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日照市糧食生產的時空特征演變
——基于耕地因素分解的視角

2017-12-01 06:02:05史洋洋陳昌玲曲阜師范大學地理與旅游學院山東日照276826國土資源部海岸帶開發與保護重點實驗室江蘇南京20024南京農業大學土地管理學院江蘇南京20095
資源開發與市場 2017年10期
關鍵詞:耕地糧食生產

史洋洋,李 敏,呂 曉,陳昌玲(.曲阜師范大學 地理與旅游學院,山東 日照 276826;2.國土資源部海岸帶開發與保護重點實驗室,江蘇 南京 20024;3.南京農業大學 土地管理學院,江蘇 南京 20095)

日照市糧食生產的時空特征演變
——基于耕地因素分解的視角

史洋洋1,2,李 敏1,呂 曉1,2,陳昌玲2,3
(1.曲阜師范大學 地理與旅游學院,山東 日照 276826;2.國土資源部海岸帶開發與保護重點實驗室,江蘇 南京 210024;3.南京農業大學 土地管理學院,江蘇 南京 210095)

“藏糧于地”是新時期我國保障糧食安全的重要戰略決策。分析山東省日照市糧食生產的時空演變規律,基于LMDI方法對影響糧食生產的耕地利用因素進行分解,可為優化地方耕地保護策略、保障糧食安全提供決策依據。結果表明:自2005年以來,日照市糧食生產地域分化特征顯著,各區縣影響糧食生產變化的主導因子不同:糧食單產減少是東港區糧食減產的首要因子;復種指數增加是拉動嵐山區糧食生產的主要因素;耕地面積變化是造成東港區和莒縣糧食變化的主導因子。政府應嚴格落實耕地占補平衡、土地用途管制,保證耕地質量,提升規劃管控效果;不斷提升耕地的規模化經營水平,走節約集約化道路;促進耕地利用轉型升級,挖掘耕地資源潛力。

糧食生產;耕地因素分解;時空特征;日照市

1 引言

耕地資源對穩定社會經濟秩序、保障糧食生產和生態環境安全至關重要[1]。改革開放以來,我國經濟發展迅速,非農產業的土地需求日益增長,尤其是伴隨著新型工業化、城鎮化的快速推進,建設占用耕地和生態退耕導致耕地利用“非糧化”趨勢日益明顯[2,3]。雖然耕地占補平衡、土地用途管制在一定程度上保護了耕地資源,但是補充耕地存在來源廣與質量低等問題,部分地區特別是沿海地區“占優補劣”現象十分明顯[4-6],加之耕地重用輕養,化肥和農藥的過度濫用導致土壤板結、耕地質量下降和生態環境退化,嚴重威脅到糧食安全[7]。為此,《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》明確提出要實施“藏糧于地,藏糧于計”的糧食安全戰略[8],特別是2017年我國提出在進一步深化農業供給側結構改革的大背景下[9,10],辨識區域糧食生產的時空特征,厘清耕地利用因素與糧食生產之間的作用機制,保障該戰略高效實施以及我國糧食生產安全具有重要的理論意義和現實意義。

當前,耕地利用與糧食安全已經成為研究土地的熱點問題[11]。圍繞該問題,已有研究多是基于H-P濾波法、糧食產量趨勢預測等分析糧食產量的波動[12-14],但這些方法僅能反映糧食產量的時間階段特征,無法辨識糧食產量的空間格局及其地域分化特征。根據已有研究[15,16],基于LMDI的分解方法能夠把糧食生產的耕地利用因素分解為規模、結構、強度、程度4種效應,能更全面地反映區域糧食生產的耕地因素響應。在該方法的基礎上,分析全國和省級層面耕地利用與糧食生產關系的成果大量涌現[17-19],而市縣級層面的研究相對較少。基于此,本文選擇山東省日照市作為研究區域,通過分析2005—2014年日照市糧食產量的時間階段性特征,比較各縣(區)糧食生產空間格局。基于LMDI方法對影響糧食產量的耕地利用因素進行分解,結合社會發展階段與區位特征分析耕地利用方式變化的原因,提出相應的發展策略以期合理利用耕地資源,為區域糧食生產安全和農業供給側結構改革提供科學依據和參考。

2 研究區概況

日照市位于118°25′—119°39′E、35°04′—36°04′N,地處中國大陸沿海中部、山東半島東南部,東臨黃海,與日本、韓國隔海相望,西接臨沂市,北與青島市、濰坊市接壤,南與江蘇省連云港市毗鄰。日照市下轄東港區、嵐山區、五蓮縣和莒縣,土地總面積5350km2,其中莒縣面積最大,占日照市土地總面積的36.44%。該市地處溫帶季風氣候和海洋性氣候交匯區域,氣溫適中、光熱水充足、無霜期長、四季分明,綜合自然條件優越,素有“水上運動之都”與“東方太陽城”的美譽,是聯合國宜居城市之一。

該地區是山東半島城市群、山東半島藍色經濟區的重要組成部分,經濟發展水平較高、臨海產業發達、區位優勢顯著。2016年末,全市總人口299.72萬人,城鎮化率為56.86%;地區生產總值(GDP)達1802.49×108元,較上年增長了8.1%,增速高于全國同期水平,人均地區生產總值為62358元;產業結構不斷優化升級,第一、二產業和第三產業所占比例分別為8.1%、47.3%和47.6%;全市農用地面積42.89×104hm2,其中耕地面積23.08×104hm2,人均耕地面積0.08hm2,十分逼近聯合國糧農組織(FAO)劃定的0.05hm2警戒線,糧食生產和耕地資源保護形勢不容樂觀。

3 研究方法與數據來源

3.1 研究方法

糧食總產量Q計量模型為[20]:

Qc=Pc×Ac=Pc×Lc×qc×kc

(1)

式中,Q為糧食總產量(kg);P為單位播種面積糧食單產(kg/hm2);A為糧食播種面積(hm2);L為耕地面積(hm2);q為糧耕指數(%);k為復種指數(%);c為日照市各縣(區)。

借鑒經濟合作與發展組織(OECD)對GDP取對數的因素分解思路[21],分解日照市糧食產量模型,研究影響糧食生產的4種耕地因子對糧食產量的影響,方法是基于LMDI方法[22]對c地區基期到末期糧食產量模型兩邊取對數:

Q0=P0×L0×q0×k0lnQ0=lnP0+lnL0+lnq0+lnk0

(2)

Qt=Pt×Lt×qt×ktlnQt=lnPt+lnLt+lnqt+lnkt

(3)

由式(3)可得:△lnQc=△lnPc+△lnLc+△lnqc+△lnkc

(4)

糧食產量模型中的4個因子構成表征耕地利用的規模、強度、廣度和結構4個指標:①耕地面積。可用耕地的規模及其數量是糧食生產的基本要素之一。②糧食單產。即單位播種面積糧食產量,反映了耕地集約化利用強度及水平。糧食單產除了受光溫水熱等自然因素的影響外,還與農業勞動力、化肥、機械等人工勞動投入有關。③復種指數。農作物的總播種面積與耕地面積的比值。指數變化不僅可以反映勞動力投入量和耕地利用廣度的變化,還能反映農產品生產功能的變化狀況。④糧耕指數。表示糧食作物播種面積占農作物總播種面積的比例,是反映糧食生產在整個耕地作業中的比例結構指標,可用來表示耕地的糧食生產功能變化。

糧食產量與農業生產重心的轉移趨勢基本一致。一般而論,糧食生產重心的遷移也是從城鎮化水平普遍較高地區向城鎮化水平較低地區遷移。耕地的壓力大部分來自工業化和城鎮化的深入推進對非農用地、休閑娛樂空間、瓜果蔬菜以及周圍環境變化的需求,這也對日照市糧食生產格局的空間重構起了重要的推動作用。因此,研究耕地利用的規模、強度、廣度和結構4個指標變化的時空差異,能更好地了解糧食生產的變化過程。

3.2 數據來源

本研究涉及的日照市各縣(區)的糧食總產、單產、農作物播種面積、糧食播種面積和耕地面積均來自于2005—2014年的《日照市統計年鑒》。將收集到的數據按照2005—2014年的時序逐年排列,然后應用Excel、Spss等統計分析軟件對各指標數據信息進行處理。此外,為排除自然災害等非耕地利用因素對糧食生產的影響,基于LMDI方法對各區縣的耕地因子分解取2003—2012年、2004—2013年、2005—2014年三組數據的平均值,并由此重新生成對應年份的糧食總產量,以保證因素完全分解時的可解釋性[16]。

4 糧食生產的時空變化特征

4.1 糧食生產的時間變化特征

以2005年的糧食生產指標值為基數,以2008年和2010年為兩個時間節點,日照市的糧食生產經歷了一個由平穩增長到快速增長再到快速下降的過程。2005—2008年為第一階段,這一階段糧食產量穩定增長。由于城鎮化過程的快速推進,大量耕地被占用的同時也影響了糧食產量,但同期由于生產水平的提高特別是化肥、農藥、機械等人力的投入,增加了土壤肥力,導致糧食單產的增加進而拉動了糧食總產量,因此糧食總產量仍處于穩中有升的狀態。2008—2010年是第二階段,這一階段糧食產量快速增長。2008年以后由于耕地保護成效開始顯現,日照市通過土地整理、土地開發等使研究區內耕地面積上升,并保持在一個相對穩定的水平。相較于上一階段,耕地面積和糧食單產的增加一并拉動糧食總產量,使糧食產量快速增長。2010—2014年是第三階段,這一階段糧食產量快速減少。耕地面積基本穩定,糧食單產、復種指數和糧耕指數共同影響糧食總產量,2010—2012年復種指數和耕作指數變化不明顯,日照市的糧食總產量隨著糧食單產的降低而減少,2012年后糧食單產趨于穩定,日照市糧食總產量隨著糧耕指數和復種指數的快速下降而急劇減少(圖1)。

圖1 2005—2014年日照市糧食生產因子過程

4.2 糧食生產的空間演化特征

根據日照市的行政區劃,將日照市劃分為東港區、嵐山區、五蓮縣和莒縣四個區域。從圖2可見,以2005年的指標值為基數,東港區糧食波動走勢出現兩個明顯的峰值;嵐山區和五蓮縣糧食波動相似,即2005年起糧食產量平穩上升,2012年驟降,2013年達到最小值;莒縣在2011年之前糧食產量上升,2011年后糧食產量急劇下降,2013年趨于穩定。對各區域進行分析,東港區糧食單產在2005—2010年穩定上升,2010—2011年急劇下降,此后在0.72左右波動,對糧食總產量影響顯著;耕地面積持續減少,2013—2014年有所回升;糧耕指數基本穩定,降低不明顯;糧食總產量受復種指數的影響顯著,隨復種指數的波動而響應。嵐山區耕地面積和糧耕指數變化不大,糧食單產呈波動減少趨勢,2013年復種指數降低導致糧食產量降低。

圖2 2005—2014年日照市四大區域糧食生產因子過程

五蓮縣糧耕指數和糧食單產波動幅度較小,相較于2008—2009年復種指數大幅度的降低,耕地面積同期大幅增加,導致糧食總產量減少速度放緩,2012—2014年糧食總產量受復種指數影響顯著。2005—2012年莒縣糧食總產量受糧食單產的作用較大,隨著糧食單產的波動而響應;2012—2014年糧食總產量下降主要是耕地面積和糧耕指數下降所致,其中耕地面積是主要原因。

4.3 糧食生產的地域分化特征

根據糧食產量的增減趨勢分析,2005年以來日照市糧食生產呈現明顯的地域分化特征。根據糧食總產量的變化可以劃分為糧食增產區(△Qgt;0)和糧食減產區(△Qlt;0),其中東港區和莒縣屬于糧食減產區,五蓮縣和嵐山區屬于糧食增產區(表1)。糧食減產區——東港區的糧食減產是因為強度、廣度和結構3種因素的疊加效應所致;莒縣糧食總產量降低的主要原因是城鎮化進程快速推進,建設用地占用耕地導致耕地面積減少。糧食增產區——嵐山區糧食總產量增加是由于廣度和結構兩種因素共同作用的結果;五蓮縣糧食總產量增加主要是由于土地整理、土地開發等增加了耕地面積,使糧食總產量提升。

表1 2005—2014年日照市糧食生產變化的耕地因子分解

注:*表示影響糧食產量變動的首要因子項。

5 糧食生產的耕地利用因子分解

5.1 耕地利用強度

2005—2014年,基于全市的平均水平,耕地面積增加對糧食產量的正向作用總體上難以抵消糧食單產對糧食產量的負向作用,糧食總產量有所減少。耕地利用強度是影響全市糧食產量的首要因子項,糧食單產下降直接導致全市平均水平糧食總產的下降(表1)。各區域糧食單產變動差異明顯:莒縣是傳統的糧食生產基地,農業生產的條件好、單產水平高,在研究期內只有莒縣的糧食單產總體處于增長趨勢。東港區和嵐山區的糧食單產水平在全市處于較高的水平,但在2010年以后,兩個區域的糧食單產開始急劇下滑,這與該地區經濟快速發展、城鎮化水平的提升和產業結構優化升級緊密相關,尤其是這兩個區域第三產業——旅游服務業的快速發展,對農業穩定發展產生一定的沖擊,導致糧食單產急劇下降。2005—2014年五蓮縣的糧食單產一直處于較低水平且波動幅度較小,分析主要是該地區耕地質量較低所致。

5.2 耕地面積

2005—2014年,基于全市平均水平來看,日照市的耕地面積呈現出增加趨勢,但增加量不大,主要是通過土地整治項目增加耕地數量,其中五蓮縣增加的耕地面積最多。通過分析可見,土地整治項目整理出的耕地面積不僅彌補了莒縣和嵐山區耕地減少的數量,還使日照市耕地面積整體增加,進一步驗證了土地整治是增加區域耕地面積的有效手段[23]。2005—2014年,日照市通過土地整治項目共增加了耕地面積3995.44hm2,有效促進了糧食產量提高。土地整治增加區域耕地面積的同時,工業化、城鎮化的快速推進導致大量耕地被建設用地占用,因此耕地占補平衡政策決定了研究區域耕地面積的增量較小,特別是莒縣和嵐山區,耕地面積不增反減。值得注意的是,耕地數量是影響區域糧食產量的一個重要因素,在五蓮縣和莒縣4個影響糧食產量的耕地因子中,耕地數量因子是對糧食變動影響最大的首要因子,因此耕地保護是有效提高糧食產量的重要手段,政府應嚴格落實耕地占補平衡、土地用途管制,在保證耕地數量同時兼顧耕地質量,確保糧食生產安全。

5.3 耕地利用結構

從全市來看,耕地利用結構調整對日照市糧食減產的作用明顯,其負向影響僅次于糧食單產,主要表現在全市平均水平糧耕指數的調低。從各個區縣層面來看,作用有正有負,成為糧食生產地域分化的重要影響因素。糧食結構性調減加劇了東港區糧食產量減少,糧耕指數降低進一步反映了東港區產業結構優化升級對糧食生產的沖擊。嵐山區糧耕指數的變化較小,對嵐山區糧食產量的影響也相對較小。五蓮縣的糧耕指數降低不利于本區域的糧食生產,但由于五蓮縣耕地面積增加對糧食生產的正向作用彌補了糧耕指數降低對糧食生產的負向作用,因此五蓮縣的糧食總產量不減反增。莒縣與五蓮縣情況相反,莒縣的糧耕指數調增對糧食生產的正向作用不及耕地面積減少對糧食生產的負向作用,因此莒縣的糧食總產量不增返降。

結構分化的原因主要是:①地區間耕地質量水平差異。耕地質量主要包括耕地種植農作物時對該農作物是否適應、種植環境是否污染、作物生產力大小以及耕地利用后經濟效益四個方面。如五蓮縣糧食單產長期處于全市最低水平,原因是五蓮縣耕地的適應性差,作物產量小致使耕地生產糧食的稟賦下降。②城鎮化水平的快速提高對種植結構產生了新的影響。由于城市的人口密度大,城市對瓜果蔬菜等生鮮農產品的需求量較大,而城市外圍的耕地資源相對稀缺,導致以生產糧食產品為主的土地密集型結構向生產經濟作物的園地和菜地轉型升級,以滿足城市生產生活的需要。

5.4 耕地利用廣度

從全市平均水平看,復種指數對全市糧食總產量影響最為顯著,各縣區有正有負。2005—2014年,嵐山區在耕地面積、糧食單產和糧耕指數都減小的情況下糧食總產依舊保持上升趨勢,這主要是由于復種指數對嵐山區糧食產量的正向作用。東港區的復種指數減小,很大程度上是以一種生態導向型和耕地利用功能轉型為基礎的結構調整。隨著城鎮化水平的快速提升,水土資源環境面臨著極大壓力,城鎮居民日益增長的物質需求迫使東港區政府做出減少糧油種植面積,擴大經濟作物和林木種植的決策。五蓮縣復種指數減小,主要由于以旅游業為代表的第三產業發展,借助五蓮山、九仙山等風景觀光區,減少農耕作物的種植,轉而種植觀賞性作物,以促進旅游業的發展。莒縣是傳統的糧食生產基地,農業生產的條件好,因此復種指數變化不明顯。

6 結論與政策建議

6.1 結論

從糧食生產的時空演變過程上看,2005—2012年耕地面積和糧食單產是影響日照市糧食總產的主要因素,其中2005—2008年耕地面積對糧食生產起負作用,原因是工業化和城鎮化快速發展導致大量耕地向建設用地轉型。2008—2012年由于耕地保護成果顯現,研究區內耕地面積上升,耕地總量處于相對平穩的狀態,糧食單產成為影響總產的主要因素。2012年以后影響糧食產量變化的因素變為復種指數和糧耕指數共同作用的結果。2005年以來,糧食生產的地域分化顯著,耕地面積減少導致莒縣糧食生產萎縮;糧食單產、糧耕指數和復種指數調減,導致東港區糧食生產減少。復種指數調高,促使嵐山區糧食生產功能漸趨強化;耕地面積增加使五蓮縣糧食總產量增加。

從糧食生產的耕地因素分解上看,2005—2014年日照市平均糧食產量水平降低,全市平均水平的糧食單產降低成為影響全市糧食總產降低的首要貢獻因子;同期各縣區糧食單產變化有負有正,其中東港區糧食單產減少最快,糧食單產已經成為構成東港區糧食減產的首要貢獻因子。東港區和五蓮縣耕地面積增加,嵐山區和莒縣耕地面積減少,其中五蓮縣和莒縣耕地面積變化最大,耕地面積成為兩地糧食總產量變化的首要貢獻因子。各區縣復種指數正負分化顯著,復種指數成為嵐山區糧食產量增加的主導因子。糧食結構性變化對各縣區糧食總產量的影響不大。

6.2 政策建議

主要是:①五蓮縣和嵐山區由于耕地資源豐富,通過土地整治、土地開發等使得耕地面積進一步擴大,是日照市糧食主產區。這兩個地區發展潛力巨大,未來在一定時期非農人口及產業應盡量向沿交通軸線的中小城鎮和大城市集聚,以減少耕地資源的壓力;大力推進城鎮經濟發展,使更多農業人口轉化為非農人口,努力實現耕地的規模化經營,走節約集約化道路。②東港區作為日照市政府駐地,具備較高的城鎮化水平,耕地面積總量趨于穩定并有少量增加。這一區域人口密度大,對耕地的生態環境功能和果蔬品需求旺盛,所以應當在保全耕地糧食生產能力的前提下,促進耕地生產功能向生活服務和生態功能轉型升級,不斷挖掘耕地資源的潛力。③莒縣糧食生產的水土資源優勢明顯,糧食單產、復種指數和糧耕指數較高。近年來該區域城鎮化高速發展,耕地資源面臨極大壓力,耕地面積有減少的趨勢。政府應嚴格落實“耕地占補平衡、土地用途管制”,通過劃定永久基本農田穩定糧食生產面積,不斷提升耕地保護的規劃管控績效以減少土地資源的壓力,通過完善法律法規嚴懲違法占用耕地。

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EvolutionofTemporal-spatialCharacteristicsofGrainProductioninRizhaoCityofShandongProvince——FromthePerspectiveofFactorDecompositionofArableLandUse

SHI Yang-yang1,2,LI Min1,LXiao1,2,CHEN Chang-ling2,3
(1.School of Geography and Tourism,Qufu Normal University,Rizhao 276826,China;2.Key Laboratory of the Coastal Zone Exploitation and Protection,Ministry of Land and Resource,Nanjing 210024,China;3.College of Land Management,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

“Storing grain on the ground” was a great important strategies for grain security in the new era of China.To analyze the spatio temporal variations of grain production in Rizhao City of Shandong Province,this paper used the LMDI approach and decomposed the factors of arable land use of grain production.The results showed that the regional disparity of grain production in Rizhao City was remarkable since 2005.The leading factors of grain production change in different districts and counties were different such as the intensive cultivation was the most remarkable factor in Donggang,the increase of multiple-crop index was the main factor driving grain production in Lanshan and the change of arable land area had the greatest impact on the change of grain production in Donggang and Juxian.The government should strictly implement the policy of arable land occupation-supplement balance,place a strict control on the usages of land,ensure arable land resources quantity did not reduce and the quality did not decline,and improve planning control effect,and constantly upgrade the scale of arable land and take the road of economical and intensive utilization,promote the transformation of arable land use and tap the potential of cultivated land resources.

grain production;arable land use;temporal-spatial characteristics;Rizhao City

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.10.006

F307.11

A

1005-8141(2017)10-1183-05

2017-08-17;

2017-09-21

國家級大學生創新創業訓練計劃項目(編號:201410446035)。

及通訊作者簡介:史洋洋(1994-),男,山東省新泰人,碩士研究生,研究方向為土地利用管理與GIS研究。

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新增200億元列入耕地地力保護補貼支出
今日農業(2021年14期)2021-11-25 23:57:29
請珍惜每一粒糧食
用舊的生產新的!
“三夏”生產 如火如荼
我的糧食夢
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