河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間格局演變及專業(yè)化分區(qū)研究*

高軍波，韓 勇，喻 超※，孫健武

(1.信陽師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院/精準(zhǔn)扶貧與鄉(xiāng)村振興軟科學(xué)研究基地，河南信陽 464000；2.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101)

0 引言

農(nóng)，天下之大本。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，自古以來農(nóng)業(yè)都在社會發(fā)展中占據(jù)著基礎(chǔ)性地位。但改革開放以來，隨著農(nóng)業(yè)受農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)技術(shù)全球化的沖擊，長期形成的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)模式在實(shí)踐中出現(xiàn)了很多問題[1]，對農(nóng)業(yè)的全方位研究的勢在必行，但現(xiàn)有成果卻不能與其基礎(chǔ)性地位相匹配[2，3]。河南省作為我國農(nóng)業(yè)大省，地處中原，農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，農(nóng)作物種類豐富，種植業(yè)發(fā)展?jié)摿薮骩4]，對全國農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r具有舉足輕重的影響。但河南省農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，產(chǎn)值結(jié)構(gòu)與就業(yè)結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)[5-7]問題突出，而且隨著《中原經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃(2012—2020年)》的出臺，中原經(jīng)濟(jì)區(qū)正式上升為國家戰(zhàn)略，河南省將全力打造全國“三化”協(xié)調(diào)發(fā)展的示范區(qū)[8]，農(nóng)業(yè)發(fā)展勢必受到城市化、工業(yè)化影響。

農(nóng)作物生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，鑒于其特殊性及對農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要作用，受到極大關(guān)注[9-11]，現(xiàn)有成果主要集中于不同尺度下農(nóng)作物生產(chǎn)空間布局、區(qū)域?qū)I(yè)化水平及驅(qū)動機(jī)制研究領(lǐng)域。在全國尺度下，李二玲等[9]基于演化地理學(xué)理論探討了1981—2008年中國農(nóng)作物生產(chǎn)布局及形成機(jī)理；李炎子、徐海亞等定量分析不同自然因素分區(qū)下我國糧食作物及經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)布局[12-13]，基于生態(tài)文明視角，牛敏杰對我國農(nóng)作物生產(chǎn)空間格局及優(yōu)化進(jìn)行了系統(tǒng)研究[14]；在省域尺度，蘇陽運(yùn)[15]研究了黑龍江省農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化。以河南省為例，陳太政等[2]分析了農(nóng)作物生產(chǎn)集聚狀況及成因，薛劍等[8]比較了河南省糧食生產(chǎn)布局變化，而潘少奇等[17]進(jìn)一步對人均糧食占有量空間差異進(jìn)行了定量分析?；诒容^優(yōu)勢原理，宋晨等[16]對省域三大糧食作物生產(chǎn)優(yōu)勢進(jìn)行了動態(tài)比較。另外，張榮群等[18-19]從技術(shù)層面研究了農(nóng)作物種植格局對遙感分類精度的影響?？傮w上看，現(xiàn)有成果對揭示中國農(nóng)作物生產(chǎn)空間格局變化、豐富農(nóng)業(yè)問題研究方法及農(nóng)業(yè)發(fā)展國家戰(zhàn)略構(gòu)建具有重要意義。但就河南省而言，現(xiàn)有成果存在空間尺度太大、研究對象過于單一且對不同農(nóng)作物空間比較關(guān)注不足問題。

綜上所述，基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域性及中國特殊的行政體系構(gòu)架，縣域空間單元能夠更好地的根據(jù)地區(qū)差異發(fā)揮其優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植的執(zhí)行能力[20]。因此，文章選取河南省11種主要農(nóng)作物為研究對象，進(jìn)行縣域尺度下1990—2013年來的農(nóng)作物生產(chǎn)空間動態(tài)演化、專業(yè)化趨勢及驅(qū)動機(jī)理分析，對識別河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間動態(tài)格局、種植空間優(yōu)化及農(nóng)業(yè)支持政策針對性完善具有重要理論和實(shí)踐意義。

1 研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

該研究主要通過對農(nóng)作物生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移的方向與距離、區(qū)位商的測算，并借助ArcGIS技術(shù)平臺中空間自相關(guān)分析(Moran′s I)、熱點(diǎn)分析(Getis-Ord Gi)及聚類等分析與制圖工具，刻畫河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間變化及動態(tài)特征。

1.1.1 重心分析法

借鑒力學(xué)原理，引入?yún)^(qū)域重心的概念來確定區(qū)域農(nóng)作物重心點(diǎn)不同年份移動的方向和距離，用以對農(nóng)作物生產(chǎn)動態(tài)演化過程進(jìn)行分析[21]。假設(shè)某一個(gè)區(qū)域由n個(gè)子區(qū)域i構(gòu)成，區(qū)域i的中心坐標(biāo)為(Mi，Yi)，Mi為區(qū)域i在某種屬性意義下的“重量”，則該屬性意義下的區(qū)域重心坐標(biāo)為：

(1)

該研究中，利用ArcGIS平臺計(jì)算各研究單元質(zhì)心，以各次級研究單元質(zhì)心坐標(biāo)為(Xi，Yi)，各研究單元農(nóng)作物產(chǎn)量定為屬性值Mi

(2)

θi-j為重心從第i個(gè)時(shí)期到第j個(gè)時(shí)期移動的角度。

(3)

Di-j表示2個(gè)時(shí)期內(nèi)區(qū)域重心空間移動的距離；R是把地理坐標(biāo)單位轉(zhuǎn)化為平面距離(km)的系數(shù)，通常取值為常數(shù)，即111.111km。

1.1.2 全局空間自相關(guān)

全局自相關(guān)是研究對象間整體的相關(guān)性，主要指標(biāo)有Moran′s I指數(shù)、Geary′s c系數(shù)和Getis-Ord G指數(shù)，該文采用Moran′s I指數(shù)[17]，計(jì)算公式為：

(4)

n為樣本量，即空間單元個(gè)數(shù)，Yi和Yj空間單元i和j的農(nóng)作物產(chǎn)量；Wij為二進(jìn)制的鄰接空間權(quán)值矩陣，即空間權(quán)重矩陣，用以度量空間單元間的依賴程度。在構(gòu)造空間權(quán)重矩陣時(shí)，常用的是相鄰原則中的ROOK標(biāo)準(zhǔn)，即有共同邊界的原則。則有：

Moran′s I指數(shù)的取值范圍是[-1，1]，取值大于0時(shí)表明空間存在正相關(guān)，小于0時(shí)表明空間存在負(fù)相關(guān)，等于0時(shí)表明呈獨(dú)立隨機(jī)分布。

1.1.3 專業(yè)化水平計(jì)算

區(qū)位商用來衡量某一區(qū)域要素的空間分布情況，并反映一個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的專業(yè)化程度，以及某一區(qū)域在高一級尺度區(qū)域中的地位和作用等，通過計(jì)算某一區(qū)域產(chǎn)業(yè)的區(qū)位商，可以找出該區(qū)域的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)[2，10]。計(jì)算公式為：Qj=(Ej/Ei)/(Aj/Ai)，其中，Qj為某研究單元作物j的區(qū)位商，Ej為該單元農(nóng)作物j的產(chǎn)量，Ei為單元內(nèi)農(nóng)作物總產(chǎn)量，Aj為河南省農(nóng)作物j的產(chǎn)量，Ai為河南省農(nóng)作物總產(chǎn)量；如果Qj大于1，則農(nóng)作物j在該研究單元專業(yè)化程度大于全省平均水平，如果Qj等于1，該農(nóng)作物j在該研究單元專業(yè)化水平與全省平均水平相當(dāng)，如果Qj小于1，則農(nóng)作物j在該研究單元專業(yè)化水平低于全省平均水平。根據(jù)Qj分布不對稱的特征，該研究對Qj進(jìn)行了簡化處理：SQj=(Qj-1)/(Qj+ 1)結(jié)果使SQj的取值在1和-1之間，SQj=0則表明該農(nóng)作物j在該研究單元專業(yè)化水平與全省平均水平相當(dāng)，如果-1

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

該研究數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。其中，空間數(shù)據(jù)主要來自國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，考慮到選取年份時(shí)間較長，部分縣域行政區(qū)劃有所變動，為使研究單元統(tǒng)一，故選用2013年河南省縣級行政區(qū)劃圖，其中濟(jì)源市劃為一個(gè)研究單元。根據(jù)薛劍等[1]的劃分方法，將其他各地級市下轄各區(qū)統(tǒng)一為市轄區(qū)，最終共選取126個(gè)研究單元；屬性數(shù)據(jù)根據(jù)需要選取1990年、1995年、2000年、2005年、2010年及2013年6個(gè)年份，同時(shí)考慮數(shù)據(jù)可得性和農(nóng)作物產(chǎn)量規(guī)模，選取谷物、薯類、油料、豆類、棉花、麻類、糖料、煙草、蔬菜、瓜類、水果11類農(nóng)作物作為研究對象，數(shù)據(jù)來源于研究選取時(shí)間節(jié)點(diǎn)的《河南省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《河南省調(diào)查年鑒》及河南省各地市統(tǒng)計(jì)年鑒。

圖1 河南省區(qū)位示意圖

1.3 研究區(qū)概況

河南省位于我國中東部、黃河中下游。與山東、安徽、湖北、陜西、山西和河北6省毗鄰。介于北緯31°23′～36°22′、東經(jīng)110°21′～116°39′，南北縱跨550km，東西橫亙580km，總面積16.7萬km2。全省處于暖溫帶和亞熱帶氣候交錯(cuò)的邊緣地區(qū)，多年年均氣溫為12.8～15.5℃。年降水量從北到南大致在600～1 200mm之間，全省無霜期在190～230d之間，一般可滿足農(nóng)作物一年兩熟，盛產(chǎn)小麥、玉米、稻谷、大豆、紅薯、棉花、芝麻、花生和油菜籽等農(nóng)產(chǎn)品。河南省農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，自古就是我國糧食的主產(chǎn)區(qū)。全省耕地面積792.6萬hm2，占全國耕地總面積的6.05%，居全國第三位，2013年全省生產(chǎn)糧食57 13.7萬t，占全國總產(chǎn)量9.5%，在我國糧食安全保障中起著極為重要的作用[22]。

圖2 河南省農(nóng)作物生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移趨勢

2 河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化及專業(yè)化趨勢特征

2.1 農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化特征

2.1.1 農(nóng)作物生產(chǎn)空間重心東進(jìn)北上趨勢顯著

通過計(jì)算1990—2013年各時(shí)間節(jié)點(diǎn)農(nóng)作物生產(chǎn)整體重心坐標(biāo)、移動方向及移動距離，繪制出該省農(nóng)作物生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移趨勢圖(圖2)。該省農(nóng)作物生產(chǎn)重心與全國“西進(jìn)南下”趨勢相反，呈現(xiàn)“東進(jìn)北上”態(tài)勢；同時(shí)河南省農(nóng)作物生產(chǎn)重心演化可以分1990—2000年和2000—2013年兩個(gè)階段?？臻g位移上，河南省農(nóng)作物生產(chǎn)重心呈現(xiàn)從中東部快速向東、緩慢向北移動變化趨勢。第一階段向東北方向移動，第二階段呈現(xiàn)往復(fù)向東南方向移動。移動速度上，東西方向平均每年移動0.005 0°，南北方向上平均每年移動0.001 7°，東西方向移動速度大于南北方向移動速度，第一階段移動速度較快，第二階段移動速度較慢。

2.1.2 生產(chǎn)集聚水平與專業(yè)化水平波動中增強(qiáng)

基于ArcGIS技術(shù)平臺和空間自相關(guān)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)河南省11類作物總產(chǎn)量空間Moran′s I指數(shù)、各類作物Moran′s I指數(shù)平均值均為正，說明河南省農(nóng)作物生產(chǎn)存在空間集聚現(xiàn)象；總產(chǎn)莫蘭指數(shù)和平均莫蘭指數(shù)均經(jīng)過增—減—增3個(gè)階段，且總體上呈增加趨勢，說明河南省內(nèi)部相鄰區(qū)域的農(nóng)作物生產(chǎn)集聚度和相似度不斷加強(qiáng)。通過對11類作物6個(gè)年份區(qū)位商由大到小進(jìn)行排列，取其前15位的平均值，得出河南省農(nóng)作物專業(yè)化整體呈上升趨勢；但以2005年為節(jié)點(diǎn)，縣域農(nóng)作物專業(yè)化趨勢呈先上升后小幅下降態(tài)勢；將莫蘭指數(shù)和專業(yè)化指數(shù)結(jié)合來看，各縣在獨(dú)立發(fā)展優(yōu)勢農(nóng)作物的過程中也逐漸與周邊地區(qū)形成一定的相互支撐、相互帶動的區(qū)域聯(lián)動效應(yīng)，從而推動區(qū)域性生產(chǎn)集聚。在自身發(fā)展專業(yè)化程度達(dá)到一定程度后加大了與周邊地區(qū)的聯(lián)系，形成具有一定區(qū)域依賴性的聯(lián)動發(fā)展。

表1 1990—2013年河南省農(nóng)作物生產(chǎn)空間莫蘭指數(shù)和專業(yè)化水平

2.1.3 不同類型農(nóng)作物生產(chǎn)空間差異化變動特征顯著

通過對11種農(nóng)作物6個(gè)年份生產(chǎn)重心坐標(biāo)、轉(zhuǎn)移方向、距離和生產(chǎn)各類作物產(chǎn)量所占比重的計(jì)算，并進(jìn)行制圖表達(dá)(圖3)。結(jié)果表明：在移動方向上：1990—2013年谷物、麻類和糖料生產(chǎn)重心移動方向與整體重心移動方向相一致，均為東北方向；薯類、豆類、蔬菜、瓜類和水果5類作物生產(chǎn)重心呈現(xiàn)向東南方向移動的趨勢；油料和棉花則與整體移動方向相反，呈現(xiàn)向西南方向移動的趨勢；只有煙草生產(chǎn)重心向西北方向移動。在移動速度上，2005年前移動速度明顯快于2005年之后。其中移動速度最快的是糖料，1990—2013年向東北方向移動了61.107km。移動速度最慢的是薯類，僅有6.729km。各類農(nóng)作物生產(chǎn)重心移動又可大致分兩個(gè)階段，第一階段是1990—2005年，農(nóng)作物生產(chǎn)重心變化速度較快，這一時(shí)期基本屬于自由選擇、自由發(fā)展階段。2005年之后為第二階段，由于2004年大量惠農(nóng)措施頒布實(shí)施，標(biāo)志國家政策扶持穩(wěn)定，市場化、城市化及工業(yè)化也逐步形成一定規(guī)模，農(nóng)作物生產(chǎn)重心無論是在方向上還是速度上，變化幅度都較小。

圖3 典型作物生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移示意圖

表2 1990—2013年11種農(nóng)作物產(chǎn)量占總量比重變化 %

表3 1990—2013年河南省農(nóng)作物區(qū)位商前15位平均值

產(chǎn)量貢獻(xiàn)上，谷物和蔬菜各年份占比都較大，谷物產(chǎn)量占比呈波動下降趨勢，蔬菜產(chǎn)量占比受城市化過程中需求量上升影響呈波動上升趨勢，產(chǎn)量占比最大的作物由1990年的谷物到2013年變化為蔬菜；水果產(chǎn)量占比持續(xù)上升，且上升幅度最大，達(dá)到304.04%，麻類產(chǎn)量占比持續(xù)下降，且下降幅度最大，達(dá)到-92.7%(表2)。

2.2 農(nóng)作物生產(chǎn)專業(yè)化趨勢

2.2.1 農(nóng)作物專業(yè)化生產(chǎn)水平變化差異特征顯著

如表3所示，1990—2013年 11種作物專業(yè)化水平較高的是麻類、煙草和水果，較低的是谷物和蔬菜兩種日常需求量最大的作物。從增幅上看，谷物、薯類、油料、豆類、麻類、糖料和煙草7種作物專業(yè)化水平與整體趨勢相一致，呈持續(xù)上升態(tài)勢。其中增幅最大的是煙草和麻類，均達(dá)到及高于2.2。與整體趨勢相反，棉花、蔬菜、瓜類和水果的專業(yè)化水平呈下降趨勢，蔬菜的下降幅度最大，為1.44。

2.2.2 典型農(nóng)作物專業(yè)化空間發(fā)展趨勢

根據(jù)前文分析，選取專業(yè)化水平發(fā)展最快的麻類和煙草，產(chǎn)量比重增幅最大的水果，產(chǎn)量占比重較大的谷物和蔬菜5類典型作物，進(jìn)行專業(yè)化空間發(fā)展趨勢系統(tǒng)分析，并借助ArcGIS技術(shù)平臺，揭示河南省上述5類作物產(chǎn)量優(yōu)勢縣和專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢縣(圖4、圖5)。

(1)麻類專業(yè)化生產(chǎn)空間集中于信陽，并向駐馬店南部推進(jìn)。麻類生產(chǎn)集聚度及其專業(yè)化在1990—2013年持續(xù)上升，均顯著高于河南省農(nóng)作物平均水平：麻類生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)集中在信陽的息縣、淮濱、固始、潢川、光山、商城6縣及駐馬店的正陽縣。駐馬店新蔡縣生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)逐步形成，且新縣成為新興的麻類優(yōu)勢專業(yè)化生產(chǎn)區(qū)，麻類在信陽及駐馬店南部地區(qū)的生產(chǎn)專業(yè)化水平穩(wěn)步提升。受水熱條件限制，河南省麻類主產(chǎn)區(qū)主要分布于水熱條件較好的南北過渡帶信陽地區(qū)，同時(shí)受農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善及信陽市麻類市場輻射效應(yīng)影響，靠近信陽產(chǎn)麻地區(qū)的駐馬店南部麻類生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到一定水平。

圖4 河南省5種典型農(nóng)作物專業(yè)化優(yōu)勢區(qū)

圖5 河南省5種典型農(nóng)作物產(chǎn)量優(yōu)勢區(qū)

(2)水果專業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢空間集中于西部山區(qū)。水果生產(chǎn)集聚于河南西部山區(qū)，但其專業(yè)水平有小幅下降，并在商丘東部衍生出新的生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)。具體表現(xiàn)在靈寶和盧氏保持是生產(chǎn)規(guī)模的同時(shí)，豫西的專業(yè)化優(yōu)勢生產(chǎn)空間逐步轉(zhuǎn)移到了陜縣和洛寧地區(qū)，并進(jìn)而向北和向南擴(kuò)散，隨后又回歸集中于靈寶、盧氏、陜縣和洛寧4縣，經(jīng)歷了擴(kuò)展與收縮的發(fā)展路徑。商丘東部地區(qū)雖產(chǎn)量較高，但目前專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢仍較低，是未來水果專業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展?jié)摿^(qū)。豫西山地是傳統(tǒng)的水果產(chǎn)區(qū)，而豫東地區(qū)則是由于近年來伴隨農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)復(fù)興發(fā)展，當(dāng)?shù)氐钠咸丫飘a(chǎn)業(yè)得到一定程度的復(fù)興，相關(guān)飲品產(chǎn)業(yè)得到一定發(fā)展，對水果需求量也與日俱增。同時(shí)受鄰域山東省著名水果產(chǎn)區(qū)碭山縣市場輻射影響，當(dāng)?shù)厮袌龈娱_闊。

(3)煙草專業(yè)化生產(chǎn)空間向西南方擴(kuò)散趨勢明顯。煙草生產(chǎn)空間集聚及專業(yè)化水平均顯著高于11種生產(chǎn)作物平均水平，且呈穩(wěn)步上升態(tài)勢。1990—2013年河南省煙草主要種植空間經(jīng)歷由平頂山、許昌和漯河3地向東北方向小幅度轉(zhuǎn)移后逐漸縮小，在洛陽、三門峽地區(qū)形成優(yōu)勢生產(chǎn)區(qū)，最終在平頂山、漯河、許昌3市交界縣域及洛陽中西部形成優(yōu)勢生產(chǎn)區(qū)。其專業(yè)化優(yōu)勢生產(chǎn)空間也由許昌、平頂山、漯河、洛陽中西部向三門峽地區(qū)迅速收縮后，又向東拓展集中于平頂山、許昌和漯河等傳統(tǒng)煙草專業(yè)化優(yōu)勢區(qū)，南陽西部也逐步成為新興優(yōu)勢專業(yè)化生產(chǎn)區(qū)。研究期間許昌、平頂山等作為傳統(tǒng)的產(chǎn)煙地區(qū)繼續(xù)發(fā)展，洛陽、南陽西部等山地地區(qū)，由于當(dāng)?shù)胤N糧效益低，山貨、水果產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)周期長，地區(qū)貧困問題突出，在國家政策及當(dāng)?shù)卣囊龑?dǎo)下，種煙成為農(nóng)戶脫貧增收主要途徑。

(4)谷物生產(chǎn)集聚區(qū)向豫東轉(zhuǎn)移、專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)則向豫北擴(kuò)散。谷物生產(chǎn)的集聚水平及專業(yè)化程度均為11種農(nóng)作物中最低，但1990—2000年兩項(xiàng)指標(biāo)迅速攀升，逐步呈穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。河南省谷物生產(chǎn)集聚空間由南陽中部、信陽北部、駐馬店東部及周口地區(qū)逐漸向豫東的駐馬店東部、周口及商丘地區(qū)轉(zhuǎn)移，并逐漸形成穩(wěn)定的生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)。就其專業(yè)化水平而言，谷物的生產(chǎn)優(yōu)勢空間則由豫南信陽轉(zhuǎn)移到駐馬店、新鄉(xiāng)及安陽地區(qū)等豫中、豫北地區(qū)。受經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快的影響，農(nóng)作物種植多樣性減少，谷物為主成為最主要的種植作物，且信陽地區(qū)多山地，受機(jī)械化水平及退耕還林政策影響，谷物種植規(guī)模銳減，共同驅(qū)動谷物生產(chǎn)空間格局演變。

(5)蔬菜的生產(chǎn)及專業(yè)化空間呈全域分散趨勢。蔬菜生產(chǎn)的集聚水平及專業(yè)化程度顯著均低于全省平均水平，但較2005年之前呈明顯上升趨勢。蔬菜優(yōu)勢生產(chǎn)空間則由全省分散逐漸向南陽及周口北部、開封東部及商丘地區(qū)轉(zhuǎn)移，其中南陽生產(chǎn)集聚水平逐漸降低，豫東生產(chǎn)集聚水平明顯上升。就專業(yè)化水平而言，蔬菜的專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢空間則由新鄉(xiāng)及安陽西部分散為洛陽、南陽及周口等部分縣，其中洛陽地區(qū)蔬菜專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢最為明顯。蔬菜種植受水土質(zhì)量及市場分布影響較大，蔬菜主產(chǎn)區(qū)多分布于市轄區(qū)及交通便利、水土條件優(yōu)越的平原地區(qū)或河谷地帶，呈現(xiàn)散布狀態(tài)。

2.3 農(nóng)作物專業(yè)化生產(chǎn)空間分區(qū)

首先將簡化后的1990年、2013年農(nóng)作物專業(yè)化指數(shù)分布區(qū)間等分為5個(gè)子區(qū)間，分別為第一至第五專業(yè)化等級(表4)；其次，對比2013年和1990年各農(nóng)作物專業(yè)化指數(shù)等級的增減變化；最后，根據(jù)1990—2013年的等級變化及2013年的專業(yè)化指數(shù)將農(nóng)作物生產(chǎn)專業(yè)化優(yōu)勢布局劃分為絕對優(yōu)勢區(qū)、比較優(yōu)勢區(qū)、潛力優(yōu)勢區(qū)、不具優(yōu)勢區(qū)、優(yōu)勢衰退區(qū)和快速退出區(qū)6個(gè)類別(表5)，并進(jìn)行縣域農(nóng)作物專業(yè)化優(yōu)勢分區(qū)劃定(圖6)。

表4 河南省農(nóng)作物專業(yè)化指數(shù)分布區(qū)間及分級

表5 農(nóng)作物專業(yè)化分區(qū)指標(biāo)

河南省縣域農(nóng)作物專業(yè)化優(yōu)勢區(qū)域劃分，與不同地區(qū)地形地貌、水文氣候、作物習(xí)性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場需求均有密切關(guān)聯(lián)，產(chǎn)生了“一方水土育一方農(nóng)作物”的省域?qū)I(yè)化優(yōu)勢分布圖(圖6)。其中，豫東地區(qū)地勢平坦、以平原為主，屬溫帶季風(fēng)氣候，適宜種植豆類、糖料、谷物、棉花等農(nóng)作物，同時(shí)與山東著名水果產(chǎn)區(qū)碭山縣毗鄰，受市場輻射影響，縣域水果生產(chǎn)優(yōu)勢明顯；豫南地區(qū)山地、平原均有分布，且處于南北過渡帶，水熱資源豐富，優(yōu)勢作物種類豐富，尤其適宜種植喜濕熱的麻類、水稻等作物；豫西地區(qū)以山地為主，光熱資源豐富、晝夜溫差相對較大，優(yōu)勢作物以薯類、煙草、豆類等為主，適宜種植蘋果等水果作物；豫北地區(qū)處于黃河以北，地勢平坦，但年均溫相對較低，優(yōu)勢作物種類相對較少，以谷物、油料等作物為主；豫中地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對較好，地形地貌豐富多樣，優(yōu)勢作物種類也較為豐富，除麻類及水果受作物習(xí)性及自然條件影響較大的兩類作物，其他均有分布。同時(shí)受河南省農(nóng)業(yè)大省及各地市場需求影響，谷物與蔬菜優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)遍布全省各個(gè)區(qū)域。

圖6 河南省11類農(nóng)作物專業(yè)化優(yōu)勢區(qū)域分布

3 河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化驅(qū)動機(jī)制

農(nóng)作物生產(chǎn)過程與自然環(huán)境、歷史條件、文化水平、傳統(tǒng)思想、技術(shù)水平等各方面因素都息息相關(guān)，且不同階段、不同作物生產(chǎn)過程的影響因素也不盡相同。針對河南省獨(dú)特的地理區(qū)位和人文環(huán)境，引入哲學(xué)中量變—質(zhì)變思想，將演化過程分為舊格局—演化(量變)—新格局(質(zhì)變)3個(gè)階段。量變過程受自然、人文等因素的共同作用，其中自然因素對生產(chǎn)空間格局的形成與發(fā)展起著基礎(chǔ)性作用，人文因素則對格局演變起著導(dǎo)向性作用[19]；人文因素中又包含個(gè)體、社會和國家三大主體，三大主體相互影響形成科技、教育、文化、政策、城鎮(zhèn)化和市場化等更加細(xì)致的影響因素。綜合量變—質(zhì)變過程，形成河南省農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化及專業(yè)化趨勢驅(qū)動機(jī)制(圖7)。

表6 農(nóng)作物優(yōu)勢區(qū)分布

圖7 河南省農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化及專業(yè)化發(fā)展驅(qū)動機(jī)制

3.1 自然稟賦：農(nóng)作物生產(chǎn)模式形成與轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)

農(nóng)作物由于自身的生長特性對自然條件具有顯著依賴性，由此產(chǎn)生農(nóng)作物生產(chǎn)的初始格局，如某作物只在某一地區(qū)集聚。河南省特殊的地理區(qū)位與地形特征使河南省農(nóng)作物品種與分布復(fù)雜多樣。如在南部信陽地區(qū)，受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，降水豐沛，形成了河南省主要的稻米和麻類產(chǎn)區(qū)，在西部山區(qū)則形成了重要的水果產(chǎn)區(qū)；而受地形及降水影響較小的蔬菜、薯類和糧食則分布較為廣泛且集聚度較低。同時(shí)，自然稟賦作用下的初始生產(chǎn)格局形成后，受自然條件特性影響，會存在一個(gè)長期穩(wěn)定的形態(tài)，雖然通過施加制度、政策等人文因素影響可以進(jìn)行一定程度的改變，但無法根本扭轉(zhuǎn)，所以農(nóng)作物生產(chǎn)格局調(diào)整必須充分考慮特定地域自然特性。

3.2 制度政策：農(nóng)作物生產(chǎn)空間演變的風(fēng)向標(biāo)

農(nóng)業(yè)發(fā)展制度與政策對農(nóng)作物生產(chǎn)空間發(fā)展方向起著直接和間接性引導(dǎo)作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)補(bǔ)貼上，2004年起國家相繼推出了農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼、種糧補(bǔ)貼、良種補(bǔ)貼及提高糧食收購價(jià)格等一系列措施；在農(nóng)業(yè)發(fā)展財(cái)政投入上，2013年河南省對農(nóng)業(yè)財(cái)政投入占財(cái)政總支出是1990年的159.34倍。系列政策都直接推動了農(nóng)作物生產(chǎn)格局的轉(zhuǎn)變。如在空間重心位移上，2004年一系列惠農(nóng)政策實(shí)施后，2005年起各類農(nóng)作物生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移幅度明顯減??；在產(chǎn)量上，1990—2005年谷物產(chǎn)量占11種作物總產(chǎn)之比從62.12%迅速下降到33.05%，之后占比均保持在35%左右；蔬菜產(chǎn)量從1990年占比19.12%迅速增加到2005年的45.32%，隨后逐漸下降并穩(wěn)定在35%左右。另外，改革開放以來，國家推行了一系列經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，加強(qiáng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，間接地促進(jìn)了農(nóng)作物生產(chǎn)空間格局轉(zhuǎn)變。

3.3 社會發(fā)展：促進(jìn)農(nóng)作物生產(chǎn)空間演變驅(qū)動力

社會發(fā)展領(lǐng)域與農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化相關(guān)的過程主要包括城市化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和市場化4個(gè)方面。首先是城市化過程。20世紀(jì)80年代以來城市化的發(fā)展吸引了大批外出務(wù)工人員，農(nóng)村青壯力減少，致使農(nóng)村精耕細(xì)作模式弱化[24]，如周口鄲城地區(qū)農(nóng)民為追求最大利益，大多外出務(wù)工，家中土地以種植易于管理的小麥和玉米為主；其次是工業(yè)化過程。外來企業(yè)與本土鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的興起，以及外出務(wù)工人員帶回充足的發(fā)展資金，在拉動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的同時(shí)，也對當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)生一定量的需求，促使農(nóng)作物生產(chǎn)與企業(yè)生產(chǎn)掛鉤，拉動地域農(nóng)作物生產(chǎn)。如民權(quán)縣葡萄酒產(chǎn)業(yè)振興，帶動了當(dāng)?shù)仄咸训人a(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。第三是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步與市場利益的驅(qū)使，人們更愿意進(jìn)行專業(yè)化、規(guī)?；N植，如信陽市借助袁隆平科研團(tuán)隊(duì)培育的超級雜交稻優(yōu)良品種，大量種植超級稻，單產(chǎn)達(dá)到860kg/667m2左右，帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益[2]。第四是市場化過程。市場的開放才促使城市化、工業(yè)化、和現(xiàn)代化不斷發(fā)展，而農(nóng)產(chǎn)品市場化又在城市化、工業(yè)化和現(xiàn)代化發(fā)展的過程中不斷完善，兩者相輔相成。農(nóng)業(yè)又是社會的組成部分，農(nóng)業(yè)的發(fā)展對社會進(jìn)步發(fā)展起著保障性作用，同時(shí)也不可避免地受到社會的發(fā)展的影響。

3.4 農(nóng)戶個(gè)體：農(nóng)作物生產(chǎn)格局轉(zhuǎn)變的決定性因素

農(nóng)戶始終是與農(nóng)作物生產(chǎn)聯(lián)系最緊密的行為主體。農(nóng)戶的個(gè)體行為與意愿決定著土地生產(chǎn)方式。因此，農(nóng)戶的思想文化水平、生產(chǎn)技能與對收益的追求方式始終影響著農(nóng)作物生產(chǎn)格局。伴隨著社會文化水平普遍提升，農(nóng)戶個(gè)體思想也逐漸從小農(nóng)思想中解放出來，積極追求新的生產(chǎn)方式，主動接受生產(chǎn)技能培訓(xùn)，追求高收益，根據(jù)市場狀況來調(diào)節(jié)種植結(jié)構(gòu)。如在魯山縣馬樓鄉(xiāng)大量農(nóng)民外出務(wù)工，將土地以合適的價(jià)格連片承包給煙草種植商。雖然目前農(nóng)戶個(gè)體對高收益的追求帶有一定的盲目性，不能準(zhǔn)確把握市場動向，但隨著信息化、規(guī)模化的發(fā)展以及土地流轉(zhuǎn)政策的推行，可以通過政府的引導(dǎo)提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率。

4 結(jié)論

通過對1990—2013年河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間重心轉(zhuǎn)移、專業(yè)化水平及空間自相關(guān)計(jì)算，基于ArcGIS技術(shù)平臺完成空間分析和優(yōu)勢分區(qū)，進(jìn)而解析了縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化機(jī)理，得出以下結(jié)論。

(1)河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)集聚呈“東進(jìn)北上”演變趨勢，逐步集聚于豫中、豫東地區(qū)，與全國種植業(yè)地理集聚呈現(xiàn)出來的“南下西進(jìn)”變化態(tài)勢大為不同。

(2)1990—2013年河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)集聚及專業(yè)化水平穩(wěn)步提升，但整體上仍低于全國平均水平，有待進(jìn)一步提高；其中麻類、煙草生產(chǎn)的空間集聚及專業(yè)化程度均較高，對提高全省農(nóng)作物集聚及專業(yè)化水平貢獻(xiàn)最大，谷物集聚度及專業(yè)化水平最低；蔬菜的生產(chǎn)空間集聚及專業(yè)化水平在2005年之后持續(xù)下降，高產(chǎn)及高專業(yè)化水平地區(qū)多圍繞在城市周邊；商丘東部形成了新的水果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，但專業(yè)化水平仍整體較低。

(3)綜合考慮河南省農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化特征及專業(yè)化生產(chǎn)水平，將河南省縣域劃分為農(nóng)作物生產(chǎn)絕對優(yōu)勢區(qū)、比較優(yōu)勢區(qū)、潛力優(yōu)勢區(qū)、不具優(yōu)勢區(qū)、優(yōu)勢衰退區(qū)和快速退出區(qū)6個(gè)類型，以引導(dǎo)農(nóng)作物生產(chǎn)布局優(yōu)化。如在豫東平原應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大棉花、糖料等農(nóng)作物種植，在豫西山地則應(yīng)大力發(fā)展特色水果產(chǎn)業(yè)。

(4)河南省縣域農(nóng)作物生產(chǎn)空間演化是區(qū)域自然稟賦條件、國家制度與政策、社會發(fā)展水平及農(nóng)戶個(gè)體意愿等多因素共同作用的結(jié)果。未來河南省農(nóng)作物生產(chǎn)空間布局應(yīng)綜合考慮不同地區(qū)自然稟賦條件，以制度政策為引導(dǎo)，因地制宜、分工協(xié)作形成區(qū)域間相互支撐的聯(lián)動效應(yīng)，加強(qiáng)農(nóng)戶群體生產(chǎn)技能培訓(xùn)，提高農(nóng)業(yè)信息共享與傳播水平，以有效促進(jìn)河南省農(nóng)作物種植集聚與專業(yè)化生產(chǎn)水平。

(5)基于農(nóng)作物生產(chǎn)聚集及專業(yè)化水平演變趨勢劃定生產(chǎn)空間分區(qū)，對有效保障糧食安全具有重要意義，需要政府、社會和農(nóng)戶三方共同協(xié)調(diào)，引導(dǎo)農(nóng)作物生產(chǎn)布局優(yōu)化。政府對接和細(xì)化國家惠農(nóng)政策，并根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整，以期形成較具地域特色的專業(yè)化農(nóng)作物生產(chǎn)模式；同時(shí)加強(qiáng)鄰域合作，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)土地、資源的規(guī)?；⒓s化使用。社會組織加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)注，立足專業(yè)優(yōu)勢、對接市場前景和遠(yuǎn)期發(fā)展利益，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展和遠(yuǎn)景規(guī)劃。農(nóng)戶個(gè)體要提高專業(yè)化生產(chǎn)技能，對接市場變化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步從廣而雜轉(zhuǎn)變?yōu)閷６?，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益。