我国粮食安全脆弱性时空变化分析

夏汉军　李聪媛　赵迪

摘要：【目的】对我国粮食安全脆弱性指数进行测算，明确我国粮食安全脆弱性时空变化及重心转移路径，为提高我国粮食安全水平、降低粮食安全脆弱性提供参考依据。【方法】基于综合指数法测算2000—2018年我国粮食安全脆弱性指数，运用GIS分析工具分析其空间变化和重心运动轨迹。【结果】从时间来看，我国粮食安全脆弱性指数呈下降态势，表明我国粮食安全性越来越高，抵抗风险能力越来越强。从空间来看，2000年我国粮食安全低脆弱性地区主要分布在东部和南部地区，较高脆弱性地区主要处于中部地区，高脆弱性地区主要是内蒙古和西藏两地;2005年我国粮食安全脆弱性呈现中、高脆弱性地区增加，较高脆弱性地区降低的空间特点;2010年粮食安全脆弱性变化相对较大的省份是四川和上海两地;2015和2018年粮食安全脆弱性空间变化趋于稳定，主要表现在较低风险区主要集中在东北、江浙及四川等地，中脆弱性主要集中在中部和西南地区，较高脆弱性主要集中在京津翼、云贵及西北地区。从重心转移路径来看，较低脆弱性和中脆弱性路径变化相对较大，较高和高脆弱性路径变化相对较小，重心相对集中。【建议】强化灾害预警功能建设，加大灾后重建工作力度;多渠道提高农户收入，降低农户与非农户之间的工资差额，提高農民生产积极性;争取政策扶持，加大农业机械化投入，以科技提升农业机械化水平;持续扩大粮食消费需求量，建立符合地方实情的粮油质量标准体系和粮食生产体系。

关键词： 粮食安全;脆弱性;时空变化;重心转移

中图分类号： S-05;F326.11                           文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2020）08-2044-07

Spatial and temporal changes of Chinas food security vulnerability

XIA Han-jun1，2， LI Cong-yuan3， ZHAO Di1，2

（1Hunan University of Arts and Science， Changde， Hunan  415000， China; 2Hunan Province Cooperative Innovation Center for The Construction & Development of Dongting Lake Ecological Economic Zone， Changde， Hunan  415000， China; 3Kunming University of Science and Technology， Kunming  650000， China）

Abstract：【Objective】To measure Chinas food security vulnerability index， to clarify the temporal and spatial changes of Chinas food security vulnerability and the path of gravity shift， to improve the level of Chinas food security and reduce the vulnerability of food security. 【Method】Based on the comprehensive index method， the China food security vulnerability index from 2000 to 2018 was measured， and the spatial variation and center of gravity motion trajectory were analyzed using GIS analysis tools. 【Result】From the time point of view， Chinas food security vulnerability index showed a downward trend， indicating that Chinas food security was getting higher and higher， and its ability to resist risks was getting stronger and stronger. From a spatial perspective， Chinas food security low vulnerability area in 2000 was mainly distributed in the eastern and southern regions， the  vulnerability area were mainly in the central region， and the highly vulnerability areas were mainly in Inner Mongolia and Tibet. In 2005， Chinas food security vulnerability showed an increase in medium and highly vulnerability areas， and decrease in vulnerability areas. The areas with relatively large changes in food security vulnerability in 2010 were Sichuan and Shanghai; the spatial changes in food security vulnerability in 2015 and 2018 tended to be stable， the lower risk areas mainly concentrated in the Northeast， Jiangsu， Zhejiang and Sichuan， the medium vulnerability was mainly concentrated in the central and southwestern areas. The vulnerability area was mainly concentrated in the Beijing-Tianjin-Hebei， Yunnan-Guizhou and Northwest China. From the perspective of the shift of gravity， the path changes of low vulnerability and medium vulnerability areaswere relatively large，paths of the vulnerability areas and highly vulnerability areas were relatively small， and the center of gravity was relatively concentrated. 【Suggestion】Strengthen the construction of disaster early warning function and strengthen the work of post-disaster reconstruction;multi-channel to increase farmers income， reduce the wage difference between farmers and non-farmers， increase farmers enthusiasm for production;strive for policy support， increase investment in agricultural mechanization， improve the level of agricultural mechanization by science and technology;expand the demand continuously for grain consumption and establish a grain and oil quality standard system and a grain production system in line with local conditions.

Key words： food security; vulnerability; temporal and spatial changes; shift of gravity

Foundation item： Hunan Natural Science Foundation（2019JJ40199）; Educational Reform Project of Hunan Education Department（2019291）; Doctor Initiation Project of Hunan University of Arts and Science（16BSQD53）

0 引言

【研究意义】粮食是人类生存与发展的基础，粮食安全已纳入国家战略，在世界贸易摩擦不断加剧的新形势下，保障国家粮食安全是长期而艰巨的任务（高延雷等，2019）。粮食安全受自然、社会和经济因素的综合影响，一方面，我国是人口大国，农业生产条件复杂，且随着城镇化的发展，农地非农化现象日益严重，粮食安全面临极大威胁（彭锁，2019）;另一方面，农地非农化带来的巨大经济效益反作用于农业生产，提高粮食产量，保障粮食安全。从人地耦合系统的视角来看，脆弱性是指自然、社会、经济和环境因素共同决定的系统对其过程胁迫的易损性，以及系统在受到破坏和伤害后的恢复能力，主要取决于系统的暴露性、敏感性和适应性3个要素（李文龙等，2018）。因此，将粮食安全与脆弱性结合研究粮食安全脆弱性，对提高我国粮食安全水平、降低粮食安全脆弱性有重要的现实意义。【前人研究进展】粮食安全一直是国内学者研究的重点领域（李俊高等，2019），主要集中在粮食安全脆弱性的评价、驱动机制、政策建议及单一因素对粮食安全脆弱性的影响。公茂刚和王学真（2009）以发展中国家为例，分析发展中国家粮食安全脆弱性的原因，认为自然灾害、战乱冲突等是导致粮食安全脆弱性的主要原因;刘杰（2013）认为气候变化对粮食安全脆弱性的影响较大;方修琦等（2014）以气候变化直接影响粮食生产水平为起点，分析得出耕地、人口、政策及外来势力均会对气候变化的影响起放大或抑制的作用，气候变化影响的驱动—响应关系不能归结为简单的因果关系;蔡文香等（2015）认为我国粮食安全脆弱性应通过加强对各类气象灾害的预防和防御、加大对粮食生产的补贴力度等方式提高粮食安全水平;姚成胜等（2019）认为我国粮食安全系统脆弱性的主要驱动因子是人均GDP、城镇化水平和城乡居民人均可支配收入。【本研究切入点】目前针对粮食安全脆弱性的研究主要为粮食安全脆弱性时间变化的评价分析，而空间变化最能展现粮食安全脆弱性区域差异（李洁等，2012），关于此方面鲜见报道。【拟解决的关键问题】在建立粮食安全脆弱性评价指标体系基础上，分析我国2000—2018年粮食安全脆弱性的时间变化，进一步研究2000、2005、2010、2015和2018年4个年份粮食安全脆弱性的空间变化，并运用GIS平均中心功能，分析粮食安全脆弱性18年间的重心转移路径及时空变化状况，为提高粮食安全管理提供理论参考。

1 数据来源及研究方法

1. 1 研究方法

1. 1. 1 变异系数法 变异系数法是直接利用各项指标所包含的信息得到指标权重的客观赋权法（何学敏等，2019），本研究在选取指标时，由于各指标所表述内容不一致，为缩小各指标的差异性，故选取该方法。计算步骤如下：

（1）无量纲处理。通过离差标准化进行数据处理。

式中，X'ij为标准化处理后的数据;Xij、Xmax和Xmin分别为实际值、最大值和最小值。若指标为正向时，采用公式①，若指标为负向时，采用公式②。

（2）求指标的平均数Xij和标准差Sij。

（3）计算各项指标的变异系数Vij和权重Wij。

1. 1. 2 综合指数法 综合指数法指在确定指标权重的基础上，将其与标准化的数值进行相乘得到所需要的结果，以期能够反映出特定系统的整体状况（刘圆圆和滕健，2011）。计算公式如下：

1. 2 指标体系构建及数据来源

本研究数据均来源于2000—2018年的《中国统计年鉴》和《国民经济和社会发展统计公报》。基于科学性、时效性、数据可获取性并结合相关文献（方修琦等，2014），从暴露程度、敏感性及适应能力3个系统分析，并结合每个系统压力—状态—响应准则层确定粮食安全脆弱性评价指标体系（表1）。其中，暴露程度是指系统遭受的各种压力和冲击;敏感性是指系统受到的正面或者负面影响的程度;适应能力是指系统能够处理、适应协调及从胁迫造成的后果中的恢复能力。

首先，从暴露程度来看，2000年以来，我国城镇化发展不断加速，农地非农化现象严重，大量的水资源、土地、劳动力等农业生产要素流向城鎮和非农业，因而，农业生产面临一定的威胁;其所表现出来的则是在农业生产中粮食不足的发生率及农作物的成灾率，粮食供给产生较大压力，最直接的表现是当年农产品产量，因此，暴露程度指标压力层选取人均耕地面积、人均粮食播种面积及单位农用化肥施用量3项指标，状态指标包括粮食不足发生率和农作物成灾率2项指标，响应指标主要包括农产品产量1个指标。

其次，从敏感性来看，在经济发展的过程中，非农业比例不断上升，非农人员工资水平明显高于农业人员，因而人们更愿意从事非农业产业，进而引起农业从业人口和农业产值的变化，在此压力下，势必也会影响粮食类价格指数和农户类的平均工资水平，最直接的变化则是恩格尔系数的变化，因此，敏感性压力指标包括农业从业人口、农业产值占总产值比例及人均粮食占有量3项指标;状态指标包括粮食类居民消费价格指数和从事农业生产农户平均年工资2项指标。

最后，从适应能力来看，为保障粮食供给稳定，国家会增加对粮食生产的支出和扶持力度，农户也会做出相应变化，在此变化下，农业生产条件有所改善，因而也会促使人们购买能力的变化，适应能力系统压力指标包括农田水利基本设施规模和农资投入量、人为投入对环境变化认识及适应能力2项指标;状态指标包括农业机械化水平和有效灌溉率2项指标;响应指标包括人们通过购买粮食适应粮食短缺的能力1项指标。

1. 3 统计分析

运用GIS 10.1的ArcToolbox工具中平均重心功能测算我国粮食安全脆弱性重心变化路径;将统计年鉴等的原始数据输入GIS，Symbol功能将粮食安全脆弱性指数划分为低脆弱性、中脆弱性、较高脆弱性和高脆弱性4个等级。

2 我国粮食安全的脆弱性时空变化及重心转移分析

2. 1 我国粮食安全脆弱性时间变化分析

从图1可看出，我国粮食安全暴露程度指数变化可分为3个阶段。第1阶段（2000—2007年）为平稳下降阶段，指数从2000年的0.325下降至2007年的0.261，年均下降率为2.81%，暴露性指数下降表示该阶段粮食安全脆弱性降低，向良好趋势发展，主要得益于该阶段农作物成灾率大幅下降和粮食产量的大比例上涨;查询相关数据可知，农作物受灾率由2000年的62.85%下降至2007年的51.15%，粮食产量由2000年的46217万t上涨至2007年的50414万t，年均上涨率为1.30%。第2阶段（2008—2015年）为波动上涨阶段，期间暴露程度指数变化相对较大，且在2008年出现1个峰值，此时指数为0.368，主要是由于2008年农业灾害相对较多，如雪灾、旱灾致使当年的成灾率较高，2009—2015年出现的态势为缓慢增长，主要是由于该阶段单位农用化肥使用量的大幅增加，由2009年的0.33 ha/t上涨至2015年的0.37 ha/t，2015年单位农用化肥使用量为历史最高。第3阶段（2015—2018年）为快速下降阶段，主要得益于单位农用化肥使用量的下降和农产品产量的上涨，2018年单位农用化肥使用量为0.21 ha/t，该阶段暴露程度指数呈急速下降态势。

我国粮食安全脆弱性敏感性指数可分为两个阶段。第1阶段（2000—2010年）为上涨阶段，敏感性指数从2000年的0.114上涨至2010年的0.178，年均增长5.61%，主要原因是2000年以来我国农业从业人口快速下降，且农业人业人口的工资明显低于从事非农人员的工资;根据相关数据统计，2000年农业从业人员数为36042.5万人，2010年下降至27930.5万人，而农业从业人员的平均工资2000年为4688元，非农产业人员平均工资为9333元，约为农业人员工资水平的2倍，2010年农业从业人员平均工资16717元，非农从业人员平均工资36539元，约为农业人员工资水平的2.18倍，工资水平的差距反过来使得农业从业人口比例下降;另外，2000年农业从业人口占比为50%，2010年农业从业人口占比为36%，农业从业人口的减少直接造成農业生产劳动力的缺失，对粮食安全造成了一定影响。第2阶段（2010—2018年）为波动下降趋势，农业从业人员基本稳定在30%左右，大量惠农政策的实施在2010年之后也取得了明显的成效，如2010年中央一号文件明确健全强农惠农政策体系，极大地提高了农户的积极性。

从图1还可看出，我国粮食安全脆弱性适应能力指数呈不断上升的态势，由2000年的0.157上涨至2018年的0.402，以年均19.51%的增速上涨，主要得益于各项指标均有较大的提高，如2000年以来政府对农业基础设施的大力投入，农业机械总动力由2000年的52573万kW上涨至2018年的100000万kW，大型机械使用量以倍增的速度用于农业生产，农业有效灌溉面积也从2000年的5382万ha上涨至2018年的68027万ha，农村水电建设完成投资额及农业总投入均有了大幅度增长，因此，适应能力指数呈不断上升态势。

从我国粮食安全脆弱性综合指数来看，整体呈下降趋势，表明2000—2018年我国粮食安全程度越来越高，抵抗灾害风险能力越来越强。粮食安全脆弱性指数从2000年的0.282下降至2018年的-0.091。主要分为3个阶段：第1阶段（2000—2007年）为缓慢下降阶段，该阶段脆弱性综合指数变化态势与暴露程度系统趋于一致，主要是由于暴露程度指数呈下降态势，适应能力指数呈快速增长态势，虽然敏感性指数呈小幅度上涨，但整体发展态势向良好发展，因此脆弱性指数从2000年的0.282下降至2007年的0.173;第2阶段（2008—2015年）呈波动下降态势，期间在2008年出现峰值，峰值指数为0.283，可见主要是受暴露程度指数的影响，而影响暴露程度指数的主要因素是由于2008年自然灾害，可见应通过预防自然灾害、提高灾害修复能力等方式提高粮食安全脆弱性水平;第3阶段（2015—2018年）呈急速下降态势，由2015年的0.096下降至2018年的-0.091，主要是受适应能力指数的影响，表明粮食安全脆弱性由主要受暴露程度指数影响转为受适应能力指数影响。

2. 2 我国粮食安全脆弱性空间变化分析

2. 2. 1 2000年我国粮食安全脆弱性程度地区划分

对应GIS空间分析工具得出的粮食安全脆弱性指数4个等级，可将我国各省份归入各等级中，以表现粮食安全脆弱性空间差异。

（1）低脆弱性地区。2000年我国粮食安全低脆弱性地区有河北、甘肃、江苏、安徽、浙江、云南和广西，主要分布在东部和南部地区，表明这些区域粮食安全性高，抵御粮食安全风险能力强，其中原因是南部地区（云南、广西）水源充足、雨热同季，有利于粮食生产的先天条件，与此同时，南部地区人口分布少，云南人口为3756万人，广西人口为4751万人，农作物承载率相对较小，因此，该地区粮食安全脆弱性低;而东部地区处于沿海，地方经济带动的农业发展，其农业人口虽相对较少，但农业机械化及农业科技投入水平高，因此，抵御农业风险程度强。

（2）中脆弱性地区。粮食安全中脆弱性地区有黑龙江、辽宁、四川、山东、河南、青海、福建、广东和海南，主要是由于黑龙江、辽宁和四川农业资源丰富，有利于农业生长，但农用化肥使用量远高于其他地区，如2000年辽宁和黑龙江的单位农用化肥使用量分别为0.37和0.35 t/ha，远高于我国单位农用化肥使用量;而山东、河南和青海主要是由于人均粮食产量处于中等水平，且无较大自然灾害;福建、广东和海南位于亚热带季风气候，有利于农业生产的条件，但人均耕地面积相对较少，因此，粮食安全脆弱性略高于云南和广西。

4 建议

4. 1 提高灾害预警功能，加大灾后重建工作是基础

本研究结果显示，自然灾害对农业生产及粮食安全影响相对较大。因此，在不能避免自然灾害的难点下，要提高灾害预警功能，如加强自然灾害预警能力建设，建立自然灾害风险评估机制等，强化技术指导服务，同时要加强灾害监测网站及预警信息发布能力建设，通过各种手段解决灾害预警发布，重点防范洪涝、台风、旱霜等灾害。同时，在自然灾害一旦发生时，要加大灾害重建工作力度，确保农户生活和农产品产量不受影响。

4. 2 提高农户收入，减小农户与非农就业者工资差额是关键

农户从业人员大幅度减少的主要原因是由于农户与非农就业者工资差额巨大，导致农户转非农工作者较多，因此，一方面，必须让农户收入得到保证，不断深化农业供给侧结构性改革，稳步提高农户工资，降低农户与非农就业者的工资差额;另一方面，让农户享受到在家工作也能实现生活富裕，可同步通过稳定农民家庭经营收入，通过规模经营以保证农业生产经营者收入持续增长，还可增加农民财产性收入，如盘活农村集体资产等方式能极大增加农民财产性收入，达到增加农户总体收入的目的，从而减小农户与非农就业者的工资差额。

4. 3 加大农业机械化投入，提高农业机械化水平是保障

近些年来粮食安全脆弱性降低的主要原因得益于农业水利及农业机械的投入，因此，为确保粮食安全，应继续保持并加大投入力度，把握乡村振兴的良好机遇，优先发展农业农村事业，通过引入农业科技人员等方式提高农业机械化水平以保障粮食安全，降低粮食安全脆弱性。与此同时，可依靠高校、农业科学院等核心机构开展农业机械化研发工作，提高机械化研发水平。

4. 4 推进经济增长，进一步优化粮食生产体系

在经济增长的同时，粮食消费总量持续扩大，一方面，粮食生产总量和人均粮食占有量在保证粮食安全方面依旧是重要因素，国家应大力发展并扩大粮食生产力，通过优化粮食生产体系等提高粮食生产力，加快建立土地流转市场，培育农业大户，发展农业合作组织，同时调整粮食种植结构，以达到最优粮食生产体系，推动产业结构升级。另一方面，应根据各地区自然条件，因地制宜，如甘肃等地，对优质小麦、马铃薯、玉米、油橄榄及特色杂粮作物应优先扶持;中部沿黄地区、河西灌区等地，大力发展优质春小麦种植;陇东南可发展优质冬小麦种植，河西杂交玉米制种;陇东及中部地区可发展小杂粮产业;在此基础上，制定并完善特色粮油质量标准体系，作物种植上形成以小麦、玉米、马铃薯为支撑，特色杂粮为补充的粮食生产体系。

参考文献：

蔡文香，卢万合，冯婧，吴妍，杨学坤. 2015. 中国粮食安全脆弱性评价与政策建议[J]. 中国人口·资源与环境，25（S1）：319-322. [Cai W X，Lu W H，Feng J，Wu Y，Yang X K. 2015. Vulnerability evaluation and policy suggestions of food security in China[J]. Chinas Population，Resources and Environment，25（S1）：319-322.]

方修琦，郑景云，葛全胜. 2014. 粮食安全视角下中国历史气候变化影响与响应的过程与机理[J]. 地理科学，34（11）：1291-1298. [Fang X Q，Zheng J Y，Ge Q S. 2014. Historical climate change impact-response processes under the framework of food security in China[J]. Scientia Geographica Sinica，34（11）：1291-1298.]

高延雷，張正岩，魏素豪，王志刚. 2019. 城镇化对中国粮食安全的影响——基于省区面板数据的实证分析[J].资源科学，41（8）：1462-1474. [Gao Y L，Zhang Z Y，Wei S H，Wang Z G. 2019. Impact of urbanization on food security： Evidence from provincial panel data in China[J]. Resources Science，41（8）：1462-1474.]

公茂刚，王学真. 2009. 发展中国家粮食安全的脆弱性分析[J]. 山东大学学报（哲学社会科学版），（4）：32-39. [Gong M G，Wang X Z. 2009. An analysis of the vulnerability of food security in developing countries[J]. Journal of Shandong University（Philosophy and Social Sciences），（4）：32-39.]

何学敏，刘笑，殷红，游松财. 2019. 1986—2015年中国东北地区主要农业气象灾害变化特征[J]. 沈阳农业大学学报，50（4）：392-398. [He X M，Liu X，Yin H，You S C. 2019. Characteristics of major agricultural meteorological disasters in northeast China from 1986 to 2015[J]. Journal of Shenyang Agricultural University，50（4）：392-398.]

李俊高，李俊松，任华. 2019. 农业补贴对粮食安全与农民增收的影响—基于马克思再生产理论的分析测度[J]. 经济与管理，33（5）：20-26. [Li J G，Li J S，Ren H. 2019. The impact of agricultural subsidies on food security and increasing farmers incomes[J]. Economy and Management，33（5）：20-26.]

李洁，马卫鹏，余永林. 2012. 区域耕地面积时空变化特征及驱动力分析—以我国中部地区为例[J]. 南方农业，43（8）： 1241-1246. [Li J，Ma W P，Yu Y L. 2012. Analysis on temporal and spatial variation characteristics of regio-nal agricultural acreage and its driving force—A case of Central China area[J]. Journal of Southern Agriculture，43（8）： 1241-1246.]

李文龙，石育中，鲁大铭，刘倩，乌铁红. 2018. 北方农牧交错带干旱脆弱性时空格局演变[J]. 自然资源学报，33（9）： 1599-1612. [Li W L，Shi Y Z，Lu D M，Liu Q，Wu T H. 2018. The spatio-temporal evolution of drought vulnerability in the ecotone between agriculture and animal husbandry in the north of China[J]. Journal of Natural Resources，33（9）： 1599-1612.]

刘杰. 2013. 江西粮食生产对气候变化的脆弱性评价[D]. 南昌：江西农业大学. [Liu J. 2013. The assessment of vulnerability to the impact of climate change on food production[D]. Nanchang： Jiangxi Agricultural University.]

刘圆圆，滕健. 2011. 采用加权综合指数法对巴马盘阳河生态旅游环境承载力的研究[J]. 南方农业学报，42（11）：1434-1438. [Liu Y Y，Teng J. 2011. Study on ecotourism environmental bearing capacity of Panyang River in Bama by using the method of weighted composite index[J]. Journal of Southern Agriculture，42（11）：1434-1438.]

彭锁. 2019. 我国粮食安全中粮食储备体系的问题及对策研究[J]. 糧食与饲料工业，（7）： 5-9. [Peng S. 2019. Study on problems and countermeasures of grain reserve system in Chinas food security[J]. Cereal & Feed Industry，（7）： 5-9.]

姚成胜，殷伟，李政通. 2019. 中国粮食安全系统脆弱性评价及其驱动机制分析[J]. 自然资源学报，34（8）：1720-1734. [Yao C S，Yin W，Li Z T. 2019. The vulnerability assessment and driving mechanism analysis of Chinas food security system[J]. Journal of Natural Resources，34（8）：1720-1734.]

殷培红，方修琦. 2008. 中国粮食安全脆弱区的识别及空间分异特征[J]. 地理学报，63（10）：1064-1071. [Yin P H，Fang X Q. 2008. Assessment on vulnerable regions of food security in China[J]. Acta Geographica Sinica，63（10）：1064-1071.]

（责任编辑 邓慧灵）

收稿日期：2019-10-20

基金项目：湖南省自然科学基金项目（2019JJ40199）;湖南省教育厅教改课题（2019291）;湖南文理学院博士启动课题（16BSQD53）

作者简介：夏汉军（1982-），博士，主要从事旅游企业管理研究工作，E-mail：xhjshawn@163.com