陜西省糧食生產時空格局變化及其對鄉村聚落發展的影響

馬琰 雷振東 屈雯

摘要：本文基于陜西省“糧食基本自給”生產目標，利用2002-2017年陜西省區縣單元統計數據，分2002—2007年、2007—2012年、2012—2017年三期，基于ArcGIS空間分級法研究陜西省陜北、關中、陜南三大地區糧食生產空間格局及時空演變特征；運用對數均值迪氏指數法研究不同時期各區域糧食產量變化的影響因素，以及糧食播種面積、單產對糧食增產的貢獻率。研究結論為：陜西省糧食生產異化特征明顯；擴大關中地區糧食種植面積將緩解陜西糧食安全與陜北、陜南生態安全矛盾；鄉村聚落空間結構、空間形態整合將促進農業現代化條件下關中地區耕地從分散破碎轉向集中連片。

關鍵詞：糧食安全；糧食生產格局；增產貢獻因素；鄉村聚落；陜西省

doi：10.3969/j.issn.1009-1483.2020.08.007 中圖分類號：TU982.29

文章編號：1009-1483（2020）08-0043-09 文獻標識碼：A

Spatial and Temporal Pattern Change of Grain Production and Its Influence on Rural Settlement Development in Shaanxi Province

MA Yan， LEI Zhendong， QU Wen

[Abstract] Facing the production goal of grain basically self-sufficiency in Shaanxi Province， this paper firstly used the statistical data of county-level units in Shaanxi Province from 2002 to 2017， and divided the research data into three stages： 2002-2007， 2007-2012， 2012-2017. Based on ArcGIS spatial classification method to study the spatial pattern and spatial-temporal evolution characteristics of grain production in Northern Shaanxi， Guanzhong and southern Shaanxi. Then it utilized the logarithmic mean Divination decomposition method to study the influencing factors of grain yield changes in different periods， as well as the contribution rate of grain planting area and yield to grain yield increase. The analytical results showed that： The spatial alienation characteristics of grain production in Shaanxi Province are obvious. Expanding the grain planting area in Guanzhong will ease the contradiction between grain security in Shaanxi Province and ecological security in northern Shaanxi and southern Shaanxi. The spatial structure and spatial form adjustment of rural settlements will promote the transformation of cultivated land in Guanzhong area from scattered and fragmented pattern to centralized contiguous conditions pattern under the conditions of agricultural modernization.

[Keywords] grain security； pattern of grain production； contributing factor for grain production increase； rural settlement； Shaanxi Province

引言

近期新冠疫情蔓延至全球，國際市場部分國家限制糧食出口[1]，糧食安全再次成為全球關注的熱點問題。我國作為國際人口大國，糧食生產不僅關系國計民生，而且影響國際糧食戰略安全[2]。2010年，Godfray等發表在Science上的文章指出全球人口的增長對糧食的需求至少再持續增加40年[3]。我國糧食安全戰略的基本保障是區域糧食安全，即確保區域內能夠為所有人口生產和供應足夠量的糧食[4]。陜西省于1998年糧食產量達到了1300萬t的歷史最高水平，而2003年受退耕還林耕地面積減少、農民種糧意愿下降等多方面因素影響，糧食產量下跌至968萬kg，人均糧食占有量僅為262kg，與我國20世紀60年代水平相當。2012年以后，陜西省糧食產量基本穩定在1200萬t，2019年增至1231萬t[5]，人均318kg，達到“基本自給”的區域糧食安全戰略目標。

陜西省自然地貌分異特征明顯，自北向南覆蓋了黃土溝壑、關中平原、秦巴山區三大自然地貌區，農業生產條件差異巨大。關中、陜北、陜南耕地面積占陜西省總耕地面積的比例分別為47%、35%、18%，糧食產量比例則為關中占比60%，陜北、陜南各20%左右。陜北、陜南地形條件復雜，25°坡以上耕地仍有1413萬畝，占耕地總量的23.65%，按照國家退耕還林政策屬于退耕耕地。陜西省15°～25°陡坡耕地共760萬畝，占總耕地的12.71%[6]，較難實施機械化耕作、灌溉成本高，種植糧食作物易導致水土流失、環境惡化，與陜北生態修復、陜南生態涵養的生態安全戰略矛盾突出。從“生態文明”長遠發展目標看，陜北、陜南生態安全戰略主導區內15°～25°坡耕地將納入退耕范圍或鼓勵非糧生態化種植，這意味著陜西省現狀1/3耕地面積將以生態安全保障為主。

農業、農民和農村“三農”問題研究不可分割。傳統農耕文明下形成的“小集中、大分散”的村落空間分布實態格局，已嚴重不適應現代農業生產力與生產方式的發展需求；疊加新型城鎮化沖擊，鄉村人口減少而農宅建設量不減反增[7]。據統計，陜西省戶均擁有2套宅基地以上的農戶占10%，鄉村聚落空廢并伴隨低質量無序蔓延發展狀態，嚴重影響了糧食種植面積與標準化農田建設。由此可以看出，陜西省耕地空間格局受到了生態安全戰略、糧食安全戰略及新型城鎮化戰略三重格局影響。隨著2020年陜西省各地區土地利用總體規劃到達期末年限，國土空間規劃工作全面開展，三部委聯手協調整合“三生”空間，面向鄉村振興整合與重構的轉型關口，研究并解決糧食生產與“三生”空間矛盾無疑成為行業重要任務。

為進一步明確陜西省糧食生產空間分異特征，本論文以縣級單元為研究尺度，選取糧食產量、耕地面積、糧食播種面積、每公頃糧食產量、農業機械總動力及化肥使用量6個影響糧食生產的主要因子，分析陜西省2002—2017年糧食生產整體態勢、增產及減產分布區域，以及主要影響因素，明確陜北、陜南生態安全戰略與陜西省“糧食自給”總體目標的關系；分析關中糧食增產策略及對陜西省糧食生產格局的戰略意義；根據糧食增產空間格局，提出關中糧食增產格局下鄉村聚落整合與重構發展策略，引導鄉村“人—地—業”在各區域均衡發展，以期為鄉村聚落空間規劃提供理論依據。

1陜西省糧食生產空間格局特征

1.1研究區域概況

陜西省國土總面積20.58萬km2，按照自然地理特征分為陜北黃土溝壑區、關中平原區、陜南秦巴山區，共107個區縣級行政單元。陜西省海拔為168～3772m，陜北多集中在800～1300m、關中400～700m、陜南1000～1800m（見圖1）。主要糧食作物有玉米、小麥、水稻。

1.2 數據來源與研究方法

1.2.1 數據來源

依據2002—2018年陜西省統計年鑒數據，選取2002、2007、2012、2017年陜西省縣級行政單元糧食產量、耕地面積、糧食播種面積、每公頃糧食產量、農業機械總動力及化肥使用量。統計數據根據對應年份的《陜西省統計年鑒》、各區縣統計年鑒整理。陜西省區縣行政區劃來源于民政部2017版行政區劃圖，DEM數據來源于中國科學院計算機網絡信息中心科學數據中心建立的“地理空間數據云”平臺。由于2002、2007年無西安市碑林區糧食生產相關統計數據，統計區縣單元為106個；2012、2017年無西安市碑林區、新城區、蓮湖區、雁塔區統計數據，統計區縣單元為103個。

1.2.2 研究方法

以2002—2007年、2007—2012年、2012—2017年三期，基于GIS分級法研究陜西省糧食生產的空間演變特征，運用LMDI模型計算糧食增產影響程度。LMDI模型即對數均值迪氏指數法（Logarithmic Mean Divisia Index Method），是由Ang在Divisia指數分解的基礎上進一步提出的優化模型，最早應用于資源、能源領域，近年來被國內學者引入研究糧食生產的影響因素。周志剛等研究了1996—2012年播面單產、種植結構、復種指數、耕地面積各因素對糧食增產波動的影響[8]，封志明等分析了2003—2013年中國糧食增產貢獻因素[9]，孫通等基于縣級單元重點對我國糧食增產空間格局進行了分析[10]。

糧食增產因素可分解為糧食單產提升和播種面積增加，對數均值迪氏指數法計算公式如下[9]：

2糧食安全空間格局下的關中鄉村轉型建設路徑

2.1 陜西省糧食生產空間格局時空分異特征

2002—2017年，陜西省糧食總產量總體呈增長趨勢，15年間增產106萬t。2007年陜西省人均糧食占有量287.77kg，低于300kg“溫飽需求”線水平[11]，是糧食生產和生態保護矛盾突出時期。2012年、2017年糧食人均占有量穩定在320kg以上，實現了陜西省糧食安全戰略目標（見表1）。

通過對2002—2017年陜西省縣級單元糧食產量分級及空間分布情況分析可知，總體上陜西省糧食生產水平較低，主要分布在低產、較低產和中產類型格局區（見圖2、表2）。

2002年低產類型包含21個縣級單元，涉及人口467.8萬人①，占總人口的12.96%，主要分布在陜北地區中部、關中西南部及陜南北部秦嶺山區；較低產類型包含29個縣級單元，涉及人口規模618.16萬人，占總人口的17.12%，主要分布在陜北中部及北部、關中西北部、陜南秦巴山區；中產類型包含30個縣級單元，涉及人口規模1038.93萬人，占總人口的28.77%，空間分布在陜北北部、關中北部和陜南漢中平原、安康平原。

到2007年，受退耕政策影響，陜西省糧食生產為低產和較低產類型大幅度增加，低產類型包含24個縣、較低產類型包含36個縣，較2002年增加了10個縣，增加低產類型主要分布在陜南地區東部、陜北中部。

2012年，陜西省低產類型明顯減少，包含11個縣，高產類型增加，包含16個縣，主要是水利灌溉設施完善、機械化推廣，以及陜北干旱半干旱地區糧食種植面積增加提高了糧食生產能力，增加高產類型主要分布在關中東部及陜北北部地區。

2017年，陜西省糧食總產量有所下降，高產、較高產類型空間分布趨于穩定，受生態保護及農業種植結構調整影響，陜北中部及陜南地區糧食生產能力下降，低產類型縣城數量增加到18個。

2.2 陜西省糧食產量時空格局變化及影響因素分析

陜西省2002—2017年糧食產量有一定波動，從糧食產量變化空間格局看，經歷了減產—增產—減產的過程，不同時期各區縣糧食生產空間格局變化差異較大（見圖3）。分析陜西省各區縣糧食增產、減產幅度（F），影響因素及空間格局，計算2002—2017年糧食增產縣平均增產幅度和減產幅度，以此為基準，劃分“大幅減產”“小幅減產”“小幅增產”“同步增產”“大幅增產”5個級別，并結合農業機械總動力及化肥使用量空間變化格局，分析各地區增產、減產的影響因素（見表3、表4、圖4—7）。

2002—2007年，陜西省糧食產量減少了54.82萬t。陜北糧食增產縣9個，關中增產縣24個，陜南增產縣6個，增產縣與減產縣之比為1：1.72。39個增產縣平均增產幅度為36.59%，大幅增產縣包括陜北定邊縣、靖邊縣，關中三原縣、涇陽縣、藍田縣、岐山縣，陜南各縣均增幅較小。大幅增產縣增產貢獻因素均顯示為單產提升處于極顯著水平，主要是由于化肥使用量的增加提高了糧食產量。67個減產縣平均減產幅度20.68%，陜北地區中部、關中及陜南西南部地區的減產影響因素顯示播種面積負增長處于極顯著水平，與這一期退耕政策影響有關；陜北北部及陜南東南部地區減產影響因素顯示單產降低處于極顯著水平，且分布區域集中，主要是受氣候災害影響。

2007—2012年，陜西省糧食產量增加212.47萬t，陜北增產縣為25個（全部增產），關中增產縣41個，陜南增產縣28個（全部增產），增產縣與減產縣之比為7.83：1。94個增產縣平均增產幅度30.65%，大幅增產縣主要分布在陜北北部、關中東部，增產貢獻因素顯示單產提升為極顯著水平，水利灌溉設施建設提升了土地生產能力。12個減產縣全部位于關中中部及西南部秦嶺北麓山區，平均減產幅度38.33%，減產因素均顯示為播種面積的負增長處于極顯著水平，這一時期關中西南部秦嶺北麓山區縣進行了非糧化種植業結構調整，在周至、太白、鳳縣等地區建設了獼猴桃、葡萄、蔬菜等大規模集中連片種植基地。

2012—2017年，陜西省糧食總產量減少了51.52萬t，糧食增產縣分別在陜北15個、關中4個、陜南19個，增產縣與減產縣之比為1：1.71。38個增產縣主要分布于陜北、陜南，但增產幅度多為小幅增產，增產平均幅度僅8.58%，大幅增產縣增產貢獻因素多顯示單產提升為極顯著水平，同步增產及小幅增產縣的增產貢獻因素顯示單產提升為中等顯著水平或播種面積增加為中等顯著水平。65個減產縣主要位于關中地區，陜北中部及陜南東部，減產幅度多為小幅減產，平均減產幅度為11.92%。減產因素主要為一部分農戶經營果業或設施農業，一部分農戶棄耕拋荒外出務工，這是關中糧食減產的主要因素。

2.3 陜西省糧食安全生產空間格局及關中鄉村空間優化策略

由陜西省糧食生產時空變化格局可以看出，陜北、陜南耕地受地形、氣候、土壤、水利等因素影響，糧食增產已接近極限。關中河谷平原區土地平坦、農耕歷史悠久，是陜西省糧食安全保障主體區。但近年來關中糧食持續減產，主要是由于農民非糧化種植導致糧食播種面積減少。經過調研得知，耕地面積與耕地空間格局影響著糧食種植格局。適度規模化的家庭農場是支撐以糧食種植為主的大田農業現代化轉型的經營主體，當前生產力水平下家庭農場最優土地經營規模為50～150畝[12]。關中現狀農戶耕地面積不足10畝，僅為最優規模的1/10左右；這10畝耕地通常由2～3塊、甚至多達10塊耕地組成，耕地破碎化程度極高，阻礙了關中糧食生產適度規模化、機械化發展，因此有條件的農戶多選擇在破碎、小規模分散的土地上種植果樹或建設設施大棚，通過增加勞動投入以獲得農業帶來的最大收益。

近年來，關中蔬果銷售市場逐步穩定、飽和，關中平原地區以蘋果為主的水果種植面積增長緩慢，部分地區甚至出現減少趨勢。由于非糧化種植前期投入大、種植周期長，同時受區位條件、交通條件、經營組織化程度等因素影響，其以供應市場為核心在一定輻射區域內的空間分布位置及種植規模將形成穩定的格局。非糧化種植的勞動密集型特征能夠適應關中地區人地關系，在現有鄉村聚落斑塊基礎上進一步完善現代化農業配套設施及交通設施、改善人居環境，實現農業、農村的協同發展。

保障糧食安全是國家、地區的長期目標，農業種植結構調整應在糧食總量供給穩定的前提下進行，關中地區糧食種植面積應占總耕地面積的七成左右。隨著陜西省高標準農田建設全面展開[13]，糧食生產在產前、產中、產后全產業鏈環節的社會化服務體系日趨完善，再加上農業政策托底保障，將引導關中糧食生產空間集中連片，促進關中渭河平原區農戶種糧意愿，從而擴大糧食種植面積。關中糧食產量的提升將釋放陜北、陜南糧食種植壓力，為退耕還林生態戰略的進一步實施提供保障。

關中人口稠密、鄉村聚落斑塊規模小且呈高離散分布的空間特征，與機械化、規模化糧食種植空間存在錯位矛盾。“生產力—生產關系”經典理論指出，農業生產格局影響著鄉村聚落空間形態，鄉村聚落空間形態反過來也作用于農業生產格局[14]。糧食種植由小農經濟時期的生產力水平轉變為大機械、大規模生產力水平，對應的鄉村聚落人地關系在空間上發生根本性變化。小農經濟時期形成的小規模、分散化聚落形態逐步向適度集約化方向發展。農業生產格局與鄉村聚落斑塊調整是互為影響、互相關聯的整體，由于農業設施及鄉村人居環境建設從規劃、實施到管理分屬不同學科、不同部門，一方面，固化在土地上的鄉村聚落斑塊調整滯后于農業生產空間格局調整，帶來了農業與農村發展不同步的問題；另一方面，高標準農田建設一旦實施，為鄉村聚落斑塊的調整帶來更多剛性空間限制，農業與農村矛盾將更為突出。面向農業現代化發展趨勢下關中糧食生產空間格局變化，本文提出以下鄉村聚落空間優化策略（見圖8）。

（1）關中戶均耕地面積小、破碎化程度高主要受制于農地流轉。目前關中土地流轉形式為小規模熟人間流轉，流轉價格僅為每畝200元左右，或交換100斤糧食，流轉收益低、周期不穩定，流轉動力不足。需要國家扶持推進以家庭農場為主體的土地流轉政策，在縣域層面結合國土空間總體規劃，合理確定適宜機械化生產的高標準農田建設區域，提高農民種糧意愿，擴大農戶糧食種植面積，提高關中糧食種植規模，并形成現代化農業生產單元；在鎮域層面確定高標準農田路網格局與鄉村居民點集中建設區域，統籌組織生產道路與生活道路空間形態、景觀格局，為下一層級鄉村建設提供空間引導；在村域層面，將農田林網建設、土地全域綜合整治、村莊人居環境建設進行統籌，通過集體經營性建設用地入市盤活村域土地資源[15]，挖潛存量空間，促進一二三產融合高質量發展。

（2）整合鄉村聚落，從“小集中、大分散”均質化聚居形式，轉向新職業農民通勤時空關系、公共服務適度集約化及糧食生產社會化服務空間關系下的“適度集聚、多層級、多結構”的聚居模式；基于農業生產用地與農業人口的“人—地”對應關系，研究適應農業生產邏輯的鄉村人口規模測算方法與集聚模式，促進“農業生產、社區生活”在空間上協調發展。

（3）改變現有交通道路導向的線型離散式聚集動因，發展公共服務設施導向下的社區組團式集聚模式。加強政府自上而下的調控，科學確定公共服務設施配套內容、配建位置、服務半徑、服務規模與鄉村聚落的合理空間關系，實現鄉村聚居從舊穩態到新穩態的聚居轉型，促進農業空間集中連片現代化高效生產。

3結論與展望

3.1 結論

（1）陜西省糧食增產貢獻因素呈現出顯著的時空分異特征。陜西省糧食增產主要集中在2007—2012年，陜北大幅增產地區為定邊、靖邊、橫山和榆陽，糧食增產主要依靠單產提高，通過增加化肥使用量、建設灌溉設施提高土地肥力。陜北中部溝壑區、陜南秦巴山區增產幅度小。關中大幅增產地區主要集中在渭河平原中部和東部地區，糧食增產貢獻因素顯示單產提升為極顯著水平。陜西省單產提升是近年來糧食增產地區的主要貢獻因素，播種面積減少是糧食減產地區的主要影響因素。近年來，農業科技進步與政策合理引導，陜西省陜北北部、關中地區糧食增產，緩和了2002—2007年陜北中部溝壑區、陜南秦巴山區大面積退耕的矛盾。

（2）2012—2017年關中46個區縣糧食產量降低，陜北北部同步增產，陜北溝壑區、陜南秦巴山區糧食產量變化為小幅增產及小幅減產。關中地區減產的影響因素主要是種植結構調整和耕地被建設用地侵占所導致的糧食播種面積減少。陜北干旱區擴大糧食生產面積將消耗更多的水資源，與生態保護矛盾突出。近5年，陜北增產貢獻因素顯示單產提高為中等顯著和一般顯著，說明陜北糧食畝產效率低且無增產潛力。

（3）關中渭河平原無論從單產提升還是糧食播種面積擴大都具有巨大的潛力空間。通過統籌農業生產空間格局與鄉村聚落斑塊調整，釋放糧食增產潛力。關中應通過整理土地、促進土地流轉，適度擴大家庭經營土地規模；結合高標準農田建設，完善灌溉設施、提升中等地單產，增加農民種糧積極性，從而提升關中糧食生產能力，釋放一定退耕指標，緩解陜北、陜南糧食生產與生態保護的矛盾，保障地區生態安全；以糧食生產空間格局發展趨勢為引導，改變傳統小規模、分散化聚居模式，通過現代化生產、生活設施及交通體系建設引導鄉村聚落轉型為“適度集聚、多層級、多結構”的社區化住區。

3.2 展望

關中鄉村聚落斑塊高密度、離散式分布現狀阻礙了基本農田的連片集中程度。關中農業生產格局由傳統農業向現代農業轉型，傳統村落空間分布應相應調整，需要科學引導。三農問題研究不可分割，忽視農業生產空間變化對人居環境建設的影響，就農業論農業、就人居環境論人居環境的建設模式將導致鄉村農業農村“人—地”空間的發展錯位。關中鄉村聚落的空間整合應與糧食生產空間格局、高標準農田建設、農業生產社會化服務體系等統籌進行。

注：

①本文涉及人口規模均為常住人口數。

②研究生葉四方協助完成本文數據統計及分析工作。

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