任曉芳，高齊圣

（青島大學(xué) a.師范學(xué)院；b.經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島 266000）

基于雙重預(yù)警的糧食生產(chǎn)安全預(yù)警研究

任曉芳a，高齊圣b

（青島大學(xué) a.師范學(xué)院；b.經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島 266000）

糧食安全是國家安全的根本所在，影響糧食安全的因素有很多，但主要集中糧食產(chǎn)量波動和人居糧食占有量上。本文根據(jù)現(xiàn)有的研究資料和研究中所使用的糧食生產(chǎn)安全預(yù)警模式，從區(qū)域糧食生產(chǎn)安全雙重預(yù)警機(jī)制等角度出發(fā)，利用收集到的撫順市相關(guān)資料，對撫順市糧食生產(chǎn)全進(jìn)行分析，研究結(jié)果顯示，撫順市2013年的糧食生產(chǎn)好于2012年和2011年，這與撫順市公布的糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本一致，可見雙重預(yù)警機(jī)制能夠比較客觀地反映了一個地區(qū)的糧食生產(chǎn)情況。同時，對撫順市2016年以后的糧食生產(chǎn)安全進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)果顯示在今后幾年當(dāng)中撫順市糧食生產(chǎn)安全形勢良好。

雙重預(yù)警；糧食安全；預(yù)警機(jī)制

糧食生產(chǎn)是我國糧食安全的最重要環(huán)節(jié)，對糧食安全由決定性的影響，而糧食生產(chǎn)安全的關(guān)鍵是耕地安全，耕地安全受糧食產(chǎn)量波動和人居糧食占有量的影響。從這一角度來講，糧食產(chǎn)量波動和人居糧食占有量對糧食安全也有重要影響。糧食生產(chǎn)安全預(yù)警機(jī)制是一種針對糧食生產(chǎn)安全的預(yù)警機(jī)制，其目的就是在糧食生產(chǎn)達(dá)到警戒線以后，能通過預(yù)警機(jī)制及時發(fā)現(xiàn)問題，并對未來的糧食生產(chǎn)安全作出預(yù)測，以更好地應(yīng)對各種因素對糧食生產(chǎn)安全的影響。

1　撫順市糧食生產(chǎn)安全預(yù)警

1.1數(shù)據(jù)來源

本研究以撫順市行政區(qū)劃圖、人口數(shù)據(jù)，以及撫順市公布的最近今年糧食產(chǎn)量的相關(guān)數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來源，其他研究中的數(shù)據(jù)根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)所得。

1.2預(yù)警指標(biāo)

從收集到的資料來看，目前有關(guān)糧食生產(chǎn)安全預(yù)警的指標(biāo)體系有很多，比如“四因素法”，主要包括糧食總產(chǎn)量波動系數(shù)、糧食自給率、糧食儲備水平和人均糧食占有率，“五因素法”在上述四個因素的基礎(chǔ)上加上了糧食表彰水平這一指標(biāo)?？紤]到本研究的實(shí)際需要，以及撫順市的糧食生產(chǎn)的實(shí)際情況，本研究將糧食總產(chǎn)量波動系數(shù)人均糧食占有量作為撫順市糧食生產(chǎn)安全預(yù)警指標(biāo)體系的評價指標(biāo)。人均糧食占有量是綜合反映一個地區(qū)糧食安全的指標(biāo)，在糧食總產(chǎn)量一定的情況下，人均糧食占有量決定了該地區(qū)每個人可用于生存的糧食數(shù)量，其與糧食安全水平之間是正比關(guān)系，人均糧食占有量越高，糧食安全水平也就越高，反之糧食安全水平也就越低。糧食產(chǎn)量波動系數(shù)反應(yīng)的是一定條件下，糧食總產(chǎn)偏離趨勢產(chǎn)量的程度，其公式為:

在該公式當(dāng)中，Vt表示在第t年的糧食波動系數(shù)，Yt表示的是第t年糧食實(shí)際總產(chǎn)量，yt表是第t年的趨勢產(chǎn)量。|Vt|越大說明實(shí)際產(chǎn)量偏離趨勢產(chǎn)量也就越遠(yuǎn)，糧食產(chǎn)生的穩(wěn)定性比較差，糧食生產(chǎn)安全水平也就越低，反之則表明偏離趨勢產(chǎn)量較小，糧食生產(chǎn)安全水平也就越高。

1.3預(yù)警指標(biāo)警限的確定

1.3.1糧食產(chǎn)量波動系數(shù)警限

在預(yù)警指標(biāo)警限確定上，本文采用誤差理論和3σ方法來處理，糧食產(chǎn)量波動系數(shù)，是在正常的糧食生產(chǎn)單各種，系數(shù)偏離一個穩(wěn)定數(shù)，這個數(shù)可以用μ表示，將其作為糧食產(chǎn)量波動系數(shù)劃分的一個指標(biāo)。由于糧食產(chǎn)量波動系數(shù)有糧食安全程度之間的反比關(guān)系，假設(shè)［0，μ］為安全區(qū)域，將偏離μ 1倍標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間［μ，μ+σ］作為輕警，將偏離μ 2倍標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間［μ-σ，μ+2σ］作為中警，將偏離μ 3倍標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間［μ+2σ，μ+3σ］作為重警，將偏離將偏離μ 3倍以上的作為巨警，得到5個警度區(qū)間，作為預(yù)警指標(biāo)警限的指標(biāo)區(qū)間。運(yùn)用3σ法，需要先確定一個安全與不安全的分界點(diǎn)，在這里可以將撫順市多年糧食產(chǎn)量波動系數(shù)絕對值的平均值作為分界點(diǎn)（見表1），根據(jù)收集到的撫順市糧食產(chǎn)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以將撫順市糧食產(chǎn)量波動系數(shù)（見表2）。

1.3.2人均糧食占有量警限

根據(jù)我國糧食產(chǎn)量的地區(qū)差異，以及糧食分配因素的影響，我國將人均糧食占有量分為4個等級，也就是248.56 kg、300 kg、360 kg和400 kg，其中248.56 kg是維持一個人生存的最低標(biāo)準(zhǔn)，也是我國糧食安全當(dāng)中人均糧食占有量的最低下限，也就是最低警限。300 kg是在生產(chǎn)的基礎(chǔ)上減少糧食減產(chǎn)對人及糧食安全威脅的標(biāo)準(zhǔn)，簡單的來說就是溫飽標(biāo)準(zhǔn)，360 kg在溫飽基礎(chǔ)上的營養(yǎng)緩沖標(biāo)準(zhǔn)，400 kg以上為真正的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，可以確定我國人均糧食占有量的警限（見表3）。

表1　撫順市2006-2014糧食產(chǎn)量波動絕對值及平均值

表2　糧食產(chǎn)量波動系數(shù)R的警限

表3　我國人均糧食占有量的警限

2　預(yù)警模型構(gòu)建

2.1糧食生產(chǎn)安全指數(shù)

糧食生產(chǎn)安全是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，除了上述兩個因素之外，影響一個城市糧食生產(chǎn)的因素有很多，導(dǎo)致在某些環(huán)節(jié)上有很高的安全性，在某些環(huán)節(jié)上則表現(xiàn)出很低的安全性，也就是在不同環(huán)節(jié)上安全狀況不一致的現(xiàn)象，這就意味著很難對某地區(qū)糧食生產(chǎn)安全狀況作出準(zhǔn)確判斷。從研究的情況來看，一些學(xué)者為了解決這一問題提出了引入糧食生產(chǎn)安全指數(shù)的概念，用λ來表示糧食生產(chǎn)安全指數(shù)，由一個地區(qū)各項(xiàng)糧食安全指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)平均處理后所得綜合值，能夠綜合反映一個地區(qū)糧食安全的總體水平。在計(jì)算撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)之前，先對撫順市的糧食生產(chǎn)安全進(jìn)行假設(shè):

撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)可以由糧食產(chǎn)量波動指數(shù)和人均糧食占有量兩個指標(biāo)完全解釋，也就是完全由上述兩個指標(biāo)決定。

上述兩個指標(biāo)對糧食生產(chǎn)安全指數(shù)λ的影響是相同的，在此基礎(chǔ)上可得:

在該公式當(dāng)中，λj表示撫順市j項(xiàng)指標(biāo)的取值。

當(dāng)λ取值范圍在［0，1］之間的時候，λ值無線接近于1，這表明撫順市的糧食生產(chǎn)安全水平越高，當(dāng)λ取值接近于0時，說明撫順市糧食生產(chǎn)安全水平較低。

根據(jù)前面計(jì)算的糧食產(chǎn)量波動系數(shù)警限和人均糧食占有量警限，以及本節(jié)當(dāng)中提出的糧食生產(chǎn)安全指數(shù)計(jì)算方法，得到撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)警限（見表4）。

2.2GIS運(yùn)算模型

根據(jù)前面計(jì)算的撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)計(jì)算方法及警限，將數(shù)值輸入ARCGIS中，在Arc Toolbox下簡歷模型，并實(shí)現(xiàn)撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)警情確定。具體的過程主要包括以下幾個環(huán)節(jié)。

表4　撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)警限

（1）在ARCGIS軟件當(dāng)中打開Arc Toolbox，按照 Conversion Tools →ToRaster → Feature to Raster的功能和步驟，逐步將撫順市的行政圖從矢量轉(zhuǎn)化為柵格，其中柵格值表示撫順市的糧食波動系數(shù)、人均糧食占有量的逐年變化情況。

（2）打開Arc Toolbox，按照Spatial Analyst Tools→Reclass→Reclass by Tabie的功能和順序，對柵格值后的撫順市的糧食波動系數(shù)、人均糧食占有量進(jìn)行重新分類，以達(dá)到數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的目的。

（3）根據(jù)前面確定的指標(biāo)權(quán)重，在Arc Toolbox中，按照Toolbox→Spatial Analyst Tools→Math→Plus→Divide的功能和順序，對柵格內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，詳細(xì)計(jì)算出每個柵格上的糧食生產(chǎn)安全指數(shù)。

（4）根據(jù)前面確定的撫順市糧食生產(chǎn)安全指數(shù)警情分類及其判斷標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用重分類方法對完成糧食生產(chǎn)安全指數(shù)的各個柵格進(jìn)行重新分類，確定每個柵格的實(shí)際警度。

（5）在Arc Toolbox當(dāng)中，Spatial Analyst Tools→Local→Combine的功能和順序，對所得每個柵格的精度及柵格值進(jìn)行合并運(yùn)算，得出與之對應(yīng)的警度柵格值。

完成上述步驟以后，將步驟（5）當(dāng)中所得的數(shù)據(jù)，輸入EXPORT命令，并以DBF格式導(dǎo)出圖片，再打開JOIN命令，將撫順市的行政圖與DBF結(jié)果進(jìn)行多層覆蓋，形成最終的撫順市糧食生產(chǎn)安全預(yù)警圖。

3　結(jié)果分析

從研究的結(jié)果來看，從2006年到2013年，撫順市共出現(xiàn)3次糧食輕警，沒有出現(xiàn)1次中警、重警、巨警，這說明最近幾年撫順市的糧食安全整體水平比較高。這與撫順市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食生產(chǎn)的實(shí)際狀況是相符的，撫順市雖然處于東北糧倉，但是境內(nèi)卻以山地丘陵為主，是東三省最早的工業(yè)基地，糧食產(chǎn)量在整個東北地區(qū)并不靠近前列，2013年撫順市糧食產(chǎn)量維持在5.1億kg，與2009年相比下降約0.1億kg，波動相對表較大，但是卻好于2012年和2013年。撫順市人口眾多，除了本地居民之外，還有眾多的外來打工者，這些無疑增加了糧食生產(chǎn)安全的不穩(wěn)定因素。當(dāng)然，本文采用的糧食總產(chǎn)量波動系數(shù)人均糧食占有量兩個指數(shù)來分析撫順市的糧食生產(chǎn)安全狀況，這兩項(xiàng)指標(biāo)雖然對糧食生產(chǎn)安全具有決定性影響，但是卻不足以代表所有指標(biāo)，并且研究建立在假設(shè)這兩個指數(shù)能夠?qū)犴樖屑Z食生產(chǎn)安全完全解釋的基礎(chǔ)之上的，這可能在一定程度上影響到研究結(jié)果的可靠性。但從研究結(jié)果來看，與撫順市糧食生產(chǎn)安全水平基本一致，說明以糧食總產(chǎn)量波動系數(shù)人均糧食占有量兩個指數(shù)建立起來的指數(shù)體系，以及以GIS運(yùn)算模型建立起來的模型運(yùn)算體系，能比較客觀的反映一個地區(qū)糧食生產(chǎn)安全的實(shí)際狀況。

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.22.137

F326.11

A

1673-0194（2015）22-0173-02

2015-09-27