長江流域糧食生產時空演變格局分析

山東建筑大學 李凱龍

糧穩則天下安。糧食安全是國家安全的根本所在，是推進經濟穩步發展的重要基礎，是實現社會穩定的重要保障。中國是糧食生產和消費的大國，保障糧食安全不僅對本國安全有重要的意義，也對世界糧食市場的穩定產生深遠的影響。2019年3月8日，習近平總書記明確指出：確保農產品特別是糧食供給，是實現鄉村戰略的首要任務；我國是一個人口眾多的大國，解決好吃飯問題始終是治國理政的頭等大事[1]。我國糧食產量雖然連年增長，但是隨著社會經濟發展，城鎮化水平的不斷提高，導致耕地面積不斷減少，自2000年到2010年間，我國耕地面積減少了104.03萬公頃，年均減少10.4萬公頃，糧食生產重心也慢慢向北部和中部地區移動，區域差異現象愈發突出；隨著我國城鎮化進程的不斷推進，在快速城鎮化過程中所產生的負面效應日益凸顯，由于農村年輕勞動力大都選擇到城市工作，農村老齡化現象嚴重，農村后備勞動力不足，這對糧食生產也有較大的影響；近年來，國際自然災害頻發，糧食貿易保護主義抬頭，給我國糧食進口帶來了極大的不確定性，加劇了保障我國糧食安全的壓力。習近平總書記在2020年兩會期間提出“手中有糧，心中不慌在任何時候都是真理”。如何保證糧食高效生產以及實現糧食區域間和區域內的供需平衡成為中國保障糧食安全的核心問題，把握糧食生產時空變化客觀演變規律成為解決糧食問題的先決條件。

自21世紀初以來，眾多學者基于不同視角對中國糧食問題進行深入研究。這些研究大致可以分為三個方面：一是關于糧食安全政策保障探討，主要從糧食儲備、價格改革、糧食補貼政策、流通體制、農業特區建設、進出口政策等方面進行研究；二是對糧食產量影響因素的探究，糧食產量低主要與自然災害、技術水平、水利設施以及勞動力等因素有關；三是揭示糧食生產的時空變化規律，有的學者從糧食總產量出發，利用縣域、省域糧食產量的面板數據，運用一些經濟學方法去揭示糧食生產的時空變化，研究發現我國糧食生產呈現波動性和周期性規律，糧食重心北移西進，并且出現集聚現象。也有的學者基于人均糧食占有率的角度出發，發現我國糧食生產存在脆弱性，并提出了一些調控人地關系的解決措施。通過閱讀關于糧食生產時空變化研究的文獻，分析認為存在以下三個方面研究的不足：研究尺度上，限于數據的獲取難度，大都側重于某個區域、省域或者全國糧食總產量的變化情況為研究對象，以縣域為尺度的相關研究成果較少；研究深度上，缺乏對問題的深入分析，相關研究只是對中國糧食產量變化的表象特征描述，沒有深入探究糧食波動原因，也沒有提出針對性的建議措施；研究時間跨度上，缺乏時間序列連續性，大多以截面數據或者某些年份的面板數據為主，沒有以2000年到2018年這種大跨度的時間序列的相關研究。

近年來隨著長江經濟帶上升為國家戰略，該地區城鎮化和工業化快速推進，對糧食生產也帶來了一定的影響。因此本文選取長江流域省份的縣域作為分析單元，運用洛倫茲曲線、泰爾指數、空間自相關、重心轉移模型數據分析方法分析2000-2018年糧食生產的空間演變格局，以期為長江流域地區糧食生產布局與優化和糧食生產政策的制定提供科學依據。

一、研究區域概況與數據來源

（一）研究區域概況

長江流域是指長江干流和支流流經的廣大區域，主要跨四川、云南、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、上海9個省（直轄市、自治區），流域總面積約為180萬km2。流域內人口約占全國的30%, 耕地占全國的1/4，農業生產值占全國農業總產值的40%，為全國重要的糧食生產基地。

（二）研究數據

本文研究數據包括統計數據及空間數據。其中糧食產量的統計數據來源于《中國縣域統計年鑒（2000-2018）》，該數據主要包括縣及縣市數據，市轄區數據缺失較多。本文涉及縣域單元（包含合并的市轄區）共640個，其中有效數據638個。空間數據采用2018年長江流域縣級行政區劃矢量圖，其他年份的縣級行政區劃以2018年行政區劃為準。

二、研究方法

（一）洛倫茲曲線與集中化指數

洛倫茲曲線是用來描述財富分配性質的累計頻率曲線。本文應用洛倫茲曲線對糧食生產格局研究，以反映區域糧食生產的分散或集中程度[2]。首先，將各縣域的糧食產量與該區域糧食總產量的比重按由小到大排列；然后逐次計算糧食產量的累計百分比；最后繪制以縣域代碼為橫坐標（x），累計百分比為縱坐標(y)的實際分布曲線。該曲線為內凹曲線，內凹程度越大，糧食生產越分散，反之糧食生產越集中，當曲線成為對角線時，說明糧食生產呈均勻分布，當曲線是位于100%處與x軸平行，說明糧食生產呈集中分布，即全部集中于某一地區。由洛倫茲曲線可推導出集中化指數，算式如下：

式中I為集中化指數，A為縣域糧食產量的累計百分比的總和，M為集中分布時的累計百分比總和，R為均勻分布的累計百分比總和。I的取值范圍區間在0-1，取值范圍趨近于1，則集中化程度越高，趨近于 0 時，糧食生產趨近于均勻分布。

（二）泰爾指數

研究以省域為上、中、下游的分界，上游包括四川、重慶，中游為安徽、江西、湖南、湖北，下游為浙江、江蘇、上海。泰爾指數的計算公式如下：

（1）式中，n 為縣域單元數量，N 為縣域單元集合，yi為第i個單元糧食產量，μ為各單元糧食產量的平均值。式（3）式中，T為泰爾指數，Tw為區內差異，Tb為區間差異，m為區域分組的個數，μk為區域內各單元糧食產量均值，yi為各單元糧食產量，m為區域內單元數量。

（三）重心轉移模型

本研究構建的區域糧食產量重心模型表示為：

上式中:(xj，yj)為長江流域某要素第j年的重心坐標;(xj，yj)為第i個縣域單元幾何重心坐標 ;Gij(i=1，2，3，…，n)為第i縣域單元第j年的糧食產量。

三、結果與分析

（一）總體格局特征分析

2000年以來，長江流域糧食產量總體呈現增長態勢，且增幅明顯提升。在2000—2018年，長江流域糧食總產量從1.854億噸增加到2.079億噸，糧食總產量增加了2250.724萬噸，相較于2000年，2018年長江流域糧食生產總量增長了12%。由表1可知，2000年糧食產量≥45萬噸的縣域為135個，2018年增加到160個，其中變化較顯著的是糧食產量≥90萬噸的縣區由9個增加至40個，主要集中在江淮地區、江漢平原、洞庭湖平原，主要是由于該地區農業生產條件優越，地方政府頒布一系列保障糧食生產的政策，為糧食生產提供了良好的發展環境；15—30萬噸的縣區從181個降至139個，但分布較為分散；小于15萬噸的生產縣區從2000年的207個增加至234個，主要集中在川西山地、鄂西山地和浙西南丘陵地區，該地區地處山地丘陵地區，糧食生產條件受限，經濟效益偏低，致使糧食生產轉向其它經濟作物生產，同時該地區人口向城市化地區轉移，農業從業人員減少也是導致糧食產量下滑的重要原因。

表1 2000—2018年長江流域縣區糧食生產分布（單位：個）

（二）長江流域糧食生產時空變化特征

1.長江流域糧食生產空間的集中化和區域不均衡化趨勢在擴大（圖1）

圖1 長江流域2000與2018年縣區糧食產量的洛倫茲曲線

根據長江流域的糧食產量占全區的比重大小排序，以各縣區糧食產量累計百分比為y軸，以縣區代碼為x軸，繪制洛倫茲曲線，結果如圖2。從糧食產量的洛倫茲曲線變化趨勢來看，2018年長江流域糧食生產的曲線內凹程度明顯比2000年增大，表明了長江流域糧食生產集中化程度在增強。采用集中化指數來看，2000-2018長江流域糧食生產的集中化指數從0.4206增加到0.4805，表明了長江流域糧食生產不均衡化程度在加劇，糧食生產日益集中于少數產糧大縣，糧食生產的集聚程度日益強化，這與洛倫茲曲線分析的生產集中化程度在增強是一致的。

圖2 長江流域糧食生產2000-2018年重心移動變化軌跡

2.長江流域上中下游糧食生產的總體差異加大，區內變化波動起伏，區間差異增長穩定

根據計算公式得出長江流域上中下游糧食產量的泰爾指數，從總泰爾指數（T）來看，2000-2018年長江流域內的泰爾指數持續上升，從2000年的0.400379上升至2018年的0.535935，表明了研究時間內上中下游糧食生產的差異在逐步擴大。從泰爾指數分解的計算結果來看，上中下游的區間變化趨勢較不穩定，呈現出先下降再急劇上升最后趨于穩定的態勢，從2000年的0.006933下降至2005年的0.003595，又在2010年迅速上升至0.014776，上升幅度約為2005年的3倍，最后該指數趨于穩定，在0.015左右小幅波動。相比于區間變化，長江流域上中下游的區內變化較為穩定，整體呈上升趨勢，表明了上中下游區內的糧食生產差異也在逐步擴大。

3.長江流域糧食生產重心整體向東南偏移，并逐步趨于穩定

利用重心轉移模型計算出長江流域5個研究年份的糧食生產重心，如圖5所示，從圖中看出長江流域的糧食生產中心在湖北省仙桃市和漢川市境內移動。2000、2005年長江流域的糧食重心生產均位于仙桃市北部，2010年生產重心發生變化，從仙桃市向東北方向轉移至漢川市中部，此后一直位于漢川市，小幅度向西北偏移。

四、結論與討論

長江流域糧食生產由自然資源稟賦、國家區域政策、社會經濟發展水平以及科技要素投入水平等因素共同決定[3]。自然資源條件主要包括地形、土壤、氣候等；政策因素主要包括糧食補貼、基本農田保護等；社會經濟發展水平主要有產業結構、城鎮化水平、農業從業人員等；科技水平主要包括農業機械化水平、化肥的投入、品種改良等，另外還涉及國際進出口糧食以及產業結構調整等多重因素影響[4]。

本文利用統計和空間分析方法研究了2000-2018年長江流域縣域糧食生產空間格局演變的時空動態特征。結果表明：2000年以來，長江流域縣區糧食產量增加了2250.724萬噸，糧食生產逐步向平原區和產糧大縣集中，這說明了糧食生產受地形條件的影響糧食產區主要集中在長江流域的平原地區；集中化指數由 2000年的0.4206增加到2018年的0.4805，主要是由于我國將長江經濟帶的發展上升為國家戰略，地區圍繞經濟發展為中心，城市建設用地增加，農用地面積減少以及農業勞動力向城市轉移，農業從業勞動力數量減少，農業結構遭到一定的破壞。長江流域上中下游糧食生產的區域差異加大，主要是由于上中下游經濟發展水平差距明顯；長江流域糧食生產縣區成明顯的空間集聚狀態，高-高產量的地區主要分布在成都平原、江漢平原、江淮地區和洞庭湖平原，低-低集聚的地區主要分布在川西、皖南和浙西南地區，這與糧食生產重心向東南方向偏移基本一致。

本文僅是長江流域縣域糧食生產時空動態做的初步研究，而格局變化的深度原因未做深入分析和評價。由于無法獲取大量樣本數據，及受篇幅所限，本文僅從糧食總產量的要素分析，對糧食結構以及品種的供需關系有待深入研究；尚未與其它流域地區的糧食生產做比較，而深度分析其空間格局變化的原因及提出有效的糧食發展政策是下一步亟需補充探討的重要方向。