長江中下游水稻生產波動特征及成因分析*

徐春春，陸建飛

(1.揚州大學農學院，江蘇揚州 225009； 2.中國水稻研究所，浙江杭州 310006)

0 引言

長江中下游地區包括上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北和湖南等7省(直轄市)，是我國水稻種植面積最大的區域，常年水稻面積和總產分別占全國的一半左右。新中國成立以來，由于制度創新和技術進步雙重因素驅動，長江中下游地區水稻生產能力得到顯著提升，總產從1949年的2 229.7萬t增至2016年的1.031 72億t，增長了3.6倍。水稻生產波動是指水稻生產相對較高的增長率達到某一水平后，受某些因素影響下降到一個相對較低的水平，甚至連續幾年在這個水平上徘徊。當前，我國正在推進新一輪種植業結構調整，重點是調減低端、無效供給，通過系統分析長江中下游地區水稻生產波動的規律和特點，有利于采取有效措施降低水稻生產周期波動的強度，消除波動帶來的不利影響，并為新一輪種植業結構調整背景下如何促進我國水稻生產穩定發展提供借鑒。

1 水稻生產波動的測定方法和數據來源

1.1 分析方法

文章擬采用HP濾波分析方法將長江中下游地區水稻生產面積、總產和單產等分解成長期趨勢分量和短期周期分量進行分析。HP濾波分析是1981年Hodrick和Prescott在對美國戰后經濟景氣進行分析時首先提出的關于經濟趨勢及波動周期的分析方法。HP濾波看成一個近似的高通(High-Pass)濾波，它是時間序列的譜分析，該分析把時間序列變量看成不同波長成分的疊加，通過對不同波長成分的有效分離，分析該時間序列的不同變動特征及變動周期[1]。HP濾波假定時間序列Yt是由趨勢性成分和波動性成分組成，則對于時間序列Yt，HP濾波就是選擇一個時間估計序列St，使下列估計值最小：

(1)

式(1)中，λ>0，使上述估計值最小的St便被認為是時間序列Yt的趨勢成分。長期波動描述是用剔除長期趨勢后的數據計算出的變異系數CV； 短期波動描述是用剔除長期趨勢后的數據后計算的變異率RV。

盡管學術界關于HP濾波分析方法還存在一些爭議，但焦點主要集中在對λ的取值等問題上，通常λ取值根據數據類型不同可以采用一些默認參數，年度數據時λ默認參數為100，季度數據時λ默認參數為1 600，月度數據時λ默認參數為1.440 0萬。對于HP濾波在分離長期趨勢及短期波動的有效性上，諸多學者都給出了積極的評價并將其應用于生產周期和經濟周期分析等方面[2-5]。該文認為HP濾波法對簡單線性回歸進行了改進，是趨勢的擬和效果和平滑程度的折中，其擬和效果要優于線性回歸法，因此將采用HP濾波法測定長江中下游地區水稻生產波動情況。

1.2 數據來源

為全面系統分析新中國成立以來長江中下游地區水稻生產波動的詳細情況，該文選擇1949—2016年長江中下游地區水稻生產68年的數據作為研究對象。1949—2011年數據主要來源于農業農村部中國種植業信息網的農作物生產統計數據， 2012—2016年數據主要來自歷年《中國農業統計資料》。

2 長江中下游地區水稻生產波動分析

2.1 總產的長期波動分析

該文運用1949—2016年長江中下游地區水稻總產數據，采用HP濾波法得出表示水稻產量長期波動的長期平滑趨勢線(圖1)。通過對總產波動的長期平滑趨勢線進行分析， 1949—2016年長江中下游地區水稻總產走勢整體以平滑上升為主，具體分為4段平滑曲線，基本特征： ①1949—1961年的緩慢平滑向上狀態，期間總產長期波動的趨勢值增加了1 034.7萬t，年均增長率3.1%，長期趨勢線呈現緩慢平滑向上狀態。②1961—1992年的較快平滑向上狀態，期間總產長期波動的趨勢值增加了6 341.1萬t，年均增長率高達10.4%， 1992年是長期趨勢線上趨勢值的最高點，水稻總產穩定在1億t水平以上，長期趨勢線呈現較快平滑向上狀態。③1992—2004年的較快平滑向下狀態，期間總產長期波動的趨勢值減少了817.4萬t，年均增長率降至-0.7%，呈現平滑向下趨勢。④2004—2016年的恢復平滑向上狀態，期間總產長期波動的趨勢值增加了1 222.8萬t，年均增長率為1.1%。從長期趨勢線看， 1949—2016年長江中下游水稻生產沿著“增長—波動—增長”的軌跡向前推進，但20世紀70年代以來每10年總產年均增長率依次為4.0%、2.2%、-0.4%和0.2%， 2000年以后年均增長率僅為1.0%，增長率呈現階段遞減趨勢，說明持續增產能力下降。

圖1 1949—2016年長江中下游水稻總產的長期波動

圖2 1949—2016年長江中下游水稻面積和單產的長期波動

2.2 面積、單產的長期波動分析

運用1949—2016年長江中下游地區水稻面積和單產數據，采用HP濾波法得出表示水稻面積、單產長期波動的長期平滑趨勢線(圖2)。通過對面積和單產波動的長期平滑趨勢線進行分析，單產走勢整體以平滑上升曲線為主，面積走勢則呈現明顯的波動曲線，基本特征： ①面積波動趨勢線按照1949—1976—2005年的關鍵點，呈現明顯的“增加—減少—增加”的波動運行軌跡，但2005年以后的上升曲線斜率較小、走勢平穩，表明水稻擴面潛力已經十分有限。②單產波動趨勢線總體呈現為一條平滑向上的曲線，按照1949—1961—1978—1990—2005年的關鍵點，各階段斜率大小呈現明顯差異，表明水稻單產在不同時期提升動力不同。③20世紀90年代以前，單產與總產長期波動趨勢更為一致， 90年代以后面積與總產長期波動趨勢更為一致，表明水稻單產提高遭遇瓶頸。

圖3 1949—2016年長江中下游水稻面積、單產和總產的短期波動

2.3 面積、單產和總產的短期波動分析

運用1949—2016年長江中下游地區水稻面積、單產和總產數據，用剔出長期趨勢后的數據計算出變異率值(RV)，并繪制短期波動曲線(圖3)。通過考察變異率和短期波動曲線圖，按照波動幅度超過5%，相隔時間超過5年以上標準，將1949—2016年長江中下游地區水稻總產波動分為6個階段(表1)，基本特征： ①水稻生產波動具備連續性特征，一次波動結束后緊接著開啟下一次波動，水稻生產連續增長幾年后，總是受政策、市場等因素干擾，增長率降至一個較低水平，這種周期性和連續性，說明水稻生產出現問題后的恢復期較長、很難較快緩解。②產量波動的平均年距10.8年，最長年距15年，最短年距8年，表明水稻生產波動完整運行一次的時間較長，歷次波動的波峰波谷之間的運行時間長短不一，說明影響水稻生產波動的因素很多； 2003年以后水稻生產暫且沒有形成一次完整波動，但已經超過歷次波動平均年距，需要高度警惕產量出現大幅滑坡的可能。③產量波動的波動幅度較大，平均波幅24.6%，最大波幅為1949—1961年的56.1%，最小波幅為1979—1988年的10.4%，說明水稻生產的波動性并沒有隨著時間推移逐步平穩，周期性波動特征不僅仍然存在而且呈加劇趨勢，水稻生產穩定性較差。④前5次波動波峰絕對值平均為8.7%，波谷絕對值平均為15.9%，波峰平均值遠小于波谷絕對值的平均值，說明持續、穩定增產難度較大。⑤產量波動受面積和單產波動共同作用，當面積和單產的波動方向一致時，產量波動的幅度較大，但在實際生產中影響面積和單產的因素存在明顯差異。與面積、單產和總產長期波動趨勢較為一致的是， 20世紀90年代前單產波動與水稻生產波動趨勢的契合程度更高、相關性更強，對水稻生產波動影響更大； 而90年代后則是面積波動與水稻生產波動的趨勢契合程度更高，表明單產持續提高遭遇瓶頸。

表1 1949—2016年長江中下游水稻總產波動階段劃分及周期長度

序列起止年份年距變異率波峰波谷波幅11949—1961,其中波峰1957年1216.0-40.156.121961—1969,其中波峰1966年8 8.9-7.316.231969—1979,其中波峰1973年10 5.2-10.615.841979—1988,其中波峰1984年9 7.3-3.110.451988—2003,其中波峰1997年15 6.2-18.324.562003—前5次波動平均10.8 8.7 -15.924.6

3 長江中下游地區水稻生產波動的成因分析

3.1 第一階段(1949—1961年)

新中國成立初期，國民經濟建設全面開展，國家加大對農業生產的要素投入力度，大規模開墾荒地和開展土地改良，耕地面積增加、質量提升，農田基礎設施和灌溉條件得到較大改善[6]，這一階段長江中下游地區水稻生產主要是制度變革促成增長型波動， 1954年水稻單產短期快速下降主要是厄爾尼諾現象造成長江中下游地區發生百年一遇的特大洪水[7]，當年江蘇、安徽、湖北、湖南水稻單產分別下降14.1%、12.8%、19.3%和11.3%，但天災造成的影響一般僅限于當年， 1955—1957年水稻連續增產，并于1957年形成本輪波動的波峰； 1957—1961年長江中下游地區水稻又出現持續減產，最重要原因是氣候變化， 1959—1961年全國各地普遍發生嚴重旱情，也就是眾所周知的“三年自然災害”時期[8]，同時全國范圍興起的生產“大躍進”運動和高度集中的人民公社制度也對當時的農業和糧食生產造成了較大影響[9]， 1961年江蘇、浙江、湖北、湖南水稻單產同比分別大幅下降15.9%、20.5%、19.4%和26.9%，推動在1961年形成該輪波動的波谷。

3.2 第二階段(1961—1969年)

“大饑荒”結束后，中共中央為糾正農村工作中的“左”傾錯誤提出了“調整、鞏固、充實、提高”的八字方針，明確要提高農業的發展速度，增加糧食產量[10]。20世紀50年代中后期，水稻矮化育種研究并取得了突破，品種耐肥性、抗病性、耐密性大大提高，單產潛力比原有高稈品種增加30%左右，隨著60年代半矮稈水稻品種陸續在生產上大面積推廣應用，推動實現了中國水稻單產的第一次飛躍[11-13]。在科技支撐推動下，長江中下游地區水稻生產也在這一時期實現快速發展，水稻總產連年增長，推動在1966年形成本輪波動的產量波峰； 1966年“文化大革命”爆發，國民經濟遭受嚴重損失，同時在農村推行了一系列抑制農民生產積極性的政策，導致農業生產和糧食工作的思路和秩序遭受嚴重干擾[14， 15]，制度變化導致這一時期長江中下游地區水稻生產連續幾年逐步陷入徘徊和停頓，最終導致在1969年形成該輪波動的波谷。

3.3 第三階段(1969—1979年)

這一時期，農民生產積極性再次得到提振，同時1970年農業部門開始推進新中國成立以來第二次以“單改雙”為主要內容的水稻種植制度改革[16-18]，長江中下游地區歷來是我國雙季稻主產區，成為這次種植制度改革的主體，江蘇、浙江、安徽、湖南雙季稻面積在短期內迅速擴大，其中湖南早稻面積從1970年的162.2萬hm2迅速擴大至1973年的212.0萬hm2，增加近50萬hm2，是促成在1973年形成本輪波動波峰的主要原因， 1977年長江中下游地區雙季稻面積(早稻與雙季晚稻面積之和)達到1 591.3萬hm2的歷史最高值，占全國雙季稻面積的77.5%。盡管種植面積擴大，但1977年長江中下游各地再次普遍成災[19]，而且災情類型多樣，其中上海、江蘇、安徽水稻單產同比分別下降7.2%、6.1%和8.9%，氣候變化導致水稻生產在1977年形成該輪波動的波谷。

3.4 第四階段(1979—1988年)

1978年我國農村開始實行改革，國家實施家庭聯產承包責任制， 1979年糧食統購價格提高20%，超購加價幅度由原來的按統購價加30%提高到按新統購價加50%，極大釋放了農民種糧積極性[20-22]，但1980年長江出現了僅次于1931年和1954年的洪峰，主產區發生嚴重洪澇，上海、江蘇、浙江、安徽、湖北水稻單產同比分別下降31.6%、8.2%、11.1%、14.8%和17.2%，導致1980年形成波谷； 在政策因素與科技支撐共同促進下， 1984年我國首次出現糧食相對過剩[23]， 20世紀70年代后期雜交水稻得到大面積推廣應用，水稻單產水平實現了新中國成立以來第二次飛躍[24]，長江中下游水稻總產在1984年迎來本輪波動的波峰，水稻總產首次突破1億t水平； 在財政負擔加劇和農民“賣糧難”雙重壓力下， 1985年國家宣布取消部分促進糧食生產的優惠政策，糧食收購按照“倒三七”比例計價，實際糧價降幅接近10%，資金和物質投入減少，農資價格上漲[25]，農民種糧積極性再次受到打擊，與此同時，上海、江蘇在20世紀80年代中后期基本完成了水稻生產“單季化”種植制度改革[26]，長江中下游水稻種植面積減少，水稻生產再次陷入持續下滑局面。

3.5 第五階段(1988—2003年)

1988年糧食減產后，國家在1989年實行合同定購糧食與預購定金、平價化肥、柴油“三掛鉤”政策[27]， 1988、1989年3種糧食平均收購價格同比分別上漲18%和20%，推動長江中下游水稻面積擴大、總產增加，但糧食過剩也再次出現； 1991年，長江中下游和華南早秈稻先后出現“賣糧難”， 1990年、1991年3種糧食平均收購價格同比分別下降7%和3%，長江中下游地區復種指數逐步下降，“雙改單”現象增多[28， 29]，水稻生產逐年下滑； 1994年國家首次提出“糧食省長負責制”，明確提出省級政府對區域內糧食供需和糧價相對穩定負責[30]； 逐步放開糧食購銷市場，糧食價格出現持續上漲， 1994年、1995年3種糧食平均收購價格分別大幅上漲66%和26%， 1996年首次實施保護價政策，同年農業部啟動旨在提高水稻產量潛力的“中國超級稻研究”重大項目[31]，長江中下游地區水稻生產在1997年形成本輪波動的波峰，水稻總產達到1.057 56億t； 1998年，國務院印發《關于進一步深化糧食流通體制改革的決定》，地方政府陸續下調糧食定購價和收購保護價，逐步放開糧食市場， 2000年南方早秈稻退出保護價收購范圍，長江中下游地區早稻面積下降近100萬hm2，水稻面積從2000年的1 493.8萬hm2快速降至2003年的1 279.9萬hm2，減少320萬hm2，形成該輪波動的波谷。

3.6 第六階段(2003—)

國家陸續出臺糧食直補、良種補貼、最低收購價等一系列扶持政策。2004年，首次出臺的早秈稻、中晚秈稻和粳稻最低收購價格標準為70、72、75元/50kg， 2014年提高至135、138、155元/50kg，這一時期農民種稻效益持續增加、種植積極性空前高漲，推動長江中下游地區水稻面積穩步增加、總產恢復到1997年的歷史高值。但隨著國內大米價格逐年上漲、國外大米價格持續下跌， 2012年起我國開始大量進口國外低價大米， 2018年進口量首次突破400萬t，對國內稻米產業影響較大，托市政策弊端顯現，國家調整完善稻谷收購政策，最低收購價全面下調。2018年早秈稻、中晚秈稻和粳稻最低收購價格下調至120、126、130元/50kg； 農業農村部印發的《2018年種植業工作要點》明確提出長江流域重點壓減雙季稻產區的秈稻面積[32]，對水稻生產提出新的考驗。

4 結論與啟示

(1)水稻生產波動與政策導向密切相關，長江中下游水稻生產面臨下行壓力。長江中下游地區水稻生產“短缺”與“過剩”交替發生，這與稻米市場波動和補貼政策調整密切相關。在當前農業供給側結構性改革和種植業結構調整背景下，水稻生產將更加注重質量提升，農業農村部已經明確提出要壓減雙季稻產區的秈稻面積，稻谷最低收購價也全面下調，不利于穩定水稻面積。參照前幾輪水稻生產周期波動，預計未來一段時期水稻種植面積將繼續減少，單產保持穩定甚至略有下滑。在這種情況下，保持政策穩定十分重要，必須確保種稻有較高較穩定的收益，否則農民信心受到影響，水稻播種面積出現大幅滑坡，短期很難恢復。

(2)水稻產量波動的波幅較大且波峰絕對值小于波谷絕對值，水稻持續穩定增產難度較大。結合水稻面積、單產和產量的變異率和短期波動趨勢線分析，水稻產量波動的波動幅度較大，平均波幅達到24.6%，最大波幅為56.1%，最小波幅為10.4%，說明長江中下游地區水稻生產的周期性波動特征一直存在且在某種程度呈現加劇趨勢，水稻生產穩定性較差。與此同時，前5次波動波峰的絕對值平均為8.7%，波谷的絕對值平均為15.9%，波峰平均值遠小于波谷絕對值的平均值，說明長江中下游地區水稻增產難度較高，減產較為容易。2003年是新一輪波動的開始，必須高度重視影響水稻波動的政策、科技、氣候等變化，平抑甚至消除波動的不利影響。

(3)現階段面積與水稻生產波動的趨勢契合度更高，科技創新亟需突破瓶頸。從水稻生產短期波動趨勢看，無論是播種面積還是單產水平均在時序意義上存在著較為明顯的波動，總產波動是面積和單產共同作用的結果， 20世紀90年代前單產波動與水稻生產波動趨勢的契合度更高，對水稻生產波動影響更大，而90年代后面積波動與水稻生產波動的趨勢契合度更高，長期波動趨勢同樣也是90年代后期面積走勢與總產走勢更為一致，表明長江中下游地區水稻單產提高進入一個緩慢增長期。事實上不僅僅是長江中下游地區，全國范圍已經很久沒有出現水稻技術的重大突破，品種選育、栽培技術、農技推廣等方面均存在掣肘，我國水稻單產已經長期處于6 750～6 950kg/hm2的平臺期。

(4)水稻生產集中度進一步提高，區域性氣象災害帶來的風險將越來越大。從水稻生產長期波動趨勢看，具有顯著的“波動中增長”特征，而且主產區與主銷區波動趨勢呈現明顯差異，增產越來越集中在主產區，主銷區水稻生產則呈現明顯下滑趨勢。2016年，江蘇、安徽、湖北、湖南4省水稻面積、總產分別占長江中下游地區水稻生產的93.9%和93.5%，分別比2000年提高了5.8和5.3個百分點，但同時也意味著區域性氣象災害集中爆發的風險越來越大。近年來長江中下游地區水稻生長期間高溫熱害頻繁發生， 2013年浙江、湖北、湖南一季稻抽穗揚花期遭遇高溫熱害，單產同比分別大幅下降301.5、229.5、676.5kg/hm2。因此，必須密切關注氣候變化對長江中下游地區水稻生產的影響。