何愛霞，蘇姝冰

1.宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽宿州，234000；2.長春大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，吉林長春，130022

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安徽省耕地數(shù)量與糧食生產(chǎn)安全分析及預(yù)測

何愛霞1，蘇姝冰2

1.宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽宿州，234000；2.長春大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，吉林長春，130022

使用安徽省1990-2011年的統(tǒng)計資料，以近20年來耕地數(shù)量變化狀況和糧食生產(chǎn)安全為研究對象，同時計算最小耕地面積和壓力指數(shù)，并運用GM(1,1)灰色理論對人均耕地面積、最小人均耕地面積和壓力指數(shù)進行預(yù)測。結(jié)果表明：(1)安徽省研究期內(nèi)耕地總體上不斷減少，前期持續(xù)下降，后期耕地面積有所增加；安徽省糧食產(chǎn)量總體上在波動中呈增長趨勢，尤其2004年以來增長幅度較大；最小人均耕地面積和壓力指數(shù)變化幅度不明顯。(2)GM(1,1)灰色模型預(yù)測表明，自2011年至2017年的7年里，安徽省實際人均耕地面積、Smin和耕地壓力指數(shù)隨經(jīng)濟發(fā)展均不斷減小，但對于糧食安全生產(chǎn)壓力不大。

耕地面積；糧食產(chǎn)量；最小人均耕地面積；壓力指數(shù)；GM(1,1)

糧食安全事關(guān)全國發(fā)展大局和整個社會的安定，確保糧食安全責(zé)任重大。安徽省是我國糧食主產(chǎn)省，也是商品糧調(diào)出大省，商品糧常年在1 000萬噸左右，銷往省外500多萬噸，是目前我國能夠持續(xù)輸出500萬噸以上商品糧的五個省份之一，也是國家重要的商品糧生產(chǎn)基地，在保障全國糧食安全中起著舉足輕重的作用[1]。耕地作為人類不可代替的自然資源的基礎(chǔ)，是保障糧食生產(chǎn)的重要因素，一個國家或地區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,必須以一定數(shù)量和質(zhì)量的耕地為保障。改革開放以來，安徽省在經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，耕地面積和人均耕地面積卻不斷減少，而且城市化建設(shè)與人們基本生活消費和溫飽等多方面問題給本就不足的耕地資源帶來較大壓力，耕地資源成為社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展與人口增長的瓶頸問題日益突出[2]。因此，探討經(jīng)濟發(fā)展對耕地數(shù)量動態(tài)影響和維持糧食安全生產(chǎn)問題，以期為建立和諧安徽與實現(xiàn)社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)[3]。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

為了研究安徽省糧食生產(chǎn)與耕地面積動態(tài)變化關(guān)系，以統(tǒng)計年鑒為基礎(chǔ)資料，運用最小人均耕地面積、人均耕地壓力指數(shù)模型研究安徽省近20年(1990-2010年)耕地面積、糧食產(chǎn)量動態(tài)變化過程，并利用GM(1,1)模型預(yù)測它們的變化趨勢。

(1)最小人均耕地面積是指在正常的社會經(jīng)濟發(fā)展水平和當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平條件下，滿足人們基本生活而保證糧食安全生產(chǎn)中所需的耕地數(shù)量的底線，是保證人類基本生活需要的最少耕地面積的警戒值[4-5]。其函數(shù)關(guān)系式如下：

(1)

式中，Smin——最小人均耕地面積(hm2/人)，α——糧食自給率；Gr——平均每人所需糧食；Gp——單位面積糧食產(chǎn)量(kg/hm2)；q——糧食播種面積與總播種面積百分比(%)；k——復(fù)種指數(shù)[4-5]。

(2)耕地壓力指數(shù)[4-5]是指最小人均耕地面積與實際人均耕地面積的比值，是用來評價一個地區(qū)耕地資源的安全指標(biāo)，是耕地保護中必須堅守的最低要求，也是保證糧食安全生產(chǎn)的指標(biāo)。

(2)

式中，ω表示耕地壓力指數(shù)，Sα為實際人均耕地面積。

(3)GM(1,1)模型?？陀^世界包括大量的已知信息，也包含大量的未知信息，如果一個系統(tǒng)既有已知信息，又有未知的、不確定的信息，稱為灰色系統(tǒng)?；疑獹(1,1)是一種時間數(shù)列預(yù)測模型，它是將一個不平穩(wěn)的隨機序列通過一次累加生產(chǎn)處理，減弱其隨機程度，加強平穩(wěn)性，然后再作研究?；疑碚撏ㄟ^模型計算值與實際值之差建立G(1,1)模型, 作為提高模型精度的主要途徑[6-7]，其建立過程如下。

首先，設(shè)有原始時間數(shù)列{x(0)(k)}，其一次累加生成的數(shù)列為：

(3)

其次，GM(1，1) 模型的建模過程及求解。GM(1，1)的一般形式的微分方程為：

(4)

利用最小二乘法求解a、u：

(5)

(5)式中：

Yn=[x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(n)]T是微分方程(4)的離散響應(yīng)，即x(1)的灰色預(yù)測模型為：

(6)

x(0)的灰色預(yù)測模型可通過x(1)作一次累減還原得到，即

(7)

研究所需數(shù)據(jù)來源于1991-2011年安徽省統(tǒng)計年鑒。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地面積變化

根據(jù)1991-2011年統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，安徽省耕地面積自1990年以來呈減少趨勢，從4 365.49 hm2減少為2010年的4 181.30 hm2，20年間共減少184 200 hm2，平均每年減少2.11%。從圖1看，安徽省耕地面積變化以2001年為界分為兩個階段，第一階段自1990-2001年耕地面積持續(xù)下降，年均減少2.8%；第二階段自2003-2010年，由于從中央到地方加大“三農(nóng)”支持力度，極大地調(diào)動了農(nóng)民積極性，耕地面積在波動中不斷增長，由2003年的4 084.30 hm2增加到2010年的4 181.30 hm2，共增加96 600 hm2，其中2002年耕地面積出現(xiàn)較大波動。與耕地面積不斷減少相反，同一時期，安徽省人口卻在急劇增加，2010年安徽省總?cè)丝谶_6 827萬人，比1990年增加了1 166萬人。隨著人口的不斷增加，人均耕地面積呈穩(wěn)定下降的趨勢(圖1)，從1990年的0.077 hm2/人減少到2010年的0.061 2 hm2/人，年均減少1.03%。

圖1 1990-2010年安徽省耕地面積及人均耕地面積變化

2.2 糧食產(chǎn)量變化

從圖2可知，安徽省糧食產(chǎn)量總體上在波動中呈增長趨勢，其中1991、1998和2003年由于受到氣候等自然災(zāi)害的影響，引起糧食總產(chǎn)量降低，2004年以來，全省上下認真貫徹中央和安徽省委文件精神，加大了對“三農(nóng)”的支持力度，進一步調(diào)動了農(nóng)民的生產(chǎn)積極性，農(nóng)業(yè)種植面積擴大，糧食產(chǎn)量逐年增加，從2004年的2 743萬噸增長為2010年的3 080.50萬噸，年均增加1.75%。自1990-2010年20年間，安徽省每公頃耕地糧食產(chǎn)量和糧食總產(chǎn)量變化過程保持基本協(xié)調(diào)。

圖3 1990-2010年安徽省最小人均耕地及最小耕地壓力指數(shù)

2.3Smin和ω變化過程

根據(jù)安徽省耕地資源數(shù)量、糧食總產(chǎn)量及人口的變化情況，按人均糧食消費水平為400 kg/人計算安徽省1990-2010年最小人均耕地面積Smin和耕地壓力指數(shù)ω，如圖3所示。從圖中可以看出，最小人均耕地面積隨時間推移不斷減小，但減少的幅度并不大，只是在1991年發(fā)生突變，最小耕地面積從1993年的0.070 hm2減少到2010年的0.060 hm2，共減少了0.010 hm2。耕地壓力指數(shù)取值在ω=1附近，只有在1990年、1993年和2010年數(shù)值略小于1，除1991年外，其余年份稍大于1，說明安徽省耕地面積在目前狀態(tài)存在一定壓力，但基本可以滿足糧食供給需要，經(jīng)濟發(fā)展具有一定潛力，同時也給耕地資源保護帶來一定困難。且二者變化趨勢基本相同，都在緩慢下降，且變化幅度不大。

2.4 耕地面積變化與糧食生產(chǎn)預(yù)測

表1 2011-2017年安徽省人均耕地面、最小人均耕地面積及耕地壓力指數(shù)預(yù)測

3 結(jié) 論

(1)根據(jù)安徽省統(tǒng)計資料，1990-2010年安徽省耕地面積和人均耕地面在不斷減少，近20年共減少184 200hm2，平均每年減少2.11%；人均耕地面積從1990年的0.077hm2/人減少到2010年的0.061 2hm2/人，年均減少1.03%；糧食產(chǎn)量在波動中不斷增長，尤其在2004年以來，增長幅度較大。

(2)最小人均耕地面積不斷減小，只是在1991年變化較大，之后變化平緩，從1993年的0.070hm2減少到2010年的0.060hm2，共減少了0.010hm2。耕地壓力指數(shù)取值在ω=1附近，只有在1990年、1993年和2010年數(shù)值略小于1。除1991年外，其余年份稍大于1，說明安徽省耕地面積在目前狀態(tài)存在一定壓力，但基本可以滿足糧食供給需要，經(jīng)濟發(fā)展具有一定潛力，同時也給耕地資源保護帶來一定困難。

(3)根據(jù)GM(1,1)模型預(yù)測，自2011年至2017年的7年里，安徽省實際人均耕地面積、Smin和耕地壓力指數(shù)(ω)隨經(jīng)濟發(fā)展均不斷減小，且最小人均耕地面積小于實際人均耕地面積。說明經(jīng)濟發(fā)展對耕地壓力沒有達到資源負荷最大值，仍具有一定的潛力。今后，應(yīng)不斷發(fā)展農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，增加農(nóng)業(yè)的人力、物力及其他投入，不斷提高耕地生產(chǎn)力水平，以保持耕地的綜合生產(chǎn)能力，提高糧食單產(chǎn)，減輕耕地面積減少的壓力。

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(責(zé)任編輯：周博)

2014-01-20

安徽省高校人文社會科學(xué)研究項目“皖北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與耕地變化耦合研究”(SK2013B511)。

何愛霞(1979-)，女，山東菏澤人，講師，碩士，主要研究方向：國土整治與區(qū)域規(guī)劃。

10.3969/j.issn.1673-2006.2014.04.001

F301.2

A

1673-2006(2014)04-0001-03