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陕北种植业土地利用与农业投入关系的典范对应分析.pdf

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上传者: 闪亮星lucky 2012-10-04 评分1 评论0 下载30 收藏10 阅读量1010 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《陕北种植业土地利用与农业投入关系的典范对应分析pdf》,可适用于项目管理领域,主题内容包含卷第期年月资源科学RESOURCESSCIENCEVol,NoJuly,文章编号:()收稿日期:修订日期:基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(编符等。

27 卷第 4期 2005年 7 月 资 源 科 学 RESOURCES SCIENCE Vol. 27, No. 4 July, 2005 文章编号: 1007- 7588( 2005) 04- 0056- 07 收稿日期: 2004- 10- 10;修订日期: 2004- 12- 02 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(编号: G2000018604) ;北京师范大学创新研究群体: 复合景观系统动力学研究 。 作者简介:曹彤( 1981~ ) ,安徽人,硕士生,主要从事土地利用变化研究。 通讯作者:江源, Email : jiangy@ bnu. edu. cn 陕北种植业土地利用与农业投入关系的典范对应分析 曹 彤, 江 源, 宋 阳, 和克俭 (北京师范大学资源学院, 环境演变与自然灾害教育部重点实验室,北京 100875) 摘 要:本文在论述农业投入与种植业格局之间存在相关关系基础上, 以近 50 年的农业种植及其投入数据为 依托,运用典范对应分析( CCA)方法分析陕北种植业格局的空间差异, 以及延安地区种植业格局的时间演变,并分 析不同时段、不同空间范围内农业投入与各类作物之间以及与经济发展水平之间的关系,得出如下初步结论:研究 区北部种植条件较差,农业生产相对落后, 表现为完全种植粮食作物, 整体农业投入极少;研究区南部种植条件好, 蔬菜瓜果等经济作物种植量较大,农业生产发达 ,农业投入主要倾斜经济作物。随着时间的推移,本区种植业格局 有待改进,经济水平高、农业生产条件较好的地区, 增加经济作物的种植, 同时增加对经济作物的投入。在经济水 平相对落后、农业生产条件较差的地区, 选择适宜的农作物因地制宜发展特色农业, 同时政府应当引导农民进入非 农行业多渠道自主就业,增加农业以外的收入。 关键词:陕北; 种植业;播种面积; 农业投入; CCA 1 引言 与土地利用变化相关的因素有很多,包括自然 条件、人为活动、社会经济发展水平,以及潜在的经 济学规律等各个方面 [ 1] 。本研究主要探讨农业生产 中农业投入要素与种植业内部土地利用格局变化之 间的关系。农业生产中, 农业投入量的增加与否、投 入方式的改变都会影响到农作物的产量, 进而影响 农作物的播种面积,从而导致农作物种植中不同类 型作物种植面积之间的转化。而土地利用结构变化 之后又会对农业投入产生进一步的要求。 陕北地区位于生态环境较为敏感和脆弱的农牧 交错带区域,经济欠发达[ 2] , 调整土地利用结构, 保 证生态和粮食安全是该地区的首要问题 [ 3] 。分析本 地区农业投入与种植业土地利用的关系, 对指导农 民调整种植业结构与资金投入导向,提高生活水平, 改善生态环境均具有现实意义。 2 研究思路与方法 21 研究数据来源 研究所需基础数据来自!陕西省农村经济统计 五十年[ 4] , 采用其中陕北地区位于农牧交错带的 28个县之农村经济发展 15 年统计数据( 1985 年~ 1999年) ;以及延安地区的 50年统计数据( 1949 年 ~ 1999年)。 22 指标的选取 可反映农业投入的主要要素有: # 流动资本投 入,主要包括种子、化肥、农药、农膜、农用电等。这 里把氮肥、磷肥、钾肥等按折算后的数量来反映农用 化肥施用量; 固定资本投入, 指机械投入、水利设 施投入等。机械投入可用机械总动力反映,水利投 入是种植业生产取得较好效益的重要保证,有效灌 溉面积和水浇地面积是水利投入最直接的指标; % 资金投入,没有直接数据,但可用国内生产总值或农 民人均纯收入较好的反映[ 5]。 可反映种植业土地利用变化的主要指标有:耕 地面积、农作物播种总面积、粮食作物播种面积、油 料作物播种面积以及其他各种作物的播种面积。 根据当地的实际生产情况, 资料的可获取性,本 文选取了以下指标(表 1)。 23 分析方法 数量分析: 采用 典范对 应分析 ( Canonical Correspondence Analysis, CCA)方法。该方法是基于 对应分析发展而来, 将对应分析与多元回归分析相 结合,从而成为当前最为有效的排序分析方法之 一[ 6]。CCA的基本思路是, 在对应分析的迭代过程 中,将每次得到的排序值均与环境因子进行多元线 性回归,使之直接反映环境因子对排序结果的影响。 由于典范对应分析主要是用来研究对象间的相互关 系和影响这种关系的环境条件,因此,可以将各个县 域作为分析对象,将县域内的各项种植业用地指标 和投入指标作为分析依据, 应用典范对应分析来展 示研究区内的不同作物种植和农业投入的分布特 点,同时也可以将各个年份作为分析对象,将各年份 内的各项种植业用地指标以及投入指标作为分析依 据,来展示不同时间段不同作物种植和农业投入的 分布特点。本文应用国际标准软件 CANOCO 4. 51 对种植业投入与土地利用面积指标数据进行分析处 理,并应用 CANOCODRAW 41绘出种植业投入指标 和土地利用指标的 CCA排序图,以分析农业投入与 种植业土地利用指标间的关系。在进行作物播种面 积格局分析时采用 CANOCODRAW 41中属性图功 能 , 运用广义线性模型( GLM)回归方法对各指标做 等级图,这种等级图将每一指标的属性值分等,于是 指标的属性在图中量化, 排序图可以更加清晰的反 映各指标的排序状况。 图 1 陕北各县作物播种面积比例的 GLM 等级 Fig1 GLM diagram of area proport ion in the count ies of northern Shaanxi Province 注释: 1 铜川市辖区, 2榆林市, 3神木, 4府谷, 5横山, 6靖边, 7定边, 8绥德, 9米脂, 10佳县, 11吴堡, 12清涧, 13子洲, 14 黄陵, 15黄龙, 16宜川, 17洛川, 18富县, 19甘泉, 20吴旗, 21志丹 22安塞, 23子长, 24延川, 25延长, 26延安市, 27宜 君, 28耀县; f ood粮食作物播种面积比重, oil油料作物播种面积比重, others其他作物(蔬菜瓜果等)播种面积比重 空间分析排序图(图 1)中, 圆点代表各个县域, 时间分析排序图(图 4)中圆点代表各个年份, 圆点 之间的距离表示县市之内作物播种面积比例组成的 相似性;各个排序图中箭头之间的夹角代表两种指 标之间的相关关系;在播种面积比例与投入指标之 间关系的排序图中(图 2、图 5) , 三角点代表作物的 播种面积比例,三角点到箭头的投影代表对这种作 物的投入量。 时空对比分析: 在分析研究区的种植业投入与 土地利用变化关系时, 一方面根据不同地区的经济 发展状况对贫富差异地区分别进行分析, 另一方面 表1 种植业土地利用与投入的部分主要指标 Table 1 Indicators for analyzing agricultural investment and land use change 类型 指标 选用否 农业投入 乡村人口( & 104 人) 选用 人均国内生产总值(元) 选用 农民人均纯收入(元) 选用 化肥施用量( t ) 选用 农用机械总动力( & 104kW) 选用 有效灌溉面积(hm2 ) 选用 农村用电量( & 104kWh) 选用 排灌机械总动力(km2 ) 未选用 种子投入量( t ) 未选用 农药使用量( t ) 未选用 种植业用地 耕地面积( hm2 ) 选用 农作物播种总面积(hm2 ) 选用 粮食作物播种面积(hm2 ) 选用 油料作物播种面积(hm2 ) 选用 其它作物的播种面积(hm2 ) 选用 水浇地面积、旱地面积(hm2 ) 未选用 其他各种作物的播种面积( hm2 ) 未选用 5727 卷第 4期 曹 彤等: 陕北种植业土地利用与农业投入关系的典范对应分析 根据不同时期的发展状况对早期和晚期两个时期分 别进行分析,将空间上的贫、富两类地区分析结果和 时间上的早、晚两个时期分析结果互相对照, 从而观 察随着经济的发展,种植业和种植业土地利用的变 化状况。 3 结果分析 31 不同县域的种植业结构分析 研究区各县种植业内部的粮食作物、油料作物 及蔬菜水果等其他作物播种面积的 CCA排序结果 如图 1所示, 三类作物种植格局相似的县会聚在一 起。为了更清晰地区分研究区内不同县市间种植业 中各种作物播种面积格局的差异, 排序图 1中进一 步分别作出三类作物播种面积比例的广义线性模型 (GLM)等级图(图 1a, 1b, 1c)。由图 1a、1b、1c 可知所有县粮食作物的播种面积比例都较高, 均在 07以上,但在考虑另外两类作物的种植比重后, 可 以看出各县之间仍存在差异。综合 3幅图的划分结 果,可将研究区内的 28个县市按其种植业播种面积 格局分为 3个组,由于 1号铜川市辖区、2号榆林市 和 26号延安市 3个市为市级统计数据,故分组中已 将此3个市剔除(表 2)。 第一组: 以粮食作物播种为主, 比例在 08 以 上,油料作物和其他作物的播种面积比例极小, 均在 01以下, 19个县属于此类播种格局; 第二组:以粮食作物和油料作物的播种为主,其 他作物播种面积比例极小, 包括 3个县; 第三组:以粮食作物和其他作物播种为主, 油料 作物播种面积比例极小,包括 6个县。 尽管研究区内所有县都以粮食作物种植为主, 但进一步分析人均 GDP 与作物播种面积关系后,可 以看出第二组以粮食和油料作物播种为主的县域, 其人均 GDP水平最低;而以粮食和蔬菜水果等其他 作物播种为主的县域, 其人均GDP 水平最高(表 2)。 表 2 各分组县市三类作物播种面积比例的均值 Table 2 Mean proportion of sown area of the three crops by group of counties 组编号 县市名 粮食作物 油料作物 其他作物 人均GDP(元) 农民人均收入(元) 1 神木、府谷、横山、靖边、米脂、佳县、吴堡、清涧、子洲、黄 龙、宜川、甘泉、志丹、安塞、子长、延川、延长 08604 00606 00290 1 548725 1 0600000 2 定边、绥德、吴旗 07369 02242 00108 1 5535490 1 0351100 3 黄陵、富县、洛川、宜君、耀县 07021 00350 02530 2 4516750 1 5628670 为了更深入的了解播种面积组合与人均 GDP 之间的这种关联,可以进一步分析每组内农业投入 与人均 GDP 之间、农业投入与各类作物播种面积格 局之间的关系, 从而探讨经济增长对种植业的带动 作用以及对农业种植格局的影响。 第一组:以粮食作物种植为主,但是农业各项投 入分配到粮食作物上的很少, 在播种比例极少的油 料作物和其他作物上则更少(图 2a)。说明此组内 各县在农业上的总投入量较低。由图 2a 还可看 出,农民人均收入与农业各投入因子的相关性不大。 这说明即使收入增加农户也不会把资金投入到种植 业生产上。对照图 3,此组县基本处于土壤质量差、 不适宜农业生产的北部地区。根据王继军[ 7]在安塞 县和宝塔区的调查也可知此地区的农业生产特点正 是广种薄收,农业内部结构比例严重失调,粮食作物 种植是农户种植业的主要部分。粮食亩产低, 而其 他的收入份额相当有限, 因此农户的收入极低(表 2) ,农户没有能力对农业进行大量投入。而由图 2a 还可看出人均 GDP 与各种投入均呈正相关, 说明此 组县种植业生产依靠国民经济增长的带动。 第二组: 以粮食作物和油料作物种植并重为主 的县。由图 2b 可看出, 此组县中农业投入与第一 组有很大类似,即虽然粮食作物仍占很大比重, 但对 粮食作物的投入非常少, 对油料作物和其他作物的 投入同样很少。跟第一组类似, 此组中农民人均收 入与各类农业投入之间的相关也很小(图 2b)。但 此组农民的人均收入比第一组低(表 2) , 而人均 GDP比第一组高。这说明此组县中农户没有能力进 行种植业投入,种植业对国民经济增长的推动作用 不大。由图 3可看出此组中的 3个县都位于土壤条 件较差的地区,但是此 3个县的油气资源均较丰富, 90年代中期以来的油气开采给当地创造了较高的 工业产值。而落后的农业使得农民的收入较低。以 定边县为例, 定边县 1995 年至 1999年工业总产值 增加4950%, 而种植业总产值下降了 5758% , 2000 年种植业总产值仅占国民经济总产值的 1011% [8]。 58 资 源 科 学 27卷第 4 期 图 2 各分组县中农业投入与作物播种面积比重 CCA排序 Fig2 CCA ranking of the ratio between agricultural investments and sown area by group of counties 注释: fer化肥, irri灌溉, pop乡村人口, ele农村用电量, mach农业机械总动力, plow耕地面积, GDPp人均, incomep农民人 均纯收入, f ood , oil , others同图 1 图 3 陕北农牧交错带土壤类型分区 Fig3 Grouping of soil types in northern Shaanxi Province 随着油气资源的开发会带动制造业、服务业、教育等 各方面的发展, 但对农业的带动作用不大,因此政府 应增加对农业的投入,引导农民种植适宜作物,如红 枣、马铃薯、土豆等都是当地的适宜种植的作物[ 2]。 第三组:由图2c可看出, 这组县的农业生产投 入集中在其他作物, 主要是化肥和机械的投入,农民 的人均收入与化肥和机械投入的相关性最大, 说明 农民的部分收入主要投入到了农业中的其他作物种 植中。而对于粮食作物的投入主要是耕地面积的扩 大,说明在大力种植其他作物的同时,也保证了粮食 作物的播种面积。从图 3可以看出, 此组县 都处在研究区的最南部, 即位于关中平原的 北部附近, 农业生产条件较好, 相对于北部 风沙土区域, 此地土壤条件稍好, 主要为黄 绵土和黑垆土,农民的人均收入较前两组高 (表 2)。 32 不同时期种植业农作物播种面积和投 入变化分析 以延安市所辖县 1949年到 1999年50年 的农业数据为基础, 分析研究区农业种植结 构和农业投入在时间序列上的变化情况。 50年间种植业中粮食作物、油料作物及 其他作物种植比重的 CCA排序结果如图 4。 进一步将排序结果中 3种作物的播种面积比 重按 GLM法分等,分别得图 4a、4b、4c。由 图4可知, 1949年~ 1999 年 50年间, 延安地 区的种植业中,粮食作物的种植比重始终最 大,都在 08以上,一直占据着主导地位。其 中1985年之后粮食作物播种面积减少,油料 作物和其他作物的播种面积比重明显增加。 由此可将整个研究时段以 1985 年为界, 分为 1985年之前和 1985年之后早晚两个时段,分别对两 个时段农业投入与作物播种面积的关系进行探讨。 这两个时段的各类作物播种面积比重与农业投入关 系的排序图如图 5a、5b所示。1949年到 1984年的 早期土地利用对各种作物的农业投入量非常小, 几 乎为零(图 5a) ;而 1985年到 1999年的晚期土地利 用对农业的投入加大, 但主要集中在蔬菜瓜果等其 他作物上,其中化肥、灌溉、电力、机械等各项投入要 素的投入量都非常大,本期对油料作物的投入以人 5927 卷第 4期 曹 彤等: 陕北种植业土地利用与农业投入关系的典范对应分析 图 4 延安地区不同年份各种作物播种面积比例的 GLM 等级 Fig4 GLM ranking of area proport ion of the crops in Yanan prefecture 注释: 11949, 21952, 31957, 41962, 51965, 61970, 71975, 81978, 91979, 101980, 111981, 121982, 131983, 141984 151985, 161986, 171987, 181988, 191989, 201990, 211991, 221992, 231993, 241994, 251995, 261996, 271997, 281998 291999; f ood , oil , others同图 2 图 5 不同时期各类作物的播种比重与农业投入排序 Fig5 CCA ranking of agricultural investments and area proportion in the two periods 注释同图 2 力投入为主(图 5b)。此外不管早期还是晚期农户 对粮食作物的投入都非常少, 说明这一区域的粮食 生产从过去到现在一直是靠天吃饭,人为影响的作 用不大。 33 不同地区不同时期农业投入与种植业播种面 积结构变化对比分析 将不同县域的种植业结构和农业投入关系分析 中的第一组排序图(图 2a)和不同时期种植业结构 和农业投入关系分析中 1949年到 1984年的排序图 ( 5a)相对照, 将不同县域的种植业结构和农业投入 关系分析中第三组排序图(图 2c)和不同时期种植 业结构和农业投入关系分析中的 1985年到 1999年 排序图(图 5b)相对照, 即贫困地区与早期对照, 富 裕地区与晚期对照,可用以观察随着时间的推移和 经济水平的提高,种植业土地利用格局的变化方向。 经对照发现早期土地利用( 1949 年~ 1984 年)的种 植情况与当今以粮食作物为主的县类似, 都是以粮 食作物种植为主,其他作物和油料作物极少, 而且对 各类作物的农业投入都近乎零。 而晚期土地利用( 1985年~ 1999 年)的种植和 投入情况与当今其他作物种植面积比重相对较大的 县情况相似,虽然粮食作物播种面积比重仍最大,但 其他作物播种面积比重显著增大, 且对粮食作物的 投入仍几乎为零, 各项投入均主要集中在其他作物 上。这就说明在研究区内种植业土地利用在空间上 贫富地区的差异和在时间上早晚时期的差异是类似 的。 4 小结 ( 1)研究区内生产条件和农作物播种面积格局 存在差异。综观陕北各县,粮食作物的种植面积所 占比重均最大,处于绝对主导地位,这是由于陕北地 区自然条件和经济能力两方面的限制。一方面当地 农业生产十年九灾 , 农民吃尽了缺粮的苦头, 因此 农业生产的主要精力都放在粮食作物种植上。另一 方面当地总体经济水平偏低,没有足够的经济能力 投入和发展经济作物。但从 80年代中期以来, 政府 强调和鼓励农民种植经济作物和林果树木,发展市 场经济, 一度使粮食作物种植比重下降, 其 占据的主导地位也有所松动。 研究区北部各县生态环境条件差, 不适 宜农业生产的多种经营, 种植业集中在粮食 作物上,以保证自给。农业生产的投入亦较 少,收益极微。中部各县的农业种植条件相 对北部稍好, 农业种植较北部发达; 南部临 近关中平原各县农业种植条件相对最好, 农 业至为发达, 因而除粮食作物种植面积比重 仍最大外, 其他作物种植也较为广泛, 农民 的投入也多局限于其他作物方面, 由此给本 地带来较丰厚收益。 60 资 源 科 学 27卷第 4 期 ( 2) 50年来农作物播种面积和投入侧重均有较 大变化。对延安地区 50 年间农业种植状况和投入 状况变化的研究表明, 1985年以前的农业种植和投 入情况与当前农业落后地区的类似, 1985年之后的 农业种植情况与当前农业较为发达地区的状况类 似。这是由于 1985年之后当地政府强调和鼓励农 民种植经济作物和林果树木, 发展市场经济, 从而使 粮食作物种植比重下降, 经济作物种植比重上升[ 9]。 (3)时空上的对应对今后土地利用变化研究的 启示。研究区内种植业土地利用在空间上贫富地区 的差异和在时间上早晚时期的差异是类似的。这一 结论的得出对于今后土地利用变化研究中有启示作 用,即当缺失时间变异数据时可以用同地区的空间 差异数据来替代。 ( 4)对当地种植业结构调整的建议。在经济水 平较高、农业生产条件较好的地区,经济作物的种植 能给当地带来丰厚的收益,政府应适当给予引导, 扩 大经济作物的种植面积, 同时增加对经济作物的农 业投入。在经济水平相对落后、农业生产条件较差 的地区,选择适宜的农作物因地制宜地发展特色农 业,如土豆、油菜等适宜在风沙土中生长, 可以扩大 规模。另外政府要引导农民进入非农行业多渠道自 主就业,增加农业以外的收入,开辟加快当地农村经 济发展的其他途径。 ( 5) CCA方法用于本文研究的优点。本文首次 将典范对应分析方法应用于土地利用变化的分析 中,此方法得出的排序图能够反映各类土地利用方 式的比重、各类农业投入因素之间的关系以及对各 类作物的投入量等多方面的信息。此法运用方便、 简单,结论直观、明了,具有独特的优势,可在土地利 用变化研究中推广。 参考文献 (References) : [ 1 ] 摆万奇, 赵士洞 土地利用变化驱动力系统分析[ J] .资源科 学, 2001, 23 ( 3 ) : 39~ 41. 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The CCA was also applied for analyzing relationship between agricultural investments, planting area of several crops and economic development in different areas and over different periods. It is concluded that poor conditions for crop cultivation in the north of study area lead to slow development of agriculture, featured with mono grain crops and limited agricultural investments while good conditions in the south of study area contribute to the fast development of agriculture, where the grain crops are dominant crops, but the planting areas of commercial crops such as vegetables, fruits and cash crops accounts for a high proportion with inclination of inputs towards them. It is suggested that some adjustments in cropping patterns should be made in the study area under the guidance of local government, i. e. , in the south of study area with good conditions for crop cultivation and better economic condition, planting area of commercial crops should be increased coupled with an increase in agricultural inputs; in the north of the study area with poor conditions of planting crops and backward economic development, agricultural production should be treated in accordancewith local conditions, and suitable crops such as potato and rape should be planted. In addition, in order to increase farmers( income in those poor areas, the local government should pay more attention to diverting local farmers to other professions such as finding new jobs in service sector, trade and mining industry around the area. Key words: Northern Shaanxi Province; Cropping system; Cropping pattern; Agricultural inputs; CCA 62 资 源 科 学 27卷第 4 期

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