王貞妍，何云玲，林 晨

（云南大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，昆明 650500）

作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，糧食生產(chǎn)是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)，也是穩(wěn)固社會和諧、與人民息息相關(guān)的重大戰(zhàn)略問題。然而，隨著2019年末暴發(fā)的新冠疫情在全球蔓延，部分國家限制糧食出口，全球糧食市場不穩(wěn)定。中國部分地區(qū)采取嚴(yán)格的封閉式管理，農(nóng)時耽誤和生產(chǎn)資料的不足對糧食生產(chǎn)帶來了巨大的沖擊與挑戰(zhàn)（蔣和平 等，2020）。確保能夠為所有人口生產(chǎn)與供應(yīng)充足的糧食是中國糧食安全戰(zhàn)略的基本保障（馬樹慶 等，2010），而研究糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀對未來糧食生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化布局有著重要指導(dǎo)意義。

作為糧食生產(chǎn)最基本的要素，糧食作物種植面積和產(chǎn)量的時空格局變化能較好地反映區(qū)域糧食生產(chǎn)狀況。國外關(guān)于糧食生產(chǎn)的研究開始較早，研究范圍也較為廣泛，主要集中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)格局的影響因素、糧食安全性等方面。如Raj（1963）在印度旁遮普地區(qū)的研究表明，氣候因素會對作物種植面積產(chǎn)生重要影響；Samapundo等（2005）從作物生理生態(tài)角度研究了溫度、水資源等自然因素對玉米生長產(chǎn)生的影響；Kelejian 等（2010）認(rèn)為農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移在一定程度上并未對糧食生產(chǎn)布局造成影響；而Bell等（2002）的研究結(jié)果表明，要素投入和技術(shù)變化、管理經(jīng)營等是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)格局變化的主要影響因素。對于糧食安全性的研究，Asha 等（2018）研究了氣候變化對17 種印度農(nóng)作物的潛在影響，填補(bǔ)了印度地區(qū)在適應(yīng)氣候變化和生產(chǎn)多樣性方面的空白；Rutten 等（2014）通過研究越南土地類型變化對經(jīng)濟(jì)的影響，發(fā)現(xiàn)土地利用格局變化會對越南的糧食安全造成威脅。20 世紀(jì)90 年代以來，國內(nèi)已有較多學(xué)者在不同尺度下對糧食生產(chǎn)時序變化、空間格局、安全性評價等方面開展研究。時序變化方面，丁金梅等（2017）分析了2000―2015年中國主要糧食產(chǎn)量變化，得出稻谷、小麥產(chǎn)量小幅度增長且玉米產(chǎn)量大幅增長；曹永強(qiáng)等（2018）運(yùn)用分段線性趨勢法對河北省2001—2015年的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)河北省主要糧食作物的產(chǎn)量和種植面積呈顯著的“先減少后增長”態(tài)勢。空間格局方面，黃愛軍（1995）首次提出了建國以來中國糧食增長中心呈現(xiàn)“北上”“西進(jìn)”的轉(zhuǎn)移趨勢，得到了王介勇等（2009）較多學(xué)者的支持；何秀麗等（2007）對吉林省糧食生產(chǎn)格局進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其區(qū)域差異顯著、中偏西部年均糧食產(chǎn)量最高；于元赫等（2020）利用重心遷移模型對1995―2015 年山東省糧食生產(chǎn)時空變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)山東省生產(chǎn)重心向西遷移。糧食安全性評價方面，潘佩佩等（2013）利用糧食波動系數(shù)和變異系數(shù)對1985―2010年太湖流域糧食安全進(jìn)行評價，得出太湖流域糧食安全風(fēng)險較大。綜上，中國糧食生產(chǎn)研究多以全國范圍等大尺度為主，后逐漸轉(zhuǎn)向各區(qū)域（流域、平原等）以及各省域的糧食生產(chǎn)空間分異格局；研究方法上逐漸引入了自相關(guān)模型、重心模型等，增強(qiáng)了研究結(jié)果的可靠性和可視性；研究內(nèi)容上加入了影響因素、趨勢預(yù)測、安全評價等。

云南省地處中國西部，民族團(tuán)結(jié)、社會穩(wěn)定以及邊疆鞏固等問題都與其糧食生產(chǎn)穩(wěn)定密不可分。獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢使云南省成為“一帶一路”戰(zhàn)略建設(shè)中的重要節(jié)點(diǎn)，為開展對外糧食貿(mào)易奠定了堅實基礎(chǔ)，因此已有的糧食生產(chǎn)相關(guān)研究大多關(guān)注貿(mào)易發(fā)展與糧食出口等方面（楊蕙銘 等，2019；孫哲遠(yuǎn)等，2020）。同時，以云南省為對象的研究大多關(guān)注耕地資源變化（張嵐，2008），較少從時空尺度研究糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀及安全程度。因此，本文基于長時間序列完整的云南省主要州市的糧食作物種植面積及產(chǎn)量數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計、空間分析等方法對其糧食生產(chǎn)的時空變化特征以及安全性進(jìn)行分析，以期為云南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展方向提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

云南省位于中國西南邊陲，地處低緯高原，位于21°08′—29°15′ N、97°31′—106°11′ E之間。由于受到東南季風(fēng)和西南季風(fēng)、高原山地氣候區(qū)的影響，云南省氣候與自然地理環(huán)境復(fù)雜，山地、高原、丘陵約占總面積的94%。2018年全省土地調(diào)查總面積3 831.89 萬hm2，其中農(nóng)用地3 291.67 萬hm2，占總面積的85.90%（楊朝磊 等，2020）。云南省地形獨(dú)特、氣候類型多樣，年溫差小、日溫差大、無霜期長、雨水充沛、水資源豐富、海拔落差大、土壤類型多，這為不同品種的糧食作物提供了良好的生長條件，形成了具有特色的高原糧倉（田飛，2018）。

本文以云南省各州市為基本單位，行政區(qū)劃地理數(shù)據(jù)來自國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)①http://www.ngcc.cn/ngcc/；全省糧食產(chǎn)量與種植面積、各州市糧食作物產(chǎn)量與種植面積以及年末常住人口等數(shù)據(jù)來自《云南統(tǒng)計年鑒》（云南省統(tǒng)計局 等，1989―2018）。

1.2 研究方法

1.2.1 對數(shù)平均迪氏分解法（LMDI）單個糧食作物的產(chǎn)量變化主要受單產(chǎn)和種植面積的影響，其他影響因素則主要通過這2種直接因素影響糧食產(chǎn)量變化（張志高 等，2018）。因此，選取可消除殘差項、滿足因素可逆的LMDI分解法，對糧食增產(chǎn)量以及增產(chǎn)貢獻(xiàn)率進(jìn)行分析。計算公式為（楊春霞等，2020）：

式中：?P為糧食作物增產(chǎn)量；?Pa為單產(chǎn)增加帶來的增產(chǎn)量；?Ps為種植面積增加帶來的增產(chǎn)量，P0、Pt為研究初期和末期的糧食產(chǎn)量；a0、at為研究初期和末期的單產(chǎn)量；S0、St為研究初期和末期的種植面積。

單產(chǎn)變化和種植面積變化對糧食作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率計算公式（楊春霞 等，2020）分別為：

式中：Ca、Cs分別為單產(chǎn)變化和種植面積變化對糧食作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率。

1.2.2 糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)因素 糧食總產(chǎn)量變化主要表現(xiàn)為種植面積和平均單產(chǎn)量的變化（劉忠等，2013）。統(tǒng)計指標(biāo)中的單產(chǎn)量是指加權(quán)平均單產(chǎn)，除了各糧食作物本身單產(chǎn)的變化外，單產(chǎn)量不同作物之間的變化調(diào)整也是一個重要因素。因此，糧食作物內(nèi)部種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整對糧食總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不容忽視。采用朱晶等（2015）的糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素分解與測算方法，將假設(shè)存在的無結(jié)構(gòu)調(diào)整情形與實際變化情況對比，得到因結(jié)構(gòu)調(diào)整而導(dǎo)致的糧食總產(chǎn)量變化情況，從而計算出糧食種植面積、各作物單產(chǎn)量及糧食作物內(nèi)部種植結(jié)構(gòu)調(diào)整對糧食產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率。計算公式為（朱晶 等，2015）：

糧食種植面積變化對糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率：

結(jié)構(gòu)調(diào)整對糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率：

各作物單產(chǎn)變化對糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率：

式中：ψRt、ψAt、ψyt分別表示糧食種植面積變化、結(jié)構(gòu)調(diào)整以及各作物單產(chǎn)變化對糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率；βit表示無結(jié)構(gòu)調(diào)整狀態(tài)下糧食總種植面積及各作物種植面積的增長率（βit=Rt+1/Rt，其中Rt+1、Rt分別表示第t+1年和第t年的糧食總種植面積）；Qt+1、Qt分別表示t+1和t年的糧食總產(chǎn)量；λit表示各作物加權(quán)后的自身單位面積產(chǎn)量變化（λit=∑Sit yi，t+1/∑Sitλit，其中i代表不同的糧食作物，t為年份）。

1.2.3 重心遷移模型 重心模型是研究要素在區(qū)域發(fā)展過程中發(fā)生空間變動的重要分析工具（劉彥隨等，2009），本文根據(jù)重心遷移模型理論嘗試構(gòu)建云南省糧食產(chǎn)量重心擬合模型，計算公式（于元赫等，2020）為：

式中：（Mj，Nj）為云南省糧食生產(chǎn)第j年的重心坐標(biāo)；Pij為第i個市（州）第j年的糧食產(chǎn)量；（Mi，Ni）為第i個市（州）的幾何重心坐標(biāo)，可利用ArcGIS計算得到。

1.2.4 糧食產(chǎn)量波動系數(shù) 糧食生產(chǎn)在受到自然因素和經(jīng)濟(jì)因素的影響下會出現(xiàn)波動，波動幅度可用糧食產(chǎn)量波動系數(shù)（α）表示，波動系數(shù)越大，糧食生產(chǎn)安全風(fēng)險越高。其計算公式（王介勇 等，2009）為：

式中：Yt為第t年的實際糧食產(chǎn)量；Ft為第t年的趨勢產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 糧食種植面積與產(chǎn)量的時序變化特征

云南省1989―2018年糧食生產(chǎn)時間變化特征如圖1 所示，結(jié)果顯示：1）近30 年全省糧食種植面積總體呈顯著上升趨勢（P<0.001），最小值為353萬hm2（1993年）；最大值為446萬hm2（2016年），比1993 年增加了26%；其中波動幅度最大的是1999―2007 年，最小值與最大值之間相差34 萬hm2，這可能是因為新的扶貧政策致力于增加貧困人口收入，調(diào)整了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，使糧食種植面積出現(xiàn)明顯波動（國務(wù)院頒布實施2001—2010農(nóng)村扶貧開發(fā)綱要）。2）近30年全省糧食總產(chǎn)量也呈現(xiàn)顯著增加趨勢（P<0.001），最小值出現(xiàn)在1989 年（998 萬t），最大值出現(xiàn)在2015 年（1 970 萬t），相比1989年增長率為97%；尤其是自2007年起，糧食總產(chǎn)量連續(xù)9年增產(chǎn)，這表明2008年全省啟動實施的“百億斤糧食增產(chǎn)計劃”成效顯著。3）近30年全省糧食單產(chǎn)量變化趨勢與糧食總產(chǎn)量一致，整體表現(xiàn)為顯著增加的變化趨勢（P<0.001）；但個別年份出現(xiàn)波動，對典型年份進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，2006年云南省開始改造中低產(chǎn)田，顯著地提高了糧食種植及栽培過程中抵御自然災(zāi)害的能力，2006年以后9年間的糧食單產(chǎn)以29.6%的增長率增加；2016年受厄爾尼諾影響，云南省干旱、洪澇等自然災(zāi)害頻發(fā)（陳衛(wèi)等，2016），造成糧食單產(chǎn)量大幅下降。

圖1 1989—2018年云南省糧食種植面積和產(chǎn)量的變化趨勢Fig.1 Variation of grain planting area and yield from 1989 to 2018 in Yunnan Province

云南省1989—2018 年主要糧食作物稻谷、小麥、玉米和薯類的種植面積和產(chǎn)量的時間變化特征如圖2所示。種植面積上（圖2-a），2003年前，全省薯類的種植面積最少，小麥次之，玉米除少數(shù)年份略低于稻谷外均為最大；2003年后，薯類作物種植面積超過小麥，并與稻谷種植面積在2011—2016年幾乎相等，這可能是因為云南省在2000年后為發(fā)展特色農(nóng)業(yè)而進(jìn)行的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整（李云海 等，2003）。近30年小麥和稻谷種植面積總體表現(xiàn)為波動下降的趨勢，分別下降16%和36%；而玉米種植面積則有顯著上升的趨勢，增加了82%（見圖2-a），尤其是2004年后增長較顯著，這與當(dāng)時國內(nèi)畜牧業(yè)和玉米深加工業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致玉米的需求量增大有很大關(guān)系（農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)貿(mào)易促進(jìn)中心課題組，2014）。總產(chǎn)量上，全省小麥近30年最少，年均產(chǎn)量為108萬t，但波動較小，基本保持平穩(wěn)；薯類總產(chǎn)量從2000年開始高于小麥，研究時段內(nèi)總產(chǎn)量增加了228%；稻谷和玉米的總產(chǎn)量在2009 年之前基本呈穩(wěn)步上升趨勢（圖2-b），稻谷總產(chǎn)量大于玉米，但從2010年開始玉米總產(chǎn)量超過稻谷，呈現(xiàn)顯著增加的趨勢，增長率高達(dá)216%。單產(chǎn)量上，近30年來全省小麥、稻谷、玉米和薯類的單產(chǎn)量變化總體呈上升趨勢（圖2-c），其中小麥單產(chǎn)最低，薯類次之，玉米較高，稻谷單產(chǎn)最高。

圖2 1989—2018年云南省稻谷、小麥、玉米和薯類的種植面積（a）和產(chǎn)量（b、c）的變化趨勢Fig.2 Variation of grain planting area(a) and yield (b, c) of rice,wheat, corn and potato from 1989 to 2018 in Yunnan Province

利用LMDI 模型計算4 種主要糧食作物種植面積與單產(chǎn)對其總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率，結(jié)果如表1所示。稻谷1989－1998年的增產(chǎn)主要依靠單產(chǎn)量的增加；1999－2018年總產(chǎn)量的提高則是由種植面積增加所導(dǎo)致。小麥1989—1998年的增產(chǎn)由單產(chǎn)量和種植面積的提升共同起作用；1999―2008年小麥種植面積和單產(chǎn)量均減少，但總產(chǎn)量降低主要是由種植面積大幅下降所導(dǎo)致；2009―2018年小麥單產(chǎn)量增加，但種植面積減少使得小麥減產(chǎn)。玉米1989―1998 年總產(chǎn)量增產(chǎn)的主要因素是單產(chǎn)量提高；而1999―2008 年總產(chǎn)量增產(chǎn)是由種植面積增加導(dǎo)致；2009―2018年種植面積增加和單產(chǎn)增加對玉米增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率相近。薯類在研究時段內(nèi)總產(chǎn)量的變化均是主要由種植面積變化所導(dǎo)致，3 個時段內(nèi)的貢獻(xiàn)率分別為85%、78%、206%。

表1 1989—2018年云南省4種主要糧食作物種植面積與單產(chǎn)對各自總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率Table 1 Contribution rates of planting area and yield per unit area to the change of total yield of four major grain crops from 1989 to 2018 in Yunnan

計算近30年糧食種植面積、各主要作物單產(chǎn)和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整對云南省總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)（表2）可知，1989－1998年全省糧食總產(chǎn)增量為321萬t，3種因素對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率分別為35%、85%、?20%，其中各作物單產(chǎn)增加貢獻(xiàn)最明顯，但種植結(jié)構(gòu)調(diào)整貢獻(xiàn)率為負(fù)值，這是由于該時段低產(chǎn)的小麥種植面積增加（圖3）；1999―2008 年全省糧食增產(chǎn)119萬t，種植面積、各作物單產(chǎn)和結(jié)構(gòu)調(diào)整對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率分別為16%、17%和67%，相比上一個10年，種植面積與各作物單產(chǎn)對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率下降，但結(jié)構(gòu)調(diào)整對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率增大，這是因為低產(chǎn)作物小麥的種植面積與比例大幅下降，其他3 種作物的種植面積均上升（見圖3）；2009―2018年全省糧食增產(chǎn)284萬t，主要是因為各作物單產(chǎn)增大導(dǎo)致總產(chǎn)量增加。

表2 1989—2018年種植面積、各作物單產(chǎn)和結(jié)構(gòu)調(diào)整對云南省糧食總產(chǎn)量增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率Table 2 The contribution rate of three factors to the increase of grain production from 1989 to 2018 in Yunnan Province

圖3 1989—2018年云南省4種主要糧食作物占總種植面積的比例變化Fig.3 Change of the proportion of four main grain crops in the total cultivated area from 1989 to 2018 in Yunnan Province

2.2 糧食種植面積與產(chǎn)量的空間分布格局

近30年云南省各州市糧食種植面積整體呈現(xiàn)東多西少的空間分布規(guī)律（圖4），年平均種植面積最多的地區(qū)為曲靖市（54.08 萬hm2），最少的為迪慶藏族自治州（4.93萬hm2）。1999—2008年全省糧食種植面積相比前10年減少的地區(qū)有9個，幾乎全位于中西部，其中減少最多的為玉溪市，減少量為3.47 萬hm2。由于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，2009—2018 年全省糧食種植面積相比前10年減少的地區(qū)數(shù)量大幅下降，僅迪慶藏族自治州減少了0.03萬hm2。總體上，近30年來全省糧食種植面積減少的地區(qū)有6個，其中玉溪市減少最顯著（減少量為2.67萬hm2），其次為昆明市（減少量為1.22萬hm2）。作為滇中城市群主體，昆明市和玉溪市是全省城市化水平最高的地區(qū)，城區(qū)面積擴(kuò)張迅速，導(dǎo)致糧食作物種植區(qū)域減少。而糧食種植面積增加幅度最大的地區(qū)為曲靖市，30 年內(nèi)增加了16.89 萬hm2。各主要糧食作物中，稻谷和小麥的種植面積普遍降低，玉米和薯類普遍增加。研究時段內(nèi)，稻谷種植面積僅有文山壯族苗族自治州增加（增加量為1.02萬hm2），中西部地區(qū)減少程度較大，其中普洱市減少幅度最大（減少量為6.12萬hm2）。小麥種植面積空間分布呈現(xiàn)東多西少的態(tài)勢，其中年平均種植面積最多的地區(qū)為曲靖市（5.46萬hm2），但研究時段內(nèi)，僅文山壯族苗族自治州（增加量為0.93 萬hm2）和臨滄市（0.15萬hm2）的小麥種植面積呈上升趨勢。玉米和薯類年平均種植面積最多的地區(qū)均為昭通市（玉米18.91 萬hm2，薯類13.57 萬hm2），研究時段內(nèi)，僅怒江傈僳族自治州的玉米種植面積減少（減少量為0.64萬hm2），昭通市的薯類種植面積變化幅度最大（增加量為7.40萬hm2）。

圖4 云南省不同地區(qū)糧食種植面積的空間分異Fig.4 Spatial distribution of grain planting area in Yunnan Province

從不同地區(qū)稻谷、小麥、玉米和薯類產(chǎn)量的空間分異特征看（圖5），全省稻谷總產(chǎn)量年平均值呈現(xiàn)由東南向西北遞減的分布規(guī)律，平均總產(chǎn)量最高的地區(qū)是東南部紅河哈尼族彝族自治州（61.17 萬t）。1989—2018年昆明市稻谷總產(chǎn)量減產(chǎn)最多，由43.54萬減少到13.23萬t，減產(chǎn)率高達(dá)70%；其次是玉溪市，由38.59 萬減少到13.29 萬t，減產(chǎn)率為66%。小麥的總產(chǎn)量在3 種谷物中最低，平均高值區(qū)呈現(xiàn)由四周向中部聚攏的分布規(guī)律；1989—1998年小麥高產(chǎn)區(qū)以大理白族自治州和曲靖市為主，總產(chǎn)量分別為16.51 萬、17.03 萬t；2009—2018 年高產(chǎn)區(qū)逐步轉(zhuǎn)移到楚雄彝族自治州，總產(chǎn)量為9.57萬t。玉米在4種作物中增產(chǎn)最快且最多，高產(chǎn)區(qū)主要分布在滇東北，并且呈現(xiàn)逐漸向西部擴(kuò)散趨勢；曲靖市得益于自然生態(tài)環(huán)境條件的優(yōu)勢以及玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展（劉賓照 等，2012），成為近30年全省玉米年平均總產(chǎn)量最多的地區(qū)，增產(chǎn)率高達(dá)174%。薯類高產(chǎn)區(qū)主要分布在滇東北，1989—1998年曲靖市和昭通市的薯類產(chǎn)量遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，年平均總產(chǎn)量分別為42.92 萬和33.84 萬t；1999—2008 年全省薯類年平均總產(chǎn)量 > 5萬t的地區(qū)數(shù)量由上一時段的3 個增加為5 個，曲靖市和昭通市仍為最高的地區(qū)；2009—2018年全省各個地區(qū)薯類產(chǎn)量均有較大幅度的提高，相較于上一時段年平均產(chǎn)量增加的地區(qū)有15個，其中增產(chǎn)最多的地區(qū)為曲靖市，年平均總產(chǎn)量增加39.98萬t，這可能是曲靖市惠農(nóng)政策的實行以及對于薯類新品種的開發(fā)、種植技術(shù)等發(fā)展的結(jié)果（朱黨柱 等，2009）。

圖5 云南省不同農(nóng)作物總產(chǎn)量的空間分異Fig.5 Spatial differentiation of crop yields in Yunnan Province

糧食總產(chǎn)量重心的遷移可反映區(qū)域糧食生產(chǎn)格局的變動，其遷移方向指示了糧食產(chǎn)量在省域空間范圍內(nèi)的高密度部位（王千 等，2010）。因此根據(jù)全省糧食生產(chǎn)重心遷移模型，利用ArcGIS 10.2 繪制1989—2018 年云南省糧食總產(chǎn)量重心移動軌跡（圖6-a）。結(jié)果顯示，近30 年全省糧食生產(chǎn)重心位于地理中心的東側(cè)，這一區(qū)域是糧食生產(chǎn)的高密度區(qū)域。1989—1998年重心向西北方向偏移，大理白族自治州為全省糧食增產(chǎn)最多的地區(qū)，增長率高達(dá)80%；1999—2008年，昭通市和曲靖市糧食增產(chǎn)量分別為24.91萬t、36.75萬t，占全省增產(chǎn)量的66%，致使該時間段內(nèi)全省糧食生產(chǎn)重心向滇東北方向偏移；2009—2018年，曲靖市繼續(xù)大幅增產(chǎn)，增產(chǎn)量占全省的20%，糧食生產(chǎn)重心再次向東北遷移，這主要是因為云南省的耕地主要集中在壩區(qū)，而壩子空間分布呈現(xiàn)“東部多、西部少”的規(guī)律（顏曉飛，2015），東北部區(qū)域的耕地資源較為豐富。總體上，近30年全省糧食生產(chǎn)重心呈現(xiàn)從地理中心向“西北—東北—東北”遷移的趨勢，但遷移距離較小，糧食生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)域相對比較穩(wěn)定。主要農(nóng)作物方面，近30年稻谷生產(chǎn)重心呈現(xiàn)向西遷移趨勢（圖6-b），主要是因為研究時段內(nèi)中西部地區(qū)楚雄彝族自治州、大理白族自治州以及保山市稻谷產(chǎn)量增長迅速（增長量分別為14.55 萬、10.39 萬和10.51 萬t），特別是1989—1998 年，重心西向遷移趨勢最大。小麥作物（圖6-c）產(chǎn)量重心遷移整體趨勢與稻谷相同，但后兩個時段，出現(xiàn)向西南方向遷移趨勢，這可能是因為這一時段在整體小麥產(chǎn)量下降的情況下，初始重心點(diǎn)東北向的昆明市、玉溪市和曲靖市的小麥產(chǎn)量大幅下降（減少量分別為10.08萬、9.39 萬和12.83 萬t）。玉米作物生產(chǎn)重心在1989―1998年內(nèi)大幅向西南方向遷移，后兩個時段內(nèi)呈現(xiàn)東南方向遷移趨勢（圖6-d）。而薯類作物生產(chǎn)重心遷移軌跡呈現(xiàn)“C”型（圖6-e）。

圖6 云南省糧食及主要農(nóng)作物產(chǎn)量重心遷移軌跡Fig.6 Migration trajectory of the center of gravity of grain and major crop yields in Yunnan Province

2.3 糧食生產(chǎn)安全評價

一個地區(qū)糧食的供需情況能夠反映區(qū)域糧食生產(chǎn)的安全程度（姚成勝 等，2015）。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織公布的人均營養(yǎng)熱值標(biāo)準(zhǔn)，中國滿足人均營養(yǎng)熱值標(biāo)準(zhǔn)為每年人均糧食消費(fèi)400 kg（盧良恕，2001）。參考已有研究（華紅蓮 等，2008；馮躍等，2009；劉正佳 等，2021），結(jié)合云南省的耕地、人口等基本省情，將每年人均糧食消費(fèi)350 kg定義為供需平衡的標(biāo)準(zhǔn)線，并將全省與各州市糧食供需情況分為4類：供過于求型（>400 kg/人）、自給自足型（350～400 kg/人）、供略少于求型（300～350 kg/人）、供給不足型（<300 kg/人）。

由人均糧食產(chǎn)量的變化情況（圖7）可知，全省從2010 年開始進(jìn)入自給自足型水平，并于2013―2015 年進(jìn)入供過于求型，但2016 年由于遭受極端天氣的影響，糧食產(chǎn)量減少，人均糧食產(chǎn)量降低，再次回到自給自足型?？傮w上，近30年全省人均糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著上升趨勢，增長率為41%，增長量為111.56 kg/人，但只有近1/3的年份達(dá)到自給自足型水平及以上，且目前仍處于自給自足類型中，這說明云南省糧食供給水平還有很大的發(fā)展空間。

圖7 1989—2018年云南省人均糧食產(chǎn)量變化趨勢Fig.7 Temporal variation of per capita grain output from 1989 to 2018 in Yunnan Province

再從空間分異特征看（圖8），1989—1998年云南省人均糧食產(chǎn)量整體呈現(xiàn)西高東低的空間分布特征，處于自給自足型及以上的州/市有5個，占全省的31.3%；其中西雙版納傣族自治州和德宏傣族景頗族自治州達(dá)到供過于求型，人均糧食產(chǎn)量分別為404.9和455.9 kg。1999—2008年全省糧食種植面積增加，人均糧食產(chǎn)量除中部地區(qū)及邊境個別城市外其余地區(qū)均有所增加，自給自足型的地區(qū)增長到6個，整體大致呈現(xiàn)四周多中間少的空間特征；但伴隨著人口數(shù)的增多、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整等，未存在供過于求型的地區(qū)；其中減少程度最大的是德宏傣族景頗族自治州，從供過于求型轉(zhuǎn)變?yōu)楣┞陨儆谇笮?，這與其耕地流轉(zhuǎn)中的“非糧化”問題嚴(yán)重相關(guān)。2009—2018年全省各地區(qū)人均糧食產(chǎn)量大幅增長，僅有昆明、玉溪2市屬于供給不足型，曲靖市、德宏傣族景頗族自治州、保山市等9個州/市進(jìn)入供過于求型，四周多中間少的空間特征仍較為明顯。

圖8 云南省不同地區(qū)人均糧食產(chǎn)量的空間分異Fig.8 Spatial variation of per capita grain output in Yunnan Province

根據(jù)程亨華等（2002）的研究，近年來中國的糧食產(chǎn)量波動系數(shù)為3%～6%，＜3%表明糧食供給不足；該值較大則表明糧食生產(chǎn)較為不穩(wěn)定，安全水平降低。圖9顯示，近30年云南省糧食產(chǎn)量波動系數(shù)為0.3%～8.1%，70%以上年份的波動系數(shù)都超過全國平均水平，說明云南省糧食生產(chǎn)不穩(wěn)定，糧食安全風(fēng)險較大，但波動系數(shù)變化幅度自2007年起減小，逐漸趨近于全國平均水平。

圖9 1989—2018年云南省糧食產(chǎn)量波動系數(shù)變化Fig.9 Fluctuation coefficient of grain yield from 1989 to 2018 in Yunnan Province

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

基于LMDI模型、重心遷移模型等方法，探討了云南省糧食作物種植面積與產(chǎn)量的時空變化分析，并且對糧食安全狀況進(jìn)行了分析，主要結(jié)論為：

1）時序變化上，近30年云南省糧食種植面積、總產(chǎn)量與單產(chǎn)量總體均呈上升趨勢，其中總產(chǎn)量增長率高達(dá)97%；糧食增產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因素除1999—2008年為種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整外，1989—2018年其余時段均為各作物單產(chǎn)量的增加。其中，稻谷和小麥的種植面積在30年內(nèi)分別下降了16%和36%，總產(chǎn)量和單產(chǎn)量變化不大；玉米的種植面積與總產(chǎn)量的增長率最明顯，分別為82%和216%；稻谷和玉米在1989—1998年增產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因素均為單產(chǎn)量的增加，而1999—2018年3種谷物增產(chǎn)則均是由于種植面積的變化；薯類總產(chǎn)量增加了228%，1989—2018年種植面積增加是其增產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因素。

2）空間格局上，近30 年云南省糧食種植面積整體呈現(xiàn)為東多西少的分布規(guī)律，最多的為曲靖市，最少的為迪慶藏族自治州。產(chǎn)量方面，稻谷產(chǎn)量由東南向西北遞減，東南部紅河哈尼族彝族自治州最高，西北迪慶藏族自治州最少；小麥產(chǎn)量最低，高值區(qū)由四周向中部聚攏；玉米和薯類發(fā)展較快，高產(chǎn)區(qū)均主要分布在滇東北。整體上，糧食生產(chǎn)重心呈現(xiàn)從地理中心向“西北—東北—東北”遷移的趨勢。

3）糧食安全上，云南省人均糧食產(chǎn)量總體呈增長趨勢，近30 年增長了111.56 kg/人，全省均為自給自足型，基本能滿足糧食需求；1989—2018年，全省供給不足型的地區(qū)數(shù)量減少。近30年全省糧食安全較不穩(wěn)定，風(fēng)險仍相對較高，僅有1/3 年份的波動系數(shù)處于全國糧食產(chǎn)量平均水平范圍內(nèi)。

3.2 討論

本研究發(fā)現(xiàn)云南省糧食產(chǎn)量波動增長，這與近年來全國糧食產(chǎn)量的變化趨勢（許紅，2020）一致；同時，稻谷和小麥的種植面積下降、玉米和薯類有所增加也與中國糧食作物時空格局變化相符（周巧富 等，2011）。不同的是，云南省糧食增產(chǎn)主要受到單產(chǎn)量變化和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，這和河南、江蘇等地區(qū)的研究結(jié)果（朱晶 等，2015）一致，而2003—2011年全國糧食增產(chǎn)主要與種植面積的變化相關(guān)（劉忠 等，2013）。糧食生產(chǎn)時空格局變化的驅(qū)動因素較為復(fù)雜，不僅受到氣候、地形等自然條件的影響，如水熱資源不同會導(dǎo)致糧食生產(chǎn)的潛力不同，曲靖市的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)和自然生態(tài)條件較為適宜玉米的種植（劉賓照 等，2012），因而曲靖市的玉米產(chǎn)量在30年內(nèi)一直處于全省領(lǐng)先位置；還受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、糧食結(jié)構(gòu)調(diào)整政策和科技投入等人為因素的影響。近30年云南省糧食加權(quán)單產(chǎn)量的增加是全省糧食總產(chǎn)量增產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因素，其中各作物單產(chǎn)量的變化對糧食總產(chǎn)量影響更大，但種植結(jié)構(gòu)調(diào)整對總產(chǎn)量的影響也不容忽視。

從種植面積、總產(chǎn)量以及單產(chǎn)量變化趨勢和糧食安全情況看，云南省糧食生產(chǎn)基本滿足人均需求，但糧食安全仍較不穩(wěn)定，主要存在以下問題：1）耕地數(shù)量下降。作為全國多災(zāi)重災(zāi)的省份之一，云南省的耕地數(shù)量與質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。2019年云南省農(nóng)作物受災(zāi)面積高達(dá)1 659.83 千hm2（云南省應(yīng)急管理廳，2020），處于全國第2位。同時在耕地資源本就不足的條件下，新世紀(jì)以來的城鎮(zhèn)化建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得耕地減少的形勢愈發(fā)嚴(yán)峻。云南省糧食播種面積在1990—1992年連續(xù)3年減少的主要原因可能是，在國家改革開放的大背景下，農(nóng)村勞動力大規(guī)模流動，國內(nèi)掀起進(jìn)城“打工潮”，大量耕地被撂荒；2001—2003 年耕地總量大幅下降，由4.34×106hm2下降到4.07×106hm2，平均每年下降0.135×106hm2。2）中、低產(chǎn)田較多。云南省糧食單產(chǎn)量雖總體趨勢增加，但其抗災(zāi)性仍較弱。2016年因為受到厄爾尼諾現(xiàn)象 的影響（陳衛(wèi) 等，2016），云南省極端天氣事件增多，干旱、洪澇等嚴(yán)重影響了糧食生產(chǎn)，使得糧食單產(chǎn)量下降了0.36 t/hm2；云南省多為山地，特殊的地理環(huán)境使得糧食生產(chǎn)條件較差，中、低產(chǎn)田較多；同時，由于化肥、農(nóng)藥、薄膜使用量的增加，部分耕地受到污染和損害，耕地質(zhì)量大幅下降。3）“非糧化”現(xiàn)象較為嚴(yán)重。1989—2018年，云南省稻谷和小麥的種植面積分別下降了16%和36%，幾乎所有州/市的稻谷與小麥種植面積都在不同程度地減少。隨著經(jīng)濟(jì)作物效益的增高，云南省“非糧化”現(xiàn)象愈發(fā)普遍，烤煙、花卉等經(jīng)濟(jì)作物的廣泛種植逐步壓縮了糧食種植的土地空間，如玉溪市的小麥產(chǎn)量減少可能是由于1970年以來農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)從以糧食作物為主調(diào)整為以非糧作物為主（郭春平 等，2015）。

當(dāng)前，云南省糧食安全水平基本處于自給自足型，雖然糧食產(chǎn)量整體呈上升的趨勢，但還不能充分滿足需求，未來仍需關(guān)注耕地數(shù)量與質(zhì)量以及調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，綜合提高糧食生產(chǎn)能力，可從以下3方面進(jìn)行：1）加大補(bǔ)貼政策，堅守耕地紅線。目前云南省糧食作物種植面積較為穩(wěn)定，近30年總體上是增加的，但2016年后有下降的趨勢。確保一定的糧食種植面積對糧食生產(chǎn)來說至關(guān)重要，政府部門應(yīng)強(qiáng)化耕地保護(hù)和加大農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加大對糧食作物種植相關(guān)補(bǔ)貼的力度，可針對農(nóng)作物種植地進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)貼、對點(diǎn)補(bǔ)貼，向優(yōu)質(zhì)糧食生產(chǎn)者適當(dāng)傾斜。2）投入相關(guān)技術(shù)，提高糧食單產(chǎn)。由于云南省糧食單產(chǎn)量是總產(chǎn)量變化的重要貢獻(xiàn)因素，相關(guān)部門應(yīng)該對耕地資源質(zhì)量較低的地區(qū)繼續(xù)進(jìn)行中低產(chǎn)田地改造工程，通過加強(qiáng)農(nóng)田水利、加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、培育優(yōu)良品種等方式提高復(fù)種指數(shù)和糧食單產(chǎn)；對于地形特殊、常受到氣候災(zāi)害影響的地區(qū)，應(yīng)積極研發(fā)新品種，增強(qiáng)糧食作物自身的耐旱、耐澇特性，以增強(qiáng)其抗災(zāi)穩(wěn)產(chǎn)的能力。3）協(xié)調(diào)城市化發(fā)展進(jìn)程，因地制宜調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。在國家新一輪國土空間規(guī)劃的大背景下，云南省需協(xié)調(diào)好城市化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和耕地保護(hù)之間的關(guān)系，加大補(bǔ)貼政策和投入支持力度以提高農(nóng)戶糧食種植的積極性，解決好耕地流轉(zhuǎn)中的“非糧化”問題。云南省自然條件復(fù)雜，糧食生產(chǎn)結(jié)構(gòu)多樣，但多呈現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域“破碎化”特點(diǎn)，相關(guān)部門需針對不同區(qū)域間自然地理條件的差異，結(jié)合優(yōu)化布局、合理利用的原則因地制宜規(guī)劃各區(qū)域，做好作物非適宜區(qū)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，同時通過退耕還林還草等措施減少作物非優(yōu)勢地區(qū)的種植面積，集中優(yōu)勢區(qū)種植以保證對耕地資源的充分利用；根據(jù)不同地區(qū)的優(yōu)勢發(fā)展區(qū)域特色農(nóng)業(yè)，培育一批有地方特色的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)基地，如紅河州、保山市、大理州和楚雄州等州/市應(yīng)發(fā)展稻谷種植，大理州和楚雄州等發(fā)展小麥種植，曲靖市、昭通市、文山州和紅河州等州/市發(fā)展玉米種植，昭通市和曲靖市等發(fā)展薯類種植。

本文分析了近30年云南省主要糧食種植面積及產(chǎn)量的變化以及部分氣候、政策變化等相關(guān)因素對產(chǎn)量的影響，但由于糧食生產(chǎn)的影響因素涉及自然、社會、經(jīng)濟(jì)等方面，國家宏觀政策與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者微觀行為都會對區(qū)域糧食產(chǎn)量造成影響，因此不同影響因素對糧食生產(chǎn)帶來的深層影響以及增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率仍需進(jìn)一步探討。本文采用的糧食總產(chǎn)量、種植面積數(shù)據(jù)包括谷類、豆類和薯類，但作為云南省主要農(nóng)作物之一的豆類，由于數(shù)據(jù)缺失未進(jìn)行主要農(nóng)作物種植面積、單產(chǎn)量變化等方面的研究，這可能會對糧食生產(chǎn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，主要體現(xiàn)在糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)因素方面，可能會使得種植結(jié)構(gòu)調(diào)整這一因素對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率有所降低。糧食生產(chǎn)直接關(guān)系糧食安全問題，也直接關(guān)系到當(dāng)?shù)厣鐣姆€(wěn)定和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，但由于不同地區(qū)自然條件、農(nóng)產(chǎn)品特性及其對氣候要素的適應(yīng)性等方面存在差異，因此，從更小尺度、更多作物類型對糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)的角度分析糧食生產(chǎn)的時空變化是未來研究可深化之處。