全球水稻生產時空變化特征及貿易趨勢分析

姚 偉，佟越強，劉 棋，臧華棟*，楊亞東，戚志強，曾昭海

（1中國農業大學農學院/農業農村部農作制度重點實驗室，北京 100193；2三亞中國農業大學研究院，海南三亞 572025；3中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，海南海口 571101）

0 引言

【研究意義】全球有超過30億人以稻米為主食，且稻米在我國糧食作物中的消耗量占60%以上。因此，在全球糧食中，水稻具有不可替代的重要地位。聯合國預測到2050年，全球人口將達近100億。面對龐大的人口壓力，國內外學者致力于糧食安全研究，期望能探索出應對未來挑戰的對策（袁隆平，2018）。現階段我國主要面臨著南方稻田的撂荒和雙改單導致水稻種植面積減少的現象。全國糧食平衡策略由過去的南米北調向北米南運轉變（潘文博，2009；辛良杰和李秀彬，2009）。同時，自2010年來我國水稻進口量大幅增加。因此，明確當今水稻生產的國際格局，為我國水稻生產提供準確明晰的定位，對制定未來水稻生產策略至關重要。【前人研究進展】關于世界范圍及我國的水稻生產情況，前人已做了大量研究。鄭九如等（2004）、周錫躍等（2010）、朱德峰等（2010）在十幾年前分析了世界水稻的生產現狀、限制因素及未來發展趨勢和挑戰。楊萬江（2009）研究水稻生產對世界糧食安全的貢獻，從資源優勢、技術進步和先進制度等方面說明了我國水稻創新發展對糧食安全的貢獻。程勇翔等（2012）利用重心擬合模型和敏感性分析對我國水稻生產時空變化進行動態分析，明確了我國近代的水稻發展分為3個階段，認為現階段水稻種植面積是影響我國水稻總產和糧食安全的重要因素。劉書通等（2014）利用比較優勢和生產集中度對我國水稻生產區域變化及水稻主產區進行分析，發現近幾十年來我國水稻生產格局發生了明顯變化。肖池偉等（2015）、李桃和江立庚（2017）分別對江西和廣西的水稻生產時空格局進行分析。王小慧等（2018）采用重心遷移研究我國1985—2015年的水稻時空變化特征，表明我國的水稻產量和種植重心向東北方向遷移。【本研究切入點】前人關于全球水稻生產變化的研究多集中于各大洲或國內省域的生產現狀，對各主產國的水稻種植結構和貿易的時空變化研究甚少。【擬解決的關鍵問題】基于1961—2019年全球水稻生產和貿易數據，揭示全球水稻生產及貿易的時空變化規律，以及我國水稻生產及貿易的現狀，闡明其生產現狀和發展潛力，以期為我國糧食生產和水稻布局的政策制定提供理論依據。

1 數據來源與研究方法

在充分了解我國水稻生產現狀的基礎上，本研究利用線性模型檢驗全球水稻生產時空變化規律；使用規模優勢指數和效率優勢指數分析我國與其他水稻主產國的水稻生產規模和生產效率。

1.1 數據來源

本研究選取全球范圍內水稻主產區和主要貿易國為研究對象。數據來自聯合國糧農組織（FAO）統計數據庫FAOSTAT（http：//www.fao.org/faostat/en/）中1961—2019年世界水稻生產與進出口數據。主要包括六大洲（歐洲、亞洲、非洲、北美洲、南美洲和大洋洲）及120多個水稻生產國逐年的水稻總產量、收獲面積和單產等；貿易數據主要包括190多個國家和地區逐年的水稻進出口數量。

1.2 研究方法

1.2.1 線性模型 采用一元線性回歸模型分析1961—2019年全球主產區及主產國的水稻總產量和種植面積隨時間的變化規律（尹小剛和陳阜，2019），計算公式如下：

式中，表示第個地區的種植面積（總產量），為年份，a為常數項，b代表水稻的種植面積（總產量）與年份的系數。利用皮爾遜線性分析水稻種植面積（總產量）隨年份變化的顯著性。

1.2.2 產量貢獻率 作物產量由單產和收獲面積共同決定，因此在分析作物產量貢獻率時必須考慮到單產貢獻率、面積貢獻率以及二者互作3個方面（佴軍，2013）。水稻的單產貢獻率和面積貢獻率的計算公式如下：

式中，為始年，為末年，RA表示ij時間段水稻的收獲面積貢獻率，RY表示ij時間段水稻的單產貢獻率，RR表示產量貢獻率，和分別表示和時期的水稻收獲面積，和分別表示和時期的水稻單產，和分別表示和時期的水稻總產量。當RR＜0.5時，表示水稻產量變化主要由種植面積變化引起，為面積主導型；當RR＞2時，表示水稻產量變化主要由單產變化引起，為單產主導型；當0.5＜RR＜2時，認為水稻總產變化由單產和種植面積共同變化引起，即互作主導型。

1.2.3 規模優勢指數和效率優勢指數 本研究所用規模優勢指數反映兩地區水稻種植規模（面積）的差值比，效率優勢指數反映兩地區水稻單產的差值比（馮喜梅等，2021）。將1961—1990年（30年）劃分為第一階段，1991—2019 年（29年）劃分為第二階段，重點分析2個時間段我國和其他11個水稻主產國的生產情況。規模優勢指數和效率優勢指數的計算公式如下：

式中，SAI和EAI分別表示水稻生產的規模優勢指數和效率優勢指數；和分別表示第國水稻種植面積和單產；和表示我國的水稻種植面積和單產。當SAI和EAI為負時，表示第國的生產規模和生產效率與我國相比均處于劣勢；當SAI和EAI為正時，表示第國的生產規模和生產效率與我國相比均處于優勢。

1.3 統計分析

采用Excel 2019對數據進行換算、統計整理分析，采用Origin 2021繪制箱線圖、散點圖和條形圖。

2 全球水稻生產時空變化特征及貿易趨勢分析

2.1 全球水稻主產區水稻生產時空變化特征

據資料顯示，1961年和2019年全球的水稻總產量分別為21564.7萬和75547.4萬t，其中亞洲是全球最主要的水稻生產區（圖1），水稻總產量始終穩定在全球的90%左右。1961—2019年，東亞、南亞和東南亞是亞洲的三大水稻產區，分別占全球水稻總產量的36.9%、29.8%和24.0%（圖2）。亞洲的水稻總產量增漲最明顯，由1961年的19877.8萬t增加到2019年的67727.7萬t，年均增加約811.0萬t；其次是美洲，其水稻生產大多集中在南美洲，美洲的水稻總產量由1057.1萬t增加到3533.6萬t，年均增加42.0萬t；此外，非洲的水稻產量也在逐步提高，由1961年的431.0萬t（2.4%）提高到2019年的3877.1萬t（10.6%），水稻生產主要集中在非洲的西部、東部和北部，共占非洲總產的74.9%；歐洲和大洋洲的水稻生產占比很小，二者累計占比約1.0%左右。

同時，由圖1和圖3可知，1961—2019年全球水稻的收獲面積顯著增加，由1961年的11536.5萬ha增加到2019年的16205.6萬ha，增長40.4%，平均每年增加79.1萬ha。其中增加最明顯的是非洲，由1961年的277.7萬ha增加到2019年的1711.1萬ha，增長近5倍；亞洲的水稻收獲面積由1961年的10695.8萬ha增加到2019年的13860.5萬ha，年均增加53.6萬ha。59年間歐洲、美洲及大洋洲的水稻收獲面積整體上變化不大。

綜上所述，1961—2019年全球水稻總產和收獲面積不斷增加，水稻生產主要集中在亞洲，其次是非洲和美洲，非洲水稻收獲面積的增加是全球水稻生產規模擴大的主要驅動因素，農業是許多非洲國家的主要產業，部分非洲國家正在改進水稻生產方式

以緩解糧食安全的壓力，同時我國的雜交水稻逐步向非洲推廣并創下了高產紀錄。

2.2 全球水稻主產國水稻生產時空變化特征

由圖4可知，水稻主產國是中國、印度、印度尼西亞、孟加拉國、越南、緬甸、泰國及菲律賓等國家，分布在亞洲的東部、南部及東南部，這與水稻主產區相匹配。上述8個國家的水稻總產量占全球的80%以上，其中我國和印度的水稻總產量占全球的50%以上。1961—2019年，我國和印度的水稻總產量呈波動上升趨勢，年均分別增加263.0和210.4萬t（表1），2019 年的水 稻產量分別為21140.5 萬和17764.5萬t；印度尼西亞、孟加拉國、緬甸及菲律賓的水稻產量呈逐年緩慢增長的趨勢；泰國和越南的水稻產量在2010年之前有緩慢增加的趨勢，而2011年之后其水稻產量有所下降，呈先升后降的趨勢（圖4）。總體來看，1961—2019年各主產國的水稻總產量均有所增加。

結合表1和圖4可知，1961—2019年各主產國的水稻收獲面積均有所增加。1961—2019年印度水稻收獲面積穩居全球第一，整體呈波動上升的趨勢，由1961年的3469.4萬ha增加到2019年的4378.0萬ha，年均增加15.4萬ha；同時期我國水稻收獲面積呈先升后降的趨勢，其中，1961—1976年水稻收獲面積顯著增加，而1976年之后有所下降，2019年我國水稻收獲面積為2996.0萬ha，相比1976年的3696.9萬ha減少19.0%。此外，印度尼西亞、孟加拉國、緬甸、菲律賓、泰國和越南的水稻收獲面積整體呈增加趨勢，年均分別增加6.5萬、5.1萬、4.5萬、2.5萬、6.1萬和4.6萬ha。

綜上所述，我國的水稻收獲面積有緩慢下降趨勢。與我國相比，印度水稻生產的規模優勢在不斷增加，其水稻總產和收獲面積逐年上升。其中原因主要源于印度的人口增長和資源平衡的壓力，為滿足人口增長必須擴大糧食種植面積；緬甸、泰國和越南等其他水稻主產國水稻生產規模小幅增加可能是由于機械化條件的成熟和水稻復種指數的提高。

2.3 全球水稻主產國產量貢獻率及主導型分析

由表2可知，在第一階段（1961—1990年）和第二階段（1991—2019年），產量貢獻率均大于2.00的主產國為中國、印度、孟加拉國和印度尼西亞，說明1961—2019年上述4個國家的水稻生產均屬于單產主導型；柬埔寨和巴基斯坦的產量貢獻率為0.76～1.34，表明柬埔寨和巴基斯坦的水稻生產是面積和單產互作主導型；巴西、泰國和越南在第一階段的產量貢獻率分別是0.44、0.41和0.27，第二階段分別為3.93、4.69和3.51，表明巴西、泰國和越南的水稻生產由面積主導型向單產主導型轉變；緬甸和菲律賓由單產主導型（6.95和32.40）轉變為互作主導型（0.65和0.89）；而日本則由互作主導型（0.79）向面積主導型（0.31）過渡。

與我國相比，僅印度的水稻生產規模優勢指數大于0，且呈不斷增加趨勢，而其他主產國的水稻生產規模優勢指數均小于0，但仍有小幅度的增加（圖5）。同時，僅日本的水稻生產效率優勢指數大于0，且呈不斷減小趨勢，其他主產國的水稻生產效率優勢指數均小于0，其中越南、巴西、柬埔寨和孟加拉國均有增加趨勢，而泰國則表現為減小趨勢（圖6）。

綜上，與我國相比，印度的水稻生產規模優勢增加主要是源于人口增長壓力和效率優勢較低；日本的效率優勢從第一階段到第二階段驟減，主要歸因于1961—1990年間第三次工業革命的進一步成熟，極大地解放了勞動生產力，促進了農業和工業生產，其次是1967年之前日本稻米生產處于相對短缺狀態，刺激了化肥和農藥的投入。

2.4 全球主要地區水稻貿易量變化分析

由圖7可知，2000年以來，非洲地區水稻進口量大幅增加，凈進口量約占全球的1/3。2011年以前，我國是世界重要的水稻出口國之一，水稻出口量遠大于進口量，為世界糧食安全做出了很大貢獻。而自2012年開始，我國水稻進出口格局發生了根本性變化，進口量劇增，出口量拉低，由此我國從水稻凈出口國變成了凈進口國。現階段，我國水稻總產量連年增加，但水稻生產成本不斷提高，消費者對優質稻米的需求增加和消費結構的升級，使得我國水稻產業正面臨著產量高、進口量高和庫存高的供求失衡的局面。對此政府也在全面推進去庫存進程，自2015年起我國水稻出口量逐年增加，2017年開始水稻進口量下調，為了進一步加快推動去庫存的戰略，我國向非洲等糧食不能自足的地區以相對較低的價格加大稻米出口量。

由圖7還可看出，印度、泰國、越南和巴基斯坦仍是世界上最大的水稻出口國，20世紀90年代后，上述4個國家的水稻出口量明顯增加，其中泰國出口量穩居全球第一，年均出口量達1165.2萬t，占全球總出口量的25.7%。中國和緬甸的水稻出口量雖有不同程度的增長，但增長幅度較小。從年際間看，世界水稻的進出口量不斷增加，2019年全球水稻進出口數量多達13116.5萬t，比1961年增加近6倍；從地理位置上看，全球水稻進出口貿易的一個顯著特點是，出口國主要集中在亞洲，而進口國則相對分散，間接說明亞洲在全球水稻生產中不可動搖的地位。

綜上所述，全球水稻貿易整體呈上升趨勢，其中印度、泰國和越南的水稻出口量位居全球前列。自2000年起非洲的稻米進口量急劇增加，2012年以來我國由水稻凈出口國變成了凈進口國。

3 討論

1961—2019 年全球水稻總產量和種植面積逐年增加，受氣候、歷史文化和經濟發展等因素的限制，水稻生產主要集中在亞洲，其次是非洲和美洲。隨著雜交水稻的普及和非洲的飲食習慣變化（石左虎，2015），非洲地區的稻米消耗量逐年上升；同時，非洲部分國家正加大對農田水利建設投入，該地區豐富的光溫和水資源能滿足水稻生長，且土地后備潛力巨大（王靜怡等，2019；Dossou-Yovo et al.，2020）。因此，非洲水稻生產具有較好的上升空間。然而，隨著經濟全球化的發展，部分發展中國家正在向城市化和工業化轉變，非農業結構比重增加，出現了農業非農化的現象（辛良杰和李秀彬，2009）。我國的水稻收獲面積有緩慢下降趨勢，主要是經濟的快速發展、農業勞動力減少及南方雙季稻收獲面積不斷下降等所至（Qiu et al.，2016）。緬甸、泰國和越南等其他水稻主產國由于機械化條件的成熟和水稻復種指數的提高，其生產規模均小幅增加。然而，印度水稻生產的規模優勢不斷增加，種植面積逐年上升，主要歸因于人口的增長和集約化生產水平的不斷提高。

全球水稻貿易整體呈上升趨勢，印度、泰國和越南的水稻出口量較為突出，一是因為泰國和印度等國家水稻總產量的提高，在自給自足之余向國外出口；二是由于這些國家的稻米品質較高，具有良好的市場競爭優勢（劉琦，2019）。2005—2015年我國的稻米出口減少，進口增加，主要是國內農業生產成本的提高，導致國內稻米市場價格高于國際價格，出現了價格倒掛現象，我國實行托市收購政策；其次是人民生活品質的提高，對健康、營養和優質的稻米需求增加，而國內高質量稻米供給不足（李騰飛等，2018）。未來可對生產供給和市場需求進行調整以優化產業結構。

國家糧食安全戰略的總體要求是“以我為主、立足國內、確保產能、適度進口、科技支撐”，明確指出了我國糧食安全問題要以國內糧食生產為工作重點（辛翔飛和王濟民，2019）。縱觀國內外關于水稻生產時空演變方面的研究成果可得出，我國與其他國家存在差異主要表現在農業生產制度、農業資源稟賦和國情農情等方面，其他國家的人地矛盾及耕地壓力相對而言不那么突出（方偉等，2020）。目前我國正面臨著水稻種植面積減少、水稻單產貢獻率相對下降、環境資源限制、糧食需求剛性增加及消費結構轉變等諸多問題（Haque et al.，2021；Wang et al.，2021），糧食安全仍不容懈怠。在此新形勢下，分析全球水稻生產和國際貿易的時空變化特征為我國糧食安全和稻米生產提供了必要的理論基礎。

4 建議

4.1 平衡水稻種植面積，提升農田質量，實現耕地資源可持續利用

自1980年起，我國水稻種植面積有所減少，水稻生產重心開始轉移，耕地總量不足，基于這一事實，應嚴格堅守耕地紅線，保證耕地總量和水稻種植面積，科學合理規劃好各省份水稻種植面積，同時實行區域補償制，穩定全國水稻種植面積。需要加強對耕地質量保護，推廣秸稈還田及有機肥的應用，有針對性的治理污染區和利用中低產田，培育健康土壤，提升耕地生產力，從而實現耕地資源可持續利用。

4.2 加大水稻生產的政策支持

從其他水稻主產國的水稻生產經驗看，政府頒布的惠農政策對水稻可持續穩健發展具有重要意義。為確保國家糧食安全，各級部門應認真落實各項支農惠農政策，加強農業基本設施建設；同時提高糧食種植補貼，保護農民種糧積極性；鼓勵規模化、標準化和集約化經營模式，提高生產效率和經濟效益。

4.3 推進稻谷供給側結構性改革

加強優質稻品種的選育和推廣，提高優質稻米的產量比重；調整區域作物布局，合理配置生產要素；加快水稻生產機械化進程，降低稻米生產和加工成本；減少化肥和農藥的使用。保證糧食安全性及稻米質量，推進水稻產業供給側改革，這將有助于加快水稻產業結構調整與升級。解放生產力的同時要提高競爭力，這對加速我國稻米市場化進程和邁向國際化步伐具有重要意義。