四川省糧食產量影響因素的動態關聯分析

柳芬+謝世友+馮歡+崔瑩+陳川

摘要：應用灰色關聯分析方法，從農業土地利用水平、農業現代化水平、農業生產成本、自然災害4個方面選取10個指標，研究20世紀80年代、20世紀90年代、21世紀前10年、2010年之后4個時段中各指標與四川省糧食產量關聯度大小。結果表明，單產是四川省糧食產量首要影響因素，糧食播種面積、化肥施用量、農村用電量對四川省糧食產量影響不斷增強，耕地面積、有效灌溉面積對四川省糧食產量影響呈現減弱趨勢，農業生產資料價格指數與四川省糧食產量灰色關聯度在2011年之后突降至第8位，自然災害受災面積、成災面積雖與四川省糧食產量關聯度較低，但其對研究區糧食產量影響不容小覷。

關鍵詞：糧食產量；灰色關聯分析；四川省

中圖分類號： F326.11文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）10-0320-05

改革開放以后，全國掀起經濟發展浪潮，糧食作物由于產量低、收購價格低、與經濟作物相比利潤低等特點，大力種植經濟作物，使我國糧食作物種植面積及產量大大減少；工業化和城鎮化加快，一是城市盲目無序擴張，占用大量農村土地；二是帶動了大量農民工進城，糧食供給面臨經濟社會結構變化帶來的巨大壓力[1]；農民為了片面追求作物產量，過度使用化肥、農藥，對耕地、水源等造成嚴重污染，人地矛盾更加突出。面對日趨復雜的國際環境，國家領導人不斷意識到，“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上，我們的飯碗應該裝中國糧，一個國家只有立足糧食基本自給，才能掌握糧食安全主動權，進而才能掌控經濟社會發展這個大局[2]。”

四川省位于中國大陸西南腹地，是全國13個糧食主產區之一。2014年年末，四川省常住人口為8 140.2萬人，年末實有耕地面積為399.38萬hm2，以占全國約3%的耕地面積養育著全國6%的人口，四川省糧食安全生產對維持地區穩定起著重要作用。影響糧食產量的因素有很多，但各因素對糧食產量影響程度不同，確定糧食產量主要影響因素對提高糧食產量及相關政策制定具有重要意義。目前，已有學者對吉林省[3]、河北省[4]、陜西省[5]、河南省[6]、湖北省[7]、云南省[8]、黃淮海平原[9]、西北5省[10]等糧食主產區的糧食產量主要因素進行分析。由于糧食產量各影響因素與糧食產量之間并沒有明確的因果關系，灰色關聯分析方法由于其操作簡便、易于掌握、排序明確、對數據分布類型及變量之間的相互類型無特殊要求等優點，被多數學者用于糧食產量影響因數研究中[11]。目前，相關學者對四川省糧食產量因素進行了分析[12-13]，但各因素對糧食產量影響是一個動態化過程，較短的研究時段，可以較好地反映出研究時段內各因素對四川省糧食產量影響度大小，無法反映各影響因素對四川省糧食產量影響的變化過程及趨勢走向。

本研究采用1983—2013年31年間四川省統計數據，延長研究時段，減少異常及偶然值對四川省糧食產量影響因素灰色關聯分析結果的影響，發現各影響因素對四川省糧食產量影響的普遍規律；優化指標結構，考慮糧食作物種植收益對農民種植行為的影響；將研究期根據年代不同進行劃分，研究不同年代各指標對四川省糧食產量影響的動態過程，以期為加快四川省糧食產業發展，穩定和提高糧食生產提供理論依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

四川省位于97°21′～108°31′E、26°03′～34°19′N之間，地勢總體上呈西高東低走勢，地貌類型以平原、丘陵、山地、高原為主，中部為四川盆地，盆周為丘陵、山地，西部是向青藏高原過渡的川西高原。氣候溫和、濕潤，年平均氣溫為14～19 ℃，年平均降水量900～1 200 mm，全年日照時數為 1 000～1 600 h。水資源總量較為豐富，總體呈現東多西少的分布格局，時空分布極為不均，水旱災害頻繁[14-15]。2014年年末，四川省常住人口為8 140.2萬，其中，鄉村人口為 4 371.3萬，年末實有耕地面積399.38萬hm2，農村人均耕地面積為0.09 hm2，遠低于全國同期農村人均耕地面積 0.22 hm2 水平；2014年，全年實現地區生產總值28 536.7×108元，人均35 056.51元，遠低于全國同期水平；糧食總產量為 3 374.9萬t，人均糧食占有量為414.6 kg。

四川省主要糧食作物有水稻、小麥、玉米、豆類、薯類。2013年，四川省糧食播種面積644.99萬hm2，其中水稻播種面積為199.07萬hm2，小麥播種面積為121.6萬hm2，玉米播種面積為137.8萬hm2，豆類播種面積為47.13萬hm2，薯類播種面積為124.03萬hm2。2013年四川省糧食產量3 387.1萬t，水稻、小麥、玉米、豆類、薯類產量分別為1 549.5萬t、421.3萬t、762.4萬t、92.1萬t、479.7萬t（圖1、圖2）。從分布來看，四川省糧食作物在各地區均有種植，主要集中在四川盆地及盆周丘陵地區[16]。

[FK（W9][TP柳芬1.tif]

[FK（W10][TP柳芬2.tif]

1.2研究方法

灰色關聯分析是尋求系統中各因素間的主要關系、找出影響目標值的重要因素，從而掌握事物的主要特征，促進和引導系統迅速而有效發展的計算方法[17]，其基本原理為[18]：

設一母序列x0（t）和子序列xi（t），先對x0（t）、xi（t）進行無量綱化處理，并且記它們在t時刻的絕對差值為：

[JZ]Δ0i（t）=|x0（t）-xi（t）|，（t=1，2，…，n）。

兩級最大差和最小差分別為：

[JZ]Δmax=max[DD（]i[DD）] max[DD（]t[DD）]Δ0i（t）；

[JZ]Δmin=min[DD（]i[DD）] min[DD（]t[DD）]Δ0i（t）。

關聯系數為：

[JZ]ξ0i（t）=（Δmin+Δmax）/（Δ0i（t）+kΔmax）。

k為分辨率系數，取值k=0.5。

關聯度為：

[JZ]γ0i=[SX（]1n[SX）]∑ξ0i（t）。

關聯度越大，子序列與母序列關系越密切；反之，則關系越不密切。

2四川省糧食產量影響因素灰色關聯動態分析

根據四川省自然環境及社會經濟發展狀況，并考慮其糧食作物種植結構及特點，影響四川省糧食產量主要因素有土地利用水平、農業現代化水平、自然因素、糧食作物收益狀況、國家政策等方面，參考相關研究，并根據數據獲取的難易程度及數據完整程度，土地利用水平方面選取耕地面積x1（萬hm2）、糧食作物播種面積x2（萬hm2）、糧食作物單產x3（kg/hm2）3個指標；農業現代化水平方面選取有效灌溉面積x4（萬hm2）、農用機械總動力x5（萬kW）、折純化肥施用量x6（萬t）、農村用電量x7（108 kW·h）4個指標；選取自然災害總受災面積x8（萬hm2）、總成災面積x9（萬hm2）指標反映不同程度自然災害對糧食產量的影響；因較早年代糧食作物收購價格指數不易獲取，在糧食作物收益狀況中，只選取農業生產資料價格指數x10作為指標；國家政策對糧食產量一般為政策性指引或是對農業生產資料如種子價格補貼、農業現代化機械購買補貼等，不易定量化研究而且前面選取的指標一定程度上體現了國家政策的影響，因此，本研究不再從國家政策層面單獨選取指標。構建各影響因素與糧食產量的灰色關聯模型，并將1983—2013年數據根據所屬年代不同，劃分為4個時段，20世紀80年代（1983—1990年）、20世紀90年代（1991—2000年）、21世紀前10年（2001—2010年）、2010年之后（2011—2013年），分別計算不同年代影響因素與糧食產量的關聯度，分析結果見表1。

2.1土地利用水平對四川省糧食產量的影響

單產是影響四川省糧食產量的首要因素，從表1可以看出，20世紀80年代、20世紀90年代、21世紀前10年、2010年之后4個時段的關聯度分別為0.982 9、0.973 8、0.917 7、0.986 1，關聯序依次為4、1、1、1，單產逐漸成為影響四川省糧食產量的主要因素。1983—2013年的31年中，除個別年份發生較大自然災害導致單產較大幅度降低外，四川省糧食單產總體呈增長趨勢。1983—2013年，四川省糧食單產年均增長率為0.4%，同期全國糧食年均增長率為1.51%，與全國平均水平相比處于較低水平，四川省糧食單產還有較大提升空間。20世紀80年代，我國開始加快城市化進程，在城市急劇擴張、經濟保持高速增長的過程中，不少耕地被違法、違規占用，未來，應逐漸轉變城市土地利用方式，由外延型向內涵挖潛型發展，提高城市土地集約利用效率，減少經濟發展對耕地面積的壓力。同時，應加大糧食作物補貼，在糧食播種面積無法大幅度增長的情況下，努力提高糧食復種指數；依靠科技進步，發展精細農業，切實提高糧食單產。

糧食播種面積是影響四川省糧食產量的最直接因素。從關聯度及關聯序結果中可以看出，糧食播種面積對四川省糧食產量影響在4個研究時段中關聯度分別為0.986 0、0.926 9、0.841 6、0.964 7，關聯序依次為3、3、4、2，糧食播種面積對四川省糧食產量影響程度總體呈增強趨勢。在1998年之前，四川省糧食播種面積除個別年份受較大自然災害影響外，總體以較小速度增長，年均播種面積為700萬hm2左右。1999年退耕還林政策實施，使1999—2003年間糧食播種面積不斷下降，2003年糧食播種面積達到歷年最低，為608.8萬hm2，比1998年減少125萬hm2。2004年開始，國家減免農業稅，鼓勵了廣大農民種糧積極性，糧食播種面積開始有所回升，并一直保持在640萬hm2左右。在現階段糧食播種面積不可能出現大幅度增長情況下，四川省應采取有效措施，保證現有糧食播種面積不減少，依靠科技進步，提高糧食單位面積產量。

從圖3可以看出，1983—2013年，四川省糧食播種面積和耕地面積保持了較高的一致性。劃分的4個研究時段中，耕地面積與四川省糧食產量關聯度大小依次為0.986 6、0.892 4、0.796 2、0.958 3，關聯序依次為2、4、6、4。從1983年至2003年，研究區耕地面積持續下降，1983年耕地面積為482.82萬hm2，2003年為390.37萬hm2，共下降92.45萬hm2。

歷年《四川統計年鑒》。

[FL（2K2]2004年開始，耕地面積出現小幅回升，徘徊在400萬hm2左右。

2.2農業現代化水平對四川省糧食產量的影響因素分析

化肥施用折純量對四川省糧食產量影響不斷加大，在研究時段中，二者的關聯度分別為0.924 7、0.791 4、0.813 8、0.961 4，關聯序依次增大為6、6、5、3。雖然四川省土壤肥沃，但人類源源不斷地從土壤中汲取營養、獲取食物，必然使土壤肥力下降，糧食產量對化學肥料越來越依賴。未來，四川省應加強對農業生產過程的監測，科學指導農民的施肥活動，防止過度使用化肥，導致土壤、地下水污染。

有效灌溉面積與四川省糧食產量在4個研究時段中關聯度分別為0.990 0、0.960 5、0.900 3、0.942 0，相對應關聯序分別為1、2、2、5。有效灌溉面積對四川省糧食產量影響程度在近幾年有所降低。四川省水資源豐富，居全國第2位，但水資源空間分布與省內人口、經濟發展分布不一致，92%的人口、90%的用水集中在面積占全省38.4%而水資源僅占全省45.1%的東部地區[19]。近年來，四川省不斷加強農田水利設施建設，1997年，四川省水庫總數為6 616座，水庫總庫容量為86.5×108 m3，至2013年，新增水庫1 465座，水庫總容量增加235.2×108 m3；1983年，四川省農用排灌動力機械數量為20.18萬臺，總動力為207.5萬kW，2013年，農用排灌冬季機械數為89.55萬臺，總動力為532.16萬kW，分別增長343.76%、156.46%。但從1983年至2013年，四川省有效灌溉面積總體增長緩慢，1983年，有效灌溉面積占全省農作物播種面積的25.28%，2013年，占到27.02%。未來，四川省農田水利設施建設還有較大提升空間。

農用機械總動力對四川省糧食產量影響大體呈增強趨勢[CM（25]，但總體較弱，4個研究時段中關聯序分別為7、7、8、7。從

[FK（W30][TP柳芬3.tif]

圖4可以看出，從1983—2013年四川省農用機械總動力一直保持增長趨勢。2013年全省農用機械總動力為3 953.09萬kW，比1983年增長5.48倍；2013年機耕面積為409.5萬hm2，為1983年的7.16倍；播種機、糧食加工機械、機動脫粒機、農用排灌動力機械、農用小型拖拉機、農用大中型拖拉機分別為1.93萬、167.41萬、135.25萬、89.55萬、11.91萬、12.19萬臺，農用運輸車12.77萬輛；機播面積、機收面積分別為 50.64 萬hm2、182.09萬hm2。

農村用電量與研究區糧食產量關聯度較小，但近年與四川省糧食產量關聯度有增強的趨勢，各研究時段關聯序分別為8、10、7、6。從圖4可以看出，四川省農村用電量呈持續增長趨勢，2013年用電量為163.5×108 kW·h，與1983年相比增長149.4×108 kW·h，年均增長4.82×108 kW·h。

2.3農業生產成本對四川省糧食產量的影響因素分析

糧食作物純收益對農民種植行為產生很大影響，糧食作物種植純收益高，能提高農民種糧積極性；糧食種植純收益低，會打擊農民種糧積極性，造成糧食播種面積減少，進而影響糧食產量。糧食作物純收益等于糧食作物收入減去糧食生產成本，但因為無法收集到每年糧食作物收購價格，無法推算每年糧食作物收入，筆者只從農業生產成本方面分析其對糧食產量的影響。在市場糧食價格、糧食產量較穩定情況下，農

業生產成本越高，農民純收益越低，農民種糧積極性降低。20世紀80年代、20世紀90年代，農業生產成本對四川省糧食產量影響保持穩定水平，二者之間關聯度均為5，進入21世紀，尤其是2004年國家廢除農業稅，以及各項支農惠農政策實施，農業生產成本與糧食產量關聯度提高至第3位。2010年之后，雖然農業生產資料價格指數與糧食產量關聯度降至第8位，從圖5可以看出，農業生產資料價格指數持續下降，糧食產量穩步提升。作為國家的一種戰略物資，相關部門應加強對糧食市場的宏觀作用，加大對農業支持力度，穩步推進各項惠農政策實施。

2.4自然災害對四川省糧食產量影響的因素分析

20世紀80年代、20世紀90年代、21世紀前10年、2010

年之后4個研究時段中，總受災面積與糧食產量關聯度依次為0.705 2、0.667 0、0.526 1、0.760 0，關聯序依次為9、8、9、9，總成災面積與糧食產量關聯度依次為0.594 1、0.662 7、0.522 3、0.590 0，關聯序依次為10、9、10、10，自然災害與四川省糧食產量關聯度一直處于較低水平（表1）。四川省易發旱澇災害，且災害規模及程度均較重，多發于四川東部地區，與四川省糧食主產區分布地區吻合，與其他省份相比，自然災害對四川省糧食產量影響更大。四川省近10年來旱澇災害頻繁，2004—2007年川東北地區持續發生特大洪澇災害[12]，2012年、2013年多地出現洪澇災情；2001年，四川省發生1983年來最嚴重旱災，當年作物受災面積達到298.00 hm2，成災面積達到149.00 hm2，2006年四川省發生特大干旱，2009年以來，四川省部分地區已連續4年發生嚴重干旱[20]。未來應加強對四川省自然災害發生規律的研究，加強對災害預警、預報能力；針對四川省農業種植結構及特點，對各種作物風險區劃及適播期進行研究，為農業結構調整、實現農業增產增收提供技術依據；加強對農民的培訓，提高農民災后自救及恢復的生產能力。

3結論

筆者運用灰色關聯分析方法，從土地利用水平、農業現代化水平、農業生產成本、自然災害4個方面選取10個指標，分析20世紀80年代、20世紀90年代、21世紀前10年、2010年之后4個研究時段中，各指標與四川省糧食產量之間關聯度大小。結果表明，[JP3]單產是四川省糧食產量首要影響因素，糧食播種面積、化肥施用量、農村用電量對四川省糧食產量影響不斷增強，耕地面積、有效灌溉面積對四川省糧食產量影響呈現減弱趨勢，農業生產資料價格指數與四川省糧食產量灰色關聯度在2010年后突降至第8位，自然災害受災面積、成災面積雖與四川省糧食產量關聯度較低，但其對研究區糧食產量影響不容小覷。

參考文獻：

[1]盛國勇，陳池波. 習近平國家糧食安全戰略思想探析[J]. 探索，2015（4）：12-17.

[2]鄂平玲. 中國人飯碗要端在自己手里[N]. 人民日報海外版，2011-04-01（2）.

[3]徐祎璠. 吉林省自然災害與糧食產量的灰色關聯分析[D]. 長春：吉林農業大學，2014：1-27.

[4]許月卿，李秀彬. 河北省糧食生產灰色關聯動態分析[J]. 地理研究，2002，21（3）：339-346.

[5]范建剛. 1983—2004年陜西糧食產量與主要投入要素的灰色關聯分析[J]. 干旱地區農業研究，2007，25（3）：209-212.

[6]陳慧中，徐夢潔，劉勤. 河南省糧食產量波動及其影響因素分析[J]. 江西農業大學學報（社會科學版），2010，9（1）：60-65.

[7]張杰，盧李朋，姜朋輝，等. 湖北省糧食生產的多尺度及關聯動態分析[J]. 經濟地理，2013，33（7）：140-147.

[8]童彥，潘玉君，華紅蓮，等. 云南省糧食產量影響因素的實證研究[J]. 資源開發與市場，2007，23（7）：594-597.

[9]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，2008，29（3）：310-313.

[10]范建剛，謝斌. 西北五省區糧食生產灰色關聯比較分析[J]. 干旱區資源與環境，2007，21（8）：121-125.

[11]周秀文. 灰色關聯度的研究與應用[D]. 長春：吉林大學，2007：1-43.

[12][JP3]周介銘，彭文甫. 影響四川省糧食生產因素的灰色分析與糧食產量預測[J]. 四川師范大學學報（自然科學版），2005，28（3）：350-353.

[13]任平，王廣杰，何偉. 多元統計分析在糧食產量影響因素分析中的應用——以四川省為例[J]. 資源開發與市場，2005，21（3）：187-189.

[14]劉莉，鄧歐平，鄧良基，等. 2003—2011年四川省各市（州）農業水足跡時空變化與驅動力研究[J]. 長江流域資源與環境，2015，24（7）：1133-1141.

[15]廖光明. 四川省旱澇變化特征及其風險評價[D]. 西安：陜西師范大學，2013：1-64.

[16]陳俊安. 四川省種植業區域優化布局研究[D]. 雅安：四川農業大學，2009：1-63.

[17]鄧聚龍. 灰色系統（社會經濟）[M]. 北京：國防工業出版社，1985：52-53.

[18]何霞，夏建國，龔一鴻，等. 灰色關聯分析在糧食產量影響因素分析中的應用——以川東地區為例[J]. 中國農學通報，2012，28（9）：150-153.

[19]周長艷，岑思弦，李躍清，等. 四川省近50年降水的變化特征及影響[J]. 地理學報，2011，66（5）：619-630.