粵港澳大灣區(qū)1990—2020 年農作物種植結構時空演變

胡韻菲，劉 序，梁俊芬，周燦芳，雷百戰(zhàn)，羅旖文，馮珊珊

（廣東省農業(yè)科學院農業(yè)經濟與信息研究所/農業(yè)農村部華南都市農業(yè)重點實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】農作物種植結構的時空演變特點是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究的重要內容［1］，對區(qū)域農業(yè)生產、糧食安全預警和評估的理論和實踐有重要意義［2］。農作物種植結構變化以區(qū)域農作物的種植面積變化數據為基礎，體現出一定時間內，區(qū)域內部農作物供給能力的變化，其規(guī)律特征可為未來合理調整區(qū)域種植結構和指導農業(yè)適應氣候變化提供依據。

【前人研究進展】當前國內對種植結構時空演變特征的研究，較重視區(qū)域農產品在較長時期供應能力的變化，主要關注點集中在糧食種植的時空格局變化及其因素分析上。劉珍環(huán)等［3］研究表明，我國的種植結構調整從2002 年起發(fā)生了重大變化，類型豐富度顯著增加，多元種植結構逐漸替代單一型種植結構，三大糧食作物占優(yōu)的單一種植結構類型呈逐年遞減趨勢。劉彥隨等［4］分析1990—2005 年我國糧食生產與耕地變化的時空動態(tài)特征，發(fā)現糧食產量變化對耕地變化的敏感性呈增強趨勢。隨著種植業(yè)專業(yè)分工發(fā)展，種植結構時空變化趨勢呈現空間聚集態(tài)勢。劉冬等［5］利用重心模型和區(qū)位商指數考察1995—2019 年陜西10 個地級市5 類14 種農作物重心格局的時空演變規(guī)律，指出農作物區(qū)域分工和專業(yè)化，促使主要農作物形成一定規(guī)模的集聚格局。同時，研究也逐漸關注生產格局的變化對農產品質量的影響［6］，石淑芹等［7］通過探討區(qū)域性耕地數量與質量動態(tài)變化對糧食生產能力的影響，發(fā)現耕地質量越好，糧食種植面積越有增加的趨勢。屈艷輝等［8］對河南糧食生產格局研究表明，其糧食生產朝低碳有機和規(guī)?；较虬l(fā)展。

國外對種植結構的研究成果，多體現在能源代替資源和種植結構發(fā)展演進規(guī)律上，能源資源的合理利用和人類消費需求合理性的反思與種植結構的關系，近年來關注度較高［9-12］。Willaarts等［13］采用足跡法評估2005—2011 年西班牙農業(yè)灌溉現代化政策的實施對土地、水、能源和碳排放的影響，發(fā)現價值低的非永久性作物逐步被價值高的永久性作物取代。Ersilia 等［14］采用SWAT模型研究流域水足跡，對意大利東南部地中海盆地的作物用水可持續(xù)性，進行污水擴散和點源污染的不確定性分析和評估，證明了盆地內水足跡的時空變異性很高，由于輸入物質和未知的自然背景要素，水足跡測量的不確定性變得很大；研究還指出，因為徑流不足以稀釋污染物負荷，導致當前的種植結構可能不可持續(xù)。“水足跡”“碳足跡”以及污染物控制程度等量化的種植結構相關研究充分體現了國際上對種植結構調控的重點方向為城市發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)的關系，重視生態(tài)系統(tǒng)對人口承載能力的考慮，更重視人類健康與對未來人與自然和諧關系是否可持續(xù)的預測。Mu?oz［15］等對位于城市、半城市和農村家庭的8 000 多戶碳足跡進程計算，證明了城市化發(fā)展可能會有助于降低未來碳足跡。

對多年統(tǒng)計年鑒數據進行時空分析，是國內研究區(qū)域種植結構時空變化的主要方法，數據單元多見為縣域層面。空間自相關模型［16-18］、地理加權回歸［8］、重心移動模型［4,19-20］是較為常見的方法。此外，還有研究從專業(yè)化生產程度［21-22］、耕地綜合質量評價［7］和土地利用類型變化的角度［23］探究農作物生產格局的變化。王愛民等［24］采用規(guī)模比較優(yōu)勢指數、單產比較優(yōu)勢指數以及綜合比較優(yōu)勢指數等方法，對天?？h2003—2012年種植面積較大且特色明顯的3 種主要農作物進行優(yōu)勢比較，發(fā)現馬鈴薯和油菜具有明顯優(yōu)勢，蔬菜則具有更大發(fā)展?jié)摿?，指出特色產區(qū)應該充分發(fā)揮區(qū)域氣候資源優(yōu)勢，形成優(yōu)勢作物的規(guī)模種植。

【本研究切入點】農作物種植結構的時空分布受自然資源和市場經濟行為影響不斷發(fā)生變化，常住人口超過8 000 萬的粵港澳大灣區(qū)（以下簡稱“大灣區(qū)”）農產品需求剛性增長與資源環(huán)境承載力的矛盾將越來越突出，及時對農業(yè)種植結構時空演變特征進行研究十分必要。黨的二十大報告指出，我國發(fā)展進入戰(zhàn)略機遇和風險挑戰(zhàn)并存、不確定難預料因素增多的時期，各種“黑天鵝”“灰犀?！笔录S時可能發(fā)生。必須增強憂患意識，堅持底線思維，做到居安思危、未雨綢繆，準備經受風高浪急甚至驚濤駭浪的重大考驗。為保障大灣區(qū)人們的飯碗端得更穩(wěn)、更牢，農作物種植結構也將面臨一系列問題。比如農產品產量與市場需求變化的適應、部分區(qū)域的農產品生產區(qū)污染問題突出［4,25］、農業(yè)經濟效益低導致農地非農化、作物連茬導致病蟲害加重等，均對種植結構的戰(zhàn)略性調整帶來了壓力。探究粵港澳大灣區(qū)農業(yè)種植結構的演變規(guī)律，是在未來一段時間內合理調整糧食種植結構和農業(yè)布局的基礎，為保障各類農產品供給提供重要依據。

【擬解決的關鍵問題】利用區(qū)縣級農作物種植數據，綜合運用時序變化趨勢、空間集聚分析等方法，從種植結構類型和種植面積占比變化趨勢分析大灣區(qū)縣域種植結構的時空特征，總結過去30 年的農作物種植結構時空變化規(guī)律，為大灣區(qū)農作物種植結構的科學調整和糧食安全保障提供科學支撐。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

1.1.1 區(qū)縣級農作物種植數據庫 建立1990、2000、2010、2015、2020 年粵港澳大灣區(qū)農作物總產量、面積和單產數據庫。由于《廣東農村統(tǒng)計年鑒》始于1993 年，因此1990 年縣級數據以1992 年數據代替；1990、2000 年薯類統(tǒng)計數據缺失；同時，因香港和澳門地區(qū)的數據無法獲取，本文僅討論粵港澳大灣區(qū)內地9 市的種植結構時空演變。以2020 年國家基礎地理信息中心發(fā)布的縣級行政邊界為基礎，依據歷史時期行政邊界變化，將大灣區(qū)內地9 市的農作物研究單元整合成51 個。農作物種類包括水稻、薯類、糖蔗、花生、蔬菜、瓜類、水果、桑、茶葉9 種。

1.1.2 種植結構類型 種植結構類型按某農作物播種面積占水稻、薯類、糖蔗、花生、蔬菜、瓜類、水果、桑、茶葉等9 種農作物總播種面積的比例計算。參考劉珍環(huán)等［3］研究方法，大灣區(qū)種植結構存在2 類情形：一是某農作物播種面積占總面積比例大于30%及前3 位的組合確定，一般組合不超過3 種作物。如：某縣級行政單元的農作物中前3 位只有水稻的種植面積占比高于30%，則認為該縣種植結構類型屬于水稻為主型；若其中有2 種或3 種農作物種植面積占比超過30%，則以超過的農作物進行組合，如水稻-蔬菜組合型、水稻-蔬菜-水果組合型。二是若沒有農作物種植面積占比高于30%，則以前3 位作為其種植結構類型，如某縣水稻面積占20%、水果占10%、蔬菜占17%，則該縣（區(qū)）的種植結構類型為水稻-水果-蔬菜組合型。

1.2 研究方法

1.2.1 農作物種植結構類型變化趨勢分析 為考察大灣區(qū)的農作物種植結構類型演變趨勢，參考劉珍環(huán)等［3］研究方法，采用種植類型組合豐富度計算公式，計算某一年份區(qū)域種植結構類型數量與研究時段內全部出現的類型比例：

式中，Rt為某年農作物種植結構類型的比例，其值域為（0，1］，值越大則種植結構類型越豐富；mt為某年種植結構類型的種類數量；mmax為研究時段內所有種植結構組合類型的種類數量。采用ArcGIS 軟件制作粵港澳大灣區(qū)農作物種植結構類型空間分布圖，并分析其空間分布變化特征。

1.2.2 農作物種植結構變化趨勢分析 為研究1990—2020 年大灣區(qū)農作物種植結構變化的狀況以及該種植結構類型的變化速率在空間上的差異，對大灣區(qū)51 個縣級行政單元的9 種農作物對應的種植面積占比按年份進行一元回歸分析，得到斜率系數（K），斜率計算公式如下：

式中，K為某類農作物種植面積占比的變化趨勢線性斜率，斜率為正表示該縣（區(qū)）的某種農作物呈增加趨勢，斜率為負則反之；K越大，表明變化程度越大。t為研究時段內的年份，n為研究時段內的年份數，Xtj表示某年j作物的種植面積占比。為分析30 年內區(qū)域農作物類型的種植面積占比變化，制作斜率系數（K）的空間分布圖。

1.2.3 農作物種植結構變化的空間聚集 采用局部空間自相關分析（LISA）方法測度大灣區(qū)農作物種植結構是否存在變化趨勢高度集聚［17］。局部Moran's I 指數公式如下：

式中，LISAi為農作物種植面積占比變化趨勢的局部自相關指數；s為某類農作物種植面積占比的變化趨勢線性斜率的標準差；xi為i縣（區(qū)）某類農作物種植面積占比的變化趨勢線性斜率；xj為j縣（區(qū)）某類農作物種植面積占比的變化趨勢線性斜率；為某類農作物種植面積占比的變化趨勢線性斜率的平均值；wij為空間權重，表示縣（區(qū)）級單元i與j的臨近關系，根據歐幾里得距離標準度量，當i縣（區(qū)）與j縣（區(qū)）相鄰時權重wij取1，否則取0。高高（HH）集聚和低低（LL）集聚的顯著性LISA 圖可分別表示農作物種植結構增加和減少變化趨勢在縣域層面上的連片分布。

2 結果與分析

2.1 粵港澳大灣區(qū)農作物種植結構變化

2.1.1 主要農作物種植面積占比變化 1990—2020 年，大灣區(qū)的薯類、糖蔗、花生、瓜類、桑和茶葉變化幅度不大，農作物種植結構主要變化體現在水稻、蔬菜和水果等農作物（表1）。具體來說，1990 年，大灣區(qū)農作物種植以水稻為主，蔬菜、水果次之；2000 年，水稻種植面積占比有所下降，但是仍然占大灣區(qū)主要農作物的50%，同時，蔬菜種植面積占比快速上升，水果種植面積占比也有所提高；2010 年，水稻種植面積占比減少為37%，蔬菜上升到34%，同時，水果提高到18%；2015 年，水稻種植面積占比繼續(xù)減少，蔬菜種植面積占比上升至36%，超過水稻；2020年，蔬菜為大灣區(qū)種植面積最大的農作物，比例達38%，水稻則占34%?？傮w，大灣區(qū)農作物種植結構中，水稻比例從1990 年的66%下降到2020 年的34%，蔬菜比例從1990 年的12%上升到2020 年的38%，水果比例從1990 年的11%上升到2020 年的19%，反映近30 年來大灣區(qū)農作物種植結構從糧食逐漸向蔬菜、水果轉變。

表1 大灣區(qū)不同時間節(jié)點主要農作物種植面積占比Table 1 Proportion of main crops planted area at different time nodes in the GBA (%)

由大灣區(qū)不同時間節(jié)點主要種植農作物的總產量和單產變化（圖1）可知，水稻和糖蔗的總產量明顯下降，蔬菜和水果的產量不斷上升，與種植面積的變化趨勢對應；單產方面，除了水稻變化不明顯，糖蔗、蔬菜、瓜類以及水果等經濟作物的單產均有較明顯的提高。近30 年來對經濟作物重視程度的提升，以及農作物種植基礎條件均改善，使其單產不斷提高。

2.1.2 糧食和經濟作物種植面積比變化 圖2 按照1990 年的糧-經種植面積比排序，突顯不同城市（區(qū)域）30 年間的變化特征與變化幅度?？傮w來看，粵港澳大灣區(qū)糧-經種植面積比從1990年的2.11 下降到2020 年的0.63，表明糧食作物種植面積從1990 年兩倍于經濟作物，逐漸減少到2020 年僅為經濟作物的60%左右。具體而言，1990 年，除深圳外，大灣區(qū)其他8 市糧食和經濟作物種植面積之比都大于1，糧食作物占農作物播種面積的50%以上，為主導作物，江門、中山、肇慶等城市的糧-經種植比甚至超過2.5；2000年，廣州、珠海、佛山、東莞4 市的糧-經種植面積比下降至小于1 的水平，表明該時期大灣區(qū)有近一半城市糧食種植面積低于經濟作物，且沒有城市的糧-經種植面積比大于2。2010—2020 年，大灣區(qū)絕大部分城市的糧-經種植面積比持續(xù)下降，其中，中山、佛山、東莞下降程度較大。30年間，深圳糧-經種植面積比變化絕對值最小，中山最大；江門糧-經種植面積比變化率最小，東莞最大。截至2020 年，大灣區(qū)9 市中僅江門糧食作物的種植面積大于經濟作物種植面積。

圖2 大灣區(qū)及內地九市不同時間節(jié)點糧食和經濟作物種植面積比Fig.2 Ratio of planting area of food and cash crops at different time nodes in the GBA and 9 mainland cities

2.2 粵港澳大灣區(qū)農作物種植結構類型變化

2.2.1 主要農作物種植結構類型分布 對大灣區(qū)內地9 市51 個縣（區(qū)）1990—2020 年種植結構類型、分布數量和豐富度進行匯總，結果見表2。本研究所選年份節(jié)點中，大灣區(qū)種植結構類型共10 種，其中以水稻、蔬菜為主型的變化最為顯著。種植結構屬于水稻為主型的縣（區(qū)）數從1990 年的29 個減少到2020 年的5 個，蔬菜為主型的縣（區(qū)）數則從1990 年的6 個增加到2020 年的25個，與大灣區(qū)水稻減少、蔬菜增加的變化趨勢相對應；水稻-蔬菜-水果組合型的縣（區(qū)）數從1990 年的0 個增加到2020 年的10 個，蔬菜-水果組合型的縣（區(qū)）數則從1990 年的2 個增加到2020 年的6 個，表明組合型種植結構一定程度上代替了單一型農作物為主型的種植結構。值得一提的是，水果為主型的縣（區(qū)）數從1990 年的1個增加到2020 年的4 個，表明在大灣區(qū)，水果比除水稻、蔬菜外的其他農作物更具競爭力。從種植結構類型豐富度變化來看，大灣區(qū)自2000 年開始的3 個時間節(jié)點上種植結構類型保持在7 種，高于1990 年的5 種，可見大灣區(qū)種植結構豐富度有提升，但沒有形成顯著趨勢；從集中程度來看，1990 年大灣區(qū)74%縣（區(qū)）的種植結構類型屬于水稻為主型，2000 年45%縣（區(qū)）的屬于水稻為主型，2010 年41%縣（區(qū)）屬于蔬菜為主型，2020 年50%縣（區(qū)）屬于蔬菜為主型，表明水稻為主型種植結構逐步失去競爭力，蔬菜種植對農戶吸引力顯著上升。

表2 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)種植結構類型及分布數量Table 2 Planting structure type and distribution quantity in the GBA from 1990 to 2020

對大灣區(qū)1990—2020 年5 個時間節(jié)點當年對應的主要種植結構類型縣（區(qū)）數占比進行比較（圖3），以2010 年為分界，2010 年前種植結構以水稻為主型；2010 年后轉變?yōu)槭卟藶橹餍停ㄕ籍斈杲y(tǒng)計縣區(qū)數50%，下同）占半數，水稻-蔬菜-水果組合型（20%）為輔，水稻為主型、水果為主型和蔬菜-水果組合型（各占約10%）三類平衡的格局。

圖3 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)主要種植結構類型比例Fig.3 Proportion of main planting structure types in the GBA from 1990 to 2020

2.2.2 大灣區(qū)內地九市農作物種植結構豐富度及類型變化 由圖4 可知，廣州、深圳種植結構的豐富度最高達0.4，而在2015、2020 年，大灣區(qū)內地九市種植結構豐富度最多僅達到0.3，即一個城市最多只有大灣區(qū)30 年10 類種植結構類型中的3 種。從單個城市來看，東莞與中山種植結構只有一種，廣州、深圳、佛山、惠州、江門的種植結構豐富度先升后降，珠海和肇慶則自2000 年豐富度有所增加后維持不變。

圖4 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)內地九市種植結構豐富度Fig.4 Planting structure richness of 9 mainland cities in the GBA from 1990 to 2020

由表3 可知，大灣區(qū)種植結構從水稻為主型轉變?yōu)樗?蔬菜-水果組合型，其中，在2010、2015 年2 個時間節(jié)點，組合型種植結構中蔬菜與水稻的比例相當，2020 年蔬菜比例超過水稻。廣州、佛山、中山3 市的種植結構類型演變相似，均從水稻為主型或水稻-蔬菜組合型向蔬菜為主型轉化；惠州、東莞、肇慶3 市則從水稻為主型向蔬菜-水稻-水果型或蔬菜-水果型兩種以蔬菜為主的組合型種植結構轉化；江門一直以水稻為主型，且水稻的種植面積占比波動不顯著；相對而言，深圳的演變較特殊，1990 年深圳是唯一的水果-水稻-蔬菜組合型種植結構城市，之后蔬菜種植面積占比逐漸增加，水果逐漸減少；2020 年，以種植蔬菜為主，蔬菜比例僅次于中山和佛山；珠海則是唯一在5 個時間節(jié)點種植結構不斷發(fā)生變化的城市。

表3 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)及內地九市種植結構類型及其比例Table 3 Planting structure types and its proportions (%) in the GBA and 9 mainland cities from 1990 to 2020

不同城市種植結構類型變化，一定程度上反映大灣區(qū)不同區(qū)域農作物的選擇隨市場經濟和社會需求發(fā)生變化。以廣州、佛山、中山為例，城鎮(zhèn)人口快速增加，刺激了蔬菜的消費量，自然條件較好、較平坦的耕地轉而生產蔬菜，占用了原來種植糧食的耕地，或原來種植兩茬水稻的耕地，改種一茬糧食，其余時間都種植蔬菜。種植茬增加同時提高了郊區(qū)農民的收入，符合市場經濟行為。對于惠州、東莞、肇慶，由于城鎮(zhèn)化發(fā)展進程稍慢于廣州、佛山、中山，蔬菜的空間距離運輸優(yōu)勢也不如中心城市的郊區(qū)，并且這3 市具有更多樣化的土地條件，適合發(fā)展更長距離運輸、同樣有消費需求增長的水果，這些區(qū)域的農業(yè)勞動力從耕地轉而投入到果園乃至經濟林的開發(fā)中，種植荔枝、龍眼、火龍果、葡萄、草莓等水果，收入增加，因此逐漸演化為組合型種植結構。江門保持水稻為主型種植結構在一定程度上也是揚長避短，沒有直接與其他城市競爭蔬菜和水果的消費市場，而是將穩(wěn)定糧食生產轉化為自身的突出優(yōu)勢，同時利于大灣區(qū)糧食戰(zhàn)略保障。然而，蔬菜、水果等農作物雖然有較高的經濟回報，但種植過程中耗水、耗肥、耗農藥，對生態(tài)環(huán)境影響很大。從長遠來看，大灣區(qū)糧食種植的持續(xù)減少，將對區(qū)域糧食安全帶來重大考驗。

2.3 大灣區(qū)農作物種植結構類型空間分異與演化態(tài)勢

2.3.1 農作物種植結構類型空間分布 圖5 展示出大灣區(qū)內地不同縣（區(qū)）種植結構類型的空間分異和演變態(tài)勢。由圖5 可知，大灣區(qū)農作物主要種植類型豐富度增加，不同類型分布區(qū)域空間格局變化較明顯。類型變化上，除廣州天河區(qū)、白云區(qū)和江門蓬江區(qū)、江海區(qū)一直以蔬菜型種植結構為主，江門新會區(qū)、臺山、開平、恩平和肇慶懷集縣一直屬于水稻為主型種植結構外，1990—2020 年大灣區(qū)82.35%的縣市（42 個）調整了種植結構，主要為降低水稻種植面積占比，增加蔬菜、水果等經濟類作物的種植面積占比。

為便于闡明空間格局，以下表述的“大灣區(qū)中部”主要指廣州市越秀、海珠、荔灣、天河、白云、黃埔、番禺區(qū)，以及佛山市南海、禪城、順德區(qū)；“大灣區(qū)北部”主要指廣州市花都、從化、增城區(qū)，惠州市龍門縣；“大灣區(qū)西部”主要指肇慶市德慶、高要、四會、鼎湖、端州區(qū)，佛山市三水、高明區(qū)，以及江門市鶴山；“大灣區(qū)南部”主要指廣州市南沙區(qū)，中山市，珠海市，江門市蓬江、江海、新會區(qū)，以及澳門地區(qū)；“大灣區(qū)東部”主要指惠州市惠城、惠陽區(qū)和惠東、博羅縣，以及東莞市；“大灣區(qū)西南部”主要指江門市臺山、開平、恩平市；“大灣區(qū)東南部”主要指深圳市、香港地區(qū)；“大灣區(qū)西北部”主要指肇慶市封開、懷集、廣寧縣。

1990 年，大灣區(qū)種植結構空間特征較為簡單，絕大部分區(qū)域屬于水稻為主型，蔬菜為主型、水稻-蔬菜-糖蔗組合型零星分布于廣州、佛山部分縣（區(qū)），水果為主型的種植結構類型分布于深圳部分區(qū)。2000 年，水稻為主型種植結構分布區(qū)域減少，在大灣區(qū)西部連片；在大灣區(qū)東部，組合型種植結構明顯增多，惠州市惠城、惠陽、惠東縣以及東莞市，連片轉變?yōu)樗?蔬菜-水果組合型種植結構；大灣區(qū)中部蔬菜為主型種植結構范圍有所擴大，形成連片；蔬菜-水稻組合型則同時出現在佛山南海區(qū)、肇慶市南部（端州）和廣州北部（從化）幾個城鎮(zhèn)化水平較高的地區(qū)。2010 年，大灣區(qū)中部廣州、佛山、中山等市種植結構多屬于蔬菜為主型，并形成明顯連片特征，深圳北部和東部與惠州西南部惠陽區(qū)接壤區(qū)域，也形成蔬菜為主型種植結構的連片分布；大灣區(qū)西北部肇慶和東部惠州大部分區(qū)域，形成水稻-蔬菜-水果組合型種植結構，佛山西部的高明區(qū)和江門北部相鄰的鶴山，形成水稻-蔬菜-薯類組合型種植結構聚集區(qū)。2015 年，大灣區(qū)蔬菜為主型的種植結構空間連片特征增強，大致形成了中、東部蔬菜為主型連片分布，西部水稻-蔬菜-水果組合型連片分布，西南部水稻為主型連片分布的種植結構格局。2020 年，大灣區(qū)蔬菜為主型的種植結構分布重心整體向西移動，主要體現為惠東縣轉變?yōu)樗?蔬菜-水果組合型種植結構，而大灣區(qū)西部的佛山高明區(qū)和江門鶴山市轉變?yōu)橐允卟藶橹餍头N植結構。

由表4 可知，大灣區(qū)水稻、蔬菜、水果種植面積占比變化顯著，水稻比例顯著減少（K為-3.73），蔬菜比例顯著增加（K為4.80），水果比例顯著增加（K為2.08）。其中，水稻種植面積占比在大灣區(qū)8 市顯著減少，以廣州、中山、東莞和佛山減少幅度較大；蔬菜種植面積占比在8 市顯著增加，以中山、佛山、東莞增加幅度較大；水果種植面積占比則在6 市顯著增加，以東莞、廣州和珠海增加幅度較大。

表4 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)內地九市主要農作物種植面積占比變化斜率（K）Table 4 Changing slope in planting proportion of main crops in 9 mainland cities of the GBA from 1990 to 2020

2.3.2 主要農作物變化幅度空間格局 為進一步分析種植結構演變的空間分異特征，圖6 展示出不同縣（區(qū)）主要農作物1990—2020 年種植面積占比顯著變化及其變化程度的空間分布。薯類只有3 個時間節(jié)點數據，因此沒有顯著變化趨勢。由圖6A 可知，水稻種植面積占比的減少在大灣區(qū)中部部分區(qū)域、南部和西北部較顯著，其減少格局呈現為“中高-西北低”。具體而言，水稻減少程度在空間上以“廣佛”兩城交界區(qū)域（花都、南海、三水）為中心，向南、向東的中山和東莞等地水稻種植面積占比顯著減少的程度有所減弱，而向西北方向的佛山西部和肇慶區(qū)域，水稻種植面積占比顯著減少的程度相對變低。其余區(qū)域的水稻種植面積占比變化不顯著。

圖6 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)內地九市農作物種植面積占比變化斜率空間分布Fig.6 Spatial distribution of changing slope of crop planting proportion of 9 cities in the GBA from 1990 to 2020

蔬菜種植面積占比的增加在大灣區(qū)中部部分區(qū)域、東部、南部和西部較顯著，其增加格局呈現為“中高-東西低”。具體而言，蔬菜種植面積占比增加程度在空間上以佛山南海區(qū)為中心，向南、向東的中山和東莞等地水稻種植增加的程度有所減弱，而向西方向的佛山西部、肇慶南部、江門西部和北部區(qū)域，以及向東方向的廣州增城區(qū)、惠州北部區(qū)域，蔬菜種植面積占比增加的程度相對變低。僅有深圳南山區(qū)的蔬菜種植面積占比呈現顯著減少趨勢，其余區(qū)域的蔬菜種植面積占比變化不顯著（圖6B）。

水果種植面積占比在大灣區(qū)西北、東部、南部和西部部分區(qū)域顯著增加，中部和西南部水果種植面積的變化均不顯著，其增加格局呈現為“分散型”。空間上，大灣區(qū)南部顯著增加區(qū)域的增加程度高于北部。具體而言，水果種植面積占比在深圳南山區(qū)、珠海香洲區(qū)增加幅度較大，其次是東莞、中山和肇慶封開縣，也有較顯著增加，高要區(qū)、花都區(qū)、博羅縣則有一定程度增加。其余區(qū)域的水果種植面積占比變化不顯著（圖6C）。

糖蔗種植面積占比的減少在大灣區(qū)南部、西南部和西北部部分區(qū)域顯著，其減少格局呈現為“西北-西南聚集”。具體而言，在空間上，大灣區(qū)南部珠海斗門區(qū)種植面積占比減少幅度最大，往西向鄰接的江門新會區(qū)、臺山減少程度遞減。在西北減少片區(qū)，肇慶封開縣和懷集縣有不同程度的減少。此外，惠州龍門縣種植面積占比有較小幅度減少，其余區(qū)域變化不顯著（圖6D）。

瓜類種植面積占比的顯著變化區(qū)主要在大灣區(qū)西北部連片，自北往南在佛山三水區(qū)、江門江海區(qū)以及珠海斗門區(qū)也有不同程度顯著增加。其中，種植面積占比增加幅度最大的是三水區(qū)，其次是江海區(qū)。肇慶北部懷集、封開、廣寧3 縣有較少程度的增加，德慶縣與這3 個縣均相鄰接，但其屬于大灣區(qū)唯一瓜類種植面積占比顯著減少的縣（區(qū)）。其余區(qū)域變化不顯著（圖6E）。

花生種植面積占比的顯著變化區(qū)相對集中于大灣區(qū)西部和西北部，其中，顯著減少區(qū)相對集中程度更高，縣（區(qū)）數量更多。具體而言，江門鶴山市減少程度最大，其次是肇慶端州區(qū)，與之空間距離較近的肇慶高要區(qū)、佛山南海區(qū)、廣州白云區(qū)都有不同程度的減少。空間上，大灣區(qū)唯一的花生種植面積占比增加區(qū)為肇慶封開縣（圖6F）。茶葉種植面積占比顯著變化的區(qū)域為肇慶廣寧縣和佛山高明區(qū)（圖6G）；桑葉種植面積占比顯著變化的區(qū)域為肇慶封開縣（圖6H），其余區(qū)域茶葉和桑葉種植面積占比變化均不顯著。

2.4 大灣區(qū)農作物種植結構變化的空間聚集

運用局部自相關方法，對種植結構類型進行空間集聚分析，獲得1990—2020 年大灣區(qū)內地9市種植結構變化趨勢的空間集聚圖（圖7），圖7A 呈現增加趨勢的聚集分布，圖7B 呈現減少趨勢的聚集分布。呈現增加聚集的縣（區(qū)），表明與之空間距離接近區(qū)域的同類農作物也呈現增加趨勢；呈現減少聚集的縣（區(qū)）則反之。23 個縣（區(qū)）具有農作物的空間增加聚集特征，27 個縣（區(qū)）具有農作物的空間減少聚集特征。

圖7 1990—2020 年粵港澳大灣區(qū)內地九市農作物種植增加（A）和減少（B）趨勢的空間集聚特征Fig.7 Spatial agglomeration characteristics of the increase (A) and decrease (B) of crop planting of 9 mainland cities in the GBA from 1990 to 2020

出現顯著增長聚集特征的農作物有蔬菜、花生、瓜類、茶葉4 種，主要分布在大灣區(qū)西北部、北部、中部和東部部分區(qū)域，有明顯的連片特征（圖7A）。其中，蔬菜高度增長聚集縣（區(qū)）17 個，占顯著增長集聚區(qū)的74%，在大灣區(qū)連片分布特征顯著，主要分布在廣州、佛山、肇慶和江門的部分縣（區(qū)），而且，蔬菜增長聚集區(qū)域僅有蔬菜增長聚集，沒有其他農作物同步出現集聚增長?；ㄉ鷦t分別在肇慶和惠州出現高增長聚集，其中，在大灣區(qū)西北部的肇慶德慶、封開和懷集3 縣形成連片分布特征。茶葉也分別在肇慶的封開縣和惠州博羅縣出現高增長聚集，其中封開縣同時出現茶葉和花生的增長聚集。瓜類顯著的增長聚集區(qū)只有肇慶廣寧縣。值得一提的是，水果種植面積在大灣區(qū)有顯著增長，但并未形成顯著的空間增長聚集，表明水果種植的增長區(qū)域呈現分散分布特征。

出現顯著減少聚集特征的農作物有水稻、薯類、花生、水果、瓜類、糖蔗、桑、茶葉8 種，主要分布在大灣區(qū)西北部、西部、中部，以及南部和東部部分區(qū)域，也有明顯連片特征（圖7B），然而，不同農作物類型在同一縣（區(qū)）出現減少聚集的情況，較增長聚集區(qū)普遍。具體而言，水稻顯著減少聚集的縣（區(qū)）共16 個，占顯著減少集聚區(qū)的59%，存在連片特征，主要分布在廣州、佛山、肇慶部分區(qū)域，以及江門和惠州的少部分縣（區(qū)），而且部分位于“廣佛”地區(qū)的水稻減少聚集區(qū)域不僅有水稻減少聚集，還有花生、糖蔗、薯類等其他農作物同步出現集聚減少。薯類則在廣州、佛山和江門部分區(qū)域出現高減少聚集，其中，在大灣區(qū)中部廣佛地區(qū)的部分區(qū)域形成連片特征。花生分別在廣州、佛山和惠州部分區(qū)域出現顯著減少聚集，同時也在大灣區(qū)中部“廣佛”部分區(qū)域形成連片特征。桑則集中在肇慶出現顯著減少聚集，且該區(qū)域沒有同步出現其他農作物的減少聚集。水果顯著減少聚集區(qū)有佛山高明區(qū)和江門蓬江區(qū)和新會，位于江門的水果減少聚集區(qū)，伴隨薯類（蓬江區(qū)）和糖蔗（新會市）的種植面積占比減少。茶葉的減少聚集區(qū)出現在廣州黃埔區(qū)和番禺區(qū)；瓜類減少聚集區(qū)則僅有珠海香洲區(qū)。

3 結論

（1）1990—2020 年，大灣區(qū)農作物種植結構從糧食主導逐漸向蔬菜、水果增多轉變。水稻種植面積占比從1990 年的66%下降到2020 年的34%，蔬菜種植面積比例從1990 年的12%上升到2020 年的38%，水果種植面積比例從1990 年的11%上升到2020 年的19%；大灣區(qū)絕大部分城市的糧-經種植面積比顯著下降，以中山、佛山、東莞的下降程度較大，截至2020 年，9 市中僅有江門市的糧食種植面積大于經濟作物種植面積。

（2）在本研究所選擇的年份節(jié)點，粵港澳大灣區(qū)主要種植結構豐富度較為穩(wěn)定。大灣區(qū)種植結構類型共10 種，其中，水稻為主型、蔬菜為主型2 種種植結構類型變化最為顯著，水稻為主型種植結構逐步失去競爭力，種植蔬菜對農戶吸引力上升。以2010 年為分界，2010 年前大灣區(qū)種植結構屬于水稻為主型；2010 年后大灣區(qū)種植結構分布逐漸演變成蔬菜為主型占半數，水稻-蔬菜-水果組合型為輔，水稻為主型、水果為主型，以及蔬菜-水果組合型種植結構3 類平衡的格局。

（3）大灣區(qū)農作物主要種植類型豐富度增加，不同類型分布區(qū)域空間格局變化明顯。1990年，大灣區(qū)絕大部分區(qū)域屬于水稻為主型；2000年，水稻為主型分布區(qū)域減少，東部以水稻-蔬菜-水果組合型種植結構為主；2010 年，大灣區(qū)中部大部分屬于蔬菜為主型種植結構，西北部和東部大部分區(qū)域形成了水稻-蔬菜-水果組合型為主的種植結構格局；2015 年，大灣區(qū)蔬菜為主型種植結構的空間連片特征增強；2020 年，大灣區(qū)蔬菜為主型種植結構的分布重心整體向西移動。

（4）大灣區(qū)種植結構變化趨勢呈現空間聚集特征。出現顯著增長聚集特征的農作物有蔬菜、花生、瓜類、茶葉4 種，主要分布在大灣區(qū)西北部、北部、中部，東部部分區(qū)域，有明顯連片特征，其中，蔬菜高度增長聚集縣（區(qū)）17 個，占顯著增長集聚區(qū)的74%，呈現連片分布的空間格局，表明部分產業(yè)在大灣區(qū)形成了區(qū)域分工和專業(yè)化生產，蔬菜產業(yè)最為顯著。出現顯著減少聚集特征的農作物有水稻、薯類、花生、水果、瓜類、糖蔗、桑、茶葉8 種，主要分布在大灣區(qū)西北部、西部、中部，以及南部和東部部分區(qū)域，也有明顯連片特征，其中，水稻顯著減少聚集縣（區(qū)）16 個，占顯著減少集聚區(qū)的59%，也呈現連片分布。

4 建議

（1）以適應粵港澳大灣區(qū)居民對農產品的消費需求為調整方向。種植結構與區(qū)域農產品供給保障能力密切相關，2019 年《中國的糧食安全》白皮書指出，推進種植結構調整，增加綠色優(yōu)質糧油產品供給［26］。這在宏觀層面為大灣區(qū)農作物種植結構調整指明了方向，更加關注糧食的穩(wěn)生產和重要農產品供給，也對未來一段時間提升大灣區(qū)現代農業(yè)發(fā)展基礎支撐能力提出了更高要求［27］。隨著城市化發(fā)展，大灣區(qū)對生態(tài)觀光農業(yè)產生了巨大需求，同時由于物流技術的發(fā)展，對全國乃至世界各地優(yōu)質農產品需求也飛速增加。國內外對種植結構的關注從供給保障、供給質量逐漸擴展到供需平衡和協調關系發(fā)展研究［15,28-29］，這也提示我們，在資源環(huán)境約束日益增強的背景下，如何守住耕地紅線，適應大灣區(qū)居民對農產品多樣化的消費需求，將是大灣區(qū)種植結構調整的關鍵。

（2）引導專業(yè)生產區(qū)域充分發(fā)揮農業(yè)多功能特性。在部分城鎮(zhèn)化發(fā)展較成熟的農村地區(qū)，水稻明顯被蔬菜、水果等高經濟收益作物代替，并出現一定程度的空間集聚。為減少高強度施肥施藥對生態(tài)環(huán)境的影響，應利用城市科技要素和人才要素集中的優(yōu)勢，發(fā)展低碳農業(yè)、有機農業(yè)、設施農業(yè)等，減輕農業(yè)生產對環(huán)境的壓力、降低農業(yè)生產對能源的消耗、減少環(huán)境污染、提高農產品質量。同時，對這些專業(yè)化生產的區(qū)域進行農業(yè)功能拓展，優(yōu)化農業(yè)景觀，開發(fā)農業(yè)除了提供農副產品以外的功能，如科技創(chuàng)新、教育科普、調節(jié)自然生態(tài)、傳承歷史文化等，促使各功能相互促進，提高都市區(qū)農業(yè)的綜合服務水平。

（3）進一步研究種植結構變化的驅動機制。根據前人研究，適應氣候變化［30-32］以及優(yōu)化水資源利用［33-35］，是種植結構調整的重要依據。同時，政策引導［36］、消費結構轉變［34］、經濟發(fā)展［23,37］及農業(yè)科技進步［34］等影響，增加了區(qū)域農作物種植面積的相對變動的不確定影響。而隨著生態(tài)農業(yè)推進，綠色發(fā)展意識的提高［8,30］，種植方式轉變［22,38］和專業(yè)化種植規(guī)模擴大［39］，農戶種植行為［31,40-41］也深刻地影響區(qū)域種植結構的變化。本研究中，大灣區(qū)的種植結構在某一階段（2010 年）發(fā)生突變，水稻和蔬菜的變化在空間上存在顯著的集聚特征，表明種植結構的時空變化可能受到快速城鎮(zhèn)化、消費需求拉動、物流水平提升、農業(yè)技術進步等多種因素同時影響，但每種影響發(fā)揮作用的機制，仍然有待進一步深入探討。