基于雙重預警的糧食生產安全預警研究

任曉芳，高齊圣

（青島大學 a.師范學院；b.經濟學院，山東 青島 266000）

基于雙重預警的糧食生產安全預警研究

任曉芳a，高齊圣b

（青島大學 a.師范學院；b.經濟學院，山東 青島 266000）

糧食安全是國家安全的根本所在，影響糧食安全的因素有很多，但主要集中糧食產量波動和人居糧食占有量上。本文根據現有的研究資料和研究中所使用的糧食生產安全預警模式，從區域糧食生產安全雙重預警機制等角度出發，利用收集到的撫順市相關資料，對撫順市糧食生產全進行分析，研究結果顯示，撫順市2013年的糧食生產好于2012年和2011年，這與撫順市公布的糧食生產數據基本一致，可見雙重預警機制能夠比較客觀地反映了一個地區的糧食生產情況。同時，對撫順市2016年以后的糧食生產安全進行了預測，結果顯示在今后幾年當中撫順市糧食生產安全形勢良好。

雙重預警；糧食安全；預警機制

糧食生產是我國糧食安全的最重要環節，對糧食安全由決定性的影響，而糧食生產安全的關鍵是耕地安全，耕地安全受糧食產量波動和人居糧食占有量的影響。從這一角度來講，糧食產量波動和人居糧食占有量對糧食安全也有重要影響。糧食生產安全預警機制是一種針對糧食生產安全的預警機制，其目的就是在糧食生產達到警戒線以后，能通過預警機制及時發現問題，并對未來的糧食生產安全作出預測，以更好地應對各種因素對糧食生產安全的影響。

1　撫順市糧食生產安全預警

1.1數據來源

本研究以撫順市行政區劃圖、人口數據，以及撫順市公布的最近今年糧食產量的相關數據作為數據來源，其他研究中的數據根據以上數據計算、統計所得。

1.2預警指標

從收集到的資料來看，目前有關糧食生產安全預警的指標體系有很多，比如“四因素法”，主要包括糧食總產量波動系數、糧食自給率、糧食儲備水平和人均糧食占有率，“五因素法”在上述四個因素的基礎上加上了糧食表彰水平這一指標。考慮到本研究的實際需要，以及撫順市的糧食生產的實際情況，本研究將糧食總產量波動系數人均糧食占有量作為撫順市糧食生產安全預警指標體系的評價指標。人均糧食占有量是綜合反映一個地區糧食安全的指標，在糧食總產量一定的情況下，人均糧食占有量決定了該地區每個人可用于生存的糧食數量，其與糧食安全水平之間是正比關系，人均糧食占有量越高，糧食安全水平也就越高，反之糧食安全水平也就越低。糧食產量波動系數反應的是一定條件下，糧食總產偏離趨勢產量的程度，其公式為:

在該公式當中，Vt表示在第t年的糧食波動系數，Yt表示的是第t年糧食實際總產量，yt表是第t年的趨勢產量。|Vt|越大說明實際產量偏離趨勢產量也就越遠，糧食產生的穩定性比較差，糧食生產安全水平也就越低，反之則表明偏離趨勢產量較小，糧食生產安全水平也就越高。

1.3預警指標警限的確定

1.3.1糧食產量波動系數警限

在預警指標警限確定上，本文采用誤差理論和3σ方法來處理，糧食產量波動系數，是在正常的糧食生產單各種，系數偏離一個穩定數，這個數可以用μ表示，將其作為糧食產量波動系數劃分的一個指標。由于糧食產量波動系數有糧食安全程度之間的反比關系，假設［0，μ］為安全區域，將偏離μ 1倍標準差區間［μ，μ+σ］作為輕警，將偏離μ 2倍標準差區間［μ-σ，μ+2σ］作為中警，將偏離μ 3倍標準差區間［μ+2σ，μ+3σ］作為重警，將偏離將偏離μ 3倍以上的作為巨警，得到5個警度區間，作為預警指標警限的指標區間。運用3σ法，需要先確定一個安全與不安全的分界點，在這里可以將撫順市多年糧食產量波動系數絕對值的平均值作為分界點（見表1），根據收集到的撫順市糧食產量的相關數據，可以將撫順市糧食產量波動系數（見表2）。

1.3.2人均糧食占有量警限

根據我國糧食產量的地區差異，以及糧食分配因素的影響，我國將人均糧食占有量分為4個等級，也就是248.56 kg、300 kg、360 kg和400 kg，其中248.56 kg是維持一個人生存的最低標準，也是我國糧食安全當中人均糧食占有量的最低下限，也就是最低警限。300 kg是在生產的基礎上減少糧食減產對人及糧食安全威脅的標準，簡單的來說就是溫飽標準，360 kg在溫飽基礎上的營養緩沖標準，400 kg以上為真正的營養標準。根據上述標準，可以確定我國人均糧食占有量的警限（見表3）。

表1　撫順市2006-2014糧食產量波動絕對值及平均值

表2　糧食產量波動系數R的警限

表3　我國人均糧食占有量的警限

2　預警模型構建

2.1糧食生產安全指數

糧食生產安全是一個復雜的系統，除了上述兩個因素之外，影響一個城市糧食生產的因素有很多，導致在某些環節上有很高的安全性，在某些環節上則表現出很低的安全性，也就是在不同環節上安全狀況不一致的現象，這就意味著很難對某地區糧食生產安全狀況作出準確判斷。從研究的情況來看，一些學者為了解決這一問題提出了引入糧食生產安全指數的概念，用λ來表示糧食生產安全指數，由一個地區各項糧食安全指標進行加權平均處理后所得綜合值，能夠綜合反映一個地區糧食安全的總體水平。在計算撫順市糧食生產安全指數之前，先對撫順市的糧食生產安全進行假設:

撫順市糧食生產安全指數可以由糧食產量波動指數和人均糧食占有量兩個指標完全解釋，也就是完全由上述兩個指標決定。

上述兩個指標對糧食生產安全指數λ的影響是相同的，在此基礎上可得:

在該公式當中，λj表示撫順市j項指標的取值。

當λ取值范圍在［0，1］之間的時候，λ值無線接近于1，這表明撫順市的糧食生產安全水平越高，當λ取值接近于0時，說明撫順市糧食生產安全水平較低。

根據前面計算的糧食產量波動系數警限和人均糧食占有量警限，以及本節當中提出的糧食生產安全指數計算方法，得到撫順市糧食生產安全指數警限（見表4）。

2.2GIS運算模型

根據前面計算的撫順市糧食生產安全指數計算方法及警限，將數值輸入ARCGIS中，在Arc Toolbox下簡歷模型，并實現撫順市糧食生產安全指數警情確定。具體的過程主要包括以下幾個環節。

表4　撫順市糧食生產安全指數警限

（1）在ARCGIS軟件當中打開Arc Toolbox，按照 Conversion Tools →ToRaster → Feature to Raster的功能和步驟，逐步將撫順市的行政圖從矢量轉化為柵格，其中柵格值表示撫順市的糧食波動系數、人均糧食占有量的逐年變化情況。

（2）打開Arc Toolbox，按照Spatial Analyst Tools→Reclass→Reclass by Tabie的功能和順序，對柵格值后的撫順市的糧食波動系數、人均糧食占有量進行重新分類，以達到數據標準化的目的。

（3）根據前面確定的指標權重，在Arc Toolbox中，按照Toolbox→Spatial Analyst Tools→Math→Plus→Divide的功能和順序，對柵格內的數據進行運算，詳細計算出每個柵格上的糧食生產安全指數。

（4）根據前面確定的撫順市糧食生產安全指數警情分類及其判斷標準，運用重分類方法對完成糧食生產安全指數的各個柵格進行重新分類，確定每個柵格的實際警度。

（5）在Arc Toolbox當中，Spatial Analyst Tools→Local→Combine的功能和順序，對所得每個柵格的精度及柵格值進行合并運算，得出與之對應的警度柵格值。

完成上述步驟以后，將步驟（5）當中所得的數據，輸入EXPORT命令，并以DBF格式導出圖片，再打開JOIN命令，將撫順市的行政圖與DBF結果進行多層覆蓋，形成最終的撫順市糧食生產安全預警圖。

3　結果分析

從研究的結果來看，從2006年到2013年，撫順市共出現3次糧食輕警，沒有出現1次中警、重警、巨警，這說明最近幾年撫順市的糧食安全整體水平比較高。這與撫順市的農業生產和糧食生產的實際狀況是相符的，撫順市雖然處于東北糧倉，但是境內卻以山地丘陵為主，是東三省最早的工業基地，糧食產量在整個東北地區并不靠近前列，2013年撫順市糧食產量維持在5.1億kg，與2009年相比下降約0.1億kg，波動相對表較大，但是卻好于2012年和2013年。撫順市人口眾多，除了本地居民之外，還有眾多的外來打工者，這些無疑增加了糧食生產安全的不穩定因素。當然，本文采用的糧食總產量波動系數人均糧食占有量兩個指數來分析撫順市的糧食生產安全狀況，這兩項指標雖然對糧食生產安全具有決定性影響，但是卻不足以代表所有指標，并且研究建立在假設這兩個指數能夠對撫順市糧食生產安全完全解釋的基礎之上的，這可能在一定程度上影響到研究結果的可靠性。但從研究結果來看，與撫順市糧食生產安全水平基本一致，說明以糧食總產量波動系數人均糧食占有量兩個指數建立起來的指數體系，以及以GIS運算模型建立起來的模型運算體系，能比較客觀的反映一個地區糧食生產安全的實際狀況。

主要參考文獻

［1］劉景輝，李立軍，王志敏.中國糧食安全指標的探討［J］.中國農業科技導報，2004（4）.

［2］李晶，任志遠，周自翔.區域糧食安全性分析與預測——以陜西省關中地區為例［J］.資源科學，2005（4）.

［3］張勇，曾瀾，張雪，等.基于C/S模式的糧食供需平衡監測預警系統［J］.計算機工程，2005（2）.

［4］聞海燕，楊萬江.主銷區糧食安全預警指標體系的構建與測度［J］.農業經濟，2006（8）.

［5］王定祥，李伶俐，李茂.中國糧食安全的預警系統及長效機制研究［J］.重慶社會科學，2005（4）.

［6］邵立民.我國糧食綜合生產能力與糧食安全問題研究［J］.中國農業資源與區劃，2005（1）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.22.137

F326.11

A

1673-0194（2015）22-0173-02

2015-09-27