?復(fù)種指數(shù)視角下湖南省域及典型縣域糧食增產(chǎn)潛力時(shí)序特征分析?

摘要：分析1972—2021年湖南省域及4個(gè)典型縣域的耕地和農(nóng)作物種植時(shí)序特征，探討復(fù)種指數(shù)時(shí)序特征及糧食增產(chǎn)潛力。結(jié)果表明，復(fù)種指數(shù)提升潛力的時(shí)序特征具有明顯區(qū)域差異性，位于山區(qū)與毗鄰城市群的縣域（芷江侗族自治縣、瀏陽(yáng)市）耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力未隨糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例減少而大幅增加，其平均值范圍為0.12～0.50，復(fù)種指數(shù)提升潛力有限；糧食主產(chǎn)縣域（湘陰縣、祁陽(yáng)市）耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力變化趨勢(shì)基本一致，其平均值范圍為0.23～0.79，復(fù)種指數(shù)提升潛力較大。全省基于耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食年均最大增產(chǎn)潛力分別為454.50萬(wàn)、208.70萬(wàn)t，對(duì)應(yīng)時(shí)期分別為1984—1988年、2002—2003年；典型縣域的糧食增產(chǎn)潛力時(shí)空差異明顯，基于耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食增產(chǎn)潛力平均值范圍分別為0.69萬(wàn)～10.32萬(wàn)t、1.33萬(wàn)～12.56萬(wàn)t，在基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食增產(chǎn)潛力方面，湘陰縣的糧食增產(chǎn)潛力最大，其次是祁陽(yáng)市與瀏陽(yáng)市，糧食增產(chǎn)潛力最小的為芷江侗族自治縣。

關(guān)鍵詞：復(fù)種指數(shù)；糧食產(chǎn)量；典型縣域；時(shí)序特征；湖南

中圖分類(lèi)號(hào)：F326.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2024）11-0087-09

Temporal Characteristics Analysis of the Grain Yield Increase Potential in Hunan Province and Its Typical County-Level Areas from the Perspective of the Multiple Cropping Index

TAN Jie-yang，CHEN Li-hua，ZHANG Xiao-jie，ZHAN Yi-rui，HUANG Zhen-guo，DENG Wen

（Institute of Agricultural Economy and Agricultural Regionalization， Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， PRC）

Abstract： Temporal characteristics of cultivated land and crop planting in Hunan Province and its four typical county-level areas from 1972 to 2021 were analyzed， and temporal characteristics of the multiple cropping index and the grain yield increase potential were discussed. The results showed that temporal characteristics of the improvement potential of the multiple cropping index had obvious regional differences. The improvement potential of the cultivated land multiple cropping index in county-level areas located in mountainous areas and adjacent to urban agglomerations （Zhijiang Dong Autonomous County and Liuyang City） did not increase significantly with the decrease of the proportion of the grain crop sown area to the total crop sown area， with the average value ranging from 0.12 to 0.50. The improvement potential of the multiple cropping index was limited. In the main grain-producing county-level areas （Xiangyin County and Qiyang City）， the change trends of the improvement potential of the cultivated land multiple cropping index and the improvement potential of the grain crop multiple cropping index were basically the same， with the average value ranging from 0.23 to 0.79. The improvement potential of the multiple cropping index was greater. In Hunan Province， the maximum annual grain yield increase potential based on the cutivated land multiple cropping index and that based on the grain crop multiple cropping index was 4.545 million and 2.087 million tons， respectively， and the corresponding period was 1984-1988 and 2002-2003， respectively. The spatial and temporal differences of the grain yield increase potential in typical county-level areas were obvious. The average value range of the grain yield increase potential based on the cultivated land multiple cropping index and that of the grain yield increase potential based on the grain crop mulitple cropping index was from 6.9 thousand to 103.2 thousand tons and from 13.3 thousand to 125.6 thousand tons， respectively. In terms of the grain yield increase potential based on the grain crop multiple cropping index， Xiangyin County had the greatest grain yield increase potential， followed by Qiyang City and Liuyang City， and Zhijiang Dong Autonomous County was with the least grain yield increase potential.

Key words： multiple cropping index; grain yield; typical county-level areas; temporal characteristics; Hunan

為積極應(yīng)對(duì)復(fù)雜的國(guó)內(nèi)外形勢(shì)，保障國(guó)家糧食安全，2023、2024年中央一號(hào)文件分別提出了“全力抓好糧食生產(chǎn)”“實(shí)施新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)”與“扎實(shí)推進(jìn)新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)”。糧食產(chǎn)量是糧食產(chǎn)能的主要衡量要素之一[1]，如何最大限度地提升糧食產(chǎn)能或產(chǎn)量潛力已成為社會(huì)各界較為關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一[2]。關(guān)于產(chǎn)量潛力或產(chǎn)量差的研究既能為決策部門(mén)優(yōu)化耕地資源利用提供科學(xué)依據(jù)，也可用來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高作物產(chǎn)量和效益[3]。

糧食產(chǎn)量受單位面積產(chǎn)量（以下簡(jiǎn)稱單產(chǎn)）、面積與復(fù)種3個(gè)方面因素的影響，其中，復(fù)種指數(shù)可反映農(nóng)作物種植面積[4]，提高復(fù)種指數(shù)是增加糧食生產(chǎn)面積以及提升糧食產(chǎn)能的有效途徑[5]，故可通過(guò)提高單產(chǎn)、縮小實(shí)際復(fù)種與潛力復(fù)種之間的差值等來(lái)提高糧食產(chǎn)能[6]。當(dāng)前從單產(chǎn)、播種面積或復(fù)種指數(shù)潛力方面估算產(chǎn)量潛力的方法有多種。在單產(chǎn)潛力估算方面，一些研究將氣象、土壤、農(nóng)藝管理等數(shù)據(jù)作為參數(shù)，基于作物生長(zhǎng)模型有效地模擬大區(qū)域尺度糧食產(chǎn)量以及最大潛力，但該類(lèi)方法因受制于數(shù)據(jù)可獲取性而較難應(yīng)用于較小區(qū)域尺度研究[7-8]；一些研究基于作物高產(chǎn)紀(jì)錄數(shù)據(jù)測(cè)算作物產(chǎn)量提升潛力[3]。在播種面積或復(fù)種指數(shù)潛力估算方面，部分學(xué)者利用氣象數(shù)據(jù)及基于氣候生產(chǎn)潛力測(cè)算的潛在復(fù)種指數(shù)評(píng)估了復(fù)種指數(shù)提升空間，僅推算了氣象角度下的糧食產(chǎn)量提升潛力[9]。事實(shí)上，實(shí)際復(fù)種指數(shù)變化是自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素綜合影響的結(jié)果，故一些研究根據(jù)研究時(shí)段內(nèi)實(shí)際復(fù)種指數(shù)的最大值與各年度復(fù)種指數(shù)之差來(lái)測(cè)算復(fù)種指數(shù)增加潛力，進(jìn)而得到復(fù)種指數(shù)視角下各年度實(shí)際可增加糧食產(chǎn)量[2]?？傮w而言，以往多數(shù)研究圍繞模擬測(cè)算提高面積或單產(chǎn)以增加糧食產(chǎn)量，少有研究基于實(shí)際復(fù)種指數(shù)增加潛力來(lái)分析實(shí)際產(chǎn)量的提升潛力。

湖南省是我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)和糧食主產(chǎn)省份之一，為落實(shí)國(guó)家新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)，制定了《湖南省主要糧油作物大面積單產(chǎn)提升行動(dòng)實(shí)施方案（2023—2030）》。一方面，該方案主要從提高單產(chǎn)的角度提升湖南省糧食產(chǎn)能。2022年湖南省糧食總產(chǎn)量為3 018.02萬(wàn)t，糧食作物單產(chǎn)比全國(guó)平均值高9.15%，但短期內(nèi)進(jìn)一步將糧食作物單產(chǎn)提升到作物生產(chǎn)潛力水平難度相對(duì)較大[10-11]。另一方面，該方案也提出了“因地制宜發(fā)展多熟制，提高復(fù)種指數(shù)和光熱資源利用率”，通過(guò)提高復(fù)種指數(shù)來(lái)增加糧食作物種植面積以直接提升糧食產(chǎn)能。同時(shí)，該方案強(qiáng)調(diào)“由點(diǎn)到面、由片到縣”開(kāi)展全域糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)，凸顯典型縣域在糧食產(chǎn)能提升中的示范帶動(dòng)作用。

該研究從復(fù)種指數(shù)提升潛力的角度出發(fā)，在假定研究時(shí)段內(nèi)糧食作物單產(chǎn)不變以及復(fù)種指數(shù)的增加值可全部用于糧食生產(chǎn)的情況下，首先分析了1972—2021年湖南全省及其4個(gè)典型縣域的耕地和農(nóng)作物種植時(shí)序特征，進(jìn)一步分析了耕地和糧食作物復(fù)種指數(shù)的時(shí)序特征，最后基于復(fù)種指數(shù)差測(cè)算了糧食產(chǎn)量提升潛力。該研究旨在分析湖南省域及典型縣域在糧食產(chǎn)量提升潛力方面的特征與差異，深入理解復(fù)種指數(shù)變化對(duì)典型縣域糧食產(chǎn)量的影響，從而為多視角解析糧食產(chǎn)量提升空間提供方法參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況與典型縣域選擇

湖南省位于長(zhǎng)江中游、洞庭湖以南，光、熱、水資源豐富，屬大陸性亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，東、西、南三面環(huán)山，中部為丘陵，北面為河湖平原，省域內(nèi)自然條件差異較大。全省農(nóng)作物類(lèi)型比較多樣，涵蓋了水稻、玉米、油料、蔬菜、烤煙等主要糧經(jīng)作物，是我國(guó)中部地區(qū)乃至全國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)之一，但糧食產(chǎn)量存在明顯的區(qū)域性差異[12]。縣域是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、空間治理以及承擔(dān)保障糧食安全具體責(zé)任的基本單元[13]。因此，該研究從湖南省四大區(qū)域經(jīng)濟(jì)板塊中分別選取了長(zhǎng)株潭地區(qū)的瀏陽(yáng)市、洞庭湖地區(qū)的湘陰縣、湘南地區(qū)的祁陽(yáng)市、大湘西地區(qū)的芷江侗族自治縣共4個(gè)縣域單元作為典型縣域，其分別代表城市群地區(qū)、平原湖區(qū)、丘陵區(qū)、山區(qū)，同時(shí)其農(nóng)作物種植制度涵蓋一熟制和兩熟制，具有典型代表性。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該研究主要分析湖南全省和4個(gè)典型縣域的耕地和糧食作物復(fù)種指數(shù)長(zhǎng)時(shí)序演變特征及糧食產(chǎn)量提升潛力，考慮數(shù)據(jù)可獲得性，選取了1972—2021年作為研究時(shí)段。湖南全省以及典型縣域的逐年相關(guān)數(shù)據(jù)包括耕地面積、農(nóng)作物總播種面積、糧食作物播種面積、糧食作物單產(chǎn)等，其中，農(nóng)作物總播種面積為糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、其他作物3類(lèi)農(nóng)作物的播種面積總和，糧食作物播種面積為水稻、玉米、豆類(lèi)、薯類(lèi)等糧食作物的播種面積總和。這些數(shù)據(jù)主要來(lái)源于相應(yīng)年份的《湖南農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分耕地面積數(shù)據(jù)來(lái)源于自然資源部國(guó)土調(diào)查成果共享應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)（https：//gtdc.mnr.gov.cn/Share#/）。需要說(shuō)明的是，由于耕地面積的統(tǒng)計(jì)口徑歷經(jīng)多次變化，該研究采用最近時(shí)期的耕地面積統(tǒng)計(jì)口徑（即年末實(shí)有耕地面積）對(duì)整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)的耕地面積數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；對(duì)于部分年份數(shù)據(jù)缺失指標(biāo)，該研究利用前后年份數(shù)據(jù)、采取均值法進(jìn)行填補(bǔ)。

1.3 研究方法

為更好地分析復(fù)種指數(shù)變化帶來(lái)的糧食產(chǎn)量變化，該研究分別以湖南全省和4個(gè)典型縣域?yàn)檠芯繀^(qū)域。首先是分析1972—2021年逐年復(fù)種指數(shù)時(shí)序特征，并篩選復(fù)種指數(shù)的峰值，該峰值代表研究時(shí)段內(nèi)在自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素影響下實(shí)際復(fù)種指數(shù)的最大值，即實(shí)際復(fù)種指數(shù)最大潛力值。其次是將復(fù)種指數(shù)峰值與逐年復(fù)種指數(shù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算逐年復(fù)種指數(shù)與實(shí)際復(fù)種指數(shù)最大值的差值，該差值代表研究時(shí)段內(nèi)實(shí)際可提升的復(fù)種指數(shù)最大潛力值。最后是參考蔣敏等[14]的研究方法，排除化肥、種子、農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步以及氣候變化等因素帶來(lái)的影響，假定研究時(shí)段內(nèi)糧食作物單產(chǎn)不變以及實(shí)際可提升的復(fù)種指數(shù)最大潛力值可全部用于糧食生產(chǎn)，即以1972年的糧食作物單產(chǎn)為基礎(chǔ)測(cè)算復(fù)種指數(shù)變化帶來(lái)的糧食產(chǎn)量提升潛力。相關(guān)計(jì)算如公式（1）～

（5）所示[6，9，14]。

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

式（1）～（5）中：CIcropland、CIgrain分別為耕地復(fù)

種指數(shù)和糧食作物復(fù)種指數(shù)；AreaTotal_sow、Areagrain_sow、

Areacropland分別為農(nóng)作物總播種面積、糧食作物播種面積、耕地面積；CIi為全省或典型縣域某一年度的耕地（或糧食作物）復(fù)種指數(shù)；CImax為1972—2021年全省或典型縣域耕地（或糧食作物）復(fù)種指數(shù)的最大值；為全省或典型縣域某一年度的耕地（或糧食作物）復(fù)種指數(shù)與1972—2021年全省或典型縣域耕地（或糧食作物）復(fù)種指數(shù)最大值的差值；為全省或典型縣域某一年度的農(nóng)作物（或糧食作物）播種面積可增加值；Croplandregion為全省或典型縣域某一年度的耕地面積；Yieldregion為1972年全省或典型縣域的糧食作物單產(chǎn)；為全省或典型縣域某一年度的糧食產(chǎn)量提升潛力。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地和農(nóng)作物種植的時(shí)序特征

2.1.1 省域尺度 如圖1所示，全省耕地面積由1972年的406.68萬(wàn)hm2顯著下降至2021年的362.613萬(wàn)hm2，斜率為-1.07，決定系數(shù)為0.93；農(nóng)作物總播種面積由1972年的835.84萬(wàn)hm2變?yōu)?021年的850.43萬(wàn)hm2，呈現(xiàn)不顯著波動(dòng)上升趨勢(shì)；糧食作物播種面積由1972年的566.855萬(wàn)hm2顯著下降至2021年的475.837萬(wàn)hm2，斜率為-2.09，決定系數(shù)為0.72；糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例由1972年的67.81%顯著下降至2021年的55.95%，斜率為-0.28%，決定系數(shù)為0.84，其中，占比最高的為1984年的70.56%，占比最低的為2021年的55.95%。

2.1.2 縣域尺度 如圖2所示，從4個(gè)典型縣域50 a間耕地面積時(shí)序變化看，瀏陽(yáng)市、湘陰縣、祁陽(yáng)市、芷江侗族自治縣均以顯著下降趨勢(shì)為主，決定系數(shù)范圍為0.44～0.92。4個(gè)典型縣域的農(nóng)作物總播種面積均表現(xiàn)出不顯著的波動(dòng)變化特征。糧食作物播種面積變化趨勢(shì)與斜率的區(qū)域差異較大，4個(gè)典型縣域的糧食作物播種面積呈現(xiàn)顯著變化的特征，其中，瀏陽(yáng)市和芷江侗族自治縣呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，斜率分別為-0.11和-0.02，決定系數(shù)分別為0.84和0.32；湘陰縣和祁陽(yáng)市呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)，斜率分別為0.06和0.04，決定系數(shù)分別為0.41和0.39。從糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例看，其變化趨勢(shì)與糧食作物播種面積較為一致，其中，瀏陽(yáng)市和芷江侗族自治縣呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，斜率分別為-0.67%和-0.30%，決定系數(shù)分別為0.79和0.49；湘陰縣和祁陽(yáng)市呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)，斜率分別為0.50%和0.27%，決定系數(shù)均為0.39?？梢?jiàn)，4個(gè)典型縣域的耕地面積主要呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，農(nóng)作物總播種面積無(wú)顯著變化，糧食作物播種面積變化趨勢(shì)與斜率的區(qū)域差異較大，糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例的變化趨勢(shì)與糧食作物播種面積較為一致。

2.2 耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的時(shí)序特征

2.2.1 省域尺度 如圖3所示，全省耕地復(fù)種指數(shù)由1972年的2.05顯著上升至2021年的2.34，斜率為0.007，決定系數(shù)為0.71，耕地復(fù)種指數(shù)平均值為2.12，最小值為1987年的1.93，最大值為2021年的2.34。全省糧食作物復(fù)種指數(shù)由1972年的1.39顯著下降至2021年的1.31，斜率為-0.002，決定系數(shù)為0.25，糧食作物復(fù)種指數(shù)平均值為1.35，最小值為2003年的1.23，最大值為1978年的1.45。

2.2.2 縣域尺度 如圖4所示，從4個(gè)典型縣域50 a間耕地復(fù)種指數(shù)時(shí)序變化看，瀏陽(yáng)市、湘陰縣、祁陽(yáng)市、芷江侗族自治縣的耕地復(fù)種指數(shù)以顯著上升趨勢(shì)為主，斜率范圍為0.004～0.015，決定系數(shù)范圍為0.45～0.75，其中，祁陽(yáng)市的斜率與決定系數(shù)最大，分別為0.015與0.75。糧食作物復(fù)種指數(shù)時(shí)序變化趨勢(shì)與斜率的區(qū)域差異較大，瀏陽(yáng)市和芷江侗族自治縣的糧食作物復(fù)種指數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，斜率分別為-0.012和-0.003，決定系數(shù)分別為0.73和0.19；而湘陰縣和祁陽(yáng)市的糧食作物復(fù)種指數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)，斜率分別為0.019和0.017，決定系數(shù)分別為0.46和0.65。

2.3 糧食產(chǎn)量提升潛力的時(shí)序特征

2.3.1 省域尺度 就基于耕地復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力而言，如圖5所示，全省50 a間的耕地復(fù)種指數(shù)峰值為2021年的2.34，即全省50 a間耕地復(fù)種指數(shù)最大潛力值為2.34；耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力最大的時(shí)期為1984—1988年，耕地復(fù)種指數(shù)差范圍為0.40～0.42，1988年后耕地復(fù)種指數(shù)差呈現(xiàn)波動(dòng)性下降趨勢(shì)，除峰值年份2021年外，2014、2020年耕地復(fù)種指數(shù)差為最小值0.02。作為耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力最大的時(shí)期，1984—1988年糧食產(chǎn)量年均提升潛力為454.50萬(wàn)t，占該時(shí)期全省年均糧食總產(chǎn)量的17.65%，表明耕地復(fù)種指數(shù)的增加能夠較為可觀地提高全省糧食產(chǎn)量潛力；而作為耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力較小的時(shí)期，2013—2015年糧食產(chǎn)量年均提升潛力為36.55萬(wàn)t，僅占該時(shí)期全省年均糧食總產(chǎn)量的1.19%。結(jié)果表明，提高耕地復(fù)種指數(shù)可增加糧食產(chǎn)量，耕地復(fù)種指數(shù)差越大的年份對(duì)應(yīng)的糧食產(chǎn)量提升潛力越大，反之則越小。

就基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力而言，如圖5所示，全省50 a間的糧食作物復(fù)種指數(shù)峰值為1978年的1.45，即全省50 a間糧食作物復(fù)種指數(shù)最大潛力值為1.45。糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力最大的時(shí)期為2002—2003年，糧食作物復(fù)種指數(shù)差范圍為0.19～0.20，糧食產(chǎn)量年均提升潛力為208.70萬(wàn)t，占該時(shí)期全省年均糧食總產(chǎn)量的15.96%。2000—2010年為糧食作物復(fù)種指數(shù)差高值的主要區(qū)間，表明該時(shí)間段的糧食產(chǎn)量增加潛力較大；而在1972—1980年，糧食作物復(fù)種指數(shù)差處于低值，表明該時(shí)間段的糧食產(chǎn)量已處于相對(duì)飽和狀態(tài)。

2.3.2 縣域尺度 如圖6所示，從耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力看，首先，4個(gè)典型縣域的耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力的變化趨勢(shì)較為相似，即總體呈現(xiàn)先增后減趨勢(shì)，但4個(gè)典型縣域在耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力的大小上存在一定區(qū)別，耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力的平均值范圍為0.12～0.50，其中，瀏陽(yáng)市和祁陽(yáng)市的耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力較大，芷江侗族自治縣的耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力較小。其次，糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力的變化趨勢(shì)和大小均存在較大的區(qū)域差異。4個(gè)典型縣域糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力平均值范圍為0.23～0.79，其中，湘陰縣和祁陽(yáng)市的糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力較大，瀏陽(yáng)市和芷江侗族自治縣的糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力較小。在糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力變化趨勢(shì)上，瀏陽(yáng)市1972—2000年表現(xiàn)為低值，期間平均值為0.08，2000—2021年則逐漸上升，期間平均值為0.48；湘陰縣1972—2003年表現(xiàn)為高值，期間平均值為1.05，并于2016年下降至最低，2003—2016年期間平均值為0.16，隨后又逐漸回升，2016—2021年期間平均值為0.73；祁陽(yáng)市與湘陰縣的變化趨勢(shì)較為相似；芷江侗族自治縣的糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力變化相對(duì)較小。最后，耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的提升潛力具有時(shí)空差異性。如根據(jù)復(fù)種指數(shù)時(shí)序曲線可知，瀏陽(yáng)市的耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力表現(xiàn)出時(shí)間差異，而湘陰縣、祁陽(yáng)市、芷江侗族自治縣的耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力變化趨勢(shì)則較為相近。

在糧食產(chǎn)量提升潛力的數(shù)量大小方面，4個(gè)典型縣域50 a間基于耕地復(fù)種指數(shù)與基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力平均值范圍分別為0.69萬(wàn)～10.32萬(wàn)t和1.33萬(wàn)～12.56萬(wàn)t。結(jié)合表1可知，在基于耕地復(fù)種指數(shù)的糧食增產(chǎn)潛力方面，1985—1987年是4個(gè)典型縣域的糧食增產(chǎn)潛力最大的時(shí)期；在基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食增產(chǎn)潛力方面，湘陰縣的糧食增產(chǎn)潛力最大，其次是祁陽(yáng)市與瀏陽(yáng)市，糧食增產(chǎn)潛力最小的為芷江侗族自治縣；從糧食增產(chǎn)潛力占當(dāng)年糧食總產(chǎn)量的比例看，祁陽(yáng)市占比最大，其次是湘陰縣與瀏陽(yáng)市，占比最小的為芷江侗族自治縣。從時(shí)序特征看，瀏陽(yáng)市基于耕地復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力先大后小，而基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力則先小后大，且從2008年開(kāi)始，基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力持續(xù)超過(guò)基于耕地復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力；湘陰縣和祁陽(yáng)市50 a間的時(shí)序特征則為，基于耕地復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力與基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力基本同步，但后者大于前者。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

該研究主要得出以下結(jié)論。在耕地和農(nóng)作物種植方面，1972—2021年湖南全省50 a間的耕地面積、糧食作物播種面積及糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例均顯著下降，農(nóng)作物總播種面積呈現(xiàn)不顯著波動(dòng)上升趨勢(shì)。耕地規(guī)模、地形地貌以及區(qū)位對(duì)縣域的農(nóng)作物總播種面積以及糧食作物播種面積影響較大。作為耕地規(guī)模較小的山區(qū)縣域，芷江侗族自治縣的農(nóng)作物總播種面積變化較小，糧食作物播種面積呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)；作為耕地規(guī)模較大且毗鄰城市群的縣域，瀏陽(yáng)市的糧食作物播種面積及其占農(nóng)作物總播種面積的比例變化以顯著下降趨勢(shì)為主，決定系數(shù)分別為0.84、0.79；作為糧食主產(chǎn)縣域，湘陰縣與祁陽(yáng)市糧食作物播種面積及其占農(nóng)作物總播種面積的比例以1995—2005年為節(jié)點(diǎn)，前期呈現(xiàn)波動(dòng)變化的階段性特征，后期呈現(xiàn)顯著提升的階段性特征。

在耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)方面，湖南省域與典型縣域的耕地復(fù)種指數(shù)均表現(xiàn)為顯著上升趨勢(shì)，決定系數(shù)（范圍）分別為0.71、0.45～0.75；全省糧食作物復(fù)種指數(shù)表現(xiàn)為顯著下降趨勢(shì)，而典型縣域的糧食作物復(fù)種指數(shù)時(shí)序特征則具有明顯的區(qū)域差異性。湘陰縣和祁陽(yáng)市作為糧食主產(chǎn)縣域，糧食作物復(fù)種指數(shù)表現(xiàn)為顯著上升趨勢(shì)，其中，湘陰縣的斜率與決定系數(shù)分別為0.019、0.46；毗鄰城市群的瀏陽(yáng)市與位于山區(qū)的芷江侗族自治縣的糧食作物復(fù)種指數(shù)則表現(xiàn)為顯著下降趨勢(shì)，其中，瀏陽(yáng)市的斜率與決定系數(shù)分別為-0.012、0.73。位于山區(qū)與毗鄰城市群的縣域耕地復(fù)種指數(shù)提升潛力并未隨糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例減少而大幅增加，其平均值范圍為0.12～0.50，復(fù)種指數(shù)提升潛力有限；糧食主產(chǎn)縣域的耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)提升潛力變化趨勢(shì)基本一致，其平均值范圍為0.23～0.79，復(fù)種指數(shù)具有較大提升潛力。

在糧食產(chǎn)量增加潛力方面，復(fù)種指數(shù)提升潛力越大的年份對(duì)應(yīng)的糧食產(chǎn)量提升潛力越大。湖南全省基于耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食年均最大增產(chǎn)潛力分別為454.50萬(wàn)、208.70萬(wàn)t，對(duì)應(yīng)時(shí)期分別為1984—1988年和2002—2003年，其分別占相應(yīng)時(shí)期全省年均糧食總產(chǎn)量的17.65%與15.96%。4個(gè)典型縣域50 a間基于耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力平均值范圍分別為0.69萬(wàn)～10.32萬(wàn)t和1.33萬(wàn)～12.56萬(wàn)t，在基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食增產(chǎn)潛力方面，湘陰縣的糧食增產(chǎn)潛力最大，其次是祁陽(yáng)市與瀏陽(yáng)市，糧食增產(chǎn)潛力最小的為芷江侗族自治縣。

3.2 討論

基于復(fù)種指數(shù)的湖南省域與典型縣域糧食增產(chǎn)潛力的時(shí)序特征研究表明糧食增產(chǎn)潛力具有明顯的時(shí)空差異性，不同時(shí)期的湖南省域糧食增產(chǎn)潛力不同，位于不同生態(tài)區(qū)的縣域糧食增產(chǎn)潛力差異也較為明顯。因此，湖南應(yīng)在糧食增產(chǎn)方面的決策中考慮時(shí)間與區(qū)域差異化的思路，同時(shí)最大限度地發(fā)揮面積與單產(chǎn)在不同地區(qū)對(duì)于提升糧食總產(chǎn)量的協(xié)同聯(lián)動(dòng)作用，從而更好地推進(jìn)國(guó)家新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)。通過(guò)對(duì)比該研究與郭爾靜等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，該研究在糧食產(chǎn)量提升潛力的空間分布特征方面與郭爾靜等的研究基本一致，但兩者在糧食產(chǎn)量提升潛力計(jì)算方式以及測(cè)算對(duì)象上稍有不同。郭爾靜等的研究主要利用氣象觀測(cè)站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)、農(nóng)作物地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等，基于水稻生理生態(tài)模型模擬了水稻的潛在產(chǎn)量，而該研究主要基于歷年縣級(jí)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)算了糧食增產(chǎn)潛力，故未來(lái)研究可以進(jìn)一步解析自然、氣象、地形土壤、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政策等因素對(duì)作物產(chǎn)量提升潛力的影響。

此外，基于耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食增產(chǎn)潛力在時(shí)間、大小、變化趨勢(shì)上有所區(qū)別。1972—2021年湖南全省耕地復(fù)種的糧食增產(chǎn)潛力高值出現(xiàn)在1985年左右，為454.50萬(wàn)t左右，而糧食作物復(fù)種的糧食增產(chǎn)潛力高值則出現(xiàn)在2003年左右，為208.70萬(wàn)t左右；耕地復(fù)種的糧食產(chǎn)量提升潛力的時(shí)序變化呈現(xiàn)出先大后小趨勢(shì)，而糧食作物復(fù)種的糧食產(chǎn)量提升潛力呈現(xiàn)出波動(dòng)上升態(tài)勢(shì)，并在2006年開(kāi)始出現(xiàn)糧食作物復(fù)種的糧食增產(chǎn)潛力大于耕地復(fù)種的糧食增產(chǎn)潛力的情況。該研究假定實(shí)際可提升的復(fù)種指數(shù)最大潛力值可全部用于糧食生產(chǎn)，即耕地與糧食作物復(fù)種指數(shù)的實(shí)際可提升最大潛力值均用于生產(chǎn)糧食。但耕地復(fù)種指數(shù)由農(nóng)作物總播種面積與耕地面積計(jì)算而來(lái)，其中，農(nóng)作物總播種面積包括糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物以及其他作物的播種面積，因此，基于耕地復(fù)種指數(shù)測(cè)算的糧食產(chǎn)量提升潛力在某些年份可能大于基于糧食作物復(fù)種指數(shù)的糧食產(chǎn)量提升潛力測(cè)算結(jié)果。而糧食作物復(fù)種指數(shù)僅由糧食作物播種面積與耕地面積計(jì)算而來(lái)，相對(duì)于耕地復(fù)種指數(shù)而言，基于糧食作物復(fù)種指數(shù)測(cè)算的糧食產(chǎn)量提升潛力可能更符合地區(qū)實(shí)際，其結(jié)果也相對(duì)更為合理。對(duì)此，后續(xù)研究應(yīng)利用糧食作物復(fù)種指數(shù)進(jìn)一步分析湖南省域和縣域的糧食增產(chǎn)潛力時(shí)空分布規(guī)律，以期為各區(qū)域制定糧食增產(chǎn)策略提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董晉，巴雪真，時(shí)驕禹，等. 東北地區(qū)糧食產(chǎn)能安全保障的多重障礙與突破路徑[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2023，44（5）：755-764.

[2] 吳文斌，余強(qiáng)毅，陸苗，等. 耕地復(fù)種指數(shù)研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，51（9）：1681-1694.

[3] 曹玉賢，朱建強(qiáng)，侯俊. 中國(guó)再生稻的產(chǎn)量差及影響因素[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，53（4）：707-724.

[4] 李月，孔祥斌，張安錄，等. 基于LMDI模型的我國(guó)省域糧食生產(chǎn)變化影響因素分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，21（1）：129-140.

[5] 王向東，沈孝強(qiáng)，王振波，等. 中國(guó)耕地集約化利用評(píng)價(jià)2010—2016[J]. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2019，29（4）：58-67.

[6] 余強(qiáng)毅，項(xiàng)銘濤，謝安坤，等. 耕地復(fù)種差研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2018，30（5）：1-12.

[7] YUAN S，SAITO K，VAN OORT P A J，et al. Intensifying rice production to reduce imports and land conversion in Africa[J]. Nature Communications，2024，15（1）：835.

[8] 郭爾靜，楊曉光，王曉煜，等. 湖南省雙季稻產(chǎn)量差時(shí)空分布特征[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（2）：399-418.

[9] 何文斯，吳文斌，余強(qiáng)毅，等. 1980～2010年中國(guó)耕地復(fù)種可提升潛力空間格局變化[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016，37（11）：7-14.

[10] 陳秧分，王介勇，張鳳榮，等. 全球化與糧食安全新格局[J]. 自然資源學(xué)報(bào)，2021，36（6）：1362-1380.

[11] 孫濤，郭杰，歐名豪. 江蘇省耕地產(chǎn)量差及生產(chǎn)限制性因子分析[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2021，42（6）：1037-1047.

[12] 鄧文，譚杰揚(yáng)，劉英，等. 湖南不同熟制水稻產(chǎn)量重心變遷及影響因素研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2017，38（12）：114-118.

[13] 賈鎧陽(yáng)，喬偉峰，胡曉亮，等. 江蘇省典型縣域村鎮(zhèn)建設(shè)格局演化模式[J]. 地理學(xué)報(bào)，2022，77（12）：2954-2971.

[14] 蔣敏，李秀彬，辛良杰，等. 南方水稻復(fù)種指數(shù)變化對(duì)國(guó)家糧食產(chǎn)能的影響及其政策啟示[J]. 地理學(xué)報(bào)，2019，74（1）：32-43.

（責(zé)任編輯：袁萍萍）