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(1.中国科学院 东北地理与农业生态研究所 黑土区农业生态重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150081； 2.伊春市气象局，黑龙江 伊春 153000；3.乌兰察布市林业局，内蒙古 乌兰察布 012000； 4.大庆油田有限责任公司第二采油厂信息中心，黑龙江 大庆 163414)

0 引 言

种植结构作为农作物空间格局的组成部分，可以很好的反映一个地区内各种作物的种植情况。研究种植结构的时空变化对于指导农业可持续发展、保障国家粮食安全有着至关重要的作用[1-5]。黑龙江省作为产粮大省，是我国最大的商品粮生产基地。根据国家统计局发布的数据统计，2010年黑龙江省大豆产量占全国的38.8%，玉米产量占全国的13.1%[6]，对于国家粮食储备有重要的作用。然而，这两种作物的总播种面积占当年全省粮食作物播种面积的近70%，种植结构过于单一制约着黑龙江省农业的进一步发展。如何在保障国家粮食安全的基础上进行种植结构调整，是黑龙江省现在亟待解决的问题。本文利用中华人民共和国国家统计局国家数据[6]及黑龙江省统计年鉴(1971-2011)[7]，以及国家气象局发布的1970-2010年日气温和日降水数据，旨在分析黑龙江省1970-2010年近40年来的种植结构变化，为黑龙江省种植结构调整对策的制定提供参考依据。

1 黑龙江省全省主要粮食作物播种面积变化

黑龙江省的主要粮食作物播种面积变化情况如图1、图2。可以看出，自1970年开始，大豆和玉米一直是黑龙江省的主要粮食作物，播种面积和所占比例均不断上升。1970-2002年期间，大豆播种面积增长趋势较为平稳，波动不大，2002年开始大豆播种面积迅速扩张，至2006年达到峰值，为424.6×104hm2，自此以后大豆播种面积开始回落，至2010年大豆播种面积为354.8×104hm2，仍旧是1970年大豆播种面积的2倍有余。同样，大豆播种面积占粮食作物播种面积的比例也不断上升，但波动较大，2004年所占比例达到峰值，为42%，之后所占比例开始迅速下滑，至2010年已下降了10%以上，尽管如此大豆的播种面积仍占全省粮食作物播种面积的30%以上。玉米播种面积在1970-1996年期间以上升为主，有一定的起伏，1996-2000年期间在经历了一个明显的下降趋势之后，玉米播种面积开始迅速上升，至2010年达到峰值，为436.8×104hm2。玉米播种面积占粮食作物播种面积的比例也经历了同样的过程，1996年前稳步上升，1996-2000年期间经历了一个低谷，之后所占比例开始迅速上升，至2010年已达38%。水稻和小麦的播种面积则经历了完全相反的过程。40年间，水稻播种面积不断增加，至2010年已达276.9×104hm2，是1970年水稻播种面积的18倍有余，小麦播种面积则不断缩减，至2010年仅余28×104hm2，不足1970年小麦播种面积的1/6。两种作物的播种面积占粮食作物播种面积的比例也呈完全相反的趋势，水稻播种面积所占比例不断上升，至2010年已达24.2%，小麦播种面积所占比例则不断下降，至2010年已不足2.5%。

图1 黑龙江省主要粮食作物播种面积变化情况(1970-2010)Fig.1 Sowing area change of main grain crops in Heilongjiang Province(1970-2010)

图2 黑龙江省主要粮食作物播种面积占粮食作物播种面积的比例变化(1970-2010)Fig.2 Sowing area proportion of main grain crops accounting for the total sowing area in Heilongjiang Province(1970-2010)

2 黑龙江省各市主要粮食作物播种面积变化

1970-2010年的40年中，黑龙江省各地级市的总播种面积及主要粮食作物播种面积的变化呈上升趋势(图3-图7)，尤其是在2000-2010年阶段，哈尔滨市、齐齐哈尔市、佳木斯市、黑河市和绥化市的总播种面积增加了30×104hm2以上。

图3 黑龙江省各地级市总播种面积变化情况(1970-2010)Fig.3 Total sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

图4 黑龙江省各地级市玉米播种面积变化情况(1970-2010)Fig.4 The corn sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

从图4和图5中我们可以看出，玉米和大豆的播种面积和总播种面积的变化趋势相似，主要以上升为主。2000年以前，上升幅度较小，播种面积比较稳定，2000-2010年的10年中，上升速度明显加快，部分地区种植面积翻番。2010年，哈尔滨市、齐齐哈尔市和绥化市的玉米播种面积超过90×104hm2，是2000年玉米播种面积的2倍以上。其他地区的玉米播种面积也均有不同程度的上升。2010年齐齐哈尔市和黑河市的大豆播种面积达到70×104hm2以上，尤其是黑河市，自2000年后大豆的播种面积增加了近2倍，佳木斯市的上升趋势也比较明显，且2000-2010年这10年中播种面积翻番。哈尔滨市和绥化市变化幅度不大，2000年以后大豆播种面积也达到30×104hm2以上。

图5 黑龙江省各地级市大豆播种面积变化情况(1970-2010)Fig.5 The soybean sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

图6 黑龙江省各地级市水稻播种面积变化情况(1970-2010)Fig.6 The rice sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

从图6中我们可以看出，各市水稻的播种面积呈现稳定的上升趋势，几乎不存在下降波动。哈尔滨市的水稻播种面积上升最为明显，至2010年已经达到48×104hm2。齐齐哈尔市、佳木斯市和绥化市的水稻播种面积上升也比较显著，至2010年也达到了20×104hm2左右。同时我们发现，水稻播种面积增加显著的这几个城市主要集中在三江平原和松嫩平原地区，这些地区不仅地势平缓，且有丰富的水资源，适宜水稻种植。

图7中，小麦的播种面积呈现大幅下降趋势，至2010年除黑河和大兴安岭地区外，其他地级市的小麦播种面积均接近于0。绥化市的小麦播种面积下降最为明显，从1970年的27×104hm2下降到2010年的0.2×104hm2。齐齐哈尔市和黑河市在1970-1990年有一个明显的上升波动，之后播种面积快速缩减。到2010年小麦的种植范围集中到纬度偏北、温度较低的黑河市和大兴安岭地区。

图7 黑龙江省各地级市小麦播种面积变化情况(1970-2010)Fig.7 The wheat sowing area changes in different prefectures of Heilongjiang Province(1970-2010)

3 黑龙江省主要粮食作物播种面积变化的原因分析

3.1 国家政策

国家农业政策是一种产业政策。国家通过农业政策，运用经济、法律杠杆引导社会其他经济主体，增加对农业的投入，提高农业生产水平，满足经济发展和社会稳定对农业的客观需求[8]。

1982年，国家开始推行家庭联产承包责任制，后续国家又推出的各种农业补贴政策，很大程度上提高了农民的积极性，而作为高产作物的玉米受到更多农民的青睐[9-11]。2007年，国家开始在东北地区实施玉米临时收储政策，当时较高的收储价格更加刺激了农民种植玉米的热情，使得2007年以后玉米播种面积激增，甚至影响到大豆的播种面积。

近年来，国家为提高农民种植大豆的积极性，在大豆主产区实施大豆良种补贴全覆盖和大豆目标价格等优惠政策，起到了较为显著的效果[12]。但2007年以后，由于国家的玉米临时收储政策，影响了大豆播种面积的扩张。同时近年来我国大豆进口产业迅猛发展，大豆进口量也逐年增加，更进一步促使大豆播种面积萎缩。

黑龙江省在上世纪80年代后期推行“以稻治涝、以稻致富”战略，加强水利基础设施建设，加快“旱改水”，一定程度上扩大了水稻的播种面积[9]。同时国家推行的各种农业补贴政策以及种植结构调整，全省种植结构也发生了重大转变，加快了水稻播种面积的扩张。

1996年，小麦率先退出保护价，促使小麦播种面积开始缩减。尽管后续国家又对小麦推出了临时储备政策和最低保护价政策，而且补贴价格不断提高，但依旧无法遏制小麦播种面积的减少。2000-2010年期间由于大豆重迎茬现象[13]，黑龙江省开始推行麦豆轮作，小麦播种面积有回升的趋势。

3.2 经济效益

各种粮食作物的经济效益是影响农户选择播种那种作物的重要因素。近年来，国家农业补贴政策使得玉米的收储价格有了保障，很大程度上刺激了农民的积极性。同时玉米的近年来的经济收益不断提高，1999年纯收益为448元·hm-2，至2002年纯收益已达到1 190元·hm-2，收益的大幅增加使得2002年后全省的玉米种植面积迅速上涨[14]。

大豆作为黑龙江省的主要粮食作物，纯收益在近几年也有很大的变化，1999年大豆纯收益为163元·hm-2，受到国内大豆供给不足的影响，至2002年达到1 538元·hm-2，增长了近10倍之多。尽管大豆的收益价格大于玉米的收购价格，但是由于其收益稳定性很差，农户选择种植大豆的积极性有所下降。同时近年来大豆进口产业的飞速发展，占据了我国很大的市场，使得大豆的播种面积有一定程度上的减少[14-15]。

作为高产作物，水稻的成本要远远高于玉米和大豆，但其收益也高于玉米和大豆。2003年后稻谷价格的大幅上涨，使得水稻的种植面积迅速扩张，而且各种优质品种的出现一定程度上提高了水稻的产量[14，16]。

作为低产作物，小麦的生产成本与玉米和大豆接近，然而较低的产量使其收益很低，近年来甚至出现亏损现象，这也使得小麦的种植面积迅速缩减[14，17]。

3.3 科学技术影响

科学技术的进步带动农业资源利用方式的改变和利用效率的提高，增加农产品的产出量。数据实践证明，每一项关键性农业技术的突破和应用都会带来农业生产力的一次飞跃[8]。

首先新品种的出现。玉米、大豆和水稻的单产水平都有不同程度的提高。如玉米品种农大108、郑单958以及引进的德美亚2号等，不仅大幅提高了产量，而且抗逆性强，抗倒伏能力强，耐低温能力强，非常适宜大面积种植[12，18]。大豆品种如上世纪80年代的合丰25、东农36号和东农41号等，产量稳定，且耐高寒，使我国大豆栽培北界向北扩大了100 km以上[19]。这也直接导致了大豆种植面积的迅速扩张，从而影响到了小麦的播种面积。2000年以后出现的富士光、龙稻5号、东农425及龙粳20号等水稻品种，因其耐低温能力强，生长快，抗稻瘟病能力强，迅速向黑龙江省北部高寒地区扩张，播种面积激增[20-21]。

第二栽培技术的改革。随着时代的进步，原始的耕作方式正在不断地被改进，地膜覆盖栽培技术、节水灌溉技术、配方施肥技术、深耕技术、免耕技术及病虫害防治技术等的推广，不仅提高了农作物单产，而且一定程度上保护了土壤资源，使得农作物播种面积进一步扩张[18，22]。

第三大中型农业机械的推行。黑龙江省农垦系统是我国发展较早的农垦系统之一，至今已有70年的历史，其下属的国有农场主要分布于三江平原、松嫩平原中心地带，耕地资源平缓、规整，且管理统一，非常适宜大型农业机械的推广和使用。大型农业机械不仅提高工作效率，同时大幅降低生产成本，增加农民收益，促使农作物播种面积扩张[22]。

小麦作为黑龙江省曾经的主要作物，在1992年前还占有较大的份额，然而作为上世纪90年代主栽品种的“新克旱9号”因其产量较低，品质不高，以及受当时市场经济的影响，致使小麦播种面积迅速缩减。2004年以后，龙麦29、龙麦30等新品种的出现，单产水平和品质都有了很大的提升，且由于栽培技术和农业机械的进步，小麦生产规模有一定程度的扩大，播种面积也有所回升，但已与上世纪80年无法相提并论。

3.4 气候因素

温度是影响作物生产的重要环境因素。根据我们对1970-2010年40年间黑龙江省83个气象站点的气象数据(至2010年共计83个气象站点)的统计整理，发现随着年份的增加，气温呈明显的上升趋势，而降水数据无明显变化，不存在上升或下降的趋势。

从图9中我们可以清晰地看到，自1970年开始年平均气温呈现明显的上升趋势，1987年以后年平均气温基本维持在3 ℃左右，2007、2008年超过4 ℃，2009年开始有些回落。生长季(5-9月)平均气温呈现出和年平均气温基本相同的上升趋势，1987年以后稳定维持在17 ℃左右，且呈现缓慢上升趋势。春夏秋冬4个季节的平均气温也呈现不同程度的增长趋势，其中冬季升温最为明显。

我们以10年为1个阶段，对作物生长季(5-9月)的平均气温进行分析，发现1971-1980年平均气温为17.18 ℃，1981-1990年为17.30 ℃，1991-2000年为17.78 ℃，2001-2010年为18.11 ℃，呈现一个非常明显的上升趋势。全省的年平均气温增温率为0.038 2 ℃·a-1，生长季平均气温增温率为0.031 7 ℃·a-1，春夏秋冬四季的增温率分别为：0.036 8 ℃·a-1、0.028 ℃·a-1、0.034 3 ℃·a-1和0.054 3 ℃·a-1。可以看出冬季增温最为明显，夏季增温相对平缓，春季、秋季两个季节增温较为相似[23-24]。

因此，温度的上升一定程度上使得玉米、大豆和水稻这3种作物的种植范围向北延伸。同时由于近40年全省平均气温上升，气候明显变暖，北部高纬度地区热量条件得到改善，积温带向北移动，也进一步加速了农作物播种面积向北的扩张。而小麦由于其产量低、经济效益低等原因，在温度更加适宜的地区竞争不过玉米、大豆和水稻，从而直接导致其种植范围主要固定在黑河市和大兴安岭等不适宜种植其他作物的高纬度地区。

图8 黑龙江省过去40年(1970-2010年)的气温变化趋势Fig.8 The temperature change of Heilongjiang Province in the last 40 years(1970-2010)

4 结论与讨论

(1)过去40年黑龙江省的种植结构发生了很大的变化，作为优势作物的玉米和大豆播种面积持续上升，所占比例也不断提高，至2010年两者播种面积相加占全省粮食作物播种面积的近70%。玉米播种面积处于稳定的上升趋势，大豆播种面积在2008年以后有一定的缩减。水稻播种面积显著增加，种植比例迅速上升，至2010年达到全省的24%。而小麦播种面积缩减严重，所占比例至2010年已不足全省的2.5%。

(2)黑龙江省种植结构发生变化主要受到国家政策、科学技术和气候等方面的影响。国家政策方面，家庭联产承包责任制、农业补贴政策及“以稻治涝、以稻致富”战略等等，刺激农民种粮的积极性，加快了玉米、大豆和水稻播种面积的扩张。经济方面，玉米、大豆和水稻的高收益以及小麦的亏损现状使得前3种作物播种面积迅速增长。科技方面，新品种的出现、耕作技术的创新及大型农业机械的使用也进一步扩大了粮食作物的播种面积。气候方面，黑龙江省气候变暖，积温带北移，使得全省适宜种植粮食作物的地区进一步扩大，粮食作物种植范围不断北移。小麦作为黑龙江省曾经的主要粮食作物，由于其产量低、品质差，地位渐渐被水稻所取代，同时由于全省积温带北移，小麦的种植范围主要固定在黑河市和大兴安岭等高纬度地区。

(3)尽管影响种植结构变化的因素有很多，但是国家政策作为引导因素有着至关重要的作用。如1996年小麦退出国家保护价后，播种面积迅速缩减，2008年国家实施的玉米临时收储政策后，大豆的播种面积明显受到影响等等。国家政策通过影响粮食的价格走势，从而影响到农民的经济收益，最后反响在种植结构的变化上。我国是一个人口大国，粮食安全对于我国格外的重要，而作为最大商品粮基地的黑龙江省现在面临着粮食作物种植结构单一，生态环境遭到破坏等问题，如何在确保农民收益的情况下，恢复生态平衡，通过国家政策进行种植结构合理化调整势在必行。

致 谢

感谢国家科技基础条件平台-国家地球系统科学数据共享服务平台-东北黑土科学数据中心(http://northeast.geodata.cn)提供数据支撑。