自然災害對山東省糧食產量影響的實證分析

李福奪，傅匯藝，畢曉易，楊興洪

（貴州大學管理學院，貴州貴陽 550025）

1 引言及文獻回顧

山東省地處溫帶季風氣候區，屬半干旱大陸性氣候，年內季節變化十分明顯，大多數年份的氣候干燥度在1.7到1.9之間，最高可達2.2（2003），總體來說這種氣候特征適合農作物特別是糧食作物的生長，是我國重要的糧、棉、水果、油料等的生產基地。但境內自然災害頻發，且影響范圍極廣，是制約該省農業發展的主要因素之一。據統計，在1949～2014年這60多年里，山東省共發生干旱、洪澇、霜凍、寒潮、冰雹、臺風和干熱風等幾十種自然災害，其中，旱災發生399次，水澇災害發生217次，是山東省發生年份最多，涉及面積最大的兩種自然災害[1]；山東省常年遭受旱澇災面積都在800～1 000萬畝之間，占全省全部農業受災面積的三分之一還多，極大地影響了農業的穩產、高產。作為我國重要的糧食主產區和主要的商品糧生產基地，山東省糧食生產的穩定發展是保障我國糧食安全的關鍵，但由于受到嚴重的自然災害的影響，糧食產量的不穩定性也給國家糧食市場的有效供給和國家糧食安全帶來了諸多的不確定性。關于自然災害對糧食生產的影響，國內外研究已然很多，概括言之，主要集中在以下幾個方面：第一，從全球看來，在眾多自然災害中水旱災害總體對糧食產量影響最大。Lawrimore[2]（1998）研究發現，近年來由于全球氣候變化所導致的水旱災害對世界農業生產的影響越來越嚴重，造成的損失也呈現出逐年增長趨勢；Rasmussen[3]（2012）等為揭示世界旱澇災害發生的特征及對全球糧食生產的影響，運用數理統計方法對世界1971～2010年期間的旱澇災害和糧食生產數據進行統計分析，結果表明：1971年以來，旱澇災害發生在時間上呈單峰變化，1991～2000年期間，旱澇災害發生最重，年平均災害強度為25.7%；因旱澇災害導致的糧食減產量也呈單峰變化規律，1991～2000年期間，旱澇災害對世界糧食生產影響最重；進入21世紀的10年間，全球因旱澇災害導致的糧食減產量呈上升趨勢。我國學者王道龍等[4]（2006）通過對2000～2005年的相關統計數據進行分析，發現我國平均每年糧食受災面積達0.52億hm2，糧食損失超過500億kg，而其中干旱、洪澇兩大類主要自然災害已經成為限制我國糧食增產的主要障礙，每年因水旱災損失糧食占全部自然災害損失糧食的86.5%。王春乙[5]（2007）則根據中國主要糧食作物產量、受災面積和氣象條件等相關資料，詳細分析了全國主要農業氣象災害的分布地區、季節特點及變化特征，結果表明：干旱、洪澇是影響我國糧食產量的主要災害，且這兩種災害均有明顯增加的趨勢。可見，盡管研究區域、研究方法不同，但自然災害對糧食生產影響的全球性趨勢及特點具有一定的趨同性。第二，自然災害給糧食生產帶來的損失嚴重。Rosenzweig和Parry[6]（1999）用災害損失監測模型對美國常發的8種自然災害對美國糧食生產的潛在影響進行了分析研究，發現自1950年以來每年因災造成的產量損失都在當年總產的10%～13%之間，幾乎相當于2 000萬人的口糧。尹成杰[7]（2009）研究發現，2004～2008年我國糧食作物年均受災面積和成災面積分別達4 410萬hm2和2 370萬hm2，占到該段時期糧食年度總播種面積均值的39%和23%，據此計算，因災造成的年均糧食損失超過4 000萬t，可見自然災害對糧食生產的影響之重。莊道源等[8]（2010）把全國31個省市1979～2007年有關糧食生產的面板數據分成三個階段，引入變截距雙對數模型對不同階段自然災害對糧食產量的影響進行計量分析，結果表明三個階段中自然災害對糧食產量的負面影響均較顯著，而且自然災害對糧食產量影響的程度呈不斷上升的趨勢。第三，自然災害會引發糧食生產的劇烈波動。Svoboda（1996）[9]分析了1981～1996年美國氣象變化的比較特征，并著重討論了這一期間農業自然災害與糧食生產的關系，結果表明：自然災害是影響美國糧食產量大幅波動的主要原因，因自然災害影響糧食產量的波動幅度一般為3%～5%，個別年份可達10%左右；因農業自然災害造成的糧食減產幅度一般在5%～10%，個別可達10%左右。 Keyantash[10]（2005） 根據印度 1961～2000年氣象與糧食產量資料，利用統計分析方法，分析了農業自然災害對糧食產量的影響，研究發現，農業自然災害是造成印度糧食單產產生波動的主要原因之一。而陳衛紅、謝曉英[11]（2013）則指出，自然災害頻發在很大程度上會引起糧食產量的劇烈波動和整個糧食生產系統的失衡，自然災害導致的受災面積和成災面積對糧食產量有較強的削弱作用，降低了糧食的綜合生產能力。總之，不管自然災害對糧食產量波動的內部傳導機制如何，其最終所帶來的后果都是相同的。第四，要保障糧食安全，必須積極采取有效的防災減災措施。 李章成[12]（2005）研究發現，自然災害對我國糧食產量的影響極大，指出要確保我國糧食生產的安全，不僅需要有外部資源及投入，而且在糧食生產過程中要積極進行防災減災；宋謝娟等[13]（2011）則認為，要穩定發展中國的糧食生產，必須重視農業防災、減災能力建設。此外，還有一些學者更是提出了更加細化的防、減災實施辦法，如加強農業基礎設施建設（王志麗等，2003；馬九杰，2005；李樹平，2007；張家俊等，2012）、加強農業生態環境建設與保護（何靜，1997；王志凱等，2000；李玉泉等，2008）以及建立健全農業災害預警系統（史培軍等，1997；李志平，2004；王貴榮，2007；李福奪，2014），等等。

總體來看，國內有關自然災害對糧食生產影響的研究已然取得了很多共識和值得肯定的有意義成果，但對于自然災害對糧食產量影響定量評估的研究與國外相比還缺乏一定的深度和系統性，尤其是對于由于自然災害而導致的糧食損失精確計量方法的研究還剛剛起步，很不成熟。基于此，本文將通過探析自然災害與糧食產量之間的關聯性，從量上確定自然災害對作為我國糧食主產區之一的山東省糧食生產的影響程度，該研究對于穩定區域糧食生產、保障國家糧食安全有著極其重要的理論意義和現實意義。

2 數據來源與處理

山東省糧食作物種植分夏、秋兩季，夏糧主要是冬小麥，秋糧主要是玉米、地瓜、大豆、高粱、谷子和小雜糧，其中小麥、玉米、地瓜是三大主要糧食作物[14]。山東省主要自然災害包括干旱、洪澇、霜凍、寒潮、冰雹、臺風和干熱風等，本文參考已有研究成果，根據水旱災害對我國糧食產量影響最大的特點，將自然災害劃分為旱災、水災和其他災害三大類作為研究對象，進而搜集數據并進行處理。

（1）數據搜集：本文涉及的數據主要來自《山東統計年鑒》、《山東減災四十年成就展望》及山東省情資料庫，并收集、查找自1978年至今的山東省各地《氣象志》、《縣志》和省內各氣象站統計數據，搜集的數據內容應該包括山東省1978～2014年的小麥、玉米等糧食作物的總播種面積，主要自然災害受災面積、成災面積等，數據搜集是進行災害損失統計研究的前提和基礎。

（2）數據校對：由于歷史資料的記載往往會出現偏差，導致數據不準確，因此在利用搜集來的資料展開研究前必須反復比較、核對、核準，才能確保數據的準確無誤，這樣得出的結論才更可靠、更有說服力，也更具參考價值。

（3）數據處理：數據要按照1978～2014年的時間段序列逐年排列、整理，應用Excel軟件對山東省36年間各年糧食播種面積以及發生各種自然災害的受災面積、成災面積等信息進行系統化的統計分析，同時對研究所需相關指標進行初步界定，方法為：

糧食單產=糧食總產量/糧食總播種面積，其中，糧食單產單位為萬t /千hm2.

3 糧食單產和播種面積對山東省糧食總產量變化的影響分析

3.1 糧食單產和播種面積對糧食總產量變化的影響

糧食總產量主要由糧食單產與糧食總播種面積決定，但是單產變化和播種面積變化對總產量的變動影響或者說

下圖3～圖5為根據表3數據和山東省1978～2014年山東省農業災害損失數據繪制的各種自然災害受災未成災率和災害受災未成災率對糧食單產變化的關聯度趨勢圖。

圖3 山東省1978～2014年旱災受災未成災率與糧食單產變化的關聯度趨勢

圖4 山東省1978～2014年水災受災未成災率與糧食單產變化的關聯度趨勢

圖5 山東省1978～2014年其他災害受災未成災率與糧食單產變化的關聯度趨勢

由圖3可以看出，1978～2014年，山東省旱災受災未成災率變化總體呈現上升趨勢，而旱災受災未成災率與糧食單產變化的關聯度同樣呈現出上升趨勢，根據糧食生產抗災能力動態二維博弈模型原理，說明1978～2014年山東省糧食生產對旱災的抵抗能力總體是增強的。圖4顯示，1978～2014年，山東省水災受災未成災率變化總體呈現下降趨勢，而水災受災未成災率與糧食單產變化的關聯度也同樣呈現出下降趨勢，因此，這段時間內山東省糧食生產對水災的抵抗能力總體有所減弱。山東省糧食生產對水旱災害的抵抗能力之所以會出現這種差異，其原因在于，旱災一直以來都是山東省發生最為頻繁、影響最為廣泛、造成損失最為嚴重的災種，因此人們也最為重視抗旱農業基礎設施的建設，如興修大中型水庫、水井等，隨著這些農田水利設施的陸續投入使用，糧食生產的抗旱能力必將得到增強；而山東省的農業水災發生并不十分頻繁，且多是局部性的，一直以來人們比較忽視農田排澇設施的建設與維護，僅有的排澇裝置也多因年久失修而難以發揮作用，因此糧食生產中對水災的抵抗力便有所減弱。由圖5看出，山東省其他災害未成災率在1978～2014年總體上升較大，而其他災害受災未成災率與糧食單產變化的關聯度呈下降趨勢，故研究期內山東省糧食生產對其他災害的抵抗能力適中。

由圖3～圖5還可以看出，山東省糧食生產抵御旱災和其他災害的能力整體呈現出比較明顯的周期性，而抵御水災能力周期性不明顯。由于每個局部周期內災害受災未成災率變化趨勢和災害受災未成災率與糧食單產變化的關聯度趨勢變動不盡相同（大部分周期內變動趨勢相反），因此，對于旱災和其他災害來說，雖然糧食生產對其抵抗力都表現出一個比較穩定的總體趨勢（旱災總體趨強，其他災害總體適中），但局部時間段內糧食生產對這兩種災害的抵抗力并不穩定，所以必須繼續保持高度重視，加強對這兩種災害的整治[20]。山東省水災受災未成災率變化有下降趨勢，而水災受災未成災率與糧食單產變化的關聯度出現了更大幅度的下降，尤其是最近幾年（2002年之后），下降速度明顯加快，說明不但糧食生產抵御水災的能力有所弱化，抵御水災的潛在壓力也有進一步增大的趨勢。

6 結論與政策建議

6.1 研究結論

作為我國重要的糧食生產大省，山東省的糧食生產狀況歷來受到國家的高度關注。本文以1978～2014年的統計數據為基礎，對30多年來自然災害對山東省糧食生產的影響進行了實證分析，得到以下結論：

（1）山東省糧食總產量年際變化主要由糧食單產變化和播種面積變化決定，而單產的提高是對糧食總產量變化影響最大的因素。在糧食增產年份，糧食單產對糧食總產量變化的影響度超過60%；在糧食減產年份，單產對糧食總產量變化的影響度同比有所下降，但仍高于播種面積的影響；總體而言，單產對糧食總產量變化的影響度約為57%，而播種面積的影響度約為43%。

（2）糧食單產變化由技術、自然和社會三種因素決定，且自然因素影響最為顯著，其影響度占45%～53%。在糧食增產年份，自然因素對糧食單產變化的影響度超過50%；在糧食減產年份，自然因素對單產變化的影響度同比有所下降，但仍高于其他兩種因素的影響；總體而言，自然因素對糧食單產變化的影響度為49%，而技術因素和社會因素的影響度分別約為34%和14%，都比自然因素的影響要小。

（3）在山東省常發的幾種自然災害中，旱災成災率與糧食產量變化的關聯度最大，達0.7106，之后依次是水災受災未成災率、其他災害成災率、旱災受災未成災率和其他災害受災未成災率，其關聯度分別為0.6983、0.6935、0.6812和0.6714，而水災成災率與糧食產量變化的關聯度最小，為0.6341。

（4）通過構建糧食生產抗災能力動態二維博弈模型，對山東省糧食生產對各種自然災害的抵抗能力進行分析，發現1978～2014年山東省糧食生產對旱災的抵抗能力總體是增強的，糧食生產對水災的抵抗能力總體有所減弱，而對其他災害的抵抗能力適中。此外，糧食生產抵御旱災和其他災害的能力整體呈現出比較明顯的周期性，而抵御水災能力周期性不明顯。

6.2 政策建議

根據以上研究，本文認為要穩定山東省糧食生產，必須重視農業防災，尤其是要重視糧食生產中的抗旱防汛能力的建設。具體可以考慮采取以下措施：

第一，加強農田水利基礎設施建設，提高抗御自然災害的能力。

通過卓有成效的建設大中型水庫、水井、農田排澇通道等工程，完善山東省的農田防災減災基礎設施；通過大量植樹造林，恢復生態，努力改變局地不利小氣候，甚至將其向有利方向實施誘導；通過加強農業基礎設施建設，轉變應災觀念、提高防災意識、改良農田土壤結構、調整糧食作物布局，強化以水利、氣象和節水型農業建設為中心的治災工程建設力度，不斷提高抗御自然災害的能力，穩定糧食產量。

第二，加快完善自然災害預警預報系統，深化綜合防治體系建設。

要加快完善自然災害尤其是水旱災害的預警預報系統，最大限度的攻克突發性農業災害在預報方面的難關。可以考慮將地理信息系統中的遙感遙測技術引入到自然災害的監測中，提高預報精度[21]；可以考慮在山東省防汛抗旱領導辦公室的基礎上，組建山東省特異氣象防治指揮中心，運用氣象站通信技術對全省重大寒潮、霜凍等其他災害發生的可能性及影響范圍進行精確預測，最大限度地降低自然災害給糧食生產造成的損失。另一方面，還要深化綜合防治體系建設，自然災害是一個復雜的系統工程，只有有的放矢、全面規劃、綜合防治，才能起到相應作用。

第三，優化災害防治思路，提升災害保險能力。

農業自然災害是不可避免的，要想增強糧食生產對災害的抵抗能力，除了要加強農業基礎設施建設外，更重要的是增強糧食作物品種本身的抵抗力。因此，在加強對農業基礎設施的管理與維護的同時，還必須要培育糧食作物抗災新品種[22]。此外，還要將農業保險重點納入到山東省自然災害防災減災的機制中，擴大農業災害投保力度，提高災害保險補償比例，充分發揮保險公司在農業災害補償中的作用，通過農業巨災保險和再保險市場手段進一步分散災害風險，提高承保能力，充分保障糧農利益。

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