河南省糧食核心區耕地生產能力空間分布特征研究

任彧 田潔玫 陳杰

摘要 在河南省耕地質量等級調查與評價的基礎上，測算了糧食核心區的生產能力特征以及空間分布。結果顯示：河南省糧食核心區實際生產能力總產為4 560.94萬t，平均單產為11 647.9 kg/hm2，實際單產最高的區域位于豫北豫西山前平原區，實際總產最高的區域位于黃淮海平原核心區。河南省糧食核心區可實現生產能力總產為10 929.80萬t，平均單產為16 260.0 kg/hm2。河南省糧食核心區近期總產增產潛力能達到約1 800萬t，其中黃淮平原核心區最高，達1 000萬t以上，是重要的增產區域。

關鍵詞 糧食核心區；耕地生產能力；產能核算；空間分布

中圖分類號 S-9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）22-0193-05

Abstract Based on survey and evaluation of the farmland quantity grade of Henan，the paper calculated spatial distribution characteristics and production capacity of Henans core grain production region.The results are concluded as follows：The actual capacity of grain production is 45 million 609 thousand and 400 tons with an average of 11 647.9 kg per hectare.The piedmont plain of northwest Henan is the highest average yield.The highest total production yield is the core area of the Huang Huai Hai Plain.The total production capacity of grain core area in Henan Province is 109.298 million tons，and the average yield is 16 260.0 kg/ha.The grain yield increasing potential is 18 million tons with Huang Huai Hai Plains 10 million tons outstanding the most.

Key words Core grain production region；Production capacity；Productivity accounting；Spatial distribution

糧食是關系國計民生的重要商品，是關系經濟發展、社會穩定和國家自立的基礎，保障國家糧食安全始終是治國安邦的頭等大事。耕地作為構成糧食綜合生產能力的最基本要素，耕地生產能力是國家綜合國力的重要組成部分，是保障國家糧食安全的基礎和保證[1]。

國土資源部完成對全國耕地質量等級調查與評定工作后，國內相關專家在耕地質量等級調查的基礎上，開展耕地生產能力相關方面研究。國土資源部土地整理中心結合耕地質量等別調查成果，開展了耕地生產能力核算理論方面的研究。很多學者運用3S 技術手段，開展耕地產能核算監測、信息系統開發等研究[2-7]。一些學者以農用地分等因素指標區為研究單元來核算農用地綜合生產能力，分析了耕地產能的空間格局及其分異規律，探討了各二級區內耕地產能提升的主導影響因子[8-10]。還有一些學者以農用地分等成果在產能核算中的應用為目的，探討耕地如何做到精細化管理[11-14]。上述研究從理論方法、信息數據庫構建及實踐應用等方面開展耕地產能核算研究工作，得耕地產能核算工作日趨完善。

河南糧食生產核心區是河南省糧食生產的主戰場，其耕地生產能力的高低對河南省糧食總產的影響舉足輕重[15]。筆者依托河南省耕地質量等別調查與評定成果，首先測算了糧食核心區目前實際生產能力，對河南省糧食生產重點區域的耕地生產能力進行摸底；其次通過研究了糧食生產能力與耕地質量（等別）的關系，分區構建耕地生產能力測算數學模型，實現河南省糧食核心區不同區域可實現生產能力的計算，最后通過分析不同區域增產潛力，劃定了今后河南省糧食增產的重點區域和各核心區增產的主要目標，為河南省糧食增產提供科學依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

河南糧食生產核心區涉及的范圍較廣，區內自然、社會、經濟等條件差異很大，為了生產能力評價更接近實際，根據自然條件的相似和空間的連續性，結合河南省耕地質量等別評定成果，將河南糧食生產核心區劃分為豫北豫西山前平原區、豫東北低洼平原區、黃淮平原核心區、南陽盆地區和淮南山地丘陵區5個分區（圖1），主體范圍覆蓋全省的93個縣（市、區），耕地面積661.76萬hm2，占全省耕地面積的83.5%、基本農田面積的85%，其中國家認定的糧食生產大縣68個。2014年，糧食核心區主體范圍內糧食總產量482.36億kg，占全省的比例為92%。其中黃海海平原糧食總產量378.73億kg，占全省的72.2%；山前平原糧食總產量48.59億kg，占全省的9.3%；南陽盆地糧食總產量55.04億kg，占全省的10.5%。根據國土資源部發布的《全國耕地質量等別調查與評定成果》，河南省耕地質量等別范圍為4～12等，平均等別為7.44等，其中糧食核心區耕地質量平均等別為7.31等，高于全省平均水平。

1.2 耕地生產能力計算方法

耕地產能包括實際產能、可實現產能及理論產能等3個方面，實際產能是耕地目前已經實現的生產能力。可實現產能是在農業生產條件得到基本保證，其他環境因素均處于正常狀態時，在當地實際光、熱、水、土等資源條件下，平均投入農作物所形成的正常年景能夠達到的糧食產量。理論產能是在農業生產條件得到充分保證，其他環境因素均處于最優狀態時，在當地實際光、熱、水、土等資源條件下，農作物所能達到的最高產量。實際產能和可實現產能分別代表耕地當前的產能和耕地的近景生產能力，是該研究重點關注的內容。

1.2.1 耕地實際產能計算。

依據農業統計數據和標準糧換算系數（河南省標準糧為冬小麥，冬小麥產量換算系數為1，夏玉米標準糧換算系數為0.890 1），將各行政區指定作物統計單產換算為標準糧實際單產，再根據行政區標準耕作制度及指定作物播種面積計算實際產能，實際產能除以行政區內耕地面積得到實際單產。

1.2.2 耕地可實現產能計算。

可實現產能是目前需要重點關注的耕地生產能力，以糧食生產核心區不同區域為單位，建立抽樣單元的可實現單產和相應耕地分等單元的利用等指數函數關系（表1），將所有分等單元的耕地利用等指數代入函數方程，可以獲取耕地的可實現單產。依據所有分等單元的農用地可實現單產乘以相應的分等單元耕地面積核算耕地可實現總產。

2 結果與分析

2.1 耕地實際生產能力

2.1.1 分區域單產及總產。從表2可以看出，河南省糧食核心區耕地實際總產為4 560.94萬t，占2014年河南省糧食總產的85%以上，是河南省糧食生產的主要區域，糧食核心區內實際生產能力平均單產為11 647.9 kg/hm2，也高于全省平均水平。其中黃淮海平原核心區實際總產和單產均為5個分區中最高，分別為2 663.94萬t和12 049.17 kg/hm2，總產占糧食核心區總產比例的58.41%，黃淮平原核心區是河南省平原的主體，分布范圍大，耕地質量高，是河南省糧食生產的重點區域；豫北豫西山前平原雖然實際總產位于5個分區中的倒數第二，但實際單產卻在5個分區中排在第二位，說明豫北豫西山前平原耕地質量較好，但由于地處山區，耕地面積較少；淮南山地丘陵區下轄7個縣（市、區），面積最小，實際單產也較低，因此實際總產在5個分區中最低；南陽盆地西部區域多為山地，多受地形、土壤等自然條件限制限制，耕地利用程度偏低，實際單產最低。

2.1.2 空間分布特征。

糧食核心區內93個縣級單位實際總產總計為4 560.94萬t，永城市實際總產最高，為112.10萬t，南陽市西峽縣實際總產最低，為8.05萬t。根據93個縣實際總產繪制頻率直方圖，以直方圖上的突變位置（28.90萬、52.60萬、72.45萬t）作為分界點，將全區93個縣級的實際總產劃分為4個等級，從高到低依次為一、二、三、四等（圖2）。分析圖2得出，實際產能總產的一等區主要分布在黃淮平原區的東南部，南陽盆地區的中南部；二等產能區主要分布在黃淮平原區中北部、冀魯豫低洼平原區、南陽盆地東北部和淮南山地丘陵區的中北部；三等產能區主要分布在豫北和豫西的山前平原區；四等產能區主要分布在西部山區。

依據Natural Breaks（Jenks）方法，對取整之后的實際單產繪制頻率直方圖，以直方圖上的突變位置（9 566.4、11 364.0、12 688.2 kg/hm2）作為分界點，將93個縣級單位劃分為4個等級區，分別將其命名為實際單產的優產區、高產區、中產區和低產區（圖3）。分析圖3得出，實際單產的優產區主要分布在黃淮平原中東部和太行山山前平原區，實際單產平均為13 226.49 kg/hm2。高產區主要分布在農業生產條件相對較好的黃淮平原區中部優產區周圍、太行山山前平原區的東部地區及冀魯豫低洼平原區，實際單產平均為11 899.27 kg/hm2。中產區主要分布在黃淮平原區的北部和南部、豫西山地丘陵區的東部、淮南山地丘陵區和南陽盆地的東南部，實際單產平均為10 660.94 kg/hm2。實際單產的低產區主要分布在太行山區、豫西、豫南的山區，實際單產平均為8 760.54 kg/hm2。主要原因在于實際單產的中低產區主要分布在黃泛區和山區，多受地形、土壤等自然條件限制，耕地利用程度偏低。

2.2 耕地可實現生產能力

2.2.1 分區域單產及總產。

圖4是河南省糧食核心區分區域農用地可實現產能總產及單產。黃淮海平原核心區可實現總產為3 710.02萬t，明顯高于其他4個分區，另外4個分區農用地可實現總產由大到小依次為南陽盆地區、冀魯豫低洼平原區、豫北豫西山前平原區、淮南山地丘陵區。而農用地可實現單產則有所不同，豫北豫西山前平原區單產為16 840.3 kg/hm2，在5個糧食核心區分區中最高，原因在于豫北豫西山前平原區耕地面積較少，多集中在水肥條件較好的區域，可實現單產較高。黃淮海平原核心區可實現單產與豫北豫西山前平原相差不大，黃淮海平原核心區作為河南省糧食的主產區，農用地產能整體水平較高。其他3個區域可實現單產排序由大到小為冀魯豫低洼平原區、南陽盆地區、淮南山地丘陵區。

2.2.2 空間分布特征。

糧食核心區可實現單產為16 260.45 kg/hm2，明顯高于全省平均水平。豫北山前平原的武陟縣可實現單產最高，為19 027.77 kg/hm2，南陽盆地西部的西峽縣理論單產最低，為13 029.20 kg/hm2。依據Natural Breaks（Jenks）方法，以直方圖上的突變位置（15 000、16 300、17 600 kg/hm2）作為分界點，將93個縣級單元的可實現單產劃分為4個等級區，分別將其命名為可實現單產的優產區、高產區、中產區和低產區，如圖5所示。

從圖5可以看出，優產區主要分布豫北豫西山前平原區中南部的6個縣（市）。該區域位于太行山山區傾斜平原，該區土體深厚，質地適中，內外排水良好，土壤肥力普遍較高，同時該區地下水資源比較豐富，優越的水土條件，使該區成為了全省理論單產最高的地區之一。高產區也主要分布在農業生產條件相對較好的黃淮海平原核心區和豫北豫西山前平原區的中部、東部地區。中產區主要分布在冀魯豫低洼平原區和黃淮海平原核心區南部，其中冀魯豫低洼平原區盡管地勢比較平坦，但由于黃河等河流的多次泛濫，土地質量較差，因此可實現單產位于中游；黃淮海平原核心區南部的高地區地勢較低，排水不暢，容易發生洪澇災害，使該區的可實現單產受到了一定程度的影響。低產區主要分布在南陽盆地和淮南山地丘陵區。該區域雖然氣候條件相對優越，但由于位于山區，土壤黏重，瘠薄上浸，適耕期短，導致該區農業生產不穩定，可實現單產相對較低。

同樣依據Natural Breaks（Jenks）方法，根據可實現產能總產將河南省糧食核心區的縣級單元劃分為一、二、三、四等（分界點分別為45.0萬、62.8萬、102.5萬t）。從圖6可以看出，河南省糧食核心區可實現產能一等縣在除了豫北豫西山前平原的其他4個分區都有分布，其中黃淮海平原核心區分布最多，為9個縣；二等縣主要分布在一等縣的周圍；三、四等縣主要分布在豫北豫西山前平原區和南陽盆地北部山區；造成上述分布的原因，總產不但受產能單產影響，更受耕地面積影響，是由耕地面積和可實現單產兩方面決定的。豫北豫西山前平原區單產水平高，但縣域面積小，耕地面積少，所以總產不具有優勢。

3 討論與結論

3.1 討論

耕地可實現生產能力作為近景生產能力，其與耕地實際生產能力之間的差值，可以反映耕地資源的增產潛力。通過計算可實現生產能力與實際生產能力的差值，分析不同區域單產和總產可提升潛力（圖7）。從圖7可以看出，豫北豫西山前平原區單產增產潛力最高，達到5 092.8 kg/hm2；其次為南陽盆地區，單產增產潛力也超過了5 000 kg/hm2；黃淮海平原核心區和冀魯豫低洼平原區增產潛力超過4 000 kg/hm2；單產增產潛力最低的區域為淮南山地丘陵區。總產增產潛力由于受耕地面積和單產潛力兩方面的影響，分布趨勢與單產增產潛力有所不同。黃淮海平原核心區由于耕地面積最大，總產增產潛力也最高，達到1 046.08萬t，是近期河南省增產潛力最大的區域。南陽盆地區總產潛力居第二位，一方面說明南陽盆地農用地的利用程度尚不充分，通過開展土地綜合整治等工程，實際單產尚有較大的提升空間；另一方面，南陽盆地也是全省糧食產量提升的重點區域。豫北豫西山前平原雖然單產增產潛力較高，但一方面耕地面積較小，另一方面當前耕地單產已經處于較高水平，再度提升的難度相對較大。淮南山地丘陵區多種植水稻，單產潛力最低，又由于耕地面積較小，因此總產潛力也不高，說明該區近期單產和總產增產空間不大。因此，近期河南省糧食總產和單產提升的重點區域是黃淮海平原核心區和南陽盆地區域。

3.2 結論

該研究在河南省耕地質量等別調查與評價的基

礎上，補充調查所需資料，首先測算河南省糧食生產核心區耕地的實際生產能力，河南省糧食核心區實際生產能力總產為4 560.94萬t，平均單產為11 647.9 kg/hm2，實際單產最高的區域位于豫北豫西山前平原區，而實際總產最高的區域位于黃淮海平原核心區；其次測算了河南省糧食核心區縣級、分區域和整體的耕地可實現生產能力。全區可實現生產能力總產為10 929.80萬t，平均單產為16 260.0 kg/hm2，總產生產能力接近河南糧食生產核心區2020年達到6 500萬t的規劃目標；最后通過增產潛力分析，計算河南省糧食核心區近期總產增產潛力能達到約1 800萬t，其中黃淮平原核心區最高，達1 000萬t以上，是重要的增產潛力區域。

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