大豆传统产区粮食作物种植结构变化特征及原因分析*——以黑龙江省嫩江县为例

董非非，刘爱民，封志明，薛 莉，杨 晓

(1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101； 2.中国科学院大学，北京 100049)

·粮食安全·

大豆传统产区粮食作物种植结构变化特征及原因分析*
——以黑龙江省嫩江县为例

董非非1， 2，刘爱民1※，封志明1，薛 莉1， 2，杨 晓1， 2

(1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101； 2.中国科学院大学，北京 100049)

[目的]近年来国内大豆播种面积和产量不断下降，而进口量却不断增加， 2014年达7 140万t，是国内大豆产量的6倍。黑龙江省是我国最主要的大豆传统产区，其近年的种植结构变化导致国内大豆产量下降。[方法]通过对黑龙江省粮食作物种植结构变化特征进行统计数据分析，发现主要粮食作物呈现“两增一减”的格局：玉米和粳稻播种面积增加，大豆面积减少，且近年来大豆种植区域逐渐向黑龙江省西部集中。在此基础上，选取黑龙江省西北部的嫩江县作为研究区代表，利用遥感影像数据对其种植结构按积温带变化特征进行深入分析。[结果]研究发现： 2000年以来，研究区种植结构发生了较大变化。2000～2007年间，第四积温带大豆种植面积大幅度增加； 2007～2014年第四、五积温带新兴玉米面积猛增到17.4万hm2，且有继续北扩趋势，并推动大豆北扩东移， 2014年大豆在粮食总播种面积中的比重较2000年减少27个百分点。[结论]新玉米品种的推广和作物种植比较收益是影响大豆传统产区种植结构变化的主要因素。

大豆 传统产区 种植结构 变化特征

0 引言

随着人民生活水平的提高以及畜禽养殖业、饲料业的快速发展，我国对大豆及其制品的需求量不断增加，由此导致大豆进口量呈快速增长，由2000年1 042万t增加到2014年7 140万t[1]，对外依存度高达85%[2]，我国成为全球第一大豆进口国。但与此同时，我国作为大豆生产大国，大豆种植面积和产量却不断下降，分别由2004年最高时的959万hm2和1 740万t，减少到2014年的680万hm2和1 215万t[3]。

我国农作物种植结构的变化直接影响了国内大豆及其他大宗农产品的市场供求。农作物种植结构变化已经成为国内外学者关注和研究的重点。屈宝香等[4]分析了我国粮食生产布局优化趋势与生产区域结构演变的特点，并提出粮食布局与结构优化的政策建议； 梁书民[5]利用区位商的概念研究了我国17种农作物大类的空间分布和各地农业种植结构的演化，并从自然和人文因素2方面对中国农业种植结构分布和变化的原因和动力进行解析； 云雅如等[6]、周立青等[7]、杜国明等[8]对黑龙江省粮食作物种植结构变化进行分析，并分别对其气候、社会经济等动因进行研究； 张莉等[9]从微观尺度上，对宾县主要粮食作物和经济作物播种面积数量变化及空间变化的特征进行分析，发现粮经比不断增加，玉米种植面积和比重大幅度增长，大豆和水稻种植面积减少，主要粮食作物空间变化呈现较强的规律性等等。以上研究表明，种植结构变化的研究已经在多时间和空间尺度上开展，并且其动因的定性和定量分析具有广泛的实际借鉴意义。在我国大豆大量进口，国内生产萎靡不振，玉米等粮食作物库满为患，且国内产量不断增加，国内外粮食市场动荡较大的时代背景下，基于大豆资源视角对我国大豆传统产区种植结构变化及其内在原因进行深入分析的实时性研究比较少。

东北地区的大豆种植面积和产量均占全国45%以上，是我国传统的大豆产区。国内大豆产量的不断下降，主要是传统产区农作物种植结构变化的结果。黑龙江省是我国最主要的大豆产区，也是近年种植业结构变化最明显的地区，其西北部的嫩江县是大豆生产最为集中、商品率最高的地区。文章从黑龙江省和嫩江县不同空间尺度上，利用统计数据和遥感影像数据对其种植业结构变化特征进行分析，并对其产生的原因进行探讨，以期为大豆传统产区种植结构的合理调整提供参考。

1 黑龙江省粮食作物种植结构变化

黑龙江省是我国重要的商品粮生产基地，也是最大的大豆产区，往年的大豆种植面积和产量占全国1/3以上。但是近年来其种植结构变化导致大豆种植面积不断下降，直接影响到国内大豆产量。

1.1 主要粮食作物种植结构变化

大豆、粳稻和玉米是黑龙江省最主要的粮食作物。根据统计资料[10-11]， 2000年以来，这3种作物总播种面积不断增加，由2000年628万hm2增加到2007年995万hm2， 2014年已增加到1 179万hm2。

3种作物的播种面积变化整体上呈现“两增一减”的格局，即粳稻和玉米播种面积增加，大豆面积减少(图1)： 2009年黑龙江省大豆播种面积达到历史最高水平486万hm2，之后开始大幅度下降， 2013年比2009年减少243万hm2， 2014年稍有回升，达到315万hm2； 而玉米和粳稻的播种面积不断增加， 2000年黑龙江省玉米播种面积为180万hm2，居全国第五位，自2013年已经成为全国唯一一个玉米播种面积超过500万hm2的省份， 2014年播种面积已达到544万hm2，比第二玉米大省——吉林省多174万hm2； 2000年粳稻种植面积仅160万hm2，而2014年已经达到321万hm2，仅次于江西省334万hm2和湖南省412万hm2，居全国第三。

在大豆、粳稻和玉米3种作物中，玉米占比增加幅度最大， 2000年仅23%，而2014年达到46%，成为黑龙江省播种面积最大的作物； 粳稻占比在25%上下浮动，近年来呈小幅度增加趋势； 而大豆占比在2000年曾达46%，经历短时期的增加以后开始急剧减少，虽然2014年播种面积略有增加，但占比也仅为27%，在主要粮食作物中的地位大大下降。

图1 2000～2014年黑龙江省主要作物播种面积及占比变化

1.2 大豆生产的区域间变化特征

根据大豆的生态适宜性级别分布的空间特征，黑龙江省最适宜种植大豆的区域主要分布在黑河市南部、齐齐哈尔市东部和绥化东北部的部分县(市)[12]，其中黑河市还是黑龙江省大豆生产综合比较优势最为突出的地区[13]。从实际的大豆种植分布情况来看(图2)，西部地区一直是黑龙江省最主要的大豆产区，与生态适宜性分布研究结果相吻合。

2000年以来，黑龙江省大豆种植面积呈现出“先增后减”的波动变化过程： 2000～2007年，大豆种植面积向东部以及南部地区扩大； 2007～2014年间，大部分地区大豆种植面积有所减少，主要种植区缩回到黑龙江省西北部，集聚趋势逐渐显现。各区域大豆种植面积变化各异： 2000年齐齐哈尔市、绥化市和哈尔滨市种植面积均30万hm2以上； 之后黑龙江省西北部地区和东部地区的大豆面积不断增加， 2007年黑河市和齐齐哈尔市已达60万hm2以上，佳木斯市50万hm2； 2014年大部分地区大豆面积出现不同程度的下降，黑龙江省西北部成为大豆最集中分布的区域，齐齐哈尔市下降到50万hm2，佳木斯市下降到30万hm2，而黑河市大豆种植面积变化趋势与黑龙江省一致，短期减少后有所增加： 2007年为61万hm2， 2013年减少到57万hm2， 2014年播种面积增加到70万hm2。

图2 黑龙江省大豆种植分布

图3 嫩江县在黑龙江省的位置及精度验证点分布

2 嫩江县粮食作物种植结构变化特征

2.1 嫩江县农业资源条件

该文选取黑龙江省黑河市嫩江县作为研究区。嫩江县地处北纬48°42′35″～51°00′05″、东经124°44′30″～126°49′30″之间，位于嫩江流域上游，西侧嫩江纵贯整个嫩江县，县内主要支流有门鲁河、科洛河、卧都河等水系，水资源丰富； 雨热同季，降水多受季风影响集中在6～9月份，多年平均降水量480～512mm； 属中温带半湿润大陆季风气候，多年平均气温-1.4～0.8℃，无霜期80～130d； 作物生长期光照充足，熟制为一年一熟； 县内自东向西、自北向南依次为林区、农林区和农作区，耕地分布集中，面积广阔，土壤肥沃，宜农宜牧。

受热量资源限制，研究区以往种植的粮食作物为大豆和春小麦，其中又以大豆为最主要的作物，约占县内粮食作物总播种面积的60%。近年来该区粮食作物种植结构变化较大，主要种植的粮食作物已成为大豆、玉米和春小麦，其种植结构调整对大豆传统产区种植状况的研究具有典型代表性。

2.2 数据获取及处理

2.2.1 积温带划分

为充分了解研究区不同积温带的种植结构变化特征，研究者对嫩江县附近16个气象台站2000/1/1～2014/12/31每日平均气温数据(中国气象局，http：//www.cma.gov.cn)进行预处理，剔除异常值，用5日滑动平均法[14]计算≥10℃积温。利用ArcMap10.0平台对各台站积温Kriging插值，得到嫩江县积温带分布图。嫩江县纵跨四、五、六 3个积温带，分布如下图所示：以联兴乡、科洛镇一带为界，以南为第四积温带(包括伊拉哈镇、双山镇、临江乡、前进镇、长福镇、嫩江镇、海江镇和农垦九三管理局等，活动积温2300～2500℃)，以北为第五积温带(包括长江乡、白云乡、塔溪乡和霍龙门乡等，活动积温1 900～2100℃)，多宝山镇及其以北地区为第六积温带，活动积温在1900℃以下。

2.2.2 遥感影像解译

为研究嫩江县近年来的种植结构变化状况，该文利用Landsat TM/OLI 30m分辨率的影像数据(USGS，http：//glovis.usgs.gov/)，结合作物农时农事数据(中华人民共和国农业部种植业管理司，http：//www.zzys.moa.gov.cn/)、野外采样点(图3)、当地专家及农户意见等建立解译标志，利用极大似然监督分类法解译得到研究区主要农作物分布图，将其与积温带分布图叠加，结果如图4所示。利用野外调研预设计的精度验证点进行验证，解译精度达93.1%。

图4 2000、2007和2014年嫩江县主要农作物分布

2.3 嫩江县主要粮食作物种植结构变化

解译后的影像经ENVI Computing Statistics统计表明(表1)： 2000～2014年间，研究区大豆、春小麦和玉米3种主要粮食作物的总播种面积不断增加，由2000年28万hm2增加到2007年40万hm2， 2014年接近50万hm2，较2000年增长近80%。同时主要粮食作物内部结构发生了较大调整： 2000年大豆播种面积22.3万hm2，占主要粮食作物比重的80%； 春小麦占比为20%。

与2000年相比， 2007年大豆播种面积增加了8万多hm2，但由于粮食作物总播种面积增加，其占比反而略有下降； 春小麦比重维持稳定； 玉米开始小面积种植，占比为3%。

玉米作为研究区的新兴作物，播种面积迅猛增加， 2014年已超过17万hm2，占比高达36%，成为大豆最有竞争力的作物。而大豆播种面积下降到25.9万hm2，占比较2000年下降27个百分点，春小麦占比也下降至11%。

表1 研究区主要粮食作物播种面积及所占比重统计

万hm2,%

2.4 主要粮食作物种植格局的变化特征

2000年以来，嫩江县不同积温带主要粮食作物的空间分布变化表现出较强的规律性，主要体现在以下几个方面。

(1)大豆空间分布变化呈现“分散-南扩集中-北移分散”的趋势： 2000年大豆主要分布在联兴乡、科洛镇一线的四、五积温带交界处以及第四积温带南部的临江乡、前进镇、九三农场管理局和第五积温带多宝山镇附近，分布较为分散； 2007年第四积温带大豆种植面积集中大幅度增加，在嫩江镇、临江乡、海江镇、前进镇、双山镇等西南部地区增加尤为显著； 2014年受玉米排挤，大豆种植面积大幅度减少，种植区域北移到第四积温带西北部和第五、六积温带中北部新开垦区，以大面积分散分布为主，小范围集中为辅；

(2)春小麦作为嫩江县以往第二大粮食作物，整体上呈分散状态分布， 2000年以来种植区域逐渐向北部以及边缘地区转移。2000年春小麦主要在第四积温带以及第四、五积温带交界线处，与大豆交叉式分布； 2007年种植重心转移到第五、六积温带交界处，以多宝山镇及其以北为主要分布区； 2014年向北部以及东南部新开垦地转移，集中和分散并存，在塔溪乡、白云乡等地较为集中，第五积温带中部以及第六积温带地区零散分布；

(3)玉米是嫩江县的新兴作物， 2007年第四积温带内嫩江镇以及九三农场管理局附近开始出现少量的玉米； 到2014年，玉米种植面积的大幅度增加，极大地改变了研究区的种植结构。第四积温带原有的大豆种植区几乎全部为玉米代替，玉米种植面积延伸到第四、五积温带交界线处，甚至第五积温带多宝山镇以南地区已经有少量的玉米种植。受积温条件限制，以北地区尚没有玉米种植。

总体来讲， 2000年以来，研究区内玉米在热量条件适宜区种植面积及所占比重不断增加，致使大豆、春小麦等其他主要粮食作物的种植面积不断减少； 尤其是大豆，研究区农业资源条件最好的西南部地区几乎全部被玉米代替，大豆被迫北扩东移，种植面积及比重锐减。

3 研究区种植结构变化的原因

3.1 玉米新品种的推广

以嫩江县为代表的大豆传统产区，受到光热资源、水资源以及早霜等自然条件的限制，以往可供选择的作物种类较少，存在严重的作物重迎茬现象。此外，也有农户为片面追求粮食作物高产，越区种植玉米致使玉米水分含量过高、成熟期晚、品质下降、易发生霉变等[15]，导致农民卖粮难，效益严重受损。

黑龙江省农垦垦丰种业有限公司(黑龙江省农垦总局种植公司)从德国KWS公司引进极早熟、高产、粮饲兼用型的杂交新玉米品种——德美亚2号，自出苗至成熟生育期100d左右，所需≥10℃活动积温2000℃即可，植株根系发达、抗倒伏性好、耐低温能力强、产量稳定。

3.2 粮食作物种植效益比较

为提高农民的种粮积极性，国家对玉米和春小麦分别实施临时储备政策和最低保护价政策，而且补贴价格都不断提高。尽管国家在大豆主产区实行了大豆良种补贴全覆盖和大豆目标价格等优惠政策，仍然没有从根本上扭转大豆比较效益低下的局面[16]。在一定的资源和经济技术条件下，大豆生产的比较效益是影响国内大豆生产水平的最主要因素[17-19]。

2007年之前，研究区种植的主要粮食作物是大豆和春小麦，而大豆种植效益明显高于春小麦(图5)。2004年大豆种植效益曾高达2 203元/hm2，比春小麦高1 682元/hm2，所以大豆一直是研究区最主要的大宗作物品种。

但从2008年开始，新玉米品种开始在研究区推广使用，而且种植效益明显高于大豆和春小麦。其中， 2010年大豆种植收益为1 832元/hm2，是近年来收益最好的年份，而玉米的种植效益仍然比大豆高1 575元/hm2； 2011年春小麦种植效益最高，为2 414元/hm2，但玉米仍比其高1 719元/hm2。

2013年大豆净收益为-380元/hm2，是唯一一个效益为负的粮食作物， 2014年大豆净收益有所上升，但是也仅为465元/hm2，而玉米种植收益却达到3 050元/hm2，两者相差2 585元/hm2。

图5 2000～2014年研究区主要粮食作物净利润比较注： 2000～2003年的净利润为减税纯收益，经整理[20]

4 结论与讨论

4.1 结论

(1)2000年以来，黑龙江省主要粮食作物种植结构呈现“两增一减”的格局——玉米和粳稻播种面积增加，大豆面积减少。2000～2014年间，玉米种植面积大幅度增加， 2014年占主要粮食作物的比重为46%，是黑龙江省种植面积最大的作物； 而粳稻受自然条件制约面积增加缓慢； 大豆种植面积先增加后减少，最后逐渐集中于黑龙江省西北部地区，区域间变化各异。

(2)该文以嫩江县为例研究大豆传统产区种植结构变化的时空特征。研究表明： 2000～2007年间嫩江县第四积温带大豆种植面积增长8.3万hm2，占主要粮食作物比重的80%左右； 2007～2014年间原大豆种植区域为玉米取代，玉米种植面积在第四积温带集中增加，第五积温带少量分布，面积达17.4万hm2，占粮食作物种植面积的36%，迫使大豆种植北扩东移，种植面积缩减到25.9万hm2。

(3)研究区新玉米品种以及配套机械设施的引进，使种植结构调整成为可能； 同时，由于玉米种植净收益明显高于大豆和春小麦，导致研究区玉米种植面积不断增加，大豆种植面积不断减少。

4.2 讨论

为合理调整粮食生产结构， 2015年国家首次下调临储玉米挂牌收购价格。与此同时，农业部将包括黑龙江省第四、五积温带冷凉区在内的“镰刀弯”地区作为玉米结构调整的重点区域，并提出玉米种植结构调整的指导意见。2016年我国继续执行大豆目标价格政策(4800元/t)，但是对玉米“市场化收购”加“补贴”的政策细节及补贴标准仍未公布。受国内外粮食产销结构变化及粮食市场变化迅速等影响，当前各项粮食政策的实施都面临较大的困难，例如，如何确定各作物的补贴标准？如何逐步减小国内外大豆价格差异？如何在不损害农民利益及农业生产力的前提下，缩小玉米与大豆的收益差，适当提高大豆种植面积？如何使各项补贴的发放体现公平、公正、客观等等，这些都决定了我国未来粮食政策的制定方向。

就国产大豆自身而言，其显著竞争优势是“非转基因”和“食用蛋白豆”。以黑龙江省为代表的大豆传统产区生态破坏少，是世界上少有的非转基因、有机大豆的最好生产区域，且目前在国内外均有广阔的市场空间，这为大豆产业提供了良好的发展空间； 合理定位国内大豆生产发展方向，切实保护国产大豆在传统食用领域的地位，同时鼓励企业拓展国产大豆在食用领域的多样化生产，扩大食用需求。

此外，为进一步增强我国大豆在国际市场上的竞争力，国家应努力推动科技创新，提高大豆单产水平； 在具有生态优势的高蛋白和“双高”大豆生产区域，对种质资源、生产能力和生产主体进行重点保护并逐步推广； 逐步完善相应的补贴政策，鼓励大豆生产加工的积极性； 科学引导健康消费，提倡健康的生活方式，广泛宣传大豆食品的营养功效和保健功能，扩大国内优质大豆消费市场。

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FOOD CROP PLANTING STRUCTURE FEATURE AND DYNAMICS CHANGESIN TRADITIONAL SOYBEAN PRODUCING AREA*——TAKING THE NENJIANG COUNTY AS AN EXAMPLE

Dong Feifei1， 2，Liu Aimin1※，Feng Zhiming1，Xue Li1， 2，Yang Xiao1， 2

(1.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101,China；2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049,China)

In recent years, domestic soybean acreage and production continuously decline, while imports have continued to increase in 2014, amounting to 7 140 million tons which is six times as the domestic soybean production. Heilongjiang is one of China′s most important traditional soybean producing areas, the crop structure changes in recent years led to the change of domestic soybean yields. Using of statistical data, this paper analyzed the changes in crop planting structure features in Heilongjiang province. The results found that corn and rice acreage increased, but soybean area decreased and gradually concentrated to the west of Heilongjiang province in recent years. In addition, taking Nenjiang county in northwest of Heilongjiang as the representative research area, this paper used the remote sensing image data to analyze the planting structure characteristics according to accumulated temperature zone. The results showed that the planting structure in the study area had greatly changed since 2000. Soybean acreage increased dramatically in the forth accumulated temperature zone in 2000-2007. Emerging corn acreage increased in the forth and fifth accumulated temperature zones in 2000-2014, and showed a tendency to northward expansion. Due to the northward and eastward expansion, the total soybean sown area decreased by 27% in 2014 compared to 2000.

soybean; traditional planting area; planting structure; change characteristics

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170313

2016-03-05

董非非(1989—)，女，山东潍坊人，硕士。研究方向：农业资源安全。※通讯作者：刘爱民(1966-)，男，山东德州人，博士、副研究员。研究方向：农业资源管理。Email:liuam@igsnrr.ac.cn

*资助项目：国家自然科学基金资助项目“中国水土资源利用与粮食生产平衡关系定量分析与数字模拟”(41430861)

F326.11; S127

A

1005-9121[2017]03079-07