我国粮食台阶增长的构成因素分解

金涛，钱俊熹，黄丽艳，佴军，陆建飞

（扬州大学农学院，江苏 扬州 225009）

我国粮食台阶增长的构成因素分解

金涛，钱俊熹，黄丽艳，佴军，陆建飞

（扬州大学农学院，江苏 扬州 225009）

1949-2013年，我国粮食生产刚好实现5个亿t台阶的跨越。本文基于粮食产量计算公式，厘出5个产量构成因素，并运用因素分解法，评估各自对亿t增产台阶的贡献量。研究结果表明，在5个亿t台阶期中，作物单产提升始终是最主要贡献因素，以1978年为界，其对总产的贡献总体呈先增后减态势；复种指数、粮食作物品种结构以正贡献为主，至新近台阶期，两者贡献程度均明显放大，其中复种贡献量已接近于作物单产的贡献量。粮作比调整始终是最主要减产因素，耕地面积也以负贡献为主，尤其1978年后，两者负影响均较前期有明显放大，至新近台阶期达最高。结合我国粮食增产台阶的因子演变过程，探讨了未来粮食增产的可能性与可行性。

粮食增产；台阶式；因素分解；作物单产；复种指数；粮食品种结构；粮作比；中国

金涛， 钱俊熹， 黄丽艳， 佴军， 陆建飞. 我国粮食台阶增长的构成因素分解［J］. 农业现代化研究， 2016， 37（3）: 476-482.

Jin T， Qian J X， Huang L Y， Nai J， Lu J F. Factor decomposition analysis for the step growth pattern in China's grain production［J］. Research of Agricultural Modernization， 2016， 37（3）: 476-482.

对我国粮食生产发展，依据不同的研究手段、目标和认识，有台阶论［9］、连续渐变论［10］及波段论［11］等观点。其中，台阶论的探讨近来涉及较少，1990年代中期曾有“三个半台阶”等说法，但缺乏深入解析。1949-2013年，我国粮食生产刚好完成了5个台阶的跨越，每个台阶粮食总产约增加亿t。1949年粮食产量1.06亿t，1966年实现2亿t；1978年突破3亿t；1984年一举突破4亿t，1996年首次超过5亿t，2013年站上了6亿t的历史高位。本文拟运用因素分解法，剖析5个亿t台阶增产的来源，为我国粮食持续增产相关决策提供参考依据。

1 研究方法和数据来源

1.1 粮食产量的因素分解法

基于粮食作物品种的视角，区域粮食产量是该区各作物品种的单产水平与相应作物播种面积之积的累加。即：

式中：P是粮食产量，i是粮食作物品种，ai和yi分别是作物品种i的播种面积和单产水平。则粮食产量P从基期t=0到末期t的变化可以表示为：

式中：P0、Pt分别是研究基期和末期的粮食产量；ai0、ait分别是研究基期和末期作物i的播种面积，分别是研究基期和末期作物i的单产水平；aeffect和yeffect分别是作物面积效应和作物生产力效应。

即粮食产量P的变化是各作物单产（yi）和各作物播种面积（ai）变化的结果，前者变化对粮食总产变化的影响效应称为作物生产力贡献（yeffect），后者则称为作物面积贡献（aeffect），这两者的贡献效应可借鉴改进的Laspeyres指数方法（Refned Laspeyres index method，RLI）测得［8］。其中的作物生产力效应yeffect：

式中：Δyi、Δai分别是作物i单产水平和种植面积在研究时段内的变化，ai0是研究基期作物i的播种面积。

另外，基于粮食产量构成因素的视角，粮食产量（P）又是粮食单产（Y）与粮食播种面积（A）的乘积，其中粮食播种面积（A）又是耕地面积（L）、复种指数（M）和粮作比（S）的乘积。

由（4）、（1）可得：

式中：ai、yi、ci分别表示作物i的种植面积、单产水平和在粮食总面积中的种植份额。

即粮食单产Y又为粮食各作物单产（yi）及各作物种植份额（ci）之积的累加。将（5）式代入（4）式，可得：

由此，理论上，粮食产量的构成因素从两因素进一步可扩展为五因素。

式中：Aeffect、Yeffect分别为粮食播种面积效应和粮食单产效应，Leffect、Meffect、Seffect分别表示耕地面积效应、复种指数效应和粮作比效应，yeffect、ceffect分别表示作物生产力效应和粮食作物品种结构效应。

即粮食产量的变化来自粮食播种面积（Aeffect）和粮食单产（Yeffect）的贡献；其中，粮食播种面积效应（Aeffect）由耕地面积效应（Leffect）、复种指数效应（Meffect）、粮作比效应（Seffect）组成，粮食单产效应（Yeffect）又可分解为作物生产力（yeffect）和粮食品种结构变化（ceffect）的效应。

借鉴对数平均迪氏指数（LMDI，the logarithmic mean divisia index）的结构分解思路，可直接测得（4）式中引起粮食产量变化的Aeffect和Yeffect，或Yeffect、Leffect、Meffect、Seffect的值［12-13］。

在上述已测得粮食单产（Yeffect）和作物生产力（yeffect）各自效应的基础上，由（7）和（3），进一步求得粮食品种结构效应值，即：

1.2 数据来源和数据处理

1.2.1 数据来源 1949-2013年的全国粮食及主要粮食作物的产量及其播种面积、农作物播种面积以及耕地面积数据来自《新中国农业60年统计资料》，近年的数据由《中国农业统计年鉴》补齐。

1.2.2 数据处理 对基础数据中的粮食及主要作物的产量、播种面积，均取研究时点的3年平均值（表1、表2），以消除因自然因素引起的粮食产量年度波动。这种处理可能使得亿t增量值有出入，但能确保因素分解结果的可解释性。在测算作物生产力效应中，涉及到的主要粮食作物按稻谷、小麦、玉米、大豆（因1991年以前未有豆类作物生产数据）、薯类和其它等6类计，其中，其它类粮食作物由粮食产量和粮食播种面积减去5类粮食作物的产量和播种面积所测得。

《中国统计年鉴》有1949-2008年长序列的耕地面积数据，以1996年为界，前后分别为统计局和第一次国土资源详查的不同统计口径，故数据系列不接轨（图1），2008年以后的数据也未有更新。耕地面积数据重建的具体方法：首先，以1996-2008年的时间序列数据为基准，运用趋势外推，测得口径转变年度两种数据的差值，将统计局口径序列数据同加上这一差值，生成国土部口径下的耕地面积数据序列（1949-2008年）；然后，利用第二次国土资源调查最新数据成果，将2009年可耕地数，减去同期公布的洪水线以下和坡度25°以上耕地面积，计作实有耕地，并测算其与先前国土部口径下的同年耕地数据之差，再次折算成二调口径下的数据。据此回推到1980年代初的耕地面积数据，基本接近于当时国家有关部门对耕地面积的调查统计结果［14］（图1）。

图1 我国耕地面积数据序列重建Fig. 1 Date reconstruction of China's cultivated area

2 结果与分析

2.1 粮食产量及其构成因素的台阶变化过程

我国粮食生产以周期性波动、台阶式上升为特征（图2）。其中，第一台阶（1949-1966年）和第五台阶（1996-2013年）的跨越历程中，均有一轮明显的生产滑坡，经较长时间的复苏和回升，所以用时最长，各达17 a。其后是第二（1966-1978年）和第四台阶（1984-1996年），各历时12 a实现亿t跨越。第三台阶（1978-1984年）的跨越则用时最短，仅用6 a。

图2 1949-2013 年我国实际粮食产量的变化过程Fig. 2 Annual trend of China's grain production from 1949 to 2013

粮食播种面积除第一台阶期（1949-1965年）有所上升，第三台阶期（1978-1984年）有所减少，其余时段变化均不明显（表1）。在粮食面积的3个构成因素上，粮作比逐阶下调，从早期的88.6%降到68.1%；耕地面积在建国初期曾有一轮增长趋势，主要来自对多年因战争荒芜耕地的恢复和开垦［14］。随后显示逐期下降趋势；复种指数除第三台阶（1978-1984年）略有下调，其余各期均有增高（表1）。

粮食单产总体呈逐期上升趋势，2012年的单产水平达到1950年的4.65倍（表1）。分粮食品种看，三大谷物单产水平总体为稻谷＞玉米＞小麦，均逐阶上升；从单产增幅上，小麦因基数水平低，增幅最大，稻谷则增幅相对较小。从粮食品种结构分析，稻谷、小麦占粮食播种面积的比重总体先增后降，玉米种植比重在1984年后的两台阶期跃升明显，在新近台阶期已替代稻谷，成为第一大粮食作物（表2）。

表1 我国粮食产量构成因素的基础数据Table 1 Data base of key variables for China's grain production

表2 我国粮食单产构成因素的基础数据Table 2 Data base of two variables for China's grain yield by crops

2.2 粮食增产台阶的贡献量分解

根据粮食单产和粮食播种面积的双因素及进一步的五因素分解结果（表3），不同增产台阶期粮食产量变化构成来源的表现如下：

第一台阶期（1950-1966年）。粮食增产主要依赖粮食单产，但粮食播种面积正效应也较为明显，对粮食增量的贡献率达10.6%。总体上，本期粮食促产因素广泛：作物生产力提升（79.8%）、扩大复种（21.2%）、粮食内部结构调整（9.6%）、耕地面积增加（3.9%）。粮作比是唯一具有负向作用的因素。

第二台阶期（1966-1978年）。粮食增量主要来自粮食单产效应，其中，除作物生产力提升的显著影响（84.3%），粮食品种调整的增产效应（15.4%）也不可忽略。本期粮食播种面积效应已不明显，主要是粮作比下调（-7.3%）和耕地面积下降（-6.7%）的效应，基本抵消了复种调增（14.2%）的增产效应。

第三台阶期（1978-1984）。受包产到户、农户经营权下放的制度激励，粮食生产进入超常规增长期，这也是作物单产（128.3%）促总产表现最显著的阶段，粮食品种调整的影响很小（0.5%）。本期粮食播种面积负效应最为明显，这由粮作比调整（-13.9%），复种（-10.4%），以及耕地面积减少（-4.6%）三因素效应共同叠加所致。

第四台阶期（1984-1996年）。粮食增量主要来自粮食单产效应，其中，作物生产力提升（92.4%）起绝对主导作用，粮食品种调整（7.9%）的效应开始有所显化。粮食播种面积负效应总体有明显减弱，主要是本期复种调增的正效应（32.4%），一定程度上缓解了粮作比调整（-25.1%）和耕地流失（-7.9%）的负影响。

第五台阶期（1996-2012年）。除生产力效应外，本期正负因素的效应值均有放大趋势。亿t粮食增量主要来自粮食单产效应，其中，粮食品种调整（20.0%）的影响已不可忽视。虽然粮作比下调（-41.9%）和耕地面积减少（-36.0%）的负效应均有显著扩大，但复种调增对粮食的增产效应（75.0%）也同步放大，甚至开始接近于首位生产力因子效应（82.9%）。

表3 我国粮食台阶增产的贡献量分解（1949-2013）（104t）Table 3 Decomposition of step growth of China's grain production （1949-2013）104tons）

2.3 粮食逐阶增产的因子过程

从年均粮食增量看，由于第三阶段（1978-1984年）的亿t跨越用时最短，因而年均增量最高；其次为第二、第四阶段；第一阶段年均增量最小。以1978-1984年的第三台阶期为界，年均粮食增量的趋势前期逐阶上升，后期则逐阶下降（图3）。

结合我国粮食生产历史进程的回顾，分析粮食产量构成因素的演化趋势如下。

2.3.1 生产力（yeffect） 生产力是各台阶期粮食增产的首位贡献因子，生产力效应的趋势基本与粮食年均增量趋势相一致：前期逐阶上升，1978年以后逐阶下降。前期作物单产水平的提高，一是国家依靠集体作业，如通过大规模治水改土、强化农田水利建设，灌溉面积在1970年代后期大幅增加；二是重视作物品种改良，如1960年代中后期，全国进行水稻“高秆改矮秆”［15］，1976年开始大规模推广高产杂交水稻。改革开放以来，国家化肥消费量逐年增加，农机化水平不断提高，加上大力推行中低产田改造，作物单产进一步推高［16］，但受物质要素报酬递减律作用，靠增加农用化学品和能源投入量能够引起的产量增长渐次减弱。

2.3.2 粮食品种结构（Ceffect） 粮食品种结构以正效应为主，除第三台阶期（1978-1984）效应微弱，其余各期的品种调整均起到一定的正向促产作用。由于口粮生产对粮食供求平衡的基础性作用，国家粮食生产总体上有不断向稻谷、小麦、玉米三大谷物集中趋势，三大谷物占粮食作物的比重从建国初的53.9%上升到2012年的80.4%。最初的两个增产台阶期，由于人民生活条件改善，对精细粮需求上升，有调减杂粮、扩大高产谷物面积的自然趋势；1984年我国基本解决温饱问题，稻谷、小麦等口粮作物的比重开始下降［17］；玉米因其适宜范围广、耕作方便、生产成本低、市场需求大、生产效益较好而日益受到谷物种植者的重视，其种植面积不断扩大［17］，进而替代稻谷、小麦，跃升为中国谷物之王。

2.3.3 复种（Meffect） 复种除第三台阶期（1978-1984）外，其余各期均呈正效应，最后两个台阶期，其增产效应有强化和走高趋势。建国后的两个台阶期，调整农业耕作制度、提高粮食熟制是国家粮食促产计划的重要部分，如1950年代初，全国推行“单季改双季、间作改连作、籼稻改粳稻”的“三改”，南方各地大力发展连作稻和三熟制；南方扩大双季稻种植面积，提高耕地复种指数［15］。改革开放以后，农民有了一定的经营自主权，开始压缩部分不适宜种植的双季稻面积，在1978-1984年的超常规增产期，虽然复种有所下调，但这有利于作物单产提高和粮食总体产能提升。1984年以后，由于农村劳动力短缺和粮食种植比较收益低，南方双季稻产区出现“双改单”现象［18］。尽管如此，在国家层面，随着农业机械化的不断推进，粮食生产区域专业化、规模化程度的不断加强，农业自然资源开发的强度和范围不断加大，耕地复种指数对粮食促产效应越发显著。

2.3.4 粮作比（Seffect） 粮作比始终是减产因子，减效应在市场化改革以后趋于强化。建国初始，由粮作比高达近90%，粮经结构调整是自然趋势；“以粮为纲”政策约束下，农业主体仍是单一粮型结构，1978年粮食种植率仍高达80.4%。改革放后，为响应农产品市场需求结构的变化，“压扩经”种植结构调整力度逐步加大：从1980年的“决不放松粮食生产，积极发展多种经营”，990年代初发展“双高一优”农业，再到1998年以优化生产布局为导向的战略性调整；至21世纪初，在经济全球化大背景下，土地密集型粮食生产在国际价值链中不具竞争优势，农地非粮化趋势越发明显。

图3 我国粮食产量逐阶增加的因子效应比较ig. 3 Effects of five factors on step growth in China's grain production by phasesF

2.3.5 耕地面积（Leffect） 耕地面积以减产效应为主，尤其第五台阶期最为明显，负效应接近于粮作比负效应。根据统计局的资料，我国耕地面积在1957年达到高峰，其后因“大跃进”和三年自然灾害，国民经济失调，耕地大量被占用、废弃，随后的耕地面积呈稳定下降的趋势［14］。改革开放以后，1980-1988年的农村乡镇企业大发展，1992-1994年城镇化快速推进，导致耕地持续减少；1990年代中期以来，各地经济开发区迅速扩张，以及国家大规模生态退耕计划的实施，两相叠加致使最后台阶期的耕地面积出现明显滑坡（图1）。ccccc

3 结论与政策启示

3.1 结论

本文运用因素分解法，定量评估作物单产、粮食品种结构、粮作比、耕地面积和复种指数5项指标对国家5个亿t粮食台阶增产量的贡献程度。研究结果表明，作物单产（生产力）提升始终是各台阶期的最主要贡献因素，以第三台阶期（1978-1984年）为界，生产力效应总体呈先增后减态势；复种指数和粮食作物品种变化以正贡献为主，至新近台阶期，复种调增的贡献程度接近于首位生产力因子，而粮食品种调整也成为不可忽视的增产因素。粮作比调整始终是各台阶期的首要减产因素，其次为耕地面积；1978年市场化改革以后，两者负效应值均有明显放大，至新近台阶期达最高。

3.2 政策启示

早期的粮食台阶增产主要依赖作物单产提升，新近增产台阶期（1996-2012年）更多是对作物单产、复种、粮食品种调整的多重依赖。由国家粮食台阶变化，尤其市场化改革以来的逐阶变化过程，可对粮食产量因子的可能趋势进行初步预判：生产力效应有逐步衰减趋势，单产天花板效应迹象有所呈现；复种指数自1984年以来，总计调增了25%，在转变农业发展方式的形势下，许多农耕区的耕地有待休养生息，未来复种进一步调高的空间有限；粮食品种结构上，玉米、稻谷、小麦三大谷物的种植比例达到82%以上，今后调减豆类、薯类和杂粮等低产作物，扩大三大谷物比例的空间也已不大。当前我国仍处于城镇化增长期，有限的耕地资源面临“吃饭”、“建设”和“生态”的三难选择，耕地减少趋势仍无可逆转；全球价值链下，我国粮棉大田作物不具竞争优势，种植空间仍有被果蔬园艺等高效经济作物挤占的压力。

尽管粮食增产面临上述一系列严峻挑战，但把握好稳产增产的主攻方向，维持国内持续增产仍是有可能且有保障的。因素分解结果也表明，耕地面积的减少并非主要减产因素，对于未来粮食安全保障，保护耕地至关重要，但如何有效利用好有限的耕地资源，才是粮食潜力开发的关键。事实上，考虑进耕地利用强度和利用结构等调控因素，耕地单纯产粮的弹性是很大的。如作物单产，尤其是玉米、小麦，与发达国家生产力水平相比，仍有较大增产空间。其中，我国当前播种面积最大的作物玉米，平均单产水平不足6 000 kg/hm2，由于玉米属C4植物，有更高的光合效率和较强抗逆性，其增产空间较大；据联合国FAO统计数据，以色列玉米单产从2000年的1.27 t/hm2上升到2011年达3.38 t/hm2，欧美国家玉米单产普遍超过9 000 kg/hm2。另外，粮作比的降低是主要制约粮食产量增加的因子，但也是构成粮食总产的积极可控因素。如果国际粮食市场有波动，东南地区的许多传统粮食主产区，也是过去农地去粮化显著地区，必要时完全可以通过种植结构回调，迅速恢复粮食产量，以确保国家食用粮供给的安全保障。

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（责任编辑：王育花）

Factor decomposition analysis for the step growth pattern in China's grain production

JIN Tao， QIAN Jun-xi， HUANG Li-yan， NAI Jun， LU Jian-fei
（College of Agriculture， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225009， China）

China has just achieved the ffth grain increment from 1949 to 2013 and the grain output reached 0.5 billion metric tons in 2013. Applying the grain production calculating model， this paper identified five significant factors contributing to the step growth in China's grain production. Results show that crop yield improvement is the main contributor to the growth， exerting upward effect before 1978 but downward thereafter. Multiple cropping index and composition of crop varieties mainly have positive effects which were signifcantly enlarged on the latest increment. The contribution from multiple cropping was even close to that of crop yield. The two negative contributors include grain crop share and cultivated areas， increasingly lowered grain production after 1978 and imposed the most negative effect on the ffth increment. This paper also discussed the possibility and feasibility of future grain increase.

grain production； step growth pattern； factor decomposition； crop yield； multiple cropping index；composition of grain crop varieties； grain crop share； China

随着我国粮食生产的波动上升，全国人均粮食产量从1949年的209 kg增加到1978年的319 kg，至2013年达到443 kg。人粮矛盾的基本缓解，为全面小康社会的建成提供了基础保障。但随着水土等农业自然资源约束的不断趋紧，保障人口大国粮食供给的压力在不断加大，粮食可持续增产能力成为学界和政策界共同关注的问题。分析我国粮食生产变化特征，解释不同时期粮食产量变化的主要动因，有助于明确粮食生产能力的调控方向和重点。粮食生产的影响因素众多，光热水土、自然灾害、经济投入、技术效率、社会政策等。分析这些因素对粮食生产的影响，一种思路是基于C-D生产函数［1-2］，或运用随机前沿分析方法［3］，完成对特定时期粮食生产贡献因素的分析，所探讨因素较为广泛；另一种思路则是从粮食产量计算公式入手，通过对总产变化的完全分解，分因素、分地区、分作物进行解析［4-7］，这类研究探讨的指标有限，但能够对这些指标所产生的粮食安全后果进行综合把握。粮食产量直接受粮食单产和粮食播种面积的影响，而影响粮食单产的主要途径又有两种，一是依赖科技进步和要素投入等提高作物单产；二是作物单产不变的情况下，通过调整粮食作物品种结构，挖掘作物间的“单产差”达到改变粮食统计单产的目的［7］。有学者尝试定量分析粮食品种结构调整对粮食单产变化的贡献值［1，7-8］。本文拟在此基础上，定量评估作物品种结构调整在内的粮食产量构成因素变化对粮食安全后果的影响，以更直观清晰地反映粮食产量演变机制。

The Project Funded by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions（PAPD）.

LU Jian-fei， E-mail: jfu@yzu.edu.cn.

5 August， 2015；Accepted 14 March， 2016

F307.11

A

1000-0275（2016）03-0476-07

10.13872/j.1000-0275.2016.0047

江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）。

金涛（1969-），女，江苏无锡人，博士，副教授，研究方向为区域农业发展，E-mail：tjin@yzu.edu.cn；通讯作者：陆建飞（1967-），男，江苏如皋人，博士，教授，主要从事区域农业发展研究，E-mail：jfu@yzu.edu.cn。

2015-08-05，接受日期：2016-03-14