水灾害对湖北省粮食安全的影响研究

宋 蕾，闫金明

（昆明理工大学 法学院，昆明 650500）

水灾害对湖北省粮食安全的影响研究

宋 蕾＊，闫金明

（昆明理工大学 法学院，昆明 650500）

运用灰色关联分析方法，找到影响粮食生产能力的主要因素.经分析，影响湖北省粮食生产能力的主要因素为有效灌溉面积和种植结构，均为水灾害因子，其与粮食产量的关联度平均分别为：0.96和0.91，在所有影响粮食产量的因子中占前两位，故应加强水灾害治理，确保有效灌溉面积和合理调整种植结构，保证湖北省粮食安全.

湖北省；粮食生产；水灾害；灰色关联分析

“民以食为天”.粮食是一种具有战略意义的特殊商品，是国家安全战略的重要组成部分.影响粮食生产能力的因素较多，如有效灌溉面积、种植结构、三日最大暴雨两、成灾率、化肥施用量、农业机械总动力、粮食收购价格、国家政策等.其中有效灌溉面积、种植结构、三日最大暴雨量和成灾率化为水灾害的影响因子［1-2］.

作为拥有全国十大商品粮生产基地之一的江汉平原的湖北省，是我国十大粮食生产区之一.其生产的粮食不仅要满足本省人民的消费和需求外，还要向粮食生产不足的省区提供粮食以满足其消费和需求.因此，湖北省的粮食生产安全与否对全国的粮食安全有着重要影响.但湖北省自然灾害发生频繁，主要为旱灾、洪涝灾害以及渍害，水灾害尤为严重［3］.水灾害的发生对湖北粮食安全带来隐患，鉴于湖北省在我国粮食安全中的特殊地位，以及湖北省水灾害的频发性，本文通过对历史数据几个影响因素变动趋势进行定量研究，定量分析湖北省水灾害对粮食安全的影响，对有效提高水灾害的治理标准、确保湖北省乃至全国粮食安全具有重要的意义.

1 研究区概况

湖北省地处我国中部，长江中游，全省总面积18.59万km2，总人口6 000万.湖北基本属亚热带季风气候，四季分明，平均气温在15～17℃之间，年平均降水量约800～1 600mm.湖北是我国的农业大省，素有“湖广熟，天下足”的美称.全省光照充足，热量丰富，降水充沛，无霜期长.湖北有富饶的江汉平原、鄂北岗地两大优良棉粮生产基地.全省粮食、棉花、油料产量居全国前列.粮食播种面积占农作物总播种面积的55%，粮食产量约占全国总产量的4.5%.

但近年来湖北省粮食生产受自然灾害、投入和社会经济（如价格、政策）等不确定因素的影响，粮食产量逐年下降，年际产量也往往波动较大，粮食安全受到威胁，因此定量分析湖北省粮食生产的影响因素，对湖北省粮食安全乃至全国的粮食安全都具有十分重要的意义.

2 灰色关联分析方法

2.1 灰色关联理论简介

基于地理现象与问题之间的复杂性，以及人们认知水平的限制，许多因素之间的关系是灰色的，很难用相关系数比较精确地度量其相关程度的客观大小.灰色理论为了解决这一类型问题，提出了“灰色关联度”的概念.所谓灰色关联度，是指两个系统之间的因素随时间或不同对象而变化的关联性大小的量度.在系统发展过程中，若两个因素同步变化程度较高，可谓二者关联程度较高；反之，则较低.灰色关联分析对于一个系统发展变化态势提供了量化的度量，非常适合动态历程分析.水灾害与粮食生产之间关系就属于“灰色”，可以用灰色关联分析方法对湖北省水灾害与粮食生产关系进行定量研究［4-6］.

2.2 灰色关联度模型

影响粮食生产能力的因素较多，为了研究湖北省影响粮食生产能力的各个主要影响因素和粮食实际产出量之间的关联关系，以粮食生产能力作为研究对象，选取水灾害因子（有效灌溉面积、种植结构（粮食作物种植面积占农作物总播种面积比例）、成灾率（成灾面积占受灾面积比重）、三日最大暴雨量）和其它因子（农用化肥施用量、农业机械总动力、上年农产品收购价格）等作为分析因子，探讨粮食生产与水灾害因子之间的关联，找出水灾害对湖北省粮食生产的主要影响因子［8-9］.分析程序如下.

第1步：序列计算准备.根据需要，给出原始序列、参考序列和比较序列，文中以1994年～2008年的有效灌溉面积、成灾率、三日最大暴雨量、农业机械总动力、种植结构和粮食收购价格等作为比较序列，粮食产量为参考序列，见表1.

比较序列：xm（k）＝｛xm1（1），xm1（2），…，xm1（n）｝；m 为序列数，m＝1，2，3，…，7.

参考序列：x0（k）＝｛x1（1），x1（2），…，x1（n）｝；n为年数，n＝11.

第2步：对原始数据进行标准化无量纲处理.即用原始序列的初值去除序列中的每一个数，用以生成初值化序列.初值化序列计算式为

令x是ω的初值化序列，则

第3步：求参考序列与比较序列的差别序列Δi.

第4步：计算粮食产量分别与有效灌溉面积、种植结构、成灾率、化肥施用量、农业机械总动力、农产品收购价格、三日最大暴雨量之间的灰色关联系数.

关联系数计算式为：

式中，δ为分辨系数δ∈［0，1］；在灰色少信息原理下，一般δ取为0.5.则ξm（k）就是第k时间比较序列和参考序列的关联系数.

表1 湖北省粮食生产能力影响因素统计资料［7］Tab.1 Statistics data of factors affecting food production in Hubei Province

3 结果与讨论

3.1 粮食生产影响因素关联度分析

通过影响粮食产量的水灾害因子灰色关联分析表明，有效灌溉面积的变化对湖北省粮食波动影响最大，关联系数平均达到0.959 2，多年来一直占据第一位；其次是种植结构，即粮食作物播种面积占农作物总播总面积的比例，关联系数平均为0.909 0，占第二位；三日最大暴雨量影响程度也较高，位列第三；成灾率和农产品相对收购价格的影响相对较小.但从各年的关联系数分析可知，不同时间影响粮食产量的主要因子会发生变化，这与各年的自然条件以及国家政策有关.以上分析可知，与湖北省粮食生产能力关联度最大的3个因子（有效灌溉面积、种植结构和三日最大暴雨量）均为水灾害因子.

表2 湖北省粮食生产影响因子关联度Tab.2 The relationship degree of grain impact factors in Hubei Province

图1 湖北省粮食生产影响因子关联度变化（1995年～2008年平均）Fig.1 Relation between wuter desaster and grain fluctuation coefficient from 1995to 2008

3.2 水灾害因子与粮食生产关联分析

3.2.1 有效灌溉面积 有效灌溉面积是指灌溉工程或设备已基本配套，有一定水源，土地比较平整，在一般年景可以进行正常灌溉的农田灌溉面积，是历年来最能综合反映水利建设成就和抗旱治理成果的主要指标之一，是关系到粮食生产发展的重要因素.根据上述分析，有效灌溉面积与湖北省粮食生产能力具有非常高的关联度.1995年～2008年多年平均关联度为0.960 5，在选取的七个因子中排序第一.说明提高水灾害治理标准，加强农业综合开发，加快中低产田改造，大力发展节水灌溉农业，扩大湖区有效灌溉面积，建设高标准基本农田，对促进粮食生产、保障粮食安全具有重要的推动作用.

3.2.2 种植结构 播种面积是构成粮食生产能力最具决定性的要素，种植结构表明在农作物总播种面积中粮食作物面积的比重，是反映粮食播种面积的指标.根据尹成杰研究，粮食播种面积每增加1%，粮食增产0.88%.就本研究区而言，种植结构与湖北省粮食生产能力具有较高的关联关系，多年平均关联度达到0.909 0，在选取的因子中排序第二.说明调整农业种植结构、增加粮食作物播种面积可以提高粮食生产能力、保障粮食安全.

3.2.3 三日最大暴雨量 暴雨对粮食生产具有非常明显的影响，考验粮食作物的耐淹、耐涝能力，基于湖北暴雨发生的实际和数据获取情况，选取湖北省有代表性的测站加权三日最大暴雨量作为影响粮食生产能力因子进行关联分析，二者之间的多年平均关联度为0.786 0，具有较强的关联度，在选取的因子中排序第三，说明通过水灾害治理，降低暴雨灾害损失，对粮食安全具有重要的影响.［10-12］

4 结论

通过对研究影响粮食产量的水灾害因子灰色关联分析表明，有效灌溉面积的变化对湖北省粮食波动影响最大，关联系数平均达到0.959 2；其次是种植结构，关联系数平均为0.909 0，占第二位；三日最大暴雨量和成灾率也有一定的影响.

提高水灾害治理措施，改善排灌条件，提高区域排灌标准，合理调整农业种植结构，对提高湖北省粮食生产能力具有重要意义.

湖北省是我国人口、粮食大省，湖北水灾害频繁，而且有愈演愈烈之势，水灾害的频繁发生严重影响了粮食作物的生产，引起粮食产量不稳定，影响到湖北省粮食安全和经济的快速发展，定量研究湖北省粮食安全的关键影响因子显得极为重要.

本文以湖北为例，分析了水灾害对粮食安全的影响，得知，有效灌溉面积、种植结构、三日最大暴雨量是影响湖北省粮食安全的重要因素.为湖北省管理部门制定粮食安全政策提供了科学依据，对全国粮食安全管理政策的研究也有极为有利的借鉴意义.

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［12］李国祥，陈劲松.关注粮食减产与粮食安全［J］.中国农村经济，2001.

Quantitative study of water disaster on grain production of Hubei Province

SONG Lei，YAN Jinming
（Law School，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500）

The main factors impacting grain production were studied by grey correlation analysis.The results were shown as follows.The main water disaster factors impacting grain production were effective irrigated area and planting structure，the relationship degree of which with grain yield is respectively 0.96and 0.91ranking the first two among all the selected factor.It was shown that water disaster influenced the grain yield heavily.So it is important to strengthen the governance of water－related disasters，such as endurance of the effective irrigation area and adjustment of the planting structure.

Hubei Province；grain production；water disaster；Grey Correlation Analysis

U445.7＋5；F762.1

A

1000－1190（2012）04－0498－04

2012－02－28.

国家自然科学基金项目（41171426）；湖北省自然科学基金重点项目（2011CDA075）；昆明理工大学2012年人培基金项目.

＊E－mail：songyylxl＠gmail.com.