www.caaj.org 农学学报 2012,2(11):59-67 Journal of Agriculture 基金项目: 国家科技支撑计划课题专题 "江南丘陵区双季稻田周年多作复合共生种植技术研究与示范" (2007BAD89B18-03). 第一作者简介: 黄国勤, 男, 1962年出生, 江西余江人, 教授, 博士生导师, 农学博士后, 研究方向: 耕作制度与农业生态.通信地址: 330045 江西南昌 市经济技术开发区志敏大道1225号 江西农业大学生态科学研究中心, Tel: 0791-83828143, E-mail: hgqjxnc@sina.com. 收稿日期: 2012-07-02, 修回日期: 2012-08-21. 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 黄国勤1,2 , 刘顺2 (1 教育部/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室, 南昌 330045; 2 江西农业大学 生态科学研究中心, 南昌 330045) 摘要: 根据2000—2010年江西省及各市粮食统计资料, 引入基尼系数和泰尔指数对江西省粮食产 量的市域差异程度进行测算, 并计算各市粮食比重与时间变量的相关性, 分析省内粮食产量差异 的变化格局.研究结果显示: (1) 2000—2010年粮食产量呈现减小—增大的波动趋势, 产量增长幅 度较弱; 粮食播种面积的变化趋势与粮食产量的变化趋势一致. (2) 基尼系数和泰尔指数在反映江 西省粮食产量市域差异的程度方面存在高度的一致性, 基尼系数和泰尔指数与时间变量的线性回 归结果分别为: G=0.0039(t-1999)+0.1477 和T=0.0021(t-1999)+0.0341, 相关系数为 0.949 和0.956. (3) 江西省粮食产量市域差异呈现扩大的趋势. (4) 江西省主要粮食作物种类稻谷对基尼系数的贡 献率最大, 超过 95%. (5) 稻谷对基尼系数的贡献率整体呈现先上升后下降, 较平缓的变化趋势. (6) 通过对粮食产量占全省比重与时间变量的线性回归结果可将各市粮食产量占全省比重划分为 极显著上升区、 显著上升区、 极显著下降区、 比重稳定区的空间格局. 关键词: 粮食产量; 市域差异; 空间格局; 江西省 中图分类号: F304.5 文献标志码: A 论文编号: 2012-0270 Analysis on Spatial Pattern of Grain Production and Difference Among Cities in Jiangxi Province Huang Guoqin1,2 , Liu Shun2 (1 Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Jiangxi Province/Ministry of Education, Nanchang 330045, Jiangxi, China; 2 Research Center on Ecological Sciences, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China) Abstract: In this paper, the difference of grain production among cites was calculated by adopting Gini coefficient and Theil index, methods of correlative analysis were adopted to calculate the correlations between grain production and time variable to analysis change pattern of grain production difference among cities, based on grain production statistical date of Jiangxi Province from 2000 to 2010. The results showed that: (1) the trend of grain production showed reduce-increase, the production growth rate was weak, the trend of total sown areas of grain crops'change was similar to grain production. (2) There was a good consistence between Gini coefficient and Theil index in reflecting the degree of the difference of grain production among cities in Jiangxi Province, the linear regression results about Gini coefficient and Theil index with time variable were as followes: G=0.0039(t-1999) + 0.1477 and T=0.0021 (t-1999)+0.0341, the correlation coefficient was 0.949 and 0.956. (3) The tendency of difference of grain production among cities in Jiangxi Province presented expansion trend. (4) Paddy, as major grain crop, its contribution on the Gini coefficient was biggest, more than 95%. (5) The contribution of paddy to Gini coefficient tends to rise at first, then fall, and becomes flat at last. (6) Based on grain production in different cities and result of analysis on time variable regression, the province could be divided into four 黄国勤等: 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 0 引言 粮食是人类赖以生存的基本生活资料, 是一种具 有重要战略意义的特殊商品, 是国家安全战略的重要 组成部分[1] , 有着无可比拟的政治社会意义[2] .粮食问 题无论对于个人、 家庭、 国家或是全球都是焦点性问题[3] . 粮食安全问题不仅仅是总量上的满足, 还包含区域安 全和结构安全2个方面[4] .近年来, 学者们对中国粮食 生产的空间格局演变、 制度变化、 影响因素、 粮食供求 平衡、 粮食危机、 空间差异等方面进行了深入研究, 为 中国粮食生产和保障国家粮食安全提供了科学的指导[5] . 关于粮食的区域差异性分析, 大多数的研究是以全国, 以及流域或省域为单元的大尺度的研究, 虽然这些研 究能较好地反映国内粮食生产大格局的变化, 却难以 揭示区域内部粮食生产变化的异质性[6-7] .因此, 以省 内区域为研究单元的小尺度研究, 对了解省内粮食产 量区域差异, 及对全省粮食产量的影响具有重大的意 义.目前, 关于粮食产量市 (县) 域差异的研究已见报 道[5,7-10] , 但是关于江西省内区域粮食产量的差异性分 析还尚未见报道. 江西省是中国传统的农业大省, 是国内13个粮食 主产省之一, 水稻面积居全国第2, 同时江西省也是中 国十大粮食输出省之一, 江西的粮食生产在全国粮食 生产格局中占有重要地位.江西省平均每年输出粮食 80亿kg左右, 近几年达到100亿kg, 是建国以来2个从 未间断调出粮食的省份之一, 即使在 3 年困难时期也 没有间断向国家提供商品粮, 江西省的粮食生产对保 障国内粮食安全作出了重要贡献, 是确保国家粮食安 全的战略要地[11-12] . 因此, 对江西省内地域间粮食差异性进行研究, 探 讨省内地域间粮食差异程度, 以及这种差异的空间格 局分析, 具有重要意义.笔者在立足江西省粮食生产 的总体情况下, 利用江西省2000—2010年粮食生产的 相关资料, 以江西省各市为研究单位, 采用基尼系数和 泰尔指数对江西省各市间粮食生产的差异性进行了测 算, 分析了江西省市域间粮食生产的差异程度以及差 异性的变化趋势, 测算各市粮食产量比重与时间变量 的相关性, 分析各市粮食产量比重的空间格局差异. 这对了解江西各市粮食生产状况具有重要的理论意 义, 对提高各市粮食生产能力, 为今后有效地控制地域 间粮食生产差异的扩大, 稳定地域粮食安全提供一定 的理论参考, 对江西粮食的稳步提高和粮食的可持续 发展, 乃至保障全国的粮食安全, 维持供求平衡都具有 重大意义. 1 数据选取与来源 鉴于数据的可得性和数据的前后范围的一致性, 笔者研究的区间设定为2000—2010年, 以江西省11个 市为研究单位, 各市相关粮食生产的数据主要来自于 2001—2011年 《江西统计年鉴》 . 2 研究方法 2.1 粮食产量的市域差异分析 2.1.1 基尼系数(Gini coefficient)法 基尼系数是 20 世 纪初意大利经济学家基尼根据洛伦茨曲线提出的判断 分配平衡程度的指标, 也是世界上大多数国家广泛采 用的衡量居民收入不平等程度的指标[13] .如果将各市 的粮食产量等同于基尼系数中人口分组 (或家户) 的收 入, 则完全可以用基尼系数来计算各市域的粮食产量 差异, 从而反映各市域的粮食生产能力的差异性[14] . 笔者借鉴黄祖辉等[15] 关于浙江省农村居民收入差距的 计算方法, 具体计算公式如式(1). …………… (1) 当i=1时, ; 当i=n时, . 在计算基尼系数中, 根据粮食产量人均产量水平 对总样本进行由低到高的排序.其中, G是基尼系数, u是总样本的平均粮食产量, xi 是排在第 i个样本的人 均粮食产量, pi (或pj) 是第i (或第j) 个样本人口占总样 本人口的比重. 假设粮食产量 x 是由 k 个粮食作物产量组成, 即x=x1+x2+…+xk, 那么: 2) 其中, uk 是第k项粮食作物产量的平均值, Ck 是第 k 项粮食作物产量的集中率.Ck 的计算与 G 一样, 但 在计算 Ck 是粮食产量与人口份额是根据来那个是总 产量由低到高进行排序, 而不是根据第 k 项粮食产量 进行排序.集中率亦可看作分项基尼系数. 各个分项粮食产量对粮食总产量差距的贡献率水 districts, which was a very significantly increased district, significantly increased district, a very significantly decreased district, the proportion of stable district. Key words: Grain Production; Difference Among Cities; Spatial Pattern; Jiangxi Province · · 60 平(Rk)表示如式(3). 3) 2.1.2 泰尔指数 (Theil指数) 法 泰尔指数又称熵指数, 最初用于分析国家之间的收入差距, 其主要思想是国 家之间的收入差距总水平等于各个国家收入份额与人 口份额之比的对数的加权总和, 权数为各国的收入份 额.笔者采用熊友云等对国内粮食产量省区差距构造 的公式计算泰尔指数[16] , 公式如式(4). 4) 其中, Yi 是i市的粮食产量, Y是全省粮食产量, Ni 是i市的人口数, N 是全省人口数.T 值越小, 说明市 域间的差距越小, 反之, 则越大. 2.2 市域粮食产量差异变化的格局分析 对于省内市域间粮食产量差异变化的格局分析, 以时间为变量, 对市域粮食产量比重与时间变量进行 相关性分析和并进行线性回归. 2.3 数据的处理 文中的数据处理和图的制作采用 Excel 和SPSS 19.0软件进行分析. 3 结果与分析 3.1 江西省粮食产量的情况 3.1.1 2000—2010 年江西省粮食产量的总体情况2000—2010 年江西省粮食产量和粮食播种面积变化 情况如图1.由图1可见, 进入21世纪, 江西省粮食产 量具有一定的波动性.2000—2003 年粮食产量呈现 下降趋势, 粮食产量由 2000 年的 1614. 60 万t, 下降到 2003 年的 1450.30 万t, 粮食产量减少了 164.3 万t.之后, 粮食产量迅速增长, 2004年粮食产量达到1803.40万t, 比2003 年增加了 353.10 万t, 增长率达到 24.35%.之 后粮食产量呈现稳步增长的趋势, 但是增长的幅度较 弱, 趋势不明显.直到 2009 年, 江西省粮食产量实现 了 "六连增" , 粮食产量达到 2002.56 万t, 于2009 年首 次突破 2000 万t.由于受到自然灾害等因素的影响, 2010 年粮食产量较 2009 年有所下降.粮食年产量最 大年份 2009 年与粮食年产量最小年份 2003 年的粮食 年产量相差552.26万t. 2000—2010 年平均粮食产量为 1780.70 万t, 粮食 产量低于平均粮食产量的年份有 4 年, 占所有年份的 图1 2000—2010年江西省粮食产量和粮食播种面积变化情况 36.36%, 粮食产量高于平均粮食产量的年份有7年, 占 所有年份的63.64%. 2000—2010 年江西省粮食播种面积的总体变化 趋势与粮食产量的变化趋势相同, 即先下降后上升的 变化趋势.粮食播种面积的最小值出现在 2003 年(3051.1 千hm2 ), 最大值出现在 2010 年(3639.1 千hm2 ), 相差 588.0 千hm2 .2000—2003 年粮食播种面积迅速 减少, 减少了 270.90 千hm2 .2004 年较 2003 年粮食播 种面积迅速增加, 之后粮食播种面积总体呈现增长趋 势, 但是增长的趋势不明显. 3.1.2 2000—2010 年江西省稻谷产量情况 江西作为 南方农业产区, 其主要的粮食构成为稻谷, 由江西省稻 谷产量及占全省粮食产量比重 (表1) 可见, 2000— 2003年江西省稻谷产量呈现下降趋势, 2003—2009年 稻谷产量呈现稳步增长趋势, 2010年粮食产量有所下 降.这与粮食总产量的变化趋势呈现高度的一致性, 通过计算稻谷产量占全省粮食总产量的比重可以看 出, 稻谷产量占粮食产量的92%以上, 且稻谷在粮食产 · · 61 黄国勤等: 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 量中的比重整体呈上升趋势, 稻谷占粮食产量比重的 最大值出现在 2006 年, 达到 95.37%, 比重超过 95%的有4年, 分别为 2006、 2008、 2009、 2010 年; 比重超过 94%的有 3 年, 为2004、 2005 和2007 年; 比重超过 93% 的有3年, 为2001—2003年. 对2000—2010年早稻、 中稻及一季晚稻和二季晚 稻分别进行分析可得, 早稻和二季晚稻产量的变化呈 现先下降、 后增大的趋势, 与全省粮食产量和稻谷产量 变化趋势相同, 而中稻及一季晚稻产量的变化呈现先 增大后减小的趋势, 与全省粮食产量和稻谷产量变化 趋势相反.早稻产量在533.70万t~793.80万t之间, 中 稻及一季晚稻产量在2006.60万t~293.10万t之间.二 季晚稻产量在548.70万t~893.80万t之间.早稻、 中稻 及一季晚稻以及二季晚稻产量占全省粮食产量比重的 变化趋势基本上各季稻的产量变化趋势相同, 其中各 季稻的比重为二季晚稻>早稻>中稻及一季晚稻. 3.1.3 2000—2010年江西省各市粮食产量情况 2000— 2010年江西省各市粮食产量变化如图2.由图2可见, 2000—2010 年江西省 11 市的粮食产量变化趋势大致 相同, 基本上呈现先减小后增加的趋势.各市粮食播 种面积与粮食产量的变化总体趋势相同, 均在2000— 2003年呈现下降趋势, 然后逐渐呈现增长趋势.各市 的增长幅度不同. 对各市产量进行比较可以看出, 宜春市为江西省 第一产粮大市.2000—2010 年, 每年粮食产量均排 在第一位, 除了 2001—2003 年粮食产量低于 300 万t, 其余年份粮食产量均超过了 300 万t.吉安市、 上饶 市、 赣州市也为江西产粮大市, 除了2003年吉安市、 赣 州市的粮食产量为 199.07 万t和193.77 万t, 其他年份 粮食产量均超过 200 万t.而景德镇市、 萍乡市、 新余 市、 鹰潭市的粮食产量较小, 每年粮食产量在 40 万t~ 60万t之间.由此可见江西省各市间粮食产量的差异较大. 3.2 各市域间粮食产量的差异性分析 3.2.1 基于基尼系数的市域粮食产量的差异性 由式 年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 产量/万t 1491.90 1491.44 1451.00 1360.54 1711.90 1758.85 1808.67 1806.40 1862.13 1905.90 1858.30 比重/% 92.40 93.22 93.64 93.81 94.93 94.86 95.37 94.86 95.10 95.17 95.07 早稻 产量/万t 590.70 568.30 535.00 533.70 672.60 696.45 728.92 746.30 773.30 793.80 705.50 比重/% 36.58 35.52 34.53 36.80 37.30 37.57 38.43 39.19 39.49 39.64 36.09 中稻及一季晚稻 产量/万t 200.60 234.74 262.00 278.14 293.10 278.06 273.50 272.70 268.03 262.80 259.00 比重/% 12.42 14.67 16.91 19.18 16.25 15.00 14.42 14.32 13.69 13.12 13.25 二季晚稻 产量/万t 700.60 688.40 654.00 548.70 746.20 784.34 806.25 787.40 820.80 849.30 893.80 比重/% 43.39 43.03 42.21 37.83 41.38 42.31 42.51 41.35 41.92 42.41 45.73 表1 2000—2010年江西省稻谷产量及占全省粮食产量的比重变化 · · 62 · · 63 黄国勤等: 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 (1)计算得到以人口为权重的江西省市域间粮食产量 的基尼系数 (表2) , 由表 2 可见, 2000—2010 年江西省 市域间粮食产量的基尼系数总体呈现增大的趋势, 说 明江西省各市域粮食产量的差距呈现扩大趋势.其中, 基尼系数最小的年份为 2001 年, 基尼系数为 0.1513; 基尼系数最大的年份为 2008 年, 基尼系数为 0.1873, 两者基尼系数相差 0.036.2001 年、 2004 年、 2009年的基尼系数较前一年略微有所下降, 分别下降 0.0024、 0.0010、 0.0017. 根据式(3)计算江西粮食的主要构成部分——稻谷(早稻、 中稻和一季晚稻以及二季晚稻) 以及其他 (包 括豆类、 薯类和小麦等) 对江西省市域粮食产量基尼系 数的贡献率 (表3) , 由表 3 可见, 稻谷是基尼系数的贡 献作用较大, 贡献率超过95%. 稻谷对基尼系数的贡献率总体呈现增大—减小— 变化平缓的趋势, 峰值出现在 2006 年, 其中 2000— 2006年为增大阶段, 稻谷对基尼系数的贡献率由2000 年的 95.19%, 增长到 2006 年98.92%, 增长了 3.73%. 2006—2008 年稻谷对基尼系数的贡献率呈现下降趋 势 (下降 1.88%) , 2008—2010 年稻谷对基尼系数的贡 图2 2000—2010年江西各市粮食产量和耕地面积变化 指标 基尼系数 2000年0.1537 2001年0.1513 2002年0.1578 2003年0.1660 2004年0.1650 2005年0.1728 2006年0.1743 2007年0.1814 2008年0.1873 2009年0.1856 2010年0.1860 作物 稻谷 其他 2000年95.19 4.81 2001年96.77 3.23 2002年95.98 4.02 2003年96.95 3.05 2004年97.26 2.74 2005年98.55 1.45 2006年98.92 1.08 2007年98.45 1.55 2008年97.04 2.96 2009年96.86 3.14 2010年97.15 2.85 表2 2000—2010年江西省市域粮食产量的基尼系数 表3 稻谷对基尼系数的贡献率 % · · 64 献率呈现平缓的变化趋势, 3 年的贡献率分别为 97.04%、 96.86%、 97.15%. 3.2.2 基于泰尔指数的市域粮食产量的差异性 由式 (4)计算得到以人口为权重的江西省市域间粮食产量 的泰尔指数 (表4) , 由表 4 可见, 2000—2010 年江西省 市域间粮食产量的泰尔指数总体呈现增大的趋势.说 明江西省各市域粮食产量的差距呈现扩大趋势, 其中, 泰尔指数最小的年份为 2001 年, 泰尔指数为 0.0365; 泰尔指数最大的年份为 2008 年, 泰尔指数为 0.0556, 两者泰尔指数相差 0.0191.2001、 2009 年的泰尔指数 较前一年略微有所下降, 分别下降0.0012、 0.0008.说明2001、 2009年各市域粮食产量差距较上一年有所减 小, 但是减小的程度较小. 3.2.3 基尼系数和泰尔指数的综合分析 通过对基尼系 数和泰尔指数的计算分析可以看出, 基尼系数和泰尔 指数总体上呈现增大的趋势, 表明江西省各市域间粮 食产量的差距呈现扩大趋势.其中基尼系数和泰尔指 数的最小值和最大值均分别出现在2001年和2008年, 说明2001年江西省粮食产量市域间差异程度最小, 而2008年市域间差异程度最大. 通过对基尼系数和泰尔指数与时间t进行线性回 归分析, 得到基尼系数关于时间 t 的线性回归结果为 G=0.0039(t-1999)+0.1477, 相关系数为 0.949; 泰尔指 数关于时间t的线性回归结果为T=0.0021 (t-1999)+0.0341, 相关系数为0.956.从相关系数看, 以 时间为变量, 对基尼系数和泰尔指数线性拟合的拟合 度较高, 能较好的反映基尼系数和泰尔指数随时间的 变化.用基尼系数和泰尔指数衡量市域粮食差异程 度, 随着参照变量时间t每增加一年, 基尼系数和泰尔 指数分别增加0.0039和0.0021.而基尼系数和泰尔指 数之间的相关性高达 0.9986, 因此可以看出基尼系数 和泰尔指数在对江西粮食产量市域差异进行分析的结 果存在高度的一致性. 3.3 江西省粮食产量的市域差异的格局特征 粮食产量区域差异程度的持续扩大趋势是长期以 来区域内粮食产区产量时空变化的结果[16] , 为进一步 明确江西省粮食产量在市域间的时空变化特征, 测算 了各市 2000—2010 年粮食产量占全省比重与时间变 量之间的Person简单相关系数, 并进行了线性回归 (表5) , 由表5可见, 根据回归结果可将各市粮食产量占全 省比重划分为4个类型. 3.3.1 极显著上升区 南昌市、 九江市、 吉安市、 抚州市、 上饶市.这5市粮食产量占全省比重呈现极显著增加 趋势, 各市粮食产量占全省的比重与时间的相关系数 均大于 0.80, 吉安市的相关系数最大为 0.947, 其次为 南昌市, 相关系数为 0.902, 然后分别是九江市、 抚州 市、 上饶市.回归系数各市之间相差较大, 排序为吉安 市>抚州市>南昌市>九江市>上饶市, 各市粮食产量占 全省的比重与时间均达到极显著(P<0.01).这5市粮 食产量占全省粮食产量比重由 2000 年的 56.13%上升 到了2010年的67.13%, 上升了11.23%. 3.3.2 显著上升区 景德镇市、 新余市.这2市粮食产量 占全省比重呈现显著增加趋势, 2市粮食产量占全省的 比重与时间的相关系数分别为0.725和0.640, 线性回归 的回归系数分别为0.021和0.020.各市粮食产量占全 省的比重与时间均达到显著(0.01
0.05), 其中鹰潭市的回归系数为 0.010, 宜春市的回归 系数为0.089. 4 结论 通过基尼系数和泰尔指数测算江西省各市域间粮 食产量差异性, 得到结论如下: (1) 2000—2010年江西 省各市域间粮食产量的基尼系数关于时间t的线性回 归结果为G=0.0039(t-1999) + 0.1477, 相关系数为0.949; 泰尔指数关于时间 t 的线性回归结果为 T= 0.0021(t-1999)+0.0341, 相关系数为 0.956.基尼系数 和泰尔指数与时间变量t的线性拟合度较高.基尼系 数和泰尔指数之间的相关性高达 0.9986, 表明基尼系 数和泰尔指数在衡量江西各市粮食产量差异程度方面 存在高度的一致性. (2) 基尼系数和泰尔指数总体均呈 现增大的趋势, 但是增幅较弱, 表明 2000—2010 年江 西省各市域间粮食产量的差异性程度在逐渐增大, 但 是市域间粮食产量差异程度增大的幅度较弱. (3) 稻谷 产量占江西省粮食产量的 92%以上, 对基尼系数的贡 献率最大, 超过 95%.稻谷对基尼系数的贡献率整体 呈现先上升后下降, 较平缓的变化趋势. (4) 根据粮食 产量占全省比重与时间变量之间的线性回归结果可将 各市粮食产量占全省比重划分为以下类型: 极显著上 升区 (南昌市、 九江市、 吉安市、 抚州市、 上饶市) 、 显著 上升区 (景德镇市、 新余市) 、 极显著下降区 (萍乡市、 赣 州市) 、 比重稳定区 (鹰潭市、 宜春市) . 5 讨论 粮食是一种重要的战略资源, 粮食问题一直是人 们关注的全球性问题.1974 年11 月在第 1 次世界粮 食产量首脑会议上粮农组织提出 "粮食安全" 的概念, 2001 年9月, 在德国波恩召开的世界粮食大会又提出 了持续粮食安全的概念, 把可持续发展战略引入到粮 食安全概念之中[7] .目前, 粮食产量的研究已广泛受 到研究学者的关注, 并作了大量的研究, 也取得了丰硕 的成果.但是, 多数的研究集中在不同区域层次研究 粮食产量的波动特性、 波动原因等粮食产量波动情况[17] . 关于区域粮食产量的差异性, 所见报道中多数是以全 国, 以及流域或省域为单元的大尺度的研究, 以揭示和 反映国内粮食生产大格局的变化.而以省内区域为研 究单元的小尺度研究, 了解和揭示区域内部粮食生产 差异性的研究较少有报道.同时, 衡量地域差异性的 指标也相对较多, 不同的研究者采用了不同的指标进 行测算.笔者的研究引入衡量收入和分配公平性的基 尼系数和泰尔指数, 关于使用泰尔指数衡量区域粮食 差异的研究已有报道, 但是使用基尼系数衡量区域粮 食差异的研究尚未见报道.本研究结果显示, 基尼系 数和泰尔指数在反映江西省粮食产量的市域差异程度 方面具有一致性, 但在其他区域的粮食产量差异性研 究中是否能够得到相同的结果, 还有待进一步研究. 同时研究结果显示, 市域粮食产量的差异性有扩大的 趋势, 这不利于江西省粮食生产和可持续发展.已有 研究结果表明, 江西省粮食生产面临着农民积极性不 高、 政府抓粮食生产的动力不大、 粮食生产的制约因素 增多、 粮食产业化水平低的主要困境[18] .如2003 年, 全省遭受特大旱灾, 部分地区遭受洪涝灾害, 全省粮食 播种面积、 单产和总产下降, 2004年以来, 中央和省出 台了一系列促进粮食生产、 农民增收的政策措施, 极大 地激发了广大农民的种粮积极性[19] , 使粮食产量大幅 提高.影响粮食产量因素的因素很多, 同时各市的自 然条件等实际情况有所差异, 因此在粮食生产上各市 应根据各市粮食产量占全省粮食产量比重类型 (极显 著上升、 显著上升、 极显著下降、 比重稳定) 、 自然条件 等实际情况, 了解影响粮食生产的实际因素, 采取适当 的措施, 加强粮食生产.关于影响各市粮食生产的制 约因素, 还有待进一步的研究. 参考文献 [1] 顾莉丽,郭庆海.东北地区粮食产量波动研究[J].中国统计,2009(9): 17-19. 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www.caaj.org 农学学报 2012,2(11):59-67 Journal of Agriculture 基金项目: 国家科技支撑计划课题专题 "江南丘陵区双季稻田周年多作复合共生种植技术研究与示范" (2007BAD89B18-03). 第一作者简介: 黄国勤, 男, 1962年出生, 江西余江人, 教授, 博士生导师, 农学博士后, 研究方向: 耕作制度与农业生态.通信地址: 330045 江西南昌 市经济技术开发区志敏大道1225号 江西农业大学生态科学研究中心, Tel: 0791-83828143, E-mail: hgqjxnc@sina.com. 收稿日期: 2012-07-02, 修回日期: 2012-08-21. 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 黄国勤1,2 , 刘顺2 (1 教育部/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室, 南昌 330045; 2 江西农业大学 生态科学研究中心, 南昌 330045) 摘要: 根据2000—2010年江西省及各市粮食统计资料, 引入基尼系数和泰尔指数对江西省粮食产 量的市域差异程度进行测算, 并计算各市粮食比重与时间变量的相关性, 分析省内粮食产量差异 的变化格局.研究结果显示: (1) 2000—2010年粮食产量呈现减小—增大的波动趋势, 产量增长幅 度较弱; 粮食播种面积的变化趋势与粮食产量的变化趋势一致. (2) 基尼系数和泰尔指数在反映江 西省粮食产量市域差异的程度方面存在高度的一致性, 基尼系数和泰尔指数与时间变量的线性回 归结果分别为: G=0.0039(t-1999)+0.1477 和T=0.0021(t-1999)+0.0341, 相关系数为 0.949 和0.956. (3) 江西省粮食产量市域差异呈现扩大的趋势. (4) 江西省主要粮食作物种类稻谷对基尼系数的贡 献率最大, 超过 95%. (5) 稻谷对基尼系数的贡献率整体呈现先上升后下降, 较平缓的变化趋势. (6) 通过对粮食产量占全省比重与时间变量的线性回归结果可将各市粮食产量占全省比重划分为 极显著上升区、 显著上升区、 极显著下降区、 比重稳定区的空间格局. 关键词: 粮食产量; 市域差异; 空间格局; 江西省 中图分类号: F304.5 文献标志码: A 论文编号: 2012-0270 Analysis on Spatial Pattern of Grain Production and Difference Among Cities in Jiangxi Province Huang Guoqin1,2 , Liu Shun2 (1 Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Jiangxi Province/Ministry of Education, Nanchang 330045, Jiangxi, China; 2 Research Center on Ecological Sciences, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China) Abstract: In this paper, the difference of grain production among cites was calculated by adopting Gini coefficient and Theil index, methods of correlative analysis were adopted to calculate the correlations between grain production and time variable to analysis change pattern of grain production difference among cities, based on grain production statistical date of Jiangxi Province from 2000 to 2010. The results showed that: (1) the trend of grain production showed reduce-increase, the production growth rate was weak, the trend of total sown areas of grain crops'change was similar to grain production. (2) There was a good consistence between Gini coefficient and Theil index in reflecting the degree of the difference of grain production among cities in Jiangxi Province, the linear regression results about Gini coefficient and Theil index with time variable were as followes: G=0.0039(t-1999) + 0.1477 and T=0.0021 (t-1999)+0.0341, the correlation coefficient was 0.949 and 0.956. (3) The tendency of difference of grain production among cities in Jiangxi Province presented expansion trend. (4) Paddy, as major grain crop, its contribution on the Gini coefficient was biggest, more than 95%. (5) The contribution of paddy to Gini coefficient tends to rise at first, then fall, and becomes flat at last. (6) Based on grain production in different cities and result of analysis on time variable regression, the province could be divided into four 黄国勤等: 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 0 引言 粮食是人类赖以生存的基本生活资料, 是一种具 有重要战略意义的特殊商品, 是国家安全战略的重要 组成部分[1] , 有着无可比拟的政治社会意义[2] .粮食问 题无论对于个人、 家庭、 国家或是全球都是焦点性问题[3] . 粮食安全问题不仅仅是总量上的满足, 还包含区域安 全和结构安全2个方面[4] .近年来, 学者们对中国粮食 生产的空间格局演变、 制度变化、 影响因素、 粮食供求 平衡、 粮食危机、 空间差异等方面进行了深入研究, 为 中国粮食生产和保障国家粮食安全提供了科学的指导[5] . 关于粮食的区域差异性分析, 大多数的研究是以全国, 以及流域或省域为单元的大尺度的研究, 虽然这些研 究能较好地反映国内粮食生产大格局的变化, 却难以 揭示区域内部粮食生产变化的异质性[6-7] .因此, 以省 内区域为研究单元的小尺度研究, 对了解省内粮食产 量区域差异, 及对全省粮食产量的影响具有重大的意 义.目前, 关于粮食产量市 (县) 域差异的研究已见报 道[5,7-10] , 但是关于江西省内区域粮食产量的差异性分 析还尚未见报道. 江西省是中国传统的农业大省, 是国内13个粮食 主产省之一, 水稻面积居全国第2, 同时江西省也是中 国十大粮食输出省之一, 江西的粮食生产在全国粮食 生产格局中占有重要地位.江西省平均每年输出粮食 80亿kg左右, 近几年达到100亿kg, 是建国以来2个从 未间断调出粮食的省份之一, 即使在 3 年困难时期也 没有间断向国家提供商品粮, 江西省的粮食生产对保 障国内粮食安全作出了重要贡献, 是确保国家粮食安 全的战略要地[11-12] . 因此, 对江西省内地域间粮食差异性进行研究, 探 讨省内地域间粮食差异程度, 以及这种差异的空间格 局分析, 具有重要意义.笔者在立足江西省粮食生产 的总体情况下, 利用江西省2000—2010年粮食生产的 相关资料, 以江西省各市为研究单位, 采用基尼系数和 泰尔指数对江西省各市间粮食生产的差异性进行了测 算, 分析了江西省市域间粮食生产的差异程度以及差 异性的变化趋势, 测算各市粮食产量比重与时间变量 的相关性, 分析各市粮食产量比重的空间格局差异. 这对了解江西各市粮食生产状况具有重要的理论意 义, 对提高各市粮食生产能力, 为今后有效地控制地域 间粮食生产差异的扩大, 稳定地域粮食安全提供一定 的理论参考, 对江西粮食的稳步提高和粮食的可持续 发展, 乃至保障全国的粮食安全, 维持供求平衡都具有 重大意义. 1 数据选取与来源 鉴于数据的可得性和数据的前后范围的一致性, 笔者研究的区间设定为2000—2010年, 以江西省11个 市为研究单位, 各市相关粮食生产的数据主要来自于 2001—2011年 《江西统计年鉴》 . 2 研究方法 2.1 粮食产量的市域差异分析 2.1.1 基尼系数(Gini coefficient)法 基尼系数是 20 世 纪初意大利经济学家基尼根据洛伦茨曲线提出的判断 分配平衡程度的指标, 也是世界上大多数国家广泛采 用的衡量居民收入不平等程度的指标[13] .如果将各市 的粮食产量等同于基尼系数中人口分组 (或家户) 的收 入, 则完全可以用基尼系数来计算各市域的粮食产量 差异, 从而反映各市域的粮食生产能力的差异性[14] . 笔者借鉴黄祖辉等[15] 关于浙江省农村居民收入差距的 计算方法, 具体计算公式如式(1). …………… (1) 当i=1时, ; 当i=n时, . 在计算基尼系数中, 根据粮食产量人均产量水平 对总样本进行由低到高的排序.其中, G是基尼系数, u是总样本的平均粮食产量, xi 是排在第 i个样本的人 均粮食产量, pi (或pj) 是第i (或第j) 个样本人口占总样 本人口的比重. 假设粮食产量 x 是由 k 个粮食作物产量组成, 即x=x1+x2+…+xk, 那么: 2) 其中, uk 是第k项粮食作物产量的平均值, Ck 是第 k 项粮食作物产量的集中率.Ck 的计算与 G 一样, 但 在计算 Ck 是粮食产量与人口份额是根据来那个是总 产量由低到高进行排序, 而不是根据第 k 项粮食产量 进行排序.集中率亦可看作分项基尼系数. 各个分项粮食产量对粮食总产量差距的贡献率水 districts, which was a very significantly increased district, significantly increased district, a very significantly decreased district, the proportion of stable district. Key words: Grain Production; Difference Among Cities; Spatial Pattern; Jiangxi Province · · 60 平(Rk)表示如式(3). 3) 2.1.2 泰尔指数 (Theil指数) 法 泰尔指数又称熵指数, 最初用于分析国家之间的收入差距, 其主要思想是国 家之间的收入差距总水平等于各个国家收入份额与人 口份额之比的对数的加权总和, 权数为各国的收入份 额.笔者采用熊友云等对国内粮食产量省区差距构造 的公式计算泰尔指数[16] , 公式如式(4). 4) 其中, Yi 是i市的粮食产量, Y是全省粮食产量, Ni 是i市的人口数, N 是全省人口数.T 值越小, 说明市 域间的差距越小, 反之, 则越大. 2.2 市域粮食产量差异变化的格局分析 对于省内市域间粮食产量差异变化的格局分析, 以时间为变量, 对市域粮食产量比重与时间变量进行 相关性分析和并进行线性回归. 2.3 数据的处理 文中的数据处理和图的制作采用 Excel 和SPSS 19.0软件进行分析. 3 结果与分析 3.1 江西省粮食产量的情况 3.1.1 2000—2010 年江西省粮食产量的总体情况2000—2010 年江西省粮食产量和粮食播种面积变化 情况如图1.由图1可见, 进入21世纪, 江西省粮食产 量具有一定的波动性.2000—2003 年粮食产量呈现 下降趋势, 粮食产量由 2000 年的 1614. 60 万t, 下降到 2003 年的 1450.30 万t, 粮食产量减少了 164.3 万t.之后, 粮食产量迅速增长, 2004年粮食产量达到1803.40万t, 比2003 年增加了 353.10 万t, 增长率达到 24.35%.之 后粮食产量呈现稳步增长的趋势, 但是增长的幅度较 弱, 趋势不明显.直到 2009 年, 江西省粮食产量实现 了 "六连增" , 粮食产量达到 2002.56 万t, 于2009 年首 次突破 2000 万t.由于受到自然灾害等因素的影响, 2010 年粮食产量较 2009 年有所下降.粮食年产量最 大年份 2009 年与粮食年产量最小年份 2003 年的粮食 年产量相差552.26万t. 2000—2010 年平均粮食产量为 1780.70 万t, 粮食 产量低于平均粮食产量的年份有 4 年, 占所有年份的 图1 2000—2010年江西省粮食产量和粮食播种面积变化情况 36.36%, 粮食产量高于平均粮食产量的年份有7年, 占 所有年份的63.64%. 2000—2010 年江西省粮食播种面积的总体变化 趋势与粮食产量的变化趋势相同, 即先下降后上升的 变化趋势.粮食播种面积的最小值出现在 2003 年(3051.1 千hm2 ), 最大值出现在 2010 年(3639.1 千hm2 ), 相差 588.0 千hm2 .2000—2003 年粮食播种面积迅速 减少, 减少了 270.90 千hm2 .2004 年较 2003 年粮食播 种面积迅速增加, 之后粮食播种面积总体呈现增长趋 势, 但是增长的趋势不明显. 3.1.2 2000—2010 年江西省稻谷产量情况 江西作为 南方农业产区, 其主要的粮食构成为稻谷, 由江西省稻 谷产量及占全省粮食产量比重 (表1) 可见, 2000— 2003年江西省稻谷产量呈现下降趋势, 2003—2009年 稻谷产量呈现稳步增长趋势, 2010年粮食产量有所下 降.这与粮食总产量的变化趋势呈现高度的一致性, 通过计算稻谷产量占全省粮食总产量的比重可以看 出, 稻谷产量占粮食产量的92%以上, 且稻谷在粮食产 · · 61 黄国勤等: 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 量中的比重整体呈上升趋势, 稻谷占粮食产量比重的 最大值出现在 2006 年, 达到 95.37%, 比重超过 95%的有4年, 分别为 2006、 2008、 2009、 2010 年; 比重超过 94%的有 3 年, 为2004、 2005 和2007 年; 比重超过 93% 的有3年, 为2001—2003年. 对2000—2010年早稻、 中稻及一季晚稻和二季晚 稻分别进行分析可得, 早稻和二季晚稻产量的变化呈 现先下降、 后增大的趋势, 与全省粮食产量和稻谷产量 变化趋势相同, 而中稻及一季晚稻产量的变化呈现先 增大后减小的趋势, 与全省粮食产量和稻谷产量变化 趋势相反.早稻产量在533.70万t~793.80万t之间, 中 稻及一季晚稻产量在2006.60万t~293.10万t之间.二 季晚稻产量在548.70万t~893.80万t之间.早稻、 中稻 及一季晚稻以及二季晚稻产量占全省粮食产量比重的 变化趋势基本上各季稻的产量变化趋势相同, 其中各 季稻的比重为二季晚稻>早稻>中稻及一季晚稻. 3.1.3 2000—2010年江西省各市粮食产量情况 2000— 2010年江西省各市粮食产量变化如图2.由图2可见, 2000—2010 年江西省 11 市的粮食产量变化趋势大致 相同, 基本上呈现先减小后增加的趋势.各市粮食播 种面积与粮食产量的变化总体趋势相同, 均在2000— 2003年呈现下降趋势, 然后逐渐呈现增长趋势.各市 的增长幅度不同. 对各市产量进行比较可以看出, 宜春市为江西省 第一产粮大市.2000—2010 年, 每年粮食产量均排 在第一位, 除了 2001—2003 年粮食产量低于 300 万t, 其余年份粮食产量均超过了 300 万t.吉安市、 上饶 市、 赣州市也为江西产粮大市, 除了2003年吉安市、 赣 州市的粮食产量为 199.07 万t和193.77 万t, 其他年份 粮食产量均超过 200 万t.而景德镇市、 萍乡市、 新余 市、 鹰潭市的粮食产量较小, 每年粮食产量在 40 万t~ 60万t之间.由此可见江西省各市间粮食产量的差异较大. 3.2 各市域间粮食产量的差异性分析 3.2.1 基于基尼系数的市域粮食产量的差异性 由式 年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 产量/万t 1491.90 1491.44 1451.00 1360.54 1711.90 1758.85 1808.67 1806.40 1862.13 1905.90 1858.30 比重/% 92.40 93.22 93.64 93.81 94.93 94.86 95.37 94.86 95.10 95.17 95.07 早稻 产量/万t 590.70 568.30 535.00 533.70 672.60 696.45 728.92 746.30 773.30 793.80 705.50 比重/% 36.58 35.52 34.53 36.80 37.30 37.57 38.43 39.19 39.49 39.64 36.09 中稻及一季晚稻 产量/万t 200.60 234.74 262.00 278.14 293.10 278.06 273.50 272.70 268.03 262.80 259.00 比重/% 12.42 14.67 16.91 19.18 16.25 15.00 14.42 14.32 13.69 13.12 13.25 二季晚稻 产量/万t 700.60 688.40 654.00 548.70 746.20 784.34 806.25 787.40 820.80 849.30 893.80 比重/% 43.39 43.03 42.21 37.83 41.38 42.31 42.51 41.35 41.92 42.41 45.73 表1 2000—2010年江西省稻谷产量及占全省粮食产量的比重变化 · · 62 · · 63 黄国勤等: 江西省粮食产量市域差异性及空间格局分析 (1)计算得到以人口为权重的江西省市域间粮食产量 的基尼系数 (表2) , 由表 2 可见, 2000—2010 年江西省 市域间粮食产量的基尼系数总体呈现增大的趋势, 说 明江西省各市域粮食产量的差距呈现扩大趋势.其中, 基尼系数最小的年份为 2001 年, 基尼系数为 0.1513; 基尼系数最大的年份为 2008 年, 基尼系数为 0.1873, 两者基尼系数相差 0.036.2001 年、 2004 年、 2009年的基尼系数较前一年略微有所下降, 分别下降 0.0024、 0.0010、 0.0017. 根据式(3)计算江西粮食的主要构成部分——稻谷(早稻、 中稻和一季晚稻以及二季晚稻) 以及其他 (包 括豆类、 薯类和小麦等) 对江西省市域粮食产量基尼系 数的贡献率 (表3) , 由表 3 可见, 稻谷是基尼系数的贡 献作用较大, 贡献率超过95%. 稻谷对基尼系数的贡献率总体呈现增大—减小— 变化平缓的趋势, 峰值出现在 2006 年, 其中 2000— 2006年为增大阶段, 稻谷对基尼系数的贡献率由2000 年的 95.19%, 增长到 2006 年98.92%, 增长了 3.73%. 2006—2008 年稻谷对基尼系数的贡献率呈现下降趋 势 (下降 1.88%) , 2008—2010 年稻谷对基尼系数的贡 图2 2000—2010年江西各市粮食产量和耕地面积变化 指标 基尼系数 2000年0.1537 2001年0.1513 2002年0.1578 2003年0.1660 2004年0.1650 2005年0.1728 2006年0.1743 2007年0.1814 2008年0.1873 2009年0.1856 2010年0.1860 作物 稻谷 其他 2000年95.19 4.81 2001年96.77 3.23 2002年95.98 4.02 2003年96.95 3.05 2004年97.26 2.74 2005年98.55 1.45 2006年98.92 1.08 2007年98.45 1.55 2008年97.04 2.96 2009年96.86 3.14 2010年97.15 2.85 表2 2000—2010年江西省市域粮食产量的基尼系数 表3 稻谷对基尼系数的贡献率 % · · 64 献率呈现平缓的变化趋势, 3 年的贡献率分别为 97.04%、 96.86%、 97.15%. 3.2.2 基于泰尔指数的市域粮食产量的差异性 由式 (4)计算得到以人口为权重的江西省市域间粮食产量 的泰尔指数 (表4) , 由表 4 可见, 2000—2010 年江西省 市域间粮食产量的泰尔指数总体呈现增大的趋势.说 明江西省各市域粮食产量的差距呈现扩大趋势, 其中, 泰尔指数最小的年份为 2001 年, 泰尔指数为 0.0365; 泰尔指数最大的年份为 2008 年, 泰尔指数为 0.0556, 两者泰尔指数相差 0.0191.2001、 2009 年的泰尔指数 较前一年略微有所下降, 分别下降0.0012、 0.0008.说明2001、 2009年各市域粮食产量差距较上一年有所减 小, 但是减小的程度较小. 3.2.3 基尼系数和泰尔指数的综合分析 通过对基尼系 数和泰尔指数的计算分析可以看出, 基尼系数和泰尔 指数总体上呈现增大的趋势, 表明江西省各市域间粮 食产量的差距呈现扩大趋势.其中基尼系数和泰尔指 数的最小值和最大值均分别出现在2001年和2008年, 说明2001年江西省粮食产量市域间差异程度最小, 而2008年市域间差异程度最大. 通过对基尼系数和泰尔指数与时间t进行线性回 归分析, 得到基尼系数关于时间 t 的线性回归结果为 G=0.0039(t-1999)+0.1477, 相关系数为 0.949; 泰尔指 数关于时间t的线性回归结果为T=0.0021 (t-1999)+0.0341, 相关系数为0.956.从相关系数看, 以 时间为变量, 对基尼系数和泰尔指数线性拟合的拟合 度较高, 能较好的反映基尼系数和泰尔指数随时间的 变化.用基尼系数和泰尔指数衡量市域粮食差异程 度, 随着参照变量时间t每增加一年, 基尼系数和泰尔 指数分别增加0.0039和0.0021.而基尼系数和泰尔指 数之间的相关性高达 0.9986, 因此可以看出基尼系数 和泰尔指数在对江西粮食产量市域差异进行分析的结 果存在高度的一致性. 3.3 江西省粮食产量的市域差异的格局特征 粮食产量区域差异程度的持续扩大趋势是长期以 来区域内粮食产区产量时空变化的结果[16] , 为进一步 明确江西省粮食产量在市域间的时空变化特征, 测算 了各市 2000—2010 年粮食产量占全省比重与时间变 量之间的Person简单相关系数, 并进行了线性回归 (表5) , 由表5可见, 根据回归结果可将各市粮食产量占全 省比重划分为4个类型. 3.3.1 极显著上升区 南昌市、 九江市、 吉安市、 抚州市、 上饶市.这5市粮食产量占全省比重呈现极显著增加 趋势, 各市粮食产量占全省的比重与时间的相关系数 均大于 0.80, 吉安市的相关系数最大为 0.947, 其次为 南昌市, 相关系数为 0.902, 然后分别是九江市、 抚州 市、 上饶市.回归系数各市之间相差较大, 排序为吉安 市>抚州市>南昌市>九江市>上饶市, 各市粮食产量占 全省的比重与时间均达到极显著(P<0.01).这5市粮 食产量占全省粮食产量比重由 2000 年的 56.13%上升 到了2010年的67.13%, 上升了11.23%. 3.3.2 显著上升区 景德镇市、 新余市.这2市粮食产量 占全省比重呈现显著增加趋势, 2市粮食产量占全省的 比重与时间的相关系数分别为0.725和0.640, 线性回归 的回归系数分别为0.021和0.020.各市粮食产量占全 省的比重与时间均达到显著(0.01