王全忠，薛超，周宏*

（1. 安慶師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 安慶 246133；2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210095）

種質(zhì)創(chuàng)新、灌溉與玉米穩(wěn)產(chǎn)研究
——兼論中國(guó)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”的局面是否有所改觀

王全忠1,2，薛超2，周宏2*

（1. 安慶師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 安慶 246133；2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210095）

氣候變化背景下中國(guó)玉米穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性策略研究，對(duì)于確保糧食安全和優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以玉米為例，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是否“靠天吃飯”這個(gè)老話題給予了一種新的檢驗(yàn)。通過(guò)2004-2014年玉米主產(chǎn)區(qū)12個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)）166個(gè)地級(jí)市（區(qū)、盟、自治州）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)玉米種質(zhì)創(chuàng)新和灌溉條件改善作為減緩氣候變化不利影響的適應(yīng)性策略對(duì)穩(wěn)定玉米產(chǎn)量具有重要的促進(jìn)作用，而干旱對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著負(fù)向影響?；谟衩追N質(zhì)創(chuàng)新、灌溉條件和干旱指數(shù)的聯(lián)合檢驗(yàn)結(jié)果表明，2004-2014年中國(guó)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”的局面已有所改觀。然而，支撐玉米有效應(yīng)對(duì)干旱的灌溉手段是不斷擴(kuò)張的機(jī)井?dāng)?shù)量，這對(duì)于農(nóng)業(yè)灌溉水資源短缺的華北和西北地區(qū)，過(guò)度開采地下水資源，將加重糧食生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境脆弱性和安全性風(fēng)險(xiǎn)。“十三五”時(shí)期，在平衡糧食生產(chǎn)和環(huán)境資源的雙目標(biāo)時(shí)，有必要縮減農(nóng)業(yè)灌溉水資源負(fù)荷過(guò)重地區(qū)的糧食生產(chǎn)任務(wù)，并就這一問(wèn)題給予相關(guān)的科研論證。

玉米產(chǎn)量；種質(zhì)創(chuàng)新；灌溉；氣候變化；適應(yīng)性策略

Abstract：It is of great importance for China’s grain security and the effcient utilization of agricultural resources to study the adaptive agricultural strategy for corn production under the background of climate change. Based on the data of corn production in 166 cities from 12 main corn producing provinces from 2004 to 2014, this paper examined the classical question about whether China’s grain production is still relying on nature. Results show that corn breeding innovation and improved irrigation have significant positive effects on reducing the dependence of corn production on nature. While drought has a signifcant negative impact on corn yields. In addition, joint test also shows that the situation of China’s corn production relying on nature has been improved from 2004 to 2014. But irrigation expansion relies on the increase of the number of wells, which will result in the over-exploitation of groundwater and the increased ecological and environmental concerns. During the thirteenth Five-year Plan period, to balance the objectives of future food production and the environmental resources, this paper suggests to reduce food production task from the regions requiring heavy irrigation and to conduct more related scientifc research for this problem.

Key words：corn yield; seed breeding innovation; irrigation; climate change; adaptive strategies

玉米穩(wěn)產(chǎn)或產(chǎn)量潛力挖掘?qū)τ诖_保中國(guó)糧食安全和優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，尤其是圍繞氣候變化背景下的玉米穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性策略更備受關(guān)注[1]。中國(guó)玉米種植區(qū)域基本橫跨中國(guó)干旱與半干旱地區(qū)，玉米生長(zhǎng)期較高的植株需水量與經(jīng)常性干旱相伴而生，加之區(qū)域水資源短缺與農(nóng)田水利建設(shè)投入有限，中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)70%以上仍為雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)[2-3]。有研究指出，干旱是對(duì)作物產(chǎn)量影響最大、影響區(qū)域最廣和發(fā)生最頻繁的主要自然災(zāi)害類型之一，成為中國(guó)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定和糧食安全供給的主要制約因素[4]，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后，極端氣候事件中的干旱對(duì)（春）玉米種植產(chǎn)生了較大的影響[5-6]，如2014年夏季，中國(guó)東北、華北地區(qū)陷入嚴(yán)重干旱，導(dǎo)致玉米減產(chǎn)嚴(yán)重。

在諸多應(yīng)對(duì)氣候變化的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性策略中，種質(zhì)創(chuàng)新與農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)被認(rèn)為是玉米穩(wěn)產(chǎn)的重要載體之一。種質(zhì)擴(kuò)增、改良與創(chuàng)新一般是玉米育種技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，其目標(biāo)旨在促進(jìn)新品種選育。根據(jù)育種專家們對(duì)大量品種進(jìn)行歷史序列分析發(fā)現(xiàn)，玉米產(chǎn)量的持續(xù)提高和新品種增強(qiáng)了抗逆性密切相關(guān)，如耐密植、抗倒伏、耐低溫與抗各種生物逆境等[7]。仇煥廣等[8]測(cè)算，2003-2012年單產(chǎn)提升對(duì)中國(guó)玉米產(chǎn)量增長(zhǎng)中的貢獻(xiàn)率約占30%。與此同時(shí)，玉米種植的大田農(nóng)作物特性決定了其高度依賴于自然環(huán)境，目前除新品種培育、創(chuàng)新及推廣外，玉米穩(wěn)產(chǎn)的有效途徑還依賴于發(fā)展農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以控制自然風(fēng)險(xiǎn)，尤其是以應(yīng)對(duì)干旱為主的農(nóng)田灌溉設(shè)施建設(shè)。當(dāng)前，中國(guó)1.23億hm2耕地中有灌溉條件的只有0.56億hm2，其他55%的耕地完全“靠天吃飯”，而具有灌溉條件的大部分農(nóng)田的灌溉標(biāo)準(zhǔn)也不高，同時(shí)面臨嚴(yán)重的老化失修現(xiàn)象[9]。有效灌溉面積是對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)乃至全國(guó)糧食產(chǎn)量影響最大的因素，適度擴(kuò)大有效灌溉面積是提高中國(guó)糧食產(chǎn)量最有效的途徑。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明，灌溉對(duì)于玉米單產(chǎn)的提高發(fā)揮著重要作用，在旱季相對(duì)于有灌溉條件的耕地來(lái)說(shuō)，無(wú)灌溉條件的耕地中玉米單產(chǎn)要低得多[10]。

追溯種質(zhì)創(chuàng)新與灌溉能否適應(yīng)氣候變化對(duì)玉米穩(wěn)產(chǎn)的影響，實(shí)質(zhì)上也是著力解決或回答中國(guó)玉米生產(chǎn)是否“靠天吃飯”這一經(jīng)典問(wèn)題。在當(dāng)前中國(guó)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)邁進(jìn)的新背景下，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)技術(shù)條件和財(cái)政支農(nóng)力度都已發(fā)生了巨大變化，過(guò)去農(nóng)業(yè)高度依賴于氣候所經(jīng)常遭受的產(chǎn)量波動(dòng)，可以說(shuō)已得到很大程度的控制或改觀，糧食生產(chǎn)“十二連增”或許在一定程度說(shuō)明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“靠天吃飯”應(yīng)該已經(jīng)不是問(wèn)題了，但也有學(xué)者提出目前中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)氣候的依賴性還很大，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施還不完善，致使國(guó)內(nèi)糧食生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展缺乏牢固基礎(chǔ)，“靠天吃飯”的局面并未根本轉(zhuǎn)變[11]。因此，我們不禁疑慮，中國(guó)農(nóng)業(yè)或玉米生產(chǎn)是否已經(jīng)走出“靠天吃飯”的命運(yùn)這一問(wèn)題的解答或檢驗(yàn)，對(duì)于在當(dāng)前全球和中國(guó)氣候變化的不穩(wěn)定影響的趨增，正逐步地考驗(yàn)中國(guó)的糧食生產(chǎn)能力穩(wěn)定性以及平抑糧食自給、庫(kù)存與進(jìn)口之間矛盾的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)我們?nèi)绾斡行нx擇氣候變化的應(yīng)對(duì)策略提供參考依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 模型設(shè)置及變量說(shuō)明

研究玉米種質(zhì)創(chuàng)新和灌溉等氣候變化的適應(yīng)性策略對(duì)玉米產(chǎn)量變化的影響，往往可通過(guò)控制組試驗(yàn)或回歸方程等方式來(lái)進(jìn)行判別和檢驗(yàn)，但構(gòu)建相關(guān)指標(biāo)以表示玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”這一問(wèn)題則相對(duì)復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”可表示為農(nóng)戶在玉米種植過(guò)程中，遭遇氣候?yàn)?zāi)害時(shí)（或后）的應(yīng)對(duì)方法的缺失或效果不理想，最終帶來(lái)產(chǎn)量減少。關(guān)于檢驗(yàn)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”這一問(wèn)題的存在性，可從微觀和宏觀兩個(gè)角度分別來(lái)解釋。在微觀方面，以農(nóng)戶調(diào)查訪談為基礎(chǔ)，圍繞“農(nóng)戶在玉米生長(zhǎng)期內(nèi)遇到氣候影響時(shí)，能否得到有效的應(yīng)對(duì)措施（如排澇或引水灌溉等），以緩解氣候變化對(duì)玉米生產(chǎn)的不利影響？”這一核心問(wèn)題來(lái)設(shè)置觀測(cè)指標(biāo)。在宏觀方面，可以選定玉米主產(chǎn)區(qū)，使用氣候（溫度、降水與風(fēng)速等）、灌溉條件（灌溉面積、溝渠里程與機(jī)井?dāng)?shù)量等）及地區(qū)特征（如地表徑流、河流流量等）等數(shù)據(jù)，利用氣候、灌溉對(duì)玉米產(chǎn)量的模型估計(jì)參數(shù)并進(jìn)行聯(lián)合檢驗(yàn)。

基于以上認(rèn)識(shí)，本文在傳統(tǒng)生產(chǎn)函數(shù)基礎(chǔ)上引入玉米種質(zhì)創(chuàng)新、灌溉條件和氣候變量，分析玉米生長(zhǎng)期內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入、種質(zhì)創(chuàng)新、灌溉條件和氣候狀況對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響，檢驗(yàn)中國(guó)玉米生產(chǎn)是否“靠天吃飯”這一命題。實(shí)證研究采用雙對(duì)數(shù)模型，具體形式如下：

式中：yit、xit、TEit、Iit和Cit分別表示第i地區(qū)第t年的玉米單位面積產(chǎn)量、生產(chǎn)要素投入、玉米種質(zhì)創(chuàng)新、灌溉條件和氣候因子，Controlit表示一系列控制變量，βk（k=1，2，…，K）表示估計(jì)參數(shù)，εit表示隨機(jī)誤差項(xiàng)。式（1）中的關(guān)鍵變量與控制變量的選取參考了已有研究資料，具體變量指標(biāo)的選取依據(jù)如下：

1）玉米種質(zhì)創(chuàng)新（TEit）變量選取中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)各省的玉米新品種審批數(shù)。在玉米生產(chǎn)實(shí)踐中，與玉米的單位面積產(chǎn)量相關(guān)的兩大技術(shù)，一是栽培技術(shù)，二是育種技術(shù)。由于玉米栽培近年來(lái)變化并不大，而且一些栽培方式、技術(shù)的改變往往伴隨玉米種子的變化而改變的，所以本文選取育種技術(shù)方面的指標(biāo)以期表示玉米種質(zhì)創(chuàng)新。隨著國(guó)家和各?。▍^(qū)、市）玉米育種研發(fā)力度的不斷增強(qiáng)，一批優(yōu)質(zhì)、抗旱等特性的玉米品種被研發(fā)、審批、試種和推廣，對(duì)穩(wěn)定玉米產(chǎn)量起到了有效的技術(shù)支撐。但需要指出，玉米新品種審批數(shù)、主要品種推廣面積和地區(qū)實(shí)際使用品種數(shù)之間具有顯著差異，后兩個(gè)指標(biāo)可能更好地表示一個(gè)地區(qū)的玉米技術(shù)進(jìn)步，但限于上述兩個(gè)指標(biāo)很難獲取，故本文選擇各省份歷年的玉米新品種審批數(shù)作為玉米種質(zhì)創(chuàng)新的代理指標(biāo)。

表1 實(shí)證模型指標(biāo)定義Table 1 Defnition of model variables

2）玉米灌溉條件（Iit）選取有效灌溉面積（IAreait）和機(jī)井?dāng)?shù)（IWellit）兩個(gè)指標(biāo)。有效灌溉面積是在正常情況下當(dāng)年可進(jìn)行正常灌溉的耕地面積，它基本上反映出一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上灌溉條件的優(yōu)劣。然而，有效灌溉面積是一個(gè)地區(qū)關(guān)于農(nóng)作物灌溉面積的加總指標(biāo)，可能無(wú)法直接反映出農(nóng)戶應(yīng)對(duì)干旱時(shí)所采取的措施或行為，因此本文選擇觀測(cè)地區(qū)的機(jī)井?dāng)?shù)作為反映灌溉條件的重要指標(biāo)，這主要是考慮到一個(gè)地區(qū)機(jī)井?dāng)?shù)的年際變化往往直接關(guān)聯(lián)到當(dāng)?shù)氐母珊党潭取．?dāng)干旱發(fā)生，降水和地表徑流（干涸等）不能進(jìn)行灌溉時(shí)，農(nóng)戶或政府往往會(huì)通過(guò)鉆井等方式汲取地下水，作為支撐灌溉的主要手段。同樣，機(jī)井具有多種用途，如灌溉農(nóng)業(yè)、牲畜飲水或居民日常生活用水等。機(jī)井用途的多樣性，導(dǎo)致準(zhǔn)確分離或統(tǒng)計(jì)用于農(nóng)業(yè)（或?qū)Ｓ糜谟衩祝┕喔鹊臋C(jī)井?dāng)?shù)量往往較為困難，但基本來(lái)說(shuō)，一個(gè)地區(qū)機(jī)井?dāng)?shù)的年際變化，還是可以描述該地區(qū)的干旱程度。

3）氣候狀況（異?；虿环€(wěn)定等）對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有較大影響已被眾多研究所證實(shí)[1,12]。本文選取不需要專業(yè)的植株生長(zhǎng)田間觀測(cè)數(shù)據(jù)（如標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)、CI指數(shù)和帕默爾干旱指數(shù)等）所表示干旱指數(shù)[6]（Cit），以描述各?。▍^(qū)、市）玉米生長(zhǎng)期內(nèi)的氣候狀況，具體表達(dá)式為：

4）控制變量（Controlit）主要選取地區(qū)農(nóng)戶家庭收入水平、政府支農(nóng)力度和地區(qū)控制變量3個(gè)方面，其中用農(nóng)村居民人均純收入表示農(nóng)戶家庭收入水平，這一指標(biāo)不僅反映出地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，還反映出農(nóng)戶家庭的重要稟賦特征。財(cái)政支農(nóng)力度顯示出地方政府對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的支持力度，尤其是支農(nóng)財(cái)政中用于各種農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)于三農(nóng)抵御自然風(fēng)險(xiǎn)的能力起到了強(qiáng)有力的支撐。本文使用玉米主產(chǎn)區(qū)水稻種植面積占糧食作物（水稻、玉米和小麥）總面積的比例作為地區(qū)控制變量的代理變量。中國(guó)玉米產(chǎn)區(qū)幅員遼闊，地區(qū)之間的差異性明顯，這不僅表現(xiàn)為耕地質(zhì)量和氣候條件的差異，也反映出水資源（地表徑流、地下水量等）空間分布差異。這一代理變量的設(shè)置原因有兩點(diǎn)：一是避免人為設(shè)定地區(qū)虛擬變量（如華北、西北地區(qū)=0；東北、西南地區(qū)=1）可能帶來(lái)的偏誤；二是考慮到水稻是中國(guó)灌溉農(nóng)業(yè)的典型作物之一，其生產(chǎn)需水量大，一個(gè)地區(qū)水稻種植面積的多與少，反映出該地區(qū)耕地、氣候和灌溉條件的優(yōu)劣。

最后，在式（1）基礎(chǔ)上，設(shè)置以下檢驗(yàn)指標(biāo)，在模型參數(shù)估計(jì)后進(jìn)行聯(lián)合檢驗(yàn)，以判斷玉米生產(chǎn)是否“靠天吃飯”，即：

式（2）表示玉米單位面積產(chǎn)量提升過(guò)程中，玉米種質(zhì)創(chuàng)新（TE）和灌溉條件（I）的改善，能否抵消氣候變化（C）的負(fù)面影響，其中，若式（3）的聯(lián)合檢驗(yàn)顯著大于0，則表示玉米生產(chǎn)不存在“靠天吃飯”的現(xiàn)象，即現(xiàn)階段中國(guó)玉米生產(chǎn)上良好的技術(shù)支撐和灌溉基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠有效地抗擊氣候變化的不利影響。反之，則說(shuō)明玉米生產(chǎn)存在“靠天吃飯”問(wèn)題，玉米產(chǎn)量波動(dòng)在很大程度上受制于氣候變化，或者說(shuō)玉米種質(zhì)創(chuàng)新和灌溉條件改善尚不足以應(yīng)對(duì)氣候變化的影響。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用2004-2014年中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)涵蓋了河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南、四川、云南、陜西和新疆共計(jì)12個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)）166個(gè)地級(jí)市（區(qū)、盟、自治州）的玉米生產(chǎn)、氣候和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等相關(guān)信息。上述地區(qū)合計(jì)玉米產(chǎn)量占中國(guó)玉米總產(chǎn)量的80%以上，具有較好的樣本代表性。

模型變量指標(biāo)的數(shù)據(jù)出處說(shuō)明如下：玉米單位面積產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)自各省的統(tǒng)計(jì)年鑒和部分地級(jí)市的統(tǒng)計(jì)年鑒。玉米單位面積的物質(zhì)資本投入和勞動(dòng)投入數(shù)據(jù)來(lái)自《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》（2005-2015年）。玉米主產(chǎn)區(qū)各省的玉米新品種審批數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)種業(yè)信息網(wǎng)（http://www. seed.gov.cn），其中刪除了有重復(fù)和無(wú)審批編號(hào)的項(xiàng)目。玉米灌溉條件中的有效灌溉面積數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005-2015年），機(jī)井眼數(shù)來(lái)自《中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)年鑒》（2004-2015年）。2004-2014年各地級(jí)市的逐日氣溫和日降雨量數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http://cdc.nmic. cn），缺漏值用相鄰地區(qū)的氣象站點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)替代。地區(qū)控制變量數(shù)據(jù)來(lái)自各省的統(tǒng)計(jì)年鑒及部分地級(jí)市的統(tǒng)計(jì)年鑒。財(cái)政支持力度中的農(nóng)林水利事務(wù)和第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)均來(lái)自《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》，其中2004、2005和2006年的農(nóng)林水利事務(wù)數(shù)據(jù)缺失，用支農(nóng)支出數(shù)據(jù)替代。地區(qū)農(nóng)戶收入水平（農(nóng)民人均純收入）數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005-2015年）。

相關(guān)指標(biāo)的缺失數(shù)據(jù)采用前后年份平均或鄰近地市替代等的方法進(jìn)行插值。由于涉及到價(jià)格因素，本文分別使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)和農(nóng)村居民家庭人均純收入指數(shù)對(duì)玉米單位面積物質(zhì)資本投入和農(nóng)民人均純收入平減到2004年不變的價(jià)格水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣本統(tǒng)計(jì)描述

2004-2014年間，中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)的玉米單位面積產(chǎn)量保持了波動(dòng)但總體上增長(zhǎng)的趨勢(shì)，單位面積產(chǎn)量由2004年的5 878.4 kg/hm2增長(zhǎng)到2013年的6 269.9 kg/hm2，增幅達(dá)到6.66%。從中國(guó)東北、華北、西北和西南4個(gè)玉米主產(chǎn)區(qū)來(lái)看，西北地區(qū)的玉米單位面積產(chǎn)量水平最高，但其標(biāo)準(zhǔn)差比較大，說(shuō)明西北地區(qū)玉米單位面積產(chǎn)出水平的波動(dòng)較劇烈。

表2 模型變量指標(biāo)的均值統(tǒng)計(jì)（2004-2014）Table 2 Descriptive statistics of model indicators （2004-2014）

樣本觀測(cè)期內(nèi)，中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)各省的玉米新品種審批數(shù)保持了相對(duì)平穩(wěn)的年際波動(dòng)，玉米主產(chǎn)區(qū)各省加總的新品種審批數(shù)由2004年的241例逐漸增加到2012年的424例最高峰后下降至2014年的321例。從省際間來(lái)看，遼寧省、黑龍江省、云南省、吉林省和河北省依次位列新品種審批數(shù)的前五位，這與中國(guó)玉米優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)的現(xiàn)實(shí)相對(duì)應(yīng)，也在一定程度上反映出中國(guó)玉米核心產(chǎn)區(qū)對(duì)玉米種質(zhì)創(chuàng)新的力度。這里需要指出，云南省玉米分布于中國(guó)玉米帶的西南端，就玉米種植面積和總產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，云南省并不是中國(guó)的玉米生產(chǎn)大省，但卻以其種質(zhì)資源的遺傳多樣性、玉米種群生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)景觀的多樣性倍受國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界關(guān)注。

2004-2014年間，政府財(cái)政支農(nóng)力度的持續(xù)加大，致使用于中低產(chǎn)田改造和農(nóng)田水利設(shè)施等建設(shè)投資不斷增加，促使了農(nóng)區(qū)耕地中的有效灌溉面積不斷增加，樣本觀測(cè)到玉米主產(chǎn)區(qū)的有效灌溉面積增長(zhǎng)迅速，由2004年的175.39×103hm2增加到2014年的206.86×103hm2，增幅達(dá)到31.47×103hm2。但中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)的機(jī)井?dāng)?shù)卻呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，考慮到機(jī)井的存量特征，這種不斷增長(zhǎng)的機(jī)井?dāng)?shù)預(yù)示著每年都有新掘機(jī)井出現(xiàn)。同時(shí)，表4中機(jī)井?dāng)?shù)與有效灌溉面積之間較高的相關(guān)性程度，反映出玉米主產(chǎn)區(qū)可能較高依賴于機(jī)井抽取地下水進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉的現(xiàn)實(shí)情況，尤其是表3中顯示華北地區(qū)依賴機(jī)井灌溉的特點(diǎn)顯著高于其他3個(gè)主產(chǎn)區(qū)。

表3 模型變量指標(biāo)2004年與2014年分產(chǎn)區(qū)均值統(tǒng)計(jì)Table 3 Descriptive statistics of indicators from different regions in 2004 and 2014

表4 變量的相關(guān)性檢驗(yàn)Table 4 Correlation test of the model

結(jié)合表2和表3發(fā)現(xiàn)，2004-2014年間，中國(guó)四個(gè)主產(chǎn)區(qū)的玉米生長(zhǎng)期內(nèi)的干旱指數(shù)差異性不大，這暗示出中國(guó)玉米生產(chǎn)往往多伴隨著區(qū)域性干旱，而較少發(fā)生全域性干旱。進(jìn)一步，使用變量間的相關(guān)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米單位面積產(chǎn)量的波動(dòng)增長(zhǎng)與灌溉條件之間具有顯著的正相關(guān)性，說(shuō)明灌溉條件改善能夠促進(jìn)玉米單位面積產(chǎn)量提升。相反，干旱指數(shù)與玉米單位面積產(chǎn)量之間相關(guān)性顯著，暗示出干旱指數(shù)越大，即干旱程度越低，也對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量提升的程度越大。

2.2 實(shí)證結(jié)果分析

由于灌溉條件在減緩氣候變化不利影響的適應(yīng)性策略和穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面具有重要作用，本文依次選用有效灌溉面積和機(jī)井?dāng)?shù)指標(biāo)，以檢驗(yàn)應(yīng)對(duì)干旱所采取灌溉措施對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響程度。模型（1）-（3）按遞進(jìn)順序展開，其中模型（1）觀測(cè)有效灌溉面積對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響，模型（2）觀測(cè)機(jī)井?dāng)?shù)對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響，而模型（3）同時(shí)觀測(cè)有效灌溉面積和機(jī)井?dāng)?shù)指標(biāo)對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響程度。通過(guò)面板數(shù)據(jù)的F-test和Hausman檢驗(yàn)結(jié)果顯示，模型（1）-（3）參數(shù)估計(jì)選擇面板固定效應(yīng)模型優(yōu)于混合回歸模型和隨機(jī)效應(yīng)模型。模型估計(jì)結(jié)果表明：

1）物質(zhì)資本投入對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著的正向影響，以種子、化肥和農(nóng)藥為主要構(gòu)成的玉米生產(chǎn)物質(zhì)資本是保持玉米單位面積產(chǎn)量提高的主要手段之一[13]，而勞動(dòng)投工量對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響為正但不顯著，這可能是由于中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的不斷推進(jìn)，有效地降低了玉米生產(chǎn)所需的勞動(dòng)用工量，以及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，增加了農(nóng)戶的非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)和兼業(yè)程度，從而在一定程度上降低或減少了玉米田間管理活動(dòng)對(duì)勞動(dòng)投入的依賴。

2）玉米種質(zhì)創(chuàng)新和機(jī)井?dāng)?shù)對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著的正向影響，而有效灌溉面積對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量影響不顯著。作為應(yīng)對(duì)氣候變化的重要策略之一的種質(zhì)創(chuàng)新，一批批抗旱、抗倒伏或高產(chǎn)等特性的玉米新品種被研發(fā)、審批、試種直至推廣種植，顯著提高了玉米單位面積的產(chǎn)出水平。在灌溉條件方面，機(jī)井汲取地下水用于灌溉玉米，是中國(guó)干旱半干旱地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)的主要方式之一，尤其在遭遇重大干旱災(zāi)情時(shí)，開鉆或挖掘機(jī)井往往是在現(xiàn)有人工降雨或地表引流等方法無(wú)效時(shí)，一條行之有效的穩(wěn)產(chǎn)策略。相反，可能由于短時(shí)間內(nèi)一個(gè)地區(qū)耕地中的有效灌溉面積變化不大，導(dǎo)致該指標(biāo)對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量影響不顯著。

表5 面板固定效應(yīng)模型估計(jì)結(jié)果Table 5 Empirical analysis results of the fxed effect model

3）干旱指數(shù)對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著的正向影響，表明玉米生長(zhǎng)期內(nèi)干旱指數(shù)上升，將顯著地增加玉米單位面積產(chǎn)量，這主要是由于干旱指數(shù)為負(fù)增長(zhǎng)函數(shù)， 越大，表示干旱程度越低，意味著觀測(cè)年份的干旱指數(shù)偏離歷史均值的程度越低。這一結(jié)果表明，玉米生長(zhǎng)期內(nèi)干旱程度越大，玉米減產(chǎn)的可能性也越大。但需要指出，這一結(jié)論與前文（表3）述及“西北地區(qū)玉米單產(chǎn)水平最高”存在一定的矛盾，關(guān)于這一問(wèn)題的確切解釋尚未明晰，其中推測(cè)這與西北玉米種植區(qū)域分布、面積比例以及分布地區(qū)的特殊性等方面有關(guān)，導(dǎo)致西北地區(qū)雖然比較干旱但有效灌溉面積比較高或偏向于種植耐旱玉米品種，從而能夠克服氣候干旱對(duì)玉米產(chǎn)量的影響。

2.3 模型穩(wěn)健性檢驗(yàn)

進(jìn)一步檢驗(yàn)玉米種質(zhì)創(chuàng)新、干旱指數(shù)和機(jī)井?dāng)?shù)等關(guān)鍵變量對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的影響結(jié)果的穩(wěn)健性，模型（4）-（6）是在模型（2）的基礎(chǔ)上逐步加入控制變量，以檢驗(yàn)?zāi)Ｐ凸烙?jì)結(jié)果的穩(wěn)健性。同樣，通過(guò)面板數(shù)據(jù)的F-test和Hausman檢驗(yàn)結(jié)果顯示，模型（4）-（6）參數(shù)估計(jì)適合選擇面板固定效應(yīng)模型。對(duì)比模型（1）-（3）的結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，添加控制變量后，式（3）中影響玉米單位面積產(chǎn)量的關(guān)鍵解釋變量未出現(xiàn)明顯變動(dòng)，說(shuō)明模型結(jié)果具有一定的穩(wěn)健性。

進(jìn)一步對(duì)比模型發(fā)現(xiàn)，相比模型（4），模型（5）與模型（6）中關(guān)于玉米種質(zhì)創(chuàng)新對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量的估計(jì)系數(shù)并不顯著。本文認(rèn)為在控制變量增加后，玉米種質(zhì)創(chuàng)新對(duì)單產(chǎn)的解釋能力在下降，其不穩(wěn)健的程度在增加實(shí)屬正常。使用玉米新品種審批數(shù)作為玉米種質(zhì)創(chuàng)新的代理變量具有一定的不合理性，因?yàn)橹袊?guó)現(xiàn)有玉米育種業(yè)存在的問(wèn)題是每年國(guó)家審定的玉米品種數(shù)很多，但并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新品種出現(xiàn)，從而導(dǎo)致每年審批的玉米新品種數(shù)量不能直接推動(dòng)玉米單產(chǎn)的增長(zhǎng)。同時(shí)，這一問(wèn)題也從一個(gè)側(cè)面反映出，中國(guó)玉米單位面積產(chǎn)量的提升，品種僅是一方面，更多還是灌溉、田間管理等一些應(yīng)對(duì)策略的綜合保障。

在模型穩(wěn)健性的控制變量中，地區(qū)控制變量對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著的正向影響，這主要是由于水熱條件較好的地區(qū)往往能夠有效地綜合使用降水、地表水和地下水等灌溉手段，以減少本地區(qū)氣候?yàn)?zāi)害（如干旱）對(duì)玉米種植的負(fù)面沖擊。另外，地區(qū)農(nóng)戶收入水平對(duì)玉米畝均產(chǎn)量具有顯著的正向影響，這可能是由于地區(qū)農(nóng)戶收入水平越高，往往更可能通過(guò)增加玉米物質(zhì)資本投入（如購(gòu)買優(yōu)質(zhì)種子、施用有機(jī)肥或噴灑高效農(nóng)藥等）方式，來(lái)達(dá)到低于自然風(fēng)險(xiǎn)和提高玉米產(chǎn)量的目標(biāo)。

然而，模型（6）的估計(jì)結(jié)果顯示，財(cái)政支農(nóng)力度對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著的負(fù)向影響，這可能是由于當(dāng)前地方政府的財(cái)政支農(nóng)款項(xiàng)的用途廣泛，不僅包括改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的各種農(nóng)林水利事務(wù)，還用于村莊日程管理運(yùn)作支出，從而致使政府財(cái)政支農(nóng)力度和玉米單位面積產(chǎn)量之間聯(lián)系度不高或者影響關(guān)系不顯著，這點(diǎn)可從表4中兩者間的相關(guān)系數(shù)得到反映。

2.4 實(shí)證模型的聯(lián)合檢驗(yàn)

回到本文最初的研究問(wèn)題，實(shí)證模型（1）-（6）參數(shù)估計(jì)基礎(chǔ)上式（2）的聯(lián)合檢驗(yàn)結(jié)果表明，2004-2014年，中國(guó)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”現(xiàn)象基本得到改觀，這主要得益于現(xiàn)階段中國(guó)各玉米主產(chǎn)省不斷發(fā)展的玉米種質(zhì)創(chuàng)新和不斷完善的農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有效地降低氣候變化對(duì)玉米生產(chǎn)或種植的不利影響。

表6 實(shí)證模型的穩(wěn)健性檢驗(yàn)Table 6 Empirical analysis of robustness test

表7 模型關(guān)鍵變量的聯(lián)合檢驗(yàn)結(jié)果Table 7 Joint test results for key variables in the model

中國(guó)玉米生產(chǎn)或種植擺脫“靠天吃飯”的被動(dòng)局面，對(duì)于穩(wěn)定糧食安全具有重要意義?；厮萁嗄甑霓r(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2004年由于中央農(nóng)村經(jīng)濟(jì)工作進(jìn)行的重大調(diào)整和出臺(tái)一系列促進(jìn)糧食生產(chǎn)的政策，扭轉(zhuǎn)了中國(guó)糧食產(chǎn)量自1999年以來(lái)連續(xù)5 a下降的局面，也為后續(xù)中國(guó)糧食生產(chǎn)不斷連增創(chuàng)造了政策預(yù)期和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。2004-2014年間，在中國(guó)糧食生產(chǎn)不斷連增中，玉米產(chǎn)量的穩(wěn)步提高無(wú)疑扮演了重要的角色，而這背后實(shí)際上是中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不斷推進(jìn)過(guò)程中，國(guó)家農(nóng)業(yè)科研支持力度、農(nóng)田灌溉基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)不斷完善，以及國(guó)家玉米政策（如臨時(shí)收儲(chǔ)制度、價(jià)格補(bǔ)貼政策等）對(duì)玉米和相關(guān)農(nóng)作物種植的引導(dǎo)作用共同作用的結(jié)果。

誠(chéng)然，現(xiàn)階段中國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”的局面已經(jīng)得以改觀，然而需注意到，作為支撐玉米有效應(yīng)對(duì)干旱災(zāi)害的灌溉手段是不斷擴(kuò)張的機(jī)井?dāng)?shù)量。農(nóng)業(yè)灌溉水資源短缺的華北和西北地區(qū)，過(guò)度開采地下水資源，將加重糧食生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境脆弱性和安全風(fēng)險(xiǎn)，而不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)在平衡糧食生產(chǎn)和環(huán)境資源的雙重目標(biāo)時(shí)，有必要縮減灌溉水資源負(fù)荷過(guò)重地區(qū)的糧食生產(chǎn)任務(wù)，例如2015年農(nóng)業(yè)部將西北風(fēng)沙干旱區(qū)與太行山沿線區(qū)納入“鐮刀彎”地區(qū)玉米種植結(jié)構(gòu)調(diào)整計(jì)劃。

3 結(jié)論與啟示

3.1 結(jié)論

本文以玉米為例，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是否“靠天吃飯”這個(gè)老話題給予了一種新的檢驗(yàn)。研究結(jié)果表明，玉米種質(zhì)創(chuàng)新和灌溉條件改善作為減緩氣候變化不利影響的適應(yīng)性策略對(duì)穩(wěn)定玉米產(chǎn)量具有重要的促進(jìn)作用，而干旱對(duì)玉米單位面積產(chǎn)量具有顯著負(fù)向影響?；谟衩追N質(zhì)創(chuàng)新、灌溉條件和干旱指數(shù)的聯(lián)合檢驗(yàn)結(jié)果表明，2004-2014年中國(guó)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”的局面已有所改觀。比較玉米生產(chǎn)的氣候適應(yīng)性策略，發(fā)現(xiàn)支撐玉米有效應(yīng)對(duì)干旱的灌溉手段是不斷擴(kuò)張的機(jī)井?dāng)?shù)量，這對(duì)于農(nóng)業(yè)灌溉水資源短缺的華北和西北地區(qū)，過(guò)度開采地下水資源，將加重糧食生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境脆弱性和安全性風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)制定糧食生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，需要考慮農(nóng)業(yè)環(huán)境資源的承載能力，有必要縮減農(nóng)業(yè)灌溉水資源負(fù)荷過(guò)重地區(qū)的糧食生產(chǎn)任務(wù)。

3.2 政策啟示

厘清種質(zhì)創(chuàng)新、灌溉與玉米穩(wěn)產(chǎn)之間的關(guān)系，對(duì)中國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。未來(lái)玉米穩(wěn)產(chǎn)或產(chǎn)量潛力挖掘仍然面臨著耕地和水資源約束、要素投入結(jié)構(gòu)不合理和技術(shù)進(jìn)步等諸多挑戰(zhàn)。為了有效地保障中國(guó)玉米生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，相關(guān)政策建議如下：第一，管好和用好玉米主產(chǎn)區(qū)現(xiàn)有的農(nóng)村、農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)一步優(yōu)化水利設(shè)施的管網(wǎng)、溝渠、提灌站和農(nóng)田末端設(shè)施的布局，利用國(guó)家財(cái)政資金建設(shè)、修葺一批覆蓋主產(chǎn)區(qū)的重點(diǎn)水利干渠。第二，繼續(xù)加大玉米新品種的創(chuàng)新工程（如新品種研發(fā)、審批、試種和推廣等），適度提高育種研發(fā)支持力度。規(guī)避當(dāng)前我國(guó)玉米種質(zhì)“多、亂、雜”的缺陷，需要培育和增加玉米種質(zhì)創(chuàng)新的科研主體，建立相關(guān)種質(zhì)創(chuàng)新的信息共享、流動(dòng)、合作和平臺(tái)開發(fā)的鼓勵(lì)與支持政策。第三，完善氣象跟蹤、預(yù)警、調(diào)度及發(fā)布的國(guó)家、省、市和縣（氣象站點(diǎn)）多級(jí)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，以期更好地服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

中國(guó)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”的局面已有所改觀的結(jié)論為“十三五”時(shí)期農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革提供了契機(jī)?！笆濉睍r(shí)期，中國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)正處于由前期的供給不足到當(dāng)前的供給過(guò)剩的轉(zhuǎn)型期，由此產(chǎn)生的新問(wèn)題有待我們重新去審視，例如2015年國(guó)家壓縮“鐮刀彎”地區(qū)的玉米種植計(jì)劃，對(duì)國(guó)內(nèi)玉米總產(chǎn)量的沖擊有多大？由此帶來(lái)的玉米進(jìn)口量、庫(kù)存量和自給率的聯(lián)動(dòng)關(guān)系有多大？消減“鐮刀彎”地區(qū)玉米種植，農(nóng)戶的替代作物是什么或生計(jì)如何解決？未來(lái)國(guó)內(nèi)玉米需求量是多少？當(dāng)前因去庫(kù)存而縮減的玉米種植規(guī)模未來(lái)是否會(huì)反彈？未來(lái)中國(guó)華北和西北地區(qū)的玉米生產(chǎn)的政策走向會(huì)是什么？如果從水資源和生態(tài)資源保護(hù)的視角來(lái)看，對(duì)華北和西北地區(qū)玉米種植進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整或縮減種植規(guī)模，如何協(xié)調(diào)農(nóng)戶糧食生產(chǎn)和收入之間的關(guān)系？未來(lái)玉米的技術(shù)進(jìn)步方向是什么？我國(guó)玉米穩(wěn)產(chǎn)很大程度上依靠化肥、農(nóng)藥和地膜等生產(chǎn)要素的投入而得以保證，化學(xué)類生產(chǎn)要素對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的負(fù)面影響有待進(jìn)一步細(xì)化的定量研究。

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（責(zé)任編輯：王育花）

Seed breeding innovation, irrigation, and stable corn production in China: Further discussion of changing situation of China’s corn production relying on nature

WANG Quan-zhong1,2, XUE Chao2, ZHOU Hong2
（1. College of Economics and Management, Anqing Normal University, Anqing, Anhui 246133, China; 2. College of Economics and Management, Nanjing Agricultural University, Nanjing, Jiangsu 210095, China）

F326.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-0275（2017）04-0720-08

10.13872/j.1000-0275.2017.0045

王全忠, 薛超, 周宏. 種質(zhì)創(chuàng)新、灌溉與玉米穩(wěn)產(chǎn)研究——兼論中國(guó)玉米生產(chǎn)“靠天吃飯”的局面是否有所改觀[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2017, 38(4): 720-727.

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農(nóng)業(yè)部軟科學(xué)項(xiàng)目（2014102）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71473121）；國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目（13&ZD160）。

王全忠（1984-），男，安徽安慶人，博士，講師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理，E-mail: catzitt@sina.com；通訊作者：周宏（1965-），男，江蘇揚(yáng)州人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榧Z食安全與農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，E-mail: zhouhong@njau.edu.cn。

2016-08-23，接受日期：2017-01-18

Foundation item: Soft Science Research Program of Ministry of Agriculture (2014102); National Natural Science Foundation of China (71473121); Major Project of National Social Sciences Fund (13&ZD160).

Corresponding author: ZHOU Hong, E-mail: zhouhong@njau.edu.cn.

Received 23 August, 2016;Accepted 18 January, 2017