湖北省糧食生產(chǎn)及其影響下的土地資源承載力格局

楊 倩, 李山勇, 孫 鋮, 邱麗娟, 林愛(ài)文

(1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢 430079; 2.武漢大學(xué) 教育部地理信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖北 武漢 430079)

湖北省糧食生產(chǎn)及其影響下的土地資源承載力格局

楊 倩1,2, 李山勇1,2, 孫 鋮1,2, 邱麗娟1,2, 林愛(ài)文1,2

(1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢 430079; 2.武漢大學(xué) 教育部地理信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖北 武漢 430079)

[目的] 為科學(xué)評(píng)估湖北省土地資源和人口可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)湖北省1949—2012年的糧食生產(chǎn)特征和土地資源承載力進(jìn)行分析。[方法] 通過(guò)引入糧食生產(chǎn)相對(duì)波動(dòng)指數(shù)、土地資源承載力模型和土地資源承載指數(shù)模型進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估。[結(jié)果] 研究期內(nèi)湖北省糧食生產(chǎn)呈周期性波動(dòng)特征，生產(chǎn)過(guò)程受自然災(zāi)害和政策影響顯著，平衡外界影響因素能力薄弱，容易出現(xiàn)起伏；人口增幅小于糧食產(chǎn)量增幅，人均糧食占有量呈4個(gè)明顯波動(dòng)周期；2012年湖北省土地資源承載力主要以人口超載、糧食短缺為主要特征。中部平原湖區(qū)耕地資源豐富，人糧關(guān)系協(xié)調(diào)，為糧食盈余區(qū)域；西部山區(qū)和東南部武漢城市圈耕地資源缺乏，人口壓力較大，糧食短缺，為人口超載區(qū)域。[結(jié)論] 保護(hù)耕地，發(fā)展農(nóng)業(yè)科技，提高單產(chǎn)，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和穩(wěn)定糧食生產(chǎn)政策是切實(shí)保障湖北省農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要途徑。

糧食; 波動(dòng)周期; 土地資源承載力; 空間格局; 湖北省

穩(wěn)定和發(fā)展糧食生產(chǎn)對(duì)國(guó)家糧食安全和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。中國(guó)作為世界糧食生產(chǎn)大國(guó)和糧食消費(fèi)大國(guó)，立足于自給，依靠本國(guó)農(nóng)業(yè)資源生產(chǎn)出充分滿足人民生存和健康需要的糧食，保障糧食總量安全是國(guó)家安全的基本要求[1]。但是，中國(guó)國(guó)土面積幅員遼闊，地形復(fù)雜多樣，自然差異和交通運(yùn)輸?shù)南拗?，使得各地區(qū)糧食生產(chǎn)能力和糧食的配送面臨了諸多困難。因此，保障糧食安全，除保證糧食供求的總量平衡外，區(qū)域供求平衡才是國(guó)家糧食安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。從區(qū)域平衡的角度研究中國(guó)的糧食安全戰(zhàn)略，對(duì)于穩(wěn)定國(guó)內(nèi)糧食市場(chǎng)，提高糧食安全水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

湖北省是中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和糧食生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)，作為中部崛起的重要省份，湖北省的糧食生產(chǎn)對(duì)地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展以及國(guó)家的糧食安全具有重要意義，習(xí)總書(shū)記在湖北鄂州的調(diào)研中也特別強(qiáng)調(diào)：“糧食安全要靠自己”。目前，學(xué)者們從耕地與糧食生產(chǎn)關(guān)系[4]、糧食生產(chǎn)趨勢(shì)與安全預(yù)警[5-6]、驅(qū)動(dòng)因子[7-10]等角度對(duì)湖北省糧食安全生產(chǎn)進(jìn)行了不同尺度的深入研究和分析，但鮮有關(guān)于糧食生產(chǎn)空間格局的研究，也尚未對(duì)人糧關(guān)系下的糧食安全、土地承載狀況進(jìn)行分析和探討。因此，本文在對(duì)湖北省建國(guó)以來(lái)60 a的糧食生產(chǎn)長(zhǎng)時(shí)間系列特征進(jìn)行深入探討的基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建土地資源承載力模型和土地資源承載力指數(shù)模型，對(duì)湖北省分縣尺度的土地資源承載力空間格局現(xiàn)狀進(jìn)行比較分析，以期為湖北省糧食安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、湖北省糧油加工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的產(chǎn)業(yè)布局提供科學(xué)依據(jù)，并進(jìn)一步豐富土地承載力的研究成果。

1 研究區(qū)概況

湖北省地處中國(guó)中部、長(zhǎng)江中游、洞庭湖以北，介于北緯29°05′—33°20′和東經(jīng)108°21′—116°07′之間；北接河南省，東連安徽省，東南和南鄰江西、湖南兩省，西靠重慶市，西北與陜西省為鄰。東西長(zhǎng)約740 km，南北寬約470 km，面積1.89×105km2，占全國(guó)總面積的1.95%，居全國(guó)第13位。古語(yǔ)云：湖廣熟，天下足，作為中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，從古至今都擔(dān)負(fù)著糧食生產(chǎn)和輸出的重任。截止2012年底，全省總?cè)丝? 165萬(wàn)，人均糧食占有量為396 kg。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 糧食產(chǎn)量相對(duì)波動(dòng)指數(shù)

糧食產(chǎn)量的波動(dòng)變化代表著糧食生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律[11]。為更好地反映糧食產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定程度，本文選擇糧食產(chǎn)量相對(duì)波動(dòng)指數(shù)(FI)進(jìn)行測(cè)算。文中波動(dòng)周期的劃分，選用幅差標(biāo)準(zhǔn)原則，即以2個(gè)波谷年之間的循環(huán)為界限，從增長(zhǎng)率回升年開(kāi)始至增長(zhǎng)率下降至谷底為止，且波動(dòng)幅度大于5%時(shí)，為1個(gè)波動(dòng)周期。

(1)

2.2 土地資源承載力(LCC)模型

(2)

式中：LCC——土地資源承載力(人)；G——糧食總產(chǎn)量(kg)；Gpc——人均糧食消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(kg/人)。根據(jù)中國(guó)食物安全目標(biāo)(糧食部分)規(guī)定：基本小康社會(huì)人均糧食消費(fèi)391 kg、全面小康社會(huì)人均糧食消費(fèi)437 kg、向富裕階段過(guò)渡時(shí)期人均糧食消費(fèi)472 kg[1]，湖北省作為全國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，不僅要保證當(dāng)?shù)丶Z食的供給，還擔(dān)負(fù)著向外供應(yīng)的重任?；跔I(yíng)養(yǎng)要求和人糧平衡條件下糧食安全考慮，本文把人均糧食消費(fèi)437 kg作為湖北省糧食安全的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 土地資源承載指數(shù)(LCCI)模型

(3)

(4)

(5)

式中：LCCI——土地資源承載指數(shù)； LCC——土地資源承載力(人)；Pa——現(xiàn)實(shí)人口數(shù)量(人)；Rp——人口超載率；Rg——糧食盈余率。

當(dāng)LCCI<1時(shí)，表明區(qū)域糧食還有盈余，能承載人口數(shù)大于現(xiàn)有人口數(shù)；當(dāng)LCCI>1時(shí)，表明區(qū)域超載，現(xiàn)有人口數(shù)已超過(guò)能承載范圍；當(dāng)LCCI=1時(shí)，則表明區(qū)域人糧關(guān)系平衡，能承載人口數(shù)與現(xiàn)有人口數(shù)相等。因此，根據(jù)LCCI 的大小關(guān)系，可以將湖北省土地資源承載力供需狀態(tài)劃分為糧食盈余區(qū)、人糧平衡區(qū)和人口超載區(qū)3種類型?？紤]到“自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)”的復(fù)雜性以及發(fā)展性，對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目設(shè)定容差為0.125。即LCCI 介于0.875～1.125之間為人糧平衡區(qū)，LCCI 低于0.875和高于1.125則分別為糧食盈余區(qū)和人口超載區(qū)。隨后，分別根據(jù)盈余區(qū)、平衡區(qū)和超載區(qū)的LCCI，RP和Rg值范圍，將土地資源承載力供需狀況進(jìn)一步細(xì)分為8個(gè)級(jí)別[12]，具體分級(jí)詳見(jiàn)表1。

表1 基于LCCI指數(shù)的土地承載力分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

注：分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)[12]； 人均糧食占有量是基于文中所提議的湖北省糧食安全標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算所得。

2.4 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文應(yīng)用的糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、耕地面積數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《新中國(guó)六十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》(1949—2008年)，《湖北統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2014年)，《湖北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2014年)。

在對(duì)湖北省2012年分縣土地資源承載力進(jìn)行研究時(shí)，為避免短期內(nèi)干旱、洪澇等偶然性自然災(zāi)害因素帶來(lái)的糧食生產(chǎn)年際波動(dòng)所產(chǎn)生的影響，采用3 a為周期的移動(dòng)平移法對(duì)糧食總產(chǎn)量進(jìn)行處理，即采用2011，2012和2013年分縣糧食產(chǎn)量平均值來(lái)代替2011年產(chǎn)量數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于所涉研究期內(nèi)省行政區(qū)劃有變更，為保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性、評(píng)價(jià)單元間的可比性，本文對(duì)部分市州下轄的各區(qū)進(jìn)行了必要整合，最終形成80個(gè)縣(市)評(píng)價(jià)單元。

3 結(jié)果與分析

3.1 湖北省糧食生產(chǎn)呈周期性波動(dòng)特征，平衡外界影響因素能力薄弱

自1949年以來(lái)，湖北省的糧食生產(chǎn)呈周期性波動(dòng)趨勢(shì)，波動(dòng)周期2～10 a，長(zhǎng)短不一(圖1)。湖北省糧食生產(chǎn)根據(jù)總產(chǎn)量的變化，可大致分為以下幾個(gè)階段： (1) 穩(wěn)定增長(zhǎng)期(1949—1958年)。建國(guó)初期，全國(guó)實(shí)行土地改革，極大調(diào)動(dòng)了農(nóng)民的積極性。湖北省糧食產(chǎn)量由1949年時(shí)的年產(chǎn)量5.78×106t，經(jīng)約10 a的平穩(wěn)增長(zhǎng)，在1958年時(shí)達(dá)9.87×106t，共增加了70%； (2) 自然災(zāi)害期(1959—1961年)。受3 a自然災(zāi)害影響，湖北省的糧食產(chǎn)量迅速下降，1961年年產(chǎn)量為7.34×106t，為災(zāi)害時(shí)期內(nèi)最低值； (3) 徘徊增長(zhǎng)期(1962—1969年)。隨著自然災(zāi)害的結(jié)束，糧食產(chǎn)量逐漸進(jìn)入緩慢的徘徊增長(zhǎng)期，1963年湖北省糧食產(chǎn)量首次突破千萬(wàn)噸大關(guān)，為1.06×107t，但8 a中，糧食產(chǎn)量維持在1.0×107t左右；(4) 突破增長(zhǎng)期(1970—1979和1980—1997年)。此期間主要分為改革開(kāi)放前和改革開(kāi)放后。改革開(kāi)放前(1970—1979年)糧食產(chǎn)量由1970年的1.27×107t增長(zhǎng)到1979年的1.85×107t，共增加了45.78%；改革開(kāi)放后(1980—1997年)，隨著農(nóng)村改革的深入和家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的落實(shí)，極大地激發(fā)了農(nóng)民的生產(chǎn)積極性，糧食產(chǎn)量突破2.0×107t，由1980年的1.54×107t增長(zhǎng)到1997年的2.63×107t，共增加了71.46%；(5) 快速下降期(1998—2003年)。受國(guó)際國(guó)內(nèi)糧食市場(chǎng)價(jià)格下降等大背景影響，湖北省糧食產(chǎn)量逐年下跌，由1998年的2.48×107t減少為2003年的1.92×107t，共減少了22.4%；(6) 恢復(fù)增長(zhǎng)期(2004—2012年)。2004年起，中央明文要求恢復(fù)糧食生產(chǎn)，并連續(xù)9 a出臺(tái)“中央一號(hào)文件”，取消農(nóng)業(yè)稅，對(duì)種糧農(nóng)民實(shí)施直接補(bǔ)貼等扶持農(nóng)業(yè)建設(shè)的一系列新的政策措施陸續(xù)開(kāi)始實(shí)施。政策的實(shí)施強(qiáng)有力地調(diào)動(dòng)農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的積極性，湖北省糧食生產(chǎn)出現(xiàn)回升，實(shí)現(xiàn)了2006—2012年的7連增。由此可知，湖北省的糧食生產(chǎn)易受自然災(zāi)害和農(nóng)業(yè)政策等因素的影響，平衡外界影響因素能力薄弱。

圖1 1949-2012年湖北省糧食產(chǎn)量的波動(dòng)情況

根據(jù)1949—2012年時(shí)間系列資料，運(yùn)用SPSS 19.0軟件，得到糧食產(chǎn)量趨勢(shì)線擬合方程：

(5)

表2 湖北省糧食產(chǎn)量波動(dòng)的周期長(zhǎng)度和振幅

根據(jù)周期波動(dòng)理論和“谷—峰—谷”的形態(tài)特征，當(dāng)波動(dòng)幅差大于5%，且持續(xù)時(shí)間大于2或2 a以上作為一個(gè)完整的周期，可以將湖北省1949—2012年的年糧食波動(dòng)情況分為11個(gè)周期(表2)，其中有10個(gè)為完整周期。根據(jù)圖1和表1的分析結(jié)果，湖北省的糧食產(chǎn)量表現(xiàn)出以下波動(dòng)特征： (1) 屬于古典波動(dòng)。波動(dòng)的性質(zhì)有兩類，谷底為負(fù)的波動(dòng)稱作古典波動(dòng)，谷底為正的波動(dòng)稱為增長(zhǎng)型波動(dòng)。10個(gè)谷底中的年總量增長(zhǎng)率均為負(fù)，即總產(chǎn)的絕對(duì)水平較上年下降，因此符合古典波動(dòng)。(2) 波動(dòng)幅度較大，平均振幅18.03%，其中振幅大于30%的周期為：1954—1959年，振幅為31.43%；1993—2003年，振幅為39.02%。振幅超過(guò)5%的周期即屬于強(qiáng)波動(dòng)[13]，這說(shuō)明湖北省糧食產(chǎn)量容易出現(xiàn)大起大落的狀況。

3.2 人口增幅小于糧食增幅，人均糧食占有量經(jīng)歷了4個(gè)周期性變化

1949—2012年，湖北省總?cè)丝趶? 580.9萬(wàn)人增加到6 165.4萬(wàn)人，增幅為138.89%；而糧食產(chǎn)量從5.78×106t增長(zhǎng)到2.44×107t，增幅為322.31%。從整體上看，人口增幅小于糧食增幅。

研究期內(nèi)，湖北省人均糧食占有量由1949年的224 kg增長(zhǎng)為2012年的396.1 kg，主要經(jīng)歷了4個(gè)明顯的周期性變化(圖2)。1949—1969年，人均糧食占有量主要在220～350 kg徘徊，多年人均糧食占有量為285.4 kg，其中1965年達(dá)到最大值354.2 kg。1969年后，人均糧食占有量不再低于300 kg。其中，1970—1981年，人均糧食占有量主要在300～400 kg間，多年人均糧食占有量為351.8 kg；1982—1999年人均糧食占有量持續(xù)增長(zhǎng)，主要在400～460 kg間，多年人均糧食占有量為432.8 kg，1986年創(chuàng)下研究期內(nèi)最高值456.5 kg；2000—2012年，人均糧食占有量開(kāi)始下降，與1970—1981年人均糧食占有量相當(dāng)，主要在320～350 kg徘徊，多年人均糧食占有量為362.2 kg。

圖2 1949-2012年湖北省糧食總產(chǎn)量、 人口增長(zhǎng)及人均糧食占有量的變化

3.3 基于人糧關(guān)系的縣域土地資源承載力分析

根據(jù)土地資源承載力(LCC)和土地資源承載力指數(shù)(LCCI)模型，以縣域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元，對(duì)湖北省2012年的土地資源承載力進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估和分析。

湖北省土地資源承載力主要特征為人口超載、糧食短缺。全省約43%的縣域處于不同程度的糧食虧缺狀態(tài)，其中嚴(yán)重超載縣域?yàn)?3%，過(guò)載縣域?yàn)?0%，超載縣域?yàn)?1%；約31%縣域處于人糧關(guān)系基本平衡狀態(tài)，其中臨界超載縣域約15%，平衡有余縣域約16%；約26%的縣域處于糧食盈余狀態(tài)，其中富?？h域?yàn)?4%，盈余和富富有余縣域均為6%，超載縣域?yàn)?1%(附圖10)。

(1) 糧食盈余地區(qū)。主要表現(xiàn)為糧食盈余，糧食產(chǎn)量與人口數(shù)量協(xié)調(diào)，土地資源承載力處于富富有余、富裕和盈余狀態(tài)的區(qū)域。湖北省糧食盈余地區(qū)主要分布在湖北省中部的平原湖區(qū)，共包括當(dāng)陽(yáng)市、棗陽(yáng)市、宜城市、沙洋縣、京山縣、竹溪縣、江陵縣、監(jiān)利縣、洪湖市、枝江市、襄陽(yáng)市市轄區(qū)、老河口市、南漳縣、曾都區(qū)、鐘祥市、建始縣、公安縣、遠(yuǎn)安縣、安陸市、應(yīng)城市、咸豐縣21個(gè)縣(市)域，其人口、耕地面積分別約占全省總?cè)丝?、耕地總面積的27.14%和39.43%。其中，富富有余地區(qū)、富裕地區(qū)、盈余地區(qū)人口、耕地面積分別約占全省總?cè)丝?、耕地總面積的5.54%，16.83%，4.77%和9.77%，23.34%，6.32%。糧食盈余地區(qū)地勢(shì)平坦，資源稟賦較好，耕地比重遠(yuǎn)大于人口比重。

(2) 人糧平衡地區(qū)。主要表現(xiàn)為人口與糧食發(fā)展較為均衡，土地資源承載力處于平衡有余或臨界超載狀態(tài)的區(qū)域。湖北省的人糧平衡區(qū)域空間分布表現(xiàn)分散，主要包圍在東、西兩端人口超載區(qū)域四周的低山丘陵和崗地平原區(qū)，包括竹山縣、谷城縣、?？悼h、麻城市、浠水縣、蘄春縣、廣水市、大悟縣、漢川市、赤壁市、崇陽(yáng)縣、仙桃市、巴東縣、江夏區(qū)、團(tuán)風(fēng)縣、紅安縣、云夢(mèng)縣、松滋縣、五峰縣、武穴市、黃梅縣、孝昌縣、鶴峰縣、嘉魚(yú)縣、潛江市25個(gè)縣(市)域，人口、耕地面積分別約占全省總?cè)丝?、耕地總面積的28.99%和28.41%。其中，平衡有余地區(qū)、臨界超載地區(qū)的人口、耕地面積分別占全省總?cè)丝?、耕地總面積的16.78%，12.22%%和15.64%，12.78%。人糧平衡地區(qū)耕地比重與人口比重持平。

(3) 人口超載地區(qū)。主要表現(xiàn)為人糧關(guān)系矛盾突出，土地資源承載力超載、過(guò)載和嚴(yán)重超載狀態(tài)的區(qū)域。湖北省的人口超載區(qū)域主要分布在東南部都市區(qū)和西部的山區(qū)，共包括黃陂區(qū)、鄖西縣、羅田縣、英山縣、通城縣、荊門(mén)市市轄區(qū)、天門(mén)市、來(lái)鳳縣、宣恩縣、蔡甸區(qū)、新洲區(qū)、陽(yáng)新縣、鄖縣、房縣、石首市、興山縣、鄂州市、武漢市市轄區(qū)、黃石市市轄區(qū)、大冶市、十堰市市轄區(qū)、丹江口市、荊州市市轄區(qū)、宜昌市市轄區(qū)、宜都市、秭歸縣、長(zhǎng)陽(yáng)縣、黃岡市市轄區(qū)等34個(gè)縣(市)域，人口、耕地面積分別約占全省總?cè)丝?、耕地總面積的43.87%和32.36%。其中，超載地區(qū)、過(guò)載地區(qū)、嚴(yán)重超載地區(qū)的人口、耕地面積分別約占全省總?cè)丝?、耕地總面積的10.06%，8.92%，24.89%和9.67%，8.38%，14.31%。人口超載區(qū)受自然資源稟賦較差和都市人口聚居效應(yīng)的影響顯著，且隨著超載負(fù)荷的加深，耕地比重與人口比重的比率越小。

總體上看，湖北省土地資源承載力空間分布不均衡，受自然資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r影響顯著。人口超載的鄂東地區(qū)是湖北省產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)要素最密集地區(qū)，這里有全省最強(qiáng)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)體武漢城市圈，人口壓力過(guò)大；而鄂西地區(qū)多屬中、低山地，耕地資源稟賦較差。糧食盈余的鄂中地區(qū)低山、丘陵、平原皆有分布，但以平原湖區(qū)為主，耕地資源豐富，自然條件優(yōu)越，給糧食生產(chǎn)提供了得天獨(dú)厚的基礎(chǔ)。

3.4 糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展建議

通過(guò)該省整體水平研究發(fā)現(xiàn)，2012年該省糧食產(chǎn)量處于短缺狀態(tài)，短缺糧食3.42×106t，尚有782.84萬(wàn)人需要通過(guò)糧食外援緩解供需關(guān)系。作為全國(guó)重要的糧食主產(chǎn)區(qū)之一，湖北省短期內(nèi)可通過(guò)貿(mào)易、調(diào)配來(lái)滿足超載地區(qū)人口的糧食需求，但長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃應(yīng)立足于提高內(nèi)部糧食自給率、增強(qiáng)對(duì)國(guó)家糧食貢獻(xiàn)率來(lái)解決糧食短缺現(xiàn)狀。

要保障區(qū)域糧食安全，實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，全省范圍內(nèi)應(yīng)因地制宜地制定糧食生產(chǎn)指導(dǎo)規(guī)劃和目標(biāo)，通過(guò)保護(hù)耕地、發(fā)展農(nóng)業(yè)科技、提高作物單產(chǎn)、擴(kuò)大規(guī)模和穩(wěn)定政策等系列措施穩(wěn)定和支持糧食生產(chǎn)。對(duì)于鄂西山區(qū)而言，受地質(zhì)地貌影響，耕地資源有限，應(yīng)在重點(diǎn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，對(duì)具有耕地開(kāi)發(fā)條件的非耕地進(jìn)行適度開(kāi)發(fā)和復(fù)墾；對(duì)于東部武漢城市圈地區(qū)，隨著城市化進(jìn)程的加快，人口集聚效應(yīng)在短期內(nèi)很難出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，土地資源由于城市擴(kuò)張而越發(fā)短缺，且受經(jīng)濟(jì)效應(yīng)影響，糧食生產(chǎn)重視度逐漸下降，因此應(yīng)對(duì)該地區(qū)的基本農(nóng)田尤其是高產(chǎn)農(nóng)田實(shí)行重點(diǎn)保護(hù)、杜絕侵占，切實(shí)保護(hù)區(qū)域糧食種植，提高糧食生產(chǎn)能力；對(duì)于中部平原湖區(qū)，應(yīng)增加農(nóng)業(yè)技術(shù)投入，加快高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)，設(shè)立糧食主產(chǎn)區(qū)收入補(bǔ)償機(jī)制以調(diào)動(dòng)農(nóng)村糧食生產(chǎn)積極性，切實(shí)保障湖北省農(nóng)業(yè)穩(wěn)定，并為國(guó)家糧食安全做出貢獻(xiàn)。

4 結(jié) 論

(1) 1949—2012年湖北省糧食生產(chǎn)經(jīng)歷了穩(wěn)定增長(zhǎng)、自然災(zāi)害、徘徊增長(zhǎng)、突破增長(zhǎng)、快速下降和恢復(fù)增長(zhǎng)6個(gè)階段，呈周期性波動(dòng)趨勢(shì)，波動(dòng)周期2～10 a，長(zhǎng)短不一。研究期內(nèi)年糧食波動(dòng)情況分為11個(gè)周期，其中有10個(gè)完整周期，屬于典型的古典波動(dòng)；波動(dòng)幅度較大，平均振幅18.03%。糧食生產(chǎn)過(guò)程受自然災(zāi)害和政策影響顯著，平衡外界影響因素能力薄弱，容易出現(xiàn)大起大落現(xiàn)象。

(2) 研究期內(nèi)湖北省人口增幅為138.89%，糧食增幅為322.31%，人口增幅小于糧食增幅。人均糧食占有量波動(dòng)明顯，呈4個(gè)明顯波動(dòng)周期，對(duì)應(yīng)多年人均糧食占有量呈先增長(zhǎng)后逐漸減少趨勢(shì)，近10 a維持在360 kg/人左右，已低于國(guó)家長(zhǎng)期提議的400 kg安全標(biāo)準(zhǔn)。

(3) 2012年湖北省土地資源承載力主要以人口超載、糧食短缺為主要特征。全省約43%的縣域處于不同程度的糧食虧缺狀態(tài)，約31%縣域處于人糧關(guān)系基本平衡狀態(tài)，約26%的縣域處于糧食盈余狀態(tài)。區(qū)域自然資源稟賦和都市人口聚集效應(yīng)是湖北省土地資源空間分布不均衡的關(guān)鍵因素。中部平原湖區(qū)耕地資源豐富，人糧關(guān)系協(xié)調(diào)，為糧食盈余區(qū)域；西部山區(qū)和東部武漢城市圈人口壓力較大，糧食短缺，為人口超載區(qū)域。

(4) 因地制宜制定糧食生產(chǎn)指導(dǎo)規(guī)劃和目標(biāo)對(duì)于糧食安全生產(chǎn)至關(guān)重要。對(duì)資源型糧食短缺的鄂西山區(qū)應(yīng)在重點(diǎn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)做好新增耕地工作；人口負(fù)荷型糧食短缺的東部武漢城市圈應(yīng)切實(shí)保護(hù)基本耕地警戒線，提高糧食安全生產(chǎn)意識(shí)；糧食盈余的中部地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)，切實(shí)保障湖北省農(nóng)業(yè)穩(wěn)定，并為國(guó)家糧食安全做出貢獻(xiàn)。

(5) 需要指出的是：①由于數(shù)據(jù)獲取受限，本文僅從人糧關(guān)系的角度對(duì)全省分縣范圍內(nèi)的土地資源承載力進(jìn)行了分析探討，而對(duì)全省耕地利用狀況和特征未作詳細(xì)分析，這在一定程度上限制了對(duì)湖北省土地資源承載力的更深入了解；②本文討論的理論承載人口是從人均糧食占有量的安全值進(jìn)行考慮，僅屬于生存型糧食需求，隨著社會(huì)的發(fā)展和人類膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整，還應(yīng)考慮營(yíng)養(yǎng)型糧食需求和享受型糧食需求下土地資源承載力狀態(tài)，這在今后的研究中需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

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Characteristics of Grain Production and Spatial Pattern of Land Carrying Capacity in Hubei Province

YANG Qian1,2, LI Shanyong1,2, SUN Cheng1,2, QIU Lijuan1,2, LIN Aiwen1,2

(1.SchoolofResourceandEnvironmentScience,WuhanUniversity,Wuhan,Hubei430079,China; 2.KeyLaboratoryofGeographicInformationSystem,MinistryofEducation,WuhanUniversity,Wuhan,Hubei430079,China)

[Objective] The characteristics of grain production and land carrying capacity in Hubei Province from 1949 to 2012 were analyzed in order to provide theoretical support for decision-making and overall planning in land resources use and population sustainable development. [Methods] Relative fluctuation index, land resources carrying capacity(LCC) model and land resource carrying capacity index(LCCI) model were introduced to evaluate the grain production and the spatial pattern of land carrying capacity. [Results] (1) During 1949—2012, there were six stages in the development of annual grain production in Hubei Province. Grain production showed an upward tendency with periodic fluctuations caused by natural disasters and policy. (2) The growth rate in population was less than that in grain yields. Per capita grain showed four obvious fluctuation periods. (3) Food deficits and overpopulation remained primary characteristics of land carrying capacity in Hubei Province in 2012. The grain surplus areas were located in the middle part of Hubei Province, while the overpopulated areas were located in the western mountainous region and southeast of Wuhan urban circle. [Conclusion] Protecting arable land, developing science and technology, increasing yield per unit area, expanding the scale of production, and implementing sound policy is essential to the sustainable development of agriculture in Hubei Province.

grain production, cycle of fluctuation, land carrying capacity, spatial pattern, Hubei Province

2014-07-21

2014-08-06

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)干旱和水文干旱對(duì)氣象干旱的預(yù)警響應(yīng)模擬格局”(41301586)

楊倩(1984—),女(布依族),貴州省長(zhǎng)順縣人,博士研究生,研究方向?yàn)镚IS與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。 E-mail:yangqianhappy@163.com。

林愛(ài)文(1963—),男(漢族),湖北省羅田縣人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事區(qū)域發(fā)展與土地利用、資源環(huán)境遙感及GIS應(yīng)用等研究。 E-mail:awlin@263.net。

A

1000-288X(2015)05-0345-06

F062.1