梨樹縣兩區作物品種監測研究及分析評價

丁春雨 谷金英 馬冠南 趙志鵬 李勇 張曉嬌 鄒思佳 袁鐵英

(吉林省農業資源與農業區劃研究所，吉林 長春 130033)

引言

糧食是一個國家和民族的發展之基和生存之本。在和平和全球化時代，糧食在全球范圍內可以自由流通，人們隨時可以買到任何想要的糧食，同時，人們也樂于享受這種全球化帶來的便利，以至于放松了對糧食安全的警惕，認為只要有錢就可以買到糧食。但是隨著由美國主導的逆全球化過程加速以及俄烏戰爭的爆發，世界變得更加不穩定，國際環境和供應鏈受到極大破壞。糧食安全問題迫在眉睫，而且還可能繼續惡化。

我國是農業大國，但同時也是人口大國，雖然糧食產量很大，但人均卻不多，再加上種植結構的不合理，導致糧食安全性受到極大挑戰。根據國家糧油信息中心發布的2月《油脂油料市場供需狀況月報》顯示，預測2022—2023年度我國大豆新增供給量11529萬t，其中國產大豆產量2029萬t，大豆進口量9500萬t，國產大豆占新增供給量的17.6%，進口大豆占新增供給量的82.4%，如果全球供應鏈被破壞或是歐美對中國的糧食進行打壓，將對我國的糧食安全構成極大的威脅。因此，當務之急要盡早布局，及早謀劃，通過出臺政策、調整種植結構等手段，優化種植結構布局，提升糧食產量，確保我國糧食安全。

糧食生產功能區和重要農產品生產保護區(“兩區”)是我國根據水土資源環境條件和農業基礎設施完善程度，對耕地進行科學規劃和保護，其主要目的是要提升糧食等重要農產品生產能力，降低糧食等重要農產品對國際市場的依存度，確保“谷物基本自給，口糧絕對安全”[1]。吉林省“兩區”作物主要包括玉米、水稻和大豆。目前，吉林省“兩區”工作已經完成了劃定和建庫等相關工作，為掌握“兩區”范圍內作物品種種植情況，以梨樹縣為例，對梨樹縣“兩區”作物種植情況進行監測，將實際種植作物品種面積與規劃作物品種面積進行對比分析，總結其特征、分析其原因，為更大范圍的“兩區”作物品種監測和種植業結構調整提供一種方法和借鑒。

1 梨樹縣概況

梨樹縣位于吉林省西南部，地處松遼平原腹地、我國黑土保護區域范圍內，其耕地幾乎被黑土覆蓋，是我國重要的產糧大縣，其總結的“梨樹模式”在全國范圍內進行推廣，2020年，習近平總書記在吉林考察時語重心長的說“保護好黑土地這一‘耕地中的大熊貓’，留給子孫后代。梨樹模式值得總結和推廣”。

2 “兩區”作物品種監測方法概述

2.1 數據源獲取

為實現對“兩區”作物的精準監測，采用吉林省長光衛星技術有限公司的吉林一號衛星影像作為主要遙感數據源，衛星數據采集時間為2022年6月、8月及9月，分辨率為0.75m，同時利用可以免費下載的高分一號數據及哨兵數據作為輔助遙感數據源；矢量數據包括梨樹縣“兩區”劃定數據和梨樹縣第三次全國土地調查數據，外業實地采樣數據等。

圖1 梨樹縣“兩區”范圍示意圖

圖2 梨樹縣影像圖

2.2 “兩區”作物遙感分類

分類方法采用《基于吉林一號的梨樹縣主要農作物提取研究》[2]中所描述的方法，提取出梨樹縣“兩區”耕地掩膜矢量，進行面向對象賦值后獲取初步農作物種植結構監測結果，經過人工質檢與核驗獲取精細化的梨樹縣農作物分類產品。總體主要包括5個工作流程：數據準備，預處理，樣本采樣，農作物分類，成果輸出。技術流程如圖3所示，分類結果如圖4所示。

圖3 梨樹縣多時相“兩區”作物分類路線圖

圖4 梨樹縣2022年多時相“兩區”主要農作物空間分布專題圖

2.3 精度驗證

根據外業采集樣本與隨機打點的方式，生成驗證樣本，通過構建混淆矩陣對分類結果進行精度驗證。驗證結果為梨樹縣2022年“兩區”主要農作物遙感監測成果總體精度為96.00%。

3 分類結果統計與分析

利用ArcGIS軟件對分類結果按鄉鎮和作物類別進行統計，統計結果如表1所示。

表1 梨樹縣各鄉鎮“兩區”主要農作物遙感監測面積

從表1可以看出，梨樹縣“兩區”作物中玉米種植面積為183495.21hm2，占“兩區”總面積的92.57%；水稻種植面積為4894.82hm2，占“兩區”總面積的2.47%；大豆種植面積為4647.84hm2，占“兩區”總面積的2.34%；非“兩區”作物(其他)種植面積為5184.09hm2，占“兩區”總面積的2.62%，其占比如圖5所示。

圖5 梨樹縣“兩區”農作物遙感監測面積占比示意圖

從各鄉鎮“兩區”農作物總面積來看，林海鎮與孤家子鎮的“兩區”農作物總面積超過1.5萬hm2，分別為15997.43hm2與15763.07hm2，位列全縣第1位與第2位。萬發鎮、小城子鎮、榆樹臺鎮和劉家館子鎮的“兩區”農作物面積超過1萬hm2，分別為12681.53hm2、12594.08hm2、12217.71hm2和10824.96hm2，分列3～6位。小寬鎮、泉眼嶺鄉和孟家嶺鎮的“兩區”農作物面積最小，分別為6401.95hm2、6293.52hm2和4916.87hm2，其余鄉鎮的“兩區”農作物總面積均超過了0.65萬hm2。

從玉米面積來看，梨樹縣“兩區”的玉米分布較為均一，前5位依次是林海鎮14840.90hm2，萬發鎮12650.25hm2，榆樹臺鎮12100.04hm2，孤家子鎮11707.59hm2和小城子鎮11081.03hm2，總計62379.82hm2，占全縣“兩區”玉米面積的44.00%。

從水稻面積來看，梨樹縣“兩區”水稻主要集中種植于孤家子鎮，面積達到3293.98hm2，占比達到67.3%；其次是小寬鎮，面積為815.04hm2。

從“兩區”大豆面積來看，前5位依次是沈洋鎮829.98hm2，劉家館子鎮744.83hm2，小城子鎮717.73hm2，林海鎮637.57hm2和孤家子鎮334.79hm2，總計3264.90hm2，占全縣“兩區”大豆面積的70.2%。

4 “兩區”作物實際監測面積與規劃作物品種面積對比分析

“兩區”實際監測面積與規劃作物品種面積的差值能夠反映出實際種植作物品種與規劃作物品種的匹配程度，從科學規劃的角度看，也反映出梨樹縣種植結構的合理程度，如表2所示。

表2 “兩區”作物實際監測面積與規劃作物品種面積對比

總體上看，實際種植的作物品種種植結構與“兩區”劃定的作物品種種植結構相差較大，其中，玉米實際種植面積比劃定面積多4901.51hm2，水稻實際種植面積比劃定面積少4869.99hm2，大豆實際種植面積比劃定面積少8731.56hm2。分析其原因：梨樹縣位于黃金玉米帶范圍內，氣象條件和水土條件適合種植玉米，單位產出相對較高，產量可達到13000kg·hm-2左右，而大豆產量只有3000kg·hm-2左右；種植玉米技術成熟，易于管理，耕、種、收可實現全程機械化，提升效率的同時降低投入，水稻和大豆很難實現全程機械化；農村勞動力特別是年輕勞動力的流失，導致空心村成為較普遍的現象，耕地不得不由留守的老人耕種，他們更愿意選擇機械化程度更高的玉米；玉米投入產出比具有較大優勢。

從各鄉鎮看，21個鄉鎮中，有10個鄉鎮玉米種植面積少于規劃面積，占全部鄉鎮的47.6%，其中排在前3位的鄉鎮是小城子鎮1670.73hm2、梨樹鎮545.30hm2、喇嘛甸鎮474.88hm2。有11個鄉鎮玉米種植面積多于規劃面積，占全部鄉鎮的52.4%，其中排在前3位的鄉鎮是榆樹臺鎮3031.30hm2，小寬鎮1494.37hm2，劉家館子鎮1476.96hm2。

有12個鄉鎮水稻種植面積少于規劃面積或未種植水稻，占全部鄉鎮的57.1%，其中排在前3位的鄉鎮是小寬鎮2197.59hm2，沈洋鎮1651.82hm2，孤家子鎮954.30hm2，有9個鄉鎮水稻種植面積多于規劃面積，占全部鄉鎮的42.9%，其中排在前3位的鄉鎮是小城子鎮477.84hm2、金山鄉78.81hm2、蔡家鎮16.97hm2。

有14個鄉鎮大豆種植面積少于規劃面積或未種植水稻，占全部鄉鎮的66.7%，其中排在前3位的鄉鎮是榆樹臺鎮3088.78hm2，劉家館子鎮2896.19hm2，萬發鎮742.76hm2，有7個鄉鎮大豆種植面積多于規劃面積，占全部鄉鎮的33.3%，其中排在前3位的鄉鎮是小城子鎮677.05hm2，小寬鎮101.96hm2，沈洋鎮99.79hm2。

結合表2與以上分析可以看出，玉米種植面積少于規劃面積的鄉鎮中只有小城子鎮超過了1500hm2，且該部分耕地種植作物基本為水稻或者是大豆，喇嘛甸鎮和梨樹鎮種植作物為其它作物，其中喇嘛甸鎮大棚產業比較發達。水稻和大豆種植面積少于規劃面積或未種植相應作物的鄉鎮中，各有2個鄉鎮超過了1500hm2，且水稻和大豆種植面積與規劃面積相比存在大幅減少或微弱增加的特點，水稻和大豆的種植面積有進一步調整的空間。

5 結論

“兩區”工作是國家從糧食安全的戰略角度出發，花費大量人力、物力和財力開展的一項工程，一定要保護好、利用好，使其發揮應有的作用。

5.1 分類誤差

由于分類過程中的誤差，“兩區”實際分類面積比劃定面積少3515.96hm2，約占“兩區”劃定面積的2%，分類結果有待于進一步完善，但不影響對“兩區”種植結構的分析。

5.2 “兩區”作物種植結構不合理

按“兩區”劃定面積要求，梨樹縣“兩區”作物中，玉米面積過大，比劃定面積大4901.51hm2，水稻和大豆面積過小，分別小4869.99hm2和8731.56hm2，作物種植結構不合理，尤其是大豆，因此要對其進行積極調整和優化。

5.3 制定合理政策

加大補貼力度，逐步使作物種植結構更趨于合理；鼓勵各地成立農業合作社，給予相應的政策優惠和資金扶持，使有意愿和無力耕種的農民把土地流轉給合作社，提升土地集約化利用程度；引導與扶持實力雄厚、有意為鄉村振興貢獻力量的企業以及當地有實力的農民創立與農產品相關的企業，如大豆油加工企業、水稻加工銷售企業等，從而促使種植業結構更加優化。

5.4 “兩區”建設

“兩區”是在水土資源環境條件較好、農業基礎設施比較完善的優勢區域規劃和劃定的，但由于年久失修、管理不力等原因，有些農田基礎設施破壞嚴重，尤其是保水性好，以前大面積種植水稻的農田，有的早已經改成旱田，灌溉設施早已平整或毀壞，用于灌溉的溝渠已經干涸，大部分農田的電力設施配套還不完善。因此，加強對耕地，尤其是“兩區”耕地的建設，才能發揮“兩區”應有的作用。

5.5 “兩區”管理與維護

要加強“兩區”的管理與維護，落實專人專管、邊建邊管。