基于LMDI的山東省糧食產(chǎn)量影響因素分解

喬秀杰 呂曉 張全景

摘要：為定量探尋不同因素對山東省糧食產(chǎn)量的影響，分析糧食產(chǎn)量波動的內(nèi)在原因，本文選用對數(shù)平均迪式分解指數(shù)（LMDI）模型，將山東省1994-2013年糧食產(chǎn)量變化原因分解為耕地面積、復(fù)種指數(shù)、糧作比例、糧食單產(chǎn)四個因素進行分析。結(jié)果表明：①近20年間山東省糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)波動式增加，且糧食單產(chǎn)的變化趨勢與糧食總產(chǎn)趨勢大致相符；②省級尺度上，耕地面積與糧作比例為抑制糧食增產(chǎn)的主要原因，糧食單產(chǎn)為促進糧食增產(chǎn)的主要原因；③從市域尺度，各因素對糧食產(chǎn)量的作用方向和作用力度均存在較大差異，表現(xiàn)出較強的個體差異。

關(guān)鍵詞：糧食產(chǎn)量；影響因素；LMDI模型；山東省

中圖分類號：F326.11文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2016）07-0164-05

糧食安全關(guān)乎世界的和平與穩(wěn)定，長期以來倍受國際社會關(guān)注[1，2]。提高糧食產(chǎn)量主要有兩種途徑，一是擴大播種面積，二是提高單產(chǎn)[3]。相關(guān)研究表明，單產(chǎn)驅(qū)動力大于播種面積[4]。我國糧食產(chǎn)量近幾年逐年遞增，然而這種增長背后卻表現(xiàn)出總量增長但波動劇烈的態(tài)勢，從而影響到糧食有效供給及糧食安全水平[5]。研究影響糧食產(chǎn)量的主要因素，可為糧食增產(chǎn)探尋有效途徑。

目前，已有一些學(xué)者從氣候變化[6]、耕地數(shù)量變化[7]、化肥施用量[8]、種植結(jié)構(gòu)[9]等單一因素來解釋糧食生產(chǎn)的時空變化，缺乏綜合性的定量研究；且多選用一期或幾期的斷面數(shù)據(jù)，運用灰色關(guān)聯(lián)分析、因子分析法、時間序列等方法，但分解過程中的殘差和“0”值問題對結(jié)果存在較大影響[10，11]。Ang[12] 提出的對數(shù)平均迪氏分解指數(shù)（LMDI）法有效地解決了該問題，提高了結(jié)果分析的精確度。LMDI在國內(nèi)外多運用于碳排放[13]等領(lǐng)域并取得較大進展，金濤等[14]運用該方法對江蘇省的糧食單產(chǎn)進行因素分解以揭示糧食生產(chǎn)與耕地利用的關(guān)系；劉玉等亦運用該方法分別對黃淮海地區(qū)糧食生產(chǎn)[15]、河南省糧食生產(chǎn)[16]、我國糧食產(chǎn)量和作物構(gòu)成[10]進行了因素分解研究。

山東省是我國重要的產(chǎn)糧基地，2013年糧食播種面積為729.46×104 hm2，糧食總產(chǎn)量為4 528.23×104 t，分別占全國的6.50%和7.50%。山東省糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定，對于中國糧食安全保障具有重要意義[17]。鑒于此，本研究首先計算山東省糧食生產(chǎn)的增加量，對時空格局進行估計；在此基礎(chǔ)上再運用LMDI模型，將糧食產(chǎn)量變化分解為播面單產(chǎn)（糧食單產(chǎn)）、種植結(jié)構(gòu)（糧作比例）、復(fù)種指數(shù)、耕地面積[18]四個因素，并對各因素貢獻進行比較分析，以明確影響山東省糧食產(chǎn)量變化的主要因素。

2結(jié)果與分析

2.11994-2013年糧食產(chǎn)量變化分析

對1994-2013年相關(guān)數(shù)據(jù)整理分析可知，2013年糧食產(chǎn)量為4 528.23×104 t，較1994年增長437.09×104 t，漲幅為10.68%?？傮w來看，山東省糧食單產(chǎn)與糧食總產(chǎn)均呈現(xiàn)增長趨勢且變化基本一致（圖1），但增長過程中存在一定的波動性，大致可分為3個階段，1994-1996年為緩慢增長期，糧食產(chǎn)量增幅緩慢；1996-2003年為劇烈波動期，糧食產(chǎn)量波動較大，平均產(chǎn)量較低；2004-2013年為穩(wěn)步增長期，糧食產(chǎn)量逐漸提高，但增幅逐漸下降。

對耕地面積、復(fù)種指數(shù)、糧作比例分析可知，1994-2013年間，山東省耕地面積逐年下降，由1994年的801.61×104 hm2下降至2013年的751.08×104 hm2，降幅為6.30%；而復(fù)種指數(shù)與糧作比例變化幅度較小，處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)（圖2）。

2.21994-2013年各因素對糧食產(chǎn)量變化的貢獻度

2.2.1各因素對糧食產(chǎn)量總貢獻度運用LMDI模型，對1994-2013年山東省糧食總產(chǎn)量進行因素分解，分別計算各因素對糧食總產(chǎn)的貢獻度，結(jié)果如圖3所示。可知，復(fù)種指數(shù)與糧食單產(chǎn)表現(xiàn)為正效應(yīng)，促進了糧食的增產(chǎn)，其中復(fù)種指數(shù)對糧食總產(chǎn)的貢獻為319.92×104 t，糧食單產(chǎn)對糧食總產(chǎn)的貢獻為842.32×104 t。而耕地面積和糧作比例表現(xiàn)為負效應(yīng)，對糧食增產(chǎn)存在抑制作用，其中耕地面積對糧食總產(chǎn)的貢獻為-280.38×104 t，糧作比例對糧食總產(chǎn)的貢獻為-444.62×104 t。總體來看，復(fù)種指數(shù)、糧食單產(chǎn)對糧食增產(chǎn)的正效應(yīng)大于耕地面積、糧作比例帶來的負效應(yīng)，因此山東省糧食總產(chǎn)量在1994-2013年間整體仍呈增長趨勢。

2.2.2各因素對糧食產(chǎn)量貢獻度變化分析運用LMDI模型，以一年為周期，逐年探尋耕地面積、復(fù)種指數(shù)、糧作比例和糧食單產(chǎn)各因素對糧食產(chǎn)量的貢獻值。由圖4可見，在自然、人文等要素的共同作用下，各因素對糧食總產(chǎn)的貢獻方向和貢獻強度表現(xiàn)出極強的波動性，但近年來趨于平穩(wěn)。

（1）耕地面積對山東省糧食總產(chǎn)貢獻較低且總體為負，20年間僅3年表現(xiàn)為正效應(yīng)，其余年份均為負效應(yīng)；除1995-1996年度，其余年度波動均較小，這與我國實行的嚴格的耕地保護政策有直接關(guān)聯(lián)，近年來耕地面積下降速度減緩，耕地面積對糧食總產(chǎn)的影響逐漸削弱。

（2）復(fù)種指數(shù)對糧食增產(chǎn)的貢獻呈現(xiàn)出“正-負-正”效應(yīng)的趨勢，并趨于平穩(wěn)，整體表現(xiàn)為促進了山東省的糧食增產(chǎn)，表明，一方面山東省耕地利用程度逐漸趨于穩(wěn)定；另一方面雖然復(fù)種指數(shù)對山東省糧食總產(chǎn)的貢獻值逐漸下降，但整體仍表現(xiàn)出持續(xù)的促進作用。

（3）糧食單產(chǎn)對糧食總產(chǎn)的貢獻最大，與糧食總產(chǎn)的變化趨勢基本一致，為山東省糧食增產(chǎn)的主要推力。1994-2007年間糧食單產(chǎn)表現(xiàn)出了強烈的波動性，近年來波動幅度較小，且貢獻值有逐漸降低的趨勢。通過提升農(nóng)業(yè)技術(shù)普及程度和增加農(nóng)業(yè)資本投入提高糧食單產(chǎn)，可有效促進山東省糧食總產(chǎn)的提升。

（4）糧作比例對糧食增產(chǎn)的負效應(yīng)較為明顯，成為糧食增產(chǎn)的最大阻力。1994年以來，山東省糧作比例逐年下降，至2004年下降至0.586，年均降幅達2.06%。近年來，隨著國家和山東省一系列政策的頒布，有效地促進了糧作比例的回升，但截至2013年，仍比1994年低0.072。對糧作比例的整體趨勢分析，其波動性也較強，對糧食增產(chǎn)的貢獻不穩(wěn)定。

2.3各市糧食產(chǎn)量變化因素分解

運用LMDI模型對山東省17地市糧食產(chǎn)量進行因素分解，分別計算各因素對糧食總產(chǎn)的貢獻度，如表1所示。

（1）從總貢獻值分析，四個因素對各地區(qū)糧食增產(chǎn)的總貢獻值差異較大，對9個市的糧食增產(chǎn)存在正效應(yīng)，其余均為負效應(yīng)。其中德州、聊城、菏澤三市的糧食增產(chǎn)最為顯著，占糧食總增加量的110.00%。

（2）從分類貢獻分析，市域范圍內(nèi)各因素對糧食生產(chǎn)的促進方向、力度有較大差異，規(guī)律性較弱。復(fù)種指數(shù)、糧食單產(chǎn)總貢獻值為正值，耕地面積、糧作比例總貢獻值為負值，與山東省整體情況一致。

。

3討論與結(jié)論

基于對1994-2013年山東省糧食產(chǎn)量的因素分解，得出以下結(jié)論：

（1）1994-2013年間山東省糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)波動式增加，糧食單產(chǎn)的變化趨勢與糧食總產(chǎn)基本一致，糧食主產(chǎn)區(qū)主要分布于內(nèi)陸地區(qū)。

（2）運用LMDI模型將影響山東省糧食產(chǎn)量的因素進行分解，結(jié)果表明耕地面積與糧作比例為抑制山東省糧食增產(chǎn)的主要因素，而復(fù)種指數(shù)與糧食單產(chǎn)促進了糧食產(chǎn)量的增加。其中糧食單產(chǎn)的促進作用尤為明顯，20年間對糧食總產(chǎn)增加的貢獻率為192.71%；復(fù)種指數(shù)對糧食增產(chǎn)的促進作用次之，對糧食增產(chǎn)的貢獻率為73.19%，雖然山東省的糧食復(fù)種指數(shù)已處于較高水平，但受自然災(zāi)害等的影響，在個別年份對糧食增產(chǎn)表現(xiàn)出了抑制作用。糧作比例是引起山東省糧食減產(chǎn)的最主要因素，其對糧食增產(chǎn)的貢獻率為-101.72%；耕地面積的抑制作用次之，對糧食增產(chǎn)的貢獻率為-64.15%。除耕地面積外，其他各因素對糧食增產(chǎn)的貢獻值均表現(xiàn)為兩個階段，1994-2006年間波動幅度較大，2006年后趨于平穩(wěn)，可預(yù)測未來山東省糧食產(chǎn)量將逐漸趨于平穩(wěn)，增長率將持續(xù)下降。因此，今后提升糧食總產(chǎn)可以通過以下幾條途徑：首先，通過加大對農(nóng)業(yè)的科技、資本投入，減少其波動性，穩(wěn)步提升糧食單產(chǎn)；其次，應(yīng)注重防災(zāi)減災(zāi)的基礎(chǔ)設(shè)施普及率，有效降低突發(fā)自然災(zāi)害造成的糧食產(chǎn)量波動；第三，通過加大政策扶植、加速農(nóng)地流轉(zhuǎn)、糧食補貼向種糧大戶傾斜等措施促進農(nóng)地集約經(jīng)營，提升糧作比例，促進糧食增產(chǎn)；第四，嚴格土地用途管制制度，確保耕地紅線不被打破。

（3）從市域?qū)用妫鞯厥蟹秶鷥?nèi)各因素對糧食產(chǎn)量的作用方向和作用力度均存在較大差異，各因素對17地市的糧食產(chǎn)量影響表現(xiàn)出了較強的個體差異。研究其空間布局發(fā)現(xiàn)，糧食主產(chǎn)區(qū)主要集中于山東省內(nèi)陸平原地區(qū)或工業(yè)化進程較低的地區(qū)。針對上述情況，山東省應(yīng)著力提升沿海地區(qū)糧食生產(chǎn)潛力，促進糧食增產(chǎn)；針對糧食主產(chǎn)區(qū)應(yīng)加大農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)力度，配合中低產(chǎn)田改造、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等措施，著力提升山東省糧食產(chǎn)量。

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