基于生产潜力的山东省粮食贡献情景分析
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摘要：根据耕地、复种、粮作比例、播面单产（“播种面积单产”简称，下同）、人均消费需求等不同条件组合研究，讨论不同情景下山东省各县的粮食产量和人粮关系，向省级层面汇总，对２０２０年（全面小康）山东省粮食贡献的未来前景进行系统分析，探讨不同情景下山东省人口－土地－粮食的互动关系，为我国人粮关系协调发展提供决策依据。研究结果表明，在不同耕地、复种指数、粮作比例和播面单产组合下，山东省２０２０年粮食产量在２ ７８９万ｔ和４ ８９２万ｔ之间，不同的生产经营对粮食生产具有较大的影响；如全国均处于耕地高供给能力、高复种指数、高粮作比例、低单产、高消费的背景下，２０２０年山东省的粮食总产量为４ ４０３万ｔ，占国家粮食总产量的６．７９％，在全国３１省级单位（港、澳、台除外）中位居第三；与２０００年相比，人口可增长量为７８７万人，在全国３１省级单位中居第１３位，人口可增长率为８．７５％，在全国居第１７位；山东省在国家粮食生产中地位较为重要，生产能力位居前列，但由于人口基数大，人口增长空间有限，提供余粮的作用有限。
关键词：粮食贡献；２０２０；情景分析；山东省
中图分类号：Ｆ３２６．１１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）04－0848-04
２００８年爆发的粮食危机使得许多缺粮的低收入发展中国家面临严重的政治和经济问题，导致一些国家的社会动荡，也使粮食安全再次成为全球最为关注的热点问题之一［１］，２０１０年世界粮农组织发表报告称，２０１１年受自然灾害和粮食价格上升影响，世界粮食危机将再现。我国作为人口众多的发展中国家，粮食必须立足自给，依靠本国农业资源生产出足够的、能满足人民生存和健康需要的粮食，保障粮食总量安全是国家安全的基本要求［２］。今后２０～３０年，我国粮食等食物的发展将进入一个重要的历史时期，人口将达到高峰期，人民生活水平的提高和食物需求的不断增长，耕地的减少、水资源的紧缺，都会对我国食物安全形成巨大的压力。因此，科学判断届时我国的土地资源承载能力、粮食供给能力的空间格局是制定合理政策的必要前提。
“情景”是对未始状态向未来状态发展的一系列事实的描述， 最早出现于１９６７ 年赫尔曼・卡恩（Ｈｅｒｍａｎ Ｋａｈｎ）和维纳（Ｗｉｅｎｅｒ）合著的《２０００年》一书中［３］， 基于“情景”的“情景分析法”（Ｓｃｅｎａｒｉｏ Ａｎａｌｙｓｉｓ） 是在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上，通过对未来详细地、严密地推理和描述来构想未来各种可能的方案［４］。情景分析法在西方最早被应用在军事上，现在被广泛应用于企业和政府的战略规划的研究和制定中。基于情景分析方法有着在解决研究中的不确定性和人的能动性问题等方面的优势，我国学术界和政府也开始运用这一方法，如在地理研究领域用于土地利用和覆被变化的研究［５，６］，但在我国粮食安全和人粮关系的研究方面的应用未见报道。我国粮食安全和人粮关系不仅需要面对粮食供给的不确定性，而且还要充分考虑社会发展导致的需求的不确定性，利用情景分析可以识别影响人粮关系的重要的不确定因素，并构建、分析和评价不同情境，为决策者提供多种决策参考。
山东省是我国粮食主产区中的１３个粮食生产大省之一，２００８年粮食产量为４ ２６０．５万ｔ，在３１个省级单位（港、澳、台除外，下同）中位居全国第二。以人均粮食消费４００ ｋｇ为标准来计算历史年份的粮食盈亏量可知， １９９０年山东省粮食亏缺５９万ｔ，２０００年盈余２０６万ｔ，２００５年粮食盈余２１８万ｔ，可见山东省在国家粮食供给中的地位日益重要。了解山东省粮食生产的自然资源禀赋、利用状况和生产潜力，明确山东省在我国粮食安全中的地位和作用，对在国家层面上统筹安排农业资源、分工协作，来共同解决粮食安全问题，实现区域农业可持续发展具有重要的现实意义。
本研究在生产潜力和现实生产力的研究基础上，根据耕地、复种、粮作比例、播种面积单产、人均消费需求等不同条件组合，讨论不同情景下山东省分县的粮食产量和人口承载力，向省级层面汇总，对２０２０年（全面小康）山东省人粮关系的未来前景进行系统分析，探讨不同情景下山东省人口－土地－粮食的互动关系，为我国人粮关系协调发展提供决策依据。
１数据来源与研究方法
情景分析法是设置一定的先决条件，对未来可能发生的情景及其后效作出科学的判断。本研究首先根据农业资源的保障程度以及社会经济的发展情况来确定山东省未来粮食的生产能力；其次根据山东省未来人口总数和人均粮食消费需求的可能变动情况，对未来粮食消费总量做出预测；最后，通过对比山东省未来粮食消费总量与粮食生产能力，对山东省、乃至全国未来粮食安全的贡献力做出分析预测。
１．１未来粮食生产能力
粮食生产能力的设定是本研究的核心，粮食生产能力由耕地、复种指数、粮作比例、播种面积及单产共同决定，公式见下：
粮食生产能力＝耕地面积×复种指数×粮作比例×播面单产（１）
研究分别设定２０２０年的耕地面积、复种指数、粮作比例和播面单产的不同条件，根据不同条件的组合计算出不同情景下山东省各县域单元的粮食产量和人口承载力，并向省级层面上汇总。
１）耕地面积。根据国土资源部的计算，我国耕地必须确保有１．２亿ｈｍ２（１８亿亩）才能满足经济发展的需要，所确定的必须确保的耕地最低需求量即基本农田应该保有1.06亿ｈｍ２（１６亿亩）。《“十一五”规划纲要》提出，“十一五”期间，全国耕地保有量不低于１．２亿ｈｍ２（１８亿亩）。因此，本研究对２０２０年耕地面积分三种情景进行设定，即全国耕地分别保持高、中、低供给水平下的１．２亿ｈｍ２（１８亿亩，１００％耕地保有量）、１．１４亿ｈｍ２（１７．１亿亩，耕地保有量的９５％）和１．０８亿ｈｍ２（１６．２亿亩，耕地保有量的９０％，与基本农田保有量数量接近）。山东省耕地面积则在国家总体耕地保有量基础上根据现有数量推算而得来。
２）复种指数。耕地复种率是指农作物总播种面积与耕地面积之比，也称复种指数。本研究计算山东省１９９０～２０００年的复种指数，选取该省各县域单元的最高值和最低值，计算其中间值，考虑到种植业比较利益相对较低的现实，本研究对复种指数的选取以比较保守的态度，选取１９９０～２０００年复种指数的最低值作为情景分析的低值、１９９０～２０００年复种指数的中间值作为情景分析的高值。
３）粮作比例。研究计算１９９０～２０００年的各县市的粮作比例，选取其中的最高值和最低值，计算其中间值，考虑到粮食生产比较利益相对较低的现实情况，本研究对粮作比例的选取同样以比较保守的态度，选取１９９０～２０００年的最低值作为２０２０年情景分析的低值，１９９０～２０００年的中间值作为情景分析的高值。
４）粮食播面单产。本研究首先根据基于ＧＩＳ的农业气候－土地生产潜力模型计算出的县域播面单产的生产潜力［７，８］和历史年份的现实播面单产作趋势外推，确定各县域单元２０２０年的播面单产高等生产水平，具体推算方法是：①首先以２００１～２００３年的平均播面单产作为基期单产，根据基期单产占潜力值的比重，将全省县域单元分为两类，第一类是基期单产已达潜力的９５％或更高的，研究认为这些县域生产能力已达潜力水平；第二类是基期单产低于潜力的９５％的。②对第一类单元，将播面单产高等生产水平设定为潜力值；③对第二类单元，根据１９８０～２０００年各县域单产年变化量最高值趋势外推计算２０２０年的播面单产高等生产水平，计算公式如下：
播面单产＝基期单产＋年增长量最大值×年数
（２）
对计算得出的结果与县域土地生产潜力的９５％进行比较，对推算结果高于潜力９５％的县域单元，播面单产高等生产水平设定为潜力值的９５％，对推算结果低于潜力９５％的县域单元，播面单产高等生产水平设定为趋势外推值；其次设定以上推算出的播面单产高等生产水平的９０％为低等生产水平。
１．２未来粮食消费状况
未来人口总量的预测方面，本研究采用的是国家人口战略发展研究课题组“高生育＋２０００年以后无‘非农化’＋２００５年起城乡同开双独＋２００５年起农村开单独＋２０２０年起城市开单独＋开放二孩递进生育率＝０．９９”方案的预测结果，即２０１０年、２０２０年和２０３３年中国人口将分别增至１３．５３亿、１４．３６亿和１４．７３亿；人口高峰将在２０３３年到来，届时人口总数将为１４．７３亿。山东省人口预测数量是在国家总量基础上根据现有数量推算而得来的。
消费水平是由社会经济发展水平决定的食物发展规律决定的，中国科学院陈锡康等［９，１０］和陈百明等［１１］、农业部国家食物与营养咨询委员会卢良恕等［12］都对中国未来人均粮食消费需求进行过预测。按照党的“十六大”关于中国全面建设小康社会的论述和国务院办公厅的《２００１～２０１０年中国食物与营养发展纲要》，到２０２０年中国全面建成小康社会后，居民的膳食营养将接近亚洲发达国家或发达地区的水平，向富裕生活阶段迈进。国家食物与营养咨询委员会在２００３年提出的中国食物发展的阶段性目标中，２０２０年中国达到全面小康社会后，居民人均占有粮食达４３７ ｋｇ。基于国务院２０００年制定的上述发展纲要和国家食物与营养咨询委员会２００３年提出的中国食物发展的阶段性目标，考虑到中国粮食生产与食物消费的现状与趋势，综合采用众多学者的研究成果，本研究采用人均粮食占有量４２５～４５０ ｋｇ作为２０２０年人均粮食消费的低限和高限标准。
２ ２０２０年山东省粮食贡献分析
研究根据以上情景设定方法，计算２０２０年不同情景条件下山东省分县的耕地面积、总播面积、粮播面积，粮食产量和承载力，在省级层面上进行汇总，结果共有１８种可能性，其中最低产量为２ ７８０万ｔ，最高粮食产量为４ ８９２万ｔ，后者是前者的１．７６倍。在１８种可能性中选取以此种方法计算后全国承载力人口较为接近但高于２０２０年全国预测人口的情景，即耕地高供给能力，高复种指数、高粮作比例、低单产、高消费的情景，计算２０２０年此种情景下全国分县的耕地面积、总播面积、粮播面积，粮食产量和承载力，在省级层面上进行汇总，比较２０００年人口与承载力之间的人口可增长量（人口发展空间），计算人口可增长率，结果见表１，计算公式为：
人口可增长量＝承载力－现实人口 （３）
人口可增长率＝人口可增长量／现实人口×１００％
（４）
由表１可知，２０２０年我国３１个省级单位中粮食产量最高的是河南，其次依次是江苏、山东、黑龙江、四川、安徽、湖南，这７个省市粮食产量均占到全国总产量的５％以上，山东省总产量为４ ４０３万ｔ，占国家粮食总产量的６．７９％，在３１个省级单位中位居第三；就人口可增长量而言，在３１个省级单位中，有２１个省级单位具有人口发展空间，其中山东人口可增长量为７８７万人，在２１个省级单位中位居第１３，人口发展空间最高的是黑龙江，人口可增长量高达５ １７４万人。其余１０个省级单位现有人口已高于２０２０年的承载力，其中人口超过承载量最多的是福建，其次依次为广东、上海、北京等；就人口可增长率而言，最高的省份为黑龙江，人口可增长率为１４４％，其次依次为吉林、内蒙古、贵州等。山东位居第１７，人口可增长率为８．７５％。
由研究结果可知，２０２０年如果山东省各个县域单元都能保证耕地的高供给能力、高复种指数、高粮作比例、中单产、高消费的条件，山东省仍能保持在国家粮食生产中较为重要的地位，其生产能力位居前列，只是由于人口基数大，人口增长空间有限，为国家提供余粮的作用有限。
３结果和讨论
研究根据耕地、复种、粮作比例、播面单产、人均消费需求等不同条件组合，讨论不同情景下山东省分县的粮食产量和人口承载力，向省级层面汇总，对２０２０年（全面小康）山东省粮食生产状况的未来前景进行系统分析，研究结果表明，在不同耕地、复种指数、粮作比例和播面单产组合下，山东省２０２０年粮食产量在２ ７８９万t和４ ８９２万t之间，不同的生产方式对粮食生产具有较大的作用；如全国均处于耕地高供给能力，高复种指数、高粮作比例、低单产、高消费的情景下，２０２０年山东省的粮食总产量为４ ４０３万ｔ，占国家粮食总产量的６．７９％，在全国３１个省级单位中位居第三；与２０００年相比，人口可增长量为７８７万人，在全国３１个省级单位中居第１３位，人口可增长率为８．７５％，在全国居第１７位。山东省在国家粮食生产中地位较为重要，生产能力位居前列，但由于人口基数大，人口增长空间有限，提供余粮的作用有限。
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