基于通徑分析的黃淮海平原糧食產量驅動因素研究

劉亞琦　劉加珍　張金萍等

摘要：采用通徑分析方法，對影響黃淮海平原糧食產量的14個驅動因素進行統計分析，利用SPSS軟件建立各因素線性回歸模型，得出農業用電量、糧食作物播種面積、受災面積、年平均氣溫、年底耕地面積5個因素對糧食產量的影響作用較大，進而提出要從提高農業機械化水平、穩定糧食面積、做好自然災害預防工作、增加有效灌溉面積等多方面入手提高黃淮海平原的糧食產量。

關鍵詞：糧食產量；黃淮海平原；驅動因素；通徑分析法

中圖分類號：S11+4 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2015）01-0153-04

Abstract The effects of 14 factors on grain yield in the Huang-Huai-Hai Plain were analyzed by path analysis in this paper， and then the linear regression models of them were established by SPSS software. The results showed that the agricultural electricity consumption， sowing area of grain crops， disaster area， average annual temperature and cultivated land area in the end of the year had larger effects on grain yield. It was put forward to increase the grain yield in the Huang-Huai-Hai Plain through improving the level of agricultural mechanization， stabling yield， preventing natural disasters， increasing the effective irrigation area and other aspects.

Key words Grain yield； The Huang-Huai-Hai Plain； Driving factor； Path analysis

糧食是人類賴以生存的基礎，也是國家安全戰略的重要組成部分[1]。如何保證糧食的穩定供給來滿足社會的需求，對國家的安全、社會的穩定具有重要的意義[2]。就糧食生產而言， 其影響因素是十分復雜的， 包括了氣候、降水、地質、土壤和社會經濟因素等[3]。黃淮海平原是“北糧南調”的重要農產品基地，也是我國重要的農業區之一。近幾十年，隨著經濟的迅速發展、城市化進程的加快和人口的增長，人均耕地的壓力越來越大。研究表明，到本世紀30年代我國人口達到高峰期時，該區域很可能由目前的糧食調出區變為我國最大的糧食調入區之一，將給我國的糧食安全帶來巨大危機[4，5]。而當前有關我國糧食產量驅動因素研究大多面向省級和市級，對于平原帶實際的區域探索較少，尤其對黃淮海平原糧食產量驅動因素研究仍需深入。因此，本文以多年統計數據為依據，采用通徑分析方法，對黃淮海平原糧食產量驅動因素進行分析，找出糧食增產的關鍵因素，提出解決區域糧食問題有效措施。本研究對黃淮海平原糧食安全具有重要現實意義。

1 研究區概況

黃淮海平原位于北緯32°～40°，東經114°～121°，是我國最大的平原， 跨越京、津、冀、魯、豫、皖、蘇7省市的 379個縣（ 市），面積30×104 km2；地勢平坦，河湖眾多，交通便利，經濟發達，自古即為中國政治、經濟、文化中心。該地區耕地資源豐富，光熱條件好，是我國重要的農業經濟區和糧食主產區；人口數量多，約占全國總人口的26%；現有耕地約為32.9×106 hm2，約占全國總耕地面積的40%。

黃淮海平原屬暖溫帶季風氣候，四季分明，淮河以南屬于北亞熱帶濕潤氣候，以北則屬于暖溫帶濕潤或半濕潤氣候，農作物大多為兩年三熟，平原南部一年兩熟[6]。該區域冬季干燥寒冷，夏季高溫多雨，常有洪澇，春季干旱少雨，蒸發強烈，旱情較重[7]。土壤為棕壤或褐色土，黃潮土為最主要耕作土壤。年總輻射量為4 605～5 860 MJ/（m2），年日照時數北部為2 800 h，南部為2 300 h左右。年降水量為500～900 mm，黃河以南地區降水量為700～900 mm，降水年際變化甚大，年相對變率達20%～30%，京、津等地甚至在30%以上[8]。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

區域不同、經濟發展水平的差異，造成糧食產量主要影響因素的不同，一個區域對糧食產量起主導作用的影響因子，在另一個區域可能變為次要因素。本研究以1996～2013 年《中國統計年鑒》為依據，選取的變量見表1。

2.2 研究方法

先使用逐步回歸分析方法篩選出影響糧食產量的主要因素[9，10]，再使用通徑分析方法分析各主要因素的影響程度。

通徑分析是在多元回歸的基礎上將相關系數分解為直接通徑系數（某一自變量對因變量的直接作用）和間接通徑系數（該自變量通過其他自變量對因變量的間接作用），具體計算步驟如下[11，12]：

3 分析與討論

3.1 糧食產量狀況

2012年黃淮海平原糧食總產量首次突破2×108 t，比2011年增長2.3%。各省市產量分別為：北京市113.8×104 t，天津市161.8×104 t，河北省3 246.6×104 t，河南省5 638.6×104 t，山東省4 511.4×104 t，安徽省3 289.1×104 t，江蘇省3 372.5×104t。2002年至2012年10年間的人均糧食產量變化如圖1。除2003年黃淮海地區降雨量較多影響糧食產量，人均糧食產量基本呈上升走勢，2012年為380.43 kg。endprint

從發展趨勢上看（圖2），1995～2012 年黃淮海平原糧食總產與全國糧食總產走勢相近，大體呈現出上升、下降、再上升的態勢，可劃分如下三個時期：

（1）波動增長期（1995～1999年）。糧食總產由16 786.2×104 t增長到17 974.7×104 t，但受自然災害、農業基礎設施等原因的影響，本時段內個別年份的糧食產量下降。

（2）持續下降期（1999～2003年）。主要是自然災害影響所致，相關研究表明，農業自然災害與糧食產量相關性較強，成災面積與糧食產量呈明顯的反方向變化[11]。本區深受季風氣候影響，旱澇時常交替發生，嚴重影響糧食產量。

（3）持續增長期（2003～2012年）。糧食產量由14 256.8×104 t猛增到20 333.8×104 t，其主要原因一是糧食直補和良種補貼等一系列惠農政策的扶持，二是農田水利基礎設施的大規模建設，三是糧食綜合生產能力的提高和播種面積的增加[12]。

3.2 驅動因素分析

對因變量Y（糧食產量）實施正態性檢驗（表2），利用Shapiro-Wilk Test的輸出結果。Shapiro-Wilk統計量0.981，顯著水平Sig.= 0.955>0.05，所以因變量Y服從正態分布， 即Y是正態變量可以進行回歸分析。根據逐步回歸分析得到5個輸入的變量：X8：糧食作物播種面積， X6：農村用電量，X3：受災面積，X10：年平均氣溫，X14：年底耕地面積。

據通徑分析可知（表3），除了受災面積X3、年底耕地面積X14 與糧食產量Y呈負相關關系，其余指標與Y都呈較顯著正相關關系。X6 是影響Y 的首要因素。5個自變量對糧食產量Y的直接影響中，糧食作物播種面積X8的直接作用最大，農村用電量X6次之。通過分析各個間接通徑系數發現，雖然糧食作物播種面積的直接影響作用最大，但糧食作物播種面積通過其他因素對糧食產量總的間接影響呈負值（-0.253），故糧食作物播種面積的簡單相關系數達到0.521，并不是最重要的影響因素，但對糧食產量Y也有較大的影響。

根據14個變量中的5個變量X8、X6、X3、X10和X14，得到多元逐步回歸最佳模型：Y=b0+b1X1+b2X2+…+bkXk+ε。把表4中“非標準化回歸系數”欄目中的“B”列數代入多元回歸模型，得到黃淮海平原糧食產量多因素影響下的預測方程：

4 結論與建議

通過分析影響黃淮海平原糧食產量的14個驅動因素，得出農業用電量影響最大，其次為糧食作物播種面積、受災面積，其余因素影響較小。因此，要提高黃淮海平原的糧食產量需保證區域的供電量，提高機械化水平，保持一定水平的耕地面積，減少受災面積。具體措施有：

（1）保持農業用電量，提高農業機械化水平。農業用電量間接反映了研究地區的機械化水平，本文中用電量是影響糧食產量的首要因素，反映出黃淮海平原的機械化程度較高。要繼續發揮優勢， 以現代農業示范帶和示范田為載體，加強科技創新，在主要農作物種植技術上實現重大突破。

（2）保護耕地面積，穩定糧食產量。在該研究地區地少人多的情況下， 加強耕地資源的保護、管理和有效利用， 實行最嚴格的耕地保護制度， 已成為實現糧食安全的必然選擇。要嚴格控制各類建設用地對耕地的侵占行為， 嚴格保護耕地特別是基本農田， 通過加大復墾力度增加耕地資源， 減緩總耕地資源減少的下降速度， 確保該地區糧食生產的供給能力。

（3）做好自然災害預防工作，減少農業受災面積。研究表明，黃淮海平原糧食產量與受災面積呈負相關關系，因此應做好監測和預防、建立工程性防御措施、加強救援和救助等工作。

參 考 文 獻：

[1]顧莉麗，郭慶海.東北地區糧食產量波動研究[J].中國統計，2009（9）：17-19.

[2]劉順，黃國勤.安徽省糧食產量波動研究[J].中國農學通報，2012，28（21）：125-130.

[3]曹志宏，郝晉珉，梁流濤.黃淮海平原糧食產量與主要投入要素的灰色關聯分析[J].農業現代化研究，2008（5）：310-313.

[4]姚慧敏.黃淮海平原區耕地糧食生產能力研究[D].北京：中國農業大學，2004.

[5]毛振強.基于田間試驗和作物生長模型的冬小麥持續管理研究[D].北京：中國農業大學，2003.

[6]中國華北平原氣候資源特點[EB/OL].中國科學院地理科學與資源研究所.

[7]顧庭敏.華北平原氣候[M].北京：氣象出版社，1991.

[8]中國科學院.華北平原土壤[M].北京：科學出版社，1961.

[9]宰松梅，郭樹龍，溫季，等.河南省糧食產量影響因素分析[J].人民黃河，2011（12）：94-95.

[10]張超.計量地理學基礎[M].北京：高等教育出版社，2010.

[11]杜家菊，陳志偉.使用SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J].生物學通報，2010，45（2）：4-6.

[12]倪超，雷國平.黑龍江省糧食產量變化及驅動因素分析[J].干旱區資源與環境，2013，27（5）：14-19.endprint