李楠楠 ， 介冬梅 ， 劉洪妍 ，劉利丹 ， 葛 勇 ， 郭梅娥 ， 陽金秀 ， 陳雪松

(1.東北師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，長春 130024； 2.中國科學(xué)院 地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029； 3.中國科學(xué)院 研究生院，北京 100049)

0 引言

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境變化密切相關(guān)，CO2的大量排放是導(dǎo)致全球氣候變暖的重要原因[1]，逐步變暖的氣候?qū)Πㄉ鷳B(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的多種自然系統(tǒng)產(chǎn)生影響。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，它也必將受到氣候變化的影響[2]。盡管不同學(xué)者對氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響持有不同態(tài)度[3-8]，但是糧食作為人類最基本的生活資料[9]，隨著氣候變化，它又給人類帶來了21世紀(jì)最重要的挑戰(zhàn)，即糧食安全問題[10-11]。

按照聯(lián)合國糧農(nóng)組織定義，糧食安全(food security)即為保證任何人在任何時刻都能夠買得起并能夠買得到為了生存和健康所需要的足夠糧食。改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口不斷增加，糧食生產(chǎn)的格局及供需關(guān)系均發(fā)生了變化[12-13]，各個領(lǐng)域的學(xué)者紛紛提出了相應(yīng)的指標(biāo)用以評價糧食安全狀況。然而，全國重要糧食主產(chǎn)區(qū)之一的河南省糧食安全尚缺乏系統(tǒng)、綜合的實力評價，因而選取河南省糧食安全評價指標(biāo)，完善河南省糧食安全評價體系，不僅有利于河南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)健康高效發(fā)展，同時對推進(jìn)國家“中部崛起”戰(zhàn)略計劃、構(gòu)建和諧社會主義社會均具有重大意義。本研究分析評價了河南省各地市2006—2011年糧食安全狀況，定義并計算綜合得分，探討了糧食安全的演化規(guī)律及特征，并依此提出了相應(yīng)的建議，為河南省農(nóng)業(yè)政策的制定和實施提供了參考。

1 區(qū)域概況

河南位于中國中東部，華北平原西南，黃河中下游，介于北緯31°23′～36°22′、東經(jīng)110°21′～116°39′ 之間，簡稱“豫”，省會鄭州市。河南省地處與我國東部大平原向西部山地丘陵過渡地帶，地勢西高東低，北、西、南三面環(huán)山，東部為黃淮海沖積平原。境內(nèi)有黃、淮、衛(wèi)、漢四大水系，蘊藏著豐富的水利資源，省區(qū)跨暖溫帶和北亞熱帶，具有典型的大陸性季風(fēng)氣候特點。土地肥沃，十分有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展，自古以來便是我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)[14]。河南省同時也是經(jīng)濟(jì)大省，2012年GDP總量列全國第5位，以河南為主體的中原經(jīng)濟(jì)區(qū)為中國第四大經(jīng)濟(jì)區(qū)。截至2011年底，河南省共轄18個省轄市(其中地級市17個、省直管市1個)。

2 數(shù)據(jù)來源、指標(biāo)選取與評價

2.1 數(shù)據(jù)來源

社會經(jīng)濟(jì)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來源于2007—2012年河南省統(tǒng)計局頒布的河南省統(tǒng)計年鑒[15]，各市行政區(qū)面積數(shù)據(jù)來源于河南省政府門戶網(wǎng)站(http://www.henan.gov.cn/hngk/)。

2.2 指標(biāo)的確定

參考國內(nèi)外糧食安全評價指標(biāo)[16-23]，采用層次分析法對河南省18個省轄市進(jìn)行糧食安全綜合評價，結(jié)合河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點及糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀共選用10個指標(biāo)進(jìn)行評價：(1)人均生產(chǎn)總值x1。各地市生產(chǎn)總值的人均占有量，能夠反映各城市轄區(qū)內(nèi)居民的富裕程度，同時也可表示應(yīng)對糧食安全緊急狀況的能力。一般地，該值越大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，相應(yīng)的糧食安全水平也越高。(2)恩格爾系數(shù)x2。食品支出總額占個人消費支出總額的比重。農(nóng)村居民家庭的恩格爾系數(shù)越小，代表著農(nóng)村居民生活水平和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高[24]。(3)每人糧食消費量x3。居民現(xiàn)階段糧食消費狀況指標(biāo)，其高低可以反映一定時期內(nèi)糧食生產(chǎn)和消費狀況，一般認(rèn)為，糧食消費水平和居民生活水平呈正相關(guān)關(guān)系[25]。(4)人均播種面積x4。播種面積與區(qū)內(nèi)人數(shù)的比值，反映各市糧食播種狀況。(5)人均糧食產(chǎn)量x5。糧食產(chǎn)量與區(qū)內(nèi)人口數(shù)的比值，反映各市糧食生產(chǎn)水平。(6)勞動力百分比x6。各城市勞動力總數(shù)與區(qū)內(nèi)人口總數(shù)的比值，盡管隨著機(jī)械化大生產(chǎn)的進(jìn)一步推廣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的勞動力人口會逐步減少，但是短期內(nèi)勞動力始終不可完全被機(jī)械替代，它仍然是較長時期內(nèi)反映區(qū)域糧食生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)。(7)人均農(nóng)機(jī)總動力x7。各城市農(nóng)村機(jī)械總動力與區(qū)內(nèi)人口的比值，農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)可以大大提高農(nóng)村糧食生產(chǎn)水平，是表征糧食生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)[26]。(8)人均有效灌溉面積x8。各城市有效灌溉面積與人口總數(shù)的比值。我國耕地資源十分有限，因而灌溉條件是限制我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素之一，灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展對于提高糧食產(chǎn)量、穩(wěn)定糧食生產(chǎn)具有重要作用[27]。(9)政府人均農(nóng)業(yè)支出x9。各城市政府在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面財政支出的人均值。(10)區(qū)內(nèi)公路密度x10。各轄區(qū)內(nèi)公路總長度與轄區(qū)面積的比值，是衡量各城市交通水平的重要指標(biāo)。公路運輸可以在短期內(nèi)對糧食進(jìn)行余缺調(diào)劑，同時又可以保證緊急需要，良好的公路運輸是保證糧食安全的又一重要指標(biāo)[28]。

2.3 指標(biāo)得分的確定

依據(jù)切比雪夫不等式，對于一個隨機(jī)分布的變量序列X1，X2,…,Xn，設(shè)隨機(jī)變量有期望E(X)=μ和方差D(X)=σ2，對于任意給定的ε>0，則有P{|X-μ|≥ε}≤σ2/ε2[29]。當(dāng)方差已知時，取ε=2σ，則有:P{|X-E(X)|≥2σ}≤σ2/(4σ2)=0.25。式中：P表示某一事件發(fā)生的概率，即統(tǒng)計變量取值超過2σ的概率小于0.25，本研究采用此方法將各指標(biāo)分級并計算得分。

3 評價模型的建立

3.1 建立評價體系

在進(jìn)行糧食安全綜合評價時, 不僅要考慮各城市的經(jīng)濟(jì)條件以及勞動力生產(chǎn)因素，還要量度各市現(xiàn)階段糧食種植以及糧食產(chǎn)量等現(xiàn)狀以及其他諸如機(jī)械化、灌溉以及交通運輸?shù)葎恿σ蛩貙Z食安全的影響。根據(jù)代表性、系統(tǒng)性等原則建立糧食安全評價指標(biāo)體系(圖1)。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

綜合有關(guān)糧食安全評價的相關(guān)文獻(xiàn)，對各指標(biāo)對糧食安全的重要性程度進(jìn)行判斷， 用1～9的比例標(biāo)度進(jìn)行量化[30]。構(gòu)造出兩兩判斷矩陣A=(αij)m×n，且αij>0 ，αji=1/αij。進(jìn)而確定各因子的影響權(quán)重大小。

圖1 糧食安全評價指標(biāo)體系

3.3 權(quán)重的確定

(5)一致性檢驗。衡量一個判斷矩陣的不一致程度選用指標(biāo)IC值，其中：IC=(λmax-n)/(n-1)，引入一個“平均隨機(jī)一致性指標(biāo)”IR，IR值可以通過查表獲得(表略)。稱RC=IC/IR為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比例。且規(guī)定RC<0.1時，認(rèn)為矩陣的一致性通過檢驗；若RC>0.1,則需要重新調(diào)整判斷矩陣[31]。

3.4 組合權(quán)重的確定及檢驗

最下層元素對目標(biāo)的影響權(quán)重通過組合權(quán)向量進(jìn)行計算，并進(jìn)行一致性檢驗。若通過檢驗則可以進(jìn)行模型的建立，反之則需要重新調(diào)整矩陣。經(jīng)計算可確定各指標(biāo)對目標(biāo)的權(quán)重(表1)。

表1 層次分析法得到的各指標(biāo)對目標(biāo)的權(quán)重

經(jīng)檢驗，組合權(quán)向量的RC<0.1，一致性檢驗通過，可以建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評價。最終建立的糧食安全綜合得分評價模型為：

。

式中：F為糧食安全綜合得分；Xi為糧食安全評價各指標(biāo)得分；wi為相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重。

4 綜合評價結(jié)果及討論

4.1 計算綜合得分及排名

利用層次分析法，確定了所選用的10個指標(biāo)對各城市糧食安全的綜合評價權(quán)重并建立了評價模型。利用Excel軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到河南省18個城市2006—2011年糧食安全綜合得分及排名(表2)。

表2 河南省18個城市2006—2011年糧食安全綜合得分及排名

河南省糧食安全水平在空間分布格局上具有較大的差異性，總體看來豫北以及豫中地區(qū)糧食安全水平較高；而豫西南、東南及豫東地區(qū)糧食安全水平較低。居于前幾位的城市依次是鄭州市、鶴壁市、焦作市等。這些城市大多工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，人均GDP占有量高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，糧食安全水平也相應(yīng)較高。鄭州市作為省會城市，交通便利，轄區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，是全省人口最密集的地區(qū)，非農(nóng)業(yè)人口比重大，人均GDP占有量居全省首位，同時土地狀況良好，再加之科技力量以及現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)在本區(qū)得到較廣泛地推廣及應(yīng)用，充分保障了鄭州市的糧食安全水平。然而由于處于全省政治、經(jīng)濟(jì)、交通中心，鄭州市轄區(qū)內(nèi)的人口迅速膨脹導(dǎo)致轄區(qū)內(nèi)人口密度過大，進(jìn)而引起糧食生產(chǎn)資料的人均占有水平明顯低于其他城市，形成了總量可觀而人均不足的現(xiàn)象，這也是鄭州市在今后發(fā)展中應(yīng)注意的問題。排名處于后幾位的城市，如駐馬店、南陽、信陽和周口等市，轄區(qū)面積廣大，人口密度較低，該地區(qū)自古以來就以其良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件成為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)城市，然而由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱又非國家、省市重點建設(shè)投資區(qū)，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)并不繁榮，從整體看，糧食安全水平較低。

4.2糧食安全狀況演化特征

根據(jù)2006—2011年河南省18個城市糧食安全綜合得分，按照時間演化特征，將其劃分為4種類型(圖2)。(1)穩(wěn)定型(圖2a)。主要包括周口、駐馬店、南陽和信陽市。這些城市的糧食綜合得分波動不大，但糧食安全水平綜合得分普遍較低。從長遠(yuǎn)看較為利于糧食安全穩(wěn)定性保持，但需要提高糧食安全水平，保障糧食供應(yīng)。(2)波動穩(wěn)定型(圖2b)。主要包括洛陽、焦作和新鄉(xiāng)市。這些城市糧食安全綜合得分近似圍繞著某一水平上下波動，時高時低。此類城市糧食生產(chǎn)仍需要克服多重阻力才能保證穩(wěn)定的糧食安全水平。(3)波動上升型(圖2c)。主要包括鶴壁、三門峽、濟(jì)源、許昌和濮陽市。5個城市糧食安全平均水平差異較大，但是隨著時間的推移均表現(xiàn)出了綜合得分逐步上漲的趨勢。隨著區(qū)域自身的發(fā)展以及政府相關(guān)政策的扶持，此類城市糧食生產(chǎn)能夠克服阻力呈現(xiàn)出穩(wěn)定上漲趨勢。(4)波動下降型(圖2d)。主要包括鄭州、平頂山、漯河、開封、商丘和安陽市。盡管這些城市糧食安全得分不盡相同，但是表現(xiàn)出了逐年下降的趨勢。表明此類城市的糧食安全水平在保障上存在著日益嚴(yán)峻的阻力。政府在制定相關(guān)政策時，應(yīng)重點控制此類城市的糧食安全水平不致過低。

圖2 河南省18個城市糧食安全水平的4種類型

5 保障糧食安全建議

5.1合理發(fā)展經(jīng)濟(jì)，保證糧食購買力

河南是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省，種植業(yè)基礎(chǔ)良好，而合理發(fā)展經(jīng)濟(jì)、增加各級政府財政收入、加強(qiáng)薄弱地帶的建設(shè)、擴(kuò)大鄭汴核心增長極的輻射范圍[32]同樣可以提高糧食安全水平。為保證河南省糧食安全，應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大鄭汴汽車產(chǎn)業(yè)集群并使其輻射到周圍城市；推動洛陽以及中原地區(qū)發(fā)展與崛起，一方面維護(hù)傳統(tǒng)老工業(yè)城市如洛陽、鄭州、開封、新鄉(xiāng)等城市發(fā)展，同時為其余城市的發(fā)展開辟先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，同時在原本經(jīng)濟(jì)實力相對薄弱的城市推行現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)及糧食產(chǎn)品深加工服務(wù)，增加糧食產(chǎn)品附加值，提升經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)而提升糧食購買力水平。

5.2 加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)

我國水資源人均占有量明顯低于世界平均水平，而華北地區(qū)則是全國缺水嚴(yán)重區(qū)之一[33]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，灌溉是不可缺少的環(huán)節(jié)。由于河南省大部分處于亞熱帶—暖溫帶季風(fēng)影響區(qū)，降雨時空分布不均衡，大多集中在7—9月份。為保證糧食穩(wěn)定高效生產(chǎn)，必須要推行發(fā)展集約型節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)，削弱干旱年份致災(zāi)可能性，提高糧食安全水平。

5.3 保護(hù)耕地，科學(xué)控制城市化進(jìn)程

耕地資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最基本的生產(chǎn)資料，耕地資源的保護(hù)也是保證河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)糧食安全的重要舉措。相關(guān)資料顯示，自改革開放以來，河南省的人均耕地面積出現(xiàn)了連續(xù)下降，耕地總面積也呈現(xiàn)出了不斷縮減的趨勢[34]。近年來以鄭州市為核心的“中部城市群”的建設(shè)以及城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快使全省的耕地資源受到了威脅。因此，依法保護(hù)耕地、實行集約式生產(chǎn)是河南省未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。為了更好地利用土地資源，河南省濟(jì)源市、沁陽市、盧氏縣等都為耕地保護(hù)率先垂范，科學(xué)規(guī)劃和實施，保護(hù)了耕地安全[35]。

5.4 加大農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)力度

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是糧食生產(chǎn)、流通等過程的重要保證，良好的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅有利于提高糧食生產(chǎn)水平，同時對糧食的流通尤其是糧食應(yīng)急預(yù)案的施行具有重要作用。河南省自2008年被評為“糧食生產(chǎn)核心區(qū)”以來，在全國范圍內(nèi)糧食供給的地位日益提升，糧食需求以及糧食流通也將不斷增加[36]。因而，在今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，河南省要對區(qū)域內(nèi)部的糧食生產(chǎn)所需基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行擴(kuò)建，尤其是針對糧食安全薄弱區(qū)，應(yīng)加大財政支持與投入，保證此類地區(qū)的糧食安全水平的提高。興修供水取水管道，修建水庫大壩，改進(jìn)農(nóng)業(yè)電網(wǎng)，保證農(nóng)業(yè)用電等，都是可以采取的措施。同時政府財政也應(yīng)該適當(dāng)?shù)蒯槍Z食安全薄弱區(qū)如周口、駐馬店、信陽、南陽等城市提供更多的政策扶持，使這些傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)城市盡快轉(zhuǎn)型，通過改變糧食生產(chǎn)觀念、引進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理設(shè)施等手段實現(xiàn)糧食生產(chǎn)的安全化、集約化、產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)而帶動城市的以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加農(nóng)業(yè)附加值，實現(xiàn)糧食生產(chǎn)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙贏。

5.5 建立健全糧食安全儲備及預(yù)警系統(tǒng)

為了保證糧食安全，河南省應(yīng)當(dāng)對糧食的產(chǎn)銷狀況進(jìn)行宏觀調(diào)控，防止因為重大自然災(zāi)害或人為哄抬物價等因素而造成糧食價格的大幅度波動。自上而下建立健全糧食儲備體系，根據(jù)各市自身發(fā)展特點確定糧食儲備量從而保持社會的穩(wěn)步發(fā)展。此外，河南省還應(yīng)盡快建立糧食安全預(yù)警系統(tǒng)，制定系統(tǒng)的糧食安全評價指標(biāo)體系，及時對糧食安全狀況進(jìn)行公示，建立糧食應(yīng)急預(yù)案，科學(xué)預(yù)報糧食安全險情并及時予以解決[12]。

6 結(jié)論

(1)河南省各城市之間糧食安全狀況呈現(xiàn)出了時間和空間上的不平衡，各城市之間的差異很大。

(2)按照糧食安全綜合得分的年際變化特征可以將河南省各城市糧食安全水平劃分為4種類型：以周口、駐馬店等為代表的糧食安全穩(wěn)定型；以洛陽為代表的糧食安全波動穩(wěn)定型；以鶴壁、濟(jì)源為代表的糧食安全波動上升型；以鄭州市為代表的糧食安全波動下降型。

(3)以鄭州市為代表的綜合性城市，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快而引起的耕地資源短缺、人口膨脹等問題迫使其糧食安全狀況日益下降。

(4)在周口、駐馬店、南陽等糧食安全穩(wěn)定區(qū)，應(yīng)當(dāng)保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的同時進(jìn)一步鼓勵以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展來提升區(qū)域的糧食安全生產(chǎn)水平。

(5)河南省可以通過增加對人力、科學(xué)研究等的投入力度以及加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)來提高區(qū)域農(nóng)業(yè)競爭力，保證河南省糧食生產(chǎn)核心區(qū)的地位。

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