影響我國氣候旱區糧食生產能力的灰色關聯分析*

李志紅，謝東輝

(1.唐山學院，河北唐山　063000； 2.河北大學，保定　071002)

?

·糧食安全·

影響我國氣候旱區糧食生產能力的灰色關聯分析*

李志紅1，謝東輝2※

(1.唐山學院，河北唐山063000； 2.河北大學，保定071002)

文章根據投入產出分析的相關理論，結合其他學者的研究成果，確定了影響氣候旱區糧食生產能力的主要因素。包括糧食作物播種面積、糧食作物種植結構、糧食單位面積產量、有效灌溉面積、農業從業人數、農用化肥施用折純量、農業機械總動力及受災面積、財政對糧食直接補貼資金額、年均降水量等。通過選取2000～2013年統計數據，運用灰色關聯分析法，對這些因素與氣候旱區糧食總產量進行相關性分析，表明財政對糧食直接補貼資金額、農用化肥施用折純量、糧食單位面積產量、玉米播種面積占糧食作物播種面積比例及受災面積與糧食產量高度相關，對提升糧食生產能力的影響較大； 小麥播種面積占糧食作物播種面積比例、農業機械總動力、有效灌溉面積、農業從業人數、糧食作物播種面積、年均降水量都與糧食產量中度相關，對提升糧食生產能力的影響較小。因此應繼續推行政府對糧食直接補貼政策、增加政府對糧食直補資金，同時，增加物質投入、提高農業科技水平、改善農業灌溉條件、調整糧食種植結構、提高糧食單位面積產量、減少受災面積來提升糧食生產能力，增加糧食產量。

旱區農業糧食生產能力影響因素灰色關聯分析關聯度

1　旱區的含義及范圍

1.1旱區的含義

關于干旱的含義，一般是從氣候干旱與氣象干旱兩方面來解釋，氣候干旱指蒸發量遠大于降水量的一種氣候類型，而氣象干旱指某一區域或某幾個區域在某一具體時間段內降水量比通常年份的降水量顯著偏少，導致該地區的經濟活動、農業生產活動及人們的日常生活都受到危害的一種現象，比如季節性干旱。

關于旱區的定義，目前還沒有統一的解釋或界定，通常指氣候干旱的地區，也指氣象干旱的地區。旱區農業一般是指在該地區從事農業生產活動時降水量遠小于蒸發量且水分明顯的不足，并直接影響農業生產[1]。

1.2旱區的范圍

我國旱區主要分為2種類型：北方氣候性干旱形成的旱區與南方的季節性干旱形成的旱區，其中北方氣候性干旱區主要是指昆侖山脈—秦嶺—淮河以北地區，從地圖上看主要包括藏、青、新、陜、甘、寧、晉、蒙、豫、冀、魯、皖、蘇及黑、吉、遼三省的西部地區； 南方季節性旱區分布主要集中在川、渝、滇、黔、藏、桂及陜南與隴南，零散分布在鄂、粵、瓊、臺等省，以及豫南、蘇南、皖南與閩、浙等山區[2]。

我國旱區范圍大，文章所指的旱區主要是由于氣候性干旱形成的旱區，該旱區面積超過了全國國土總面積的1/2，其中干旱區面積占國土總面積的1/3，半干旱區面積占國土總面積的1/5。

2　旱區農業發展對我國糧食生產的貢獻分析

進入21世紀以來，我國氣候旱區糧食種植面積出現了先減少后又逐步上升的趨勢， 2000～2004年，氣候旱區糧食種植面積總體呈下降趨勢， 2005～2013年氣候旱區糧食種植面積出現逐步上升的趨勢。氣候旱區糧食種植面積占全國糧食種植面積的比重呈增長的趨勢， 2008～2013年更是連續6年保持在66%； 氣候旱區糧食產量從2000年2.650 6億t增長到2013年的4.045 0億t，產量增長了53%，糧食單位面積產量從2000年的399t/hm2提高到2013年的549 t/hm2，單位面積產量增長了38%； 氣候旱區糧食產量占全國總產量的比例從2000年的57%上升到2013年的67%(表1)。這些數據說明，氣候旱區糧食生產取得了可喜的成就，對我國糧食產量的貢獻最大，不僅實現了糧食的自給自足而且實現了北糧南運，從根本上改變了南糧北調的格局，更作為國家糧食儲備的主力軍，保障了國家糧食安全。因此，發展氣候旱區農業對我國糧食生產具有非常重要的作用，必須合力深挖氣候旱區的農業潛能，努力提升糧食生產能力，促進糧食進一步增收增產。

表1　 2000～2013年全國與氣候干旱區糧食播種面積及產量對比分析

年份全國播種面積(億hm2)氣候干旱區播種面積(萬hm2)氣候干旱區播種面積占全國比例(%)全國產量(億t)氣候旱區產量(億t)氣候干旱區糧食產量占全國比例(%)20001.084636638.6614.62182.65065720011.060806540.9624.52642.66915920021.038916477.7624.57062.77246120030.994106209.5624.30702.56566020041.016066331.9624.69472.87446120051.042786537.3634.84022.98406220061.049586836.5654.98043.23946520071.056386919.2655.01603.21216420081.067936998.7665.28713.42716520091.089867145.2665.30823.39676420101.098767214.7665.46483.57726520111.105737261.8665.71213.79326620121.112057305.4665.89583.92356720131.119567360.7666.01944.045067 數據來源:《中國統計年鑒2001～2014》相應數據整理

表2　影響糧食生產能力的主要因素指標表

序號項目衡量指標1自然資源糧食作物播種面積、有效灌溉面積2勞動力用農業從業人數3物質農用化肥施用折純量4技術農業機械總動力5基礎設施受災面積6糧食作物種植結構小麥、玉米占糧食作物播種面積的比例7產出效率用糧食單位面積產量8政策環境財政糧食直補支出資金額9氣候干旱因素年均降水量

3　影響氣候旱區糧食生產能力的相關因素分析

3.1因素確定

糧食生產是一個復雜的系統工程。影響糧食

生產能力的因素非常多，一般而言，主要有自然資源、人力投入、物力投入、技術水平、基礎設施及政策環境等，通過因子分析法對影響糧食生產能力的各因子進行了初步的篩選與分析，最終確定了以下幾個因素進行定量分析[4-10]，具體見表2。

3.2影響糧食生產能力的各因素與糧食產量的灰色關聯分析

該文主要通過灰色關聯分析法來確定糧食產量與各因素之間的相關性，并對相關性的大小進行排序。選取2000～2013年氣候旱區的糧食播種面積、單位面積產量、有效灌溉面積等11個因素為子序列，氣候旱區糧食產量為母序列，來分析母序列與各子序列之間的相關性。

3.2.1灰色關聯分析模型

運用灰色關聯分析法，來分析母序列與各子序列之間的關系，為了分析簡便，建立的灰色系統數學模型，該文主要相采用的數學模型如下；

3.2.2數據選取及說明

該文選取氣候旱區16個省2000～2013年的糧食產量、糧食作物種植面積、小麥播種面積、玉米播種面積等相關數據作為基礎數據，進行匯總處理得到整個氣候旱區的數據。整理后的原始數據序列見表3。

表3　2000～2013年氣候旱區糧食產量及各影響因素原始數據

年份糧食產量(X0)(億t)糧食作物播種面積(X1)(萬hm2)有效灌溉面積(X2)(萬hm2)農業從業人數(X3)(億人)農用化肥施用折純量(X4)(萬t)農業機械總動力(X5)(億W)小麥播種面積占糧食作物播種面積比例(X6)(%)玉米播種面積占糧食作物播種面積比例(X7)(%)受災面積(X8)(萬hm2)糧食單位面積產量(X9)(kg/hm2)財政糧食直接補貼資金額(X10)(億元)年均降水量(X11)(mm)20002.65066638.63554.62.378725153643.00.32840.26453897.4399379.5180856920012.66916540.93595.12.383825893837.10.31050.293583.5408180.0730755320022.77246477.73610.52.406626404041.40.30590.32820.4428083.1720890120032.56566209.53598.62.428026824217.00.29580.30713537.3413276.96801011720042.87446331.93646.82.459428204481.60.28740.32032428.9454086.2320905320052.98406537.33697.22.484829094761.70.29430.32162150.4456589.5200863920063.23946836.53769.42.501130185006.90.29520.33802415.7473897.1820833520073.21216919.23833.92.522231445249.00.29150.34693378.7464296.3630884120083.42716998.73912.52.549532135602.80.28790.34681810.64897102.8130895820093.39677145.23976.52.575333245938.00.29140.35513497.84754101.9010892420103.57727214.74060.32.603834416244.60.28840.36771863.04958107.3160983120113.79327261.84164.62.619435306542.30.28650.37821642.85224113.7960861620123.92357305.44275.12.618436346822.00.28470.39411588.15371115.7050930720134.04507360.74378.52.601136987079.00.28120.39871629.45495117.21318834 數據來源:《中國統計年鑒2001～2014》及2001～2014各省統計年鑒相應數據整理

3.2.3影響因素分析

運用灰色系統理論建立灰色模型，計算糧食產量與各影響因素之間的關聯度，確定關聯序，具體的計算過程主要包括初始化(無量綱化)、求序列的初值像、始點零化像等步驟，具體計算過程不再敘述[11]，計算結果見表4。

表4　氣候干旱區糧食總產量影響因素的灰色關聯分析

項目糧食作物播種面積(X1)(萬hm2)有效灌溉面積(X2)(萬hm2)農業從業人數(X3)(萬人)農用化肥施用折純量(X4)(萬t)農業機械總動力(X5)(億W)小麥播種面積占糧食作物播種面積比例(X6)(%)玉米播種面積占糧食作物播種面積比例(X7)(%)受災面積(X8)(萬hm2)糧食單位面積產量(X9)(kg/hm2)財政糧食直接補貼金額(X10)(萬元)年均降水量關聯度0.630.740.690.970.760.780.90.830.920.990.65排序1189276453110

從灰色關聯分析的結果可以看出，糧食產量與各影響因素的關聯序依次為：財政糧食直接補貼額>農用化肥施用折純量>糧食單位面積產量>玉米播種面積占糧食作物播種面積比例>受災面積>小麥播種面積占糧食作物播種面積比例>農業機械總動力>有效灌溉面積>農業從業人數>年均降水量>糧食作物播種面積。

(1)策環境對提升糧食生產能力的影響

該文用國家財政對糧食直接補貼的金額來反映國家政策對提升糧食生產能力的影響。研究結果表明，糧食直接補貼政策與糧食產量的關聯度為0.99，二者高度相關。可見國家政策鼓勵對農戶進行糧食種植、從事糧食生產活動起著決定作用。

(2)物質投入對提升糧食生產能力的影響

該文用農用化肥施用折純量來反映糧食生產中的物質投入，從灰色關聯分析的結果可以看出，農用化肥施用折純量與糧食產量的關聯度為0.97，表明二者高度相關。因此，必須在保證耕地面積的情況下，提供充足的物質投入尤其是合理化肥的使用量來從事農業生產活動，才有可能獲得較高的糧食總產出，反之，則影響糧食產出。

(3)糧食單位面積產量對提升糧食生產能力的影響

糧食單位面積產量與糧食總產量的關聯度為0.92，表明二者高度相關。2000～2013年，氣候旱區糧食單位面積產量總體呈增長的趨勢，到2013年，氣候旱區糧食單位面積產量比2000年提高1.38倍，全國同期糧食單位面積產量比2000年提高1.26倍，雖然氣候旱區糧食單位面積產量高于全國同期水平但仍低于世界農業發達國家水平，因此必須深挖內潛，綜合各種投入要素，努力提高糧食單位面積產量，才能增產，才能提升糧食生產能力。

(4)糧食作物種植結構對提升糧食生產能力的影響

調整糧食作物種植結構是增加糧食產量的有效措施之一，也在一定程度上提升了糧食生產能力。2000年氣候旱區小麥播種面積占糧食作物播種面積比例為32%，到2013年此比例下降到28%，相反， 2000年氣候旱區玉米播種面積占糧食作物播種面積比例為26%，到2013年此比例上升到39.87%。在這段時期內，氣候旱區糧食總產量增長了53%，而玉米播種面積占糧食作物播種面積比例與糧食總產量的關聯度為0.9這明顯高于小麥播種面積占糧食作物播種面積比例與糧食總產量的關聯度0.78，充分說明，調整糧食作物種植結構可以增加糧食產量，提升糧食生產能力。

(5)農業基礎設施投入對提升糧食生產能力的影響

受災面積與糧食產量的關聯度為0.83，表明改善農業基礎設施的投入，可以減少受災面積，減少損失，氣候旱區2000年的受災面積為3 897.4萬hm2， 2013年受災面積為1 629.4萬hm2，與2000年相比，受災面積減少了2 268.0萬hm2。因此，政府要支持農業基礎設施的改善，以減少受災面積，保證糧食穩產增產。

(6)農業科技投入對提升糧食生產能力的影響

農用機械總動力與糧食產量中度相關，表明可以一方面努力增加農業機械的研發，促進農業生產的機械化程度，另一方面政府對購買農用機械實行補貼政策，鼓勵農民提高糧食種植的機械化程度，來提升糧食生產能力。

(7)自然資源投入對提升糧食生產能力的影響

有效灌溉面積與糧食產量的關聯度為0.74，表明發展灌溉是保證糧食穩產、增產的有效途徑之一。2000年氣候旱區有效灌溉面積占糧食作物播種面積的比例為53.5%，到2013年，有效灌溉面積占糧食作物播種面積的比例為59%，說明需要進一步建設農田水利工程，改善農田灌溉條件，為增加糧食產量提供有利的自然資源條件。

在該文選取的幾個因素中，雖然糧食作物播種面積與糧食產量的關聯度最低，為0.63，但糧食播種面積是基礎，只有保證有效的糧食種植面積，才有可能利用各種投入，來達到最大的糧食產出。因此必須保障糧食播種面積這條紅線不能越過。

(8)勞動力投入對提升糧食生產能力的影響

農業從業人數與糧食總產量的關聯度為0.69，必須在保證糧食播種面積的情況下，提供充足的人力、物力投入來從事農業生產活動，尤其是糧食生產經營活動，才有可能獲得較高的糧食總產出，反之，影響糧食產出。

(9)氣候因素對提升糧食生產能力的影響

雖然年均降水量與糧食產量的相關度為0.65，但氣候因素為不可控因素，也無法改變其對糧食作物的影響，但可以做好防澇防旱工作，盡最大努力減小氣候因素對糧食生產的影響。

4　結論與對策

4.1結論

氣候旱區農業發展對提升我國糧食生產能力具有重要作用。實證分析表明，財政對糧食直接補貼資金額、農用化肥施用折純量、糧食單位面積產量、玉米播種面積占糧食作物播種面積比例及受災面積與糧食產量高度相關，對提升糧食生產能力的影響較大； 小麥播種面積占糧食作物播種面積比例、農業機械總動力、有效灌溉面積、農業從業人數、糧食作物播種面積都與糧食產量中度相關，對提升糧食生產能力的影響相對較小。由于耕地資源有限，糧食生產又是一個復雜的系統工程，必須使各投入要素合理配置，才能達到最大的產出，所以，努力增加物質投入、提高農業科技水平、改善農業灌溉條件、調整糧食種植結構、提高糧食單位面積產量、減少受災面積是提升糧食生產能力的有效途徑。

4.2對策

4.2.1實行各種惠農政策，提高農民種糧的積極性

(1)在國家財政承受范圍內，繼續推行政府對糧食直接補貼政策，增加糧食直接補貼資金額，調動農民生產積極性。民以食為天，糧食是人民生活最基本的必需品。廣大農民作為糧食的最主要的生產者，肩負著保障人民基本生活與國家糧食安全的重任。因此，加大對糧食直接補貼政策，進一步提高農民生產積極性，對促進糧食的穩產增產具有決定作用。

(2)繼續實行對農用機械的補貼政策。對農民購買農用機械進行補貼政策，一方面可以減輕農民負擔，提高農業生產的機械化程度，有利于提高糧食生產能力； 另一方面，更體現了黨中央、國務院對農民的關懷、關心農業生產。

(3)進一步改善農業基礎設施建設，促進糧食生產。政府增加對農業基礎設施建設的扶持力度，一方面完善政策，尤其支持農業交通建設與水利設施的建設，確保農業發展基礎設施先行，做好基礎設施建設的保障工作； 另一方面，繼續增加對農業基礎設施建設的資金、人力扶持力度，確保各項農業基礎設施建設在計劃內完工，為農業生產奠定良好的基礎。

(4)支持農業科技的發展，大力推廣農業科技在糧食生產中應用。實踐證明科學技術是第一生產力。政府出臺鼓勵政策促進農業科技的研發，并將研究成果在農業生產中推廣應用，有利于提高糧食生產效率。在農業科技成果推廣應用過程中，要通過典型示范、政府補貼等各種方式，讓農民朋友切實看到新科技的好處，這樣有利于農業新科技的推廣，從而有利于提高糧食生產能力。

4.2.2優化糧食種植結構

實證分析表明，調整糧食種植結構，可以提升糧食生產能力，增加糧食產量。因此，根據各地的氣候、溫度、土壤、降水量、日照等實際情況，因地制宜，合理調整與優化糧食種植結構，從而達到穩產增產的目的。

[1]山立，鄒宇鋒.我國旱區農業的地位和發展潛力及政策建議.農業現代化研究， 2013，(4)： 425～430

[2]王立祥， 張永科，高茂盛.關注旱區農業發展提升我國糧食生產能力.中國農作制度研究進展, 2008，(1)： 008～009

[3]李茂. 河南省耕地和糧食灰色關聯分析.地理科學進展, 2002，(2)： 163～167

[4]郝慧梅， 任志遠.影響區域糧食生產的主要相關因素分析——以包頭市為例.干旱區研究， 2005, 22(3): 391～394

[5]劉思峰等. 灰色系統理論及其應用.科學出版社, 2010，(5)： 152～153

[6]段小紅， 王化俊.甘肅省糧食綜合生產能力不同階段的影響因素分析.中國農業資源與區劃， 2011，32(6)： 50～55

[7]王國強， 宋艷華.基于耕地質量數量的河南省糧食生產能力研究.中國農業資源與區劃， 2012, 33(1): 49～55

[8]周惠秋. 影響東北地區糧食綜合生產能力的因素分析.調研世界, 2006，(2)： 47～49

[9]馮彬彬. 河南省耕地變化對糧食生產能力的影響.咸陽：西北農林科技大學， 2010： 38～41

[10]劉永忠， 劉齊霞等氣候干旱與作物干旱指標體系.山西農業科學， 2005, 33(3): 50～52

[11]燕曉紅. 陜西省能源消費及構成與經濟增長的灰色關聯分析.西安：西北大學， 2011： 42～45

GREY CORRELATION ANALYSIS OF THE EFFECT OF GRAIN PRODUCTIONCAPACITY IN CHINA′S ARID RIGION*

Li Zhihong1，Xie Donghui2※

(1.Tangshan College，Tangshan 063000，China； 2.Hebei University，Baoding 071002，China)

Based on the related theory of input-output analysis, in combination with the research achievements of other scholars, this paper determined the main factors affecting grain production capacity in arid regions, including food crops planting area, planting structure of grain, grain yield per unit area, effective irrigated area, agricultural workers, net agricultural fertilizer quantity, total power of agricultural machinery,disaster-stricken area, government subsidy policy for grain and average annual precipitation.According to statistical data selected from 2000 to 2013, it analyzed the total grain output in arid regions by using the grey correlation analysis. The results showed that the factors such as the government subsidy policy for grain,net agricultural fertilizer amount, per unit area yield of grain, corn planting ratio in grain planting area, and the disaster-stricken,were highly related to raising grain production capacity. Whereas, to some extent, other factors such as wheat planting ratio in grain planting area, total power of agricultural machinery, effective irrigation area, number of farmers, and crops planting area are associated with grain production capacity had less impact to improve grain production. To sum up, It put forward some suggestions, such as to continue to implement the government′s direct subsidy policy, increase the government′s grain subsidy funds, at the same time,enhance the grain production capacity, increase material inputs, improve the level of agricultural science and technology, perfect the agricultural irrigation condition, adjust grain plant structure, increase grain yield per unit area, and reduce the disaster-stricken planting area.

agriculture in arid area; grain production capacity; grain output; grey correlation analysis; connection

10.7621/cjarrp.1005-9121.20160818

2015-05-22

李志紅(1980—)，女，河北唐山人，碩士研究生、經濟師。研究方向：產業經濟。※通訊作者：謝東輝(1976—)，女，河北任縣人，統計師。研究方向：經濟統計。Email：hbuxdh@163.com

F307.11; F224

A

1005-9121[2016]08-0124-06

*資助項目：河北省社會科學基金項目“白洋淀流域生態承載力預警與國土空間利用研究”(HB16LJ008)階段性成果;2016年度河北省軟科學研究計劃項目“京津冀科技創新激勵政策比較研究”(16456223D) 資助。