◎ 吳 濤，宋 江，付紹敏，郭保穩(wěn)

（北京航天長城衛(wèi)星導(dǎo)航科技有限公司，北京 100000）

糧食安全是關(guān)系我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政治穩(wěn)定的戰(zhàn)略性問題[1-2]，2021 年，我國糧食總產(chǎn)量達(dá)到68 285 萬t，糧食主產(chǎn)省份糧食總產(chǎn)量達(dá)53 602 萬t，占全國糧食總產(chǎn)量比重為78.5%。2023 年，中央一號(hào)文件提出要抓緊抓好糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)保供，確保全國糧食產(chǎn)量保持在0.65 萬億kg 以上，各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）都要穩(wěn)住面積、主攻單產(chǎn)、力爭多增產(chǎn)。因此，研究糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)，對(duì)于我國實(shí)現(xiàn)持續(xù)糧食安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。河南省位于我國中東部、黃河中下游，是全國人口大省，也是農(nóng)業(yè)大省。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2021 年河南省糧食總產(chǎn)量為6 544.20 萬t，占全國糧食總產(chǎn)量的9.58%，位居全國第2 位。在此背景下，探討河南省糧食生產(chǎn)時(shí)空變化特征及其貢獻(xiàn)因素，對(duì)于提高河南省糧食生產(chǎn)能力、有效保障國家糧食安全至關(guān)重要。

近年，國內(nèi)學(xué)者對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)的時(shí)空變化[3-7]及其影響因素[8-10]進(jìn)行了一些研究，其中，張利國和王慧芳從糧食播種面積、糧食總產(chǎn)量和糧食單產(chǎn)等方面詳細(xì)剖析了主產(chǎn)區(qū)糧食綜合生產(chǎn)情況[11]；吳玲和劉騰謠認(rèn)為，糧食生產(chǎn)區(qū)域變化對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)的影響效應(yīng)具有兩面性[12]?？v觀現(xiàn)有文獻(xiàn)，對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)的研究已逐漸由宏觀尺度向中微觀尺度轉(zhuǎn)變，對(duì)于省域內(nèi)部糧食生產(chǎn)的研究也逐步深入，但對(duì)我國糧食生產(chǎn)第二大省的河南省研究仍相對(duì)不足，對(duì)于省域內(nèi)部糧食生產(chǎn)格局變化仍不清晰。鑒于此，本文基于1978—2021 年河南省糧食總產(chǎn)、單產(chǎn)和播種面積等數(shù)據(jù)，運(yùn)用GIS 技術(shù)和LMDI 模型，分析河南省及其內(nèi)部各市糧食產(chǎn)量變化結(jié)構(gòu)及主要貢獻(xiàn)因素，旨在把握糧食主產(chǎn)區(qū)省域內(nèi)部糧食生產(chǎn)時(shí)空變化及其發(fā)展趨勢，以期為河南省糧食生產(chǎn)布局優(yōu)化、區(qū)域糧食可持續(xù)發(fā)展，提供理論依據(jù)。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

（1）時(shí)間序列分析法和基于GIS 的空間布局變化分析法。時(shí)間序列分析法強(qiáng)調(diào)一種區(qū)域性數(shù)據(jù)的時(shí)間變化分析。本文通過1978—2021 年河南省糧食產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)，分析其時(shí)間變化特征，以便了解這些數(shù)據(jù)的內(nèi)在動(dòng)因。此外，本研究運(yùn)用GIS 軟件，分析河南省各市1996—2021 年糧食總產(chǎn)量的年均增長率以及2021 年人均糧食產(chǎn)量的區(qū)域空間分布，以此分析河南省糧食生產(chǎn)空間變化的特征。

（2）LMDI 因素分解模型。根據(jù)河南省糧食統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，本研究將河南省糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)因素分為種植面積效應(yīng)和糧食單產(chǎn)效應(yīng)。為比較2 種貢獻(xiàn)因素的具體大小，采用LMDI 因素分解法對(duì)其進(jìn)行分解。Ang 提出的對(duì)數(shù)平均迪氏分解方法（Logarithmic Mean Weigh Division Index Method，LMDI），能消除分解過程中的殘差和“0”值問題，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確程度[13]，具體因素分解研究方法如下。

對(duì)于某一區(qū)域糧食總產(chǎn)量的變化可以分為播種面積導(dǎo)致的產(chǎn)量變化和糧食單產(chǎn)導(dǎo)致的產(chǎn)量變化之和：

式（1）中：△Gi表示區(qū)域i 的糧食總產(chǎn)量變化；△Gsi、△Gai分別表示區(qū)域i 由播種面積和糧食單產(chǎn)導(dǎo)致的產(chǎn)量變化。對(duì)△Gsi、△Gai進(jìn)一步分解可得到2 種貢獻(xiàn)因素的具體大小。

式（2）和（3）中：△Goi、△Gti分別代表區(qū)域i 期初和期末的糧食產(chǎn)量；Soi、Sti分別代表區(qū)域i 期初和期末的播種面積；aoi、ati分別代表區(qū)域i 期初和期末的糧食單產(chǎn)水平。

在計(jì)算出播種面積和糧食單產(chǎn)對(duì)糧食總產(chǎn)量變化的具體貢獻(xiàn)量后，將其除以糧食總產(chǎn)量變化，得到播種面積和糧食單產(chǎn)對(duì)糧食產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)比率，即因素貢獻(xiàn)率。

式（4）（5）（6）中：Psi、Pai分別表示區(qū)域i播種面積和糧食單產(chǎn)對(duì)糧食總產(chǎn)量變化的貢獻(xiàn)率[14]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究分析的河南省糧食生產(chǎn)時(shí)空變化及其貢獻(xiàn)因素的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，主要來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》（1978—2021）和《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》（1978—2021）。根據(jù)得出的糧食總產(chǎn)量、糧食單產(chǎn)量、人均糧食產(chǎn)量，以及歷年播種面積等時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)河南省糧食生產(chǎn)時(shí)空變化及其貢獻(xiàn)因素進(jìn)行分析。

2 實(shí)證分析：以河南省為例

2.1 糧食生產(chǎn)時(shí)間變化特征

河南省糧食總產(chǎn)量和單產(chǎn)量增速較快，人均糧食產(chǎn)量逐年穩(wěn)步上升，且在全國糧食生產(chǎn)中的地位日趨提高。河南省糧食總產(chǎn)量由1978 年的2 097.40 萬t 增長到2021 年的6 544.20 萬t，增加了4 446.80 萬t，增長率為212.01%，年均遞增率為3.01%，比全國同期水平高1.03 個(gè)百分點(diǎn)；糧食單產(chǎn)量由1978 年的2 298.95 kg·hm-2增長到2021 年的6 075.02 kg/hm2，增加了3 776.07 kg/hm2，增長率為164.25%，年均遞增率為2.55%；在人均糧食產(chǎn)量方面，1982 年河南省人均糧食產(chǎn)量最低，為294.87 kg/人，之后逐年上升，到2020 年達(dá)到最高，為592.21 kg/人。此外，河南省糧食總產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的比重從1978 年的6.88%增長到2021 年的9.58%，增長了2.7個(gè)百分點(diǎn)（見表1）。

表1 1978 年以來河南省糧食生產(chǎn)狀況表

2.2 糧食生產(chǎn)空間變化特征

（1）東南部地區(qū)糧食總產(chǎn)量占全省糧食總產(chǎn)量半數(shù)以上，且年均糧食增長率相對(duì)較高。2021 年，河南省糧食總產(chǎn)量為6 544.2 萬t，其中，周口市糧食總產(chǎn)量最高，達(dá)到923.7 萬t，濟(jì)源市糧食總產(chǎn)量最低，為23.54 萬t。糧食總產(chǎn)量大于500 萬t 的市有5個(gè)，分別為南陽市、商丘市、信陽市、周口市和駐馬店市，主要集中在河南省的東南部地區(qū)，其糧食總產(chǎn)量共3 725.74 萬t，占河南省2021 年18 個(gè)市糧食總產(chǎn)量的56.93%。1996—2021 年，河南省各市之間的年均糧食增長率最大相差3.32 個(gè)百分點(diǎn)。其中，年均糧食增長率最高為駐馬店市2.84%，最低為濟(jì)源市-0.48%。年均糧食增長率大于2.00%的市有10 個(gè)，約占河南省總市的55.56%；年均糧食增長率小于0的市有2 個(gè)，約占河南省總市的11.11%；而年均糧食增長率0～2.00%的市有6 個(gè)，約占河南省總市的33.33%。年均糧食增長率超過2.00%的主要集中在南陽盆地和東部平原地區(qū)，這些地區(qū)土壤肥沃，水源充足，因此成為重要的農(nóng)耕區(qū)（如圖1）。在人均糧食產(chǎn)量方面，2021 年，河南省東南部地區(qū)人均糧食產(chǎn)量較高（如圖2）。

圖1 河南省1996—2021 年年均糧食增長率的空間分布圖

圖2 河南省2021 年人均糧食產(chǎn)量的空間分布圖

2021 年，河南省各市人均糧食產(chǎn)量超過700 kg/人和低于300 kg/人的分別為4 個(gè)和8 個(gè)，約占河南省總市的22.22%和44.44%；人均糧食產(chǎn)量為300～500 kg/人的市有4 個(gè)，約占河南省總市的22.22%；而人均糧食產(chǎn)量500～700 kg/人的市有2 個(gè)，約占河南省總市的11.11%。在區(qū)域分布上，河南省人均糧食產(chǎn)量最低的為鄭州市148.51 kg/人，最高為駐馬店市833.16 kg/人。從圖2 能夠看出，東部平原地區(qū)的人均糧食產(chǎn)量相對(duì)較高，其中，駐馬店市尤為突出。而人均糧食產(chǎn)量低于500 kg/人的市主要分布在自然條件相對(duì)較差、耕地面積相對(duì)較少的豫西地區(qū)。

（2）累計(jì)糧食增產(chǎn)量主要分布在東部和南部地區(qū)，達(dá)到全省增產(chǎn)量的半數(shù)以上。河南省18 個(gè)市中，只有鄭州市和濟(jì)源市糧食產(chǎn)量下降，其余16 個(gè)市糧食產(chǎn)量均上升。其中，糧食增產(chǎn)量大于200 萬t 的市有5 個(gè)，分別為南陽市、商丘市、信陽市、周口市和駐馬店市，均集中在河南省的南陽盆地和東部平原地區(qū)，累計(jì)增產(chǎn)量達(dá)1 661.2 萬t，占河南省同期糧食增產(chǎn)量的66.5%。其中，駐馬店市的糧食增產(chǎn)量最多，達(dá)416.49 萬t。

2.3 糧食生產(chǎn)因素貢獻(xiàn)分析

（1）糧食單產(chǎn)對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率高于播種面積對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率。如表2 所示，1978—2021 年，糧食總產(chǎn)量增加4 446.8 萬t，其中，播種面積的累計(jì)貢獻(xiàn)量為920.1 萬t，占糧食增產(chǎn)總量的20.70%；單產(chǎn)的累計(jì)貢獻(xiàn)量為3 526.70 萬t，占糧食增產(chǎn)總量的79.30%。由此可見，河南省糧食增產(chǎn)主要依靠糧食單產(chǎn)的貢獻(xiàn)率。

表2 1978 年以來河南省播種面積、單產(chǎn)對(duì)糧食產(chǎn)量變化的累計(jì)貢獻(xiàn)狀況表

進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在2005 年之前，河南省播種面積的貢獻(xiàn)量多次出現(xiàn)負(fù)值。根據(jù)《河南省土地利用總體規(guī)劃（2006—2020）》顯示，造成這一現(xiàn)狀的原因在于，2005 年之前，由于非農(nóng)建設(shè)用地大量侵占、耕地后備資源不足、開發(fā)利用制約因素較多等因素，致使可耕地面積不斷減少；而在2005 年之后，由于耕地保護(hù)力度的加強(qiáng)以及土地產(chǎn)權(quán)管理的強(qiáng)化，耕地銳減的勢頭基本得以遏制[15]。至此，播種面積的貢獻(xiàn)量逐年增加，成為糧食總產(chǎn)量增加的主要因素之一。

（2）糧食單產(chǎn)在各市間的累計(jì)效應(yīng)大于播種面積的累積效應(yīng)。LMDI 分解結(jié)果表明，2001—2021 年，河南省18 個(gè)市中，有2 個(gè)市的糧食播種面積累計(jì)效應(yīng)為負(fù)值，分別為鄭州市和三門峽市，如圖3 所示，這些市主要分布在豫西以及豫中地區(qū)。這是由于豫西地區(qū)多山且耕地分散，農(nóng)耕難以實(shí)行機(jī)械化操作，可耕地面積相對(duì)匱乏；豫中地區(qū)處于中原經(jīng)濟(jì)核心區(qū)，城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程較快，建設(shè)用地指標(biāo)的增加，使得豫中地區(qū)可耕地面積逐漸減少[16]。而其余16 個(gè)市的糧食播種面積累計(jì)效應(yīng)為正值，其中，南陽市、商丘市、信陽市、周口市和駐馬店市的播種面積效應(yīng)均在100 萬t 以上，較大程度上促進(jìn)了全省的糧食產(chǎn)量增加，原因在于這些市分布于河南東南部的平原地區(qū)，地勢平坦、水源充足，成為河南省糧食生產(chǎn)的主要農(nóng)耕區(qū)。

圖3 1996—2021 年河南省播種面積及糧食單產(chǎn)的累積效應(yīng)圖

在糧食單產(chǎn)方面，河南省18 個(gè)市的糧食單產(chǎn)累計(jì)效應(yīng)均為正值，糧食單產(chǎn)效應(yīng)變化最不顯著的市主要分布在豫西和豫中地區(qū)，受到自然條件的限制，這些地區(qū)的土地利用率較低，因而糧食單產(chǎn)也相對(duì)較低。而處于河南省東南部的信陽市、周口市和駐馬店市，由于優(yōu)渥的農(nóng)耕環(huán)境，其糧食單產(chǎn)效應(yīng)最為顯著，均在300 萬t 以上。總之，糧食播種面積的下降是導(dǎo)致濟(jì)源市糧食產(chǎn)量下降，以及豫西和豫中地區(qū)其他市糧食產(chǎn)量增加不顯著的主要原因；糧食單產(chǎn)提升和糧食播種面積擴(kuò)大，則是河南省東部和南部地區(qū)糧食產(chǎn)量快速增加的主要原因。

3 結(jié)論與建議

糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食生產(chǎn)直接關(guān)系到我國糧食安全戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。本文以河南省為糧食主產(chǎn)區(qū)的典型代表，運(yùn)用GIS 技術(shù)和LMDI 模型，依托糧食產(chǎn)量、人均糧食產(chǎn)量、糧食單產(chǎn)以及播種面積等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，定量分析了河南省2001—2021 年糧食產(chǎn)量的時(shí)空變化特征，以及省域內(nèi)部的糧食生產(chǎn)差異，得出如下研究結(jié)論。①2001—2021 年，河南省糧食總產(chǎn)量和單產(chǎn)量增速較快，人均糧食產(chǎn)量逐年穩(wěn)步上升，且河南省在全國糧食生產(chǎn)中的地位日趨提高，但在2016 年之后，糧食產(chǎn)量出現(xiàn)一定程度的下降。②河南省東南部地區(qū)糧食總產(chǎn)量及累計(jì)糧食增產(chǎn)量，均占全省糧食總產(chǎn)量50%以上，且年均糧食增長率相對(duì)較高。就2016 年來看，河南省東部平原地區(qū)的人均糧食產(chǎn)量相對(duì)較高，其中，駐馬店市尤為突出。③糧食單產(chǎn)和播種面積是糧食總產(chǎn)量變化的主要貢獻(xiàn)因素，河南省糧食單產(chǎn)對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率要高于播種面積對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率。糧食單產(chǎn)在各市間的累積效應(yīng)大于播種面積的累積效應(yīng)，LMDI 分解結(jié)果表明，河南省18 個(gè)市中有2個(gè)市的糧食播種面積累計(jì)效應(yīng)為負(fù)值，主要分布在豫西以及豫中地區(qū)；18 個(gè)市的糧食單產(chǎn)累計(jì)效應(yīng)均為正值。

為此，本文提出以下建議。①當(dāng)前，河南省化肥施用折純量和農(nóng)藥施用實(shí)物量均呈逐年遞增的趨勢，盡管目前糧食單產(chǎn)的提高主要依靠農(nóng)藥、化肥的使用，農(nóng)藥、化肥的使用量不斷提升，但利用率并不高，長此以往，不僅容易引發(fā)嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染，而且會(huì)導(dǎo)致耕地質(zhì)量的下降，不利于糧食產(chǎn)量的持續(xù)增加。因此，相關(guān)部門應(yīng)增強(qiáng)對(duì)土壤污染的監(jiān)測，嚴(yán)格控制農(nóng)藥、化肥的使用量，提高土地質(zhì)量。②加強(qiáng)職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)，提升農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力素質(zhì)，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的需要。此外，通過推廣北斗科技在農(nóng)機(jī)行業(yè)的應(yīng)用，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展水平，也是彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不足的有效途徑。③優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)糧區(qū)域布局，科學(xué)合理劃定省內(nèi)優(yōu)勢產(chǎn)糧布局規(guī)劃，對(duì)產(chǎn)糧集中縣（市）加大獎(jiǎng)勵(lì)力度。河南省糧食產(chǎn)量主要依靠東南部地區(qū)，因此，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)抓緊研究制定優(yōu)勢產(chǎn)糧區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，完善激勵(lì)機(jī)制和支持政策，層層落實(shí)建設(shè)管護(hù)主體責(zé)任。