中国粮食生产时空格局演进及粮食产量重心移动分析

中国粮食生产时空格局演进及粮食产量重心移动分析

1粮食生产的区域格局变化研究。在20世纪90年代中期中国是一个人口众多的国家。食品安全直接关系到社会稳定和国家安全。近年来,国内外粮食生产和消费格局正在发生重大变化,粮食供求关系偏紧,粮价持续上涨,粮食生产与资源环境、农民增收的区域性矛盾不断涌现,粮食安全形势十分严峻。中国正处于全面建设小康社会和国家工业化、城镇化加速发展关键时期,面临着资源环境约束逐渐加剧、城乡与区域差距不断扩大的严峻形势。未来20年中国将迎来人口增长、工业化、城镇化的三大高峰,为满足经济社会发展的需求,中国粮食安全面临着巨大挑战。1990年以来随着我国工业化、城镇化、市场化进程的不断加快,粮食生产的区域环境发生了重大变化:(1)耕地与水资源的区域格局发生了重大变化,东南沿海发达地区耕地非农占用愈演愈烈,北方地区水资源开发利用程度不断提高,干旱化日益加重;(2)农村经济发展水平的地带性差异不断扩大,城乡经济发展的不平衡加剧;(3)粮食生产的区域化政策格局逐渐明晰,政府对粮食主产区生产者的支持力度逐步加大。在上述资源、经济以及政策等格局变动的背景下,我国粮食生产的区域格局发生了重大变化。粮食生产的区域格局变化研究在20世纪90年代中后期开始受到重视,研究方法主要以粮食产量比重变化为主;研究尺度上,多以省域或以不同经济地带或不同划分方法的农业区为基本研究单元,分析粮食生产的宏观格局的演进,并得出了我国粮食增长中心北移的结论[5~8]。本研究通过构建粮食产量重心模型,以县域为基本统计单元,选取典型时间节点1990年、1998年、2003年和2005年,对我国实行粮食市场化改革以来粮食产量重心的移动轨迹进行了定量研究,并深入分析了重心移动的驱动机制与区域效应,研究所取得的成果可为协调粮食生产与资源环境、农民增收的区域性矛盾,以及制定保障粮食安全的区域化政策提供理论依据。2数据来源和模型构建2.1《2005年全国省市社会经济统计能力情况》数据主要来源于《1990年全国分县农村经济统计概要》、《1998年全国分县农村经济统计概要》、《2003年全国县市社会经济统计年鉴》、《2005年全国县市社会经济统计年鉴》,包括分县市粮食产量、耕地面积、农村劳动力、有效灌溉面积等统计指标。基于ARCGIS9.0工作平台进行时空数据处理,在县域尺度上计算粮食产量重心位置及其位移,并进行空间表达。2.2要素重心的移动重心概念源于物理学,是指在空间上存在某一点,在该点前后左右各方向上的力量对比保持相对均衡。重心模型是研究区域发展过程中要素空间变动的重要分析工具。由于区域发展是要素集聚与扩散的过程,各要素的重心位置处于不断变动之中,要素重心的移动反映了区域发展的空间轨迹。本研究构建的区域粮食产量重心模型表示为:式中Ti(i=1,2,3,…,n)表示第i评价单元粮食产量;Pi(xi,yi)该评价单元的地理中心坐标;Pj(xj,yj)为粮食产量第j年的全国重心坐标。设第k、k+m年全国粮食产量重心坐标分别为Pk(xk,yk)、Pk+m(xk+m,yk+m),那么重心Pk向Pk+m移动方向模型为:重心移动距离模型为:3粮食产量重心移动情况采用粮食产量重心模型分别计算1990年、1998年、2003年和2005年4个时间点的粮食产量重心(表1),以及重心移动的距离、方向(表2),并绘制重心移动轨迹图(如图1所示)。1990年以来,我国粮食产量稳健上升,到1998年产量达到最高峰。在这一阶段,粮食产量年均增长高于2.00×104t的县市主要分布于耕地资源丰富的东北及黄淮海平原地区(图2)。1990年~1998年黑、吉、辽三省粮食增加了1.49×108t,占全国粮食增加量的22.6%;河北、山东、河南三省粮食产量增加了2.26×108t,占全国粮食增加量的34.2%。该时期粮食生产重心向北偏东方向移动了61.1km,其中向北移动60.8km,向东推进6.4km。1998年~2003年我国粮食产量处于下滑阶段,到2003年降到4.31×108t。除内蒙古沿线及西部部分县市之外,其它区域县市粮食产量都出现了不同程度的下滑,其中粮食产量下滑大于2×104t的县市主要集中分布黄淮海、东北及长江三角地区(图3)。1998年~2003年东北三省粮食产量下降了1.01×108t,河北、山东、河南三省粮食产量下降了1.80×108t,江苏、浙江、上海三省市粮食产量下降了1.70×108t,分别占全国粮食减产量的13.2%、22%、20.8%。黄淮海、东北及长江三角洲地区粮食产量的快速下滑导致粮食产量重心向西偏南方向移动79.9km,其中向西移动了48.1km,向南移动了63.8km。在国家粮食直补、免除农业税等政策的驱动下,2004年粮食产量开始回升,2005年恢复到4.84×108t。东北地区、中部地区以及四川盆地粮食主产区受粮食政策的倾斜最大,农民的种粮积极性快速提高,粮食产量增幅最大,年均粮食增产超过2.00×104t的县市主要分布于上述3个区域。而东部沿海地区粮食产量没有得到较好的恢复,甚至有些县市粮食产量继续下滑(图4)。在这一时期,东北及中部地区的粮食生产优势再次凸显,粮食产量重心再一次向北偏东方向移动了82.3km,其中向北推进68.2km,向东移动46.8km。从1990年~2005年总体变化趋势来看,粮食产量重心呈现出“北进西移”的态势。从南北变动格局来看,北方粮食生产在对全国粮食产量的贡献增大,其粮食生产的波动性深刻影响着全国粮食生产的格局。1990年~2005年年均粮食增加2×104t的县市主要分布于东北地区及黄淮海平原,东南沿海地区大部分县市粮食产量大幅下滑。从东中西变动格局来看,中西部地区粮食增产对全国粮食产量的贡献越来越显著,20世纪90年代后期开始,长江中游地区、塔里木盆地西部、雅鲁藏布江谷地、河套平原、宁夏平原以及云贵高原西部地区粮食产量增长显著(图5)。从表2可以看出,3个时期粮食产量重心移动的速率逐渐升高,从7.6km/a增加到41.2km/a。这说明我国粮食生产的区域性(空间)波动较大,粮食生产的优势区域格局尚不稳定。4灌溉结构变化对粮食供给结构的影响粮食生产是自然再生产与经济再生产的统一,粮食生产空间格局变化受自然因素、经济社会因素格局变化以及技术进步的共同作用。自然因素主要包括地形、土壤、气候、降水以及地表径流等所决定的水土资源条件,经济社会因素主要包括经济发展水平、粮食价格水平、消费需求状况以及相关政策等,技术进步主要包括粮食作物品种改良、新技术应用以及耕作制度变革等。自然、经济、社会以及技术诸要素形成一种空间上合力,共同驱动着粮食产量重心的位移。(1)耕地资源的空间格局及其变化趋势是驱动粮食产量重心移动的客观基础。我国北方及西部地区的耕地资源后备相对丰富,驱动着粮食产量重心“北上西进”。根据《中国1∶100万土地资源图》,我国宜农荒地资源仅有20%分布在南方地区,其余80%分布在北方地区。2005年末,东北地区人均耕地0.19hm2,而东南沿海地区仅有0.03hm2左右。我国东部沿海经济发达地区快速工业化、城镇化进程,使原本稀缺的耕地资源被工业、城镇和交通设施所占用,不可能再用于粮食生产;而东北和中部地区工业化和城镇化的速率相对较缓,耕地资源减少的速率相对较慢。耕地资源空间分布上的“北多南少”以及变化格局上“北慢南快”驱动着粮食产量重心的移动。(2)北方地区地下水资源开发利用是粮食产量重心移动的关键驱动因素。我国水土资源的空间匹配极不均衡,北方地区耕地资源丰富,但水资源短缺,长期以来限制了粮食生产。建国后,北方地区主要以兴修水库、塘坝等蓄水工程及河道饮水工程为主要农田灌溉形式;20世纪80年代以来,农村电网开始普及,该地区通过钻井开发地下水,发展机电井灌,由于这种灌溉方式不受季节限制,工程造价低,使有效灌溉面积快速扩大。1990年~2005年北方地区灌溉面积增加了762.8×104hm2,其中增加面积大于100.0×104hm2的为内蒙古、黑龙江和河南。1990年~2005年全国共增加配套机电井204.9×104眼,90%集中在北方地区,其中黄淮海平原的冀、鲁、豫地共增加127×104眼,占全国增加量的62%,使该区成为全国最大的集中连片井灌区。北方地区灌溉的发展提高了农业抗御自然灾害的能力,同时为良种、施肥、改进耕作栽培等先进农业技术的推广应用创造了条件,土地生产率显著提高,粮食产量快速增长,驱动着粮食生产重心的北移。(3)食物消费需求变化是粮食产量重心移动的直接驱动因素。根据静态供需平衡理论,消费需求的变化决定粮食供给结构的变化。由于粮食作物生长的自然适宜性特征,粮食供给结构的变化必然会造成粮食产量空间格局的变动。一方面,随着市场化进程的加快和生活水平的提高,人们的食物消费结构发生了巨大变化,口粮直接消费量下降,而对肉蛋奶及酒类需求量增加。1990年~2005年全国农村居民家庭每人粮食直接消费量由262.1kg下降到208.9kg,而人均猪肉消费量由10.5kg上升到17.0kg。消费结构的变化加大了对饲料用粮和工业用粮的需求,从而导致玉米需求的快速增加。1990年~2005年全国稻谷、小麦产量分别减少了874.4×104t、78.5×104t,而玉米产量则增加了4254.6×104t。我国的玉米生产带主要分布在东北平原和黄淮海平原以及内蒙古长城沿线地区,1990年~2005年玉米增产超过300×104t的省份为冀、蒙、辽、鲁、豫,占全国玉米增量的55%。另一方面,随着人们收入水平的快速提高和就业格局的显著改变,城乡居民对粮食品种和品质的要求也越来越高,南方地区早稻由于其品质较差,市场的需求量降低,种植面积在不断萎缩,许多经济发达地区都已经将“双季稻”改为“单季稻”,1990年~2005年南方地区稻谷产量减少了1964.9×104t。(4)新技术的应用使作物种植制度空间格局发生了巨大变化,驱动粮食产量重心的位移。一是农用薄膜的使用及推广使北方地区的复种指数大大提高。2005年内蒙古、新疆、山东、辽宁等农用地膜覆盖率均达到25%以上,农用薄膜使用的空间格局使我国改变了我国作物种植制度的空间格局,北方地区很多一年熟制区可以达到两年三熟甚至一年两熟制。1990年~2005年北方地区复种指数提高了28%,而南方地区仅提高了14.6%。二是北方地区大力发展立体农业,实行粮食与经济作物间作套种,提高土地利用效率。20世纪90年代以来我国北方地区立体农业发展迅速,以春小麦间套玉米、玉米间套豆类作物、玉米间套马铃薯为主的立体种植模式,已成为目前北方一熟制粮食作物种植区的主体优化形式,这种立体种植模式可以使粮食年产量提高约20%。北方地区复种指数的提高保障了农业结构调整中粮食播种面积的不降低,为粮食产量的增长提供了空间。(5)农村经济发展水平的区域格局及其变动驱动着粮食产量重心的移动。我国区域农村经济发展十分不平衡,东部沿海地区由于乡镇企业的崛起和城市工业的带动,农村经济发展迅速。特别是1990年以后随着市场经济体制的确立和城乡人口流动政策的逐步放宽,沿海发达地区农业劳动力大量向非农产业转移,农民收入结构发生了重大变化,2005年浙江省农民人均纯收入6660元,其中工资性收入占48.6%。而中西部经济欠发达地区近年来虽然农村经济取得了较快发展,但是与东部沿海发达地区差距仍在不断扩大,粮食生产仍然是农民收入的重要来源。由于近期粮食价格的上涨和国家政策的扶持,东北和中部粮食主产区农民种粮的积极性不断提高,而东部沿海发达地区种植粮食不再是农民收入的主要来源,他们的种粮积极性仍不断下降,撂荒、弃耕现象非常严重。1990年~2005年,全国农业从业人员共计减少了3360.9×104人,北方地区增加了49.3×104人,南方地区减少了3410.1×104人。(6)区域化的粮食支持政策是粮食重心“北上西进”的“助推剂”。自1990年以来,我国粮食市场化改革进程逐步加快,在空间上呈由沿海到内地梯度推进的格局。1991年我国政府推进粮食市场体系改革计划,开始调整粮食收购政策,提高粮食收购价格;1994年国家试着放开粮食价格,只收购一定数量的粮食,设立国家和省级粮食风险基金,并在650个县市建立了商品粮生产基地,实行粮食生产的差异性支持政策。1995年推行粮食生产省长负责制的“米袋子”工程,以增强保障粮食短缺地区的口粮供给。2001年中国加入WTO,随后逐步放宽对粮食市场的管制,开放北京、天津、上海、江苏、浙江、福建、广东和海南等8省市的粮食市场,将全国划分为粮食主产区和主销区两种类型;2004年加大了粮食生产补贴的力度,对粮食主产区实行粮食生产者直接补贴制度;2005年实施减免农业税,这对于粮食主产区的农民来说无疑是一个巨大的激励。上述区域化的粮食支持政策,充分调动了东北和中部地区等粮食主产区农民种粮积极性,而东南沿海发达地区由于粮食生产的比较效益低下,在开放的粮食市场政策下,生产积极性下降,从而推动了我国粮食生产重心的移动。5谷物生产中心的区域效应5.1干旱化的农业水资源严重浪费,且进展顺利北方各地为了发展粮食生产,兴修水利工程设施,拦截地表和河川径流,高强度开发地下水。这虽然有效地促进了北方旱区农业和粮食生产发展,但是北方这种粮食生产格局的确立是以过量消耗本已紧缺的北方水资源为代价取得的,加剧了北方地区干旱化趋势。近20年间,北方旱区农业水资源过量耗用已使三江平原湿地大范围缩小,黄淮海平原和西北绿洲地区地下水快速沉降,如东北三省1990年~2000年新增水田33.88×104hm2,水田面积的盲目扩大,已造成水资源的严重浪费和生态环境的退化。面对北方干旱化趋势,必须重新审视粮食生产格局的变化。5.2“北粮南调”与“南进北出”并存20世纪90年代中期以来,我国粮食生产的重心继续北移,由于粮食总量增长,粮食长期全面短缺的时代结束。由于我国粮食生产重心的“北进西移”,巨大的粮食调运成本和国内外粮食价格与品质的差异,使原有的“北粮南调”逐渐被“北粮南运”与“南进北出”并存的格局所代替。2005年我国粮食的净出口446.2×104hm2t,其中,北方地区为净出口556.4×104hm2t,南方地区则净进口110.2×104hm2t。5.3粮食产业结构有待进一步优化粮食产量重心北移和西进是我国区域经济非均衡发展过程中产业比较优势和区位优势综合发展的一种结果,是市场作用下区域分工的重要体现。重心的移动对促进区域经济发展和提升产业结构起到了积极作用。但是,粮食生产向中西部地区欠发达省份集中,给这些地区的农村经济发展带来了巨大的压力。特别是在粮食主产区,粮食是农民收入的主要来源,然而由于粮食生产的产量与收益倒挂,粮食主产区的农民收入增长缓慢。政府虽然实施了对粮食主产区的补贴措施,但对于增加粮食主产区农民收入,缩小区域差距的效果甚微。粮食生产重心的“北进西移”加剧了区域农村经济发展的不平衡性。5.4土地退化严重北方粮食产量的增加以开垦荒地或草地和增加农业投入为代价。1991年~2005年,东北地区年均新增耕地约5×104hm2,西北地区年均增加耕地约4×104hm2。由于西北地区生态环境较脆弱,荒地或草地的开垦后如果管理不善很容易导致土地退化,陷入“