基于LMDI分解模型的山东省粮食产量时空差异及影响因素研究

王冲

摘要：山东省是农业大省，其粮食产量对全国的粮食供给有重大影响。本文利用LDMI模型对1996～2012年山东粮食产量的时空特征变化进行分析，并定量分析耕地面积、复种指数、粮食单产、粮作比例等不同因素对粮食总产的影响效果。结果表明，1996～2012年，山东粮食生产总体呈上升态势，总量由1996年的4707万吨增至2012年的5355万吨，利用因素分解法分析发现，粮食总量的增长主要依赖于粮食单产的上升和耕地面积的增加。将1996～2012年分成四个相等的时间段，分析粮食总量变化的驱动因素和影响效果，发现各因素的贡献值都随着时间推移出现不同程度下降，粮食产量的增速放缓。通过以上分析，力图解释山东省粮食总量变化的驱动因素，为保证粮食生产提供参考和依据。

关键词：粮食产量；因素分解；LMDI模型；山东省

中图分类号：F326.11 文献标识号：A 文章编号：1001—4942（2016）03—0169—04

粮食生产是经济发展的基础和前提，事关国计民生和社会稳定。山东省是粮食大省，保证其粮食的安全生产具有重要的战略意义。然而近几年山东省粮食产量增速放缓，某些地市甚至出现下降，粮食安全生产面临挑战。粮食生产总量的直接影响因素主要包括播种面积和单产，其中单产受到耕作水平、气候条件等影响，山东省依靠作物改良技术，加强作物的各类抗性，单产基本保持稳定；播种面积受到耕地面积、粮作比例和复种指数的影响，随着工业化和城镇化的发展，山东省耕地面积日益减少，加之经济作物的效益比较优势，粮作比例不断下降，在复种指数基本恒定的前提下，粮食的播种面积逐年减少。

在此背景下，本文从分析山东省的粮食生产情况入手，在掌握山东省粮食生产状况的基础上，利用山东省统计年鉴数据并结合LMDI模型，构建粮食生产总量分解模型，把引起粮食总量变化的因素分解为耕地面积、复种指数（即农作物总播种面积与耕地总面积的比值）、粮作比例（即粮食作物播种面积占农作物总播种面积的比例）和粮食单产四个单项，分析各个因素对粮食生产的影响效果，以全面了解山东省粮食生产现状。

1研究区域概况

山东省农业发达，其农业增加值始终位居全国前列。2014年农作物总播种面积为1104万公顷，农业总产值为4765.78亿元，其中粮食播种面积为744万公顷，总产量为4597万吨，总产值达到了1096.23亿元。

山东省的农业发展也面临着许多不利因素：山东省农业开发历史悠久，土地开发利用程度较高，2013年全省农用地面积为1157万公顷，占土地总面积的73%，在已利用的农用地中，耕地所占比例达到66%，垦殖率居全国前列，由于人口众多，山东省人均土地占有量远低于全国平均水平；高效农业的发展，使得经济作物不断推广，逐渐挤占粮食的种植空间，粮食播种面积难以保障；粮食单产增长潜力有限，随着经济迅速增长以及农业科技投入的增加，粮食单产表现稳定，没有出现大的下降，但也很难出现较大的增加。

与传统的分解法相比，LMDI分解法最大的优势是可以消除余项，能够将研究对象的变动效果完全分解到各个因素。在本模型中，可将山东省粮食总量的变化完全分解到复种指数、粮作比例、粮食单产和耕地面积四个因素，其中耕地面积贡献值是指在复种指数、粮作比例和粮食单产不变的情况下，仅由于耕地面积变化而引起的粮食总量的变化；同理，复种指数、粮作比例和粮食单产的贡献值也是分别在其它因素不变的情况下该因素引起的粮食产量的变化。

3山东省粮食总产量时空分析

通过模型计算，得到以下数据（表1）。2012年山东省粮食总量为53 550 719吨，1996年为47 065 873吨，2012年比1996年增长约648万吨。增长的效果主要来自于粮食单产的上升和耕地面积的增加，两个因素的总贡献值约为1169万吨，而复种指数和粮作比例在这个时间段内是降低的，其贡献值合计约为-520万吨。

3.1山东省粮食产量影响因素空间分析

从各地市的总量（表2）来看，有半数粮食总产量出现下降，这些地市主要集中在鲁中和鲁西地区及东部沿海城市（青岛市除外）。

3.1.1粮食单产 受耕地和气候等自然条件的限制，不同地区的粮食单产不同。1996～2012年，大部分地区的粮食单产呈现出上下波动的状态，但总趋势是平稳上升，除了枣庄、潍坊、日照和莱芜之外，其它地区的粮食单产贡献值都是正值。

3.1.2复种指数 除了聊城和泰安之外，其它15个地市的复种指数贡献值均为负值，说明绝大多数地区的复种指数都存在不同程度下降，原因是受到种植结构和气候的影响。

3.1.3粮作比例 该因素影响的效果变化较大，在1996～2000年和2000～2004年两个时间段内，各地市的复种指数都是下降的，而2004～2008年，各地市的复种指数贡献值变为正数，说明粮作比例的变化范围较大，很容易受到外界因素的影响。从1996～2012年整个时间跨度来看，只有鲁西的菏泽、德州、聊城以及中部的淄博几个粮食生产大市的粮作比例贡献值是正值，表明这几个地区在保证粮食种植方面举措得当，而其它地区在发展设施农业和经济作物的同时，并没有有效保证粮食作物的种植比例。

3.1.4耕地面积 总的来看，除了烟台和滨州之外，其它地区的耕地面积贡献值都是正值，然而各地的耕地后备资源都非常紧缺，依靠增加耕地面积来促进粮食总量的增长并不是一个可持续的发展方式。

3.2山东省粮食产量影响因素时间分析

图1显示粮食单产、复种指数、粮作比例和耕地面积四个因素在不同时间段的贡献值。1996～2000年全省粮食总量下降，其中粮食单产、粮作比例和耕地面积的效应都是负值。在这个时间段内，粮食单产、粮作比例和耕地面积均下降，只有复种指数上升，但是其上升所产生的效应并不能抵消其它因素下降的效应，因此粮食总量下降。2000～2004年，粮食单产和耕地面积开始上升，但是复种指数和粮作比例依然下降，且下降所产生的效应较大，因此该时间段内粮食生产总量依然下降。2004～2008年，除了复种指数，其它三个因素都是增长的，总效应为正值，粮食总量开始增长。2008～2012年，粮食单产、粮作比例、耕地面积的效应依然为正，但是贡献值有所下降，所以粮食总量虽然持续上升，但是上升幅度变小。

综合各个因素的变化趋势可以发现，四个因素的贡献值都在2004～2008年度达到较高水平，而在2008～2012年度又都发生下降。粮食单产、粮作比例和耕地面积的贡献值虽然还是正值，但是影响效果明显减弱。粮食单产已经达到较高水平，要出现大规模提高并不容易；山东省耕地紧缺，垦殖率较高，后备资源严重不足，耕地面积也很难进一步增加；粮作比例的波动较大，近年来由于粮食作物的效益相对较低，若无有效的政策引导，粮作比例贡献值还会持续下降。结合山东省统计年鉴中各地市2013年的相关数据可得，以上四个因素的贡献值在2013年度进一步下降，基本符合图1所反映的趋势，这表明若没有合理有效的措施，山东省的粮食产量将面临严峻挑战。

4结论与讨论

本文通过构建LMDI模型，将粮食生产总量的变化情况分解为复种指数、粮食单产、粮作比例和耕地面积四个因素综合影响的结果。通过对1996～2012年山东粮食总量的因素分解可得，粮食生产总量的增长依赖上述四个因素的变化，但影响效果并不相同。从数据上看，粮食单产和耕地面积的贡献值是正值，其效果是促进粮食产量增长；复种指数和粮作比例的贡献值为负数，其效果是减少粮食生产总量。且前两个因素贡献值绝对值大于后两个因素，粮食总量呈增长态势。

但从长远来看，山东省的粮食生产状况不容乐观。1996～2012整个时间跨度内，耕地面积和粮食单产是促进粮食生产总量增长的主要因素，但山东省土地资源缺乏，仅仅依靠增加耕地面积来增加粮食生产总量，并不能持续发展。而且近年来粮食单产的增幅也逐年下降。随着时间的推移，以上两个因素对粮食总产的贡献值越来越小。粮作比例和复种指数是造成该时间跨度内粮食生产总量减少的因素。1996～2004年，山东省粮作比例持续降低，2004年以后虽然逐渐上升，但并没有达到1996年的状态，许多地方的耕地“非粮化”现象非常严重，严重威胁粮食生产总量。复种指数的变化除了气候等自然条件以外，一些人为因素，例如撂荒和过度开发造成土壤肥力下降等，都会影响耕地的复种指数。