吉林省虛擬耕地生產與消費盈虧量時空分異研究

楊鑫 秦麗杰 趙竹君 邱垚

摘? ? 要：吉林省是我國重要的糧食生產基地，為保障我國糧食安全提供了重要支撐。本研究基于虛擬耕地理論，計算吉林省48個縣（市、區）2004—2015年主要糧食作物虛擬耕地的生產與消費盈虧量，并分析其時空分布規律，旨在為保護吉林省耕地資源、合理調整糧食生產戰略提供依據。結果表明，2004—2015年，吉林省玉米、水稻虛擬耕地含量較低，大豆虛擬耕地含量較高;玉米虛擬耕地盈余量充足且呈逐年波動增加趨勢，水稻虛擬耕地總體略有盈余，虧缺區范圍有所減小，盈余量有所提高，大豆虛擬耕地盈余區范圍急劇縮小，生產量不能滿足當地居民需要，小麥虛擬耕地虧口有所減小，但全省各縣（市、區）虧缺情況仍普遍存在。綜上所述，筆者建議吉林省可以適當提高玉米和水稻的種植面積，增加大豆的進口量，同時鼓勵虛擬耕地貿易，優化農業種植結構并實施農產品虛擬土戰略，實現區域水土資源安全以及農業可持續發展。

關鍵詞：糧食作物;虛擬耕地;盈虧量;吉林省

中圖分類號：F307.11，S341.1? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.02.014

Abstract： Jilin province is an important grain production base and provides an important support for the grain security in China. The experiment was conducted to provide reference for protecting cultivated land resource and adjusting grain production strategy of Jilin， the surplus and deficit of the virtual cultivated land of the main crops in the 48 counties in Jilin province from 2004 to 2015 were calculated based on the theory of virtual cultivated land， and the spatial and temporal differentiation were analyzed. The results showed that in 2004—2015， the content of corn and rice virtual cultivated land were lower than that of soybean in Jilin province. The virtual cultivated land of maize was sufficient surplus， which was showed a trend of fluctuations increase year by year; the deficit scope of the virtual cultivated land of rice reduced and the surplus amount increased; the surplus range of the virtual cultivated land of soybean reduced sharply， the production capacity could not meet the needs of the local residents; the deficiency of the virtual cultivated land of wheat alleviated， but the virtual cultivated land of wheat in the whole province was still in a state of loss. Thus， planting maize and rice in Jilin province had obvious comparative advantages compared with planting soybean， suggesting that the planting area of maize and rice should be increased and the import of soybean should be improved. In order to realize the safety of regional water and soil resources and the sustainable development of agriculture， the trade of virtual cultivated land should be encouraged， the structure of agricultural planting should be optimized and the strategy of virtual soil for agricultural products should be implemented.

Key words： food crops; virtual cultivated land; surplus and deficit; Jilin province

耕地是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，隨著改革開放的深入發展，人口數量不斷增加，居民糧食消費水平不斷提升，人口與耕地的矛盾便日益顯現，而且耕地短缺的問題將會更加嚴峻[1]。在未來一定時期，耕地資源短缺將始終是最根本的問題[2]。傳統的解決耕地資源危機問題的方法主要通過行政調控和工程技術手段，如提高單產、擴耕和調整土地的利用方式等，而采用經濟、制度管理的方法并未得到充分的應用[3]。虛擬耕地戰略，是立足于經濟、系統的全新角度，引入市場機制來提高耕地資源利用的合理性和可持續性，達到保護耕地和糧食安全，促進土地、建設和生態協調發展的目的[4]。

吉林省是我國重要的糧食主產區，盛產玉米、水稻、大豆和雜糧雜豆等優質農產品。全省總面積18.74萬km2，其中耕地703.38萬hm2，占總面積的37.53%，居全國第9位，人均耕地面積0.21 hm2，是全國平均水平的兩倍多。吉林省是農業大省，為實現吉林省農業可持續發展，保障全國的糧食安全，協調經濟發展、人民需要及耕地保護之間的矛盾勢在必行。

虛擬土是指在商品生產和服務過程中所需要的土地資源數量[5]。理論上，虛擬耕地可以被看作虛擬土的具體化，這種耕地資源并非真正意義上的“耕地”，而是以“虛擬”的形式附著在產品或服務之中[6]。目前國外對虛擬耕地的研究主要探討國際虛擬耕地貿易現狀及作用。Laura等[7]研究了瑞士農產品進出口所帶來的虛擬土貿易，及其對經濟和生態的影響。國內對于虛擬耕地的研究起步相對較晚，主要側重對于虛擬耕地理論[8]、流動分析[9-12]、糧食安全及虛擬耕地貿易[13-17]等方面的研究。羅貞禮等[5]受虛擬水和虛擬面積概念[18]的啟發首次提出“虛擬土”和“虛擬土戰略”的概念，并研究了區域土地資源可持續利用和管理的策略。胡寶清等[19]、伍國勇[20]探究了虛擬土戰略與農業可持續發展的關系，并提出了促進農業可持續發展的對策建議等;唐洪松等[21]建立VAR模型，分析了虛擬耕地進口的主要影響因素;范輝等[22]探究了虛擬土的研究內容與方法，并對虛擬土的測度方法進行了改進。

本文從虛擬耕地的角度出發，在國內外學者研究的基礎上，對2004—2015年吉林省主要糧食作物虛擬耕地盈虧量進行計算，并分析其時序變化和空間分異特征，為保護耕地資源、調整糧食生產戰略、保障糧食安全提供依據，為區域未來的發展提供參考。

1 研究方法和數據來源

1.1 虛擬耕地含量計算方法

虛擬耕地含量是指一定產量的作物所需的耕地資源量，其計算公式為：

式中，VFi， r=為國家或地區i、作物r的虛擬耕地含量，hm2·t-1;Pi， r為國家或地區i、作物r的耕地需求量即播種面積，hm2;Qi， r為國家或地區i、 作物r的總產量， t;Ai， r為國家或地區i、作物r的單位產量，t·hm-2。

1.2 虛擬耕地生產與消費盈虧量計算方法

由生產消費平衡的原理得出，生產量與消費量的差額即為結余量。因此，某種糧食作物的虛擬耕地生產與消費盈虧量（簡稱虛擬耕地盈虧量）即為計算該種糧食作物生產量、消費量的差額與該作物虛擬耕地含量的乘積。當該糧食作物虛擬耕地盈虧量為正值時，說明當地生產該糧食作物的耕地處于盈余狀態，地區居民對該糧食的需求能夠得到滿足;當該糧食作物虛擬耕地盈虧量為負值時，說明當地生產該糧食作物的耕地處于虧缺狀態，需加快種植結構優化或增加糧食進口[23]。虛擬耕地生產與消費盈虧總量計算公式為：

式中，BVFi， r為國家或區域i、作物r虛擬耕地生產與消費盈虧量，hm2;FPi， r為國家或區域i、作物r的生產量，t;FCi， r為國家或區域i、作物r的消費量，t;n為糧食作物的種類。

1.3 數據來源

計算所需的吉林省48個縣（市、區）人口、作物種植面積、產量及人均主要糧食消費量等數據，來源于2005—2016年《吉林統計年鑒》[24-35]。

2 結果與分析

2.1 主要糧食作物虛擬耕地含量

吉林省的主要糧食作物為玉米、水稻、大豆，其播種面積分別占耕地面積的68.8%，15.1%，7.7%，產量分別占糧食作物總產量的74.1%，18.4%，3.5%。雖然小麥為主要消費的糧食作物之一，但吉林省種植極少，在相應的統計年鑒上沒有列入記載，因此，吉林省小麥虛擬耕地含量借鑒遼寧省與黑龍江省的小麥虛擬耕地含量的平均值進行計算。

2004—2015年，玉米和水稻虛擬耕地含量較穩定，平均值分別為0.132 1 hm2·t-1、0.123 9 hm2·t-1;大豆虛擬耕地含量最高，平均值為0.424 1 hm2·t-1，其中，2009年大豆虛擬耕地含量值最大，主要是由于當年吉林省經歷了嚴重的春旱，致使豆類嚴重減產[36]。虛擬耕地含量越高，代表該種作物產量越低，生產相同質量的糧食占用的耕地面積越大，生產該種作物的機會成本越高;相反，虛擬耕地含量越低，說明該糧食作物產量高，需要的耕地量相對較少，生產該種糧食作物的機會成本越低。因此，吉林省種植大豆的機會成本較高，種植水稻和玉米的機會成本較低。

2.2 主要糧食作物生產量

2004—2015年吉林省主要糧食作物生產量中玉米生產量最大，二者變化趨勢相同，總體呈波動上升趨勢，這是由于吉林省以種植玉米為主，其播種面積占有絕對優勢，是生產總量的決定性因素，2004—2015年玉米產量占糧食總產量的74.1 %，最高值為2015年3 034萬t，最低值為2007年1 984萬t;水稻生產量變化平穩，最高值為2008年624.3 萬t，最低值為2004年437.6萬t;與玉米和水稻相比，吉林省大豆的種植面積較少，產量較低，總體呈下降趨勢，平均每年下降7.68萬t。

2.3 主要糧食作物消費量

吉林省居民消費的糧食以玉米、水稻、小麥和大豆為主，其中大豆常用來加工各種豆制品、榨取豆油等，營養價值豐富。據統計，我國大豆出油率在15%～18%之間，本文采用16.5%的大豆出油率[37]，反推大豆消費量。

2004—2015年吉林省主要糧食作物消費總量呈波動下降趨勢，可見隨著經濟的發展，居民膳食結構不斷變化，主食類消費量逐步下降;玉米在居民糧食消費中所占比重最小，下降幅度較小;水稻和小麥消費量呈波動下降趨勢;而大豆消費量則呈波動上升趨勢，并在2015年達到最高值，為183.15萬t，比最低年2004年高出59.39萬t。

2.4 主要糧食作物虛擬耕地盈虧量時間變化

2.4.1 玉米 2004—2015年吉林省玉米虛擬耕地盈虧量始終為正值，處于盈余狀態，且呈波動上升趨勢。2004—2007年，玉米虛擬耕地盈虧量始終處于258萬～284萬hm2之間，變化相對平穩，主要因為總產量有所增加，并且期間居民消費量逐年下降;2008—2009年波動較大，2008年玉米虛擬耕地盈虧量較2007年增加了84.54萬hm2，2009年則較2008年降低了74.81萬hm2。主要原因是2008年玉米種植面積較2007年增加了12萬hm2，總產量增加了662.28萬t，玉米大量盈余;而2009年遭遇嚴重春旱，導致玉米大量減產，總產量較2008年降低了21.87%，因此玉米虛擬耕地盈余量也大幅下降;2010—2015年，玉米虛擬耕地盈虧量呈緩慢上升趨勢，由于人口的減少，居民玉米消費總量緩慢下降，而總產量則呈上升趨勢，除了玉米播種面積的增加外，玉米虛擬耕地盈虧量的增加也在于農業生產效率和技術的提高。

2.4.2? ? 水稻? ? 2004—2015年吉林省水稻虛擬耕地盈虧量總體呈增加趨勢。2004—2008年，吉林省水稻虛擬耕地盈虧量呈上升趨勢，平均每年上升5.71萬hm2;而2009年水稻大幅減產，導致水稻虛擬耕地盈余量下降至66.1萬hm2;2010—2015年，水稻虛擬耕地盈虧量緩慢波動上升，由于退耕還林、還草政策的實施，水稻播種面積增長有限，但隨著農業技術的提高，其盈余量仍呈緩慢增長趨勢。

2.4.3 大豆 近年來，隨著居民飲食習慣的改善和生活水平的提高，大豆逐漸成為居民日常生活的必需品。由于居民需求量呈逐年上升趨勢，而大豆產量持續下降，造成2004—2015年吉林省大豆虛擬耕地盈虧量呈逐年下降趨勢，除2004年略有盈余（4萬hm2）外，之后一直是負值。這說明吉林省大豆虛擬耕地始終處于虧缺狀態，大豆生產量完全不能滿足當地居民需要。

2.4.4 小麥 2004—2015年吉林省小麥虛擬耕地盈虧量最大值為-21.07萬hm2（2015年），最小值為-39.3萬hm2（2004年），平均值為-32.73萬hm2。吉林省小麥虛擬耕地盈虧量始終為負值，虛擬耕地處于虧缺狀態，完全依靠進口才能滿足居民需要，但由于小麥消費量下降，所以小麥虛擬耕地虧缺程度有所緩和。

2.4.5 虛擬耕地盈虧總量 2004—2015年主要糧食作物的虛擬耕地盈虧總量變化趨勢為波動上升。2004—2006年，吉林省主要糧食作物虛擬耕地盈虧總量為緩慢上升期，平均每年增加9.15萬hm2;2007—2009年為明顯波動期，2008年虛擬耕地盈虧量比前一年增加了95.44萬hm2，增長27.9%，2009年下降了91.32萬hm2，比前一年降低27.11%;2010—2015年為波動上升期，平均每年增加10.37萬hm2。總體而言，吉林省主要糧食作物虛擬耕地盈余量充足，且盈余量有所增加。

2.5 主要糧食作物虛擬耕地盈虧量空間分布

選取2004年和2015年，分析吉林省各縣（市、區）虛擬耕地盈虧量空間分布特征。

2.5.1 玉米 2004年，吉林省降水較少，玉米虛擬耕地盈余量低，盈虧總量（BVF）為252.19萬hm2，空間分布呈中部地區高，東、西部地區低的狀態;2015年，吉林省玉米虛擬耕地盈余量高，BVF為390.81萬hm2，各縣（市、區）玉米BVF相差較大，最高值和最低值相差36.67萬hm2，空間分布呈中、西部高，東部低的狀態。綜合而言，2015年玉米虛擬耕地盈余量較2004年有所增加，且盈余量較高地區向西部移動，東部地區盈余量相對較低，主要是由于2007年吉林省西部土地開發整理項目的實施，利用園地改耕地、開墾荒地等途徑，使西部耕地面積緩慢回升，從而極大地提高了虛擬耕地盈余值。2.5.2 水稻 2004年，吉林省水稻虛擬耕地盈虧總量為29.18萬hm2，各縣（市、區）相差不大，最高值和最低值之間相差6.67萬hm2，空間上呈現中部高，東、西部低的特點，其中28個縣（市、區）水稻生產量能夠滿足當地居民的需求，略有盈余，其它20個縣（市、區）水稻無法自給自足，需考慮水稻進口;2015年，吉林省水稻虛擬耕地盈虧總量為57.8萬hm2，各縣（市、區）相差較大，最高值和最低值相差9.24萬hm2，空間上呈中、西部高，東部低的特點，有37個縣（市、區）水稻生產量能夠滿足居民所需，且略有盈余，其它11個縣（市、區）水稻不能自給自足，需考慮水稻進口。綜合而言，從2004年到2015年，吉林省水稻BVF整體較2004年有所增加，增加了28.3萬hm2，水稻生產可滿足居民消費的自給縣（市、區）增加了9個，盈余量較高地區從中部擴大至中、西部。

2.5.3 大豆 2004年，吉林省大豆虛擬耕地盈虧總量為4.00萬hm2，空間分布總體呈現中、東部高，西部低的特點，但中部個別地區（長春市市區、吉林市市區）虧缺程度較高;2015年，吉林省大豆虛擬耕地盈虧總量為-63.68萬hm2，虧缺量在空間上呈東部低，中、西部高的特點。綜合而言，吉林省2004—2015年大豆BVF降低了67.68萬hm2，從空間分布來看，中部和西部地區虧缺量有所增加，虧缺量整體呈現東部低、西部次之、中部最高的特點。

2.5.4 小麥 2004年，吉林省小麥虛擬耕地盈虧總量為-39.30萬hm2，全省需進口小麥來滿足居民的生活需求，東部小麥虛擬耕地缺口最小，西部次之，中部人口密集，小麥虛擬耕地缺口最大;2015年，吉林省小麥虛擬耕地盈虧總量為-21.62萬hm2，東、西部地區小麥虛擬耕地虧缺程度較小，而中部的小部分地區仍為缺口較大的區域。綜合而言，吉林省2004年至2015年小麥BVF升高了17.68萬hm2，虧缺量較少地區有所增加，虧缺程度有所緩和，主要是由于人口減少和膳食結構改變，但仍依賴于進口。

2.5.5 虛擬耕地盈虧總量空間分布 2004年，吉林省虛擬耕地盈虧總量為246.09萬hm2，主要糧食作物虛擬耕地生產與消費總體有盈余，盈余量呈中部最高，西部次之，東部最低，個別東部地區呈虛擬耕地虧缺狀態;2015年，吉林省虛擬耕地生產與消費總體有盈余，盈余總量為365.85萬hm2，中部盈余量最大，但長春市市區呈虧缺狀態，西部次之，東部最低，部分地區虛擬耕地呈虧缺狀態。綜合而言，2004—2015年吉林省虛擬耕地盈虧量增加了127.86萬hm2，虛擬耕地生產與消費盈虧量空間分布變化較大，盈余量充足地區范圍明顯增加，由中部向西部擴張。

3 結論與建議

3.1 結 論

2004—2015年，吉林省玉米和水稻的虛擬耕地含量較低，大豆的虛擬耕地含量較高，說明種植玉米、水稻的機會成本較低，種植大豆的機會成本較高;吉林省玉米虛擬耕地盈虧量為正值，總體盈余，水稻虛擬耕地盈余量增加，總體略有盈余，大豆虛擬耕地盈虧量除2004年為正值，其他年份均為負值，處于虧缺狀態，小麥虛擬耕地始終為負，處于虧缺狀態;在空間分布上，隨著西部土地開發整理項目的落實，吉林省玉米虛擬耕地盈余區向西移動，水稻虧缺區范圍有所減小，大豆盈余區范圍急劇縮小，虧缺區幾乎覆蓋了整個吉林省，小麥虛擬耕地虧缺程度有所緩和，但全省各縣（市、區）虧缺情況仍普遍存在。

3.2 建 議

根據2004—2015年吉林省虛擬耕地生產和消費盈虧量時空分異的研究結果，筆者提出如下幾點建議：（1）應從虛擬耕地戰略出發，不斷探索土地資源優化配置和可持續發展的創新型模式，最終實現吉林省經濟增長、糧食安全和生態安全的協調發展;（2）吉林省種植玉米和水稻相對于種植大豆具有明顯的比較優勢，從保障居民糧食安全和商品量供給的角度看，為了在相同的耕地中收獲更多的糧食，可以考慮適當調高玉米和水稻的種植面積;（3）對耕地開發利用較為充分的地區，應避免耕地過度開發，對耕地資源較豐富，但單位面積產量較低的地區，應充分發揮當地的區位優勢，適當提高土地利用效率，調整農業種植結構，根據當地的需求和具體情況生產和進口相應的農產品。

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