梨树县两区作物品种监测研究及分析评价

丁春雨 谷金英 马冠南 赵志鹏 李勇 张晓娇 邹思佳 袁铁英

(吉林省农业资源与农业区划研究所，吉林 长春 130033)

引言

粮食是一个国家和民族的发展之基和生存之本。在和平和全球化时代，粮食在全球范围内可以自由流通，人们随时可以买到任何想要的粮食，同时，人们也乐于享受这种全球化带来的便利，以至于放松了对粮食安全的警惕，认为只要有钱就可以买到粮食。但是随着由美国主导的逆全球化过程加速以及俄乌战争的爆发，世界变得更加不稳定，国际环境和供应链受到极大破坏。粮食安全问题迫在眉睫，而且还可能继续恶化。

我国是农业大国，但同时也是人口大国，虽然粮食产量很大，但人均却不多，再加上种植结构的不合理，导致粮食安全性受到极大挑战。根据国家粮油信息中心发布的2月《油脂油料市场供需状况月报》显示，预测2022—2023年度我国大豆新增供给量11529万t，其中国产大豆产量2029万t，大豆进口量9500万t，国产大豆占新增供给量的17.6%，进口大豆占新增供给量的82.4%，如果全球供应链被破坏或是欧美对中国的粮食进行打压，将对我国的粮食安全构成极大的威胁。因此，当务之急要尽早布局，及早谋划，通过出台政策、调整种植结构等手段，优化种植结构布局，提升粮食产量，确保我国粮食安全。

粮食生产功能区和重要农产品生产保护区(“两区”)是我国根据水土资源环境条件和农业基础设施完善程度，对耕地进行科学规划和保护，其主要目的是要提升粮食等重要农产品生产能力，降低粮食等重要农产品对国际市场的依存度，确保“谷物基本自给，口粮绝对安全”[1]。吉林省“两区”作物主要包括玉米、水稻和大豆。目前，吉林省“两区”工作已经完成了划定和建库等相关工作，为掌握“两区”范围内作物品种种植情况，以梨树县为例，对梨树县“两区”作物种植情况进行监测，将实际种植作物品种面积与规划作物品种面积进行对比分析，总结其特征、分析其原因，为更大范围的“两区”作物品种监测和种植业结构调整提供一种方法和借鉴。

1 梨树县概况

梨树县位于吉林省西南部，地处松辽平原腹地、我国黑土保护区域范围内，其耕地几乎被黑土覆盖，是我国重要的产粮大县，其总结的“梨树模式”在全国范围内进行推广，2020年，习近平总书记在吉林考察时语重心长的说“保护好黑土地这一‘耕地中的大熊猫’，留给子孙后代。梨树模式值得总结和推广”。

2 “两区”作物品种监测方法概述

2.1 数据源获取

为实现对“两区”作物的精准监测，采用吉林省长光卫星技术有限公司的吉林一号卫星影像作为主要遥感数据源，卫星数据采集时间为2022年6月、8月及9月，分辨率为0.75m，同时利用可以免费下载的高分一号数据及哨兵数据作为辅助遥感数据源；矢量数据包括梨树县“两区”划定数据和梨树县第三次全国土地调查数据，外业实地采样数据等。

图1 梨树县“两区”范围示意图

图2 梨树县影像图

2.2 “两区”作物遥感分类

分类方法采用《基于吉林一号的梨树县主要农作物提取研究》[2]中所描述的方法，提取出梨树县“两区”耕地掩膜矢量，进行面向对象赋值后获取初步农作物种植结构监测结果，经过人工质检与核验获取精细化的梨树县农作物分类产品。总体主要包括5个工作流程：数据准备，预处理，样本采样，农作物分类，成果输出。技术流程如图3所示，分类结果如图4所示。

图3 梨树县多时相“两区”作物分类路线图

图4 梨树县2022年多时相“两区”主要农作物空间分布专题图

2.3 精度验证

根据外业采集样本与随机打点的方式，生成验证样本，通过构建混淆矩阵对分类结果进行精度验证。验证结果为梨树县2022年“两区”主要农作物遥感监测成果总体精度为96.00%。

3 分类结果统计与分析

利用ArcGIS软件对分类结果按乡镇和作物类别进行统计，统计结果如表1所示。

表1 梨树县各乡镇“两区”主要农作物遥感监测面积

从表1可以看出，梨树县“两区”作物中玉米种植面积为183495.21hm2，占“两区”总面积的92.57%；水稻种植面积为4894.82hm2，占“两区”总面积的2.47%；大豆种植面积为4647.84hm2，占“两区”总面积的2.34%；非“两区”作物(其他)种植面积为5184.09hm2，占“两区”总面积的2.62%，其占比如图5所示。

图5 梨树县“两区”农作物遥感监测面积占比示意图

从各乡镇“两区”农作物总面积来看，林海镇与孤家子镇的“两区”农作物总面积超过1.5万hm2，分别为15997.43hm2与15763.07hm2，位列全县第1位与第2位。万发镇、小城子镇、榆树台镇和刘家馆子镇的“两区”农作物面积超过1万hm2，分别为12681.53hm2、12594.08hm2、12217.71hm2和10824.96hm2，分列3～6位。小宽镇、泉眼岭乡和孟家岭镇的“两区”农作物面积最小，分别为6401.95hm2、6293.52hm2和4916.87hm2，其余乡镇的“两区”农作物总面积均超过了0.65万hm2。

从玉米面积来看，梨树县“两区”的玉米分布较为均一，前5位依次是林海镇14840.90hm2，万发镇12650.25hm2，榆树台镇12100.04hm2，孤家子镇11707.59hm2和小城子镇11081.03hm2，总计62379.82hm2，占全县“两区”玉米面积的44.00%。

从水稻面积来看，梨树县“两区”水稻主要集中种植于孤家子镇，面积达到3293.98hm2，占比达到67.3%；其次是小宽镇，面积为815.04hm2。

从“两区”大豆面积来看，前5位依次是沈洋镇829.98hm2，刘家馆子镇744.83hm2，小城子镇717.73hm2，林海镇637.57hm2和孤家子镇334.79hm2，总计3264.90hm2，占全县“两区”大豆面积的70.2%。

4 “两区”作物实际监测面积与规划作物品种面积对比分析

“两区”实际监测面积与规划作物品种面积的差值能够反映出实际种植作物品种与规划作物品种的匹配程度，从科学规划的角度看，也反映出梨树县种植结构的合理程度，如表2所示。

表2 “两区”作物实际监测面积与规划作物品种面积对比

总体上看，实际种植的作物品种种植结构与“两区”划定的作物品种种植结构相差较大，其中，玉米实际种植面积比划定面积多4901.51hm2，水稻实际种植面积比划定面积少4869.99hm2，大豆实际种植面积比划定面积少8731.56hm2。分析其原因：梨树县位于黄金玉米带范围内，气象条件和水土条件适合种植玉米，单位产出相对较高，产量可达到13000kg·hm-2左右，而大豆产量只有3000kg·hm-2左右；种植玉米技术成熟，易于管理，耕、种、收可实现全程机械化，提升效率的同时降低投入，水稻和大豆很难实现全程机械化；农村劳动力特别是年轻劳动力的流失，导致空心村成为较普遍的现象，耕地不得不由留守的老人耕种，他们更愿意选择机械化程度更高的玉米；玉米投入产出比具有较大优势。

从各乡镇看，21个乡镇中，有10个乡镇玉米种植面积少于规划面积，占全部乡镇的47.6%，其中排在前3位的乡镇是小城子镇1670.73hm2、梨树镇545.30hm2、喇嘛甸镇474.88hm2。有11个乡镇玉米种植面积多于规划面积，占全部乡镇的52.4%，其中排在前3位的乡镇是榆树台镇3031.30hm2，小宽镇1494.37hm2，刘家馆子镇1476.96hm2。

有12个乡镇水稻种植面积少于规划面积或未种植水稻，占全部乡镇的57.1%，其中排在前3位的乡镇是小宽镇2197.59hm2，沈洋镇1651.82hm2，孤家子镇954.30hm2，有9个乡镇水稻种植面积多于规划面积，占全部乡镇的42.9%，其中排在前3位的乡镇是小城子镇477.84hm2、金山乡78.81hm2、蔡家镇16.97hm2。

有14个乡镇大豆种植面积少于规划面积或未种植水稻，占全部乡镇的66.7%，其中排在前3位的乡镇是榆树台镇3088.78hm2，刘家馆子镇2896.19hm2，万发镇742.76hm2，有7个乡镇大豆种植面积多于规划面积，占全部乡镇的33.3%，其中排在前3位的乡镇是小城子镇677.05hm2，小宽镇101.96hm2，沈洋镇99.79hm2。

结合表2与以上分析可以看出，玉米种植面积少于规划面积的乡镇中只有小城子镇超过了1500hm2，且该部分耕地种植作物基本为水稻或者是大豆，喇嘛甸镇和梨树镇种植作物为其它作物，其中喇嘛甸镇大棚产业比较发达。水稻和大豆种植面积少于规划面积或未种植相应作物的乡镇中，各有2个乡镇超过了1500hm2，且水稻和大豆种植面积与规划面积相比存在大幅减少或微弱增加的特点，水稻和大豆的种植面积有进一步调整的空间。

5 结论

“两区”工作是国家从粮食安全的战略角度出发，花费大量人力、物力和财力开展的一项工程，一定要保护好、利用好，使其发挥应有的作用。

5.1 分类误差

由于分类过程中的误差，“两区”实际分类面积比划定面积少3515.96hm2，约占“两区”划定面积的2%，分类结果有待于进一步完善，但不影响对“两区”种植结构的分析。

5.2 “两区”作物种植结构不合理

按“两区”划定面积要求，梨树县“两区”作物中，玉米面积过大，比划定面积大4901.51hm2，水稻和大豆面积过小，分别小4869.99hm2和8731.56hm2，作物种植结构不合理，尤其是大豆，因此要对其进行积极调整和优化。

5.3 制定合理政策

加大补贴力度，逐步使作物种植结构更趋于合理；鼓励各地成立农业合作社，给予相应的政策优惠和资金扶持，使有意愿和无力耕种的农民把土地流转给合作社，提升土地集约化利用程度；引导与扶持实力雄厚、有意为乡村振兴贡献力量的企业以及当地有实力的农民创立与农产品相关的企业，如大豆油加工企业、水稻加工销售企业等，从而促使种植业结构更加优化。

5.4 “两区”建设

“两区”是在水土资源环境条件较好、农业基础设施比较完善的优势区域规划和划定的，但由于年久失修、管理不力等原因，有些农田基础设施破坏严重，尤其是保水性好，以前大面积种植水稻的农田，有的早已经改成旱田，灌溉设施早已平整或毁坏，用于灌溉的沟渠已经干涸，大部分农田的电力设施配套还不完善。因此，加强对耕地，尤其是“两区”耕地的建设，才能发挥“两区”应有的作用。

5.5 “两区”管理与维护

要加强“两区”的管理与维护，落实专人专管、边建边管。