河南省粮食产量影响因素分析

亡东农业科学2009 年第7期323河南省粮食产量影响因素分析李瑞华，李明秋(河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000)摘要:利用GIS空间分析.灰色关联分析和主成分分析方法,通过对影响河南省粮食产量自然、社会和经济因素的分析,结果显示:自然对河南省粮食产量的影响较小，粮食产量主要受社会经济因素的影响，其中粮食单产和粮食撟种面积的影响最为显著。除农业从业人口外,其他因素的影响比较均衡.但与粮食产最关联度较高,对于提商粮食产量仍有较大的利用空间。农业从业人口与粮食产量呈负相关关系,不是粮食产量的主要影响因素。关键词:粮食产量;气候生产潜力;粮食单产;粮食播种面积中图分类号:F326.11.文献标识码:A文章编码: 1004-874(2009)07 -0323-03Analysis on several influencing factors of outputof Grain in Henan Provinceu Rui-hua, u Ming -qiu(ollge of Swrveying and Land Iformation Engineering, Henan Polpechnic Universiy, Jizuo 454000, China)Abstract: This paper discusses influencing factors of grain in Henan Province with CLS, Grey Incidence and PrincipalComponent Analysis. Results indicate that the diference of climate grain production potential has litle infuence on output ofgrain. The social and economic factors have prominent influence, and both output of grain per area and sown area of grain havemost prominent influence. Except rural persons engaged in agriculture, the other investment factors have equal inluence andthere is biggish space in improving output of grain. There is negative correlation between rural persons engaged in agricultureand output of grain, and population is not the influencing factor.Key words:output of grain; climate grain production potential; output of grain per area; sowm area of grain稳定和不断提高粮食产量关系到人类的生存、经技术、灰色关联分析和主成分分析方法,分析了河南省济发展和社会的长期稳定，也是当前和今后- -段时期粮食生产的主要影响因素，为保护粮食生产能力,改善内我国面临的主要问题。影响粮食产量的因素众多，粮食生产 条件,保证区域粮食安全提供理论依据。如光照积温、水分、土壤、地形、地貌、人口数量、粮食播1研究方法与资料来源种面积、农业生产投入、农业生产制度与政策农业技术等自然社会经济因素。分析哪些因素是粮食产量的主1.1 自然影响因素测算方法要影响因素哪些是次要因素,哪些因素对粮食生产起影响粮食生产的自然因素主要包括光照、积温.降推动作用需要强化;哪些因素对粮食生产起阻碍作用水、地形、地貌和土壤质量等,其对粮食产量的影响集需要加以抑制,这些都是粮食生产必须关心的问题。中表现在区域气候生产潜力上。所谓气候生产潜力是河南省农业发展历史悠久，是我国粮食主产区之指在充分利用区域的太阳辐射、大气温度和降水等农一,2007年粮食总产量达到5 245万t,占全国粮食总产业气候资源,以及最佳的土壤养分,生产技术,管理水.量的10.45%。稳定和不断提高河南省粮食产量对于我国平和较理想的作物组合条件下，作物可以提供的生物.粮食安全和经济发展都具有至关重要的影响。本研究以产量或经济产量"。在信息快速传播的今天,在省域范河南省为研究区域,选掸粮食气候生产潜力、从事农业围内特别是在农业生产集中连片的区域可以假定生产生产的人口数量.粮食播种面积粮食单产、有效灌溉面技术和管理水平没有差异性，因此气候生产潜力可以积和化肥施用量等10项影响因素，利用GIS空间分析近似自然因素对区域粮食生产的影响。本研究根据全省各|中国煤化工良食单产分布图进行收稿8期:2009-03-20基金项目:河南省科技计划项目(<072400430810);河南理叠加MHCN MH C产潜力吻合程度分工大学青年基金项目(Q2008-19)布图进15判定。吻日在及越间，飞候生产潜力等自然条作者简介:李瑞华(1976-),男.硕士,讲师,E-mail:inuihua件对粮食单产的影响越大,反之越小。吻合程度利用各421@hpu.edu.cn类吻合区域面积占总区域面积的比重进行衡量，影响324程度根据吻合程度的划分标准进行判定:吻合程度50%以下,影响程度较小;吻合程度50%-80%,有一定影响;吻合程度80%以上,有重要影响。1.2 杜会经济影响程度测算方法.影响生产的社会经济因素很多,本着主导型原则,本研究主要选择与粮食生产相关的土地、劳动力、物质和技术投人因素。同时基于灰色系统理论,采用灰色关.联分析方法，通过计算各社会经济因素与粮食产量的口超不吻台区灰色关联度来判断其对粮食产量的影响。灰色关联度不吻合区越大对粮食产量的影响程度越大,反之则越低。计算过■吻台区程如公式(1)~(4)所示H。Xi=_Xo(1)圈1河南省气候生产潜力与粮食单产吻合程度分布图x(1)表1粮食气候生产潜力与粮食单位面积产量吻合度(%)X=_X(2)粮食单产粮食气候γ(xok),x(k)=生产潜力.高中低minmin |x"(),x(k)l+Emanman |x'(k)-x;(k)|13.894.187.47(x()-x(k)]+ξmanmanx xo(k)- x(k)T20.579.4711.5411.3812.97γ(xo,x)=上2 ry(xdk),x;(k))(4)计算表2左上角到右下角对角线元素的和，可得式中:Xo" X'为XoX,序列的初值象,Xo.X;为粮食出吻合面积占总面积的比重为36.33%;计算左下角和.产量序与影响因素序列,x(k)、x(k)为Xo、X;序列内第k右上角两元素的和,可得出超不吻合区(相反区)面积个元素,X为序列号,k为序列内观测元素号，xo(k)、为19.01%; 其他不吻合区域占总面积的比重为.x(k)为Xo、X序列内第k个元素的初值像,Y(xok),xi(k)44.66%。根据上述1.1 吻合程度和影响程度划分标准，为X。与X,序列第k元素的关联系数,ξ为分辨系数,可判定河南省气候生产潜力对粮食单产影响程度较本研究取ξ为0.5,y(XoxX)为x。与X;序列的灰色关联小，河南省粮食单产的区域差异性并不是各地区气候度,n为序列内观测元素总数。生产潜力的差异引起的。1.3 资料来源2.2杜会经济因素是粮食产量的主要影响因素数据来源于2000~2006年河南统计年鉴、中国统基于主导性、客观性、可定量性和资料取得的便利计年鉴、中国县市统计年鉴和2004年河南省农用地分性原则，本研究选取2000-2006河南省粮食单产(x1)、等定级成果资料;图件资料是基于河南省县市行政区粮食播种面积(x2)有效灌溉面积(x3)、农用机械总动力划图,扫描矢量化后生成ARCVIEW格式文件.通过建(x4)、农村用电量(x5)、化肥使用量(x6)、农膜使用量(x7)、立空间信息数据库,并利用ARCGIS软件生成粮食产农药使用量(x8)、从业人口数量(x9)9项因素,以每年为量与气候生产潜力吻合程度分布专题图。观测单元.利用公式(1)~(4)叮计算出粮食产量(y1)与各项影响因素的纵向灰色关联度;同时,由于未纳人考2研究结果虑的政策和技术因素对粮食产量的影响在时序上较为2.1气候生产潜力不是粮食单产的主要影响因素明显,为排除这些因素影响，以2006年为时间横断面,基于河南省县市气候生产潜力图和河南省粮食单选取河南省各地市的粮食产量(y2)和以上9项影响因产分布图，把河南省粮食生产潜力分布与粮食单产分素,以各地市为观测单元,利用公式(1)~(4)可计算出布区域分为高、中和低3个类型,利用CIS技术,通过作横向的灰色关联度,计算结果见表2:叠加分析得出河南省气候生产潜力分布和粮食单产分中国煤化工可看出,社会经济因布的吻合程度分布图(图1)。素与.H.CN MH G粮食产量的主要影响基于吻合程度分布图，通过测算不同叠加类型的因素。其中,根食甲广、根食播柙面积、有效灌溉面积、面积占总面积的比重可得出两图层叠加产生的9种吻化肥使用量和农药使用量对粮食总产量的影响较为明合类型面积所占总面积的比重,结果见表1。显,而农村用电量,农村机械总动力和从业人口对粮食.325表2粮食产量与影响因素灰色关联度影响因素粮食x2_x4_x5x6xSyI0.99110.95530.96190.90430.90610.94190.96120.97140.9277y20.78220.81260.77750.77130.64180.76860.75400.7591合计1.77331.76791.73941.67561.54791.71051.63211.72541.6868产量影响较弱。2.3粮食产量影响因素分类 与影响程度比较3结语为了进一步理清各个影响因素对粮食产量的影响粮食产量的高低是自然因素与社会经济因素综合程度,本研究对选取的9项影响因素利用SAS软件进作用的结果,本研究采用GIS和灰色关联度分析方法，行主成分分析，结果发现前5个主成分已包含全部的对影响河南省粮食产量的自然和社会经济因素进行分因素信息,其包含的信息量分析结果见表3。析,结果表明:(1)尽管气候生产潜力包含的光照、积温、表3粮贪产量影响因素主成分包含的信息量 (%)水分和土壤等自然因素是粮食生产所不可缺少的自然条件，但在河南省省域范围内粮食产量的差异并不取主成分单个信息量累计信息量决于气候生产潜力的变化;(2)社会经济影响因素对粮Prinl0.8951食产量的时空变化有着重要影响。通过纵向和横向的Prin20.06780.9628灰色关联度分析，所选取的9项指标在时序变化上与0.02670.9895粮食产量的灰色关联度都在0.9以上,在地域空间变化Prin30.00880.9983上与粮食产量的灰色关联度也在0.64以上，可见社会Prin40.00150.9999经济影响因素在时空变化上与粮食产量存在较高的关0.00011.0000联度,是粮食产量的主要影响因素;(3)除农业从业人口数量对粮食产量影响是负的外,其他投入因素对与粮从表3可以看出，主成分一单个包含信息量为食产量的影响没有太大的差异性。粮食单产对粮食产89.51%,主成分二单个包含信息量为6.78%,与主成分量的影响程度高于粮食播种面积的影响程度。一累计包含信息量为96.28% ,余下的主成分累计包含综合分析表明河南省粮食产量的主要影响因素是社信息量只有3.72%,可以不予考虑。主成分一和主成分会经济因素.所选取的9项社会经济影响因素,特别是粮二与各因素的关系式如下:食单产和粮食播种面积对粮食产量的影响最大。结合河Prin1 =0277774x1 +0.299526x2 +0348487x3 +南省粮食生产实际可看出，近年来特别是2000年至今,0.336996x4 +0.350254x5 +0.345512x6 +0.349717x7 +随着耕地保护政策与惠农政策的实施和农民种粮积极性0.342321x8- -0.341430x9的提高，河南省粮食播种面积在快速推进城市化的过程Prin2 =0.708017x1 +0.441890x2 -0.128986x3 -中却基本保持稳定，从而实现了在粮食单产提高的同时0.338072x4 -0. 100035x5 -0.225856x6 +0.002804x7 +粮食总产量也在不断提高。其次,农业灌溉面积,化肥、农0.135005x8+0.305390x9药使用量等农业投人因素对农业的增产仍起着不可替代从主成分关系式可看出，决定主成分一的主要是的作用,对于提高粮食产量仍有较大的利用空间。最后，x好有效灌溉面积、x4农用机械总动力.x5农村用电.农业从业人口近年来不但没有增加,反而不断降低,其与量.x6化肥使用量、x7农膜使用量、x8农药使用量和粮食产量的灰色关联度与其他影响因素不同,是呈负相x9从业人口数量;决定主成分二的主要是x1粮食单关关系,主要是因为近年来农业机械化水平的提高,使大产和x2粮食播种面积。从主成分一和主成分二的构成批劳动力从农业中解放出来转移到其他行业所致。类型看,主成分一是反映农业投人的综合指数.主成分参考文献:二是反映粮食单产和粮食播种面积的综合指数。从各[U] 齐跃普,门明新.许魄河北省粮食产最波动及其形成的影响因素影响因素的系数看,主成分- -农业投人因素对主成分中国煤化工1008244)404409.的影响比较均衡，除农业从业人口对粮食产量影响是2]1.C N M H G追溯系统[]黑龙江农业负的外，其他因素对与粮食产量的影响没有太大的差科字,2008(0);130- 152.异性;主成分二粮食单产因素对主成分的贡献占主导,[3] 周生路.土地评价学[M,南京:东南大学出版社2006:93- 99粮食播种面积的贡献次之，相应地对粮食产量的影响4] 刘思峰，党耀国,方志耕.等.灰色系统理论与应用.(第3版)[M]粮食单产的影响度高于播种面积的影响度。北京:科学出版社.2004:53 -60.