甘肅省糧食產量影響因素研究
——基于糧食安全視角

李貝貝，竇學誠

（甘肅農業大學 財經學院，甘肅 蘭州 730070）

一、引言

甘肅省地處祖國西部，地域遼闊，各地氣候差別大，農業生產條件不同。而作為農業大省，糧食年產量雖從1979 年的461.35 萬噸突破至2021 年的1 231.46 萬噸，但這一過程中產量時有波動，可見探究農業生產條件的重要性。研究糧食產量影響因素對于保障糧食安全、穩定甘肅省發展糧食生產、保護和提高糧食生產能力、促進糧食產業高質量發展等方面具有重要意義。

國內學者近兩年對糧食安全的研究集中于總結我國在保障糧食安全上達成的舉世矚目的成就，以及現階段保障我國糧食安全所面臨的挑戰。張寧寧等（2022）[1]總結了中國糧食發展取得了輝煌成就和有中國特色的糧食安全保障體系和治理模式，并提出應認真審視百年變局給糧食安全帶來的風險挑戰。吳寧等（2022）[2]認為中國站在百年未有之大變局的歷史關口必須堅持農業發展與工業建設相輔相成、推進工業反哺農業、樹立具有新時代特征的糧食安全觀。任嘉（2022）[3]、葉凌萱和王杰森（2022）[4]闡述了我國糧食供給保障風險。

保障糧食安全的關鍵是提升糧食綜合生產能力，而糧食產量是綜合生產能力的體現。國內學者首先在糧食綜合生產能力概念界定方面進行了大量研究[5-6]；其次在糧食產量影響因素方面，國內眾多專家學者在研究尺度上從國家[7-8]、省域[9-10]、市域[11]等角度出發，研究方法以描述性分析法[12]、灰色關聯度分析法[13]、多元線性回歸法[14]、因子分析法[15]、主成分分析法等為主，研究內容上包括單因素分析和多因素分析，不同地區糧食生產奠定了良好的理論基礎。

基于國內學者對糧食產量的相關研究文獻進行系統的總結和分析，選取可操作性強和提及率高的回歸分析方法，對甘肅省糧食產量時間演變做系統分析，并為其建立模型對甘肅的糧食產量影響因素進行實證分析。

二、多元線性回歸模型的構建

（一）指標選取及數據來源

通過研究不難發現糧食產量受多種因素的影響，因而選取多元線性回歸模型進行分析。通過大量閱讀文獻，基于其他學者的研究成果，從糧食安全的數量安全中選取播種面積（X1）和成災面積（X5）指標，質量安全中選取農用化肥施用量（X2）指標，資源安全中選擇農用機械總動力（X4）和農村用電量（X6）指標，生態安全中選擇有效灌溉面積（X3）和降水量（X7）指標。數據來源于《中國統計年鑒1979—2021 年》《甘肅發展年鑒1979—2021 年》《中國環境統計年報1979—2021 年》。

（二）模型的構建

1.模型的初步建立。首先運用C-D 生產函數模型，對甘肅省糧食產量各影響因素的貢獻率進行計算。其基本形式如式（1）所示：

式（1）中，Y表示總產出，A表示綜合技術水平，K和L分別表示投入的資本和投入的勞動力，α和β分別表示資本和勞動的彈性系數。

根據選取的相關農業指標，初步建立C-D 生產函數擴展模型，如式（2）所示：

為盡可能滿足經典線性模型假設以及避免個別極端值，因此對變量取對數，形成對數多元回歸模型，如式（3）所示：

式（3）中：Y為糧食產量；A為常數項，體現技術進步；X1為播種面積；X2為農用化肥施用量；X3為有效灌溉面積；X4為農用機械總動力；X5為成災面積；X6為農村用電量；X7為降水量；α、β、γ、δ、ε、θ、分別為糧食投入各要素的彈性系數；μ為隨機擾動項（表示其他影響因素對糧食產量的影響）。Y作被解釋變量，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7分別為解釋變量。運用SPSS 分析軟件對于糧食產量影響因素進行多元線性回歸。

2.實證分析。模型的整體估計結果如表1 所示：從回歸結果來看，模型的決定系數R2=0.986，修正后的決定系數為0.983，說明模型有很高的擬合優度，可以很好地解釋糧食產量變動因素。F=344.797，P=0.000 高度顯著，說明此模型對糧食產量影響因素有較好的解釋能力，但X7代表降水量，回歸系數符號為負，意味著降水量越多，糧食產量會越低，經濟行為上不可解釋，不符合實際經濟意義，遂考慮存在多重共線性；且X3、X4未通過t檢驗。變量X2、X3、X4、X6的容忍度均小于0.1，方差膨脹因子均比10大，初步判斷部分解釋變量之間存在多重共線性。

表1 模型整體估計結果

通過對變量間相關系數的研究，從表2 可以看出解釋變量X2與X3、X4、X6之間的相關系數大于0.8，確定解釋變量之間存在嚴重的多重共線性。

表2 相關系數矩陣

為克服多重共線性，故利用逐步回歸方法進行處理，各個變量進入模型的標準條件為F統計量的概率≤0.05，要除去的F統計量的概率≥0.1，分別做糧食產量與各解釋變量的一元回歸模型，發現糧食產量與農村用電量回歸模型有最高的擬合優度，農村用電量對糧食產量的影響顯著，與實際相符，選模型為初始模型。將其他解釋變量分別依次引入初始模型，尋找最佳回歸模型，在此過程中修正后的R2數值逐漸增大逐步回歸，結果如表3 所示。

表3 逐步回歸的各步參數

最后依次進入模型的變量包括LnX4、LnX5、LnX3、LnX1，回歸方程為：

3.模型回歸結果分析。從實證結果可以得出，甘肅省糧食產量主要受播種面積、農用化肥施用量、有效灌溉面積、成災面積和農村用電量的影響。根據逐步回歸方程的系數可以得出：甘肅省糧食播種面積、農用化肥施用量、有效灌溉面積和農村用電量每變動1%，所引起糧食產量0.638%、0.228%、0.259%、0.170%的增加；而成災面積每變動1%，會引起糧食減產0.107%。糧食播種面積對糧食產量正向影響最大，有效灌溉面積次之，農用化肥施用量和農村用電量均有影響；成災面積對甘肅省糧食產量起負向作用。以下對各個影響因素進行具體分析：

（1）播種面積對糧食產量的影響。糧食播種面積能評估生產。從多元回歸分析結果來看，糧食播種面積對糧食產量的影響最為突出，其彈性系數為0.638，說明其他要素投入不變時，每提高1%糧食播種面積，糧食產量將提高0.638%。可以發現，提高糧食播種面積是使糧食增產的一種主要途徑。近年來，甘肅省糧食播種面積不斷下降，四十年間下降幅度約24%，但由于糧食單位面積產量的提高，總產量仍然表現為增長趨勢。原因如下：一是市場價格的影響，前幾年糧食價格持續走低，糧食市場需求不旺，種糧成本高，農民收益較低，選擇外出務工，使得農地荒廢，播種面積減少；二是農業產業結構的調整，經濟作物愈發受到青睞，導致糧食播種面積增長的速度呈現不斷下降趨勢。2001 年以來甘肅省積極對毀林開荒、生態脆弱、土地退化的地區進行還林還草，生態退耕也是糧食播種面積減少的另一重要原因。但由于科技因素、種質資源、基礎設施等因素保障了單產，因此總產量在播種面積減少的情況下仍然增加，因此對于目前的甘肅省來說，應當保持現有糧食播種面積，在此基礎上適應自然、保護環境、適當開發。

（2）化肥施用折純量對糧食產量的影響。化肥的用量與糧食產量有直接的關系。從多元回歸分析結果來看，化肥施用量對糧食產量有重要的影響，它對糧食產量的彈性為0.228，說明如果其他要素投入不變時，每提高1%化肥施用量，糧食產量將提高0.228%。正確施用化肥可有效提高作物產量、改善產品品質，但化肥施用并不是越多越好，過猶不及，超出農作物的需肥量反而會引起減產、使得土壤物理結構受到破壞，出現土壤酸化和土壤生物性狀惡化的風險，嚴重時會造成土壤板結，導致作物產量下降，同時也會影響農作物質量、增加了不必要的經濟成本。因而必須要做到合理施肥，多選用生物有機肥代替化肥，根據農作物的生長所需，合理選擇肥料的種類和用量，以及施肥的時間，確保肥料使用的合理，促進農作物的生長，實現農業的增產增收。

（3）有效灌溉面積對糧食產量的影響。藏糧于地，藏糧于技，借助現代科技，助力糧食增收，保障糧食安全。從多元回歸分析結果來看，有效灌溉面積對糧食產量有重要的影響，它對糧食產量的彈性為0.259，說明其他要素投入不變時，每提高1%有效灌溉面積，糧食產量將提高0.259%。在化肥施用已經接近土壤許可極限的現實情況下，擴大耕地有效灌溉面積是穩產增產的一大利器，因此提高農田有效灌溉面積不容等待。甘肅省河西地區灌溉水源豐富，生產了全省35%的小麥和玉米，而在灌溉水源較少、農民大多靠天吃飯的隴東平慶地區，糧食產量隨著降雨量的變化而產生波動，能夠看出農田灌溉已成為穩定糧食產量的一項重要措施。針對水資源較為短缺的甘肅省，要利用現有長江、黃河、內陸河三大流域建設水利工程。甘肅省內大部分地區水資源利用方式較粗放，要提高糧食生產的用水效率，普及節水灌溉技術，發展節水農業。

（4）農村用電量對糧食產量的影響。電力反哺農業，助力糧食增產。從多元回歸分析結果來看，農村用電量對糧食產量的影響較小，它對糧食產量的彈性為0.170，說明其他要素投入不變時，每提高1%農村用電量，糧食產量將提高0.170%。農村用電量對糧食產量的影響體現在以下幾個方面：一是近年來大力開展農田機井通電、農村電網改造升級、改善農業排灌用電設施等項目，助推了農業的快速發展，對產量增加有正向作用；二是在農業生產上，用電力逐漸替代人力、畜力乃至煤炭、柴油、汽油等，可以使生產力得到解放和提高，為糧食生產奠定基礎；三是在整個糧食生產過程中，農業機械設備能夠提高生產效率、促進產量提高，都需要電力支撐。未來，隨著農業設施的完備，甘肅省農業對電量的依賴會越來越重，農村用電量對甘肅省糧食產量的影響會逐步擴大，因而甘肅省應該加強對電力資源的管理，為提高糧食綜合生產能力奠定能源基礎。

（5）成災面積對糧食產量的影響。極端天氣的多發頻發，會給糧食產量帶來一定影響，從多元回歸分析結果來看，成災面積對糧食產量有不可忽視的影響，它對糧食產量的彈性為0.107，說明在其他要素投入不變的情況下，成災面積每擴大1%，糧食產量將減少0.107%；甘肅省獨特的地理環境和經濟環境造就了甘肅省農業自然災害的特點，災情的季節性和地域性、災種的單一性以及防災能力較弱，干旱是對甘肅省糧食產量影響較大，區域最廣，發生最頻繁的農業自然災害，也是造成成災面積擴大的主要因素；干旱對作物的危害極大，輕則大幅度減產，重則顆粒無收。2021 年區域性干旱致甘肅省8個市州的27 個縣區農作物受旱面積670.7 萬畝，成災418.2 萬畝、絕收89.8 萬畝，因而為了保證甘肅省糧食生產的安全，要不斷增加外部資源投入，并且應該積極地進行防災、減災、抗災。

三、政策啟示

（一）穩定糧食播種面積，確保糧食安全

甘肅省地貌復雜多樣，適宜種植糧食作物的耕地資源有限，且隨著經濟發展，耕地面積必然會進一步受到影響，所以要建立糧食種植面積的紅線，限制非農用地占用耕地，并且對基本農田的保護和建設要不斷加強；不斷提高土地利用效率，如開展間作、套作種植等提高糧食種植面積。

（二）建立合理的施肥制度

甘肅境內多數土壤發育程度較差、肥力較低，要建立合理的施肥制度，防止肥料施用量和適用方式不合理造成的產品品質低、土壤肥力退化等問題；學習其他先進地區的推廣滴灌施肥、噴灌施肥、水肥一體化技術，另一方面要將化學肥料和有機肥料等多種肥料相結合形成營養“合力”以提高糧食產量。

（三）完善水利基礎設施建設

在各種基礎設施不完善的省內地區，既要充分挖掘現有水利工程設施調蓄能力和供水潛力，用好現有灌溉工程，努力增加灌溉可供水量，保證糧食作物用水需求，更要突出建設配套完善的農田水利設施，加快田間配套工程建設，有效解決農田灌溉“最后一公里”問題。

（四）不斷提高種糧農民素質，加強應對自然災害的能力

甘肅省水資源缺乏，自然災害以旱災影響為主。省內其他地區首先應充分學習河西地區興修水利，發展農田灌溉事業；其次要選育耐旱品種，充分利用有限的降雨；再次需要植樹造林，改善區域氣候，減少蒸發，降低干旱風的危害；最后在應對不能承受的自然災害時，農戶可以通過農業保險來降低風險、減少損失。