丁春雨 谷金英 馬冠南 趙志鵬 李勇 張曉嬌 鄒思佳 袁鐵英

(吉林省農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，吉林 長春 130033)

引言

糧食是一個國家和民族的發(fā)展之基和生存之本。在和平和全球化時代，糧食在全球范圍內(nèi)可以自由流通，人們隨時可以買到任何想要的糧食，同時，人們也樂于享受這種全球化帶來的便利，以至于放松了對糧食安全的警惕，認為只要有錢就可以買到糧食。但是隨著由美國主導的逆全球化過程加速以及俄烏戰(zhàn)爭的爆發(fā)，世界變得更加不穩(wěn)定，國際環(huán)境和供應(yīng)鏈受到極大破壞。糧食安全問題迫在眉睫，而且還可能繼續(xù)惡化。

我國是農(nóng)業(yè)大國，但同時也是人口大國，雖然糧食產(chǎn)量很大，但人均卻不多，再加上種植結(jié)構(gòu)的不合理，導致糧食安全性受到極大挑戰(zhàn)。根據(jù)國家糧油信息中心發(fā)布的2月《油脂油料市場供需狀況月報》顯示，預(yù)測2022—2023年度我國大豆新增供給量11529萬t，其中國產(chǎn)大豆產(chǎn)量2029萬t，大豆進口量9500萬t，國產(chǎn)大豆占新增供給量的17.6%，進口大豆占新增供給量的82.4%，如果全球供應(yīng)鏈被破壞或是歐美對中國的糧食進行打壓，將對我國的糧食安全構(gòu)成極大的威脅。因此，當務(wù)之急要盡早布局，及早謀劃，通過出臺政策、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)等手段，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)布局，提升糧食產(chǎn)量，確保我國糧食安全。

糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護區(qū)(“兩區(qū)”)是我國根據(jù)水土資源環(huán)境條件和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施完善程度，對耕地進行科學規(guī)劃和保護，其主要目的是要提升糧食等重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力，降低糧食等重要農(nóng)產(chǎn)品對國際市場的依存度，確保“谷物基本自給，口糧絕對安全”[1]。吉林省“兩區(qū)”作物主要包括玉米、水稻和大豆。目前，吉林省“兩區(qū)”工作已經(jīng)完成了劃定和建庫等相關(guān)工作，為掌握“兩區(qū)”范圍內(nèi)作物品種種植情況，以梨樹縣為例，對梨樹縣“兩區(qū)”作物種植情況進行監(jiān)測，將實際種植作物品種面積與規(guī)劃作物品種面積進行對比分析，總結(jié)其特征、分析其原因，為更大范圍的“兩區(qū)”作物品種監(jiān)測和種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供一種方法和借鑒。

1 梨樹縣概況

梨樹縣位于吉林省西南部，地處松遼平原腹地、我國黑土保護區(qū)域范圍內(nèi)，其耕地幾乎被黑土覆蓋，是我國重要的產(chǎn)糧大縣，其總結(jié)的“梨樹模式”在全國范圍內(nèi)進行推廣，2020年，習近平總書記在吉林考察時語重心長的說“保護好黑土地這一‘耕地中的大熊貓’，留給子孫后代。梨樹模式值得總結(jié)和推廣”。

2 “兩區(qū)”作物品種監(jiān)測方法概述

2.1 數(shù)據(jù)源獲取

為實現(xiàn)對“兩區(qū)”作物的精準監(jiān)測，采用吉林省長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司的吉林一號衛(wèi)星影像作為主要遙感數(shù)據(jù)源，衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集時間為2022年6月、8月及9月，分辨率為0.75m，同時利用可以免費下載的高分一號數(shù)據(jù)及哨兵數(shù)據(jù)作為輔助遙感數(shù)據(jù)源；矢量數(shù)據(jù)包括梨樹縣“兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)和梨樹縣第三次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)，外業(yè)實地采樣數(shù)據(jù)等。

圖1 梨樹縣“兩區(qū)”范圍示意圖

圖2 梨樹縣影像圖

2.2 “兩區(qū)”作物遙感分類

分類方法采用《基于吉林一號的梨樹縣主要農(nóng)作物提取研究》[2]中所描述的方法，提取出梨樹縣“兩區(qū)”耕地掩膜矢量，進行面向?qū)ο筚x值后獲取初步農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)監(jiān)測結(jié)果，經(jīng)過人工質(zhì)檢與核驗獲取精細化的梨樹縣農(nóng)作物分類產(chǎn)品。總體主要包括5個工作流程：數(shù)據(jù)準備，預(yù)處理，樣本采樣，農(nóng)作物分類，成果輸出。技術(shù)流程如圖3所示，分類結(jié)果如圖4所示。

圖3 梨樹縣多時相“兩區(qū)”作物分類路線圖

圖4 梨樹縣2022年多時相“兩區(qū)”主要農(nóng)作物空間分布專題圖

2.3 精度驗證

根據(jù)外業(yè)采集樣本與隨機打點的方式，生成驗證樣本，通過構(gòu)建混淆矩陣對分類結(jié)果進行精度驗證。驗證結(jié)果為梨樹縣2022年“兩區(qū)”主要農(nóng)作物遙感監(jiān)測成果總體精度為96.00%。

3 分類結(jié)果統(tǒng)計與分析

利用ArcGIS軟件對分類結(jié)果按鄉(xiāng)鎮(zhèn)和作物類別進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

表1 梨樹縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)“兩區(qū)”主要農(nóng)作物遙感監(jiān)測面積

從表1可以看出，梨樹縣“兩區(qū)”作物中玉米種植面積為183495.21hm2，占“兩區(qū)”總面積的92.57%；水稻種植面積為4894.82hm2，占“兩區(qū)”總面積的2.47%；大豆種植面積為4647.84hm2，占“兩區(qū)”總面積的2.34%；非“兩區(qū)”作物(其他)種植面積為5184.09hm2，占“兩區(qū)”總面積的2.62%，其占比如圖5所示。

圖5 梨樹縣“兩區(qū)”農(nóng)作物遙感監(jiān)測面積占比示意圖

從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)“兩區(qū)”農(nóng)作物總面積來看，林海鎮(zhèn)與孤家子鎮(zhèn)的“兩區(qū)”農(nóng)作物總面積超過1.5萬hm2，分別為15997.43hm2與15763.07hm2，位列全縣第1位與第2位。萬發(fā)鎮(zhèn)、小城子鎮(zhèn)、榆樹臺鎮(zhèn)和劉家館子鎮(zhèn)的“兩區(qū)”農(nóng)作物面積超過1萬hm2，分別為12681.53hm2、12594.08hm2、12217.71hm2和10824.96hm2，分列3～6位。小寬鎮(zhèn)、泉眼嶺鄉(xiāng)和孟家?guī)X鎮(zhèn)的“兩區(qū)”農(nóng)作物面積最小，分別為6401.95hm2、6293.52hm2和4916.87hm2，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的“兩區(qū)”農(nóng)作物總面積均超過了0.65萬hm2。

從玉米面積來看，梨樹縣“兩區(qū)”的玉米分布較為均一，前5位依次是林海鎮(zhèn)14840.90hm2，萬發(fā)鎮(zhèn)12650.25hm2，榆樹臺鎮(zhèn)12100.04hm2，孤家子鎮(zhèn)11707.59hm2和小城子鎮(zhèn)11081.03hm2，總計62379.82hm2，占全縣“兩區(qū)”玉米面積的44.00%。

從水稻面積來看，梨樹縣“兩區(qū)”水稻主要集中種植于孤家子鎮(zhèn)，面積達到3293.98hm2，占比達到67.3%；其次是小寬鎮(zhèn)，面積為815.04hm2。

從“兩區(qū)”大豆面積來看，前5位依次是沈洋鎮(zhèn)829.98hm2，劉家館子鎮(zhèn)744.83hm2，小城子鎮(zhèn)717.73hm2，林海鎮(zhèn)637.57hm2和孤家子鎮(zhèn)334.79hm2，總計3264.90hm2，占全縣“兩區(qū)”大豆面積的70.2%。

4 “兩區(qū)”作物實際監(jiān)測面積與規(guī)劃作物品種面積對比分析

“兩區(qū)”實際監(jiān)測面積與規(guī)劃作物品種面積的差值能夠反映出實際種植作物品種與規(guī)劃作物品種的匹配程度，從科學規(guī)劃的角度看，也反映出梨樹縣種植結(jié)構(gòu)的合理程度，如表2所示。

表2 “兩區(qū)”作物實際監(jiān)測面積與規(guī)劃作物品種面積對比

總體上看，實際種植的作物品種種植結(jié)構(gòu)與“兩區(qū)”劃定的作物品種種植結(jié)構(gòu)相差較大，其中，玉米實際種植面積比劃定面積多4901.51hm2，水稻實際種植面積比劃定面積少4869.99hm2，大豆實際種植面積比劃定面積少8731.56hm2。分析其原因：梨樹縣位于黃金玉米帶范圍內(nèi)，氣象條件和水土條件適合種植玉米，單位產(chǎn)出相對較高，產(chǎn)量可達到13000kg·hm-2左右，而大豆產(chǎn)量只有3000kg·hm-2左右；種植玉米技術(shù)成熟，易于管理，耕、種、收可實現(xiàn)全程機械化，提升效率的同時降低投入，水稻和大豆很難實現(xiàn)全程機械化；農(nóng)村勞動力特別是年輕勞動力的流失，導致空心村成為較普遍的現(xiàn)象，耕地不得不由留守的老人耕種，他們更愿意選擇機械化程度更高的玉米；玉米投入產(chǎn)出比具有較大優(yōu)勢。

從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)看，21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，有10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)玉米種植面積少于規(guī)劃面積，占全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的47.6%，其中排在前3位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是小城子鎮(zhèn)1670.73hm2、梨樹鎮(zhèn)545.30hm2、喇嘛甸鎮(zhèn)474.88hm2。有11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)玉米種植面積多于規(guī)劃面積，占全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的52.4%，其中排在前3位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是榆樹臺鎮(zhèn)3031.30hm2，小寬鎮(zhèn)1494.37hm2，劉家館子鎮(zhèn)1476.96hm2。

有12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)水稻種植面積少于規(guī)劃面積或未種植水稻，占全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的57.1%，其中排在前3位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是小寬鎮(zhèn)2197.59hm2，沈洋鎮(zhèn)1651.82hm2，孤家子鎮(zhèn)954.30hm2，有9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)水稻種植面積多于規(guī)劃面積，占全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的42.9%，其中排在前3位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是小城子鎮(zhèn)477.84hm2、金山鄉(xiāng)78.81hm2、蔡家鎮(zhèn)16.97hm2。

有14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)大豆種植面積少于規(guī)劃面積或未種植水稻，占全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的66.7%，其中排在前3位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是榆樹臺鎮(zhèn)3088.78hm2，劉家館子鎮(zhèn)2896.19hm2，萬發(fā)鎮(zhèn)742.76hm2，有7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)大豆種植面積多于規(guī)劃面積，占全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的33.3%，其中排在前3位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是小城子鎮(zhèn)677.05hm2，小寬鎮(zhèn)101.96hm2，沈洋鎮(zhèn)99.79hm2。

結(jié)合表2與以上分析可以看出，玉米種植面積少于規(guī)劃面積的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中只有小城子鎮(zhèn)超過了1500hm2，且該部分耕地種植作物基本為水稻或者是大豆，喇嘛甸鎮(zhèn)和梨樹鎮(zhèn)種植作物為其它作物，其中喇嘛甸鎮(zhèn)大棚產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達。水稻和大豆種植面積少于規(guī)劃面積或未種植相應(yīng)作物的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，各有2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過了1500hm2，且水稻和大豆種植面積與規(guī)劃面積相比存在大幅減少或微弱增加的特點，水稻和大豆的種植面積有進一步調(diào)整的空間。

5 結(jié)論

“兩區(qū)”工作是國家從糧食安全的戰(zhàn)略角度出發(fā)，花費大量人力、物力和財力開展的一項工程，一定要保護好、利用好，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。

5.1 分類誤差

由于分類過程中的誤差，“兩區(qū)”實際分類面積比劃定面積少3515.96hm2，約占“兩區(qū)”劃定面積的2%，分類結(jié)果有待于進一步完善，但不影響對“兩區(qū)”種植結(jié)構(gòu)的分析。

5.2 “兩區(qū)”作物種植結(jié)構(gòu)不合理

按“兩區(qū)”劃定面積要求，梨樹縣“兩區(qū)”作物中，玉米面積過大，比劃定面積大4901.51hm2，水稻和大豆面積過小，分別小4869.99hm2和8731.56hm2，作物種植結(jié)構(gòu)不合理，尤其是大豆，因此要對其進行積極調(diào)整和優(yōu)化。

5.3 制定合理政策

加大補貼力度，逐步使作物種植結(jié)構(gòu)更趨于合理；鼓勵各地成立農(nóng)業(yè)合作社，給予相應(yīng)的政策優(yōu)惠和資金扶持，使有意愿和無力耕種的農(nóng)民把土地流轉(zhuǎn)給合作社，提升土地集約化利用程度；引導與扶持實力雄厚、有意為鄉(xiāng)村振興貢獻力量的企業(yè)以及當?shù)赜袑嵙Φ霓r(nóng)民創(chuàng)立與農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的企業(yè)，如大豆油加工企業(yè)、水稻加工銷售企業(yè)等，從而促使種植業(yè)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。

5.4 “兩區(qū)”建設(shè)

“兩區(qū)”是在水土資源環(huán)境條件較好、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施比較完善的優(yōu)勢區(qū)域規(guī)劃和劃定的，但由于年久失修、管理不力等原因，有些農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施破壞嚴重，尤其是保水性好，以前大面積種植水稻的農(nóng)田，有的早已經(jīng)改成旱田，灌溉設(shè)施早已平整或毀壞，用于灌溉的溝渠已經(jīng)干涸，大部分農(nóng)田的電力設(shè)施配套還不完善。因此，加強對耕地，尤其是“兩區(qū)”耕地的建設(shè)，才能發(fā)揮“兩區(qū)”應(yīng)有的作用。

5.5 “兩區(qū)”管理與維護

要加強“兩區(qū)”的管理與維護，落實專人專管、邊建邊管。