京津冀玉米比較優(yōu)勢時(shí)空分布特征研究

陳琪 楊再潔 李奇峰 刁興良 于景鑫 張馨 鄭文剛 史磊剛

摘要?基于京津冀184個(gè)縣的玉米面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，利用綜合比較優(yōu)勢指數(shù)法和空間聚類分析法測算和分析京津冀玉米種植綜合優(yōu)勢及時(shí)空分布特征，結(jié)果表明：京津冀玉米種植規(guī)模處于大（>1×104 hm2）、中（0.1～1×104 hm2）和小（<1×103 hm2）水平的縣占總體比例分別約為70%、20%和10%，規(guī)模優(yōu)勢區(qū)分布在中南部;京津冀玉米單產(chǎn)處于高產(chǎn)（>6 750 kg/hm2）、中高產(chǎn)（5 250～6 750 kg/hm2）、中產(chǎn)（3 750～5 250 kg/hm2）和低產(chǎn)（<3 750 kg/hm2）水平的縣占總體的比例分別約為30%、40%、20%和10%，效率優(yōu)勢區(qū)集中在環(huán)京津中東部地區(qū);綜合比較優(yōu)勢指數(shù)在大于1.5、1～1.5和小于1的縣區(qū)數(shù)量分別占比約為15%、30%和55%，綜合優(yōu)勢區(qū)分布于北京以南，太行山以東。近10年，玉米大型種植規(guī)模區(qū)縣的數(shù)量增加了約6%，中等規(guī)模區(qū)縣區(qū)數(shù)量基本不變，小規(guī)模區(qū)縣的數(shù)量減少了約5%;玉米單產(chǎn)呈波動上升趨勢，相對于2005年，2015年高產(chǎn)水平縣區(qū)的數(shù)量增加了12.92%，而低產(chǎn)區(qū)縣的數(shù)量下降了1.34%;玉米綜合優(yōu)勢的主要優(yōu)勢和劣勢區(qū)沒有發(fā)生顯著變化。

關(guān)鍵詞?京津冀;玉米;比較優(yōu)勢;空間分布

中圖分類號?S513文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611（2018）35-0004-05

農(nóng)作物時(shí)空比較優(yōu)勢是種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的基礎(chǔ)，明確京津冀各個(gè)區(qū)縣糧食作物的比較優(yōu)勢是落實(shí)《京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要體現(xiàn)[1]。京津冀地區(qū)是我國重要的農(nóng)產(chǎn)品基地和保障我國糧食安全的重要區(qū)域之一。在糧食生產(chǎn)方面，京津地區(qū)有技術(shù)優(yōu)勢但是糧食不能自給，而河北糧食生產(chǎn)技術(shù)落后但糧食人均占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人均消費(fèi)[2]。在京津冀協(xié)同發(fā)展作為國家重要的發(fā)展戰(zhàn)略背景下，通過分析京津冀地區(qū)各區(qū)縣比較優(yōu)勢并進(jìn)行比較，明確玉米種植優(yōu)劣勢區(qū)域，有針對性地進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)京津冀玉米種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對京津冀糧食生產(chǎn)協(xié)同發(fā)展具有重要意義。

關(guān)于玉米種植優(yōu)勢的研究尺度多為省域或全國層面[1-5]，以京津冀作為整體研究對象，系統(tǒng)分析玉米種植比較優(yōu)勢的研究較為缺乏。馮雪芹[2]通過對河北省主要農(nóng)作物生產(chǎn)現(xiàn)狀描述，運(yùn)用綜合比較優(yōu)勢指數(shù)法，對全省糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的種植比較優(yōu)勢進(jìn)行實(shí)證分析;羅善軍等[3]在國內(nèi)外現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用綜合比較優(yōu)勢指數(shù)分析的方法，從效率優(yōu)勢、規(guī)模優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢3個(gè)方面對我國各主產(chǎn)省份的馬鈴薯進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)勢差異分析;于麗艷等[4]利用灰色系統(tǒng)評估方法，基于比較優(yōu)勢理論，對我國20多個(gè)玉米主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的比較優(yōu)勢進(jìn)行測算，分析不同省份比較優(yōu)勢的形成原因。

該研究將京津冀作為一個(gè)整體，基于近10年的縣域玉米產(chǎn)量和面積，利用綜合優(yōu)勢比較法和時(shí)空分析方法，研究京津冀各縣區(qū)玉米種植業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)勢與不足，進(jìn)一步明確玉米種植規(guī)模、單產(chǎn)和綜合優(yōu)劣勢敏感區(qū)域，以期優(yōu)化京津冀玉米生產(chǎn)布局、建立京津冀農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力與資源環(huán)境承載力相匹配的農(nóng)業(yè)發(fā)展新格局[5]。

1?數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1?數(shù)據(jù)來源

選取的數(shù)據(jù)均來自于北京市、天津市、河北省統(tǒng)計(jì)年鑒。由于部分地區(qū)缺失相應(yīng)數(shù)據(jù)，故該研究將其列為無數(shù)據(jù)區(qū)。通過改進(jìn)傳統(tǒng)綜合比較優(yōu)勢指數(shù)算法，對京津冀的玉米種植進(jìn)行優(yōu)勢區(qū)域劃分及分析，同時(shí)利用ArcGIS軟件將玉米種植各項(xiàng)優(yōu)勢指數(shù)變化在地圖上進(jìn)行空間表達(dá)。

1.2?研究方法

區(qū)域玉米種植的比較優(yōu)勢受很多因素的影響[6]，比如自然條件、政府政策、市場區(qū)位等。傳統(tǒng)的綜合比較優(yōu)勢指數(shù)法是一種較理想的比較優(yōu)勢測算方法，該指數(shù)具備一定的可擴(kuò)展性，可相對科學(xué)、客觀地反應(yīng)區(qū)域某農(nóng)作物在自然資源稟賦、區(qū)位條件、科學(xué)技術(shù)以及市場需求等因素對區(qū)域農(nóng)作物比較優(yōu)勢的影響[7]。該方法已經(jīng)被國內(nèi)研究者廣泛應(yīng)用于各地農(nóng)產(chǎn)品的比較優(yōu)勢研究[8-10]，該研究根據(jù)北京市、天津市、河北省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，對傳統(tǒng)的綜合比較優(yōu)勢指數(shù)算法進(jìn)行改進(jìn)，通過相對值來表達(dá)區(qū)域某農(nóng)作物的優(yōu)勢指數(shù)。在計(jì)算過程中，避免因農(nóng)作物熟制問題造成農(nóng)作物播種總面積發(fā)生顯著變化，從而提高結(jié)果的可比性。具體計(jì)算方法如下：

1.2.1?規(guī)模優(yōu)勢指數(shù)（SAI）。

規(guī)模優(yōu)勢指數(shù)反映一個(gè)地區(qū)某一作物生產(chǎn)的規(guī)模和專業(yè)化程度，它是市場需求、資源稟賦、種植制度等因素相互作用的結(jié)果。計(jì)算公式如下：

1.2.2?效率優(yōu)勢指數(shù)（EAI）。

效率優(yōu)勢指數(shù)反映作物的效率比較優(yōu)勢，體現(xiàn)該地區(qū)自然條件、技術(shù)水平、物質(zhì)投入等綜合因素條件下某種糧食作物生產(chǎn)能力[11]，其計(jì)算公式如下：

1.2.3?綜合優(yōu)勢指數(shù)（AAI）。

綜合優(yōu)勢指數(shù)是效率優(yōu)勢指數(shù)與規(guī)模優(yōu)勢指數(shù)的綜合結(jié)果，能夠較為全面地反映一個(gè)地區(qū)某種作物生產(chǎn)的優(yōu)勢[12]，其計(jì)算公式如下：

2?結(jié)果與分析

玉米生產(chǎn)區(qū)域比較優(yōu)勢是各區(qū)域生產(chǎn)自然稟賦、種植制度、社會經(jīng)濟(jì)條件、要素投入情況、國家政策支持及市場需求等多因素綜合作用的結(jié)果[13]。選取體現(xiàn)綜合因素作用結(jié)果的玉米單產(chǎn)、播種面積作為測定中國玉米生產(chǎn)比較優(yōu)勢的關(guān)鍵因子，在比較優(yōu)勢評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上構(gòu)建玉米生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢指數(shù)、玉米生產(chǎn)效率優(yōu)勢指數(shù)和玉米生產(chǎn)綜合優(yōu)勢指數(shù)，并測算京津冀各區(qū)縣玉米種植各項(xiàng)比較優(yōu)勢指數(shù)值。

2.1?規(guī)模比較優(yōu)勢指數(shù)

針對京津冀各縣區(qū)玉米種植面積進(jìn)行分類，對各分類縣區(qū)數(shù)量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，京津冀玉米種植規(guī)模在京津冀玉米種植大規(guī)模區(qū)、中等規(guī)模區(qū)、小規(guī)模區(qū)的縣區(qū)數(shù)量分別約占70%、20%和10%，在2005—2015年，大規(guī)模區(qū)的縣區(qū)數(shù)量上升了6.35%，小規(guī)模區(qū)的縣區(qū)數(shù)量下降了5.07%。中間水平的縣區(qū)數(shù)量略有波動，上下波動范圍小于4%，幾乎沒有變化。由此可以得出京津冀的玉米種植規(guī)模在此10年間呈持續(xù)增長趨勢。

由上述公式計(jì)算京津冀各區(qū)縣規(guī)模比較優(yōu)勢，通過ArcGIS軟件作2005、2010、2015年各年及3年匯總規(guī)模優(yōu)勢分級圖，并進(jìn)行比較。

在空間分布上，規(guī)模優(yōu)勢較大的區(qū)域主要集中于河北省中東部地區(qū)和北部部分地區(qū)，劣勢較大的區(qū)域主要集中于河北省西北部地區(qū)。較2005年，2015年京津冀北部地區(qū)優(yōu)勢區(qū)有所增加，中南部地區(qū)優(yōu)勢度有所下降，中東部和南部規(guī)模優(yōu)勢指數(shù)大于1.5的縣區(qū)數(shù)量有所減少。

10年間，北京市的玉米種植面積下降了49.4%，天津市下降了7.3%，河北省上升了3.9%;河北省的玉米種植面積始終遠(yuǎn)大于北京和天津，面積差大于200萬hm2，河北省的種植面積10年呈持續(xù)增長趨勢，2010年北京和天津種植面積最高，2015年種植面積降至低于2005年。

分析其原因，一方面，具有規(guī)模優(yōu)勢的地區(qū)主要分布在各市區(qū)的郊區(qū)或下屬縣區(qū)，市中心建筑較為密集，很難具有規(guī)模優(yōu)勢，另一方面，京津冀中東部地區(qū)相對于西部及南部部分山區(qū)縣而言平原較多，土地肥沃[14]，所以種植面積較大，且受近幾年政策影響，為響應(yīng)國家政策，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，北京、天津的玉米種植面積均有所下降[15]。

2.2?效率比較優(yōu)勢指數(shù)

針對京津冀各縣區(qū)單產(chǎn)進(jìn)行分類，對各分類縣區(qū)數(shù)量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可以看出2005—2015年單產(chǎn)水平高產(chǎn)區(qū)縣區(qū)數(shù)量上升了12.92%，中高產(chǎn)區(qū)下降了7.77%，中產(chǎn)區(qū)的縣區(qū)數(shù)量2010年最低，占比13.02%，相比2005年下降了8.45%，2015年較2005年上升了0.27%，低產(chǎn)區(qū)的縣區(qū)數(shù)量上升了1.34%，幾乎無變動。

通過計(jì)算京津冀各區(qū)縣效率比較優(yōu)勢指數(shù)，通過ArcGIS軟件作2005、2010、2015年各年及3年匯總效率優(yōu)勢分級圖，并進(jìn)行比較。

2005年和2015年具有效率優(yōu)勢且效率優(yōu)勢指數(shù)大于1.5的地區(qū)多集中在河北省中部及東北部、北京和天津等地區(qū)，劣勢地區(qū)主要分布于京津冀西部及北部地區(qū)，2010年指數(shù)較2005年及2015年優(yōu)勢表現(xiàn)為整體偏低;由效率優(yōu)勢變化GIS圖可以看出，具有效率優(yōu)勢的地區(qū)主要分布于河北省中部、南部和東北部部分地區(qū)，劣勢區(qū)主要分布于西部和西北部地區(qū)，北京、天津及周邊地區(qū)處于波動區(qū)。

2005年和2010年單位面積產(chǎn)量排序?yàn)樘旖?河北>北京，在2015年排序?yàn)楸本?河北>天津;10年間北京的單產(chǎn)水平上升了19.7%，生產(chǎn)效率發(fā)展速度較快，天津在2005和2010年單產(chǎn)水平均屬于中高產(chǎn)水平，但2015年驟降至4 998.44 kg/hm2，較2005年下降了20.35%，由京津冀產(chǎn)量最高降為最低，河北省在2010年產(chǎn)量達(dá)到了6 468.20 kg/hm2，較2005年上升了10.71%，但在2015年又降回5 902.43 kg/hm2，較2005年上升了1.03%，河北省單產(chǎn)水平在2010年有所提升，但2015年較2005年沒有顯著變化。

分析其主要原因，首先在技術(shù)指導(dǎo)上，北京和天津有玉米崗位專家、綜合試驗(yàn)站和田間學(xué)校，在玉米生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的育種、栽培、植保、機(jī)械、生產(chǎn)技術(shù)等全方位的技術(shù)指導(dǎo)，但河北并沒有像北京這樣的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)化指導(dǎo)，生產(chǎn)技術(shù)相對落后，在地理地形方面，河北北部地形以山區(qū)為主，機(jī)械大規(guī)模作業(yè)比較困難，因此河北難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的增產(chǎn)增收[16];其次在人才資源上，河北省人口眾多，勞動力資源豐富，但人才資源相對較少，而京津地區(qū)整體發(fā)展水平高，具有人才優(yōu)勢。北京、天津的區(qū)位優(yōu)勢、資源優(yōu)勢吸引了大量高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)人才，這種“虹吸效應(yīng)”使得河北省缺乏高端的農(nóng)業(yè)科技人才，所以具有效率比較優(yōu)勢的地區(qū)主要集中在北京、天津及周邊部分地區(qū)[14-16]。

2.3?綜合比較優(yōu)勢指數(shù)

通過計(jì)算京津冀不同綜合比較優(yōu)勢指數(shù)縣區(qū)數(shù)量所占百分比，綜合比較優(yōu)勢指數(shù)大于1.5的縣區(qū)數(shù)量在2010年最高，占比29.69%，2005年和2015年所占比例分別為6.28%和7.61%，相差1.33百分點(diǎn)，差異較小，綜合優(yōu)勢指數(shù)在1.0～1.5的縣區(qū)數(shù)量2010年最低，占比15.10%，2005年和2015年分別占比38.22%和36.41%，相差1.81百分點(diǎn)，變動不大;綜合比較優(yōu)勢指數(shù)小于1.0的縣區(qū)數(shù)量分別占比55.50%、55.21%和55.98%，基本無變動。

由上述公式計(jì)算京津冀各區(qū)縣綜合比較優(yōu)勢，并通過ArcGIS軟件作2005、2010、2015年各年及3年匯總綜合優(yōu)勢及分級圖，并進(jìn)行比較。

在空間分布上，綜合優(yōu)勢區(qū)主要集中在北京以南、太行山東部地區(qū)以及河北省北部部分地區(qū)，劣勢區(qū)主要集中于京津冀西北部，指數(shù)大于1.5的優(yōu)勢區(qū)分布較為分散且數(shù)量較少，但較為穩(wěn)定，指數(shù)在1.0～1.5的優(yōu)勢區(qū)分布較多，北部地區(qū)在2010年優(yōu)勢區(qū)數(shù)量有所下降，指數(shù)小于1.0的劣勢區(qū)10年間變化不大。

河北省中東部地區(qū)與北京市、天津市相比地勢較為平緩，平原較多，建筑物密集度相對較低，且土地肥沃，更具有規(guī)模優(yōu)勢，另中東部地區(qū)距離北京、天津較近，科技、人才、機(jī)械化發(fā)展水平受北京、天津滲透，水平相對較高，規(guī)模比較優(yōu)勢與效率比較優(yōu)勢兼?zhèn)鋄15-16]，且近幾年國家對京津冀地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展政策傾斜較多，所以具有綜合比較優(yōu)勢，且優(yōu)勢穩(wěn)定的區(qū)域主要集中于北京以南、太行山以東地區(qū)。

3?討論

基于近10年京津冀玉米面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，利用改進(jìn)后的作物綜合比較優(yōu)勢方法，評價(jià)京津冀玉米種植規(guī)模、單產(chǎn)及綜合優(yōu)勢的敏感區(qū)域，研究結(jié)果與姜修勝[5]利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法測算的京津冀玉米生產(chǎn)技術(shù)效率結(jié)果趨勢一致，北京和天津的玉米生產(chǎn)效率大于河北省。前人多利用傳統(tǒng)的作物綜合優(yōu)勢指數(shù)法，評價(jià)四川、遼寧和陜西等某個(gè)省域的主要糧食作物的比較優(yōu)勢[17-20]，一般需要全國、省和縣三級數(shù)據(jù)，由于區(qū)域跨度較大，種植規(guī)模和單產(chǎn)波動區(qū)間增加，空間上比較優(yōu)勢規(guī)律性會有所減弱，該研究利用改進(jìn)后的玉米綜合優(yōu)勢指數(shù)法和空間分析法，僅需要縣域玉米種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，計(jì)算過程更加簡潔，測算的玉米優(yōu)劣區(qū)結(jié)果突出，空間規(guī)律與界線更加精準(zhǔn)，能夠有效地指導(dǎo)區(qū)縣的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。河北省的藁城、鹿泉、欒城和正定等縣玉米種植同時(shí)具有規(guī)模優(yōu)勢和效率優(yōu)勢，這些區(qū)縣應(yīng)該優(yōu)先保證，重點(diǎn)扶植;北京的朝陽區(qū)和海淀區(qū)，以及天津的濱海新區(qū)和西青區(qū)等，玉米種植既不具有效率優(yōu)勢，也不具備規(guī)模優(yōu)勢，建議減少玉米種植;僅具有效率優(yōu)勢的區(qū)域，可以適當(dāng)增加規(guī)模;僅具有規(guī)模優(yōu)勢的區(qū)縣，應(yīng)該適當(dāng)減少種植面積，并通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來提高玉米產(chǎn)量。

此外，由于北京特殊的地理位置與行政地位，通過擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模提高玉米生產(chǎn)技術(shù)效率比較困難[15-16]，但是北京玉米生產(chǎn)技術(shù)要比天津、河北先進(jìn)，尤其是北京有玉米專家團(tuán)隊(duì)的技術(shù)保障支持，使北京玉米生產(chǎn)水平處于全國領(lǐng)先水平[21]。河北雖然幅員遼闊，耕地面積廣闊，但是河北的玉米生產(chǎn)技術(shù)相對低下，農(nóng)民根據(jù)自己的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行玉米生產(chǎn)。建議用資源節(jié)約型技術(shù)取代資源消耗型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)由“資源依存”到“科技依存”的轉(zhuǎn)變[21-22]。通過北京玉米生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化改革，減少北京玉米種植面積，實(shí)現(xiàn)北京玉米生產(chǎn)技術(shù)向天津、河北輸出，玉米生產(chǎn)向更適合規(guī)模化生產(chǎn)的天津、河北等優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)轉(zhuǎn)移[20-23]。

針對京津冀各區(qū)縣玉米種植進(jìn)行綜合比較優(yōu)勢分析，雖有算法上的改進(jìn)，但關(guān)于人文、科技、政策、社會等諸多因素的影響還需深入思考。

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