馬力陽，羅其友，高明杰，劉 洋，楊亞東

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081)

0 引言

馬鈴薯是全球僅次于小麥、水稻和玉米的第四種主要作物，是最重要的糧菜兼用和工業(yè)原料作物[1]。我國是馬鈴薯生產(chǎn)大國，種植面積和產(chǎn)量占到世界25%左右，均為世界第一。馬鈴薯是我國重要糧食作物，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年我國馬鈴薯種植面積占糧食作物種植面積的4.87%，產(chǎn)量占糧食產(chǎn)量的3.05%。在傳統(tǒng)的三大類谷物糧食生產(chǎn)規(guī)模和單產(chǎn)能力增加潛力有限的情況下，馬鈴薯增產(chǎn)對保障我國糧食安全的意義愈發(fā)重大[2]。2015年國家正式提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略[3]，這一戰(zhàn)略是貫徹中央關(guān)于農(nóng)業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式、可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，也是保障我國口糧絕對安全的重要補(bǔ)充。另一方面，馬鈴薯也是我國實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)脫貧的重要產(chǎn)業(yè)之一。2011年全國592個(gè)貧困縣中，馬鈴薯種植面積占全國的51.48%，產(chǎn)量占全國46.18%，在甘肅定西等地，馬鈴薯已成為農(nóng)民脫貧致富的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[4]。但目前我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展依然存在著單產(chǎn)水平低、生產(chǎn)成本上升、加工產(chǎn)品少、加工技術(shù)落后等問題[5]，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化、可持續(xù)化發(fā)展依然面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[6]。因此，有必要從宏觀層面對其增產(chǎn)格局和貢獻(xiàn)因素進(jìn)行研究，以期對我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和推進(jìn)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略提供參考和借鑒，為推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革提供新方向和新抓手。

目前國內(nèi)外對于農(nóng)作物分布格局和增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素的研究已取得了較大進(jìn)展，但大多都集中在糧食作物的研究上[7-9]，也有對玉米、水稻等具體作物進(jìn)行空間分布的研究[10,11]。對馬鈴薯生產(chǎn)格局演變的研究還比較少，主要集中在3個(gè)方面：①從全球尺度，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對世界馬鈴薯生產(chǎn)變遷和分布規(guī)律的研究[13,14]；②從我國省級(jí)尺度，用生產(chǎn)布局指數(shù)、實(shí)證模型、重心模型等方法分析馬鈴薯生產(chǎn)的區(qū)域格局演變規(guī)律和成因，將我國馬鈴薯生產(chǎn)劃分為北方一季作區(qū)、西南混作區(qū)、中原二季作區(qū)和南方冬作區(qū)四大區(qū)，認(rèn)為馬鈴薯生產(chǎn)重心有“自北向南、自東向西”移動(dòng)的趨勢[2,14,15]；③以馬鈴薯種植優(yōu)勢區(qū)域?yàn)閷ο?，從閑田總量、種植結(jié)構(gòu)、技術(shù)潛力和市場潛力的角度對馬鈴薯增產(chǎn)潛力的研究[16]。國外對馬鈴薯的研究主要集中在產(chǎn)量影響因素[17-19]、產(chǎn)量預(yù)測方法[20]等方面，在馬鈴薯空間格局方面的研究較少。已有研究對本研究提供了重要參考，但仍存在一些不足：①對我國馬鈴薯生產(chǎn)的空間格局和演變過程研究較為分散，缺乏系統(tǒng)性；②長時(shí)間序列和多尺度對比的研究還比較少；③對馬鈴薯增產(chǎn)格局及其貢獻(xiàn)因素的研究還沒有出現(xiàn)。因此，文章以2005—2015年省級(jí)馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量為基礎(chǔ)，運(yùn)用對數(shù)平均迪式指數(shù)法對我國馬鈴薯增產(chǎn)空間格局和增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素進(jìn)行量化分析。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 地區(qū)增產(chǎn)貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率

馬鈴薯地區(qū)增產(chǎn)貢獻(xiàn)率是指某一時(shí)間段某一地區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)量占全國增產(chǎn)量的比重，累計(jì)貢獻(xiàn)率是指增產(chǎn)量位于全國前數(shù)位地區(qū)的增產(chǎn)量占全國增產(chǎn)量的比重。其計(jì)算公式分別為：

(1)

(2)

式(1)、(2)中：Wi為i地區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)率，ΔPi為i地區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)總量，k代表全國馬鈴薯增產(chǎn)的省區(qū)個(gè)數(shù)，W為馬鈴薯增產(chǎn)累計(jì)貢獻(xiàn)率。

1.2 增產(chǎn)貢獻(xiàn)率

根據(jù)以往糧食作物增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素研究來看[21]，增產(chǎn)因素主要包括兩大類：一是播種面積增加，二是作物單產(chǎn)提高，單產(chǎn)提高中又包含了因?yàn)樽魑锝Y(jié)構(gòu)調(diào)整，改種高產(chǎn)作物導(dǎo)致的單產(chǎn)提高。該文僅研究馬鈴薯一種作物而不涉及其他作物，因此只考慮單產(chǎn)貢獻(xiàn)和面積貢獻(xiàn)兩種情況。對數(shù)平均迪式指數(shù)法(Logarithmic Mean Weigh Division Index Method，LMDI)最初應(yīng)用于能源政策領(lǐng)域，在碳排放影響因素的研究中被廣泛運(yùn)用[22-24]，具有消除殘差、因素可逆、計(jì)算簡單、結(jié)果精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，為揭示目標(biāo)變量的影響因素提供了有效方法。近幾年農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)W者也將LMDI模型引入到糧食生產(chǎn)影響因素的研究中來[25-27]。因此，運(yùn)用LMDI模型對我國馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素進(jìn)行分解對比，計(jì)算公式為：

(3)

(4)

式(3)、(4)中：ΔPyi和ΔPsi分別代表i省馬鈴薯單產(chǎn)增加和種植面積增加對馬鈴薯增產(chǎn)的貢獻(xiàn)量，Pti和P0i分別代表i省期末和期初馬鈴薯總產(chǎn)量，yti和y0i分別為i省期末和期初馬鈴薯單產(chǎn)量，Sti和S0i分別代表i省期末和期初馬鈴薯播種面積。

測得單產(chǎn)增加和面積擴(kuò)大對我國馬鈴薯增產(chǎn)的貢獻(xiàn)量后，將其分別除以馬鈴薯增產(chǎn)總量，得到單產(chǎn)增加和面積擴(kuò)大對馬鈴薯增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率，計(jì)算公式為：

(5)

(6)

表1 單產(chǎn)和播種面積對馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)率類型 %

式(5)、(6)中：Uyi、Usi分別代表i省單產(chǎn)水平提高和播種面積增加對馬鈴薯增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率，ΔPi為i省馬鈴薯增產(chǎn)總量。

貢獻(xiàn)率強(qiáng)弱類型劃分。為了更直觀地表現(xiàn)單產(chǎn)增加和播種面積增加對馬鈴薯產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)率大小，按照Uyi和Usi的數(shù)值大小劃分了極顯著、顯著和較顯著3個(gè)類型，該研究中不存在50%的省區(qū)(表1)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)為2005年和2015年我國分省(不含港、澳、臺(tái)地區(qū))馬鈴薯產(chǎn)量和種植面積數(shù)據(jù)，由于種植面積較小可忽略不計(jì)或無統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的原因，研究對象共包括除了京、津、滬、蘇、豫、瓊的其余25個(gè)省(市、自治區(qū))。從相鄰年份數(shù)據(jù)及項(xiàng)目組實(shí)地調(diào)研情況來看，2005年和2015年各省馬鈴薯產(chǎn)量和面積未出現(xiàn)由偶然因素引起的較大波動(dòng)，因此能夠反映馬鈴薯產(chǎn)量和面積變化的總體趨勢。數(shù)據(jù)均來自《2005中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》《2015中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》以及相應(yīng)年份省級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒。

2 我國馬鈴薯增產(chǎn)地域格局及其貢獻(xiàn)因素

2.1 馬鈴薯增產(chǎn)增量和增幅

2005—2015年，我國馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量總體態(tài)勢表現(xiàn)為在波動(dòng)中上升。其中在2007年出現(xiàn)一次較為明顯的下降，2013年以后兩年出現(xiàn)下降。10年全國馬鈴薯播種面積由488.09萬hm2增長到551.82萬hm2，增產(chǎn)率13.06%，年均增長1.23%；產(chǎn)量由7 086.5萬t增加到9 486萬t，增產(chǎn)率33.86%，年均增產(chǎn)2.96%。全國25個(gè)研究單元中有山西、內(nèi)蒙古、吉林和安徽4省(自治區(qū))，馬鈴薯總產(chǎn)量出現(xiàn)下降，其余21個(gè)省(市、自治區(qū))產(chǎn)量上升，占到總量的84%。增加的產(chǎn)量與減少的產(chǎn)量之比為12.7:1。其中，增產(chǎn)量最大的為四川省，2015年較2005年增產(chǎn)813.5萬t，占全國增產(chǎn)量的32.98%；增產(chǎn)量前兩位的四川和貴州增產(chǎn)量占全國增產(chǎn)的51.25%；增產(chǎn)量在全國前6位的省市增產(chǎn)占全國的78.03%?？梢?，馬鈴薯增產(chǎn)大省對全國馬鈴薯的增產(chǎn)貢獻(xiàn)非常顯著。從增產(chǎn)大省的區(qū)域分布來看，前6位中有3個(gè)省市(川、貴、渝)分布在西南地區(qū)，屬于我國馬鈴薯種植4個(gè)大區(qū)中的西南混作區(qū)；另外3個(gè)省(陜、甘、冀)分布在北方地區(qū)，屬于北方一季作區(qū)。

2005—2015年我國馬鈴薯平均增速為33.86%。為了表明2005—2015年全國各省(市、自治區(qū))馬鈴薯增產(chǎn)增速狀況，以同時(shí)期全國馬鈴薯增速平均水平(S=33.86%)為參考，將研究單元分為超速增產(chǎn)、同步增產(chǎn)、滯后增產(chǎn)、絕對減產(chǎn)4個(gè)類型(表2)。分類統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，10年來我國馬鈴薯增速呈現(xiàn)明顯的兩極分化的現(xiàn)象。滯后增產(chǎn)和超速增產(chǎn)兩種類型分別占到研究單元的44%和32%，而同步增產(chǎn)只占8%。

表2 2005—2015年我國馬鈴薯增產(chǎn)狀況

從馬鈴薯增速空間分異來看，我國馬鈴薯超速增產(chǎn)的省區(qū)主要集中在西部地區(qū)，最快的是江西省，增速達(dá)到238.10%，主要是因?yàn)槠浠鶖?shù)較小導(dǎo)致增速較快。同步增產(chǎn)的兩個(gè)省市為寧夏和重慶，增速分別為35.27%和25.71%。滯后增產(chǎn)的地區(qū)中7個(gè)位于東部，4個(gè)分布在西部，其中增速最小的是湖南(3.32%)。減產(chǎn)的4個(gè)省中有3個(gè)位于東北和華北地區(qū)(吉、蒙、晉)，減幅最大的是安徽省，減幅達(dá)到45.16%。表明東北一季區(qū)和華北一季區(qū)在全國馬鈴薯生產(chǎn)中的地位不斷下降，西北一季區(qū)和云貴一二混作區(qū)地位不斷上升。

2.2 馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素

對增產(chǎn)增幅格局的研究在一定程度上反映了我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)變化的區(qū)域格局，但未能從具體貢獻(xiàn)因素層面對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有效的參考。因此，有必要借助對數(shù)平均迪式指數(shù)模型，從面積增加和單產(chǎn)提高兩個(gè)維度對我國馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素進(jìn)行深入分析。

表3 2005—2015年中國馬鈴薯增產(chǎn)因素分布格局

2005—2015年，我國馬鈴薯增產(chǎn)的21個(gè)省(市、區(qū))中，種植面積增加的有15個(gè)，面積減小的有6個(gè)。其中面積增加最多的是四川省，10年增加42.97萬hm2，增幅為116.93%；面積減少最多的是黑龍江，減幅達(dá)到27%。21個(gè)省(市、區(qū))中單產(chǎn)水平提升的有14個(gè)，減小的有7個(gè)。其中遼寧單產(chǎn)增加最多，達(dá)到1.253 31萬kg/hm2，單產(chǎn)減小最多的是青海，2 202.15kg/hm2。面積和單產(chǎn)都有增加的有8個(gè)省(市、區(qū))。從增產(chǎn)貢獻(xiàn)來看，11個(gè)單元的單產(chǎn)貢獻(xiàn)較大，其中6個(gè)單產(chǎn)貢獻(xiàn)對面積貢獻(xiàn)為極顯著水平，3個(gè)位顯著水平，2個(gè)為較顯著水平；10個(gè)省區(qū)的面積貢獻(xiàn)較大，其中9個(gè)較單產(chǎn)貢獻(xiàn)為極顯著水平，1個(gè)為較顯著水平。兩個(gè)貢獻(xiàn)因素中，極顯著所占比重均較大。從增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素的區(qū)域格局來看(表3)，單產(chǎn)增加對增產(chǎn)貢獻(xiàn)極顯著的省為山東、遼寧、黑龍江、湖南、福建和貴州，這6個(gè)省馬鈴薯種植面積都有所下降，而產(chǎn)量提高；面積增加對產(chǎn)量增加貢獻(xiàn)極顯著的地區(qū)主要有青海、云南、甘肅、湖北、寧夏和四川等地，這些地區(qū)大多分布在我國西部地區(qū)，人口密度小，地域遼闊，但水土資源分配不均，馬鈴薯種植自然資源條件差，因此馬鈴薯的增產(chǎn)主要依靠面積的增加而非單產(chǎn)的提升。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

2005—2015年，我國馬鈴薯增產(chǎn)超過百萬t的地區(qū)有6個(gè)，除河北外其余5個(gè)省均位于西北一季區(qū)和西南混作區(qū)，表明馬鈴薯產(chǎn)區(qū)進(jìn)一步向西部地區(qū)集中，特別是西南產(chǎn)區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭較好。但從增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素來看，這6個(gè)地區(qū)卻有較大的差別：四川、重慶和甘肅馬鈴薯增產(chǎn)主要由面積增加造成，其中四川和甘肅面積貢獻(xiàn)極顯著。這主要與當(dāng)?shù)卣畬︸R鈴薯產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)作用有關(guān)。2006年四川省制定了《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃》，對四大產(chǎn)區(qū)進(jìn)行功能定位和重點(diǎn)扶持，并加大對民族地區(qū)種植馬鈴薯的支持力度，增強(qiáng)了農(nóng)戶種植意愿。同時(shí)，新技術(shù)的應(yīng)用帶動(dòng)了一批馬鈴薯新品種的推廣，對馬鈴薯面積增加起到關(guān)鍵作用。甘肅省地處我國西部內(nèi)陸地區(qū)，自然條件惡劣，夏糧穩(wěn)定性差、抗災(zāi)能力弱，卻非常適合馬鈴薯種植。甘肅省政府在2005年印發(fā)了《甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，設(shè)立專項(xiàng)扶持資金，加之土地資源豐富，因此有利于馬鈴薯大規(guī)模種植生產(chǎn)。貴州、陜西、河北3省馬鈴薯增產(chǎn)主要依靠單產(chǎn)增加貢獻(xiàn)，其中貴州單產(chǎn)貢獻(xiàn)極顯著。貴州多山區(qū)，馬鈴薯種植土地后備資源缺乏，由于馬鈴薯品種演變和科技投入，貴州馬鈴薯適種季節(jié)增多。品種更新和產(chǎn)質(zhì)優(yōu)化對馬鈴薯單產(chǎn)提高有重要推動(dòng)作用。

雖然我國馬鈴薯生產(chǎn)呈現(xiàn)出增長的態(tài)勢，從面積增加和單產(chǎn)提升兩方面有積極的貢獻(xiàn)，但也必須看到良好態(tài)勢背后隱含的問題。西部地區(qū)土地廣袤，馬鈴薯增產(chǎn)主要依靠面積的增加，其中一部分面積是在與其他作物進(jìn)行輪作的基礎(chǔ)上增加，但如果前茬作物由于市場等原因滯銷，農(nóng)戶不能及時(shí)采摘，將會(huì)造成馬鈴薯不能下種而錯(cuò)過種植時(shí)機(jī)，嚴(yán)重影響馬鈴薯種植穩(wěn)定性。另一方面，面積的增加實(shí)際上是以土地資源和水資源的高消耗為代價(jià)，造成資源利用率較低，更為嚴(yán)重的是對西部內(nèi)陸地區(qū)原本就較為脆弱的生態(tài)系統(tǒng)帶來難以恢復(fù)的破壞。因此，對于主要依靠面積增加來提高產(chǎn)量的地區(qū)，應(yīng)合理配置輪作作物，增大科技投入，推廣優(yōu)良品種更新，挖掘耕地增產(chǎn)潛力。對于貴州、山東等單產(chǎn)貢獻(xiàn)顯著的馬鈴薯種植大省來說，在產(chǎn)量大幅增加的同時(shí)，必須有危機(jī)意識(shí)和市場意識(shí)，防止馬鈴薯大規(guī)模滯銷，導(dǎo)致增產(chǎn)不增收，對農(nóng)戶種植積極性造成打擊。因此對這些地區(qū)，政府應(yīng)積極關(guān)注馬鈴薯及其替代產(chǎn)品的市場動(dòng)向，及時(shí)向農(nóng)戶發(fā)布相關(guān)信息，指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行生產(chǎn)；另一方面主產(chǎn)區(qū)政府應(yīng)大力實(shí)施品牌化戰(zhàn)略，提高自身產(chǎn)品品牌認(rèn)知度，結(jié)合國家相應(yīng)政策打造馬鈴薯特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)，形成產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展。對于農(nóng)戶來說，應(yīng)提升自身認(rèn)知能力，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略實(shí)施，為馬鈴薯市場銷售、產(chǎn)品管理、農(nóng)技推廣等方面提供科學(xué)、準(zhǔn)確、全方位的信息化服務(wù)。

3.2 結(jié)論

以2005年和2015年我國省級(jí)馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從增產(chǎn)增量和增幅的角度探討了10年我國馬鈴薯增產(chǎn)基本狀況，并運(yùn)用LMDI模型進(jìn)一步測算了馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素及其空間格局，得到以下結(jié)論。

(1)2005—2015年，我國馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量總體態(tài)勢表現(xiàn)為在波動(dòng)中上升。10年全國馬鈴薯播種面積增長率13.06%，總產(chǎn)量增加33.86%。全國25個(gè)省級(jí)研究單元中，有21個(gè)省(市、自治區(qū))產(chǎn)量上升，晉、蒙、吉、皖4省區(qū)產(chǎn)量下降，增產(chǎn)產(chǎn)量與減產(chǎn)產(chǎn)量之比為12.7 ∶1。增產(chǎn)前2位的省貢獻(xiàn)了增產(chǎn)量的51.25%，前6位的省貢獻(xiàn)了78.03%。從增產(chǎn)地域格局來看，西南混作區(qū)和北方一季區(qū)是我國馬鈴薯增產(chǎn)主要區(qū)域。

(2)從增產(chǎn)增幅來看，低于全國平均增速的滯后增產(chǎn)類型和高于全國平均增速的超速增產(chǎn)類型的省域單元最多，分別占到44%和32%，同步增產(chǎn)的省僅有寧夏和重慶。從增幅空間格局看，超速增產(chǎn)的地區(qū)主要集中在西部，西北一季區(qū)和云貴一二混作區(qū)馬鈴薯種植地位不斷上升。

(3)馬鈴薯增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素主要包括面積增加貢獻(xiàn)和單產(chǎn)提高貢獻(xiàn)。21個(gè)增產(chǎn)的省(市、自治區(qū))中，種植面積增加的有15個(gè)，單產(chǎn)提高的有14個(gè)，單產(chǎn)和面積均有增加的有8個(gè)省。增產(chǎn)的21個(gè)省區(qū)中，有11個(gè)單產(chǎn)增加貢獻(xiàn)較大，10個(gè)面積增加貢獻(xiàn)較大。從地域分布來看，單產(chǎn)增加對增產(chǎn)貢獻(xiàn)極顯著的省為山東、遼寧、黑龍江、湖南、福建和貴州6省，主要分布在東部；面積增加對產(chǎn)量增加貢獻(xiàn)極顯著的地區(qū)主要有青海、云南、甘肅、湖北、寧夏和四川等地，基本都位于西部。