甘肃省粮食产量影响因素研究——基于粮食安全视角

李贝贝，窦学诚

（甘肃农业大学 财经学院，甘肃 兰州 730070）

一、引言

甘肃省地处祖国西部，地域辽阔，各地气候差别大，农业生产条件不同。而作为农业大省，粮食年产量虽从1979 年的461.35 万吨突破至2021 年的1 231.46 万吨，但这一过程中产量时有波动，可见探究农业生产条件的重要性。研究粮食产量影响因素对于保障粮食安全、稳定甘肃省发展粮食生产、保护和提高粮食生产能力、促进粮食产业高质量发展等方面具有重要意义。

国内学者近两年对粮食安全的研究集中于总结我国在保障粮食安全上达成的举世瞩目的成就，以及现阶段保障我国粮食安全所面临的挑战。张宁宁等（2022）[1]总结了中国粮食发展取得了辉煌成就和有中国特色的粮食安全保障体系和治理模式，并提出应认真审视百年变局给粮食安全带来的风险挑战。吴宁等（2022）[2]认为中国站在百年未有之大变局的历史关口必须坚持农业发展与工业建设相辅相成、推进工业反哺农业、树立具有新时代特征的粮食安全观。任嘉（2022）[3]、叶凌萱和王杰森（2022）[4]阐述了我国粮食供给保障风险。

保障粮食安全的关键是提升粮食综合生产能力，而粮食产量是综合生产能力的体现。国内学者首先在粮食综合生产能力概念界定方面进行了大量研究[5-6]；其次在粮食产量影响因素方面，国内众多专家学者在研究尺度上从国家[7-8]、省域[9-10]、市域[11]等角度出发，研究方法以描述性分析法[12]、灰色关联度分析法[13]、多元线性回归法[14]、因子分析法[15]、主成分分析法等为主，研究内容上包括单因素分析和多因素分析，不同地区粮食生产奠定了良好的理论基础。

基于国内学者对粮食产量的相关研究文献进行系统的总结和分析，选取可操作性强和提及率高的回归分析方法，对甘肃省粮食产量时间演变做系统分析，并为其建立模型对甘肃的粮食产量影响因素进行实证分析。

二、多元线性回归模型的构建

（一）指标选取及数据来源

通过研究不难发现粮食产量受多种因素的影响，因而选取多元线性回归模型进行分析。通过大量阅读文献，基于其他学者的研究成果，从粮食安全的数量安全中选取播种面积（X1）和成灾面积（X5）指标，质量安全中选取农用化肥施用量（X2）指标，资源安全中选择农用机械总动力（X4）和农村用电量（X6）指标，生态安全中选择有效灌溉面积（X3）和降水量（X7）指标。数据来源于《中国统计年鉴1979—2021 年》《甘肃发展年鉴1979—2021 年》《中国环境统计年报1979—2021 年》。

（二）模型的构建

1.模型的初步建立。首先运用C-D 生产函数模型，对甘肃省粮食产量各影响因素的贡献率进行计算。其基本形式如式（1）所示：

式（1）中，Y表示总产出，A表示综合技术水平，K和L分别表示投入的资本和投入的劳动力，α和β分别表示资本和劳动的弹性系数。

根据选取的相关农业指标，初步建立C-D 生产函数扩展模型，如式（2）所示：

为尽可能满足经典线性模型假设以及避免个别极端值，因此对变量取对数，形成对数多元回归模型，如式（3）所示：

式（3）中：Y为粮食产量；A为常数项，体现技术进步；X1为播种面积；X2为农用化肥施用量；X3为有效灌溉面积；X4为农用机械总动力；X5为成灾面积；X6为农村用电量；X7为降水量；α、β、γ、δ、ε、θ、分别为粮食投入各要素的弹性系数；μ为随机扰动项（表示其他影响因素对粮食产量的影响）。Y作被解释变量，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7分别为解释变量。运用SPSS 分析软件对于粮食产量影响因素进行多元线性回归。

2.实证分析。模型的整体估计结果如表1 所示：从回归结果来看，模型的决定系数R2=0.986，修正后的决定系数为0.983，说明模型有很高的拟合优度，可以很好地解释粮食产量变动因素。F=344.797，P=0.000 高度显著，说明此模型对粮食产量影响因素有较好的解释能力，但X7代表降水量，回归系数符号为负，意味着降水量越多，粮食产量会越低，经济行为上不可解释，不符合实际经济意义，遂考虑存在多重共线性；且X3、X4未通过t检验。变量X2、X3、X4、X6的容忍度均小于0.1，方差膨胀因子均比10大，初步判断部分解释变量之间存在多重共线性。

表1 模型整体估计结果

通过对变量间相关系数的研究，从表2 可以看出解释变量X2与X3、X4、X6之间的相关系数大于0.8，确定解释变量之间存在严重的多重共线性。

表2 相关系数矩阵

为克服多重共线性，故利用逐步回归方法进行处理，各个变量进入模型的标准条件为F统计量的概率≤0.05，要除去的F统计量的概率≥0.1，分别做粮食产量与各解释变量的一元回归模型，发现粮食产量与农村用电量回归模型有最高的拟合优度，农村用电量对粮食产量的影响显著，与实际相符，选模型为初始模型。将其他解释变量分别依次引入初始模型，寻找最佳回归模型，在此过程中修正后的R2数值逐渐增大逐步回归，结果如表3 所示。

表3 逐步回归的各步参数

最后依次进入模型的变量包括LnX4、LnX5、LnX3、LnX1，回归方程为：

3.模型回归结果分析。从实证结果可以得出，甘肃省粮食产量主要受播种面积、农用化肥施用量、有效灌溉面积、成灾面积和农村用电量的影响。根据逐步回归方程的系数可以得出：甘肃省粮食播种面积、农用化肥施用量、有效灌溉面积和农村用电量每变动1%，所引起粮食产量0.638%、0.228%、0.259%、0.170%的增加；而成灾面积每变动1%，会引起粮食减产0.107%。粮食播种面积对粮食产量正向影响最大，有效灌溉面积次之，农用化肥施用量和农村用电量均有影响；成灾面积对甘肃省粮食产量起负向作用。以下对各个影响因素进行具体分析：

（1）播种面积对粮食产量的影响。粮食播种面积能评估生产。从多元回归分析结果来看，粮食播种面积对粮食产量的影响最为突出，其弹性系数为0.638，说明其他要素投入不变时，每提高1%粮食播种面积，粮食产量将提高0.638%。可以发现，提高粮食播种面积是使粮食增产的一种主要途径。近年来，甘肃省粮食播种面积不断下降，四十年间下降幅度约24%，但由于粮食单位面积产量的提高，总产量仍然表现为增长趋势。原因如下：一是市场价格的影响，前几年粮食价格持续走低，粮食市场需求不旺，种粮成本高，农民收益较低，选择外出务工，使得农地荒废，播种面积减少；二是农业产业结构的调整，经济作物愈发受到青睐，导致粮食播种面积增长的速度呈现不断下降趋势。2001 年以来甘肃省积极对毁林开荒、生态脆弱、土地退化的地区进行还林还草，生态退耕也是粮食播种面积减少的另一重要原因。但由于科技因素、种质资源、基础设施等因素保障了单产，因此总产量在播种面积减少的情况下仍然增加，因此对于目前的甘肃省来说，应当保持现有粮食播种面积，在此基础上适应自然、保护环境、适当开发。

（2）化肥施用折纯量对粮食产量的影响。化肥的用量与粮食产量有直接的关系。从多元回归分析结果来看，化肥施用量对粮食产量有重要的影响，它对粮食产量的弹性为0.228，说明如果其他要素投入不变时，每提高1%化肥施用量，粮食产量将提高0.228%。正确施用化肥可有效提高作物产量、改善产品品质，但化肥施用并不是越多越好，过犹不及，超出农作物的需肥量反而会引起减产、使得土壤物理结构受到破坏，出现土壤酸化和土壤生物性状恶化的风险，严重时会造成土壤板结，导致作物产量下降，同时也会影响农作物质量、增加了不必要的经济成本。因而必须要做到合理施肥，多选用生物有机肥代替化肥，根据农作物的生长所需，合理选择肥料的种类和用量，以及施肥的时间，确保肥料使用的合理，促进农作物的生长，实现农业的增产增收。

（3）有效灌溉面积对粮食产量的影响。藏粮于地，藏粮于技，借助现代科技，助力粮食增收，保障粮食安全。从多元回归分析结果来看，有效灌溉面积对粮食产量有重要的影响，它对粮食产量的弹性为0.259，说明其他要素投入不变时，每提高1%有效灌溉面积，粮食产量将提高0.259%。在化肥施用已经接近土壤许可极限的现实情况下，扩大耕地有效灌溉面积是稳产增产的一大利器，因此提高农田有效灌溉面积不容等待。甘肃省河西地区灌溉水源丰富，生产了全省35%的小麦和玉米，而在灌溉水源较少、农民大多靠天吃饭的陇东平庆地区，粮食产量随着降雨量的变化而产生波动，能够看出农田灌溉已成为稳定粮食产量的一项重要措施。针对水资源较为短缺的甘肃省，要利用现有长江、黄河、内陆河三大流域建设水利工程。甘肃省内大部分地区水资源利用方式较粗放，要提高粮食生产的用水效率，普及节水灌溉技术，发展节水农业。

（4）农村用电量对粮食产量的影响。电力反哺农业，助力粮食增产。从多元回归分析结果来看，农村用电量对粮食产量的影响较小，它对粮食产量的弹性为0.170，说明其他要素投入不变时，每提高1%农村用电量，粮食产量将提高0.170%。农村用电量对粮食产量的影响体现在以下几个方面：一是近年来大力开展农田机井通电、农村电网改造升级、改善农业排灌用电设施等项目，助推了农业的快速发展，对产量增加有正向作用；二是在农业生产上，用电力逐渐替代人力、畜力乃至煤炭、柴油、汽油等，可以使生产力得到解放和提高，为粮食生产奠定基础；三是在整个粮食生产过程中，农业机械设备能够提高生产效率、促进产量提高，都需要电力支撑。未来，随着农业设施的完备，甘肃省农业对电量的依赖会越来越重，农村用电量对甘肃省粮食产量的影响会逐步扩大，因而甘肃省应该加强对电力资源的管理，为提高粮食综合生产能力奠定能源基础。

（5）成灾面积对粮食产量的影响。极端天气的多发频发，会给粮食产量带来一定影响，从多元回归分析结果来看，成灾面积对粮食产量有不可忽视的影响，它对粮食产量的弹性为0.107，说明在其他要素投入不变的情况下，成灾面积每扩大1%，粮食产量将减少0.107%；甘肃省独特的地理环境和经济环境造就了甘肃省农业自然灾害的特点，灾情的季节性和地域性、灾种的单一性以及防灾能力较弱，干旱是对甘肃省粮食产量影响较大，区域最广，发生最频繁的农业自然灾害，也是造成成灾面积扩大的主要因素；干旱对作物的危害极大，轻则大幅度减产，重则颗粒无收。2021 年区域性干旱致甘肃省8个市州的27 个县区农作物受旱面积670.7 万亩，成灾418.2 万亩、绝收89.8 万亩，因而为了保证甘肃省粮食生产的安全，要不断增加外部资源投入，并且应该积极地进行防灾、减灾、抗灾。

三、政策启示

（一）稳定粮食播种面积，确保粮食安全

甘肃省地貌复杂多样，适宜种植粮食作物的耕地资源有限，且随着经济发展，耕地面积必然会进一步受到影响，所以要建立粮食种植面积的红线，限制非农用地占用耕地，并且对基本农田的保护和建设要不断加强；不断提高土地利用效率，如开展间作、套作种植等提高粮食种植面积。

（二）建立合理的施肥制度

甘肃境内多数土壤发育程度较差、肥力较低，要建立合理的施肥制度，防止肥料施用量和适用方式不合理造成的产品品质低、土壤肥力退化等问题；学习其他先进地区的推广滴灌施肥、喷灌施肥、水肥一体化技术，另一方面要将化学肥料和有机肥料等多种肥料相结合形成营养“合力”以提高粮食产量。

（三）完善水利基础设施建设

在各种基础设施不完善的省内地区，既要充分挖掘现有水利工程设施调蓄能力和供水潜力，用好现有灌溉工程，努力增加灌溉可供水量，保证粮食作物用水需求，更要突出建设配套完善的农田水利设施，加快田间配套工程建设，有效解决农田灌溉“最后一公里”问题。

（四）不断提高种粮农民素质，加强应对自然灾害的能力

甘肃省水资源缺乏，自然灾害以旱灾影响为主。省内其他地区首先应充分学习河西地区兴修水利，发展农田灌溉事业；其次要选育耐旱品种，充分利用有限的降雨；再次需要植树造林，改善区域气候，减少蒸发，降低干旱风的危害；最后在应对不能承受的自然灾害时，农户可以通过农业保险来降低风险、减少损失。