長江流域糧食生產(chǎn)時空演變格局分析

山東建筑大學 李凱龍

糧穩(wěn)則天下安。糧食安全是國家安全的根本所在，是推進經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的重要基礎，是實現(xiàn)社會穩(wěn)定的重要保障。中國是糧食生產(chǎn)和消費的大國，保障糧食安全不僅對本國安全有重要的意義，也對世界糧食市場的穩(wěn)定產(chǎn)生深遠的影響。2019年3月8日，習近平總書記明確指出：確保農(nóng)產(chǎn)品特別是糧食供給，是實現(xiàn)鄉(xiāng)村戰(zhàn)略的首要任務；我國是一個人口眾多的大國，解決好吃飯問題始終是治國理政的頭等大事[1]。我國糧食產(chǎn)量雖然連年增長，但是隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，導致耕地面積不斷減少，自2000年到2010年間，我國耕地面積減少了104.03萬公頃，年均減少10.4萬公頃，糧食生產(chǎn)重心也慢慢向北部和中部地區(qū)移動，區(qū)域差異現(xiàn)象愈發(fā)突出；隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，在快速城鎮(zhèn)化過程中所產(chǎn)生的負面效應日益凸顯，由于農(nóng)村年輕勞動力大都選擇到城市工作，農(nóng)村老齡化現(xiàn)象嚴重，農(nóng)村后備勞動力不足，這對糧食生產(chǎn)也有較大的影響；近年來，國際自然災害頻發(fā)，糧食貿(mào)易保護主義抬頭，給我國糧食進口帶來了極大的不確定性，加劇了保障我國糧食安全的壓力。習近平總書記在2020年兩會期間提出“手中有糧，心中不慌在任何時候都是真理”。如何保證糧食高效生產(chǎn)以及實現(xiàn)糧食區(qū)域間和區(qū)域內(nèi)的供需平衡成為中國保障糧食安全的核心問題，把握糧食生產(chǎn)時空變化客觀演變規(guī)律成為解決糧食問題的先決條件。

自21世紀初以來，眾多學者基于不同視角對中國糧食問題進行深入研究。這些研究大致可以分為三個方面：一是關于糧食安全政策保障探討，主要從糧食儲備、價格改革、糧食補貼政策、流通體制、農(nóng)業(yè)特區(qū)建設、進出口政策等方面進行研究；二是對糧食產(chǎn)量影響因素的探究，糧食產(chǎn)量低主要與自然災害、技術水平、水利設施以及勞動力等因素有關；三是揭示糧食生產(chǎn)的時空變化規(guī)律，有的學者從糧食總產(chǎn)量出發(fā)，利用縣域、省域糧食產(chǎn)量的面板數(shù)據(jù)，運用一些經(jīng)濟學方法去揭示糧食生產(chǎn)的時空變化，研究發(fā)現(xiàn)我國糧食生產(chǎn)呈現(xiàn)波動性和周期性規(guī)律，糧食重心北移西進，并且出現(xiàn)集聚現(xiàn)象。也有的學者基于人均糧食占有率的角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)我國糧食生產(chǎn)存在脆弱性，并提出了一些調(diào)控人地關系的解決措施。通過閱讀關于糧食生產(chǎn)時空變化研究的文獻，分析認為存在以下三個方面研究的不足：研究尺度上，限于數(shù)據(jù)的獲取難度，大都側(cè)重于某個區(qū)域、省域或者全國糧食總產(chǎn)量的變化情況為研究對象，以縣域為尺度的相關研究成果較少；研究深度上，缺乏對問題的深入分析，相關研究只是對中國糧食產(chǎn)量變化的表象特征描述，沒有深入探究糧食波動原因，也沒有提出針對性的建議措施；研究時間跨度上，缺乏時間序列連續(xù)性，大多以截面數(shù)據(jù)或者某些年份的面板數(shù)據(jù)為主，沒有以2000年到2018年這種大跨度的時間序列的相關研究。

近年來隨著長江經(jīng)濟帶上升為國家戰(zhàn)略，該地區(qū)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化快速推進，對糧食生產(chǎn)也帶來了一定的影響。因此本文選取長江流域省份的縣域作為分析單元，運用洛倫茲曲線、泰爾指數(shù)、空間自相關、重心轉(zhuǎn)移模型數(shù)據(jù)分析方法分析2000-2018年糧食生產(chǎn)的空間演變格局，以期為長江流域地區(qū)糧食生產(chǎn)布局與優(yōu)化和糧食生產(chǎn)政策的制定提供科學依據(jù)。

一、研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

（一）研究區(qū)域概況

長江流域是指長江干流和支流流經(jīng)的廣大區(qū)域，主要跨四川、云南、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、上海9個省（直轄市、自治區(qū)），流域總面積約為180萬km2。流域內(nèi)人口約占全國的30%, 耕地占全國的1/4，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值占全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的40%，為全國重要的糧食生產(chǎn)基地。

（二）研究數(shù)據(jù)

本文研究數(shù)據(jù)包括統(tǒng)計數(shù)據(jù)及空間數(shù)據(jù)。其中糧食產(chǎn)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于《中國縣域統(tǒng)計年鑒（2000-2018）》，該數(shù)據(jù)主要包括縣及縣市數(shù)據(jù)，市轄區(qū)數(shù)據(jù)缺失較多。本文涉及縣域單元（包含合并的市轄區(qū)）共640個，其中有效數(shù)據(jù)638個?？臻g數(shù)據(jù)采用2018年長江流域縣級行政區(qū)劃矢量圖，其他年份的縣級行政區(qū)劃以2018年行政區(qū)劃為準。

二、研究方法

（一）洛倫茲曲線與集中化指數(shù)

洛倫茲曲線是用來描述財富分配性質(zhì)的累計頻率曲線。本文應用洛倫茲曲線對糧食生產(chǎn)格局研究，以反映區(qū)域糧食生產(chǎn)的分散或集中程度[2]。首先，將各縣域的糧食產(chǎn)量與該區(qū)域糧食總產(chǎn)量的比重按由小到大排列；然后逐次計算糧食產(chǎn)量的累計百分比；最后繪制以縣域代碼為橫坐標（x），累計百分比為縱坐標(y)的實際分布曲線。該曲線為內(nèi)凹曲線，內(nèi)凹程度越大，糧食生產(chǎn)越分散，反之糧食生產(chǎn)越集中，當曲線成為對角線時，說明糧食生產(chǎn)呈均勻分布，當曲線是位于100%處與x軸平行，說明糧食生產(chǎn)呈集中分布，即全部集中于某一地區(qū)。由洛倫茲曲線可推導出集中化指數(shù)，算式如下：

式中I為集中化指數(shù)，A為縣域糧食產(chǎn)量的累計百分比的總和，M為集中分布時的累計百分比總和，R為均勻分布的累計百分比總和。I的取值范圍區(qū)間在0-1，取值范圍趨近于1，則集中化程度越高，趨近于 0 時，糧食生產(chǎn)趨近于均勻分布。

（二）泰爾指數(shù)

研究以省域為上、中、下游的分界，上游包括四川、重慶，中游為安徽、江西、湖南、湖北，下游為浙江、江蘇、上海。泰爾指數(shù)的計算公式如下：

（1）式中，n 為縣域單元數(shù)量，N 為縣域單元集合，yi為第i個單元糧食產(chǎn)量，μ為各單元糧食產(chǎn)量的平均值。式（3）式中，T為泰爾指數(shù)，Tw為區(qū)內(nèi)差異，Tb為區(qū)間差異，m為區(qū)域分組的個數(shù)，μk為區(qū)域內(nèi)各單元糧食產(chǎn)量均值，yi為各單元糧食產(chǎn)量，m為區(qū)域內(nèi)單元數(shù)量。

（三）重心轉(zhuǎn)移模型

本研究構(gòu)建的區(qū)域糧食產(chǎn)量重心模型表示為：

上式中:(xj，yj)為長江流域某要素第j年的重心坐標;(xj，yj)為第i個縣域單元幾何重心坐標 ;Gij(i=1，2，3，…，n)為第i縣域單元第j年的糧食產(chǎn)量。

三、結(jié)果與分析

（一）總體格局特征分析

2000年以來，長江流域糧食產(chǎn)量總體呈現(xiàn)增長態(tài)勢，且增幅明顯提升。在2000—2018年，長江流域糧食總產(chǎn)量從1.854億噸增加到2.079億噸，糧食總產(chǎn)量增加了2250.724萬噸，相較于2000年，2018年長江流域糧食生產(chǎn)總量增長了12%。由表1可知，2000年糧食產(chǎn)量≥45萬噸的縣域為135個，2018年增加到160個，其中變化較顯著的是糧食產(chǎn)量≥90萬噸的縣區(qū)由9個增加至40個，主要集中在江淮地區(qū)、江漢平原、洞庭湖平原，主要是由于該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越，地方政府頒布一系列保障糧食生產(chǎn)的政策，為糧食生產(chǎn)提供了良好的發(fā)展環(huán)境；15—30萬噸的縣區(qū)從181個降至139個，但分布較為分散；小于15萬噸的生產(chǎn)縣區(qū)從2000年的207個增加至234個，主要集中在川西山地、鄂西山地和浙西南丘陵地區(qū)，該地區(qū)地處山地丘陵地區(qū)，糧食生產(chǎn)條件受限，經(jīng)濟效益偏低，致使糧食生產(chǎn)轉(zhuǎn)向其它經(jīng)濟作物生產(chǎn)，同時該地區(qū)人口向城市化地區(qū)轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員減少也是導致糧食產(chǎn)量下滑的重要原因。

表1 2000—2018年長江流域縣區(qū)糧食生產(chǎn)分布（單位：個）

（二）長江流域糧食生產(chǎn)時空變化特征

1.長江流域糧食生產(chǎn)空間的集中化和區(qū)域不均衡化趨勢在擴大（圖1）

圖1 長江流域2000與2018年縣區(qū)糧食產(chǎn)量的洛倫茲曲線

根據(jù)長江流域的糧食產(chǎn)量占全區(qū)的比重大小排序，以各縣區(qū)糧食產(chǎn)量累計百分比為y軸，以縣區(qū)代碼為x軸，繪制洛倫茲曲線，結(jié)果如圖2。從糧食產(chǎn)量的洛倫茲曲線變化趨勢來看，2018年長江流域糧食生產(chǎn)的曲線內(nèi)凹程度明顯比2000年增大，表明了長江流域糧食生產(chǎn)集中化程度在增強。采用集中化指數(shù)來看，2000-2018長江流域糧食生產(chǎn)的集中化指數(shù)從0.4206增加到0.4805，表明了長江流域糧食生產(chǎn)不均衡化程度在加劇，糧食生產(chǎn)日益集中于少數(shù)產(chǎn)糧大縣，糧食生產(chǎn)的集聚程度日益強化，這與洛倫茲曲線分析的生產(chǎn)集中化程度在增強是一致的。

圖2 長江流域糧食生產(chǎn)2000-2018年重心移動變化軌跡

2.長江流域上中下游糧食生產(chǎn)的總體差異加大，區(qū)內(nèi)變化波動起伏，區(qū)間差異增長穩(wěn)定

根據(jù)計算公式得出長江流域上中下游糧食產(chǎn)量的泰爾指數(shù)，從總泰爾指數(shù)（T）來看，2000-2018年長江流域內(nèi)的泰爾指數(shù)持續(xù)上升，從2000年的0.400379上升至2018年的0.535935，表明了研究時間內(nèi)上中下游糧食生產(chǎn)的差異在逐步擴大。從泰爾指數(shù)分解的計算結(jié)果來看，上中下游的區(qū)間變化趨勢較不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出先下降再急劇上升最后趨于穩(wěn)定的態(tài)勢，從2000年的0.006933下降至2005年的0.003595，又在2010年迅速上升至0.014776，上升幅度約為2005年的3倍，最后該指數(shù)趨于穩(wěn)定，在0.015左右小幅波動。相比于區(qū)間變化，長江流域上中下游的區(qū)內(nèi)變化較為穩(wěn)定，整體呈上升趨勢，表明了上中下游區(qū)內(nèi)的糧食生產(chǎn)差異也在逐步擴大。

3.長江流域糧食生產(chǎn)重心整體向東南偏移，并逐步趨于穩(wěn)定

利用重心轉(zhuǎn)移模型計算出長江流域5個研究年份的糧食生產(chǎn)重心，如圖5所示，從圖中看出長江流域的糧食生產(chǎn)中心在湖北省仙桃市和漢川市境內(nèi)移動。2000、2005年長江流域的糧食重心生產(chǎn)均位于仙桃市北部，2010年生產(chǎn)重心發(fā)生變化，從仙桃市向東北方向轉(zhuǎn)移至漢川市中部，此后一直位于漢川市，小幅度向西北偏移。

四、結(jié)論與討論

長江流域糧食生產(chǎn)由自然資源稟賦、國家區(qū)域政策、社會經(jīng)濟發(fā)展水平以及科技要素投入水平等因素共同決定[3]。自然資源條件主要包括地形、土壤、氣候等；政策因素主要包括糧食補貼、基本農(nóng)田保護等；社會經(jīng)濟發(fā)展水平主要有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平、農(nóng)業(yè)從業(yè)人員等；科技水平主要包括農(nóng)業(yè)機械化水平、化肥的投入、品種改良等，另外還涉及國際進出口糧食以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等多重因素影響[4]。

本文利用統(tǒng)計和空間分析方法研究了2000-2018年長江流域縣域糧食生產(chǎn)空間格局演變的時空動態(tài)特征。結(jié)果表明：2000年以來，長江流域縣區(qū)糧食產(chǎn)量增加了2250.724萬噸，糧食生產(chǎn)逐步向平原區(qū)和產(chǎn)糧大縣集中，這說明了糧食生產(chǎn)受地形條件的影響糧食產(chǎn)區(qū)主要集中在長江流域的平原地區(qū)；集中化指數(shù)由 2000年的0.4206增加到2018年的0.4805，主要是由于我國將長江經(jīng)濟帶的發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，地區(qū)圍繞經(jīng)濟發(fā)展為中心，城市建設用地增加，農(nóng)用地面積減少以及農(nóng)業(yè)勞動力向城市轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)從業(yè)勞動力數(shù)量減少，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)遭到一定的破壞。長江流域上中下游糧食生產(chǎn)的區(qū)域差異加大，主要是由于上中下游經(jīng)濟發(fā)展水平差距明顯；長江流域糧食生產(chǎn)縣區(qū)成明顯的空間集聚狀態(tài)，高-高產(chǎn)量的地區(qū)主要分布在成都平原、江漢平原、江淮地區(qū)和洞庭湖平原，低-低集聚的地區(qū)主要分布在川西、皖南和浙西南地區(qū)，這與糧食生產(chǎn)重心向東南方向偏移基本一致。

本文僅是長江流域縣域糧食生產(chǎn)時空動態(tài)做的初步研究，而格局變化的深度原因未做深入分析和評價。由于無法獲取大量樣本數(shù)據(jù)，及受篇幅所限，本文僅從糧食總產(chǎn)量的要素分析，對糧食結(jié)構(gòu)以及品種的供需關系有待深入研究；尚未與其它流域地區(qū)的糧食生產(chǎn)做比較，而深度分析其空間格局變化的原因及提出有效的糧食發(fā)展政策是下一步亟需補充探討的重要方向。