安徽省耕地数量与粮食生产安全分析及预测

2014-08-11何爱霞苏姝冰

宿州学院学报 2014年4期

关键词：耕地面积安徽省耕地

何爱霞，苏姝冰

1.宿州学院地球科学与工程学院，安徽宿州，234000；2.长春大学经济学院，吉林长春，130022

安徽省耕地数量与粮食生产安全分析及预测

何爱霞1，苏姝冰2

1.宿州学院地球科学与工程学院，安徽宿州，234000；2.长春大学经济学院，吉林长春，130022

使用安徽省1990-2011年的统计资料，以近20年来耕地数量变化状况和粮食生产安全为研究对象，同时计算最小耕地面积和压力指数，并运用GM(1,1)灰色理论对人均耕地面积、最小人均耕地面积和压力指数进行预测。结果表明：(1)安徽省研究期内耕地总体上不断减少，前期持续下降，后期耕地面积有所增加；安徽省粮食产量总体上在波动中呈增长趋势，尤其2004年以来增长幅度较大；最小人均耕地面积和压力指数变化幅度不明显。(2)GM(1,1)灰色模型预测表明，自2011年至2017年的7年里，安徽省实际人均耕地面积、Smin和耕地压力指数随经济发展均不断减小，但对于粮食安全生产压力不大。

耕地面积；粮食产量；最小人均耕地面积；压力指数；GM(1,1)

粮食安全事关全国发展大局和整个社会的安定，确保粮食安全责任重大。安徽省是我国粮食主产省，也是商品粮调出大省，商品粮常年在1 000万吨左右，销往省外500多万吨，是目前我国能够持续输出500万吨以上商品粮的五个省份之一，也是国家重要的商品粮生产基地，在保障全国粮食安全中起着举足轻重的作用[1]。耕地作为人类不可代替的自然资源的基础，是保障粮食生产的重要因素，一个国家或地区社会经济可持续发展,必须以一定数量和质量的耕地为保障。改革开放以来，安徽省在经济快速发展的同时，耕地面积和人均耕地面积却不断减少，而且城市化建设与人们基本生活消费和温饱等多方面问题给本就不足的耕地资源带来较大压力，耕地资源成为社会经济持续发展与人口增长的瓶颈问题日益突出[2]。因此，探讨经济发展对耕地数量动态影响和维持粮食安全生产问题，以期为建立和谐安徽与实现社会、经济可持续发展提供参考依据[3]。

1 研究方法与数据来源

为了研究安徽省粮食生产与耕地面积动态变化关系，以统计年鉴为基础资料，运用最小人均耕地面积、人均耕地压力指数模型研究安徽省近20年(1990-2010年)耕地面积、粮食产量动态变化过程，并利用GM(1,1)模型预测它们的变化趋势。

(1)最小人均耕地面积是指在正常的社会经济发展水平和当今科学技术水平条件下，满足人们基本生活而保证粮食安全生产中所需的耕地数量的底线，是保证人类基本生活需要的最少耕地面积的警戒值[4-5]。其函数关系式如下：

(1)

式中，Smin——最小人均耕地面积(hm2/人)，α——粮食自给率；Gr——平均每人所需粮食；Gp——单位面积粮食产量(kg/hm2)；q——粮食播种面积与总播种面积百分比(%)；k——复种指数[4-5]。

(2)耕地压力指数[4-5]是指最小人均耕地面积与实际人均耕地面积的比值，是用来评价一个地区耕地资源的安全指标，是耕地保护中必须坚守的最低要求，也是保证粮食安全生产的指标。

(2)

式中，ω表示耕地压力指数，Sα为实际人均耕地面积。

(3)GM(1,1)模型。客观世界包括大量的已知信息，也包含大量的未知信息，如果一个系统既有已知信息，又有未知的、不确定的信息，称为灰色系统。灰色G(1,1)是一种时间数列预测模型，它是将一个不平稳的随机序列通过一次累加生产处理，减弱其随机程度，加强平稳性，然后再作研究。灰色理论通过模型计算值与实际值之差建立G(1,1)模型, 作为提高模型精度的主要途径[6-7]，其建立过程如下。

首先，设有原始时间数列{x(0)(k)}，其一次累加生成的数列为：

(3)

其次，GM(1，1) 模型的建模过程及求解。GM(1，1)的一般形式的微分方程为：

(4)

利用最小二乘法求解a、u：

(5)

(5)式中：

Yn=[x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(n)]T是微分方程(4)的离散响应，即x(1)的灰色预测模型为：

(6)

x(0)的灰色预测模型可通过x(1)作一次累减还原得到，即

(7)

研究所需数据来源于1991-2011年安徽省统计年鉴。

2 结果与分析

2.1 耕地面积变化

根据1991-2011年统计数据可以看出，安徽省耕地面积自1990年以来呈减少趋势，从4 365.49 hm2减少为2010年的4 181.30 hm2，20年间共减少184 200 hm2，平均每年减少2.11%。从图1看，安徽省耕地面积变化以2001年为界分为两个阶段，第一阶段自1990-2001年耕地面积持续下降，年均减少2.8%；第二阶段自2003-2010年，由于从中央到地方加大“三农”支持力度，极大地调动了农民积极性，耕地面积在波动中不断增长，由2003年的4 084.30 hm2增加到2010年的4 181.30 hm2，共增加96 600 hm2，其中2002年耕地面积出现较大波动。与耕地面积不断减少相反，同一时期，安徽省人口却在急剧增加，2010年安徽省总人口达6 827万人，比1990年增加了1 166万人。随着人口的不断增加，人均耕地面积呈稳定下降的趋势(图1)，从1990年的0.077 hm2/人减少到2010年的0.061 2 hm2/人，年均减少1.03%。

图1 1990-2010年安徽省耕地面积及人均耕地面积变化

2.2 粮食产量变化

从图2可知，安徽省粮食产量总体上在波动中呈增长趋势，其中1991、1998和2003年由于受到气候等自然灾害的影响，引起粮食总产量降低，2004年以来，全省上下认真贯彻中央和安徽省委文件精神，加大了对“三农”的支持力度，进一步调动了农民的生产积极性，农业种植面积扩大，粮食产量逐年增加，从2004年的2 743万吨增长为2010年的3 080.50万吨，年均增加1.75%。自1990-2010年20年间，安徽省每公顷耕地粮食产量和粮食总产量变化过程保持基本协调。

图3 1990-2010年安徽省最小人均耕地及最小耕地压力指数

2.3Smin和ω变化过程

根据安徽省耕地资源数量、粮食总产量及人口的变化情况，按人均粮食消费水平为400 kg/人计算安徽省1990-2010年最小人均耕地面积Smin和耕地压力指数ω，如图3所示。从图中可以看出，最小人均耕地面积随时间推移不断减小，但减少的幅度并不大，只是在1991年发生突变，最小耕地面积从1993年的0.070 hm2减少到2010年的0.060 hm2，共减少了0.010 hm2。耕地压力指数取值在ω=1附近，只有在1990年、1993年和2010年数值略小于1，除1991年外，其余年份稍大于1，说明安徽省耕地面积在目前状态存在一定压力，但基本可以满足粮食供给需要，经济发展具有一定潜力，同时也给耕地资源保护带来一定困难。且二者变化趋势基本相同，都在缓慢下降，且变化幅度不大。

2.4 耕地面积变化与粮食生产预测

表1 2011-2017年安徽省人均耕地面、最小人均耕地面积及耕地压力指数预测

3 结论

(1)根据安徽省统计资料，1990-2010年安徽省耕地面积和人均耕地面在不断减少，近20年共减少184 200hm2，平均每年减少2.11%；人均耕地面积从1990年的0.077hm2/人减少到2010年的0.061 2hm2/人，年均减少1.03%；粮食产量在波动中不断增长，尤其在2004年以来，增长幅度较大。

(2)最小人均耕地面积不断减小，只是在1991年变化较大，之后变化平缓，从1993年的0.070hm2减少到2010年的0.060hm2，共减少了0.010hm2。耕地压力指数取值在ω=1附近，只有在1990年、1993年和2010年数值略小于1。除1991年外，其余年份稍大于1，说明安徽省耕地面积在目前状态存在一定压力，但基本可以满足粮食供给需要，经济发展具有一定潜力，同时也给耕地资源保护带来一定困难。

(3)根据GM(1,1)模型预测，自2011年至2017年的7年里，安徽省实际人均耕地面积、Smin和耕地压力指数(ω)随经济发展均不断减小，且最小人均耕地面积小于实际人均耕地面积。说明经济发展对耕地压力没有达到资源负荷最大值，仍具有一定的潜力。今后，应不断发展农业科学技术，增加农业的人力、物力及其他投入，不断提高耕地生产力水平，以保持耕地的综合生产能力，提高粮食单产，减轻耕地面积减少的压力。

[1]刘定惠,朱超洪.安徽省粮食生产变化特征及其影响因素分析[J].安徽农学通报,2009,15(5):30-32

[3]田源,塔西甫拉提·特依拜,丁建丽，等.新疆于田县耕地动态变化驱动力定量研究[J].干旱区资源与环境,2009,23(3)：67-72

[4]高小琛,石培基,潘竟虎,等.基于耕地压力指数和GM(1,1)模型的区域粮食安全状况研究：以甘肃省天水市为例[J].农业系统科学与综合研究,2011,27(4):407-412

[5]赵连武,谢永生,王继军,等.陕西省米脂县耕地动态变化与粮食安全研究[J].水土保持通报，2009，29(4)：143-148

[6]徐建华.现代地理学中的数学方法[M].北京:高等教育出版社,2002：200-205

[7]王晓娇,陈英,齐鹏,等.基于信息熵的张掖市土地利用结构分析及其灰色预测[J].干旱区研究,2011,28(1):92-97

[8]蔡运龙,傅泽强.提高土地生产率是根本[J].中国土地,2002(10):11-13

[9]李玉平.河南省粮食生产与耕地变化的分析及预测[J].地域研究与开发,2007,26(3):95-98

(责任编辑：周博)

2014-01-20

安徽省高校人文社会科学研究项目“皖北地区经济发展与耕地变化耦合研究”(SK2013B511)。

何爱霞(1979-)，女，山东菏泽人，讲师，硕士，主要研究方向：国土整治与区域规划。