我國糧食主產區糧食安全脆弱性的時空演化與重心遷移

羅海平，李卓雅，胡學英，王佳鋮

（1.南昌大學 中國中部經濟社會發展研究中心，南昌 330031；2.深圳技術大學 馬克思主義學院，廣東 深圳 518118）

0 引言

我國是世界上人口數量第二多的國家，每年的糧食需求量巨大，也是世界最大糧食進口國，糧食安全問題一直是學術界的研究熱點之一。截至2022 年，我國糧食總產量實現了“十九連豐”，有力地保障了國家糧食安全。然而，由于當前復雜的國際環境形勢，我國未來較長一段時間內依然會面臨糧食供需缺口擴增、糧食結構性矛盾突出、資源約束日趨嚴重等不穩定風險。因此，從中長期看，我國糧食安全仍然面臨諸多挑戰。

糧食安全水平能夠根據一定的數量指標來衡量。但由于糧食安全評價是一個動態的、不斷調整的過程，目前學術界尚未形成統一的評價標準，國內學者從不同方面對糧食安全水平展開了評價。從評價范圍來看，研究對象多聚焦于國家、區域或省域尺度。諸多學者從不同角度構建了糧食安全評價體系[1—4]，分別對全國、中部地區、糧食主產區、部分省份的糧食安全水平進行了多維度評價。從評價方法來看，可供糧食安全評價選擇的方法豐富多樣，評價過程中用到的方法則以定量研究為主，主要包括綜合指數法[5]、模糊綜合評價法[6]、主成分分析法[7]、層次分析法[8]等。

脆弱性概念源于自然災害研究[9]，隨后被延伸至地理學、經濟學、生態學等多個領域，并呈現多學科交融趨勢[10]。由此衍生出脆弱性科學的重要組成部分，即脆弱性評價。學者們在進行脆弱性評價時應用到的模型主要包括VSD 模型[11]、PSR 模型[12]、DRASTIC 模型[13]、SRP 模型[14]等。從定義來看，學術界普遍認為脆弱性是人地關系地域系統的重要屬性[15]。聯合國糧農組織將糧食安全系統劃分成糧食可供量、供給穩定性、獲取能力和利用水平三個子系統，它受到生態環境質量、經濟社會發展水平等因素的影響，具有典型的人地關系地域系統特征，故亦具有脆弱性屬性[16]。在此基礎上，國內學者對糧食安全脆弱性展開了研究[16,17]。

縱觀已有研究成果，關于糧食安全的相關研究較為全面和成熟，但存在以下局限性：一方面，鮮有研究立足糧食主產區，從系統科學角度出發，結合脆弱性分析框架對糧食主產區糧食安全水平進行時空上的綜合評價；另一方面，隨著國內糧食生產重心逐年往北移動，南部地區和北部地區的糧食安全水平分化加劇，但依然鮮有研究針對其變化和特征進行量化分析。總體而言，包含河北等13 個省份在內的糧食主產區是國家糧食安全主體功能區，貢獻了我國歷年75%的糧食產量和95%的糧食增產，為確保國家糧食安全貢獻了重要力量，故針對糧食主產區的糧食安全水平研究具有重要意義。鑒于此，本文立足糧食主產區，運用VSD模型，從暴露性、敏感性、適應能力三個維度全面評價2000—2021年我國糧食主產區的糧食安全脆弱性，并在此基礎上結合重心遷移模型對糧食安全脆弱性的空間變遷進行探究，以期為未來我國糧食安全保障提供相關參考。

1 研究設計

1.1 評價指標體系構建

Polsky 等（2007）[18]提出了VSD 模型，將系統脆弱性分解成三個維度，包括暴露性、敏感性和適應能力，是一種定量評估脆弱性的有效方法。其中，暴露性反映了該系統遭受外界環境干擾的程度，能正向影響系統脆弱性；敏感性反映了系統在遭受脅迫后易于產生損害的傾向，會正向影響系統脆弱性；適應能力是系統遭受影響后的恢復能力，與脆弱性反向變化[19]。在參考已有文獻的基礎上[16，20]，本文將糧食安全劃分為糧食生產條件、糧食供給量與穩定性、糧食獲取能力和利用水平三個子系統，并從暴露性、敏感性和適應能力三個層面選取指標，構建以VSD模型為基礎的糧食安全脆弱性評價指標體系（見表1）。

表1 糧食主產區糧食安全脆弱性評價指標體系

第一，從暴露性來看，在工業化、城鎮化的推進過程中，大量勞動力、稀缺水資源、耕地等農業生產要素被非農建設占用，制約了糧食生產，直接表現為糧食自給率的變化，從而嚴重影響了糧食供給的穩定性。而人均GDP 的增加能夠提高人們獲取糧食的經濟承受能力，影響人們的糧食獲取安全水平。因此，糧食生產條件準則層選取人均糧播面積、單位糧播面積勞動力、單位糧播面積水資源擁有量3項指標；糧食供給量與穩定性準則層選取農作物受災率、糧食自給率2 項指標；糧食獲取能力和利用水平準則層選取人均GDP。因現有統計資料未統計我國的糧食需求量，故參考羅海平等（2022）[21]的方法，在不考慮糧食儲備和出口的情況下，運用相應的折算方法進行測算。

第二，從敏感性來看，在經濟發展過程中，農業生產資料價格易于上漲，但由于糧價管控，農戶無法通過大幅上漲糧價來獲取更多收益，因而會影響農民的生產積極性。相應地，農民會傾向于調整種植結構或者棄耕撂荒，這將帶來人均糧食占有量、糧食溢出率等指標的變化。此外，糧食供給量有限的壓力勢必會影響糧價指數，這會直接導致恩格爾系數的變化。因此，糧食生產條件準則層選取農業生產資料價格指數、糧播面積比例、一產比例3項指標；糧食供給量與穩定性準則層選取糧食溢出率、人均糧食占有量2項指標；糧食獲取能力和利用水平準則層選取糧價指數、恩格爾系數2項指標。

第三，從適應能力來看，政府會推行積極的惠農政策來強化農業生產、增加支農資金，以完善農業生產配套設施、推廣農業機械來提高糧食生產效率、提供科學指導，從而優化農業生產過程，最終保障糧食穩定有效供給。同時，人均可支配收入的增加會增強購買力，確保人們“買得起”糧，順暢、及時的糧食物流能夠提高糧食獲取效率，保障居民“買得到”糧。因此，糧食生產條件準則層選取財政支農支出、農業機械化水平、有效灌溉率、農藥施用強度、化肥施用強度5 項指標；糧食供給量與穩定性準則層選取糧食總產量波動系數1 項指標，糧食獲取能力和利用水平準則層選取道路密度1 項指標。其中，省內道路總里程由鐵路營業里程、公路里程、內河航道里程加總得到，道路密度上升有利于保證糧食的順暢流通，與糧食安全適應能力呈正向變化。

1.2 模型構建

（1）原始數據標準化

為了消除評價指標之間量綱差異，采用極差標準化法[22]對原始數據進行處理。采用式（1）對具有正向作用的指標進行修正，采用式（2）對具有負向作用的指標進行修正。

（2）指標權重計算

熵權法[23]是一種客觀賦權法，通過各指標的變異程度來確定權重，可以有效減少人為因素的影響，計算過程如下。

指標比重：

指標信息熵：

信息熵冗余度：

指標權重：

其中，Yij為第i年第j個指標的比重，X'ij為第i年第j個指標的標準化值。m為評價的年數，n為評價指標的項數。

（3）脆弱性指數計算

其中，Ei、Si、Ai、Vi分別表示第i年的暴露性指數、敏感性指數、適應能力指數和脆弱性指數。Vi值越大，糧食安全水平越低；反之，糧食安全水平越高。

1.3 重心遷移模型

采用重心遷移模型能夠對研究期內糧食主產區糧食安全系統各要素的重心移動特征進行定量分析，有利于直觀反映其空間集聚及位移規律。先通過GIS 技術測算糧食主產區各地的地理坐標（xa,ya），再以糧食安全脆弱性指數Vi為權重，計算出每年糧食安全脆弱性重心的地理坐標，如式（9）所示。在此基礎上利用式（10）計算不同系統層的重心遷移距離。

其中，Dt表示不同系統層重心第i年至第i+t年的移動距離，z為糧食主產區包含的地區數量，R為常數，表示地球表面坐標單位轉化為平面距離的系數，通常取值111.111[24]。

1.4 數據來源

本文研究時段為2000—2021 年，基于糧食主產區分布，選擇河北、內蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、山東、江蘇、安徽、江西、河南、湖北、湖南、四川這13 個省份為樣本。原始數據來源于歷年《中國農村統計年鑒》及13個省份歷年統計年鑒。

2 實證結果分析

2.1 糧食安全脆弱性時空演變

2.1.1 糧食安全脆弱性水平的時間演化

根據上文構建的指標體系計算出糧食主產區各系統層指數和脆弱性指數，并繪制動態變化圖，如圖1 所示。總體來看，主產區的糧食安全脆弱性水平在2000—2021年呈下降趨勢。

圖1 2000—2021年糧食主產區糧食安全系統層指數及脆弱性指數

暴露性指數總體呈波動下降趨勢，表明糧食主產區糧食安全系統所承受的綜合壓力減輕。其變化經歷了小幅上升和波動下降兩個階段。第一階段，暴露性指數由2000 年的0.163 上升到2003 年的0.174，從具體指標看，2000—2003 年，糧食播種面積從人均0.959 公頃下降至人均0.889 公頃，農作物受災率從37.4%上升至39.3%，這些均是造成暴露性指數上升的重要原因。第二階段，暴露性指數由2004 年的0.152 波動下降至2021 年的0.075，年均下降約0.005，這主要得益于糧食供給與獲取能力的提高。一方面，糧食自給率呈明顯上升趨勢，提升了糧食安全系統的供給水平；另一方面，隨著社會經濟水平的發展，人均GDP顯著增加，從而增強了人們的糧食獲取能力。

敏感性指數表現出小幅波動上升的趨勢，這意味著主產區糧食安全系統的易損性有上升風險。在研究期內，敏感性指數總體由0.161上升至0.181，增長約12.4%，產生這一變化的主要原因在于兩個方面：一方面，隨著農業稅減免、加強農資補貼等惠農助農政策的實施，糧食播種面積占比不斷上升，使得糧食產量大幅提升，人均糧食占有量從427千克/人上升到673千克/人，在一定程度上降低了敏感性指數；另一方面，近年來農業生產成本快速上漲，加之糧價指數穩步提升，削弱了居民的糧食購買能力，在一定程度上加劇了糧食安全的敏感性。在兩個方面綜合作用下，敏感性指數在較小范圍內波動變化，并伴隨著上升風險。

適應能力指數總體呈現先快速攀升后緩慢下降的特點，這意味著糧食主產區維護糧食安全系統的能力增強，但近年來呈弱化趨勢。2000—2015年，適應能力指數由0.071上升到0.248，變化幅度明顯大于另外幾條曲線，表明脆弱性指數下降主要得益于適應能力水平的提高。2013—2021年，適應能力指數由從0.248下降到0.214。從具體指標來看，為了保障糧食安全，政府不斷增加支農資金，使得農業機械得以推廣，從而極大地改善了農業生產條件。其中，政府的農業資金支持力度從2000 年的325 億元增加到2021年的11458億元。與此同時，人民生活水平得到了極大改善，農村基礎設施也得到了完善，使得糧食獲取能力有了提高，在研究期內道路密度增長了約278%。然而隨著農業供給側結構性改革，化肥、農藥投入量減少，2015—2021年化肥施用強度從0.492噸/公頃下降至0.392噸/公頃，農藥施用強度從0.014噸/公頃下降至0.01噸/公頃，降低了糧食生產能力，故適應能力指數呈小幅下降趨勢。

本文脆弱性指數呈波動下降趨勢，這意味著糧食主產區的糧食安全水平有了顯著提升。具體來看，在研究期內，脆弱性指數分別在2003 年、2012 年和2016 年有突變跡象，說明糧食安全的總體保障能力仍未維穩。首先，在2003年，暴露性、敏感性和適應能力指數均有一定程度上升，在三方掣肘之下，脆弱性小幅提升約0.013，使得保障能力水平有所弱化；其次，2012年脆弱性指數大幅下降約0.034，這與暴露性水平的變化保持較高的一致性，說明這一時期糧食安全系統受到的外界擾動有所降低；最后，2016 年脆弱性指數上升了0.012，這一階段適應能力指數下降趨勢明顯，是造成脆弱性指數變化的主要原因。

2.1.2 糧食安全脆弱性水平的空間變遷

本文選取2000年、2005年、2010年、2015年、2021年5個具有代表性的年份，參考崔寧波和董晉（2021）[25]的研究，將糧食主產區劃分為北方主產區（遼寧、吉林、黑龍江、內蒙古、山東、河北、河南）和南方主產區（江蘇、安徽、江西、湖北、湖南、四川），表2展示了糧食安全脆弱性水平的空間變遷過程。采用等間距劃分法，將脆弱性指數小于等于0的地區劃分為微度脆弱區；脆弱性指數大于0且小于等于0.1的地區為輕度脆弱區；脆弱性指數大于0.1且小于等于0.2的地區為中度脆弱區；脆弱性指數大于0.2且小于等于0.3的地區為重度脆弱區；脆弱性指數大于0.3的地區則為極度脆弱區。可以看出，糧食主產區糧食安全脆弱性水平空間分異顯著，呈現由“南低北高”向“南北齊低”轉變的空間格局，北方主產區保障糧食安全的核心地位日益凸顯。

表2 糧食主產區糧食安全脆弱性空間演變

2000—2021 年，糧食主產區糧食安全系統的脆弱性水平呈現由“南低北高”向“南北齊低”演變的空間分異特征。由2000年的3個極度脆弱區、6個重度脆弱區、4個中度脆弱區轉變為2021年的1個中度脆弱區、2個微度脆弱區、10個輕度脆弱區。2000年，北方主產區的糧食安全脆弱性水平明顯高于南方主產區。具體來看，河北、內蒙古、黑龍江、湖北處于重度脆弱等級；遼寧、吉林、安徽處于極度脆弱等級；山東、江蘇、湖南、四川處于中度脆弱等級。2010年，除了黑龍江處于輕度脆弱等級以外，其余主產區糧食安全脆弱水平均處于中度脆弱等級。2015 年，大部分主產區基本轉變為輕度或微度脆弱區，湖南、四川處于中等脆弱等級；2021年，山東省糧食安全脆弱性水平不降反升，由輕度脆弱等級上升為中度脆弱等級，湖南、四川降為輕度脆弱區，其余主產區無變化。

2.2 糧食安全脆弱性重心的遷移路徑分析

2000—2021 年糧食主產區糧食安全暴露性、敏感性、適應能力及脆弱性指數的重心遷移軌跡見圖2。在研究期內糧食安全脆弱性重心均在113.40°E~116.40°E，33.10°N~37.50°N范圍內變動，呈現明顯的南移趨勢。

糧食安全暴露性重心地理坐標介于114.50°~117.10°E，35.20°~37.40°N這一范圍，整體自東北向西南方向遷移了313 千米，且南北向的移動幅度大于東西向的移動幅度，表明南方主產區糧食安全系統所承載的壓力逐漸大于北方主產區。2000—2010 年，糧食安全暴露性重心由山東境內北部移至河南境內；2010—2020年，糧食安全暴露性重心呈小范圍來回移動趨勢，主要位于山東西南部地區；2020—2021年，糧食安全暴露性重心在山東境內持續向南遷移，表明在研究期內糧食主產區的糧食安全暴露性的南北差異有所擴大。這是因為位于北方主產區的內蒙古、吉林、黑龍江等省份人均耕地面積、糧食自給率呈顯著持續上升趨勢，農作物受災率大幅下降；而位于南方主產區的湖南、四川等省份人均耕地面積呈下降趨勢，糧食自給率無明顯上升趨勢。

糧食安全敏感性重心地理坐標介于115.4°~117.00°E，35.50°~37.50°N這一范圍，整體自東北向西南方向遷移了102.6 千米。在研究期內，敏感性重心主要在山東西南地區內移動，且南北向的移動距離遠大于東西向的移動距離。2000—2002 年，糧食安全敏感性重心向西南方向大幅度移動；2002—2006 年，敏感性重心整體自東向西移動；2006—2008 年，敏感性重心短暫向東北方向回移；2008—2016年，敏感性重心繼續向山東西南部地區遷移，最終落在河南與山東的交界附近；2016—2021年，敏感性重心小幅回移。總體來說，在研究期內糧食安全敏感性的南北差異擴大，南方主產區糧食安全系統對外界的反應能力增強。

糧食安全適應能力重心地理坐標介于115.40°~117.10°E，35.40°~37.10°N這一范圍，總體自東北向西南遷移了101.7 千米，且東西向的遷移幅度遠大于南北向的遷移幅度。適應能力重心均落在山東境內，呈“波浪式”移動趨勢。2000—2012 年，糧食安全適應能力重心遷移路徑呈“W”型，整體向西北方向移動；2012—2021年，適應能力重心持續向西南方向遷移，南北差異與東西差異均具有擴大趨勢，但東西差異更大。在研究期內，雖然位于主產區西部地區的四川、湖南、河南等省份財政支農支出、農業機械化程度、道路密集度在總量上低于江蘇、山東等省份，但增長速度比西部地區快，且糧食總產量波動比東部地區平穩，因此，糧食安全適應能力重心整體有向西遷移之勢。

糧食安全脆弱性重心地理坐標介于113.40°~116.40°E，33.10°~37.50°N 這一范圍，整體自東北向西南方向遷移，移動幅度較大，共遷移了426.3 千米。在研究期內，糧食安全脆弱性重心從山東境內遷移到河南境內，整體而言，南北向的移動幅度遠大于東西向的移動幅度。近些年，由于北方農業綜合開發、商品糧基地建設以及水利設施的改善等因素，北方地區農業綜合生產能力顯著提高，糧食自給率大幅上升；而南部地區人均耕地資源緊缺，而且非農產業吸引力較大，導致農民種糧積極性下降，從而引起我國糧食安全脆弱性重心出現整體南移的趨勢，即相較于北方主產區，南方主產區糧食安全保障能力減弱。此外，綜合對比四條遷移路徑，糧食安全脆弱性重心遷移路徑與暴露性重心遷移路徑變化趨勢較為相似，表明暴露性指數變化是脆弱性指數變化的主要原因。因此，要降低糧食安全脆弱性水平，應從降低糧食安全暴露性水平入手。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）從時序變化來看，在研究期內糧食主產區糧食安全暴露性指數呈波動下降趨勢，表明糧食安全系統所承受的綜合壓力有所減小，其中，糧食自給率上升、人均GDP顯著增加是重要原因；敏感性指數小幅上升，表明糧食安全系統對外界壓力的反應有所強化，是農業政策實施、農業生產力上升等因素綜合作用的結果；適應能力指數總體呈先升后降趨勢，表明主產區維護糧食安全系統的能力有所強化，這主要得益于財政用于農業發展的資金支出增加、農業現代化進程加快和農村基礎設施的完善，但近些年由于化肥、農藥等生產要素投入量的減少，適應能力指數小幅下降；脆弱性指數總體呈下降趨勢，意味著主產區的糧食安全保障水平有所提高。

（2）從空間演化來看，在研究期內糧食主產區糧食安全脆弱性水平產生了空間分異現象，主要呈現由“南低北高”向“南北齊低”轉變的空間格局演變趨勢。整體來看，主產區糧食安全脆弱性水平穩中向好，由2000年的3個極度脆弱區、6個重度脆弱區、4個中度脆弱區轉變為2021年的1個中度脆弱區、2個微度脆弱區、10個輕度脆弱區。

（3）從重心遷移來看，暴露性重心和敏感性重心整體均自東北向西南方向遷移，南北差異有所擴大，表明南方主產區糧食安全系統所承載的壓力逐漸加劇；適應能力重心在研究期內呈西移趨勢，東西差異擴大；脆弱性重心整體自東北向西南方向遷移，且移動幅度較大，表明南方、北方主產區糧食安全系統脆弱性水平差異顯著擴大，這與我國“南糧北調”向“北糧南調”的糧食格局演變相符，也表明北方主產區的核心地位越來越凸顯。

3.2 建議

（1）完善風險防備體系，提高風險化解能力。糧食主產區應當提高農業生產風險評估、監測與預警能力，爭取從源頭上消除各種因素干擾，同時，應明確政府風險治理責任。一方面，要加強基礎設施共建共享，打造包含自然災害預警、農作物病蟲害監測、農業氣象預報等在內的區域級農業資源大數據共享服務平臺，為區域農業發展決策提供數據支撐；另一方面，建立糧食生產風險轉移、分散的長效機制，推動政策性農業保險制度在主產區的應用，重點扶持農民務農收入較高的地區，從而分散農業生產和經營風險，穩定農業生產規模。

（2）提高農業生產資源的綜合利用效率，降低糧食生產風險。一方面，增加資金投入，完善生產基礎設施條件，開展大型農田水利工程建設，做好蓄水、保水、養水工作，并推廣管道輸水、滴灌、噴灌等灌溉技術，逐步減少直至淘汰大水漫灌的用水方式，減少水資源浪費；另一方面，政府可以通過建立水資源監管機制來加強農業水資源管理，并利用宣講會、培訓會等方式提高農戶節約用水的意識，轉變傳統用水方式。

（3）加強區域間交流合作，促進糧食安全的協同向好發展。一方面，要因地制宜地制定糧食發展規劃，同時，可以構建“點—線—面”的區域合作機制，加快資源要素在區域范圍內廣泛流通和再配置，提升利用效率，促進區域間糧食安全均衡協調發展；另一方面，可以打造糧食主產區糧食安全風險應對信息交流平臺，通過平臺相互交流糧食安全保障舉措以及風險防控策略，并借鑒先進的做法，彌補省域內的劣勢，最終降低整個糧食主產區的糧食安全風險水平。