我國農業人口、農業用地和水資源匹配系數分布研究

尹方平，趙文儀

（1.張家港市長江治理工程管理處，江蘇蘇州 215600；2.天津大學建筑工程學院，天津 300350）

我國是世界四大文明古國之一，擁有悠久的文明史，在小農經濟時代，農業一直處于國民經濟發展的根本地位［1］。近幾十年，我國工業化進程加快，雖然農業在國民經濟中占比在逐漸下降，但是我國有著14 億人口，農業發展和糧食安全更是上升為國家安全的戰略高度。對我國這樣一個人口大國來說，農業基礎地位在任何時候都不能被忽視和削弱。

我國糧食生產已經實現連續17 年豐收［2］，1999—2016 年間，我國糧食產量由5.1 億噸增長到6.6 億噸，20 年來增長了30.6%，成績非常喜人。但2012—2016 年間，我國的糧食產量只增長了324 萬噸，增速非常緩慢。2007—2016年耕地面積和糧食產量變化趨勢如圖1所示。

圖1 2007—2016 年耕地面積面積和糧食產量變化趨勢圖

農業人口、土地和水資源是農業生產最基本的三大資源要素。1）區域內的農業人口越多則從事農業生產的勞動力越充足［3-5］，農業生產動力越強勁。中國人口分布受地形地貌、水源分布、氣候條件等眾多因素的影響，空間分布極其不均。2）區域內的農業用地越多則農業競爭力提高的空間越大［6-8］，農業增長潛力越大。中國地形、氣候十分復雜，土地類型復雜多樣，為農、林、牧、副、漁多種經營和全面發展提供了有利條件。但也要看到，有些土地類型難以開發利用。3）區域內的水資源越多則農作物生長條件越好［9-11］，可種植的農作物種類豐富。中國河流眾多，河網密集，擁有長江、黃河等諸多較長河流，也有洞庭湖、鄱陽湖等水域廣闊的淡水湖，還有青海湖等大型咸水湖。

1 數據與方法

本研究涉及的數據集包含346 個地級市，4 個代表年份，數據種類主要為農業人口（單位：萬人）、農業用地面積（單位：km2）、水資源總量（單位：億立方米）、糧食單產（單位：kg/hm2）等系列數據，其中水資源量數據來自各省級行政區及全國水資源公報，各地市土地類型面積、農業人口及糧食產量主要來源于中國各省級統計年鑒和各省級行政區的水資源公報。

農業生產資源匹配系數［12-17］能反映特定區域可供農業利用的兩個生產要素量比關系和資源稟賦時空分布，可以揭示區域要素1 的資源量與要素2 資源在時空上的相互滿足程度。一般采用單位要素2 可擁有的要素1 來表示，例如可以采用單位農業用地面積擁有的水資源量來表示水資源-農業用地匹配系數。水資源-農業用地匹配系數由區域農業用地及水資源相對數量的時空分布和利用特征決定，其值越大，表明水資源能夠滿足農業用地的程度越高，該區域的農業資源形勢是水多地少；其值越小，表明水資源能夠滿足農業用地的程度越低，該區域的農業資源形勢是地多水少。生產要素資源匹配系數模型如下。

1）以子區域為基本單位的農業生產要素1 和農業生產要素2 資源匹配系數計算模型：

式（1）中：Ri,k為第i個子區域的第k年農業生產要素資源匹配系數，Wi,k為第i個子區域k年農業要素1 資源擁有量，αi,k為第i個子區域的第k年農業要素1 的資源利用效率，Li,k為第i個子區域的第k年農業要素2 資源擁有量，βi,k為第i個子區域的第k年農業要素2 的資源利用效率。

2）一級區域農業生產要素資源匹配系數計算模型：

式（2）中：Rk為一級區域的第k年水土資源匹配系數，Ri,k為第i 子區域的第k年農業生產要素資源匹配系數，n為一級區域內子區域的數量。一級區域農業水土資源匹配系數為該區各子區域農業水土資源匹配系數的平均值，用以衡量各一級區域對應農業生產要素資源的總體匹配程度。

2 結果與分析

2.1 中國農業用地-農業人口匹配系數時空分布特征

各省份農業用地-農業人口匹配系數見表1。農業用地-農業人口匹配系數全國均值為0.31，處于較低水平，僅為世界平均水平的1/3，空間上呈南方低北方高的格局。

表1 各省份農業用地-農業人口匹配系數空間分布

七大地區中，華南地區匹配系數最低，明顯低于全國平均水平；東北地區匹配系數的值最高，明顯高于全國平均水平；其他地區值在0.26～0.33，與匹配系數全國平均值差距不大，均處于較合理的波動范圍。

華北地區各省份匹配系數變動幅度較大，匹配系數最低的是山西，最高的為內蒙古，極差為0.58，區域差別很大。東北地區3個省份匹配系數從低到高依次為遼寧、吉林和黑龍江，極差為0.52，且基本成等比分布，區域差別較大。華東地區匹配系數最低為浙江，最高是江蘇、上海，極差為0.37，區域內部差別較小。華南地區匹配系數的整體水平較低，區域內部差別很小。西南地區系數最低的是西藏，系數最高的是四川、重慶，極差為0.21，區域內部差別較小。西北地區系數最低的是青海，系數最高的為新疆，極差為0.27，區域內部差別較大。

中國全國及各大地區各年度農業用地-農業人口匹配系數如表2 所示，從表中可以看出：2004 年、2008 年、2012 年和2016 年4 個年度的全國農業用地-農業人口匹配系數依次升高，匹配系數的值從0.19 增長至0.31，增幅約為60%。其中每個4 年周期平均增幅均約為20%，年復合增幅約為4%。

表2 我國各大地區農業用地-農業人口匹配系數

從各大地區2004—2016 年農業用地-農業人口匹配系數累計增幅來看，華南地區累計增幅最小，增幅約為30%，西南地區累積增幅最大，增幅約為76%。各大地區2004—2008 年的匹配系數增幅較大，增幅基本都在20%以上，僅華南地區增幅約為10%。而各地區2008—2012 年和2012—2016 年的匹配系數增幅基本都在10%～20%。東北、華中、西南和西北4 個地區匹配系數每個4 年周期的增幅逐漸降低，華北和華東2 個地區匹配系數的每個4 年周期的增幅先降低后升高，華南地區匹配系數的每個4 年周期增幅先升高后降低。

中國各省份2004 年、2008 年、2012 年和2016 年的農業用地-農業人口匹配系數如圖2 所示。大部分省份的農業用地-農業人口的匹配系數均有較大幅度的增長，部分省份農作物耕地雖然有所增長，但是增幅都在5%以內。北京、天津、河北和江蘇、上海農業用地-農業人口匹配系數呈減少的趨勢，是因為城市用地不斷增長，而農業用地大幅減少。江西、浙江、廣東、西藏和青海匹配系數波動幅度較小，主要是江西、西藏和青海城市化進程相對較慢，而浙江和廣東儲備耕地較少，研究時間序列內，城市化導致農業用地面積減少。

圖2 各省份農業用地-農業人口匹配系數時間分布

2.2 中國水資源-農業人口匹配系數時空分布特征分析

中國水資源-農業人口匹配系數空間分布如表3 所示。中國水資源-農業人口匹配系數全國均值為0.54，呈現南高北低的格局。

表3 各省份水資源-農業人口匹配系數空間分布

七大區域中，華北地區水資源-農業人口匹配系數最小，僅為全國平均水平的20%左右；西南地區匹配系數最高，接近全國平均水平的2 倍；其他地區在0.38～0.81，即在全國平均水平0.50～1.50 倍。華北地區匹配系數最低的是北京、天津、河北，最高的是內蒙古，極差為0.38，最大值接近最小值的8 倍。東北地區遼寧、吉林、黑龍江水資源-農業人口匹配系數依次升高，極差為0.31，變化區間較小，且最大值僅為最小值的2 倍左右。華東地區匹配系數最低為山東，最高為福建，極差為1.45，最大值為最小值的30 倍，區域內部地區差異很大。華南地區廣東的匹配系數較低，廣西、海南較高，極差為0.14，區域內部地區差異較小。西南地區最低為重慶，最高為西藏，極差為9.38，最大值是最小值的40 倍。

中國全國及各大地區各年度水資源-農業人口匹配系數如表4 所示，從表中可以看出：中國2004 年、2008 年、2012 年和2016 年4 個年度的水資源-農業人口匹配系數依次增大，系數值從0.29 增長至0.54，增幅為86%，每個4 年周期平均增幅依次為34%、20%、14%，增幅逐年降低，但是年復合增幅約為5%。

表4 我國各大地區水農業人口和水資源匹配系數

中國各省份2004 年、2008 年、2012 年和2016 年的水資源-農業人口匹配系數如圖3 所示。各大地區水資源-農業人口匹配系數的增幅呈現南方高北方低格局，西北地區累積增幅最小，增幅約為43%，華東地區累積增幅最大，增幅約為250%，華中和華南地區的增幅比較大，超過全國平均水平，東北西南西北則增幅較小，低于全國平均水平。僅華北、東北、西北的3 個地區2012—2016 年、2008—2012 年度華南的匹配系數降低。

圖3 各省份水資源-農業人口匹配系數時間分布

東北地區3 個省的2004 年和2008 年水資源-農業人口匹配系數值較小，且相差不大，2012 年和2016 年值較大，均比前2 個年度有跳躍性增長，增幅超過或接近100%。華北地區2004 年—2012 年每4 年均為上升趨勢，除山西外各省份2012—2016 年匹配系數4 年增幅都在降低。北京、天津、河北和山西的水資源-農業人口匹配系數4 個省份總體增幅較大，累積增幅約為100%。華東地區江蘇、上海、安徽、浙江、福建的匹配系數有著極大幅度的增長，2016 年是2004 年的4～8 倍，主要是這4 個省份在2004 年到2016 年水資源大幅增長，特別是2016 年長江中下游發生了較大洪澇災害，各省份當年水資源量普遍超過年均的2 倍。華中、華南、西南和西北地區大部分省份水資源-農業人口匹配系數變化幅度比較小，大部分省份增幅普遍在50%以內。

2.3 中國水資源-農業用地匹配系數時空分布特征分析

中國水資源-農業用地匹配系數空間分布如表5 所示。中國水資源-農業用地匹配系數全國均值為2.01，七大地區中，華北地區匹配系數最低值為0.44，東北地區值為0.79，匹配系數很低，華中、西北略大，值為1.30，華東系數較高，值為2.11，西南、華南系數均超過4.00。可以看出中國水資源-農業用地匹配系數呈明顯南方高北方低的格局，且不同地區間的差別很大，匹配系數最高的華南地區，最低的是華北地區，華南地區的匹配系數是華北地區的10 倍多。

表5 各省份水資源-農業用地匹配系數空間分布

華北地區匹配系數最低的是山西，最高的是北京、天津、河北，極差為1.92，最大值是最小值的10 倍多，地區內各省份差別很大；東北地區匹配系數最低是黑龍江，最高的是遼寧，極差為0.16，地區內的差別很??；華東地區匹配系數最低的是山東，最高的是福建，極差為8.83，最大值是最小值的45 倍，地區內差別極大，但是除去山東省，最大的是江蘇、上海，最大值僅是最小值的9 倍，地區內部差別處于較大水平；華中地區匹配系數最小的是河南，最大的是湖南，極差為2.26，最大值是最小值的10 倍多；華南地區最小的是廣西、海南，最大的是廣東，極差為1.60，最大值不到最小值的2倍，區域匹配系數很大，內部各省份差別很?。晃髂系貐^西藏地區的值異常大，這是因為西藏地區大量的水資源以雪山的形式的青藏高原，除了西藏地區之外，西南地區最小的是貴州，值為1.88，最大的是云南，區域匹配系數整體較小，區域各省份差別很??；西北地區最小的是寧夏，最大的是青海，極差為10.73，最小值是最大值的100 倍，處于比較極端情況，但是其他3 個省份在0.43～1.94 波動，西北地區區域內差異非常大。

中國各省份2004 年、2008 年、2012 年和2016 年的水資源-農業用地匹配系數如圖4 所示。從時間序列來看：2004 年的匹配系數略小，其他3 個年份匹配系數在2.00 左右，匹配系數年序波動幅度很小，總增長幅度不到20%，年復合變化率小于1%。從局部來看，華北地區農業用地和水資源匹配系數最穩定，略高于0.40，僅2012 年較大；東北、華中、西北相對穩定，波動幅度較小，波幅在20%以內；華南地區波動幅度較大，波幅在50%左右；華中地區2004—2012 年均十分穩定，而2012—2016 年較大增長，增長幅度為30%；華東地區波動幅度最大，匹配系數逐年上升，2004 年的匹配系數僅為1.02，2016 年匹配系數上升到2.11，增幅為110%。

圖4 各省份水資源-農業用地匹配系數時間分布

3 結論與討論

分別對中國農業用地-農業人口匹配系數、水資源-農業人口匹配系數、水資源-農業用地匹配系數進行深入分析，得到如下結論。

表6 我國各大區域農業用地和水資源匹配系數

1）中國農業生產要素資源分布受地理因素影響較大，其中農業用地-農業人口匹配系數呈現南方低北方高的格局，這表明中國南方地區農業人口和水資源豐富，而北方地區耕地資源更為豐富，農業生產要素空間分布錯位嚴重。

2）中國農業用地和農業人口匹配系數逐年增大，表明中國農業人口下降比較明顯，而耕地也有所增長，南北差異較大，這可能是在國家政策調控下，城市化速度加快，北方地區人口流出明顯造成的。

3）華南地區水資源-農業用地匹配系數值較大，占七大地區系數總和的比值較大，占比約為20%。根據全國匹配系數的算法，可知該比值即為各地區對全國系數的比值增長貢獻率，即華南地區對全國水資源-農業用地匹配系數增長貢獻率較大。