王貞妍,何云玲,林 晨
(云南大學 地球科學學院,昆明 650500)
作為傳統的農業大國,糧食生產是中國經濟發展與科技創新的基礎,也是穩固社會和諧、與人民息息相關的重大戰略問題。然而,隨著2019年末暴發的新冠疫情在全球蔓延,部分國家限制糧食出口,全球糧食市場不穩定。中國部分地區采取嚴格的封閉式管理,農時耽誤和生產資料的不足對糧食生產帶來了巨大的沖擊與挑戰(蔣和平 等,2020)。確保能夠為所有人口生產與供應充足的糧食是中國糧食安全戰略的基本保障(馬樹慶 等,2010),而研究糧食生產現狀對未來糧食生產結構調整、優化布局有著重要指導意義。
作為糧食生產最基本的要素,糧食作物種植面積和產量的時空格局變化能較好地反映區域糧食生產狀況。國外關于糧食生產的研究開始較早,研究范圍也較為廣泛,主要集中在農業生產格局的影響因素、糧食安全性等方面。如Raj(1963)在印度旁遮普地區的研究表明,氣候因素會對作物種植面積產生重要影響;Samapundo等(2005)從作物生理生態角度研究了溫度、水資源等自然因素對玉米生長產生的影響;Kelejian 等(2010)認為農村勞動力轉移在一定程度上并未對糧食生產布局造成影響;而Bell等(2002)的研究結果表明,要素投入和技術變化、管理經營等是農業生產格局變化的主要影響因素。對于糧食安全性的研究,Asha 等(2018)研究了氣候變化對17 種印度農作物的潛在影響,填補了印度地區在適應氣候變化和生產多樣性方面的空白;Rutten 等(2014)通過研究越南土地類型變化對經濟的影響,發現土地利用格局變化會對越南的糧食安全造成威脅。20 世紀90 年代以來,國內已有較多學者在不同尺度下對糧食生產時序變化、空間格局、安全性評價等方面開展研究。時序變化方面,丁金梅等(2017)分析了2000―2015年中國主要糧食產量變化,得出稻谷、小麥產量小幅度增長且玉米產量大幅增長;曹永強等(2018)運用分段線性趨勢法對河北省2001—2015年的農業數據資料進行研究,發現河北省主要糧食作物的產量和種植面積呈顯著的“先減少后增長”態勢??臻g格局方面,黃愛軍(1995)首次提出了建國以來中國糧食增長中心呈現“北上”“西進”的轉移趨勢,得到了王介勇等(2009)較多學者的支持;何秀麗等(2007)對吉林省糧食生產格局進行研究,發現其區域差異顯著、中偏西部年均糧食產量最高;于元赫等(2020)利用重心遷移模型對1995―2015 年山東省糧食生產時空變化進行研究,發現山東省生產重心向西遷移。糧食安全性評價方面,潘佩佩等(2013)利用糧食波動系數和變異系數對1985―2010年太湖流域糧食安全進行評價,得出太湖流域糧食安全風險較大。綜上,中國糧食生產研究多以全國范圍等大尺度為主,后逐漸轉向各區域(流域、平原等)以及各省域的糧食生產空間分異格局;研究方法上逐漸引入了自相關模型、重心模型等,增強了研究結果的可靠性和可視性;研究內容上加入了影響因素、趨勢預測、安全評價等。
云南省地處中國西部,民族團結、社會穩定以及邊疆鞏固等問題都與其糧食生產穩定密不可分。獨特的區位優勢使云南省成為“一帶一路”戰略建設中的重要節點,為開展對外糧食貿易奠定了堅實基礎,因此已有的糧食生產相關研究大多關注貿易發展與糧食出口等方面(楊蕙銘 等,2019;孫哲遠等,2020)。同時,以云南省為對象的研究大多關注耕地資源變化(張嵐,2008),較少從時空尺度研究糧食生產現狀及安全程度。因此,本文基于長時間序列完整的云南省主要州市的糧食作物種植面積及產量數據,運用統計、空間分析等方法對其糧食生產的時空變化特征以及安全性進行分析,以期為云南省農業產業結構調整、發展方向提供科學參考。
云南省位于中國西南邊陲,地處低緯高原,位于21°08′—29°15′ N、97°31′—106°11′ E之間。由于受到東南季風和西南季風、高原山地氣候區的影響,云南省氣候與自然地理環境復雜,山地、高原、丘陵約占總面積的94%。2018年全省土地調查總面積3 831.89 萬hm2,其中農用地3 291.67 萬hm2,占總面積的85.90%(楊朝磊 等,2020)。云南省地形獨特、氣候類型多樣,年溫差小、日溫差大、無霜期長、雨水充沛、水資源豐富、海拔落差大、土壤類型多,這為不同品種的糧食作物提供了良好的生長條件,形成了具有特色的高原糧倉(田飛,2018)。
本文以云南省各州市為基本單位,行政區劃地理數據來自國家基礎地理信息系統①http://www.ngcc.cn/ngcc/;全省糧食產量與種植面積、各州市糧食作物產量與種植面積以及年末常住人口等數據來自《云南統計年鑒》(云南省統計局 等,1989―2018)。
1.2.1 對數平均迪氏分解法(LMDI)單個糧食作物的產量變化主要受單產和種植面積的影響,其他影響因素則主要通過這2種直接因素影響糧食產量變化(張志高 等,2018)。因此,選取可消除殘差項、滿足因素可逆的LMDI分解法,對糧食增產量以及增產貢獻率進行分析。計算公式為(楊春霞等,2020):
式中:?P為糧食作物增產量;?Pa為單產增加帶來的增產量;?Ps為種植面積增加帶來的增產量,P0、Pt為研究初期和末期的糧食產量;a0、at為研究初期和末期的單產量;S0、St為研究初期和末期的種植面積。
單產變化和種植面積變化對糧食作物增產的貢獻率計算公式(楊春霞 等,2020)分別為:
式中:Ca、Cs分別為單產變化和種植面積變化對糧食作物增產的貢獻率。
1.2.2 糧食總產量變化的貢獻因素 糧食總產量變化主要表現為種植面積和平均單產量的變化(劉忠等,2013)。統計指標中的單產量是指加權平均單產,除了各糧食作物本身單產的變化外,單產量不同作物之間的變化調整也是一個重要因素。因此,糧食作物內部種植結構的調整對糧食總產量的貢獻不容忽視。采用朱晶等(2015)的糧食增產貢獻因素分解與測算方法,將假設存在的無結構調整情形與實際變化情況對比,得到因結構調整而導致的糧食總產量變化情況,從而計算出糧食種植面積、各作物單產量及糧食作物內部種植結構調整對糧食產量變化的貢獻率。計算公式為(朱晶 等,2015):
糧食種植面積變化對糧食總產量變化的貢獻率:
結構調整對糧食總產量變化的貢獻率:
各作物單產變化對糧食總產量變化的貢獻率:
式中:ψRt、ψAt、ψyt分別表示糧食種植面積變化、結構調整以及各作物單產變化對糧食總產量變化的貢獻率;βit表示無結構調整狀態下糧食總種植面積及各作物種植面積的增長率(βit=Rt+1/Rt,其中Rt+1、Rt分別表示第t+1年和第t年的糧食總種植面積);Qt+1、Qt分別表示t+1和t年的糧食總產量;λit表示各作物加權后的自身單位面積產量變化(λit=∑Sit yi,t+1/∑Sitλit,其中i代表不同的糧食作物,t為年份)。
1.2.3 重心遷移模型 重心模型是研究要素在區域發展過程中發生空間變動的重要分析工具(劉彥隨等,2009),本文根據重心遷移模型理論嘗試構建云南省糧食產量重心擬合模型,計算公式(于元赫等,2020)為:
式中:(Mj,Nj)為云南省糧食生產第j年的重心坐標;Pij為第i個市(州)第j年的糧食產量;(Mi,Ni)為第i個市(州)的幾何重心坐標,可利用ArcGIS計算得到。
1.2.4 糧食產量波動系數 糧食生產在受到自然因素和經濟因素的影響下會出現波動,波動幅度可用糧食產量波動系數(α)表示,波動系數越大,糧食生產安全風險越高。其計算公式(王介勇 等,2009)為:
式中:Yt為第t年的實際糧食產量;Ft為第t年的趨勢產量。
云南省1989―2018年糧食生產時間變化特征如圖1 所示,結果顯示:1)近30 年全省糧食種植面積總體呈顯著上升趨勢(P<0.001),最小值為353萬hm2(1993年);最大值為446萬hm2(2016年),比1993 年增加了26%;其中波動幅度最大的是1999―2007 年,最小值與最大值之間相差34 萬hm2,這可能是因為新的扶貧政策致力于增加貧困人口收入,調整了農業結構,使糧食種植面積出現明顯波動(國務院頒布實施2001—2010農村扶貧開發綱要)。2)近30年全省糧食總產量也呈現顯著增加趨勢(P<0.001),最小值出現在1989 年(998 萬t),最大值出現在2015 年(1 970 萬t),相比1989年增長率為97%;尤其是自2007年起,糧食總產量連續9年增產,這表明2008年全省啟動實施的“百億斤糧食增產計劃”成效顯著。3)近30年全省糧食單產量變化趨勢與糧食總產量一致,整體表現為顯著增加的變化趨勢(P<0.001);但個別年份出現波動,對典型年份進行分析發現,2006年云南省開始改造中低產田,顯著地提高了糧食種植及栽培過程中抵御自然災害的能力,2006年以后9年間的糧食單產以29.6%的增長率增加;2016年受厄爾尼諾影響,云南省干旱、洪澇等自然災害頻發(陳衛等,2016),造成糧食單產量大幅下降。

圖1 1989—2018年云南省糧食種植面積和產量的變化趨勢Fig.1 Variation of grain planting area and yield from 1989 to 2018 in Yunnan Province
云南省1989—2018 年主要糧食作物稻谷、小麥、玉米和薯類的種植面積和產量的時間變化特征如圖2所示。種植面積上(圖2-a),2003年前,全省薯類的種植面積最少,小麥次之,玉米除少數年份略低于稻谷外均為最大;2003年后,薯類作物種植面積超過小麥,并與稻谷種植面積在2011—2016年幾乎相等,這可能是因為云南省在2000年后為發展特色農業而進行的產業結構調整(李云海 等,2003)。近30年小麥和稻谷種植面積總體表現為波動下降的趨勢,分別下降16%和36%;而玉米種植面積則有顯著上升的趨勢,增加了82%(見圖2-a),尤其是2004年后增長較顯著,這與當時國內畜牧業和玉米深加工業的快速發展導致玉米的需求量增大有很大關系(農業部農業貿易促進中心課題組,2014)。總產量上,全省小麥近30年最少,年均產量為108萬t,但波動較小,基本保持平穩;薯類總產量從2000年開始高于小麥,研究時段內總產量增加了228%;稻谷和玉米的總產量在2009 年之前基本呈穩步上升趨勢(圖2-b),稻谷總產量大于玉米,但從2010年開始玉米總產量超過稻谷,呈現顯著增加的趨勢,增長率高達216%。單產量上,近30年來全省小麥、稻谷、玉米和薯類的單產量變化總體呈上升趨勢(圖2-c),其中小麥單產最低,薯類次之,玉米較高,稻谷單產最高。

圖2 1989—2018年云南省稻谷、小麥、玉米和薯類的種植面積(a)和產量(b、c)的變化趨勢Fig.2 Variation of grain planting area(a) and yield (b, c) of rice,wheat, corn and potato from 1989 to 2018 in Yunnan Province
利用LMDI 模型計算4 種主要糧食作物種植面積與單產對其總產量變化的貢獻率,結果如表1所示。稻谷1989-1998年的增產主要依靠單產量的增加;1999-2018年總產量的提高則是由種植面積增加所導致。小麥1989—1998年的增產由單產量和種植面積的提升共同起作用;1999―2008年小麥種植面積和單產量均減少,但總產量降低主要是由種植面積大幅下降所導致;2009―2018年小麥單產量增加,但種植面積減少使得小麥減產。玉米1989―1998 年總產量增產的主要因素是單產量提高;而1999―2008 年總產量增產是由種植面積增加導致;2009―2018年種植面積增加和單產增加對玉米增產的貢獻率相近。薯類在研究時段內總產量的變化均是主要由種植面積變化所導致,3 個時段內的貢獻率分別為85%、78%、206%。

表1 1989—2018年云南省4種主要糧食作物種植面積與單產對各自總產量變化的貢獻率Table 1 Contribution rates of planting area and yield per unit area to the change of total yield of four major grain crops from 1989 to 2018 in Yunnan
計算近30年糧食種植面積、各主要作物單產和種植結構調整對云南省總產量的貢獻(表2)可知,1989-1998年全省糧食總產增量為321萬t,3種因素對糧食增產的貢獻率分別為35%、85%、?20%,其中各作物單產增加貢獻最明顯,但種植結構調整貢獻率為負值,這是由于該時段低產的小麥種植面積增加(圖3);1999―2008 年全省糧食增產119萬t,種植面積、各作物單產和結構調整對糧食增產的貢獻率分別為16%、17%和67%,相比上一個10年,種植面積與各作物單產對糧食增產的貢獻率下降,但結構調整對糧食增產的貢獻率增大,這是因為低產作物小麥的種植面積與比例大幅下降,其他3 種作物的種植面積均上升(見圖3);2009―2018年全省糧食增產284萬t,主要是因為各作物單產增大導致總產量增加。

表2 1989—2018年種植面積、各作物單產和結構調整對云南省糧食總產量增產的貢獻率Table 2 The contribution rate of three factors to the increase of grain production from 1989 to 2018 in Yunnan Province

圖3 1989—2018年云南省4種主要糧食作物占總種植面積的比例變化Fig.3 Change of the proportion of four main grain crops in the total cultivated area from 1989 to 2018 in Yunnan Province
近30年云南省各州市糧食種植面積整體呈現東多西少的空間分布規律(圖4),年平均種植面積最多的地區為曲靖市(54.08 萬hm2),最少的為迪慶藏族自治州(4.93萬hm2)。1999—2008年全省糧食種植面積相比前10年減少的地區有9個,幾乎全位于中西部,其中減少最多的為玉溪市,減少量為3.47 萬hm2。由于農業結構調整,2009—2018 年全省糧食種植面積相比前10年減少的地區數量大幅下降,僅迪慶藏族自治州減少了0.03萬hm2??傮w上,近30年來全省糧食種植面積減少的地區有6個,其中玉溪市減少最顯著(減少量為2.67萬hm2),其次為昆明市(減少量為1.22萬hm2)。作為滇中城市群主體,昆明市和玉溪市是全省城市化水平最高的地區,城區面積擴張迅速,導致糧食作物種植區域減少。而糧食種植面積增加幅度最大的地區為曲靖市,30 年內增加了16.89 萬hm2。各主要糧食作物中,稻谷和小麥的種植面積普遍降低,玉米和薯類普遍增加。研究時段內,稻谷種植面積僅有文山壯族苗族自治州增加(增加量為1.02萬hm2),中西部地區減少程度較大,其中普洱市減少幅度最大(減少量為6.12萬hm2)。小麥種植面積空間分布呈現東多西少的態勢,其中年平均種植面積最多的地區為曲靖市(5.46萬hm2),但研究時段內,僅文山壯族苗族自治州(增加量為0.93 萬hm2)和臨滄市(0.15萬hm2)的小麥種植面積呈上升趨勢。玉米和薯類年平均種植面積最多的地區均為昭通市(玉米18.91 萬hm2,薯類13.57 萬hm2),研究時段內,僅怒江傈僳族自治州的玉米種植面積減少(減少量為0.64萬hm2),昭通市的薯類種植面積變化幅度最大(增加量為7.40萬hm2)。

圖4 云南省不同地區糧食種植面積的空間分異Fig.4 Spatial distribution of grain planting area in Yunnan Province
從不同地區稻谷、小麥、玉米和薯類產量的空間分異特征看(圖5),全省稻谷總產量年平均值呈現由東南向西北遞減的分布規律,平均總產量最高的地區是東南部紅河哈尼族彝族自治州(61.17 萬t)。1989—2018年昆明市稻谷總產量減產最多,由43.54萬減少到13.23萬t,減產率高達70%;其次是玉溪市,由38.59 萬減少到13.29 萬t,減產率為66%。小麥的總產量在3 種谷物中最低,平均高值區呈現由四周向中部聚攏的分布規律;1989—1998年小麥高產區以大理白族自治州和曲靖市為主,總產量分別為16.51 萬、17.03 萬t;2009—2018 年高產區逐步轉移到楚雄彝族自治州,總產量為9.57萬t。玉米在4種作物中增產最快且最多,高產區主要分布在滇東北,并且呈現逐漸向西部擴散趨勢;曲靖市得益于自然生態環境條件的優勢以及玉米產業技術的發展(劉賓照 等,2012),成為近30年全省玉米年平均總產量最多的地區,增產率高達174%。薯類高產區主要分布在滇東北,1989—1998年曲靖市和昭通市的薯類產量遠高于其他地區,年平均總產量分別為42.92 萬和33.84 萬t;1999—2008 年全省薯類年平均總產量 > 5萬t的地區數量由上一時段的3 個增加為5 個,曲靖市和昭通市仍為最高的地區;2009—2018年全省各個地區薯類產量均有較大幅度的提高,相較于上一時段年平均產量增加的地區有15個,其中增產最多的地區為曲靖市,年平均總產量增加39.98萬t,這可能是曲靖市惠農政策的實行以及對于薯類新品種的開發、種植技術等發展的結果(朱黨柱 等,2009)。

圖5 云南省不同農作物總產量的空間分異Fig.5 Spatial differentiation of crop yields in Yunnan Province
糧食總產量重心的遷移可反映區域糧食生產格局的變動,其遷移方向指示了糧食產量在省域空間范圍內的高密度部位(王千 等,2010)。因此根據全省糧食生產重心遷移模型,利用ArcGIS 10.2 繪制1989—2018 年云南省糧食總產量重心移動軌跡(圖6-a)。結果顯示,近30 年全省糧食生產重心位于地理中心的東側,這一區域是糧食生產的高密度區域。1989—1998年重心向西北方向偏移,大理白族自治州為全省糧食增產最多的地區,增長率高達80%;1999—2008年,昭通市和曲靖市糧食增產量分別為24.91萬t、36.75萬t,占全省增產量的66%,致使該時間段內全省糧食生產重心向滇東北方向偏移;2009—2018年,曲靖市繼續大幅增產,增產量占全省的20%,糧食生產重心再次向東北遷移,這主要是因為云南省的耕地主要集中在壩區,而壩子空間分布呈現“東部多、西部少”的規律(顏曉飛,2015),東北部區域的耕地資源較為豐富??傮w上,近30年全省糧食生產重心呈現從地理中心向“西北—東北—東北”遷移的趨勢,但遷移距離較小,糧食生產優勢區域相對比較穩定。主要農作物方面,近30年稻谷生產重心呈現向西遷移趨勢(圖6-b),主要是因為研究時段內中西部地區楚雄彝族自治州、大理白族自治州以及保山市稻谷產量增長迅速(增長量分別為14.55 萬、10.39 萬和10.51 萬t),特別是1989—1998 年,重心西向遷移趨勢最大。小麥作物(圖6-c)產量重心遷移整體趨勢與稻谷相同,但后兩個時段,出現向西南方向遷移趨勢,這可能是因為這一時段在整體小麥產量下降的情況下,初始重心點東北向的昆明市、玉溪市和曲靖市的小麥產量大幅下降(減少量分別為10.08萬、9.39 萬和12.83 萬t)。玉米作物生產重心在1989―1998年內大幅向西南方向遷移,后兩個時段內呈現東南方向遷移趨勢(圖6-d)。而薯類作物生產重心遷移軌跡呈現“C”型(圖6-e)。

圖6 云南省糧食及主要農作物產量重心遷移軌跡Fig.6 Migration trajectory of the center of gravity of grain and major crop yields in Yunnan Province
一個地區糧食的供需情況能夠反映區域糧食生產的安全程度(姚成勝 等,2015)。根據聯合國糧農組織公布的人均營養熱值標準,中國滿足人均營養熱值標準為每年人均糧食消費400 kg(盧良恕,2001)。參考已有研究(華紅蓮 等,2008;馮躍等,2009;劉正佳 等,2021),結合云南省的耕地、人口等基本省情,將每年人均糧食消費350 kg定義為供需平衡的標準線,并將全省與各州市糧食供需情況分為4類:供過于求型(>400 kg/人)、自給自足型(350~400 kg/人)、供略少于求型(300~350 kg/人)、供給不足型(<300 kg/人)。
由人均糧食產量的變化情況(圖7)可知,全省從2010 年開始進入自給自足型水平,并于2013―2015 年進入供過于求型,但2016 年由于遭受極端天氣的影響,糧食產量減少,人均糧食產量降低,再次回到自給自足型??傮w上,近30年全省人均糧食產量呈現顯著上升趨勢,增長率為41%,增長量為111.56 kg/人,但只有近1/3的年份達到自給自足型水平及以上,且目前仍處于自給自足類型中,這說明云南省糧食供給水平還有很大的發展空間。

圖7 1989—2018年云南省人均糧食產量變化趨勢Fig.7 Temporal variation of per capita grain output from 1989 to 2018 in Yunnan Province
再從空間分異特征看(圖8),1989—1998年云南省人均糧食產量整體呈現西高東低的空間分布特征,處于自給自足型及以上的州/市有5個,占全省的31.3%;其中西雙版納傣族自治州和德宏傣族景頗族自治州達到供過于求型,人均糧食產量分別為404.9和455.9 kg。1999—2008年全省糧食種植面積增加,人均糧食產量除中部地區及邊境個別城市外其余地區均有所增加,自給自足型的地區增長到6個,整體大致呈現四周多中間少的空間特征;但伴隨著人口數的增多、農業種植結構的調整等,未存在供過于求型的地區;其中減少程度最大的是德宏傣族景頗族自治州,從供過于求型轉變為供略少于求型,這與其耕地流轉中的“非糧化”問題嚴重相關。2009—2018年全省各地區人均糧食產量大幅增長,僅有昆明、玉溪2市屬于供給不足型,曲靖市、德宏傣族景頗族自治州、保山市等9個州/市進入供過于求型,四周多中間少的空間特征仍較為明顯。

圖8 云南省不同地區人均糧食產量的空間分異Fig.8 Spatial variation of per capita grain output in Yunnan Province
根據程亨華等(2002)的研究,近年來中國的糧食產量波動系數為3%~6%,<3%表明糧食供給不足;該值較大則表明糧食生產較為不穩定,安全水平降低。圖9顯示,近30年云南省糧食產量波動系數為0.3%~8.1%,70%以上年份的波動系數都超過全國平均水平,說明云南省糧食生產不穩定,糧食安全風險較大,但波動系數變化幅度自2007年起減小,逐漸趨近于全國平均水平。

圖9 1989—2018年云南省糧食產量波動系數變化Fig.9 Fluctuation coefficient of grain yield from 1989 to 2018 in Yunnan Province
基于LMDI模型、重心遷移模型等方法,探討了云南省糧食作物種植面積與產量的時空變化分析,并且對糧食安全狀況進行了分析,主要結論為:
1)時序變化上,近30年云南省糧食種植面積、總產量與單產量總體均呈上升趨勢,其中總產量增長率高達97%;糧食增產的主要貢獻因素除1999—2008年為種植結構的調整外,1989—2018年其余時段均為各作物單產量的增加。其中,稻谷和小麥的種植面積在30年內分別下降了16%和36%,總產量和單產量變化不大;玉米的種植面積與總產量的增長率最明顯,分別為82%和216%;稻谷和玉米在1989—1998年增產的主要貢獻因素均為單產量的增加,而1999—2018年3種谷物增產則均是由于種植面積的變化;薯類總產量增加了228%,1989—2018年種植面積增加是其增產的主要貢獻因素。
2)空間格局上,近30 年云南省糧食種植面積整體呈現為東多西少的分布規律,最多的為曲靖市,最少的為迪慶藏族自治州。產量方面,稻谷產量由東南向西北遞減,東南部紅河哈尼族彝族自治州最高,西北迪慶藏族自治州最少;小麥產量最低,高值區由四周向中部聚攏;玉米和薯類發展較快,高產區均主要分布在滇東北。整體上,糧食生產重心呈現從地理中心向“西北—東北—東北”遷移的趨勢。
3)糧食安全上,云南省人均糧食產量總體呈增長趨勢,近30 年增長了111.56 kg/人,全省均為自給自足型,基本能滿足糧食需求;1989—2018年,全省供給不足型的地區數量減少。近30年全省糧食安全較不穩定,風險仍相對較高,僅有1/3 年份的波動系數處于全國糧食產量平均水平范圍內。
本研究發現云南省糧食產量波動增長,這與近年來全國糧食產量的變化趨勢(許紅,2020)一致;同時,稻谷和小麥的種植面積下降、玉米和薯類有所增加也與中國糧食作物時空格局變化相符(周巧富 等,2011)。不同的是,云南省糧食增產主要受到單產量變化和種植結構調整的影響,這和河南、江蘇等地區的研究結果(朱晶 等,2015)一致,而2003—2011年全國糧食增產主要與種植面積的變化相關(劉忠 等,2013)。糧食生產時空格局變化的驅動因素較為復雜,不僅受到氣候、地形等自然條件的影響,如水熱資源不同會導致糧食生產的潛力不同,曲靖市的農業基礎和自然生態條件較為適宜玉米的種植(劉賓照 等,2012),因而曲靖市的玉米產量在30年內一直處于全省領先位置;還受到區域經濟發展水平、糧食結構調整政策和科技投入等人為因素的影響。近30年云南省糧食加權單產量的增加是全省糧食總產量增產的主要貢獻因素,其中各作物單產量的變化對糧食總產量影響更大,但種植結構調整對總產量的影響也不容忽視。
從種植面積、總產量以及單產量變化趨勢和糧食安全情況看,云南省糧食生產基本滿足人均需求,但糧食安全仍較不穩定,主要存在以下問題:1)耕地數量下降。作為全國多災重災的省份之一,云南省的耕地數量與質量受到嚴重的影響。2019年云南省農作物受災面積高達1 659.83 千hm2(云南省應急管理廳,2020),處于全國第2位。同時在耕地資源本就不足的條件下,新世紀以來的城鎮化建設與經濟發展使得耕地減少的形勢愈發嚴峻。云南省糧食播種面積在1990—1992年連續3年減少的主要原因可能是,在國家改革開放的大背景下,農村勞動力大規模流動,國內掀起進城“打工潮”,大量耕地被撂荒;2001—2003 年耕地總量大幅下降,由4.34×106hm2下降到4.07×106hm2,平均每年下降0.135×106hm2。2)中、低產田較多。云南省糧食單產量雖總體趨勢增加,但其抗災性仍較弱。2016年因為受到厄爾尼諾現象 的影響(陳衛 等,2016),云南省極端天氣事件增多,干旱、洪澇等嚴重影響了糧食生產,使得糧食單產量下降了0.36 t/hm2;云南省多為山地,特殊的地理環境使得糧食生產條件較差,中、低產田較多;同時,由于化肥、農藥、薄膜使用量的增加,部分耕地受到污染和損害,耕地質量大幅下降。3)“非糧化”現象較為嚴重。1989—2018年,云南省稻谷和小麥的種植面積分別下降了16%和36%,幾乎所有州/市的稻谷與小麥種植面積都在不同程度地減少。隨著經濟作物效益的增高,云南省“非糧化”現象愈發普遍,烤煙、花卉等經濟作物的廣泛種植逐步壓縮了糧食種植的土地空間,如玉溪市的小麥產量減少可能是由于1970年以來農業種植結構從以糧食作物為主調整為以非糧作物為主(郭春平 等,2015)。
當前,云南省糧食安全水平基本處于自給自足型,雖然糧食產量整體呈上升的趨勢,但還不能充分滿足需求,未來仍需關注耕地數量與質量以及調整農業種植結構,綜合提高糧食生產能力,可從以下3方面進行:1)加大補貼政策,堅守耕地紅線。目前云南省糧食作物種植面積較為穩定,近30年總體上是增加的,但2016年后有下降的趨勢。確保一定的糧食種植面積對糧食生產來說至關重要,政府部門應強化耕地保護和加大農業基礎設施建設,加大對糧食作物種植相關補貼的力度,可針對農作物種植地進行精準補貼、對點補貼,向優質糧食生產者適當傾斜。2)投入相關技術,提高糧食單產。由于云南省糧食單產量是總產量變化的重要貢獻因素,相關部門應該對耕地資源質量較低的地區繼續進行中低產田地改造工程,通過加強農田水利、加快農業科技創新、培育優良品種等方式提高復種指數和糧食單產;對于地形特殊、常受到氣候災害影響的地區,應積極研發新品種,增強糧食作物自身的耐旱、耐澇特性,以增強其抗災穩產的能力。3)協調城市化發展進程,因地制宜調整種植結構。在國家新一輪國土空間規劃的大背景下,云南省需協調好城市化、經濟發展和耕地保護之間的關系,加大補貼政策和投入支持力度以提高農戶糧食種植的積極性,解決好耕地流轉中的“非糧化”問題。云南省自然條件復雜,糧食生產結構多樣,但多呈現生產區域“破碎化”特點,相關部門需針對不同區域間自然地理條件的差異,結合優化布局、合理利用的原則因地制宜規劃各區域,做好作物非適宜區的農業結構調整工作,同時通過退耕還林還草等措施減少作物非優勢地區的種植面積,集中優勢區種植以保證對耕地資源的充分利用;根據不同地區的優勢發展區域特色農業,培育一批有地方特色的農產品產業基地,如紅河州、保山市、大理州和楚雄州等州/市應發展稻谷種植,大理州和楚雄州等發展小麥種植,曲靖市、昭通市、文山州和紅河州等州/市發展玉米種植,昭通市和曲靖市等發展薯類種植。
本文分析了近30年云南省主要糧食種植面積及產量的變化以及部分氣候、政策變化等相關因素對產量的影響,但由于糧食生產的影響因素涉及自然、社會、經濟等方面,國家宏觀政策與農業生產者微觀行為都會對區域糧食產量造成影響,因此不同影響因素對糧食生產帶來的深層影響以及增產的貢獻率仍需進一步探討。本文采用的糧食總產量、種植面積數據包括谷類、豆類和薯類,但作為云南省主要農作物之一的豆類,由于數據缺失未進行主要農作物種植面積、單產量變化等方面的研究,這可能會對糧食生產結構產生一定影響,主要體現在糧食增產貢獻因素方面,可能會使得種植結構調整這一因素對糧食增產的貢獻率有所降低。糧食生產直接關系糧食安全問題,也直接關系到當地社會的穩定和農業的可持續發展,但由于不同地區自然條件、農產品特性及其對氣候要素的適應性等方面存在差異,因此,從更小尺度、更多作物類型對糧食增產貢獻的角度分析糧食生產的時空變化是未來研究可深化之處。