吴海中，胡刚，孟柱

(1.池州学院 资源环境学院，安徽 池州 247100；2.海南热带海洋学院 旅游学院，海南 三亚 572022)

随着国民经济的发展和人民的生活水平日益提高，吃“放心油”已成为生活基本要求。我国油料作物自产不足，65%以上油料作物依赖进口。在中美贸易争端的背景下，对本国油料产业的研究十分必要。2001年以来，中国油料种植面积基本稳定，总产量保持稳定增长[1]。安徽省是中国的油料作物种植大省，但近年来，由于油料价格下降及国外进口油料作物价格低廉，油菜、花生和芝麻种植面积均出现一定程度的下滑[2～4]。

当前，对油料作物的研究侧重于提高油料作物产量、利用油料作物提取油脂的方法改良油料产业的发展及油料作物的历史变迁等方面。如苗水清对中国主要油料作物产量增长因素的实证研究[5]，党占海对油料作物研究的知识图谱展开分析[6]，韩茂莉则对历史时期油料作物的传播与嬗替进行了深入的研究[7]，孙海波提出了一种适用于油菜、大豆、花生和芝麻4种油料作物种子的RNA提取方法[8]，崔春利探讨了温度对不同油料作物油脂体理化稳定性的影响[9]，陈允正、王汉中则从产业角度对油料作物进行了分析[10，11]，刘启振对中国油料作物引种及传播原因进行了探讨[12]。由于适宜种植油料作物的地域很广，但各地区资源、种植环境、区位条件、经济水平及政策等条件各不相同，所以油料作物种植区域差异性较大。而区域内自然条件与经济发展水平的不同，使种植业重心时常变动，重心变化是衡量事物内部空间格局变动的一个重要指标。从地理学角度对油料作物格局演变过程进行定量分析则鲜有研究。鉴于此，本文以安徽省为研究对象，探明省级尺度下区域内部油料作物时空演变规律，为安徽省油料作物生产空间布局决策提供支撑依据。

1 材料和方法

1.1 材料数据来源

2016年安徽省花生、油菜籽和芝麻总产量达2 147 491吨，占全省油料作物总量的99.96%，本文选取油料作物花生、油菜籽和芝麻定量研究安徽省油料作物的空间演变。研究区域为安徽省所辖城市，本文的重心统计由16个单元构成(安徽省行政区划调整，2004-2010年由17个单元构成)，数据来源于2004-2016年安徽省统计年鉴。

1.2 研究方法

重心是力学上的一个概念，指空间上的某点，在各个方向上的力作用下保持相对平衡[13]。重心模型已经被广泛应用于社会、人口、产业等时空演变问题[14～16]。利用重心模型，对2004-2016年安徽省油料作物总产量及分种类产量数据处理，运用ArcGIS软件，制作重心分布图。通过重心迁移路径、移动大小和方向，定量探究安徽省油料作物时空动态演变规律。

(1)空间重心统计模型。计算空间区域某指标的重心，常常通过区域内各子区域的某种属性和地理坐标来表达。X和Y为研究区某个指标的重心坐标;(Xi，Yi)表示第i个市几何重心的坐标值，Pi为该子区域花生(或油菜籽、芝麻)的数量值(如产量)，则地理坐标空间均值(X，Y)就是该大区域花生产量的几何中心，公式为[15，16]：

(2)重心移动距离公式。某指标重心在区域的年际移动距离计算公式为[17]：

式中：Di-j表示从第j年到第i年重心移动的距离/km；(Xi，Yi)与(Xj，Yj)分别表示第i年和第j年的花生产量(或油菜籽、芝麻)重心位置经纬度；系数R取常数111.11，表示球体坐标转化为平面坐标系数[17]。

1.3 数据统计与分析

数据统计和分析用Excel软件完成，将安徽省油料作物总量及分种类产量重心数据导入Excel表格，统计计算安徽省2004-2016年油料作物、花生、油菜籽、芝麻产量重心迁移路径大小，分析重心移动距离平均值、标准差、变异系数。

2 结果与分析

2.1 安徽省油料作物重心分布状况

以安徽省为研究对象，所辖各市为下一级区域，利用各市的几何中心经纬度坐标表示，结合前述的重心公式，计算2004-2016年间油料作物花生、油菜籽和芝麻产量重心坐标, 结果见表1、表2。

从表1可以看到：安徽省油料作物生产重心位于117° 17′14″E～117° 20′28″E，31° 58′35 N～32° 12′17″N之间，花生产量重心位于117° 8′9″E～117° 17′6″E，32°57′46″N～33° 6′34″N之间，油菜籽产量重心位于117° 21′43″E～117° 26′18″E，31°19′28″N～31° 42′21″N之间，芝麻产量重心位于116° 31′14″E～116° 51′5″E，32° 15′9″N～32° 43′11″N之间。

表1 2004-2016年安徽省油料作物产量重心坐标Table 1 Gravity center coordinates of oil crops in Anhui Province from 2004 to 2016

安徽省油料作物重心分布不均，2004-2016年间，油料作物产量重心位于皖中的合肥市北部；花生产量重心位于皖北地区蚌埠市，油菜籽产量重心集中分布在淮南市，芝麻产量重心分布合肥市南部，较其它几类油料作物偏南方。

2.2 油料作物重心转移路径研究

根据2004年以来的安徽省统计年鉴数据，结合ArcGIS和excel软件制图得到2004-2016年安徽省油料作物、花生、油菜籽及芝麻作物产量的重心转移路径图(图1)。

由图1A可知：2004-2016年，安徽省油料作物产量重心整体向南移动，这与安徽省油料作物种植向南移动相吻合。花生、芝麻的生产重心均向东南方向转移，而油菜籽的生产重心则呈现出向西南方向移动的趋势(图1B、C、D)。综合来看，油料作物和花生、油菜籽、芝麻均表现出明显的向南转移。

2.3 安徽省油料作物重心变化分析

2.3.1 经向纬向上的对比分析

由图2可见，东西方向油料作物和油菜籽的重心变化规律趋于相同，这反映了油菜籽在安徽省油料作物产量中占有优势地位。油菜籽和花生在经向上的间距从2004年到2016年呈现越来越小的趋势，呈现出相对典型的“八字型”，喇叭口呈缩小的趋势。这表明近12年油菜籽和花生产量值在经向上趋于接近。分种类看，油菜籽基本稳定向西移，花生、芝麻则向持续向东移，花生经向线波动起伏不大，而芝麻的波动程度最大。

由图2可见，南北方向花生、油菜籽、芝麻和油料作物和的重心变化规律趋向于相同，表现为持续向南移动。局部来看，油料和油菜籽的协同性较好。相较于其它2种作物，芝麻在纬度上的波动剧烈程度最大。花生的纬度分布最高，芝麻次之，而油菜籽的温度分布最低。原因在于：花生和芝麻均是喜温植物，所以适宜种植于纬度相对较高的皖北地区，故其生产重心偏北；油菜籽是喜凉作物，适宜于温度较低的区域，安徽省油菜种植以冬油菜为主，冬天外部空气温度低，油菜种植区域纬度分布过高会使冬油菜发生冻害，影响油菜籽产量，所以安徽省的冬油菜的种植区域纬度相对较低，导致冬油菜的生产重心相较于其他二类油料作物偏南。

国家粮油政策对小麦收购有最低价保护收购政策而对油菜没有[2]，且进口油料物美价廉，对安徽省乃至中国油料产业有极大的冲击。安徽省

图2 油料作物重心在经纬度上的变化情况Fig.2 The change of the center of gravity of oil crops on the latitude and longitude

北方适宜种植花生和芝麻，但产量及效益不及小麦，导致皖北地区的花生和芝麻种植面积相对下降，引起花生及芝麻生产格局的变化，表现为重心持继向南移动。长江流域及南方稻区的冬闲田面积达3.8亿亩，这些地区大部分为油菜适宜种植区[19]，部分冬闲田用来种植冬油菜，造成安徽省南

表2 2004-2016年安徽省油料作物重心移动距离和方向Table 2 Distance and direction of gravity shift of oil crops in Anhui Province from 2004 to 2016

方冬油菜种植面积相对扩大，油菜籽生产格局出现变化，表现为油菜籽生产重心的持续向南移动。

2.3.2 重心移动距离和方向

利用前述的公式，计算出安徽省油料作物的产量重心移动距离并列于表3。

由表2、表3可见，2004-2016年，油料作物总产量重心移动距离平均值为5.42 km，移动距离最小值为2014-2015年的0.15 km，最大值为2004-2005年的11.89 km；花生产量重心移动距离平均值分别为2.59 km，移动距离最小值分别为2009-2010年的0.38 km，移动最大值为2004-2005年间的6.25 km；油菜籽产量重心移动距离平均值分别为4.43 km，移动距离最小值分别为2007-2008年的0.44 km，移动最大值为2010-2011年间的14.79 km；芝麻产量重心移动距离平均值分别为8.63 km，移动距离最小值分别为2010-2011年的2.4 km，移动最大值为2006-2007年间的33.83 km。表3中的重心变异系数由小到大分别为：油料作物、花生、油菜籽、芝麻，除去油料作物总量外，3类油料作物产量重心波动剧烈程度由弱到强的顺序为花生、油菜籽、芝麻。

表3 油料作物产量重心移动距离统计学特征表Table 3 statistical characteristics of the distance of output gravity center for oil crops

3 讨论与结论

3.1 讨论

油菜作物产量重心转移可能受到耕地资源、科技水平、政策因素等方面的影响。从耕地资源看，安徽省南方地区耕地资源得到逐渐开发，花生、芝麻和油菜籽产量逐年增长；而北方地区农业用地非农化速度加快，使油料作物面积减少，北方劳动力大量外出务工转移，引起油料作物生产重心逐渐向南转移。从油料作物技术提升角度看，种植业机械化经营、病虫害防治、育种秧苗技术的改善等得到广泛实施，特别是在皖南地区，使安徽省南方油料作物单位面积产量得到提升。从政策方面来看，国家粮油政策对小麦收购有最低价保护收购政策而对油菜没有[2]，使油料作物的生产远远不能满足民众生产生活所需。

在国家和地区间贸易竞争日益激烈的背景下，在国家强调要保障粮食及油料安全的前提下，不应过多依赖进口，油料产业强调本土化的同时，要积极转变发展思路，安徽省要加强油料作物研究的科研力量，在民众对油料作物需求量增加的同时，安徽省要在油料作物种植政策上给予扶持，提升科研投入，加强油料种植区农业基本设施建设，提高机械化种植水平，从而全面推进油料作物种植的规模化和产业化。

3.2 结论

本文以2004-2016年安徽省油料作物产量数据为基础，运用GIS和重心理论定量研究了油料作物、花生、油菜籽和芝麻的产量重心移动规律，安徽省油料作物产量主要受油菜籽的影响， 表现为油菜籽和油料作物生产重心变化趋势趋于相同。 油料作物重心基本趋于稳定，花生和油菜籽产量重心较稳定，而芝麻波动幅度最大。

(1)安徽省油料作物重心分布地域差异明显，产量重心分布规律为：花生产量重心纬度最高，位于蚌埠；芝麻次之，油菜籽产量重心纬度最低，位于合肥市南部。

(2)总体而言，油料作物生产重心相对稳定向南转移，年均移动速度为5.42 km·a-1。花生、芝麻生产重心向东南方向移动；油菜籽重心向西南方向运动。

(3)在重心移动轨迹图上，某指标(如花生产量)重心移动距离的大小能客观地表明该指标在移向地区增长的幅度值。

(4)3种油料作物生产重心年均移动距离波动差异程度明显不同，由弱到强依次为花生、油菜籽、芝麻。