全球水稻生产时空变化特征分析

朱德峰 王亚梁

（中国水稻研究所，杭州310006；第一作者：cnrice@qq.com）

水稻是全球主要粮食作物，大米是全球一半以上人口的主粮[1-2]。水稻种植也是部分农村地区主要的经济来源，对地区经济发展十分重要[3-4]。大米是亚洲、拉丁美洲和加勒比以及非洲大部分人口的重要营养来源。水稻生产对于保障粮食安全和增加稻农收入具有十分重要地位，还发挥着重要的生态功能，调节生态环境及维持生物多样性[5-7]。水稻生产及大米供求在许多国家被认为具有战略地位，因此，受到政府的广泛重视，政府根据水稻生产情况及大米供给水平给予管制和干预[4，8]。

20 世纪60 年代以来，依靠科技创新、政策支持，全球水稻生产增长较快，但是不同时期和地区年均增长率变化较大；90 年代，全球水稻产量以每年1.8%的速度增长，略高于人口增长率。近年来，受气候变化、水资源亏缺、地力退化、种植制度变化、水稻产量水平抬高、社会经济发展及劳动力转移等因素影响[9-11]，水稻产量增长趋势放缓，对水稻生产发展构成严重挑战。

全球稻米增长及需求分析表明，2015 年至2030 年全球稻米需求量需要增长25%，年均增长1.25%[12]。分析水稻生产时空变化特征，明确区域间水稻生产差异及增长潜力，可为全球水稻科技创新、技术应用和政策制定，及“一带一路”战略实施提供依据。

1 水稻生产发展

对联合国粮农组织1961 年至2018 年全球水稻生产资料分析表明，全球水稻面积1961 年为1.15 亿hm2，2018 年为1.67 亿hm2，增长44.9%，年均增长0.67%；水稻单产1961 年为1.87 t/hm2，2018 年为4.68 t/hm2，增长150.3%，年均增长1.65%；水稻总产1961 年为2.16 亿t，2018 年为7.82 亿t，增长262.6%，年均增长2.33%。

图1 全球不同时期水稻面积、单产和总产年均增长率

从图1 可见，20 世纪80 年代前，全球水稻面积、单产和总产年均增长较快，而90 年代和21 世纪增长幅度逐步下降。21 世纪的18 年中，全球水稻面积、单产和总产年均增长率分别为0.35%、1.33%和0.97%。进入21 世纪后，主要产稻国的水稻单产已经达到较高水平，水稻可种植面积也已经基本利用，可进一步拓展利用的土地空间有限。受气候变化、水资源亏缺、地力退化及灾害频发等因素制约，单产增幅和面积拓展空间变小，总产年均增长幅度低于2010 年至2030 年预期的总产增长目标。

2 水稻生产区域变化

全球水稻在亚洲、非洲、美洲、欧洲和大洋洲五大

收稿日期：2020－10－16洲均有种植。根据2018 年全球水稻生产数据分析，全球水稻种植面积中，亚洲占87.9%、非洲占7.7%、美洲占4.0%，欧洲和大洋洲不到0.5%。全球水稻总产中，亚洲占90.4%、非洲占4.0%、美洲占4.9%，欧洲和大洋洲不到0.7%。

表1 不同时期各洲水稻面积和总产占全球的比例（单位：%）

表2 1961 年至2018 年各洲水稻面积、单产和总产年均增长率（单位：%）

图2 1961 年至2018 年各州水稻面积和单产对总产增长的贡献率

从表1 可见，从20 世纪60 年代至本世纪20 年代，全球水稻种植面积和总产区域间分布发生了变化，非洲的水稻面积和总产占比提高5.1 个百分点和1.7个百分点，亚洲的水稻面积和总产占比分别下降3.9个百分点和1.3 个百分点，美洲的水稻面积和总产占比分别下降1.1 个百分点和0.2 个百分点，欧洲和大洋洲的水稻面积和总产变化较小。

3 水稻产量增长因子分析

1961 年至2018 年各洲水稻生产资料分析表明，大洋洲的水稻面积、单产和总产年均增长率最高，总产年均增长率达到16.2%；非洲的水稻面积年均增长率较高，但是单产的年均增长率较低，总产年均总长率达到3.8%；美洲的水稻单产年均增长较快，使总产年均增长率达到2.6%；亚洲水稻面积、单产和总产年均增长率与全球水平基本一致，因为亚洲在全球的水稻面积占90%左右。欧洲水稻面积年均增长率稍高于全球平均水平，但单产和总产年均增长率均低于全球平均水平（表2）。

采用水稻总产年度增长因子分析方法[13]，对1961年到2018 年全球水稻总产增长进行因子分析，结果（图2）表明，水稻面积和单产提高对总产贡献率分别占30%和70%，单产提高是总产提高的主要途径。不同时期水稻总产增长因子分析表明，20 世纪80 年代前水稻面积和单产提高对总产贡献率分别占30%和70%，20 世纪90 年代水稻面积和单产提高对总产贡献率分别占40%和60%，21 世纪水稻面积和单产提高对总产贡献率分别占31%和69%。不同年代水稻总产提高的主要途径是单产提高，面积扩大在20 世纪90 年代的总产提高中发挥重要作用。

1961 年至2018 年各洲水稻总产增长因子分析表明，非洲水稻总产增长主要依靠面积扩大，面积和单产增长对总产提高的贡献率分别为77%和23%。美洲和亚洲水稻总产增长主要依靠单产提高，美洲水稻面积和单产增长对总产提高的贡献率分别为15%和85%，亚洲水稻面积和单产增长对总产提高的贡献率分别为26%和74%。欧洲水稻面积和单产增长对总产提高的贡献率分别为43%和57%，大洋洲水稻面积和单产增长对总产提高的贡献率分别为44%和56%（图2）。