沅陵縣糧食生產潛力與糧食安全研究

楊柳青青，文倩，向湖迎，楊偉琳

（1.湖南農業大學資源環境學院，湖南 長沙 410128；2.長沙縣金井鎮中心學校，湖南 長沙 410144；）

糧食是關系國計民生的重要戰略物資，是人民群眾最基本的生活資料。近年來，受農業種植結構調整、耕地和水資源減少、城市化進程加快等因素影響，糧食安全問題日益突出，也越來越受到各級黨委、政府及社會各界的廣泛關注。目前我國很多地區糧食供求不平衡，處于人口超載或臨界超載的狀態，人糧矛盾突出[1]。筆者以地處湖南省西北部的沅陵縣為研究區域，應用“生產力衰減法”估算了該縣糧食生產潛力[2]，研究了該縣的糧食安全水平，以期為區域糧食安全與可持續發展提供理論和實踐指導。

1 研究區概況

沅陵縣位于湖南省西北部，東經110°5′31″～111°6′29″，北緯28°4′48″～29°2′26″之間，歷為“湘西門戶”，地處云貴高原向江南丘陵過渡地帶；土地總面積58.2756萬hm2，占全省總面積的2.75%，居全省之首；2009年末全縣人口總計65.93萬人；全縣現有耕地面積3.916萬hm2，縣內主要糧食作物為水稻。境內山巒疊嶂，溪河縱橫，南北高，東西稍低。氣候屬中亞熱帶季風濕潤氣候區，年平均氣溫16.6℃，年均日照1486.1 h，平均無霜期273 d，年均降水量1440.9 mm，年蒸發量1215.8 mm。2009年全縣生產總值78.9億元，比上年增長12.1%。農業經濟穩步發展，全縣糧食播種面積4.431萬hm2，糧食總產量22.64萬t。

2 結果與分析

本文采用“生產力衰減法”計算主要糧食作物生產潛力，即從光合作用入手，依據作物能量轉化以及糧食生產形成過程，逐步衰減來估計糧食生產潛力。

2.1 糧食作物光合生產潛力

光合生產潛力也稱光能生產潛力，是指作物在溫度、水分、養分等條件完全有保證的情況下，由太陽輻射所決定的產量，亦即糧食產量的理論上限。計算公式如下:

其中rQ為光合生產潛力（kg/hm2）；C為干物質發熱量（kcal/g）；F為最大光能利用率，最大理論值為15.68%；E為作物經濟系數；Q為年太陽總輻射（kcal/cm2）。

干物質發熱量C用1 g干物質所結合的化學能來表示，多數作物的平均值為4.25 kcal/g。根據黃秉維[3]對光能利用率的研究，全面考慮作物群體對太陽輻射的反射、漏射、吸收、轉化、消耗等10多個因子，計算得到F為6.13%，結合沅陵縣實際情況，本研究F值取4.8%。沅陵縣主要糧食作物為水稻，其經濟系數介于0.35～0.6之間，本研究取E值為0.42。沅陵縣多年平均太陽輻射總量為94.3 kcal/cm2。計算得到沅陵縣主要糧食作物光合生產潛力為44731.48 kg/hm2。

2.2 糧食作物光溫生產潛力

光溫生產潛力是指在其他環境條件適宜的情況下，由光、熱所決定的作物產量。通常是在光合生產潛力的基礎上經過溫度系數修正而得。計算公式為:

其中rT為光溫生產潛力（kg/hm2）；f（T）為溫度有效系數，f（T）=n/365，其中n表示研究區無霜期天數。沅陵縣多年平均無霜期為273 d，溫度有效系數f（T）=273/365。將其代入光溫生產潛力公式，即得到沅陵縣主要糧食作物光溫生產潛力33456.70 kg/hm2。

2.3 糧食作物氣候生產潛力

氣候生產潛力又叫光溫水生產潛力，是在光溫生產潛力的基礎上，進一步考慮水分條件限制時的作物產量。計算公式為:

其中rW為氣候生產潛力（kg/hm2），f（W）為水分有效系數。水分有效系數f（W）采用以下經驗公式進行計算，其中R為年降水量（mm），E0為年可能蒸發量（mm）。

沅陵縣多年平均降水量為1440.9 mm，多年平均可能蒸發量為1215.8 mm，水分有效系數為0.94。根據氣候生產潛力公式計算得到沅陵縣主要糧食作物的氣候生產潛力為31449.29 kg/hm2。

2.4 糧食生產潛力

糧食生產潛力是由光、溫、水、土共同決定的糧食作物產量，是在氣候生產潛力的基礎上根據土壤有效系數修正而得。計算公式為:

其中，rS為土地生產潛力（kg/hm2）；f（S）為土壤有效系數，表示土地生產力的自然評價指數[4]，可作為土地質量等級的劃分標準；該值越大，土地質量越高，反之則越低。

本研究中土壤有效系數根據湖南省農用地分等定級土地利用系數來確定。沅陵縣農用地土壤有效系數平均值為0.38。計算得到沅陵縣糧食生產潛力為11950.73 kg/hm2。

2.5 生產潛力指數

為了評價沅陵縣目前糧食生產力的水平，引入生產潛力指數（D）的概念:D值越大，表明該地區生產力水平越低，可挖掘的潛力就越大，但土地改造的難度也越大；反之，D值越小，則表明該地區的生產力水平越高，也說明其生產條件越適宜。D值計算公式為:

沅陵縣糧食作物現實生產力為5109.46 kg/hm2，結合潛力分析結果計算可得該縣主要糧食作物生產潛力指數為57.25%，尚有一半以上的糧食生產潛力有待開發。這表明沅陵縣目前的糧食生產水平還很低，現實生產力與糧食生產潛力相差較大，糧食增產還有一定空間。

2.6 糧食安全狀況

國內眾多專家根據聯合國糧農組織公布的人均營養熱值標準，結合中國國情，計算并提出中國人均糧食消費400 kg，即可達到營養安全的要求[5-6]，本文結合沅陵縣糧食生產與食物消費的現狀與趨勢，把人均糧食消費400 kg作為營養安全的標準。以2009年全縣人口（65.93萬人）、糧食總產量（22.64萬t）為依據和條件，計算得到在人均糧食消費400 kg的標準下，沅陵縣的土地資源人口承載力為56.60萬人。可見，在現有糧食生產力水平下，沅陵縣糧食缺口較大，人口超載嚴重，必須深入挖掘土地生產潛力，提高單位面積土地生產力和糧食產量，以保證該縣糧食安全。

3 結論

研究結果表明，沅陵縣的糧食生產潛力較大，主要糧食作物的生產潛力指數達到了57.25%，尚有一半以上的糧食生產潛力有待開發。而在現有糧食生產力水平下，若保持耕地規模和作物結構不變，以人均糧食消費400 kg為標準，發現該縣糧食缺口較大，人糧關系矛盾突出，存在糧食安全問題。因此，必須深入挖掘該縣糧食生產潛力，加大生產投入力度，促進糧食生產穩定發展，同時還須控制人口增長。

[1]封志明，楊艷昭，張晶.中國基于人糧關系的土地資源承載力研究:從分縣到全國[J].自然資源學報，2008，23（5）:865-875.

[2]Liu Jijuan,Xu Xinliang,Zhuang Dafang,et al.Impacts of LUCC processes on potential land productivity in China in the 1990s[J].Science in China,2005,48(8):1259-1269.

[3]黃秉維.關于農業生產潛力研究[A].中國土地資源的人口承載能力研究[C].中國科學技術出版社，1992，（9）:1-3.

[4]孫希華，侯西勇.水土條件約束下基于GIS的土地生產力評價研究——以長清縣為例[J].國土資源遙感，2001，47（1）:47-53.

[5]盧良恕，劉志澄.中國中長期食物發展戰略[M].北京:農業出版社，1993.

[6]梅方權.21世紀前期中國糧食發展分析[J].中國軟科學，1995，（11）:98-101.