何秀麗，劉文新

（中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林長(zhǎng)春130012）

東北地區(qū)是我國(guó)重要的糧食主產(chǎn)區(qū)、商品糧供給區(qū)，同時(shí)是糧食增產(chǎn)潛力最大的地區(qū)[1]，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義。自“六五”時(shí)期開始，東北地區(qū)共建設(shè)商品糧基地縣（市）110個(gè)，占全國(guó)商品糧基地縣（市）的13%，是東北地區(qū)縣（市）總數(shù)的72.85%，年提供商品糧3000-3500萬t，是中國(guó)最大的商品糧戰(zhàn)略后備基地[2]。

研究東北地區(qū)糧食安全問題，實(shí)質(zhì)是研究東北地區(qū)糧食生產(chǎn)能力對(duì)于國(guó)家糧食安全的保障能力。按照糧農(nóng)組織對(duì)糧食安全概念的界定，糧食安全包括：有效供給、有效需求以及合理的膳食結(jié)構(gòu)。所以，全面系統(tǒng)的進(jìn)行糧食安全評(píng)價(jià)需要對(duì)總量、供給量、需求量以及不同品種供需進(jìn)行多角度剖析，并將“人本”層面的口糧安全列為糧食安全研究的重點(diǎn)。擬通過此文，系統(tǒng)評(píng)價(jià)東北商品糧基地對(duì)國(guó)家糧食安全的保障能力，對(duì)商品糧基地可持續(xù)發(fā)展提出相應(yīng)對(duì)策建議，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與國(guó)家糧食安全需求相適應(yīng)，最終鞏固?hào)|北商品糧基地在保障國(guó)家糧食安全中的重要戰(zhàn)略地位。

1 中國(guó)東北糧食安全評(píng)價(jià)

1.1 糧食供給安全評(píng)價(jià)

自2006年下半年以來，全球糧價(jià)上漲引發(fā)了全球性糧食恐慌。糧食作為生活必需品，在一定時(shí)期或特殊時(shí)期（如糧荒年代）內(nèi)，糧食生產(chǎn)難以遵循比較優(yōu)勢(shì)進(jìn)行國(guó)際分工，其更應(yīng)該遵循國(guó)家的安全戰(zhàn)略[3]。中國(guó)作為糧食需求大國(guó)，避免因糧食危機(jī)導(dǎo)致社會(huì)動(dòng)蕩的關(guān)鍵在于確保糧食需求在較大程度上實(shí)現(xiàn)自給，實(shí)現(xiàn)糧食供給安全。在衡量中國(guó)東北地區(qū)糧食供給是否安全時(shí)，本文認(rèn)為糧食總產(chǎn)量及其波動(dòng)變化態(tài)勢(shì)、人均占有量及其變化以及年提供的商品糧數(shù)量是其中的代表性指標(biāo)。

（1）東北地區(qū)糧食增勢(shì)顯著

將1949年以來東北地區(qū)與全國(guó)的糧食產(chǎn)量作3年滑動(dòng)平均（圖1），可以發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)與全國(guó)糧食變化趨勢(shì)線非常接近，充分表明了建國(guó)至今東北地區(qū)作為保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略地位長(zhǎng)期存在。東北地區(qū)糧食產(chǎn)量不斷增加，上升趨勢(shì)顯著，于1956-2006年實(shí)現(xiàn)了由2000萬t到8000萬t的跨越。其中，糧食產(chǎn)量由5000萬t提升至7000萬t的時(shí)間較短，在一定程度上表明，這個(gè)產(chǎn)量水平是以技術(shù)提升、基礎(chǔ)設(shè)施完善、農(nóng)田投入增加（包括機(jī)械動(dòng)力、用電、化肥等）、科學(xué)農(nóng)田管理等多重因素共同作用對(duì)以往糧食種植中不利因素矯正的結(jié)果，而7000萬t產(chǎn)量升至8000萬t則用了10年，表明此后土地產(chǎn)出能力對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)投入以及科學(xué)技術(shù)的要求越來越高，產(chǎn)量提高的難度加大，但2008年后糧食產(chǎn)量又呈現(xiàn)出較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，則可見東北地區(qū)糧食產(chǎn)量存在大幅提高的潛力。

圖1 東北地區(qū)糧食產(chǎn)量與全國(guó)比較

東北地區(qū)糧食產(chǎn)量占全國(guó)比重的趨勢(shì)變化（圖2）表明，糧食產(chǎn)量的穩(wěn)定性是亟需加強(qiáng)的。1949年，東北地區(qū)糧食產(chǎn)量占全國(guó)的比重約為13%，此后長(zhǎng)期低于該水平，直到1990年，糧食產(chǎn)量占全國(guó)比重才重新達(dá)到13%。進(jìn)入21世紀(jì)以來，東北地區(qū)糧食產(chǎn)量占全國(guó)比重逐步增大，由2000年的11.5%增至2008年的16.5%，2009年則下降為15.8%，但整體呈現(xiàn)出良好的上升趨勢(shì)?？傮w而言，1990年代以來，東北地區(qū)糧食生產(chǎn)在全國(guó)糧食安全中的戰(zhàn)略地位逐步提高，但穩(wěn)定性需要加強(qiáng)。

圖2 東北地區(qū)糧食產(chǎn)量占全國(guó)比重變化

（2）人均糧食擁有量與商品糧量增長(zhǎng)

1970年代中國(guó)糧食生產(chǎn)格局由“南糧北運(yùn)”轉(zhuǎn)為“北糧南運(yùn)”，因此將1970-2009年作為本文研究東北地區(qū)人均糧食占有量的時(shí)間段。1970-2009年，東北地區(qū)人均糧食產(chǎn)量由400kg以下增至800kg以上，同期全國(guó)人均糧食產(chǎn)量?jī)H由300kg以下增至400kg左右，尤其自1980年代中期開始，東北地區(qū)人均糧食占有量得到較大幅度提升，與全國(guó)平均水平的差額呈逐年增大態(tài)勢(shì)。

世界糧食危機(jī)線是人均370kg，而FAO指出衡量糧食安全的標(biāo)準(zhǔn)之一是“年人均糧食達(dá)到400kg以上”，所以，本文認(rèn)為東北地區(qū)作為國(guó)家糧食主產(chǎn)區(qū)，糧食安全的界定應(yīng)以400kg為下限，在商品糧計(jì)算過程中以此為標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，1970年，東北地區(qū)人均糧食占有量為375kg，按照人均400kg來衡量則產(chǎn)量全部用于區(qū)域自給，沒有余糧可供調(diào)出。在1970-1985年的16年里，有70%的年份人均年糧食占有量低于400kg，若嚴(yán)格按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量，自1986年開始，東北地區(qū)正式發(fā)揮出商品糧基地的重要作用。1986年，東北地區(qū)人均糧食占有量465kg，可供調(diào)出商品糧615萬t，此后，1990年商品糧突破1000萬t，1996年突破 2000萬 t，1998年突破3000萬t，此后則一度下滑，至2006年商品糧數(shù)量再次突破3000萬t，2006-2009年平均年調(diào)出商品糧保持在3000-3800萬t。若以此水平進(jìn)行估算，東北地區(qū)商品糧基地對(duì)于平衡全國(guó)人均年約380kg的糧食占有量起到了重要保障作用，維護(hù)了中國(guó)糧食安全。

1.2 糧食結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

糧食結(jié)構(gòu)安全主要考察糧食種植結(jié)構(gòu)或產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與需求結(jié)構(gòu)是否能夠很好的匹配，以避免因產(chǎn)需缺口或產(chǎn)需錯(cuò)位產(chǎn)生的糧食安全隱患。目前，東北地區(qū)已經(jīng)形成了以玉米、水稻、小麥為主的種植格局，種植面積占90%以上（圖3）；從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)來看，玉米、水稻產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的比重和接近90%，其中水稻占30%左右（圖4）。

圖3 1985-2009年水稻、玉米種植規(guī)模比重

除饑荒年代外，糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)中品種之間可替代性不強(qiáng)。東北地區(qū)近5年水稻產(chǎn)量平均約為2500萬t（按照出米率65%，則大米產(chǎn)量約1625萬t），年居民消費(fèi)大米約800萬t，完全具備保障東北本區(qū)城鄉(xiāng)居民膳食需求的能力，但若將保障尺度拓寬至全國(guó)范圍，水稻產(chǎn)量則略顯不足，玉米在當(dāng)今飲食結(jié)構(gòu)中所占的地位決定了其并不足以對(duì)保障“人本”糧食安全起到顯著作用，糧食種植結(jié)構(gòu)面臨調(diào)整壓力。

圖4 1985-2009年水稻、玉米產(chǎn)量比重

1.3 耕地安全評(píng)價(jià)

對(duì)耕地安全的評(píng)價(jià)采用蔡運(yùn)龍教授[4]所提出的最小人均耕地面積與耕地壓力指數(shù)，最小人均耕地面積反映的是為保障一定區(qū)域糧食安全而需要的人均耕地?cái)?shù)量底線，耕地壓力指數(shù)則用來衡量區(qū)域耕地資源緊張程度。在對(duì)耕地安全進(jìn)行測(cè)算時(shí)，選取1985、1990、1995、2000、2005、2009 等 6 個(gè) 時(shí) 間 斷面，計(jì)算不同時(shí)期耕地資源所承受的壓力水平及變化趨勢(shì)。計(jì)算中所選用的具體參數(shù)值以東北地區(qū)總體水平為準(zhǔn)，如糧食自給率100%、復(fù)種指數(shù)1.02等。東北地區(qū)最小人均耕地面積、耕地壓力指數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，分別由1985年的0.18hm2、1.01下降至2009 年的 0.099hm2、0.48（表 1），這其中單位面積產(chǎn)量提高是產(chǎn)生變化的關(guān)鍵因素。從糧食安全的角度來看，東北地區(qū)耕地?cái)?shù)量不僅保障區(qū)域自身糧食安全的需求，且保障人均400kg食物需求的最小人均耕地面積0.099hm2，而東北地區(qū)實(shí)際人均耕地?cái)?shù)量是此數(shù)值的2倍多。由此可見，東北地區(qū)的耕地資源能夠?yàn)閲?guó)家糧食安全提供保障，且隨著產(chǎn)出能力的提升，保障能力將逐步增強(qiáng)。

表1 東北地區(qū)最小人均耕地面積與耕地壓力指數(shù)的變化

2 糧食安全情景模擬

2.1 模擬情景及主要方程設(shè)置原則

模擬不同情景下的糧食安全狀況能夠較好的對(duì)糧食安全進(jìn)行政策調(diào)控。本文基于Vensim系統(tǒng)[5，6]構(gòu)建東北地區(qū)糧食生產(chǎn)系統(tǒng)的SD模型，針對(duì)上文對(duì)糧食安全的評(píng)價(jià)視角設(shè)計(jì)2種情景進(jìn)行模擬，包括（1）基于當(dāng)前各項(xiàng)指標(biāo)在1980-2009年的變化規(guī)律，計(jì)算出指標(biāo)的增長(zhǎng)率并由此對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦值，擬設(shè)為基準(zhǔn)情景；（2）針對(duì)糧食結(jié)構(gòu)安全調(diào)整水稻種植比例，擬設(shè)為種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景。由于當(dāng)前東北地區(qū)保障人均400kg糧食占有量的最小人均耕地面積僅為0.099hm2，而實(shí)際人均耕地面積達(dá)到0.2047hm2，耕地壓力指數(shù)僅為0.48，所以東北地區(qū)有一半以上的耕地是用作商品糧的生產(chǎn)，耕地保障能力較強(qiáng)，故不設(shè)耕地調(diào)整情景進(jìn)行模擬。模型設(shè)計(jì)主要基于糧食生產(chǎn)系統(tǒng)，將影響糧食單產(chǎn)的農(nóng)業(yè)人口、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥施用量、農(nóng)村用電量、有效灌溉比重等指標(biāo)納入進(jìn)來，將影響糧食播種面積的城市化率、耕地面積等指標(biāo)納入進(jìn)來，將影響農(nóng)田水資源供給的總供水量、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)用水量、城市綜合用水量、單位耕地需水量等指標(biāo)納入進(jìn)來。在確定單產(chǎn)水平的方程時(shí)考慮用回歸分析，水稻單產(chǎn)與化肥施用量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)業(yè)人口、有效灌溉比重、農(nóng)村用電量等5項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果表明，相關(guān)性分別為0.862、0.637、-0.694、0.831、0.699，在 0.01 水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)，回歸分析結(jié)果顯示R為0.836，R2為0.793，據(jù)此將水稻單產(chǎn)的方程設(shè)為：水稻單產(chǎn)=-186.178+4.454*化肥施用量-0.676*農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力+0.738*農(nóng)業(yè)人口+60.254*有效灌溉比重+9.702*農(nóng)村用電量；而在對(duì)玉米單產(chǎn)與這些指標(biāo)進(jìn)行回歸分析時(shí)，效果并不理想，R2僅為0.257，同時(shí)相關(guān)分析的結(jié)果表明玉米單產(chǎn)僅僅與化肥施用量相關(guān)性良好，因此選擇用化肥施用量對(duì)玉米單產(chǎn)進(jìn)行線性擬合，得到方程式為：玉米單產(chǎn)=2.8955*化肥施用量+3976.6。

2.2 糧食安全情景模擬結(jié)果分析

基準(zhǔn)情景模擬的結(jié)果（圖5）顯示出，2030年東北地區(qū)糧食產(chǎn)量為11796.9萬t，其中水稻產(chǎn)量3529萬t，玉米產(chǎn)量7735.8萬t。按照參數(shù)設(shè)計(jì)，基準(zhǔn)情景中將歷年城市化變化率“年均漲幅0.52%”作為參數(shù)，城市化水平增長(zhǎng)約10%達(dá)到61.27%，而耕地面積的方程設(shè)置是根據(jù)城市化率進(jìn)行擬合而成，耕地面積減少約14%，因此糧食產(chǎn)量的提高主要來自于單產(chǎn)水平的貢獻(xiàn)，2030年玉米、水稻單產(chǎn)水平達(dá)到7735.76kg/hm2和9959.27kg/hm2，分別是2010年的1.3倍和1.4倍。與糧食生產(chǎn)直接相關(guān)的各要素如農(nóng)村用電量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥施用量等分別由 2010年的 369.8億 kW·h、7701.9萬 kW、691.47萬t躍升至2030年的1456.31億kW·h、21553.4萬kW、1298.28萬t，有效灌溉比重則由于供水總量的限制以及非農(nóng)用水量的加大而呈現(xiàn)出先升后降的態(tài)勢(shì)，由28%左右遞升至32%又下降為26%左右。若僅從糧食安全角度來考慮，在城市化率年均增長(zhǎng)0.52%的前提下，耕地面積降幅不大且與糧食生產(chǎn)相關(guān)的因素穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)顯著，如圖6顯示，耕地壓力指數(shù)已經(jīng)降至0.4以內(nèi)，同時(shí)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)提高了0.76，可認(rèn)為保持影響糧食生產(chǎn)要素的現(xiàn)有變化趨勢(shì)，則2010-2030年東北地區(qū)糧食總量安全與結(jié)構(gòu)安全都能得到較好的保障。

圖5 基準(zhǔn)情景下東北地區(qū)糧食產(chǎn)量的模擬結(jié)果

圖6 兩種情景下結(jié)構(gòu)安全系數(shù)與耕地壓力指數(shù)的模擬結(jié)果

種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景結(jié)果（圖7）顯示出，由于水田單位產(chǎn)量較之旱田略高，所以種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后，2030年糧食產(chǎn)量達(dá)到12392.3萬t，較之基準(zhǔn)情景高出約700萬t。此外，水田產(chǎn)量增加促使結(jié)構(gòu)安全系數(shù)提高，圖6中顯示出結(jié)構(gòu)安全體系提高，人均口糧占有量相當(dāng)于人均口糧需求量的3.3倍（基準(zhǔn)情景為2.28倍），口糧保障能力增強(qiáng)。但是，由于單位水田需水量是單位旱田需水量的4倍以上，所以旱改水的水資源壓力較大，在年供水增量不改變的前提下，有效灌溉比重下降至22%左右，比基準(zhǔn)情景約低4%。受到供水制約，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景下的水稻單產(chǎn)水平總體低于基準(zhǔn)情景，至2030年水稻單產(chǎn)水平差達(dá)250kg/hm2，呈現(xiàn)出差距愈來愈顯著的態(tài)勢(shì)。所以，雖然種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景能夠?qū)Z食總量安全與結(jié)構(gòu)安全提供較高保障，但是這種情景在實(shí)際操作中對(duì)農(nóng)業(yè)供水需求亦更強(qiáng)烈。

圖7 種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景下東北地區(qū)糧食產(chǎn)量的模擬結(jié)果

3 結(jié)論

基于對(duì)東北地區(qū)糧食供給安全、結(jié)構(gòu)安全與耕地安全的系統(tǒng)評(píng)價(jià)，以及應(yīng)用SD模型模擬的基準(zhǔn)情景和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景下中期尺度東北地區(qū)糧食產(chǎn)量的結(jié)果，得出的主要結(jié)論如下。

（1）東北地區(qū)糧食總量安全與耕地安全能夠得到持續(xù)保證。按照東北地區(qū)1949-2009年糧食產(chǎn)量與1985-2009年耕地壓力指數(shù)的變動(dòng)態(tài)勢(shì)，以及基準(zhǔn)情景與種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景下糧食總產(chǎn)量與耕地壓力指數(shù)的模擬運(yùn)行結(jié)果，可視為糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng)與耕地壓力指數(shù)垂直下降趨勢(shì)均較為顯著，糧食總量安全與耕地安全能夠得到保證。

（2）保障水資源供給能力是確保糧食結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵問題。由于糧食消費(fèi)的品種之間替換性不強(qiáng)，所以本區(qū)域居民口糧以及外調(diào)商品糧中的口糧部分基本依賴著占糧食總產(chǎn)量中30%的水稻來供給，從水稻年產(chǎn)出與口糧年需求雙向考慮，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、增加水稻播種面積是保障糧食結(jié)構(gòu)安全的有效途徑。然而，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整情景下的運(yùn)行結(jié)果顯示，2010-2030年有效灌溉比重下降了6%，2030年可灌溉耕地面積比基準(zhǔn)情景下減少了100萬hm2。由于有效灌溉面積的下降，導(dǎo)致水稻單產(chǎn)水平降低，其產(chǎn)量提高完全依賴于種植面積的擴(kuò)大。所以，提高水資源供給能力或農(nóng)田利用灌溉系數(shù)來保障農(nóng)業(yè)供水能力，是實(shí)現(xiàn)糧食結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。

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