的變化，作為優(yōu)勢作物的玉米和大豆播種面積持續(xù)上升，所占比例也不斷提高，至2010年兩者播種面積相加占全省糧食作物播種面積的近70%。玉米播種面積處于穩(wěn)定的上升趨勢，大豆播種面積在2008年以后有一定的縮減。水稻播種面積顯著增加，種植比例迅速上升，至2010年達到全省的24%。而小麥播種面積縮減嚴重，所占比例至2010年已不足全省的2.5%。

(2)黑龍江省種植結構發(fā)生變化主要受到國家政策、科學技術和氣候等方面的影響。國家政策方面，家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制、農(nóng)業(yè)補貼政策及“以稻治澇、以稻致富”戰(zhàn)略等等，刺激農(nóng)民種糧的積極性，加快了玉米、大豆和水稻播種面積的擴張。經(jīng)濟方面，玉米、大豆和水稻的高收益以及小麥的虧損現(xiàn)狀使得前3種作物播種面積迅速增長?？萍挤矫妫缕贩N的出現(xiàn)、耕作技術的創(chuàng)新及大型農(nóng)業(yè)機械的使用也進一步擴大了糧食作物的播種面積。氣候方面，黑龍江省氣候變暖，積溫帶北移，使得全省適宜種植糧食作物的地區(qū)進一步擴大，糧食作物種植范圍不斷北移。小麥作為黑龍江省曾經(jīng)的主要糧食作物，由于其產(chǎn)量低、品質差，地位漸漸被水稻所取代，同時由于全省積溫帶北移，小麥的種植范圍主要固定在黑河市和大興安嶺等高緯度地區(qū)。

(3)盡管影響種植結構變化的因素有很多，但是國家政策作為引導因素有著至關重要的作用。如1996年小麥退出國家保護價后，播種面積迅速縮減，2008年國家實施的玉米臨時收儲政策后，大豆的播種面積明顯受到影響等等。國家政策通過影響糧食的價格走勢，從而影響到農(nóng)民的經(jīng)濟收益，最后反響在種植結構的變化上。我國是一個人口大國，糧食安全對于我國格外的重要，而作為最大商品糧基地的黑龍江省現(xiàn)在面臨著糧食作物種植結構單一，生態(tài)環(huán)境遭到破壞等問題，如何在確保農(nóng)民收益的情況下，恢復生態(tài)平衡，通過國家政策進行種植結構合理化調整勢在必行。

致 謝

感謝國家科技基礎條件平臺-國家地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)共享服務平臺-東北黑土科學數(shù)據(jù)中心(http://northeast.geodata.cn)提供數(shù)據(jù)支撐。