基于地貌分區(qū)的近30年中國糧食生產(chǎn)空間分異研究

王凱澄 韓 桐 臧華棟 陳 阜 薄曉智 褚慶全

中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院 / 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作制度重點實驗室, 北京 100193

糧食生產(chǎn)與國計民生息息相關(guān), 在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中占有極其重要的地位[1]。由于人口數(shù)量龐大, 人均水土資源占有量少, 如何有效提高農(nóng)業(yè)用地的綜合生產(chǎn)能力和保持糧食產(chǎn)量的持續(xù)增長是保障中國糧食安全的重要途徑。在當今全球變化與工業(yè)化、城市化背景下, 中國糧食生產(chǎn)時空分異格局發(fā)生了明顯變化, 糧食流通也由過去的“南糧北調(diào)”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨奔Z南運”[2]。未來一段時間, 中國農(nóng)業(yè)將面臨多重挑戰(zhàn): 耕地面積減少、耕地質(zhì)量退化、水資源短缺與生態(tài)環(huán)境惡化等問題愈發(fā)突出,并可能引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)退化和糧食減產(chǎn)等問題[3-6]。中國農(nóng)業(yè)既要土地集約化提高耕地的綜合生產(chǎn)能力,穩(wěn)步提高糧食生產(chǎn)能力, 保障國家糧食安全, 又要合理利用不同類型的土地退耕還林還草, 保障國家生態(tài)安全。因此, 分析中國糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)用地的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢, 以及糧食生產(chǎn)和耕地等農(nóng)業(yè)資源的匹配性, 對于合理利用土地和提高土地綜合生產(chǎn)能力, 保障國家糧食安全和生態(tài)安全具有重要意義。

糧食生產(chǎn)的空間格局體現(xiàn)了糧食種植面積和產(chǎn)量在地理學視角下的區(qū)域性特征, “空間分異”反映了格局在時間維度的演變過程, 格局和分異研究是地理學領(lǐng)域的前沿方向和重要方法[7]。近年來很多學者從不同視角研究了中國糧食生產(chǎn)的時空變化格局和農(nóng)業(yè)資源的匹配性。一些學者基于行政分區(qū)分析了中國糧食生產(chǎn)時空變化特征, 如楊春霞等[8]利用中國縣域糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù), 采用動態(tài)分析、空間分析等方法, 分析了主要糧食作物產(chǎn)量及結(jié)構(gòu)的時空格局變化; 薛劍等[9]綜合采用探索性空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)、重心遷移模型對河南省縣域糧食生產(chǎn)格局演化及影響進行了研究; 蘇陽[10]探究了黑龍江省1980—2010年水稻、玉米、大豆和小麥4種農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)時空變化特征及影響因素。保障糧食安全是中國農(nóng)業(yè)的永恒主題和難題, 中國糧食生產(chǎn)潛力地域差異顯著, 水資源短缺、水土資源空間分布不匹配、光熱資源利用效率較低等問題影響著中國糧食生產(chǎn)的健康發(fā)展[11-13]。因此, 也有一些學者從糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)資源的匹配性方面對中國糧食生產(chǎn)的時空變化進行了分析, 以充分挖掘不同地區(qū)光、溫、水、土等農(nóng)業(yè)資源的利用效率和提高糧食產(chǎn)量。楊鑫和穆月英[14]基于基尼系數(shù)和不平衡系數(shù)發(fā)現(xiàn)2000—2017年中國糧食生產(chǎn)與水資源空間匹配狀態(tài)不斷惡化; 李帥[15]使用Manner-Kendall檢驗、REOF、k-means聚類分析等方法來研究中國農(nóng)業(yè)熱量資源時空格局及長期變化趨勢; 李明輝[16]通過分析2001—2016年山東和各地市糧食生產(chǎn)水資源配置效率及時空分布規(guī)律, 提出了糧食生產(chǎn)水資源優(yōu)化配置策略。這些研究從不同尺度揭示了糧食生產(chǎn)及種植結(jié)構(gòu)時空變化格局與自然資源的匹配性, 為優(yōu)化糧食生產(chǎn)布局、保障國內(nèi)糧食安全、構(gòu)建區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展機制提供了參考[17-19]。

作物空間格局是人類對土地資源利用方式的體現(xiàn), 格局的演變展示了人類在生產(chǎn)過程中對氣象、土壤等自然環(huán)境要素的自適應調(diào)整和優(yōu)化, 分析和研究農(nóng)作物時空格局是探索和解讀“自然-人類-社會”綜合復雜關(guān)系的關(guān)鍵。現(xiàn)有研究大多側(cè)重中國糧食生產(chǎn)時空分異的經(jīng)濟地理特點, 從行政分區(qū)或農(nóng)業(yè)區(qū)劃視角分析糧食生產(chǎn)的時空變化, 雖然有學者研究涉及糧食生產(chǎn)的自然地理特點, 但大多是從水熱資源的角度進行考察, 基于地貌分區(qū)的糧食生產(chǎn)時空變化研究尚不多見。鑒于此, 本文利用1985—2015年中國縣域單元糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù), 綜合運用空間分析、集中度指數(shù)、變異系數(shù)分析等方法, 基于不同地貌分區(qū)來定量揭示近30年中國糧食生產(chǎn)空間分異的地形地貌特點。本研究為中國糧食生產(chǎn)空間分異定量化提供了新的視角, 也為未來制定不同類型的糧食生產(chǎn)區(qū)域策略提供了理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文涉及到的1985—2015年(每5年一個節(jié)點)全國(不包括香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)、臺灣省)分縣區(qū)作物生產(chǎn)數(shù)據(jù), 包含小麥、玉米、水稻、大豆和馬鈴薯5種主要糧食作物的播種面積和總產(chǎn), 數(shù)據(jù)來源于中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)信息研究所。本文采用的地貌分區(qū)底圖和包含全國34個省市區(qū)2894個縣級行政區(qū)及邊界的地理信息系統(tǒng)(geographic information system, GIS)數(shù)據(jù), 來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心的資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(http://www.resdc.cn/)。

1.2 研究方法

1.2.1 地貌分區(qū) 文中地貌分區(qū)依據(jù)2009年中國科學院地理科學與資源研究所編制的1∶100萬中國地貌圖[20], 其地貌類型分布數(shù)據(jù)來源于《中華人民共和國地貌圖集(1∶100萬)》, 具體按照海拔高度、起伏度、成因類型等細分為26類。具體工作中對一些地區(qū)進行了歸并, 最終將全國分為4種地貌類型區(qū)(圖1), 分別為平原(低海拔平原、中海拔平原、高海拔平原、極高海拔平原)、臺地(低海拔臺地、中海拔臺地、高海拔臺地、極高海拔臺地)、丘陵(低海拔丘陵、中海拔丘陵、高海拔丘陵、極高海拔丘陵)、山地(小起伏低山、小起伏中山、小起伏高山、小起伏極高山、中起伏低山、中起伏中山、中起伏高山、中起伏極高山、大起伏中山、大起伏高山、大起伏極高山、極大起伏中山、極大起伏高山、極大起伏極高山)。

1.2.2 糧食生產(chǎn)集中度 糧食生產(chǎn)集中度指數(shù)定義為“某地區(qū)某時期糧食產(chǎn)量(播種面積)占同期全國糧食總產(chǎn)量(總播種面積)的比重”, 該指標可以解釋某一時期各分區(qū)糧食總產(chǎn)量(總播種面積)對同時期全國總量的貢獻情況, 公式表示為:

式中, CRij為i地區(qū)j時期占同期糧食總量的比重(%),即糧食生產(chǎn)集中度指數(shù);Gij為i地區(qū)j時期糧食產(chǎn)量(單位: t)或播種面積(單位: hm2);Gj為j時期全國糧食產(chǎn)量(單位: t)或播種面積(單位: hm2)[21]。

1.2.3 糧食生產(chǎn)變異系數(shù) 采用變異系數(shù)探究全國不同地貌分區(qū)糧食產(chǎn)量(播種面積)的波動性, 變異系數(shù)指標準差與糧食產(chǎn)量(播種面積)平均值的比值, 其能反映全國不同分區(qū)糧食生產(chǎn)變化的相對均衡性[22]。計算公式如(1)和(2):

式(1)和式(2)中,σ表示標準差, CV表示變異系數(shù),Xi表示i分區(qū)的糧食產(chǎn)量(播種面積),表示各分區(qū)糧食產(chǎn)量(播種面積)的平均值,n表示地貌分區(qū)數(shù)。

1.2.4 基于ArcGIS的糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)的空間分割

計算不同地貌分區(qū)的糧食生產(chǎn)集中度, 首先必須統(tǒng)計各區(qū)的糧食播種面積和產(chǎn)量, 然而中國現(xiàn)有的各種糧食產(chǎn)量(播種面積)數(shù)據(jù)都是按行政區(qū)統(tǒng)計的省域或縣域數(shù)據(jù), 在利用縣域數(shù)據(jù)計算各分區(qū)的糧食產(chǎn)量(播種面積)過程中, 可能有一些縣出現(xiàn)跨區(qū)的情況, 因此需要對這些跨區(qū)縣份的糧食產(chǎn)量(播種面積)數(shù)據(jù)進行空間分割。本研究參考徐海亞等[2]在研究自然地理分區(qū)下中國糧食生產(chǎn)格局變化時所采用的糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)空間分割方法, 基于地理信息系統(tǒng)ArcGIS10.6的疊加分析功能, 依據(jù)跨區(qū)縣份在不同分區(qū)的占地面積進行糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)的空間分割。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于地貌分區(qū)的1985—2015年中國糧食生產(chǎn)時空變化

2.1.1 1985—2015年中國糧食播種面積及總產(chǎn)的變化 對1985—2015年中國糧食生產(chǎn)變化分析表明, 近30年中國糧食播種面積和糧食總產(chǎn)分別增加了9.0%和75.5%, 糧食生產(chǎn)有向平原區(qū)和臺地集中的趨勢, 30年來平原區(qū)平均生產(chǎn)糧食占中國的42.7%, 臺地、丘陵和山地生產(chǎn)的糧食分別占中國糧食總產(chǎn)的17.2%、14.7%和25.5%。由圖2可知, 近30年來平原區(qū)糧食播種面積和產(chǎn)量占比最高, 到2015年分別占全國的40.2%和45.1%。不同地貌類型糧食播種面積總體呈現(xiàn)增加趨勢, 其中平原區(qū)播種面積增加最多, 從1985年的4195.72萬公頃, 增加到2015年的4616.29萬公頃, 30年增加了420.56萬公頃, 增幅10.0%, 其次為臺地、丘陵和山地, 分別增加了310.08萬公頃、213.68萬公頃和1.33萬公頃, 增幅17.6%、13.6%和0.04%。不同地貌類型糧食產(chǎn)量也呈現(xiàn)增加趨勢, 其中平原區(qū)增加最多, 從1985年的15,397.49萬噸, 增加到2015年的29,493.90萬噸, 增加了14,096.41萬噸, 增幅91.6%,其次為臺地、山地和丘陵, 分別增加了5314.99萬噸、4777.41萬噸和3920.09萬噸, 增幅分別為84.8%、71.4%和47.3%。

2.1.2 1985—2015年中國糧食生產(chǎn)集中度的變化

對中國糧食播種面積及總產(chǎn)的集中度分析表明,平原區(qū)以占全國22.9%的土地面積生產(chǎn)了全國40%以上的糧食, 從30年變化趨勢來看糧食總產(chǎn)向平原和臺地集中的趨勢明顯。由表1可知, 平原區(qū)的播種面積和產(chǎn)量集中度占比最高, 且總體呈上升趨勢,30年間分別累計上升了0.4%和3.8%。臺地的播種面積和產(chǎn)量集中度總體也呈上升趨勢, 30年分別累計上升了1.3%和0.9%。丘陵區(qū)的播種面積集中度增加, 而產(chǎn)量集中度呈下降趨勢, 30年分別累計上升和下降了0.6%和0.3%。山地的播種面積和產(chǎn)量集中度均呈現(xiàn)下降趨勢, 30年分別累計下降了2.3%和4.4%。

表1 1985–2015年中國不同地貌類型糧食播種面積及產(chǎn)量集中度Table 1 Grain planting area and yield concentration of different geomorphological division from 1985 to 2015 in China

2.2 基于不同地貌類型區(qū)的1985—2015年主要糧食作物生產(chǎn)的時空變化

2.2.1 中國主要糧食作物播種面積及產(chǎn)量的變化

選取水稻、小麥、玉米、大豆、馬鈴薯等5種主要糧食作物, 分析其在不同地貌類型下播種面積和產(chǎn)量的變化情況。由圖3可知, 水稻播種面積和產(chǎn)量在平原占比最高, 30年來平均占全國的28.1%和30.6%, 其在平原、臺地和丘陵的播種面積和產(chǎn)量不斷增加, 以平原區(qū)增加最多, 30年間分別增加了137.40萬公頃和2411.64萬噸, 增幅分別為57.1%和18.9%, 其次為臺地和丘陵, 而在山地水稻的播種面積減少了15.7%。小麥播種面積和產(chǎn)量在平原區(qū)占比分別為55.4%和63.3%, 近30年小麥播種面積在平原區(qū)趨于穩(wěn)定, 而在其他3種地貌中總體呈減少趨勢, 其中山地減少最多, 減少了30.9%, 而產(chǎn)量在不同分區(qū)均呈增加趨勢, 以平原區(qū)增加最多, 近30年增加了4822.18萬噸, 增幅95.7%。玉米在平原的播種面積和產(chǎn)量占比分別為43.8%和46.9%,且近30年分別增加了1130.71萬公頃和9726.64萬噸, 增幅156%和346%, 而在其他3種地貌中同樣呈現(xiàn)增加趨勢。大豆在平原的播種面積和產(chǎn)量占比分別為38.8%和40.7%, 30年間其播種面積和產(chǎn)量在臺地、丘陵和山地呈增加趨勢, 以丘陵和山地增加最多, 播種面積分別增加了36.1%和20.6%, 而產(chǎn)量分別增加了100.0%和75.8%。馬鈴薯在山地的播種面積和產(chǎn)量占比最高, 分別占全國的55.7%和54.1%, 且30年間以山地增加最多, 分別增加了107%和204%, 其次為丘陵, 而平原和臺地間增量差距不大。

2.2.2 中國主要糧食作物生產(chǎn)集中度的變化 對5種糧食作物近30年的播種面積及產(chǎn)量集中度變化分析表明, 水稻、小麥、玉米三大糧食作物的生產(chǎn)均呈現(xiàn)向平原區(qū)集中的趨勢, 而大豆和馬鈴薯的生產(chǎn)向丘陵和山地集中的趨勢明顯。由圖4可知, 30年來水稻、小麥、玉米和大豆的播種面積和產(chǎn)量集中度在平原區(qū)占比最高, 且均超過了全國的30%,而馬鈴薯在山地占比最高, 占到全國的50%以上。30年間水稻的播種面積和產(chǎn)量集中度在平原、臺地和丘陵, 其呈上升趨勢, 其中平原區(qū)上升最多, 分別上升了3.9%和3.6%, 其次為臺地和丘陵, 而在山地呈下降趨勢, 分別下降了7.1%和6.5%。30年來小麥的播種面積和產(chǎn)量集中度在平原區(qū)不斷上升且上升速度最快, 分別上升9.6%和10.6%; 而在其余3種地貌類型中呈下降趨勢, 其中山地下降最多, 分別下降了4.1%和5.2%。玉米的播種面積和產(chǎn)量集中度在平原、臺地和丘陵呈上升趨勢, 而在山地呈下降趨勢, 分別下降了7.0%和6.1%。大豆的播種面積和產(chǎn)量集中度在臺地、丘陵和山地, 其呈上升趨勢,其中丘陵區(qū)增加最多, 分別上升了6.4%和6.2%。而在平原區(qū)降幅較大, 分別下降了16.6%和14.1%。馬鈴薯的播種面積和產(chǎn)量集中度在平原區(qū)呈下降趨勢,30年來分別下降了2.6%和1.5%, 在丘陵呈上升趨勢, 分別上升了3.8%和3.7%, 在臺地變化幅度不大,而平原區(qū)馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量集中度年際間波動較大, 1985—1990年間呈上升趨勢, 1990—2000年間分別下降了7.9%和4.9%, 而2000—2015年總體呈現(xiàn)上升趨勢, 分別上升了3.0%和1.2%。

2.3 不同地貌分區(qū)的糧食生產(chǎn)波動分析

對近30年不同地貌分區(qū)糧食生產(chǎn)波動分析表明, 全國不同地貌分區(qū)糧食播種面積變化差異不大,而產(chǎn)量變化差異加大, 不同糧食作物在分區(qū)間的播種面積和產(chǎn)量差異各呈現(xiàn)不同變化趨勢。由圖5-A所示結(jié)果可見, 1985—2015年間, 糧食播種面積變異系數(shù)介于0.43~0.46之間, 變動范圍相對較小, 說明全國不同地貌分區(qū)間糧食播種面積總體變化差異不大。水稻、玉米和大豆的變異系數(shù)總體趨于下降,30年變異系數(shù)下降了0.11、0.03和0.41, 表明這3種作物在不同分區(qū)間的播種面積變化趨于穩(wěn)定。小麥的變異系數(shù)30年上升了0.25, 表明其在不同分區(qū)間的播種面積變化差異加大。馬鈴薯播種面積的變異系數(shù)年際間變化幅度較大, 1985—1990年上升了0.12, 1990—2000下降了0.21, 2000—2015年上升了0.09。由圖5-B所示結(jié)果可見, 30年間, 糧食產(chǎn)量變異系數(shù)增加了0.07, 說明全國不同地貌分區(qū)間糧食產(chǎn)量變化差異加大。水稻、大豆和馬鈴薯的變異系數(shù)總體趨于下降, 30年分別下降了0.06、0.37和0.07,表明這3種作物在不同分區(qū)間的產(chǎn)量變化趨于穩(wěn)定。小麥的變異系數(shù)總體趨于上升, 30年上升了0.29, 表明其不同分區(qū)的產(chǎn)量變化差異加大。玉米總產(chǎn)的變異系數(shù)年際間變化幅度較大, 1985—1995年上升了0.10, 1995—2005年下降了0.11, 2005—2015年上升了0.13。

3 討論

3.1 中國糧食生產(chǎn)時空分布特征

事物在時間和空間上的變化是相互聯(lián)系的, 空間是時間快慢變化同質(zhì)的區(qū)域, 時間是空間長短變化同歸的程序[23]。通過時空分異研究可以理解、掌握和總結(jié)研究目標屬性的時空規(guī)律性。時空分異的研究內(nèi)容是空間分布和空間配置及其時間上的變化,包括空間格局特征、時間序列特征和時空變化特征。本研究基于地貌分區(qū)分析了1985—2015年中國糧食生產(chǎn)時空分異特征, 量化了各種地貌分區(qū)生產(chǎn)的糧食占中國糧食總產(chǎn)的比重, 以及水稻、小麥、玉米等主要糧油作物的分區(qū)分布特征及其變化趨勢, 研究結(jié)果為中國糧食區(qū)域布局優(yōu)化提供了依據(jù)。中國糧食的生產(chǎn)主要集中在平原區(qū), 尤其是東北平原、華北平原和長江中下游平原, 三大平原的糧食產(chǎn)量占中國糧食產(chǎn)量的57.0%[24], 這一比例要高于本研究中的平原區(qū)糧食生產(chǎn)的比重(42.7%), 其原因主要是東北平原、華北平原和長江中下游三大平原的范疇應該是基于大地形地貌的, 而沒有考慮小地形變化, 不能算嚴格按地貌分區(qū)的精確統(tǒng)計。實際上東北、華北和長江中下游平原還包括了丘陵、臺地等小地形, 因此前人研究結(jié)果要遠高于本研究的結(jié)果。此外, 前人的研究大多都是基于行政分區(qū)和大的地形分析的, 王鳳等[25]從縣域?qū)用鎸⒕糯筠r(nóng)區(qū)分為平原、丘陵和山區(qū)3種地形, 來研究糧食生產(chǎn)變化的地形分異規(guī)律, 但其分區(qū)可能未充分考慮各縣份地形地貌變化的跨區(qū)性。劉玉等[26]從南北方、四大經(jīng)濟區(qū)、八大糧食生產(chǎn)區(qū)、13個糧食主產(chǎn)省等類型分區(qū)探討了1998—2010年中國糧食生產(chǎn)時空格局變化, 其研究更多的偏向經(jīng)濟地理特點分區(qū), 而本文從地形地貌的自然地理視角出發(fā), 以便更好的反映糧食生產(chǎn)與自然資源的匹配性。徐海亞和朱會義[2]基于自然地理分區(qū)對中國糧食生產(chǎn)格局變化也進行了研究, 文中把中國按照不同地貌分為山地及丘陵、高原及臺地、平原3種大地形, 把丘陵劃分到山地中, 可能對于兩者在海拔、起伏度和分布上的區(qū)別不能夠很好地體現(xiàn)。相對于前人的研究, 本文進一步探討了水稻、小麥、玉米等主要糧食作物生產(chǎn)的地貌分區(qū)時空分布特征, 這部分研究為進一步優(yōu)化各種作物的布局和制定不同分區(qū)類型的作物發(fā)展策略提供了依據(jù)。

3.2 糧食生產(chǎn)時空變化的影響因素

明晰內(nèi)外部要素對農(nóng)作物時空格局的驅(qū)動方式可以有效評估和管理國家糧食安全狀態(tài)。時空格局變化研究包括3個方面: 一是研究區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生產(chǎn)在時間序列上的變化; 二是相同時期不同區(qū)劃之間農(nóng)作物生產(chǎn)的空間差異; 三是時空格局變化的影響要素和驅(qū)動因子的分析[27]。改革開放以后中國經(jīng)濟、社會和生產(chǎn)發(fā)生了巨變, 農(nóng)業(yè)也由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)邁進, 作物種植和布局也隨著社會需求、資源等變化發(fā)生了明顯的變化, 其背后有這復雜的驅(qū)動因素。平原區(qū)土壤肥沃、自然災害少、氣候條件相對優(yōu)越, 適宜多種作物種植, 特別是華北平原、東北平原等地區(qū), 近30年來由于農(nóng)業(yè)技術(shù)條件的不斷改善, 如農(nóng)業(yè)機械動力、灌溉、化肥、地膜、優(yōu)良品種等的廣泛應用, 高產(chǎn)耕地面積增加, 勞動生產(chǎn)率不斷提升, 推動著糧食生產(chǎn)向平原區(qū)集中[26,28-29]。丘陵和山地由于受地形、氣候等條件限制, 更偏向季節(jié)性休耕或轉(zhuǎn)種經(jīng)濟作物[30], 導致糧食作物生產(chǎn)的比重下降。不同地區(qū)糧食生產(chǎn)政策的調(diào)整也將影響糧食生產(chǎn)的時空變化, 包括農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、高標準農(nóng)田及農(nóng)業(yè)生態(tài)工程建設(shè)、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國家農(nóng)業(yè)補貼投入力度等[25,31]。

在全國糧食生產(chǎn)時空分異格局發(fā)生變化的大背景下, 糧食生產(chǎn)向具有比較優(yōu)勢的地區(qū)偏移或集中,地區(qū)間糧食產(chǎn)量差異加大, 這有利于充分發(fā)揮當?shù)刈匀毁Y源優(yōu)勢, 也有利于規(guī)模化、機械化生產(chǎn), 進而提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)效益。丘陵和山地糧食生產(chǎn)集中度下降, 可以為水果、茶葉等經(jīng)濟作物提供發(fā)展空間, 這更有利于促進糧食生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)資源的合理高效配置, 進而提高中國農(nóng)業(yè)用地的綜合生產(chǎn)能力[32-33]。但是糧食生產(chǎn)向平原區(qū), 尤其是華北平原和東北平原集中的同時也會加劇北方地區(qū)地下水、黑土資源過度開采的問題[27-28]。因此, 需要從宏觀的角度加強基于自然地理(地貌、氣候變化)分區(qū)的中國糧食生產(chǎn)變化研究, 以便進一步采取措施調(diào)整糧食種植結(jié)構(gòu), 優(yōu)化糧食生產(chǎn)布局, 推動糧食生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)資源的合理配置, 進而提高中國農(nóng)業(yè)用地的綜合生產(chǎn)能力和保持糧食產(chǎn)量的持續(xù)增長。

4 結(jié)論

基于GIS空間分析技術(shù), 本文定量揭示了近30年中國糧食生產(chǎn)空間分異演變的地貌分區(qū)特征。研究表明, 平原區(qū)糧食總產(chǎn)占全國糧食總產(chǎn)的比重最高, 達到42.7%, 山地、臺地和丘陵的占比分別為25.5%、17.2%和14.7%, 近30年糧食生產(chǎn)向平原和臺地集中的趨勢明顯, 二者的糧食產(chǎn)量集中度分別上升了3.8%和0.9%, 而山地和丘陵的集中度下降了4.4%和0.3%。水稻、小麥、玉米和大豆的生產(chǎn)在平原區(qū)集中度分別為30.6%、63.3%、46.9%和40.7%,而山地生產(chǎn)的馬鈴薯占全國馬鈴薯總產(chǎn)的54.1%。近30年水稻、小麥、玉米呈現(xiàn)向平原區(qū)集中的趨勢,產(chǎn)量集中度分別上升了3.6%、10.6%和1.8%, 而大豆和馬鈴薯向丘陵和山地集中的趨勢明顯, 二者在丘陵區(qū)產(chǎn)量集中度分別上升了6.2%和3.7%。以上分析表明, 近30年基于地貌分區(qū)的全國糧食生產(chǎn)分異格局發(fā)生了很大的變化, 不同地貌分區(qū)間糧食產(chǎn)量差異加大。上述研究結(jié)果為不同地形地貌區(qū)域的糧食和作物布局提供了依據(jù)和參考, 可以為國家或地區(qū)制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應性對策、正確指導農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和合理開發(fā)利用農(nóng)業(yè)資源提供理論依據(jù)。