全球水稻生產時空變化特征分析

朱德峰 王亞梁

（中國水稻研究所，杭州310006；第一作者：cnrice@qq.com）

水稻是全球主要糧食作物，大米是全球一半以上人口的主糧[1-2]。水稻種植也是部分農村地區主要的經濟來源，對地區經濟發展十分重要[3-4]。大米是亞洲、拉丁美洲和加勒比以及非洲大部分人口的重要營養來源。水稻生產對于保障糧食安全和增加稻農收入具有十分重要地位，還發揮著重要的生態功能，調節生態環境及維持生物多樣性[5-7]。水稻生產及大米供求在許多國家被認為具有戰略地位，因此，受到政府的廣泛重視，政府根據水稻生產情況及大米供給水平給予管制和干預[4，8]。

20 世紀60 年代以來，依靠科技創新、政策支持，全球水稻生產增長較快，但是不同時期和地區年均增長率變化較大；90 年代，全球水稻產量以每年1.8%的速度增長，略高于人口增長率。近年來，受氣候變化、水資源虧缺、地力退化、種植制度變化、水稻產量水平抬高、社會經濟發展及勞動力轉移等因素影響[9-11]，水稻產量增長趨勢放緩，對水稻生產發展構成嚴重挑戰。

全球稻米增長及需求分析表明，2015 年至2030 年全球稻米需求量需要增長25%，年均增長1.25%[12]。分析水稻生產時空變化特征，明確區域間水稻生產差異及增長潛力，可為全球水稻科技創新、技術應用和政策制定，及“一帶一路”戰略實施提供依據。

1 水稻生產發展

對聯合國糧農組織1961 年至2018 年全球水稻生產資料分析表明，全球水稻面積1961 年為1.15 億hm2，2018 年為1.67 億hm2，增長44.9%，年均增長0.67%；水稻單產1961 年為1.87 t/hm2，2018 年為4.68 t/hm2，增長150.3%，年均增長1.65%；水稻總產1961 年為2.16 億t，2018 年為7.82 億t，增長262.6%，年均增長2.33%。

圖1 全球不同時期水稻面積、單產和總產年均增長率

從圖1 可見，20 世紀80 年代前，全球水稻面積、單產和總產年均增長較快，而90 年代和21 世紀增長幅度逐步下降。21 世紀的18 年中，全球水稻面積、單產和總產年均增長率分別為0.35%、1.33%和0.97%。進入21 世紀后，主要產稻國的水稻單產已經達到較高水平，水稻可種植面積也已經基本利用，可進一步拓展利用的土地空間有限。受氣候變化、水資源虧缺、地力退化及災害頻發等因素制約，單產增幅和面積拓展空間變小，總產年均增長幅度低于2010 年至2030 年預期的總產增長目標。

2 水稻生產區域變化

全球水稻在亞洲、非洲、美洲、歐洲和大洋洲五大

收稿日期：2020－10－16洲均有種植。根據2018 年全球水稻生產數據分析，全球水稻種植面積中，亞洲占87.9%、非洲占7.7%、美洲占4.0%，歐洲和大洋洲不到0.5%。全球水稻總產中，亞洲占90.4%、非洲占4.0%、美洲占4.9%，歐洲和大洋洲不到0.7%。

表1 不同時期各洲水稻面積和總產占全球的比例（單位：%）

表2 1961 年至2018 年各洲水稻面積、單產和總產年均增長率（單位：%）

圖2 1961 年至2018 年各州水稻面積和單產對總產增長的貢獻率

從表1 可見，從20 世紀60 年代至本世紀20 年代，全球水稻種植面積和總產區域間分布發生了變化，非洲的水稻面積和總產占比提高5.1 個百分點和1.7個百分點，亞洲的水稻面積和總產占比分別下降3.9個百分點和1.3 個百分點，美洲的水稻面積和總產占比分別下降1.1 個百分點和0.2 個百分點，歐洲和大洋洲的水稻面積和總產變化較小。

3 水稻產量增長因子分析

1961 年至2018 年各洲水稻生產資料分析表明，大洋洲的水稻面積、單產和總產年均增長率最高，總產年均增長率達到16.2%；非洲的水稻面積年均增長率較高，但是單產的年均增長率較低，總產年均總長率達到3.8%；美洲的水稻單產年均增長較快，使總產年均增長率達到2.6%；亞洲水稻面積、單產和總產年均增長率與全球水平基本一致，因為亞洲在全球的水稻面積占90%左右。歐洲水稻面積年均增長率稍高于全球平均水平，但單產和總產年均增長率均低于全球平均水平（表2）。

采用水稻總產年度增長因子分析方法[13]，對1961年到2018 年全球水稻總產增長進行因子分析，結果（圖2）表明，水稻面積和單產提高對總產貢獻率分別占30%和70%，單產提高是總產提高的主要途徑。不同時期水稻總產增長因子分析表明，20 世紀80 年代前水稻面積和單產提高對總產貢獻率分別占30%和70%，20 世紀90 年代水稻面積和單產提高對總產貢獻率分別占40%和60%，21 世紀水稻面積和單產提高對總產貢獻率分別占31%和69%。不同年代水稻總產提高的主要途徑是單產提高，面積擴大在20 世紀90 年代的總產提高中發揮重要作用。

1961 年至2018 年各洲水稻總產增長因子分析表明，非洲水稻總產增長主要依靠面積擴大，面積和單產增長對總產提高的貢獻率分別為77%和23%。美洲和亞洲水稻總產增長主要依靠單產提高，美洲水稻面積和單產增長對總產提高的貢獻率分別為15%和85%，亞洲水稻面積和單產增長對總產提高的貢獻率分別為26%和74%。歐洲水稻面積和單產增長對總產提高的貢獻率分別為43%和57%，大洋洲水稻面積和單產增長對總產提高的貢獻率分別為44%和56%（圖2）。