1980年2005年京津冀地区粮食供需格局变化研究

1980年2005年京津冀地区粮食供需格局变化研究

1粮食供需区域格局的多尺度研究有利于对我国粮食企业食21世纪。食品安全是人类面临的主要挑战之一。在一定时期内,人口的持续增长已是不可改变的趋势,而同时在世界范围内由于受到城市扩张的挤压和人类对耕地不合理利用的影响,存在着耕地面积减少和质量退化的现象,粮食危机的阴影笼罩着世界许多地区。我国要用占世界7%的耕地养活占世界22%的人口,国内的粮食安全形势会对世界造成深远影响。建国以来,我国粮食的生产和供给能力获得巨大提高,粮食产量连续跨越了2×108t、3×108t、4×108t、5×108t4个台阶,基本实现了粮食总量平衡。而同时,我国粮食供需在空间格局和结构等方面也发生了巨大变化。对粮食供需状况的研究是粮食安全评估的核心内容,直接影响到粮食储备率、贸易依存率、粮食价格等一系列与粮食安全状况密切相关的指标变化。而粮食安全不仅取决于总量的供需,还与粮食生产的区域差异密切相关。长期以来,我国粮食生产自然基础条件禀赋的差异决定了传统的粮食供需格局。改革开放以来,随着工业化和城市化的快速发展,我国社会经济发展格局发生变化,从而推动了粮食供需格局的显著变化。因此,研究粮食供需的区域格局及其变化有利于对我国粮食安全状况有更加深刻的认识。已有的研究成果中,时间尺度上,大多专注于改革开放以后我国粮食供需格局的变化[1~8],这是我国粮食供需格局剧烈变化时期,也有部分学者将研究尺度扩展到建国以来的时间范围,并提出我国粮食供需格局的变化是一个渐变的过程。空间尺度上,对全国[1~10]和省区尺度的研究是重点,而对在社会经济和生态环境上联系紧密的流域和区域尺度、以及更小的市县尺度的研究却并不多。尽管基于全国或省域尺度的研究能够宏观地把握我国粮食生产大格局的变化,但却往往难以反映区域内部粮食供需的异质性。多尺度相结合的粮食供需格局的研究,可以为全国和各级政府因地制宜地制定粮食发展政策、优化布局、维护粮食安全提供更为科学的决策依据。京津冀是我国三大区域经济体之一,是北方经济发展的龙头,优越的区位条件和丰富的自然资源为区域发展提供了有力的保障。作为城市化发展较快的地区,近30年来其粮食生产和消费格局发生了较大的变化。本文以北京市、天津市和河北省11个地级市组成的京津冀经济区为研究对象,以地级市为研究单元,利用粮食产量、耕地面积、人均粮食占有量等信息计算粮食生产区位熵,并制作相关地图,揭示京津冀地区粮食供需格局的特征和演变过程。研究该区粮食供需格局的变化,可以为区域生产、生态、生活格局的正确认识和调整提供科学依据。2数据来源与研究方法2.1统计数据的来源所使用的1998年以前的粮食生产、耕地面积以及人口数据主要来自《北京50年》、《天津五十年(1949~1999)》、《新河北五十年(1949~1999)》,1998年以后的统计数据分别来自2000年~2006年的《北京统计年鉴》、《天津统计年鉴》、《河北农村统计年鉴》和《河北经济年鉴》。所有数据均是以地级市和直辖市为单元,包括下属的县级市、县和市辖区。2.2均粮量的确定卢良恕等根据联合国粮农组织公布的人均营养热值标准,结合我国国情计算并提出我国在人均粮食消费达到400kg时,可以达到营养安全的要求。在本研究中,将人均粮食占有量400kg作为粮食生产是否达到小康水平的标准,并以此标准计算各市的小康水平余粮量。同时将人均粮食占有量300kg作为温饱标准。以这两个标准为基础,将人均粮食占有量大于400kg的地区确定为余粮区,人均粮食占有量大于300kg且小于400kg的地区为粮食供需紧平衡区,人均占有量小于300kg的地区为缺粮区。2.3粮食生产区位熵区位熵又称专门化率,由哈盖特(P.Haggett)首先提出并应用于区位分析中。这一指标在衡量某一区域要素的空间分布情况,反映某一产业部门的专业化程度,以及某一区域在高层次区域的地位和作用等方面有较强的指导意义。本研究中以粮食生产区位熵来反映粮食生产的区域分化和集中状况,表达式为:式中Qi为i市的粮食生产区位熵;Fi为i市的粮食产量;Pi为i市的人口数量;N为区域数量,在本研究中等于13。2.4s或密度均衡图为了直观地反映耕地面积在行政区域内的时空变化,采用值定面积图(Value-by-areaMaps)或密度均衡图(DensityEqualizingMaps)来展现。与传统的地图相比,此类图幅中区域的面积大小不再反映区域实际土地面积的相互关系,而是根据所表现属性信息的大小而变化,并保证图幅单位面积上的密度相等,这类地图在人口统计、疾病控制等区域相关数据的表达中可以发挥独特的作用。3谷物生产的变化特征3.1粮食生产和粮食生产持续下降在京津冀地区粮食生产中河北省占主导地位,其变化过程与整个地区基本一致,天津市粮食生产的变化过程与整个区域的趋势相似,北京市的变化过程比较特殊(图1)。1980年以来,京津冀地区的粮食生产大致经历了3个阶段:(1)波动上升期(1980年~1998年)。这一阶段粮食总产量在波动中上升,至1998年达到最高,为3936×104t。其中,河北省的产量达到3487×104t;天津市波动幅度相对较大,至1998年达到历史最高210×104t。(2)粮食生产快速下降期(1999年~2003年)。京津冀地区的粮食总产量和河北省粮食产量持续下降。至2003年,下降至2890×104t,是1992年以来的最低点;其中,河北省降至2712×104t;天津市总体呈下降态势,2001年小幅上升,而后持续下降。(3)粮食生产恢复增长期(2004年~2005年)。2004年国家采取了一系列以加强和改善粮食生产和流通为目标的宏观调控措施,保护和调动农民种粮的积极性,使得粮食生产出现反弹。至2005年,京津冀地区、河北省和天津市的粮食产量分别升至3380×104t、3148×104t和138×104t。北京市在1993以前呈波动上升趋势,在1993年达到历史最高点284×104t;1994年~2003年,粮食产量在波动中下降,2003年达到历史最低的58×104t;2004年起粮食产量开始回升。粮食生产规模在一定程度上取决于耕地面积的变化(图2)。京津冀地区的耕地面积自1980年以来,一直呈下降趋势,2002年降至最低,为680×104hm2,这在一定程度上导致了2003年粮食产量达到历史最低点。其中,天津和河北的减少趋势较缓,北京在1995年前的减少趋势较平缓,1995年后减速显著加快。市的区位熵变化较小。3.2粮食生产区位熵利用MichaelT.Gastner和M.E.J.Newman设计的方法,并应用其开发的软件1),制作京津冀地区粮食生产的空间格局演变图(图3),即在不改变地图中区域拓扑关系且整个目标区域的总面积保持不变的前提下,利用各小区域面积的变化反映粮食生产的空间格局演变过程。某一区域的图斑面积扩大即说明其粮食生产在整个研究区域中所占的比重增大;反之则缩小。对比分析京津冀地区1980年~2005年几个特征年份粮食产量值定面积的变化(图3)可以发现,1980年以来,包括北京市、天津市、张家口市、承德市、秦皇岛市、唐山市、廊坊市等在内的京津冀北部地区的粮食生产相对于整个区域萎缩明显,南部地区(包括石家庄市、保定市、沧州市、衡水市、邢台市、邯郸市)成为粮食生产和增长的中心。1980年~1990年,北部地区粮食产量占京津冀地区总产量的比重从49.3%下降至43.3%,南部地区从50.7%上升至56.7%;在粮食产量的增长率上,整个区域的年增长率达到5.2%,北部地区的年平均增长率为3.4%,而南部地区达到了7.0%。1990年~1998年,北部地区的粮食产量所占比重继续下降,从1990年的43.3%下降至1998年的36.2%,南部地区相应地从56.7%上升至63.8%;此阶段京津冀地区粮食生产维持了1980年以来较高的增长速度,达到5.0%的年增长率,其中北部地区的增长率只有2.2%,南部地区达到7.2%。1998年~2005年,北部地区粮食产量占区域总产量的比重降至28.9%,南部地区持续上升至71.1%;京津冀地区粮食总产量在该时期以平均每年2.0%的速度减少,其中北部地区的减少速率更大,达到每年4.5%,南部地区为0.6%,减产幅度相对较小。在市域尺度上,综合分析不同城市的粮食产量所占比重(图4)和粮食生产区位熵(图5)的变化,可以发现,南部地区的邯郸市、邢台市、保定市、沧州市和衡水市的粮食生产呈扩大趋势,北部的北京市、天津市、唐山市、秦皇岛市、张家口市、承德市的粮食生产相对萎缩,石家庄市和廊坊市的粮食生产相对变化不明显。在粮食产量所占比重方面,邯郸市、邢台市、沧州市和衡水市呈总体上升趋势,上升幅度相近;北京市、天津市、唐山市、秦皇岛市、张家口市和承德市总体呈下降趋势,其中北京市的下降幅度最大,天津市和唐山市的下降幅度相当,秦皇岛市、承德市和张家口市的减少幅度较小;石家庄市和廊坊市所占比重有波动,但变化不大;保定市前期比重总体上升,后期略有下降。粮食生产区位熵由于考虑了人口因素,因而更能反映一个城市的粮食生产在整个区域中的位置,可以更有效地阐述粮食生产的区域分化和集中状况。粮食生产区位熵上升的城市包括邯郸市、邢台市、保定市、沧州市和衡水市,其中衡水市区位熵的上升幅度最大,沧州市次之,其他3市幅度相近。北京市、天津市、唐山市、秦皇岛市、张家口市、承德市的区位熵总体下降,其中北京市、天津市和秦皇岛市的下降幅度最大,唐山市次之,张家口市的区位熵前期小幅上升,后期持续下降。石家庄市和廊坊4粮食供需的空间变化特征通过分析不同年份人均粮食占有量的分布格局和时序特征,以及对区域余粮总量变化特征的研究,可以发现京津冀地区的余粮区主要分布在南部,北部属于粮食供需紧平衡区和缺粮区,而且从20世纪90年代中后期开始,南部地区的小康水平余粮量呈增加趋势,北部地区的粮食缺口亦增加,粮食供需的空间极化趋势加剧(图6)。对比分析京津冀地区1980年、1990年、1998年和2005年的人均粮食占有量分布(图7),可以看出:(1)1980年,只有秦皇岛市的人均粮食占有量达到小康水平以上,为422.6kg,属余粮区。粮食供需紧平衡区包括承德市、唐山市、廊坊市和石家庄市。其他地区都属缺粮区,其中天津的人均粮食占有量最低,仅为183.9kg。(2)1990年,唐山市、廊坊市、石家庄市、衡水市成为新的余粮区,北京市和天津市属缺粮区,其他城市属供需紧平衡区。其中,石家庄市的人均粮食占有量最高,达到482.2kg;天津市的人均粮食占有量最低,仅为217.9kg。(3)1998年粮食大丰收,京津冀地区除北京市、天津市和张家口市以外,其他地区均为余粮区,其中衡水市的人均粮食占有量达到了761.3kg的历史高峰。北京市和天津市为缺粮区,其中北京市的人均占有量最低,仅为219.1kg。张家口市的人均粮食占有量为362.9kg,属供需紧平衡区。(4)2005年,京津冀南部地区以及廊坊市是余粮区,衡水市的人均粮食占有量最高,达到737.0kg。承德市和唐山市是粮食供需紧平衡区。北京市、天津市、张家口市和秦皇岛市是缺粮区,其中北京市的人均粮食占有量仅为80.4kg。综合分析粮食供需的空间和时间变化特征和过程,可以发现,京津冀北部地区的粮食供需形势较紧张,区域的人均粮食占有量一直在400kg以下。1999年以前小康水平的缺粮量呈波动变化,1999年以后缺粮量进一步增加,至2003年达到最大,总缺粮量达到932.6×104t,尽管2004年以来情况有所好转,但缺粮量依然显著高于20世纪90年代末期的水平。北部地区的城市中,北京市和天津市在研究期内始终是缺粮区,尤其是北京市,90年代中期以来人均粮食占有量快速下降,1999年降至200kg以下,2001年以后更是降至100kg以下。1999年以前大部分城市的小康水平缺粮量呈波动变化趋势,其中廊坊市、唐山市在1990年~1999年期间人均粮食占有量达到400kg以上,承德市和秦皇岛市在个别年份也可以实现小康水平的粮食自给。1999年以后,除廊坊市在2001年和2005年有余粮外,其他各市均缺粮,且缺粮量总体呈增加趋势。京津冀南部地区在1993年以前粮食供需关系偏紧,但总体形势依然好于北部地区,而且由于粮食产量逐渐增加,小康水平缺粮量呈波动减少趋势,粮食供需关系日益缓和。从1993年开始,京津冀南部地区的余粮量以较快的速度增加,至1998年达到最高峰735.7×104t,1999年~2003年由于粮食减产余粮量减少,2004年开始回升。1993年以前,石家庄市除1980年~1982年外其他年份均为余粮区,衡水市和保定市在90年代初期达到400kg以上的人均占有量,其他城市的缺粮量均波动变化。1993年以后,除邯郸市、邢台市、保定市和沧州市在个别年份的人均粮食占有量低于400kg外,其他年份和其他地区均属余粮区。各市余粮量的变化过程均是在1998年前以较快速度增长,并于1998年达到高峰,而后余粮减少,并在2003年至最低,2004年开始恢复。其中衡水市的粮食增产速度最快,余粮量最高,其他各市也保持较高的余粮量。5结论和讨论5.1京津冀粮食生产地域分布变化的对比分析。在分析的(1)1980年以来,京津冀地区的粮食生产先后经历了波动上升期、快速下降期和恢复增长期3个变化阶段。河北省和天津市的变化过程与整个区域相近,北京市的粮食产量在1993年前波动上升,之后下降显著。1980年以来,京津冀地区的耕地总面积持续减少,北京市自1995年减少速度加快,这主要是城市和工业建设用地迅速扩张的结果。(2)通过对各市粮食产量比重以及粮食生产区位熵的对比分析,可知1980年以来,京津冀北部地区的粮食生产相对于整个区域明显萎缩,南部地区各市粮食生产普遍扩大,成为粮食生产和增长的中心,这一特点通过对比粮食生产格局变化的系列图可以得到明显反映。(3)京津冀地区的余粮区主要分布在南部,北部分属于粮食供需紧平衡区和缺粮区。1993年前,北部和南部地区的人均粮食占有量均小于400kg,粮食供需关系偏紧。1993年以后,南部地区成为余粮区,且小康水平余粮量总体呈增加趋势。北部地区自20世纪90年代中后期以来,粮食缺口日益增加。这导致京津冀地区粮食供需的空间极化趋势加剧。5.2粮食供需极化现象改革开放以来,城市化和工业化的快速发