杨秉臻， 金 涛， 陆建飞

(扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室/农业部长江流域稻作技术创新中心，江苏扬州 225009)

水稻是我国的主要粮食作物之一，全国有60%以上的人口以稻米为主食，其生产变化对中国粮食的整体供应水平有着直接的影响[1-2]，水稻生产的稳定发展对保障国家粮食安全以及国民经济的增长具有重要意义。2017年中央一号文件提出，科学合理划定稻谷、小麦、玉米粮食生产功能区，稳定水稻、小麦生产，确保口粮绝对安全，而长江中下游地区包括江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原、苏皖沿江平原、里下河平原、长江三角洲等区域，是我国最大的水稻生产区，水稻面积和产量均占全国50%以上[3]，研究长江中下游地区水稻生产变化，对于我国水稻生产功能区的划分具有指导意义。

随着耕地持续减少、人口刚性增长、自然灾害频发、农业增产乏力[4]等因素对水稻生产的挑战加剧，如何客观分析长江中下游地区水稻生产潜力和制约因素亟待解决。近年来，众多学者从水稻生理特征对极端气候条件的响应[5-6]、气候变化条件下水稻产量及灌溉需水量等的时空变迁[7-9]、施肥问题的分析[10]、水稻生产对气象因素的响应[11]等方面对整个长江中下游地区的水稻生产进行了研究，此外，也有针对长江中下游地区内省级尺度水稻生产比较优势的研究[12-14]，而尚未有长江中下游地区整体水稻生产比较优势的分析。

笔者基于1996—2015年全国及长江中下游地区水稻的播种面积、总产量和单产等面板数据，采用规模比较优势指数、效率比较优势指数、综合比较优势指数分析，并结合地理信息系统(GIS)空间分析等方法，对长江中下游地区的水稻生产及其比较优势的变化进行了研究，旨在为长江中下游地区水稻生产的布局和调整提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究所采用的数据主要包括1996—2015年全国以及长江中下游地区省级尺度粮食作物总播种面积、总产量，水稻的播种面积、总产量数据来源于《中国统计年鉴》(1997—2016)，通过Excel对数据进行归一化处理，获取水稻的单产数据；研究区域为长江中下游地区，主要包括湖北省、湖南省、江西省、安徽省、江苏省、浙江省，GIS空间分析数据来源于国家基础地理信息系统。

1.2 研究方法

1.2.1 比较优势分析 作物比较优势是区域农业自然资源禀赋、区位条件、技术条件、社会经济、种植制度、市场需求等多种因素共同作用的结果[15]。一般以种植面积和单产水平为主要变量，建立规模比较优势指数、效率比较优势指数和综合比较优势指数3个比较优势指标[13]。规模比较优势反映某一作物种植面积的规模较大，效率比较优势反映某一作物的单产水平较高，综合比较优势是二者相互作用的体现。

规模比较优势指数(SAI)指某一地区某一种粮食作物播种面积与该地区粮食作物总种植面积的比值与全国同类比值进行对比，即：

(1)

式中：Sij表示长江中下游地区以及各省(区)水稻的播种面积；Si表示长江中下游地区以及各省(区)的粮食作物播种面积；Sj表示全国水稻播种面积；S表示全国粮食作物播种面积。SAI>1，表示该地区这一作物具有规模比较优势，其值越大，优势越明显；SAI<1，表示不具备规模比较优势，其值越小，劣势越明显。

效率比较优势指数(EAI)指某一地区某一种粮食作物单产水平与该地区粮食作物平均单产水平的比值与全国同类比值进行对比，即：

(2)

式中：Eij表示长江中下游地区以及各省(区)水稻的单产；Ei表示长江中下游地区以及各省(区)的粮食作物单产；Ej表示全国水稻的单产；E表示全国粮食作物单产。EAI>1，表示该地区这一作物具有效率比较优势，其值越大，优势越明显；EAI<1，表示不具备效率比较优势，其值越小，劣势越明显。

综合比较优势指数(AAI)指规模比较优势指数和效率比较优势指数的几何平均数，即：

(3)

若AAI>1，表示该地区这一作物具有综合比较优势，其值越大，优势越明显；AAI<1，表示不具备综合比较优势，其值越小，劣势越明显。

1.2.2 时空变化分析 为研究省级尺度变化，本研究在数据处理和GIS空间分析上选取了湖北省、湖南省、江西省、安徽省、江苏省、浙江省6个省进行分析。运用SigmaPlot 10.0软件，对不同区域各作物生产时间的动态变化进行描述性统计分析，对于比较优势指数的空间格局分布和变化研究，则运用ArcGIS 10.2软件进行空间分析。

2 结果与分析

2.1 长江中下游地区水稻播种面积

从图1可以看出，近20年来，长江中下游地区的水稻播种面积呈现“V”形变化，总体由1996年的1.649×107hm2降低为2015年的1.509×107hm2，减少了1.4×106hm2。具体分为3个阶段：1996至2003年的快速降低阶段，至2003年降到最低点1.280×107hm2；2003—2009年的恢复性迅速增长阶段，2009年较2003年增加了2.1×106hm2，但与1996年相比，降幅达9.6%；2009—2015年的缓慢增长阶段。

不同省份比较可知，1996—2015年，湖南省、江西省、江苏省、安徽省和湖北省的水稻播种面积都呈现出先减少后增加的动态变化，且在2003年都出现最低点，但总体变化较为平缓；浙江省的播种面积在2003年前有迅速降低的过程，以后趋于平缓，且有下降的趋势。从年际间变化角度分析，浙江省、湖北省、江苏省、安徽省的面积分别减少了1.316×106、2.601×105、4.430×104、3.600×103hm2；江西省、湖南省分别增加了2.898×105、5.000×104hm2(图2)。从变动比率的角度分析，浙江省的变幅最大，下降了61.5%，其减少的面积占长江中下游地区减少总量的94.2%，其次是湖北省，下降了10.6%，江西省的变幅与之接近，其他各省的变幅相对较小。

2.2 长江中下游地区水稻产量

长江中下游地区的水稻单产表现出波动上升的趋势，2003年单产最低，为6 148.4 kg/hm2。与1996年相比，2015年的水稻单产增加了656.1 kg/hm2，增幅为10.4%。近年来，长江中下游地区的水稻单产有不断提高的趋势。从图1可以看出，1996—2015年长江中下游地区的水稻总产量表现出先降低后升高的变化。2015年的水稻总产量从1996年的 10 450万t，增加至10 560万t，增加了1%。受播种面积的影响，1996—2003年，长江中下游地区水稻总产量直线下降，2003年降到最低点，为7 870万t，此后逐渐恢复，且增产的速率高于播种面积增加的速率，主要受单产水平不断提高的影响。由于前期减产幅度较大，以致于水稻总产量恢复速度缓慢，近年来略有升高，但增幅极低。

不同省份水稻总产量与单产表现情况大不相同。除浙江省外，其他各省水稻总产量都表现出先减后增的变化，近10年来有缓慢连续增长的趋势，江西省总产量增长较快；总体来看，湖南省总产量保持最高，其次是江西省和江苏省。浙江省的水稻总产量降低显著，2003年前直线降低，且速度较快；近10年来基本保持不变，但是有持续降低的趋势，这与其播种面积的减少有密切关系。2003年前，江苏省、安徽省单产的年际间变化波动较大，其后趋于稳定，呈现上升趋势；其他各省近20年来单产较为稳定，同样呈上升趋势；总体来看，长江中下游地区各省水稻单产由高到低依次为江苏省、湖北省、浙江省、湖南省、安徽省和江西省，与总产结果有差异。从表1可以看出，除浙江省外，其他各省都表现出总产量、单产双增。总产量增长最多的是江西省，增长了385.40万t，增幅为 23.47%，占长江流域水稻总产量增长量的58.7%。浙江省总产量大幅降低，与1996年相比，2015年的总产量降低了699.20万t，降幅为54.74%。各省的水稻单产都有所提高，提高较多的是湖北省、浙江省，分别增加了1 241.93、1 054.86 kg/hm2，增幅都达17%以上，其他各省增幅较为接近。

表1 1996—2015年长江中下游地区各省水稻总产、单产变化

2.3 长江中下游地区水稻比较优势分析

从图3可以看出，近20年来，长江中下游地区水稻生产的规模比较优势指数介于2.024 9～2.127 1，均值为 2.078 1；效率比较优势指数介于0.840 7～0.951 7，均值为0.900 8；综合比较优势指数介于1.304 7～1.413 0，均值为1.368 0。1996—2015年长江中下游地区水稻生产表现出规模比较优势和综合比较优势，且规模比较优势明显，而长江中下游地区的水稻生产不具有效率比较优势。从比较优势指数的年际变化情况来看，1996—2015年长江中下游地区水稻生产的SAI、EAI和AAI变幅很小，处于相对稳定的水平，总体上三者都稍有上升的趋势。

2.4 省域层次水稻规模比较优势分析

从表2各省SAI的均值来看，长江中下游地区各省水稻生产的SAI均大于1，值在2以上的省份有3个，平均规模比较优势由大到小的排名依次为江西省、湖南省、浙江省、湖北省、江苏省、安徽省。其中，2015年较1996年SAI提高的省份有江西省、湖南省、江苏省和湖北省，表示其水稻生产的规模比较优势增加，增加较大的省份是江西省、湖南省，分别提高了0.319 7、0.284 2；SAI降低的省份是浙江省、安徽省，浙江省降幅较大，减少了0.248 6。从年际间变化的角度分析，江西省、湖南省、浙江省的变化较为明显。1996—2015年，江西省水稻生产的SAI整体呈现直线上升的趋势，逐渐接近3.4；湖南省水稻生产的SAI在1996—2006年稳定维持在2.8左右，2006—2007年有明显的提高，超过了3，此后基本保持不变，维持在3以上；浙江省水稻规模比较优势指数在2006年前围绕2.5的水平上下波动，总体下降，在2006—2007年有明显的上升，接近3，之后逐渐降低，2011—2012年降低至 2.5 以下，且有持续下降的趋势。湖北省、江苏省和安徽省水稻生产SAI的年际间变化略有波动，但整体维持在相对稳定的状态。对图4可以看出，长江中下游地区水稻生产规模比较优势较大的区域主要集中在东南部地区，体现为江西省、浙江省一直较高；从图4、表2分析可知，长江中下游地区水稻生产的规模比较优势在东部地区逐渐向北部移动，在南部地区逐渐向西部移动；总体来看，长江中下游地区的水稻生产规模比较优势水平正在进一步提高。

2.5 省域层次水稻效率比较优势分析

与全国相比，近20年来长江中下游地区水稻生产的EAI明显处于劣势。从表2可以看出，除了湖北省和江苏省水稻生产的EAI大于1外，其他各省均小于1，湖南省、江西省水稻的EAI处于较低水平，分别为0.803 8、0.783 0，表明其水稻单产有很大的上升空间。将1996年与2015年的数据进行比较分析，长江中下游地区水稻生产的EAI均有提高，浙江省增加较多，增幅为16.2%，其次是湖北省，增幅为9%，湖南省、安徽省的增幅较低。从年际间变化的角度看，2000年前各省都有波动性降低的变化，其后波动较小，安徽省变化的幅度最大，总体呈现先上升后下降的趋势，2005年达峰值 1.061 9，近年来有持续走低的趋势；湖北省和江苏省变化的幅度较大，但是总体呈上升趋势，近10年湖北省及近5年江苏省水稻生产的EAI一直大于1；浙江省、湖南省、江西省的变化波动性较小，在2006—2007年有明显的降低，此后逐渐恢复并上升，总体来看，近20年呈现逐步上升的趋势，其中浙江省增加的速度明显较快，湖南省、江西省变化逐渐趋同。从表2、图5分析可以看出，长江中下游地区水稻生产EAI相对较高的区域主要是在北部，南部地区长期处于较低水平；前10年南部、北部地区的效率比较优势水平逐渐显示出差异，后10年差异在逐渐减小；长江中下游地区水稻生产的EAI总体提高，从图5可以看出，高值逐渐向经济发达地区移动。经济基础较强的地区农业基础设施相对完善，农业生产的投入能力较强，为水稻的高水平单产提供了保障。

表2 长江中下游地区各省水稻比较优势指数

2.6 省域层次水稻综合比较优势分析

从表2可以看出，1996—2015年长江中下游地区各省水稻生产的AAI都大于1，显示出综合比较优势，表明规模比较优势指数有极高的贡献率。近20年来各省的平均综合比较优势指数由大到小的排名依次为江西省、湖南省、浙江省、湖北省、江苏省、安徽省，与SAI的排名相同，各省之间的差异明显。2015年与1996年相比，除安徽省外其他各省的AAI都略有提高，提高幅度都在较低的水平，相对而言，江西省的AAI提高最多，增加了0.127 6，增幅为8.2%。从时间变化角度分析，AAI较SAI、EAI各省都处于一个稳定发展的水平，但在1996—2000年都有一定的波动，这主要受到EAI的影响。安徽省综合比较优势基本保持不变，其AAI在1999年前稍有波动，此后一直在1.1的水平；其他各省的AAI近20年来整体上维持稳定上升的趋势，江西省、湖南省上升的速度大致相当，并且持续走高，江西省的AAI近年来逐渐接近1.7，湖南省的AAI也突破1.6；浙江省的AAI在2007年前受其EAI的影响显示出上升的状态，此后受其SAI的影响较多，虽然EAI有恢复上升的变化过程，但总体看2007年后的AAI呈下降趋势。湖北省、江苏省的AAI分别在1.3～1.4、1.2～1.3的范围内提高，近年来，湖北省的AAI已突破1.4，江苏省逐渐接近 1.3。对表2、图6分析可知，长江中下游地区水稻生产综合比较优势明显的区域在南部地区，这与规模比较优势相同；北部地区包括江苏省、湖北省的AAI明显提高；总体来看，长江中下游地区的水稻综合比较优势正在进一步增加。

综合比较图4、图5、图6可知，长江中下游南部、北部地区的SAI、EAI具有明显差异，SAI与EAI共同作用于AAI，AAI主要受SAI的影响。结合长江中下游地区水稻播种面积变化可知，水稻面积虽然有恢复性上升，但幅度极小，随着长江中下游地区经济带的开发，倘若扩大水稻的种植面积必定收效甚微，此外，水稻的SAI已达到很高的水平，相反，EAI提高的潜力较大。因此可见，维持或进一步提高长江中下游地区水稻生产的综合比较优势，需要提高效率比较优势指数，改善农业生产条件，适当提高农业投入，提高水稻单产水平。

3 结论与讨论

3.1 结论

为了研究近20年长江中下游地区水稻生产和优势变化，笔者基于1996—2015年长江中下游地区水稻播种面积和产量等数据，运用比较优势指数分析、GIS空间分析等方法，主要得出以下结果。(1)近20年长江中下游地区水稻的播种面积表现为东部地区大幅减少，西部地区略有增加，总体面积缩减，年际间呈“V”形变化；水稻单产水平不断提高，受地区间经济发展的差异表现不集中；水稻总产量与面积年际间变化类似，近年来出现连增。(2)1996—2015年长江中下游地区水稻生产的规模比较优势指数、效率比较优势指数、综合比较优势指数均值分别为2.078 1、0.900 8、1.368 0，具有规模比较优势和综合比较优势，不具有效率比较优势；长江中下游地区水稻的比较优势受规模优势的影响较大，为保持生产优势，扩大播种面积较为困难，效率比较优势指数有增长潜力，提高单产是有效途径。从各省情况来看，长江中下游地区SAI较高的区域分别为江西省、湖南省、浙江省，集中在南部地区，规模比较优势在逐步增加；EAI较高的区域在北部地区，增长较快的为浙江省、江苏省、湖北省，高值向经济发达地区移动；各省AAI排名靠前的是江西省、湖南省、浙江省，集中在南部地区，并且各省之间的差异明显，这主要由于SAI的影响，而北部地区受EAI的影响，综合比较优势水平明显提高，总体来看，长江中下游地区水稻生产的综合比较优势正在进一步增加。

3.2 讨论

针对长江中下游地区水稻生产年际间变化情况分析，1996—2003年水稻播种面积、总产量表现出下降趋势，相关研究表明，同一时间段，全国水稻生产表现出相同的变化，主要是由于双季稻面积的减少较大[16]。目前，长江中下游地区双季稻种植面积较大的省份有湖南省、江西省，湖北省、浙江省、安徽省在历史上双季稻的比重也较高[17]，所以，稳定双季稻的面积对长江中下游地区水稻的良性生产是一个重要保障。2004年以后，水稻种植面积和总产量呈现恢复性增长，从单产的贡献因素看，水稻品种的改良、栽培技术的提高、农业生产投入的加大[18]都在一定程度上促进单产提高，保证水稻生产恢复，其中最为显著的效应是一系列惠农政策的出台，包括全面取消农业税，扩大种粮补贴力度，提高了稻农生产的积极性，增加了农业劳动力[19，14]，而这些效应正在减弱。为适应我国农业生产发展的新形势，农业政策的核心应当偏向于科技服务的改善，强化技术补贴力度，充分考虑重大技术的推广与补助，与生产挂钩，发挥农业政策对水稻生产的激励作用。

针对长江中下游地区水稻生产比较优势分析，近20年来长江中下游地区水稻生产具有明显的综合比较优势，主要是由于其生产规模较大，种植面积的占比高。而随着经济结构的变化，非农活动的增加及务工人员工资上涨[20]，农业劳动力减少，成本提高，农业生产出现土地撂荒；另一方面，长江中下游地区经济增长较快，城镇化建设水平较高，农业用地的数量减少，这些因素都限制了水稻生产面积的发展，所以对于稳定水稻生产规模比较优势，需要稳定播种面积。结合长江中下游地区的实际情况，行之有效的办法是建立水稻生产功能区，制定完善土地流转政策，进行适度规模生产经营。长江中下游地区水稻生产优势的维持，重点是提高单产。以浙江省为例，其水稻种植面积近20年来虽然基数较大，但减少也较多，规模比较优势逐渐减弱，然而其综合比较优势保持在较高的水平，主要是由于其单产增幅快，效率比较优势指数增加较快。对于水稻单产水平的提高有多方面的措施，增加对农田基础设施建设的投入[21]，水稻的品种、生产技术、机械化水平[22-26]的提高都可以有效促进单产，从而提高效率比较优势水平。长江中下游经济相对发达的地区单产提高显著，逐步具有效率比较优势，江西省、湖南省、安徽省的水稻单产水平需要进一步提高。

针对长江中下游地区水稻生产比较优势区域格局变化分析，南部地区水稻生产具有较大的规模，江西省规模优势一直较明显，湖南省的优势水平正在逐步提高，浙江省的播种面积基数较大，虽然一直在缩减，但仍然表现出规模优势；浙江省生产效率已有较高水平，江西省、湖南省潜力较大。北部地区由于种植规模的制约，较南部综合比较优势弱，但水稻单产水平突出，江苏省、湖北省具有较高的效率比较优势指数，安徽省较南部地区同样表现出效率优势；安徽省与江苏省、湖北省相比，水稻生产规模、效率都仍有上升的空间。建议稳定长江中下游地区水稻生产的规模比较优势，提高效率比较优势水平，从而进一步提升综合比较优势。在对水稻生产进行布局和调整时，需要兼顾规模优势与效率优势，同时应当重点挖掘各省水稻生产潜力，促进长江中下游地区水稻生产的持续发展。