大豆傳統產區糧食作物種植結構變化特征及原因分析*
——以黑龍江省嫩江縣為例

董非非，劉愛民，封志明，薛 莉，楊 曉

(1.中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101； 2.中國科學院大學，北京 100049)

·糧食安全·

大豆傳統產區糧食作物種植結構變化特征及原因分析*
——以黑龍江省嫩江縣為例

董非非1， 2，劉愛民1※，封志明1，薛 莉1， 2，楊 曉1， 2

(1.中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101； 2.中國科學院大學，北京 100049)

[目的]近年來國內大豆播種面積和產量不斷下降，而進口量卻不斷增加， 2014年達7 140萬t，是國內大豆產量的6倍。黑龍江省是我國最主要的大豆傳統產區，其近年的種植結構變化導致國內大豆產量下降。[方法]通過對黑龍江省糧食作物種植結構變化特征進行統計數據分析，發現主要糧食作物呈現“兩增一減”的格局：玉米和粳稻播種面積增加，大豆面積減少，且近年來大豆種植區域逐漸向黑龍江省西部集中。在此基礎上，選取黑龍江省西北部的嫩江縣作為研究區代表，利用遙感影像數據對其種植結構按積溫帶變化特征進行深入分析。[結果]研究發現： 2000年以來，研究區種植結構發生了較大變化。2000～2007年間，第四積溫帶大豆種植面積大幅度增加； 2007～2014年第四、五積溫帶新興玉米面積猛增到17.4萬hm2，且有繼續北擴趨勢，并推動大豆北擴東移， 2014年大豆在糧食總播種面積中的比重較2000年減少27個百分點。[結論]新玉米品種的推廣和作物種植比較收益是影響大豆傳統產區種植結構變化的主要因素。

大豆 傳統產區 種植結構 變化特征

0 引言

隨著人民生活水平的提高以及畜禽養殖業、飼料業的快速發展，我國對大豆及其制品的需求量不斷增加，由此導致大豆進口量呈快速增長，由2000年1 042萬t增加到2014年7 140萬t[1]，對外依存度高達85%[2]，我國成為全球第一大豆進口國。但與此同時，我國作為大豆生產大國，大豆種植面積和產量卻不斷下降，分別由2004年最高時的959萬hm2和1 740萬t，減少到2014年的680萬hm2和1 215萬t[3]。

我國農作物種植結構的變化直接影響了國內大豆及其他大宗農產品的市場供求。農作物種植結構變化已經成為國內外學者關注和研究的重點。屈寶香等[4]分析了我國糧食生產布局優化趨勢與生產區域結構演變的特點，并提出糧食布局與結構優化的政策建議； 梁書民[5]利用區位商的概念研究了我國17種農作物大類的空間分布和各地農業種植結構的演化，并從自然和人文因素2方面對中國農業種植結構分布和變化的原因和動力進行解析； 云雅如等[6]、周立青等[7]、杜國明等[8]對黑龍江省糧食作物種植結構變化進行分析，并分別對其氣候、社會經濟等動因進行研究； 張莉等[9]從微觀尺度上，對賓縣主要糧食作物和經濟作物播種面積數量變化及空間變化的特征進行分析，發現糧經比不斷增加，玉米種植面積和比重大幅度增長，大豆和水稻種植面積減少，主要糧食作物空間變化呈現較強的規律性等等。以上研究表明，種植結構變化的研究已經在多時間和空間尺度上開展，并且其動因的定性和定量分析具有廣泛的實際借鑒意義。在我國大豆大量進口，國內生產萎靡不振，玉米等糧食作物庫滿為患，且國內產量不斷增加，國內外糧食市場動蕩較大的時代背景下，基于大豆資源視角對我國大豆傳統產區種植結構變化及其內在原因進行深入分析的實時性研究比較少。

東北地區的大豆種植面積和產量均占全國45%以上，是我國傳統的大豆產區。國內大豆產量的不斷下降，主要是傳統產區農作物種植結構變化的結果。黑龍江省是我國最主要的大豆產區，也是近年種植業結構變化最明顯的地區，其西北部的嫩江縣是大豆生產最為集中、商品率最高的地區。文章從黑龍江省和嫩江縣不同空間尺度上，利用統計數據和遙感影像數據對其種植業結構變化特征進行分析，并對其產生的原因進行探討，以期為大豆傳統產區種植結構的合理調整提供參考。

1 黑龍江省糧食作物種植結構變化

黑龍江省是我國重要的商品糧生產基地，也是最大的大豆產區，往年的大豆種植面積和產量占全國1/3以上。但是近年來其種植結構變化導致大豆種植面積不斷下降，直接影響到國內大豆產量。

1.1 主要糧食作物種植結構變化

大豆、粳稻和玉米是黑龍江省最主要的糧食作物。根據統計資料[10-11]， 2000年以來，這3種作物總播種面積不斷增加，由2000年628萬hm2增加到2007年995萬hm2， 2014年已增加到1 179萬hm2。

3種作物的播種面積變化整體上呈現“兩增一減”的格局，即粳稻和玉米播種面積增加，大豆面積減少(圖1)： 2009年黑龍江省大豆播種面積達到歷史最高水平486萬hm2，之后開始大幅度下降， 2013年比2009年減少243萬hm2， 2014年稍有回升，達到315萬hm2； 而玉米和粳稻的播種面積不斷增加， 2000年黑龍江省玉米播種面積為180萬hm2，居全國第五位，自2013年已經成為全國唯一一個玉米播種面積超過500萬hm2的省份， 2014年播種面積已達到544萬hm2，比第二玉米大省——吉林省多174萬hm2； 2000年粳稻種植面積僅160萬hm2，而2014年已經達到321萬hm2，僅次于江西省334萬hm2和湖南省412萬hm2，居全國第三。

在大豆、粳稻和玉米3種作物中，玉米占比增加幅度最大， 2000年僅23%，而2014年達到46%，成為黑龍江省播種面積最大的作物； 粳稻占比在25%上下浮動，近年來呈小幅度增加趨勢； 而大豆占比在2000年曾達46%，經歷短時期的增加以后開始急劇減少，雖然2014年播種面積略有增加，但占比也僅為27%，在主要糧食作物中的地位大大下降。

圖1 2000～2014年黑龍江省主要作物播種面積及占比變化

1.2 大豆生產的區域間變化特征

根據大豆的生態適宜性級別分布的空間特征，黑龍江省最適宜種植大豆的區域主要分布在黑河市南部、齊齊哈爾市東部和綏化東北部的部分縣(市)[12]，其中黑河市還是黑龍江省大豆生產綜合比較優勢最為突出的地區[13]。從實際的大豆種植分布情況來看(圖2)，西部地區一直是黑龍江省最主要的大豆產區，與生態適宜性分布研究結果相吻合。

2000年以來，黑龍江省大豆種植面積呈現出“先增后減”的波動變化過程： 2000～2007年，大豆種植面積向東部以及南部地區擴大； 2007～2014年間，大部分地區大豆種植面積有所減少，主要種植區縮回到黑龍江省西北部，集聚趨勢逐漸顯現。各區域大豆種植面積變化各異： 2000年齊齊哈爾市、綏化市和哈爾濱市種植面積均30萬hm2以上； 之后黑龍江省西北部地區和東部地區的大豆面積不斷增加， 2007年黑河市和齊齊哈爾市已達60萬hm2以上，佳木斯市50萬hm2； 2014年大部分地區大豆面積出現不同程度的下降，黑龍江省西北部成為大豆最集中分布的區域，齊齊哈爾市下降到50萬hm2，佳木斯市下降到30萬hm2，而黑河市大豆種植面積變化趨勢與黑龍江省一致，短期減少后有所增加： 2007年為61萬hm2， 2013年減少到57萬hm2， 2014年播種面積增加到70萬hm2。

圖2 黑龍江省大豆種植分布

圖3 嫩江縣在黑龍江省的位置及精度驗證點分布

2 嫩江縣糧食作物種植結構變化特征

2.1 嫩江縣農業資源條件

該文選取黑龍江省黑河市嫩江縣作為研究區。嫩江縣地處北緯48°42′35″～51°00′05″、東經124°44′30″～126°49′30″之間，位于嫩江流域上游，西側嫩江縱貫整個嫩江縣，縣內主要支流有門魯河、科洛河、臥都河等水系，水資源豐富； 雨熱同季，降水多受季風影響集中在6～9月份，多年平均降水量480～512mm； 屬中溫帶半濕潤大陸季風氣候，多年平均氣溫-1.4～0.8℃，無霜期80～130d； 作物生長期光照充足，熟制為一年一熟； 縣內自東向西、自北向南依次為林區、農林區和農作區，耕地分布集中，面積廣闊，土壤肥沃，宜農宜牧。

受熱量資源限制，研究區以往種植的糧食作物為大豆和春小麥，其中又以大豆為最主要的作物，約占縣內糧食作物總播種面積的60%。近年來該區糧食作物種植結構變化較大，主要種植的糧食作物已成為大豆、玉米和春小麥，其種植結構調整對大豆傳統產區種植狀況的研究具有典型代表性。

2.2 數據獲取及處理

2.2.1 積溫帶劃分

為充分了解研究區不同積溫帶的種植結構變化特征，研究者對嫩江縣附近16個氣象臺站2000/1/1～2014/12/31每日平均氣溫數據(中國氣象局，http：//www.cma.gov.cn)進行預處理，剔除異常值，用5日滑動平均法[14]計算≥10℃積溫。利用ArcMap10.0平臺對各臺站積溫Kriging插值，得到嫩江縣積溫帶分布圖。嫩江縣縱跨四、五、六 3個積溫帶，分布如下圖所示：以聯興鄉、科洛鎮一帶為界，以南為第四積溫帶(包括伊拉哈鎮、雙山鎮、臨江鄉、前進鎮、長福鎮、嫩江鎮、海江鎮和農墾九三管理局等，活動積溫2300～2500℃)，以北為第五積溫帶(包括長江鄉、白云鄉、塔溪鄉和霍龍門鄉等，活動積溫1 900～2100℃)，多寶山鎮及其以北地區為第六積溫帶，活動積溫在1900℃以下。

2.2.2 遙感影像解譯

為研究嫩江縣近年來的種植結構變化狀況，該文利用Landsat TM/OLI 30m分辨率的影像數據(USGS，http：//glovis.usgs.gov/)，結合作物農時農事數據(中華人民共和國農業部種植業管理司，http：//www.zzys.moa.gov.cn/)、野外采樣點(圖3)、當地專家及農戶意見等建立解譯標志，利用極大似然監督分類法解譯得到研究區主要農作物分布圖，將其與積溫帶分布圖疊加，結果如圖4所示。利用野外調研預設計的精度驗證點進行驗證，解譯精度達93.1%。

圖4 2000、2007和2014年嫩江縣主要農作物分布

2.3 嫩江縣主要糧食作物種植結構變化

解譯后的影像經ENVI Computing Statistics統計表明(表1)： 2000～2014年間，研究區大豆、春小麥和玉米3種主要糧食作物的總播種面積不斷增加，由2000年28萬hm2增加到2007年40萬hm2， 2014年接近50萬hm2，較2000年增長近80%。同時主要糧食作物內部結構發生了較大調整： 2000年大豆播種面積22.3萬hm2，占主要糧食作物比重的80%； 春小麥占比為20%。

與2000年相比， 2007年大豆播種面積增加了8萬多hm2，但由于糧食作物總播種面積增加，其占比反而略有下降； 春小麥比重維持穩定； 玉米開始小面積種植，占比為3%。

玉米作為研究區的新興作物，播種面積迅猛增加， 2014年已超過17萬hm2，占比高達36%，成為大豆最有競爭力的作物。而大豆播種面積下降到25.9萬hm2，占比較2000年下降27個百分點，春小麥占比也下降至11%。

表1 研究區主要糧食作物播種面積及所占比重統計

萬hm2,%

2.4 主要糧食作物種植格局的變化特征

2000年以來，嫩江縣不同積溫帶主要糧食作物的空間分布變化表現出較強的規律性，主要體現在以下幾個方面。

(1)大豆空間分布變化呈現“分散-南擴集中-北移分散”的趨勢： 2000年大豆主要分布在聯興鄉、科洛鎮一線的四、五積溫帶交界處以及第四積溫帶南部的臨江鄉、前進鎮、九三農場管理局和第五積溫帶多寶山鎮附近，分布較為分散； 2007年第四積溫帶大豆種植面積集中大幅度增加，在嫩江鎮、臨江鄉、海江鎮、前進鎮、雙山鎮等西南部地區增加尤為顯著； 2014年受玉米排擠，大豆種植面積大幅度減少，種植區域北移到第四積溫帶西北部和第五、六積溫帶中北部新開墾區，以大面積分散分布為主，小范圍集中為輔；

(2)春小麥作為嫩江縣以往第二大糧食作物，整體上呈分散狀態分布， 2000年以來種植區域逐漸向北部以及邊緣地區轉移。2000年春小麥主要在第四積溫帶以及第四、五積溫帶交界線處，與大豆交叉式分布； 2007年種植重心轉移到第五、六積溫帶交界處，以多寶山鎮及其以北為主要分布區； 2014年向北部以及東南部新開墾地轉移，集中和分散并存，在塔溪鄉、白云鄉等地較為集中，第五積溫帶中部以及第六積溫帶地區零散分布；

(3)玉米是嫩江縣的新興作物， 2007年第四積溫帶內嫩江鎮以及九三農場管理局附近開始出現少量的玉米； 到2014年，玉米種植面積的大幅度增加，極大地改變了研究區的種植結構。第四積溫帶原有的大豆種植區幾乎全部為玉米代替，玉米種植面積延伸到第四、五積溫帶交界線處，甚至第五積溫帶多寶山鎮以南地區已經有少量的玉米種植。受積溫條件限制，以北地區尚沒有玉米種植。

總體來講， 2000年以來，研究區內玉米在熱量條件適宜區種植面積及所占比重不斷增加，致使大豆、春小麥等其他主要糧食作物的種植面積不斷減少； 尤其是大豆，研究區農業資源條件最好的西南部地區幾乎全部被玉米代替，大豆被迫北擴東移，種植面積及比重銳減。

3 研究區種植結構變化的原因

3.1 玉米新品種的推廣

以嫩江縣為代表的大豆傳統產區，受到光熱資源、水資源以及早霜等自然條件的限制，以往可供選擇的作物種類較少，存在嚴重的作物重迎茬現象。此外，也有農戶為片面追求糧食作物高產，越區種植玉米致使玉米水分含量過高、成熟期晚、品質下降、易發生霉變等[15]，導致農民賣糧難，效益嚴重受損。

黑龍江省農墾墾豐種業有限公司(黑龍江省農墾總局種植公司)從德國KWS公司引進極早熟、高產、糧飼兼用型的雜交新玉米品種——德美亞2號，自出苗至成熟生育期100d左右，所需≥10℃活動積溫2000℃即可，植株根系發達、抗倒伏性好、耐低溫能力強、產量穩定。

3.2 糧食作物種植效益比較

為提高農民的種糧積極性，國家對玉米和春小麥分別實施臨時儲備政策和最低保護價政策，而且補貼價格都不斷提高。盡管國家在大豆主產區實行了大豆良種補貼全覆蓋和大豆目標價格等優惠政策，仍然沒有從根本上扭轉大豆比較效益低下的局面[16]。在一定的資源和經濟技術條件下，大豆生產的比較效益是影響國內大豆生產水平的最主要因素[17-19]。

2007年之前，研究區種植的主要糧食作物是大豆和春小麥，而大豆種植效益明顯高于春小麥(圖5)。2004年大豆種植效益曾高達2 203元/hm2，比春小麥高1 682元/hm2，所以大豆一直是研究區最主要的大宗作物品種。

但從2008年開始，新玉米品種開始在研究區推廣使用，而且種植效益明顯高于大豆和春小麥。其中， 2010年大豆種植收益為1 832元/hm2，是近年來收益最好的年份，而玉米的種植效益仍然比大豆高1 575元/hm2； 2011年春小麥種植效益最高，為2 414元/hm2，但玉米仍比其高1 719元/hm2。

2013年大豆凈收益為-380元/hm2，是唯一一個效益為負的糧食作物， 2014年大豆凈收益有所上升，但是也僅為465元/hm2，而玉米種植收益卻達到3 050元/hm2，兩者相差2 585元/hm2。

圖5 2000～2014年研究區主要糧食作物凈利潤比較注： 2000～2003年的凈利潤為減稅純收益，經整理[20]

4 結論與討論

4.1 結論

(1)2000年以來，黑龍江省主要糧食作物種植結構呈現“兩增一減”的格局——玉米和粳稻播種面積增加，大豆面積減少。2000～2014年間，玉米種植面積大幅度增加， 2014年占主要糧食作物的比重為46%，是黑龍江省種植面積最大的作物； 而粳稻受自然條件制約面積增加緩慢； 大豆種植面積先增加后減少，最后逐漸集中于黑龍江省西北部地區，區域間變化各異。

(2)該文以嫩江縣為例研究大豆傳統產區種植結構變化的時空特征。研究表明： 2000～2007年間嫩江縣第四積溫帶大豆種植面積增長8.3萬hm2，占主要糧食作物比重的80%左右； 2007～2014年間原大豆種植區域為玉米取代，玉米種植面積在第四積溫帶集中增加，第五積溫帶少量分布，面積達17.4萬hm2，占糧食作物種植面積的36%，迫使大豆種植北擴東移，種植面積縮減到25.9萬hm2。

(3)研究區新玉米品種以及配套機械設施的引進，使種植結構調整成為可能； 同時，由于玉米種植凈收益明顯高于大豆和春小麥，導致研究區玉米種植面積不斷增加，大豆種植面積不斷減少。

4.2 討論

為合理調整糧食生產結構， 2015年國家首次下調臨儲玉米掛牌收購價格。與此同時，農業部將包括黑龍江省第四、五積溫帶冷涼區在內的“鐮刀彎”地區作為玉米結構調整的重點區域，并提出玉米種植結構調整的指導意見。2016年我國繼續執行大豆目標價格政策(4800元/t)，但是對玉米“市場化收購”加“補貼”的政策細節及補貼標準仍未公布。受國內外糧食產銷結構變化及糧食市場變化迅速等影響，當前各項糧食政策的實施都面臨較大的困難，例如，如何確定各作物的補貼標準？如何逐步減小國內外大豆價格差異？如何在不損害農民利益及農業生產力的前提下，縮小玉米與大豆的收益差，適當提高大豆種植面積？如何使各項補貼的發放體現公平、公正、客觀等等，這些都決定了我國未來糧食政策的制定方向。

就國產大豆自身而言，其顯著競爭優勢是“非轉基因”和“食用蛋白豆”。以黑龍江省為代表的大豆傳統產區生態破壞少，是世界上少有的非轉基因、有機大豆的最好生產區域，且目前在國內外均有廣闊的市場空間，這為大豆產業提供了良好的發展空間； 合理定位國內大豆生產發展方向，切實保護國產大豆在傳統食用領域的地位，同時鼓勵企業拓展國產大豆在食用領域的多樣化生產，擴大食用需求。

此外，為進一步增強我國大豆在國際市場上的競爭力，國家應努力推動科技創新，提高大豆單產水平； 在具有生態優勢的高蛋白和“雙高”大豆生產區域，對種質資源、生產能力和生產主體進行重點保護并逐步推廣； 逐步完善相應的補貼政策，鼓勵大豆生產加工的積極性； 科學引導健康消費，提倡健康的生活方式，廣泛宣傳大豆食品的營養功效和保健功能，擴大國內優質大豆消費市場。

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FOOD CROP PLANTING STRUCTURE FEATURE AND DYNAMICS CHANGESIN TRADITIONAL SOYBEAN PRODUCING AREA*——TAKING THE NENJIANG COUNTY AS AN EXAMPLE

Dong Feifei1， 2，Liu Aimin1※，Feng Zhiming1，Xue Li1， 2，Yang Xiao1， 2

(1.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101,China；2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049,China)

In recent years, domestic soybean acreage and production continuously decline, while imports have continued to increase in 2014, amounting to 7 140 million tons which is six times as the domestic soybean production. Heilongjiang is one of China′s most important traditional soybean producing areas, the crop structure changes in recent years led to the change of domestic soybean yields. Using of statistical data, this paper analyzed the changes in crop planting structure features in Heilongjiang province. The results found that corn and rice acreage increased, but soybean area decreased and gradually concentrated to the west of Heilongjiang province in recent years. In addition, taking Nenjiang county in northwest of Heilongjiang as the representative research area, this paper used the remote sensing image data to analyze the planting structure characteristics according to accumulated temperature zone. The results showed that the planting structure in the study area had greatly changed since 2000. Soybean acreage increased dramatically in the forth accumulated temperature zone in 2000-2007. Emerging corn acreage increased in the forth and fifth accumulated temperature zones in 2000-2014, and showed a tendency to northward expansion. Due to the northward and eastward expansion, the total soybean sown area decreased by 27% in 2014 compared to 2000.

soybean; traditional planting area; planting structure; change characteristics

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170313

2016-03-05

董非非(1989—)，女，山東濰坊人，碩士。研究方向：農業資源安全。※通訊作者：劉愛民(1966-)，男，山東德州人，博士、副研究員。研究方向：農業資源管理。Email:liuam@igsnrr.ac.cn

*資助項目：國家自然科學基金資助項目“中國水土資源利用與糧食生產平衡關系定量分析與數字模擬”(41430861)

F326.11; S127

A

1005-9121[2017]03079-07