长江中下游水稻生产波动特征及成因分析*

徐春春，陆建飞

(1.扬州大学农学院，江苏扬州 225009； 2.中国水稻研究所，浙江杭州 310006)

0 引言

长江中下游地区包括上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北和湖南等7省(直辖市)，是我国水稻种植面积最大的区域，常年水稻面积和总产分别占全国的一半左右。新中国成立以来，由于制度创新和技术进步双重因素驱动，长江中下游地区水稻生产能力得到显著提升，总产从1949年的2 229.7万t增至2016年的1.031 72亿t，增长了3.6倍。水稻生产波动是指水稻生产相对较高的增长率达到某一水平后，受某些因素影响下降到一个相对较低的水平，甚至连续几年在这个水平上徘徊。当前，我国正在推进新一轮种植业结构调整，重点是调减低端、无效供给，通过系统分析长江中下游地区水稻生产波动的规律和特点，有利于采取有效措施降低水稻生产周期波动的强度，消除波动带来的不利影响，并为新一轮种植业结构调整背景下如何促进我国水稻生产稳定发展提供借鉴。

1 水稻生产波动的测定方法和数据来源

1.1 分析方法

文章拟采用HP滤波分析方法将长江中下游地区水稻生产面积、总产和单产等分解成长期趋势分量和短期周期分量进行分析。HP滤波分析是1981年Hodrick和Prescott在对美国战后经济景气进行分析时首先提出的关于经济趋势及波动周期的分析方法。HP滤波看成一个近似的高通(High-Pass)滤波，它是时间序列的谱分析，该分析把时间序列变量看成不同波长成分的叠加，通过对不同波长成分的有效分离，分析该时间序列的不同变动特征及变动周期[1]。HP滤波假定时间序列Yt是由趋势性成分和波动性成分组成，则对于时间序列Yt，HP滤波就是选择一个时间估计序列St，使下列估计值最小：

(1)

式(1)中，λ>0，使上述估计值最小的St便被认为是时间序列Yt的趋势成分。长期波动描述是用剔除长期趋势后的数据计算出的变异系数CV； 短期波动描述是用剔除长期趋势后的数据后计算的变异率RV。

尽管学术界关于HP滤波分析方法还存在一些争议，但焦点主要集中在对λ的取值等问题上，通常λ取值根据数据类型不同可以采用一些默认参数，年度数据时λ默认参数为100，季度数据时λ默认参数为1 600，月度数据时λ默认参数为1.440 0万。对于HP滤波在分离长期趋势及短期波动的有效性上，诸多学者都给出了积极的评价并将其应用于生产周期和经济周期分析等方面[2-5]。该文认为HP滤波法对简单线性回归进行了改进，是趋势的拟和效果和平滑程度的折中，其拟和效果要优于线性回归法，因此将采用HP滤波法测定长江中下游地区水稻生产波动情况。

1.2 数据来源

为全面系统分析新中国成立以来长江中下游地区水稻生产波动的详细情况，该文选择1949—2016年长江中下游地区水稻生产68年的数据作为研究对象。1949—2011年数据主要来源于农业农村部中国种植业信息网的农作物生产统计数据， 2012—2016年数据主要来自历年《中国农业统计资料》。

2 长江中下游地区水稻生产波动分析

2.1 总产的长期波动分析

该文运用1949—2016年长江中下游地区水稻总产数据，采用HP滤波法得出表示水稻产量长期波动的长期平滑趋势线(图1)。通过对总产波动的长期平滑趋势线进行分析， 1949—2016年长江中下游地区水稻总产走势整体以平滑上升为主，具体分为4段平滑曲线，基本特征： ①1949—1961年的缓慢平滑向上状态，期间总产长期波动的趋势值增加了1 034.7万t，年均增长率3.1%，长期趋势线呈现缓慢平滑向上状态。②1961—1992年的较快平滑向上状态，期间总产长期波动的趋势值增加了6 341.1万t，年均增长率高达10.4%， 1992年是长期趋势线上趋势值的最高点，水稻总产稳定在1亿t水平以上，长期趋势线呈现较快平滑向上状态。③1992—2004年的较快平滑向下状态，期间总产长期波动的趋势值减少了817.4万t，年均增长率降至-0.7%，呈现平滑向下趋势。④2004—2016年的恢复平滑向上状态，期间总产长期波动的趋势值增加了1 222.8万t，年均增长率为1.1%。从长期趋势线看， 1949—2016年长江中下游水稻生产沿着“增长—波动—增长”的轨迹向前推进，但20世纪70年代以来每10年总产年均增长率依次为4.0%、2.2%、-0.4%和0.2%， 2000年以后年均增长率仅为1.0%，增长率呈现阶段递减趋势，说明持续增产能力下降。

图1 1949—2016年长江中下游水稻总产的长期波动

图2 1949—2016年长江中下游水稻面积和单产的长期波动

2.2 面积、单产的长期波动分析

运用1949—2016年长江中下游地区水稻面积和单产数据，采用HP滤波法得出表示水稻面积、单产长期波动的长期平滑趋势线(图2)。通过对面积和单产波动的长期平滑趋势线进行分析，单产走势整体以平滑上升曲线为主，面积走势则呈现明显的波动曲线，基本特征： ①面积波动趋势线按照1949—1976—2005年的关键点，呈现明显的“增加—减少—增加”的波动运行轨迹，但2005年以后的上升曲线斜率较小、走势平稳，表明水稻扩面潜力已经十分有限。②单产波动趋势线总体呈现为一条平滑向上的曲线，按照1949—1961—1978—1990—2005年的关键点，各阶段斜率大小呈现明显差异，表明水稻单产在不同时期提升动力不同。③20世纪90年代以前，单产与总产长期波动趋势更为一致， 90年代以后面积与总产长期波动趋势更为一致，表明水稻单产提高遭遇瓶颈。

图3 1949—2016年长江中下游水稻面积、单产和总产的短期波动

2.3 面积、单产和总产的短期波动分析

运用1949—2016年长江中下游地区水稻面积、单产和总产数据，用剔出长期趋势后的数据计算出变异率值(RV)，并绘制短期波动曲线(图3)。通过考察变异率和短期波动曲线图，按照波动幅度超过5%，相隔时间超过5年以上标准，将1949—2016年长江中下游地区水稻总产波动分为6个阶段(表1)，基本特征： ①水稻生产波动具备连续性特征，一次波动结束后紧接着开启下一次波动，水稻生产连续增长几年后，总是受政策、市场等因素干扰，增长率降至一个较低水平，这种周期性和连续性，说明水稻生产出现问题后的恢复期较长、很难较快缓解。②产量波动的平均年距10.8年，最长年距15年，最短年距8年，表明水稻生产波动完整运行一次的时间较长，历次波动的波峰波谷之间的运行时间长短不一，说明影响水稻生产波动的因素很多； 2003年以后水稻生产暂且没有形成一次完整波动，但已经超过历次波动平均年距，需要高度警惕产量出现大幅滑坡的可能。③产量波动的波动幅度较大，平均波幅24.6%，最大波幅为1949—1961年的56.1%，最小波幅为1979—1988年的10.4%，说明水稻生产的波动性并没有随着时间推移逐步平稳，周期性波动特征不仅仍然存在而且呈加剧趋势，水稻生产稳定性较差。④前5次波动波峰绝对值平均为8.7%，波谷绝对值平均为15.9%，波峰平均值远小于波谷绝对值的平均值，说明持续、稳定增产难度较大。⑤产量波动受面积和单产波动共同作用，当面积和单产的波动方向一致时，产量波动的幅度较大，但在实际生产中影响面积和单产的因素存在明显差异。与面积、单产和总产长期波动趋势较为一致的是， 20世纪90年代前单产波动与水稻生产波动趋势的契合程度更高、相关性更强，对水稻生产波动影响更大； 而90年代后则是面积波动与水稻生产波动的趋势契合程度更高，表明单产持续提高遭遇瓶颈。

表1 1949—2016年长江中下游水稻总产波动阶段划分及周期长度

序列起止年份年距变异率波峰波谷波幅11949—1961,其中波峰1957年1216.0-40.156.121961—1969,其中波峰1966年8 8.9-7.316.231969—1979,其中波峰1973年10 5.2-10.615.841979—1988,其中波峰1984年9 7.3-3.110.451988—2003,其中波峰1997年15 6.2-18.324.562003—前5次波动平均10.8 8.7 -15.924.6

3 长江中下游地区水稻生产波动的成因分析

3.1 第一阶段(1949—1961年)

新中国成立初期，国民经济建设全面开展，国家加大对农业生产的要素投入力度，大规模开垦荒地和开展土地改良，耕地面积增加、质量提升，农田基础设施和灌溉条件得到较大改善[6]，这一阶段长江中下游地区水稻生产主要是制度变革促成增长型波动， 1954年水稻单产短期快速下降主要是厄尔尼诺现象造成长江中下游地区发生百年一遇的特大洪水[7]，当年江苏、安徽、湖北、湖南水稻单产分别下降14.1%、12.8%、19.3%和11.3%，但天灾造成的影响一般仅限于当年， 1955—1957年水稻连续增产，并于1957年形成本轮波动的波峰； 1957—1961年长江中下游地区水稻又出现持续减产，最重要原因是气候变化， 1959—1961年全国各地普遍发生严重旱情，也就是众所周知的“三年自然灾害”时期[8]，同时全国范围兴起的生产“大跃进”运动和高度集中的人民公社制度也对当时的农业和粮食生产造成了较大影响[9]， 1961年江苏、浙江、湖北、湖南水稻单产同比分别大幅下降15.9%、20.5%、19.4%和26.9%，推动在1961年形成该轮波动的波谷。

3.2 第二阶段(1961—1969年)

“大饥荒”结束后，中共中央为纠正农村工作中的“左”倾错误提出了“调整、巩固、充实、提高”的八字方针，明确要提高农业的发展速度，增加粮食产量[10]。20世纪50年代中后期，水稻矮化育种研究并取得了突破，品种耐肥性、抗病性、耐密性大大提高，单产潜力比原有高秆品种增加30%左右，随着60年代半矮秆水稻品种陆续在生产上大面积推广应用，推动实现了中国水稻单产的第一次飞跃[11-13]。在科技支撑推动下，长江中下游地区水稻生产也在这一时期实现快速发展，水稻总产连年增长，推动在1966年形成本轮波动的产量波峰； 1966年“文化大革命”爆发，国民经济遭受严重损失，同时在农村推行了一系列抑制农民生产积极性的政策，导致农业生产和粮食工作的思路和秩序遭受严重干扰[14， 15]，制度变化导致这一时期长江中下游地区水稻生产连续几年逐步陷入徘徊和停顿，最终导致在1969年形成该轮波动的波谷。

3.3 第三阶段(1969—1979年)

这一时期，农民生产积极性再次得到提振，同时1970年农业部门开始推进新中国成立以来第二次以“单改双”为主要内容的水稻种植制度改革[16-18]，长江中下游地区历来是我国双季稻主产区，成为这次种植制度改革的主体，江苏、浙江、安徽、湖南双季稻面积在短期内迅速扩大，其中湖南早稻面积从1970年的162.2万hm2迅速扩大至1973年的212.0万hm2，增加近50万hm2，是促成在1973年形成本轮波动波峰的主要原因， 1977年长江中下游地区双季稻面积(早稻与双季晚稻面积之和)达到1 591.3万hm2的历史最高值，占全国双季稻面积的77.5%。尽管种植面积扩大，但1977年长江中下游各地再次普遍成灾[19]，而且灾情类型多样，其中上海、江苏、安徽水稻单产同比分别下降7.2%、6.1%和8.9%，气候变化导致水稻生产在1977年形成该轮波动的波谷。

3.4 第四阶段(1979—1988年)

1978年我国农村开始实行改革，国家实施家庭联产承包责任制， 1979年粮食统购价格提高20%，超购加价幅度由原来的按统购价加30%提高到按新统购价加50%，极大释放了农民种粮积极性[20-22]，但1980年长江出现了仅次于1931年和1954年的洪峰，主产区发生严重洪涝，上海、江苏、浙江、安徽、湖北水稻单产同比分别下降31.6%、8.2%、11.1%、14.8%和17.2%，导致1980年形成波谷； 在政策因素与科技支撑共同促进下， 1984年我国首次出现粮食相对过剩[23]， 20世纪70年代后期杂交水稻得到大面积推广应用，水稻单产水平实现了新中国成立以来第二次飞跃[24]，长江中下游水稻总产在1984年迎来本轮波动的波峰，水稻总产首次突破1亿t水平； 在财政负担加剧和农民“卖粮难”双重压力下， 1985年国家宣布取消部分促进粮食生产的优惠政策，粮食收购按照“倒三七”比例计价，实际粮价降幅接近10%，资金和物质投入减少，农资价格上涨[25]，农民种粮积极性再次受到打击，与此同时，上海、江苏在20世纪80年代中后期基本完成了水稻生产“单季化”种植制度改革[26]，长江中下游水稻种植面积减少，水稻生产再次陷入持续下滑局面。

3.5 第五阶段(1988—2003年)

1988年粮食减产后，国家在1989年实行合同定购粮食与预购定金、平价化肥、柴油“三挂钩”政策[27]， 1988、1989年3种粮食平均收购价格同比分别上涨18%和20%，推动长江中下游水稻面积扩大、总产增加，但粮食过剩也再次出现； 1991年，长江中下游和华南早籼稻先后出现“卖粮难”， 1990年、1991年3种粮食平均收购价格同比分别下降7%和3%，长江中下游地区复种指数逐步下降，“双改单”现象增多[28， 29]，水稻生产逐年下滑； 1994年国家首次提出“粮食省长负责制”，明确提出省级政府对区域内粮食供需和粮价相对稳定负责[30]； 逐步放开粮食购销市场，粮食价格出现持续上涨， 1994年、1995年3种粮食平均收购价格分别大幅上涨66%和26%， 1996年首次实施保护价政策，同年农业部启动旨在提高水稻产量潜力的“中国超级稻研究”重大项目[31]，长江中下游地区水稻生产在1997年形成本轮波动的波峰，水稻总产达到1.057 56亿t； 1998年，国务院印发《关于进一步深化粮食流通体制改革的决定》，地方政府陆续下调粮食定购价和收购保护价，逐步放开粮食市场， 2000年南方早籼稻退出保护价收购范围，长江中下游地区早稻面积下降近100万hm2，水稻面积从2000年的1 493.8万hm2快速降至2003年的1 279.9万hm2，减少320万hm2，形成该轮波动的波谷。

3.6 第六阶段(2003—)

国家陆续出台粮食直补、良种补贴、最低收购价等一系列扶持政策。2004年，首次出台的早籼稻、中晚籼稻和粳稻最低收购价格标准为70、72、75元/50kg， 2014年提高至135、138、155元/50kg，这一时期农民种稻效益持续增加、种植积极性空前高涨，推动长江中下游地区水稻面积稳步增加、总产恢复到1997年的历史高值。但随着国内大米价格逐年上涨、国外大米价格持续下跌， 2012年起我国开始大量进口国外低价大米， 2018年进口量首次突破400万t，对国内稻米产业影响较大，托市政策弊端显现，国家调整完善稻谷收购政策，最低收购价全面下调。2018年早籼稻、中晚籼稻和粳稻最低收购价格下调至120、126、130元/50kg； 农业农村部印发的《2018年种植业工作要点》明确提出长江流域重点压减双季稻产区的籼稻面积[32]，对水稻生产提出新的考验。

4 结论与启示

(1)水稻生产波动与政策导向密切相关，长江中下游水稻生产面临下行压力。长江中下游地区水稻生产“短缺”与“过剩”交替发生，这与稻米市场波动和补贴政策调整密切相关。在当前农业供给侧结构性改革和种植业结构调整背景下，水稻生产将更加注重质量提升，农业农村部已经明确提出要压减双季稻产区的籼稻面积，稻谷最低收购价也全面下调，不利于稳定水稻面积。参照前几轮水稻生产周期波动，预计未来一段时期水稻种植面积将继续减少，单产保持稳定甚至略有下滑。在这种情况下，保持政策稳定十分重要，必须确保种稻有较高较稳定的收益，否则农民信心受到影响，水稻播种面积出现大幅滑坡，短期很难恢复。

(2)水稻产量波动的波幅较大且波峰绝对值小于波谷绝对值，水稻持续稳定增产难度较大。结合水稻面积、单产和产量的变异率和短期波动趋势线分析，水稻产量波动的波动幅度较大，平均波幅达到24.6%，最大波幅为56.1%，最小波幅为10.4%，说明长江中下游地区水稻生产的周期性波动特征一直存在且在某种程度呈现加剧趋势，水稻生产稳定性较差。与此同时，前5次波动波峰的绝对值平均为8.7%，波谷的绝对值平均为15.9%，波峰平均值远小于波谷绝对值的平均值，说明长江中下游地区水稻增产难度较高，减产较为容易。2003年是新一轮波动的开始，必须高度重视影响水稻波动的政策、科技、气候等变化，平抑甚至消除波动的不利影响。

(3)现阶段面积与水稻生产波动的趋势契合度更高，科技创新亟需突破瓶颈。从水稻生产短期波动趋势看，无论是播种面积还是单产水平均在时序意义上存在着较为明显的波动，总产波动是面积和单产共同作用的结果， 20世纪90年代前单产波动与水稻生产波动趋势的契合度更高，对水稻生产波动影响更大，而90年代后面积波动与水稻生产波动的趋势契合度更高，长期波动趋势同样也是90年代后期面积走势与总产走势更为一致，表明长江中下游地区水稻单产提高进入一个缓慢增长期。事实上不仅仅是长江中下游地区，全国范围已经很久没有出现水稻技术的重大突破，品种选育、栽培技术、农技推广等方面均存在掣肘，我国水稻单产已经长期处于6 750～6 950kg/hm2的平台期。

(4)水稻生产集中度进一步提高，区域性气象灾害带来的风险将越来越大。从水稻生产长期波动趋势看，具有显著的“波动中增长”特征，而且主产区与主销区波动趋势呈现明显差异，增产越来越集中在主产区，主销区水稻生产则呈现明显下滑趋势。2016年，江苏、安徽、湖北、湖南4省水稻面积、总产分别占长江中下游地区水稻生产的93.9%和93.5%，分别比2000年提高了5.8和5.3个百分点，但同时也意味着区域性气象灾害集中爆发的风险越来越大。近年来长江中下游地区水稻生长期间高温热害频繁发生， 2013年浙江、湖北、湖南一季稻抽穗扬花期遭遇高温热害，单产同比分别大幅下降301.5、229.5、676.5kg/hm2。因此，必须密切关注气候变化对长江中下游地区水稻生产的影响。