基于耕地因素分解的浙江省粮食生产变化研究

汪玉磊，汪 洁，单英杰，朱有为

(浙江省种植业管理局，浙江 杭州 310020)

浙江农业学报ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(10): 1611-1619

汪玉磊，汪洁，单英杰，等．基于耕地因素分解的浙江省粮食生产变化研究[J]．浙江农业学报，2017，29( 10) : 1605 - 1610．

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.10.02

2017-03-01

汪玉磊(1982—)，女，江苏响水人，硕士，农艺师，主要从事耕地质量与肥料管理工作。E-mail: sunflower327@126.com

基于耕地因素分解的浙江省粮食生产变化研究

汪玉磊，汪 洁，单英杰，朱有为

(浙江省种植业管理局，浙江 杭州 310020)

为了解浙江省近年来粮食产量趋势，采用波动理论研究1978—2015年浙江省的粮食产量周期特征，并运用LMDI方法对影响粮食产量的耕地利用因素进行分解。结果表明，浙江省粮食产量呈现先升高再长期波动下降然后逐步稳定的态势，波动幅度在收窄，周期性波动特征依然存在。单产提高是粮食增产的主要途径，复种指数降低、种植业结构调整和耕地资源减少导致浙江省粮食总产下降。影响浙江各地市粮食生产变化的主导因子略有不同，复种指数降低是台州、宁波、绍兴、舟山粮食生产减退的首要因子，结构调整是其他地区粮食生产减退的首要因子。

粮食生产；耕地；浙江省

浙江省地处我国东南沿海长江三角洲南翼，陆域面积10.53万km2，约占全国陆地面积的1.1%，是我国陆域面积较小的省份之一。浙江丘陵山地占71.6%，平原占22.0%，河湖水面占6.4%，有“七山一水二分田”之称[1]。随着浙江经济快速发展，非农产业对土地需求量日益增加，耕地资源保护的压力越来越大。在农业结构调整过程中，耕地利用“非粮化”趋势也日益明显，即使在建成后的粮食生产功能区内，也有部分非粮化现象[2]。近10 a来，浙江省粮食自给率平均每年下降1个百分点，2014年浙江省粮食自给率只有36.2%[3]，如何稳定和增加粮食产量已成为浙江省各级政府需要迫切需要解决的问题。本研究选取1978—2015年浙江省的粮食产量作为研究材料，应用波动理论分析其周期特征，从耕地利用角度出发，基于LMDI方法对影响粮食产量的耕地利用因素进行分解，并提出相应对策，以稳定粮食生产。

1 材料与方法

1.1 研究材料

浙江省粮食产量、粮食播种面积、农作物播种面积、单产和耕地面积数据主要来源于《浙江省统计年鉴》(1979—2015年)，部分数据来自相关部门工作报告。20世纪50年代以来浙江省土地利用数据均来自浙江省统计局与农业厅共同统计的综合统计年报。为查清土地资源的家底，浙江省土地管理局于1994年完成土地详查[4]。本研究中耕地面积数据，1978—1995年用农业统计年报，1996—2015年用土地统计资料。浙江省粮食产量、粮食播种面积、农作物播种面积和单产数据主要来源于《浙江省统计年鉴》(1979—2016年)，耕地面积数据主要来源于《浙江省农业厅经济统计资料》、浙江省农业统计年报、土地统计资料[4]，以及相关政府部门工作报告。为避免非耕地利用因素(如自然灾害)对粮食产出的影响，文中将拟用LMDI方法分析的粮食单产取3 a平均值，并重新计算对应年份的粮食总产量，以保证因素分解时的可解释性[5]。

1.2 研究方法

1.2.1 波动周期分析

粮食生产具有周期性，表现为总产量在一段时期内会围绕一定趋势线上下波动，这种波动是长期趋势和短期波动2种因素共同作用的结果。长期趋势序列是粮食实际产量在较长时期内表现出的总体波动水平和特征，较为稳定，可用于预测粮食产量；短期波动序列是粮食实际生产情况对长期趋势的偏离，体现了周期性、季节性变动[6]。 粮食生产波动测定的方法较多，目前常用的有2种：一是趋势法，用于长期波动系数的测定；二是环比增长法，用于短期波动的测定[7]。

1.2.2 粮食产量与耕地利用的分解模型

LMDI方法是一种完全的、不产生残差的分解方法。本文设定粮食总产量(Q)变化是由已知的影响因子造成的[8]。设定Y为单位播种面积的粮食产量(kg·hm-2)，反映耕地利用集约化程度和强度；L为耕地面积(103hm2)，反映耕地的数量和规模；S为粮食播种面积占农作物播种面积的比重，反映粮食生产在整个耕作中的比重；M为复种指数，即农作物播种面积与耕地面积的比值，反映耕作制度的变化与耕地的利用程度。粮食产量计算模型的具体形式如下：

Q=Y×A=Y×L×S×M。

(1)

参考金涛等[5]研究成果，定义粮食总产出的变化量为ΔQ，主要受4个方面影响：粮食单产变化产生的强度效应ΔQY，耕地面积变化产生的规模效应ΔQL，粮食作物播种面积占总播种面积的比重变化产生的结构效应ΔQS，以及复种指数变化引起的程度效应ΔQM，这些变化的单位均为万t。根据LMDl分解技术，期末(t)与期初(0)粮食总产量的变化可以分解成各影响因素变化的贡献之和：

(2)

2 结果与分析

2.1 浙江省粮食总产量的时间变化特征

为考查浙江省粮食生产的波动特征，通过回归趋势法和环比增长法计算粮食产量的长期趋势和短期波动，结果如图1所示，其中，Q为粮食总产量；Trend为趋势线。

就长期趋势而言，1978—2015年间，浙江省粮食总产量表现为先小幅升高再波浪式降低并趋于稳定的特征。从图1可以看出，浙江省粮食产量波动频繁，波动系数在-15.66%～18.94%之间，其中波动系数超过5%的有19 a，占调查年份的50.0%，大于10%的有8 a，占调查年份的21.0%。1978—1984年为快速发展时期，总产量由1978年的1 467.2万t增长到1984年的1 817.15万t，累计增长了23.8%。1985—2003年为波动下降期，2003年粮食总产量仅为809.23万t，是1985年的49.9%。2004年以后为稳定期，2004—2005年粮食产量有小幅增加，这可能主要得益于2004年中央“一号文件”中“两减免，三补贴”政策的实施，调动了广大农民的种田积极性。2006年以后粮食总产维持在700万～800万t。就短期波动而言，一个完整周期是指从波谷(峰)开始上升(下降)到波峰(谷)以后又恢复到波谷(峰)，具有明显的上凸(下凹)形态，且幅差(波峰与波谷差值)需要大于5个百分点。据此，浙江省1978—2015年的粮食产量波动可以划分为8个周期(表1)：1978—1982年、1982—1984年、1984—1986年、1986—1991年、1991—1996年、1996—2004年、2004—2008年、2008—2015年。整体波动幅度较大，平均幅差为15.09个百分点，其中幅差最大的周期是1978—1982年，达到了31.55个百分点；其次是1982—1984年，幅差为22.24个百分点。幅差超过10个百分点的周期有4个。从8个波动周期来看，第6个周期年度最长，为8 a；第8个周期长度为6 a，周期长度为2、4、5 a的周期数各2个。

图1 1978—2015年浙江省粮食产量变化Fig.1 Changes of grain output in Zhejiang from1978 to 2015

表11978—2015年浙江省粮食总产波动周期

Table1Fluctuation of grain output in Zhejiang in 1978-2015

时间Period波峰Peak/%波谷Trough/%周期Cycle/a1978—19822064-109141982—19841474-75021984—1986-100-107821986—1991340-22251991—1996600-75551996—2004506-156582004—2008403-54142008—2015320-46671978—2015701-80946

2.2 浙江省粮食产量的耕地利用因素分解

结合粮食总产量的指数波动曲线(图1)，以1978、1984、1991、1996和2004年为基期，利用LMDI分解模型，得出各时期粮食总产量变化及耕地利用因素的分解结果(表2)。结果表明，2015年粮食总产量较1978年减少了795.68万t，1978—2015年耕地利用因素中对粮食产出的影响依次是程度效应>强度效应>结构效应>规模效应，各因素在不同时期对粮食产出的作用也不同。

程度效应。耕作制度是影响浙江省粮食生产的主要因素。1985年，浙江开始推行以麦-稻-稻为主体的多熟种植和两旱一水等多种种植，但1998年后，三熟面积逐年下降，水田种植制度由以三熟或二熟为主变为二熟或一熟为主。1993年起，浙江省农作物播种面积降到400万hm2以下，2003年后降到300万hm2以下。

强度效应。提高粮食作物单位面积产量是促进浙江省粮食增产的首要途径。1982年，粮地单产达到739 kg·667 m-2，首次超过700 kg·667 m-2，到1984年又提高到790 kg·667 m-2，全省粮食总产达1 817.2万t，为历史上总产最高的年份。近年来，浙江省加强育种攻关，扩大高产、优质、多抗良种种植，加强病虫害防治，广泛应用测土配方施肥技术等，水稻单产已提高到440 kg·667 m-2以上，成为全国水稻高产区之一[9]。同1978年相比，2015年粮食单产提高为增加粮食产量贡献了410.74万t的增量。

表2浙江省粮食产量的耕地利用因素分解

Table2Changes of Grain Output and Factors Decomposition of Cultivated Land Use in Zhejiang from 1978 to 2015

年份Period总产变化Changesoftotaloutput/(104t)规模效应Scaleeffect/(104t)强度效应Intensityeffect/(104t)程度效应Degreeeffect/(104t)结构效应Structureeffect/(104t)1978—198425570-287825083-535487181984—1991-13830-8786-29833162-52231991—1995-17204-90075825-7984-60381996—2004-64358-70349746-33616-334552004—2015-9746-8883403-9665-25971978—2015-79568-2859341074-53457-38595

结构效应。粮食总产量受种植业结构调整的影响比较明显：1979—1984年，浙江全面落实农村家庭联产承包责任制，农民种粮积极性高涨，粮食生产迅速发展；1984年粮食大丰收，一些地方出现“卖粮难”“贮粮难”，加上取消粮食统销制度，之后粮食播种面积逐年下降，粮食总产持续减少；在出现粮食紧缺后，1995—1997年浙江省组织大打粮食“翻身仗”；1998年进入种植业结构深入调整期，压粮扩经，2001年，浙江省在全国率先实行粮食购销市场化改革，粮食播种面积逐年大幅下降[10]，粮经播种面积从1997年的78.4∶21.6调整到2003年的50.4∶49.6。

规模效应。耕地是粮食生产的基础资源，1978—1984年浙江省农业生产得到迅速全面发展，农牧业结构调整，全省耕地面积减少，且一年生经济作物种植面积扩大；1984年以后，随着国民经济的迅速发展，建设用地急剧增加，大量耕地被占用，至1993年，浙江省人均耕地面积仅0.038 hm2，是全国人均耕地最少的省份[4]。同1978年相比，2015年浙江省粮食总产量因规模效应减少285.93万t。

2.3 耕地利用效应的区域变化特征

以1994年为基期，利用LMDI分解模型，得出1994—2015年浙江省各市粮食总产量变化及耕地利用因素的分解结果(表3)。结果表明，20 a间，浙西南和浙东北各市的粮食总产都下降，耕地利用因素中对粮食产出的影响均为结构效应>程度效应>强度效应>规模效应。

结构效应。种植业结构调整是大多数的设区市粮食产量下降的主要原因，各设区市结构效应均为负值，尤其是杭州这样的都市农业区，由于城市人口众多，对蔬菜、茶叶、花卉等需求较大，结构调整对粮食产量的影响颇大。分区域来看，浙东北的种植业结构调整力度整体要高于浙西南，由此带来的对粮食产量的影响也相对更大。

程度效应。复种指数下降是浙江省粮食产量降低的次要因素。分地区来看，程度效应对台州、宁波、绍兴、舟山地区粮食总产降低的贡献度较大。

强度效应。在分解的4种因素中，只有强度效应对浙江各地粮食产量变化具有正向作用，表明单产提高在浙江各地粮食增产中发挥重要作用。与1994年相比，浙东北和浙西南粮食总产量因强度效应分别增产104.70万和103.53万t。

表3浙江省各市1994—2015年粮食总产量变化及耕地利用因素分解

Table3Changes of grain output and factors decomposition of cultivated land use of cities in Zhejiang from 1994 to 2015

区域Region市City总产变化Changesoftotaloutput/(104t)规模效应Scaleeffect/(104t)强度效应Intensityeffect/(104t)程度效应Degreeeffect/(104t)结构效应Structureeffect/(104t)浙东北杭州Hangzhou-11214-24591815-2899-7670Northeast宁波Ningbo-6845-27083119-4072-3184Zhejiang嘉兴Jiaxing-5925-17681841-2742-3256湖州Huzhou-5302-7021590-2714-3475绍兴Shaoxing-7346-24272075-3994-3000舟山Zhoushan-1135-300031-570-295合计Total-37768-1036510470-16991-20881浙西南温州Wenzhou-5180-19813191-2930-3460Southwest金华Jinhua-8839-20982208-3821-5128Zhejiang衢州Quzhou-2486-13561979-330-2778Zhejiang台州Taizhou-10131-19011892-5106-5016丽水Lishui-2471-5501084-982-2023合计Total-29106-788610353-13169-18404浙江Zhejiang-66874-1825120823-30161-39285

规模效应。各设区市耕地利用规模效应对粮食产量变化的作用均为负值，说明在城市发展进程中，耕地被征占用是导致粮食产量下降的因素之一。

3 结论与讨论

波动本身是一个物理学名词，依据时间序列值的长短可将其分为长期波动和短期波动。按粮食生产总量水平是否出现下降，波动可分为2类：一是古典波动，即在波谷，总量水平出现下降，增长速度为负值；另一种是增长型波动，即在波谷只出现总量增长率的下降，而不出现负值[7]。本研究中，浙江省粮食总产的周期变动比较明显，8个完整周期中的低谷年粮食总产增长率均小于0，总产绝对水平较上年下降，增长率为负，平均增长率为-4.94%，较符合古典型波动。田德斌等[10]认为波动指数超过10%的即为剧烈波动，振幅超过10%的周期即属于强波动周期，会引起粮食产量的大起大落。本研究中浙江省粮食产量平均振幅15.09个百分点，振幅超过10个百分点的周期就有4个。

LMDI最初在碳排放领域得到广泛应用[11-12]，之后也被引入粮食生产研究中。张利国等[13]分析了江西省粮食生产的耕地利用状况，刘玉等[14]研究了基于LMDI模型的黄淮海地区县域粮食生产影响因素分解，江松颖等[15]研究了基于耕地因素视角的湖北省粮食生产状况，这些研究都显示提高粮食单产对粮食增产具有促进作用。本研究将浙江省粮食生产从耕地利用角度分解成规模、结构、强度、程度4个因子，结果表明强度提高是粮食增产的主要途径，耕地规模减小、结构调整和程度降低是导致浙江省粮食总产降低的重要因素。金涛等[16]以江苏省为例，从省域—分区域—地市等不同空间尺度分析粮食生产的耕地因素分解，表明影响各地市粮食生产变化的主导因子各有不同，本研究对1994—2015年浙江各地市粮食生产的耕地因素进行比较，发现对台州、宁波、绍兴、舟山而言，程度效应对粮食总产波动作用较大，而在其他地区，则以结构效应起主导作用。

综上，1978—2015年间浙江省粮食产量波动变化的主要原因包括：一是依靠农业科技进步，加强育种攻关，推广增产技术，应用地力培肥和病虫害防治等手段促进单产提高；二是耕地数量减少或质量降低导致粮食减产；三是随着劳动力减少、用工成本增加，复种指数大幅降低导致粮食播种面积降低；四是农产品需求多元化，重视农业效益，压粮扩经的结构调整导致粮食减产。

为稳定浙江省粮食产量，首先要保护耕地资源。耕地是粮食生产的基础，应严格执行占用耕地补偿制度，在城市化、工业化进程中确保耕地数量不减少，质量不降低。加快中低产田改造，提高耕地的粮食生产能力。同时，加强土壤污染源头防控，改善土壤生态环境，保护现有耕地质量。在种植结构调整中应掌握尺度，避免大面积种植多年生经济作物[17]。其次，要加快粮食生产机械化进程。粮食生产机械化的应用，可大大减轻劳动强度，提高劳动效率，解决部分劳动力缺少的问题，在一定程度上能提高复种指数，减少抛荒、撂荒。再次，要提高种粮效益。粮食安全取决于种粮积极性，而种粮积极性取决于种粮效益[18]，因此从粮食安全的角度考虑，政府应继续予以一定的扶持，充分利用资源，发挥规模效益。同时，加快优质品种的推广，改善粮食品质，提高粮食的市场竞争力和市场价格。通过优化粮食结构，在适宜的地区加快发展甘薯、马铃薯等旱粮生产，既满足社会多元化需要，又保证粮食产量。

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StudyongrainproductioninZhejiangbasedonfactorsdecompositionofcultivatedlanduse

WANG Yulei， WANG Jie， SHAN Yingjie， ZHU Youwei

(ZhejiangManagementBureauofPlanting，Hangzhou310020，China)

To understand the trends of grain production in Zhejiang Province， wave theory was adopted to study the grain output during 1978-2015， and LMDI approach was introduced to decompose the factors of cultivated land use which influenced grain production. It was shown that grain production in Zhejiang increased first， then reduced and was tended to be stable. The production fluctuation was narrowed， yet cyclical characteristics still existed. The increase of yield per hectare was the major factor to increase grain production， while the adjustment of planting structure， the reduction of multiple-crop index and cultivated land resources led to the decrease of grain production. The dominant factor to the grain production differed among cities. The decrease of multiple-crop index was the main factor for yield reduction in Taizhou， Shaoxing， Ningbo and Zhoushan， while the structure adjustment was the main factor for the rest cities.

grain production; cultivated land; Zhejiang Province

F301

A

1004-1524(2017)10-1605-06

（责任编辑高 峻)