基于熱量的食物供給服務(wù)時(shí)空分異研究*——以廣西土地農(nóng)產(chǎn)品為例

謝余初, 張素欣, 劉巧珍, 潘新潮

基于熱量的食物供給服務(wù)時(shí)空分異研究*——以廣西土地農(nóng)產(chǎn)品為例

謝余初1,2, 張素欣2**, 劉巧珍2,3, 潘新潮2

(1. 中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站 環(huán)江 547100; 2. 南寧師范大學(xué)北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西地表過(guò)程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南寧 530001; 3. 浙江師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 金華 321004)

在當(dāng)前食物安全問(wèn)題日益突出、糧食生產(chǎn)不穩(wěn)定的情況下, 從食物營(yíng)養(yǎng)的角度分析和評(píng)價(jià)區(qū)域食物供給服務(wù)功能具有重要的意義。以廣西壯族自治區(qū)為研究區(qū), 結(jié)合食物營(yíng)養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化率和國(guó)家營(yíng)養(yǎng)物攝入量的要求, 將各類土地農(nóng)產(chǎn)品折算成食物熱量統(tǒng)一核算, 分析和估算廣西土地農(nóng)產(chǎn)品食物熱量供給服務(wù)功能的時(shí)空變化特征及其供需平衡。結(jié)果表明: 1)2015年廣西農(nóng)產(chǎn)品食物供給熱量為4.46×1014kJ, 主要來(lái)源于谷物雜糧類和蔗糖(占85.47%以上), 單位人均食物熱量為9.31×106kJ?人?1。2)2000—2015年間, 廣西蔗糖和果蔬類供給熱量增長(zhǎng)最多, 糧食和油類則呈現(xiàn)波動(dòng)變化趨勢(shì)。廣西食物熱量總量上持續(xù)增長(zhǎng)且較為富余, 按照小康生活水平的標(biāo)準(zhǔn), 食物熱量理論上可供養(yǎng)人口高于廣西實(shí)際人口數(shù); 但食物熱量分布不均衡, 谷類食物供給熱量占比逐年下降, 個(gè)別縣市食物熱量人口承載能力低。3)在空間上, 廣西食物供給豐富的區(qū)域主要集中在水土光熱條件較好、地勢(shì)平坦的廣西中部和南部地區(qū)的平原、盆地和緩丘臺(tái)地等農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū), 未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)這些地區(qū)的耕地保護(hù)。廣西應(yīng)重視和加強(qiáng)谷物雜糧類糧食的生產(chǎn)和保護(hù), 因地制宜、合理分區(qū), 優(yōu)化農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)種植結(jié)構(gòu), 提高生產(chǎn)管理水平與規(guī)?；a(chǎn)能力, 加強(qiáng)區(qū)域間糧食流通與貿(mào)易, 以實(shí)現(xiàn)食物供給安全和可持續(xù)發(fā)展。

食物供給; 食物熱量; 農(nóng)產(chǎn)品; 供需平衡; 時(shí)空格局; 廣西

農(nóng)產(chǎn)品(如谷物、豆菽類、薯類、水果、蔬菜等)是人們生存生活所需食物的最主要來(lái)源, 也是維系區(qū)域社會(huì)發(fā)展與糧食安全的關(guān)鍵[1-3]。然而, 隨著全球工業(yè)化的發(fā)展、人口持續(xù)增長(zhǎng)及農(nóng)業(yè)資源不合理的利用, 使得全球農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與貿(mào)易存在許多不確定性, 食物安全問(wèn)題日益突出[4-6]。食物安全(food security)是指人們?cè)谌魏螘r(shí)候都能獲得維持生存和健康所必需的食物[6-7], 不僅要求食物數(shù)量充足, 而且強(qiáng)調(diào)食物種類豐富、安全有營(yíng)養(yǎng)[7-9]。在中國(guó), “食物安全”常譯成“糧食安全”, 并在糧食生產(chǎn)、產(chǎn)量變化、食物安全與供給服務(wù)等方面取得了良好的研究成果[10-17]。隨著社會(huì)不斷發(fā)展, 糧食安全的概念也不斷豐富, 已由糧食供給數(shù)量充足性發(fā)展到數(shù)量-質(zhì)量-健康-生態(tài)安全的有機(jī)統(tǒng)一[4-5], 延伸到強(qiáng)調(diào)營(yíng)養(yǎng)、健康、糧食環(huán)境保護(hù)與生態(tài)安全[4-5,17-18]。同時(shí), 在糧食安全保障的對(duì)象和內(nèi)容上, 也從口糧安全轉(zhuǎn)變到谷物、豆類、果品、蔬菜、肉蛋奶等各類食物的安全[4-5,19]。例如, Yue等[8]從食物營(yíng)養(yǎng)素角度, 分析1985—2005年中國(guó)食物熱量、蛋白質(zhì)和脂肪供給的時(shí)空變化特征。Wang等[20]基于FAO統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 將食物折算為膳食營(yíng)養(yǎng)素, 從食物貿(mào)易視角探索全球食物營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)演化及供需平衡安全。高利偉等[14]在了解西藏糧食生產(chǎn)和消費(fèi)基礎(chǔ)上, 分析和討論西藏青稞(Linn. var.Hook. f.)、小麥(L.)和水稻(L.)供需關(guān)系及糧食安全保障能力。目前我國(guó)食物安全研究主要以小麥、水稻和玉米(L.)等大宗糧食生產(chǎn)和數(shù)量安全為主, 且多集中糧食主產(chǎn)區(qū); 對(duì)非糧食主產(chǎn)區(qū)的研究相對(duì)較少, 涉及糖類、薯類、水果和蔬菜等其他農(nóng)產(chǎn)品的就更少。同時(shí), 目前針對(duì)區(qū)域食物生產(chǎn)供給服務(wù)能力的研究主要是從土地生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)能力的機(jī)理過(guò)程[11,20-22]或者糧食生產(chǎn)和耕地、復(fù)種指數(shù)的關(guān)系[23-25]角度開(kāi)展, 很少區(qū)分食物類型、不同食物產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)的差異性和人類飲食需求[26-27]。隨著社會(huì)的發(fā)展和食物供需變化, 人們對(duì)食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)攝入的觀念也發(fā)生較大變化, 不僅通過(guò)谷物、豆菽類等傳統(tǒng)主糧來(lái)獲取能量和營(yíng)養(yǎng), 而且更注重對(duì)高品質(zhì)的水果、蔬菜、食糖、奶類等產(chǎn)品的消費(fèi)和營(yíng)養(yǎng)成分均衡攝入[8,9,27-29]。因此, 亟需充分考慮不同地理區(qū)域食物類型的差異性, 從食物營(yíng)養(yǎng)供給的角度上展開(kāi)食物生產(chǎn)供給服務(wù)功能研究及其案例分析[27-29]。

廣西壯族自治區(qū)是非傳統(tǒng)糧食主產(chǎn)的少數(shù)民族地區(qū), 土地農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)種類相對(duì)復(fù)雜, 除了水稻、玉米等傳統(tǒng)糧食外, 甘蔗(L.)、熱帶水果、蔬菜等非糧作物的生產(chǎn)也極其重要、且分布廣泛。同時(shí), 這些谷物雜糧、油類、蔗糖、果蔬等作物播種面積占96%左右, 其農(nóng)業(yè)產(chǎn)值約占農(nóng)牧漁產(chǎn)值的57%以上, 是廣西食物生產(chǎn)的最重要的來(lái)源。因此, 谷物雜糧、油類、蔗糖、水果與蔬菜等食物生產(chǎn)供給狀況能反映廣西土地農(nóng)產(chǎn)品的食物供給能力。但不同類型的食物不能簡(jiǎn)單加和, 如果沒(méi)有統(tǒng)一量綱, 采用傳統(tǒng)糧食產(chǎn)量(噸)來(lái)衡量區(qū)域食物生產(chǎn)供給能力可能會(huì)掩蓋其真實(shí)的食物營(yíng)養(yǎng)供給能力[27-29]。因此, 本文擬采用食物營(yíng)養(yǎng)成分法, 將四大類農(nóng)產(chǎn)品(谷物雜糧、油類、蔗糖、水果與蔬菜)產(chǎn)量轉(zhuǎn)為食物熱量, 基于縣域單元尺度, 分析和探討廣西土地農(nóng)產(chǎn)品食物供給服務(wù)的時(shí)空分異格局及供需平衡, 旨在反映區(qū)域食物生產(chǎn)供給服務(wù)功能和人口承載能力, 為區(qū)域食物供給服務(wù)的提高和農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

結(jié)合廣西土地農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際情況與各縣市農(nóng)業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù), 將農(nóng)產(chǎn)品劃分為4大類24小類: ①谷物雜糧類(糧食類), 主要是谷物(稻米和玉米等)、豆類[大豆(L.)、綠豆(L.)、紅小豆(Wight)]和薯類{紅薯[(L.) Lam.]、馬鈴薯()、木薯(Grantz)}; ②油料類, 包括花生(L.)、油菜籽(L.)、芝麻(L.); ③甘糖類; ④果蔬類(水果和蔬菜類), 包括蔬菜、西瓜[(Thunb.) Matsum & Nakai]、甜瓜(L.)和蕉類(Lour)、柑橘(Blanco)、龍眼(Lour.)、荔枝(Sonn.)、芒果(L.)、桃子(L.)、葡萄(L.)、柿子(Thunb.)等主要水果[27-29]。

各類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)、農(nóng)作物播種面積和各縣市人口數(shù)據(jù)等主要來(lái)源于各市統(tǒng)計(jì)年鑒和廣西統(tǒng)計(jì)年鑒; 對(duì)2015年賀州市的各縣區(qū)缺失的水果產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要通過(guò)農(nóng)作物生產(chǎn)抽樣評(píng)估數(shù)據(jù)和播種面積測(cè)算。對(duì)2000年和2010年部分縣區(qū)缺失產(chǎn)量數(shù)據(jù)參考鄰近年份的數(shù)據(jù), 主要依據(jù)是廣西農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒(2000年和2009年)。不同類型食物所含熱量和可食部分比重?cái)?shù)據(jù)(表1)主要來(lái)源于《中國(guó)食物成分表2015年》和前人的研究成果[26-30]。

表1 不同食物可食部分比重與熱量含量

1.2 食物熱量計(jì)算方法

將4大類土地農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為食物熱量作為統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 按照食物營(yíng)養(yǎng)中的計(jì)算方法(式1)[8-9,27], 分析各類食物熱量供給狀況, 并利用GIS空間分析功能定量探討廣西食物熱量供給空間分異特征。

1.3 食物供需平衡分析

根據(jù)《中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)發(fā)展綱要(2014—2020年)》(簡(jiǎn)稱綱要)中人們?nèi)粘ｏ嬍碃I(yíng)養(yǎng)素?cái)z入目標(biāo)要求和不同生活水平下人類所需熱量攝入量狀況[30], 以食物熱量為衡量指標(biāo), 結(jié)合研究區(qū)人口和食物熱量供給實(shí)際情況, 分析人口供養(yǎng)能力(式2)[8-9,28]。在此基礎(chǔ)上, 結(jié)合研究區(qū)實(shí)際人口數(shù)據(jù), 計(jì)算和分析供需差距及其供需平衡時(shí)空分布格局[8-9,28]。

P=FP?P(3)

1.4 食物熱量供給影響因素分析

土地農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)水平及其產(chǎn)量決定了食物熱量供給能力的大小。在借鑒前人研究成果基礎(chǔ)上[31-36], 從糧食生產(chǎn)的角度, 選取與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)直接關(guān)聯(lián)的農(nóng)作物播種面積、作物種植結(jié)構(gòu)、糧食單產(chǎn)水平、科學(xué)技術(shù)水平等因素, 采用對(duì)數(shù)均值迪氏指數(shù)分解法(logarithmic mean Divisia index method, LMDI)[31-35]來(lái)定量剖析這些因素對(duì)廣西食物供給服務(wù)的影響。農(nóng)作物播種面積()反映區(qū)域耕地與復(fù)種指數(shù)的相互作用; 糧食單產(chǎn)水平()是耕地利用集約化和強(qiáng)度的體現(xiàn); 作物種植結(jié)構(gòu)()反映著糧食生產(chǎn)中耕作的比例結(jié)構(gòu), 可由糧食播種面積與農(nóng)作物總播種面積比值表示; 科學(xué)技術(shù)水平()反映對(duì)糧食生產(chǎn)的投入與技術(shù), 在一定程度上可用農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度和化肥使用量來(lái)表征[32-35]。依據(jù)LMDI 因素分析法, 廣西土地農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的因素分解模型如下:

P=′′′(4)

對(duì)公式兩邊取對(duì)數(shù), 則:

lnP=ln+ln+ln+ln(5)

假設(shè)代表目標(biāo)年(研究末期), 0代表基準(zhǔn)年(研究初期), 對(duì)公式(4)采用加和分解, 將差分分解為:

ΔP=P?P0(6)

則各分解因素貢獻(xiàn)值表達(dá)式為:

在時(shí)段內(nèi), 總效應(yīng)值則為:

式中: ΔP表示第個(gè)縣市食物熱量變化總量;0和P分別是研究初期和末期某縣市食物熱量。0k和A分別表示第個(gè)縣市研究初期和末期農(nóng)作物播種面積(hm2);0k和Y表示第個(gè)縣市的研究初期和末期糧食單產(chǎn)(t?hm?2);0k和R表示第個(gè)縣市研究初期和末期的糧食作物面積比重(%);0k和S表示第個(gè)縣市研究初期和末期科學(xué)技術(shù)水平, 用農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度(kWh)和化肥施用量(t)來(lái)表示, 即農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和化肥使用程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 食物熱量供給時(shí)空變化

由圖1可知, 2000—2015年間, 廣西谷物雜糧和油類供給熱量呈現(xiàn)先減少后增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2000—2010年谷物雜糧熱量和油類熱量年均減少速度分別為0.94%和1.92%, 在2010—2015年谷物雜糧熱量和油類熱量回升增長(zhǎng), 其增長(zhǎng)量分別約為1.51′1013kJ和1.09×1012kJ。蔗糖和果蔬類農(nóng)產(chǎn)品供給熱量則剛好相反, 在2000—2010年蔗糖和果蔬類供給熱量呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì), 分別從2000年的7.99×1013kJ和2.29× 1013kJ增至2010年的1.38×1014kJ和3.53×1013kJ, 年均凈增速分別為7.3%和5.4%; 在2010—2015年蔗糖和果蔬類供給熱量持續(xù)增長(zhǎng), 其增長(zhǎng)量分別為6.95×1012kJ 和1.74×1013kJ。總體上, 廣西土地農(nóng)產(chǎn)品的食物熱量呈持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì), 至2015年達(dá)4.46×1014kJ, 其中谷物雜糧和蔗糖是食物熱量的主要供給者, 兩者之和約占研究區(qū)食物熱量的85.47%。

圖1 2000—2015年廣西主要農(nóng)作物類型食物的供給熱量

在空間上, 食物熱量供給主要分布在廣西南部和中部地區(qū), 以龍州縣、寧明縣、右江區(qū)、扶綏縣、橫縣、興賓區(qū)、南寧市和貴港市轄區(qū)最為集中(圖2), 但各類農(nóng)作物食物熱量分布格局略有差異。谷物雜糧類熱量較高的區(qū)域主要分布在廣西中南部和東部的緩丘盆地和平原地區(qū), 如南寧盆地、武鳴盆地、來(lái)賓-賓陽(yáng)的平原區(qū)、郁江-潯江平原、玉林盆地、賀江中下游等; 谷物雜糧類熱量較少的區(qū)域則主要分布在山區(qū), 以廣西西北部石山山區(qū)較為連片集中(圖3a)。油類熱量大部分來(lái)自花生, 在空間分布上以桂林-宜州-武鳴-寧明一線為分界線, 桂中和桂東地區(qū)油類熱量相對(duì)較高, 桂西北地區(qū)相對(duì)較少(圖3b)。蔗糖類熱量主要集中在日照充足、水熱條件較好的廣西中部和西南地區(qū), 而在廣西北部、東北部和西北部地區(qū)相對(duì)較少(圖3c)。果蔬類熱量主要集中分布在廣西中南部、北部丘陵山地和西部右江河谷(圖3d), 這與廣西水果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品種植集中連片區(qū)相對(duì)應(yīng),尤其是地理標(biāo)志性農(nóng)產(chǎn)品的地區(qū)。

2.2 基于食物熱量的人均供養(yǎng)能力時(shí)空變化

2000—2015年間, 研究區(qū)人均食物熱量供給量呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì), 從2000年的7.87×106kJ?人?1增至2010年的8.65×106kJ?人?1, 又升至2015年的9.31×106kJ?人?1。在行政區(qū)劃上, 人均食物熱量供給量主要集中在桂中和桂西南, 尤其是在蔗糖生產(chǎn)的大縣, 如扶綏縣、上思縣、龍州縣、柳城縣、興賓區(qū)、武鳴縣和宜州市等縣區(qū)(圖4)。其中龍州縣和扶綏縣最高, 人均高達(dá)3.46×107kJ?人?1和3.10×107kJ?人?1, 最少的是桂林市區(qū)、柳州市區(qū)和梧州市區(qū)等, 均低于1.50×106kJ?人?1。

圖2 2000—2015年廣西平均食物熱量供給空間分布圖

圖3 2000—2015年廣西不同類型食物供給熱量平均值的空間分布

圖4 2000—2015年廣西人均食物供給熱量的空間分布

從食物熱量總量供需關(guān)系上看, 2000年和2015年廣西食物熱量供給量在溫飽生活水平下可供養(yǎng)10 592.7萬(wàn)人和13 457.3萬(wàn)人, 在小康生活水平下則分別可以供養(yǎng)8 121.4萬(wàn)人和10 328.2萬(wàn)人, 均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于廣西壯族自治區(qū)2015年的實(shí)際人口總量(5 518.3萬(wàn)人)。小康生活水平條件下, 2000年和2015年食物能量總量可供養(yǎng)盈余人口數(shù)(即多余的食物熱量能供養(yǎng)的人口數(shù))分別為3 718.69萬(wàn)人和5 303.4萬(wàn)人(圖5)。廣西各縣市中, 小康生活水平下食物熱量供給盈余的縣市是79個(gè)(占比87.8%), 表明絕大部分縣市食物熱量總量有盈余。從食物熱量來(lái)源上看, 廣西谷類食物熱量總體不斷減少, 其供給熱量所占比重從2000年的69.3%降至2015年的52.9%。在各縣市上, 2000年廣西有78個(gè)縣市(占比86.67%)谷類食物供給熱量占比大于50%, 在2015年僅為69個(gè)縣市(占比76.67%)達(dá)標(biāo)。按《綱要》人均每天攝入的熱量谷類食物占比的要求, 當(dāng)谷物雜糧類糧食占比分別為50%和70%時(shí), 2015年谷類食物供給熱量可供養(yǎng)盈余人口數(shù)分別為5 244.5萬(wàn)人和2 665.79萬(wàn)人?？傮w上, 研究期間食物熱量總量盈余人口承載力呈不斷上升的趨勢(shì), 但谷物雜糧類糧食可供養(yǎng)盈余人口數(shù)則呈現(xiàn)下降趨勢(shì), 尤其是蔗糖生產(chǎn)的核心縣區(qū), 其谷類食物供給熱量人口承載力相對(duì)較低。因此, 綜合考慮食物熱量總量所能承載的人口數(shù)和糧食類能量總量所能承載的人口數(shù)(按谷物雜糧類糧食占比為50%計(jì)算), 根據(jù)短板效應(yīng)原則, 分析小康水平下的各縣市盈余人口空間分布格局, 發(fā)現(xiàn)廣西食物熱量可供給盈余人口較高的區(qū)域主要分布在廣西中部和南部地區(qū)的盆地、緩丘平原區(qū), 這些區(qū)域不僅是糧食生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū), 而且是蔗糖和水果的生產(chǎn)重要區(qū)。食物可供給盈余人口較少的區(qū)域, 主要集中在柳州市區(qū)、桂林市區(qū)和三江縣、東蘭縣、鳳山縣、大化縣、都安縣等桂西北喀斯特石漠化山區(qū), 這些區(qū)域耕地資源較少, 農(nóng)作物多以玉米、瓜果為主, 糧食總產(chǎn)量與單產(chǎn)水平均相對(duì)較低(圖6)。

圖5 2000—2015年廣西食物熱量總量可供養(yǎng)人口數(shù)和盈余人口數(shù)

圖6 2015年小康生活水平下廣西食物熱量供給盈余人口數(shù)空間格局

2.3 廣西農(nóng)產(chǎn)品食物熱量供給的影響因素

利用LMDI模型計(jì)算2000—2015年廣西各縣域農(nóng)作物播種面積、糧食單產(chǎn)、種植結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化和化肥施用量對(duì)食物供給服務(wù)的貢獻(xiàn)。研究表明, 2000—2015年廣西糧食單產(chǎn)和科技水平對(duì)食物熱量的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)正效應(yīng), 促進(jìn)了食物熱量供給的增加。而農(nóng)作物播種面積和種植結(jié)構(gòu)變化對(duì)食物熱量的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)(圖7)。其中, 糧食單產(chǎn)變化促進(jìn)食物熱量增長(zhǎng)3.51×1013kJ, 其對(duì)廣西食物熱量增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)程度所占比重相對(duì)較小(約6.53%)。近十幾年來(lái), 化肥施用和農(nóng)業(yè)機(jī)械化等科技水平的提高對(duì)食物供給服務(wù)能力影響越來(lái)越大, 具體為化肥施用量變化促進(jìn)食物熱量增長(zhǎng)1.98×1014kJ, 其貢獻(xiàn)率為36.90%;農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平促進(jìn)食物熱量增長(zhǎng)3.75×1014kJ, 其貢獻(xiàn)率為69.69%。2000—2015年, 廣西種植結(jié)構(gòu)變化尤其是糧食播種面積規(guī)模(比重)不斷下降, 致使食物熱量供給減少量約為6.26×1013kJ。農(nóng)作物播種面積呈現(xiàn)波動(dòng)變化, 其對(duì)食物熱量供給的影響也上下浮動(dòng), 在2000—2010年間表現(xiàn)出波動(dòng)減少的趨勢(shì), 在2010—2015年間則表現(xiàn)為波動(dòng)上升。

圖7 2000—2015年廣西食物熱量供給影響因素

3 討論

2000—2015年間, 廣西食物生產(chǎn)供給能力不斷增加, 至2015年食物熱量達(dá)4.46×1014kJ, 其中谷物雜糧類貢獻(xiàn)最大、蔗糖次之。這與Yue等[8]、王莉雁等[27]在分析中國(guó)食物營(yíng)養(yǎng)供給時(shí)指出的廣西熱量供給較高的結(jié)果相似。空間上, 不同氣候與地理環(huán)境下各類型食物(谷物雜糧、油類、蔗糖和果蔬類)生產(chǎn)能力具有明顯的空間差異性, 表現(xiàn)為食物熱量供給較低區(qū)主要分布在大石山區(qū)和耕地少、人口多的城市轄區(qū), 食物熱量供給豐富的區(qū)域則集中在地勢(shì)平坦、水土光熱條件較好的平原、盆地、河谷和緩丘平原地區(qū), 以蔗糖種植核心區(qū)最為集中。這可能與不同農(nóng)作物適宜生長(zhǎng)的環(huán)境和氣候以及地方農(nóng)業(yè)發(fā)展方向有關(guān)。例如, 廣西的中部和西南部地區(qū)氣候溫暖、光照熱量充足、降水豐沛、地勢(shì)平緩, 甘蔗等在這些桂南和桂中地區(qū)生產(chǎn)能力較強(qiáng)、產(chǎn)量較高。而芒果、火龍果(‘Foo-Lon’)等在右江河谷, 谷物雜糧類在桂東和來(lái)賓市、南寧市和柳州市南部地區(qū), 柑橘類在桂北, 龍眼、荔枝和香蕉(Lour.)等熱帶水果在桂南地區(qū)等生產(chǎn)能力較強(qiáng)。同時(shí), 廣西一直都是蔗糖、水果和蔬菜生產(chǎn)重要的聚集地(尤其是亞熱帶水果)。為此, 各地方政府也充分利用自然資源條件, 一方面將蔗糖列為國(guó)家戰(zhàn)略物資, 不斷加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)蔗田建設(shè)和提升產(chǎn)糖工藝, 狠抓蔗糖生產(chǎn); 另一方面因地制宜地探索和發(fā)展地理標(biāo)志性農(nóng)產(chǎn)品, 通過(guò)“公司+地標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品+基地(或農(nóng)戶)”的形式構(gòu)建生產(chǎn)—加工—銷售一體化的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展, 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集中發(fā)展或連片規(guī)模種植。截至2019年, 廣西已獲農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記保護(hù)產(chǎn)品數(shù)達(dá)126個(gè), 涉及保護(hù)面積1.10×106hm2, 在北部地區(qū)已發(fā)展形成柑橘、金桔[(Lour.) Swingle]、臍橙(Osb. var.Tanaka)等地標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)帶, 南部地區(qū)是荔枝龍眼種植連片密集區(qū)等[37]。因此, 未來(lái)不僅要因地制宜發(fā)展壯大特色農(nóng)產(chǎn)品, 提高產(chǎn)量和質(zhì)量, 而且要重視和加強(qiáng)這些集中連片種植區(qū)的耕地和園地資源的保護(hù), 注重保護(hù)高質(zhì)高產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田地, 防止經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)帶來(lái)的耕地過(guò)度占用[38-39]。

研究期間, 廣西人均食物熱量和可供養(yǎng)盈余人口數(shù)相對(duì)較高; 小康生活水平下, 廣西食物熱量可供養(yǎng)人口和盈余人口分別為10 328.2萬(wàn)人和5 303.4萬(wàn)人, 均高于廣西實(shí)際人口數(shù), 表明廣西食物熱量的供給能力較強(qiáng), 具有一定的向外省輸出食物的能力, 主要是蔗糖和水果蔬菜類食物。但谷類食物(包含稻類、玉米、豆菽類和薯類等谷物雜糧類)供給熱量所占比重逐年減少, 且谷類食物供能所占比重大于或等于50%的縣市數(shù)量也在不斷減少, 至2015年仍有約23.3%縣市未達(dá)標(biāo)?？梢?jiàn), 廣西食物生產(chǎn)總體上雖自給有余, 但谷物雜糧類食物供給熱量占比不高, 且食物熱量供給在空間上分布不均衡。其中, 柳州市區(qū)、桂林市區(qū)等市轄區(qū)和三江縣、東蘭縣、鳳山縣、大化縣、都安縣等喀斯特石漠化區(qū)食物熱量可供養(yǎng)承載人口數(shù)量相對(duì)較低。今后應(yīng)重視合理分區(qū)、優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化, 在平原緩丘農(nóng)耕區(qū)切實(shí)保護(hù)基本農(nóng)田, 保障糧食播種面積, 提高糧食單產(chǎn)水平; 在山嶺區(qū)域側(cè)重發(fā)展經(jīng)濟(jì)附加值較高的茶園、果園、桑園、油茶園等。同時(shí), 在減少土地壓力的情景下提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、保障國(guó)內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品物資流通與貿(mào)易順暢, 確保區(qū)域糧食安全[27-28]。尤其是在城市轄區(qū)和喀斯特石漠化山區(qū), 糧食生產(chǎn)供給安全時(shí)刻不容放松。

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)狀況直接關(guān)聯(lián)食物熱量的多少, 故從直接影響土地農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的角度選取和分析農(nóng)作物播種面積、糧食單產(chǎn)、糧食種植面積比重、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和化肥施用量等影響因素對(duì)食物熱量的影響[32-35]。發(fā)現(xiàn)廣西近15年來(lái)糧食單產(chǎn)總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì), 盡管糧食單產(chǎn)年際間變化幅度小, 年均增速不高(僅為0.647%), 但由于糧食基數(shù)較大, 糧食單產(chǎn)的增加在一定程度上促進(jìn)了區(qū)域糧食總產(chǎn)量的增加。其次, 化肥施用和農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平是區(qū)域科學(xué)技術(shù)促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品增收的重要影響因素, 2000—2015年間廣西化肥施用折純量和農(nóng)業(yè)總動(dòng)力分別從2000年的157.76萬(wàn)t和4.08′104kWh增至2015年的259.86萬(wàn)t和1.02′105kWh, 其持續(xù)性的生產(chǎn)投入態(tài)勢(shì)在一定程度上促進(jìn)了作物產(chǎn)量的增加、單產(chǎn)的提高, 進(jìn)而影響食物熱量供給服務(wù)能力的提高。第三, 2000—2015年廣西農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)波動(dòng)變化較為明顯, 農(nóng)作物播種面積總體呈減少趨勢(shì)。廣西糧食播種面積規(guī)模(比重)不斷下降, 其種植面積在2000—2017年間共減少6.78′105hm2, 其中水稻減少3.79′105hm2, 大豆減少1.81′105hm2, 薯類減少0.39′105hm2。蔗糖和果蔬類種植規(guī)模則呈現(xiàn)增大的趨勢(shì), 近10年來(lái)水果和蔬菜面積分別由2008年8.84′105hm2和1.15′106hm2增至2015年1.26′106hm2和1.44′106hm2, 其增加量為3.76′105hm2和2.93′105hm2, 但果蔬類內(nèi)部各具體種類的水果和蔬菜種植規(guī)模不穩(wěn)定, 年際間產(chǎn)量波動(dòng)較大, 例如西瓜、甜瓜、砂糖橘、葉菜類蔬菜、根莖類蔬菜等。甘蔗種植從2000年的5.09′105hm2增至2015年的9.74′105hm2, 但蔗糖種植面積在2007年后趨于緩慢增長(zhǎng), 2008—2016年間基本維持在9.6′105hm2至10.5′105hm2[36-37]。與此同時(shí), 2000—2015年間廣西農(nóng)作物播種面積總體呈現(xiàn)波動(dòng)減少的趨勢(shì), 2015年農(nóng)作物播種面積較2000年的面積減少了1.24′105hm2。因此, 盡管“壓糧擴(kuò)經(jīng)”種植趨勢(shì)(蔗糖和果蔬類面積的增加)在一定程度上促進(jìn)了廣西食物熱量供給的增加, 但由糧食種植規(guī)模的下降和農(nóng)作物總播種面積趨于減少引起的食物熱量供給的減少更為明顯, 表明種植結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物播種面積變化對(duì)區(qū)域食物熱量供給呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。由此可見(jiàn), 2000—2015年糧食單產(chǎn)和科技水平的變化對(duì)廣西食物供給服務(wù)能力變化表現(xiàn)為增長(zhǎng)效應(yīng), 種植結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物播種面積的變化表現(xiàn)為減量效應(yīng), 這也與其他學(xué)者[31]在分解中國(guó)糧食產(chǎn)量影響因素的結(jié)果相似。

區(qū)域食物(或糧食)供給服務(wù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程, 區(qū)域地理?xiàng)l件、氣候變化、糧食貿(mào)易、市場(chǎng)價(jià)格、政策偏向以及人口、飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)帶動(dòng)作用等因素[32-35]也對(duì)農(nóng)產(chǎn)品乃至食物供給具有重要影響, 且影響因素可能存在空間異質(zhì)性[34-35], 未來(lái)仍需進(jìn)一步收集相應(yīng)的數(shù)據(jù), 深入探討上述因素與食物供給服務(wù)間的相互關(guān)系。另外, 本文只是嘗試從熱量角度探討廣西縣域尺度土地農(nóng)產(chǎn)品的食物供給服務(wù), 但生活食物還包括肉類、奶類、蛋類等畜牧家禽產(chǎn)品和魚(yú)蝦等水產(chǎn)品, 且日常膳食營(yíng)養(yǎng)還包括蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等[27-30], 故未來(lái)在充分考慮食物生產(chǎn)與消費(fèi)過(guò)程中的浪費(fèi)損耗情景下, 應(yīng)增加肉類、奶類、蛋類及水產(chǎn)品等食物來(lái)源, 全面分析和探討食物熱量、蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)素的供給服務(wù)時(shí)空變化, 更客觀地反映區(qū)域食物供給服務(wù)能力。

4 結(jié)論

2000—2015年間, 廣西土地農(nóng)產(chǎn)品食物生產(chǎn)能力不斷增大。其中, 谷物雜糧類糧食和蔗糖對(duì)食物熱量貢獻(xiàn)最大, 兩者約占85.47%, 但谷物雜糧類呈下降趨勢(shì), 蔗糖表現(xiàn)為先升后趨向于緩慢增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì), 水果蔬菜類供給熱量逐年增加。

廣西食物熱量總量較高, 按小康水平標(biāo)準(zhǔn), 2015年廣西食物熱量理論上可供養(yǎng)人口和可承載盈余人口較高, 尤其是蔗糖和果蔬類熱量不斷增長(zhǎng), 未來(lái)可加強(qiáng)對(duì)外省輸出蔗糖和果蔬類產(chǎn)品。但谷物雜糧類食物供給熱量占比不高, 且食物熱量總量和谷類食物熱量分布都不均衡。廣西食物熱量較高的區(qū)域主要集中在廣西中部和南部地區(qū)的盆地、臺(tái)地、緩丘平原區(qū)。今后應(yīng)加強(qiáng)這些區(qū)域的耕地保護(hù), 同時(shí)重視谷物雜糧類糧食農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn), 以及區(qū)域間的糧食貿(mào)易與物流安全, 加強(qiáng)基本農(nóng)田和農(nóng)業(yè)核心區(qū)耕地保護(hù), 因地制宜、合理分區(qū)、規(guī)?；a(chǎn), 確保區(qū)域食物供給安全和持續(xù)發(fā)展。

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Spatial-temporal patterns of the food provisioning service based on calories in Guangxi, China*

XIE Yuchu1,2, ZHANG Suxin2**, LIU Qiaozhen2,3, PAN Xinchao2

(1. Observation and Research Station for Karst Ecosystems, Chinese Academy of Sciences, Huanjiang 547100, China; 2. Key Laboratory of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf (Ministry of Education), Nanning Normal University / Key Laboratory of Earth Surface Process and Intelligent Simulation, Guangxi, Nanning 530001, China; 3. College of Geography and Environmental Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China)

As society and food consumption changes, more people are paying attention to the food supply chain as part of a healthier lifestyle. Understanding the spatial-temporal characteristics of food provisioning services is important for policy decisions regarding production capacity, especially in places with unstable food availability and unbalanced nutrition. The food provisioning service of the Guangxi Zhuang Autonomous Region (GZAR) was assessed based on calories from 2000 to 2015. The nutrition consumption standards were also used to calculate food provision calories. The results showed that in 2015, the caloric output totaled 4.46×1014kJ; calories from grains and cereals were the most abundant, followed by sucrose, and then oils (grains and sucrose were 85.47% of the total caloric intake). From 2000 to 2015, calories from sucrose, fruits, and vegetables increased significantly, while the calories from grains and oils fluctuated. The overall food provision increased steadily, resulting in a surplus; the calories per person increased from 7.87×106kJ (2000) to 9.31×106kJ (2015). In 2015, the total and surplus calories supported population sizes of 103.28 million and 53.03 million, respectively (with a ‘well-off’ quality standard), which exceeded the total GZAR population (55.18 million). However, the proportion of calories from grains decreased yearly and was only 52.2% by 2015. In 23.3% of the counties and cities, less than 50% of the calories from grains were provided, indicating that calories were unevenly distributed, and some counties had a low grain-calorie capacity. The high caloric output areas were in the plains, basins, and valleys of the central-southern GZAR, where sufficient light, heat, flat fertile land, and water resources were available (e.g., Xingbin District, Wuming and Hengxian counties, and the cities of Guigang and Qinzhou). The low caloric output areas were in the northwest mountain region and urban areas. Therefore, protecting croplands in the high-yield regions and developing unused lands for sustainable food provision are important for the GZAR. Optimizing agricultural production for the local conditions, improving the production management and large-scale production capacity levels, and strengthening the regional grain trade may contribute to the sustainable development and security of the GZAR food supply.

Food provision; Calorie of food; Agricultural products; Supply and demand balance; Spatial-temporal pattern; Guangxi

F326.11; X24

10.13930/j.cnki.cjea.200285

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XIE Y C, ZHANG S X, LIU Q Z, PAN X C. Spatial-temporal patterns of the food provisioning service based on calories in Guangxi, China[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, 28(12): 1859-1868

* 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41761039)、廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2016GXNSFBA380047)、廣西壯族自治區(qū)八桂學(xué)者工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)和廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目(2017KY0406)資助

張素欣, 主要研究方向?yàn)橥恋刈兓茖W(xué)。E-mail: sxzhang0936@163.com

謝余初, 主要研究方向?yàn)閲?guó)土資源管理、GIS與農(nóng)業(yè)地理。E-mail: xieych09@lzu.edu.cn

2020-04-16

2020-08-30

* This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (41761039), the Natural Science Foundation of Guangxi (2016GXNSFBA380047), the Bagui Scholars Program of Guangxi Zhuang Autonomous Region, and the Basic Ability Improvement Project for Young and Middle-aged Teachers of Guangxi Colleges and Universities (2017KY0406).

, E-mail: sxzhang0936@163.com

Apr. 16, 2020;

Aug. 30, 2020