我国农业人口、农业用地和水资源匹配系数分布研究

尹方平，赵文仪

（1.张家港市长江治理工程管理处，江苏苏州 215600；2.天津大学建筑工程学院，天津 300350）

我国是世界四大文明古国之一，拥有悠久的文明史，在小农经济时代，农业一直处于国民经济发展的根本地位［1］。近几十年，我国工业化进程加快，虽然农业在国民经济中占比在逐渐下降，但是我国有着14 亿人口，农业发展和粮食安全更是上升为国家安全的战略高度。对我国这样一个人口大国来说，农业基础地位在任何时候都不能被忽视和削弱。

我国粮食生产已经实现连续17 年丰收［2］，1999—2016 年间，我国粮食产量由5.1 亿吨增长到6.6 亿吨，20 年来增长了30.6%，成绩非常喜人。但2012—2016 年间，我国的粮食产量只增长了324 万吨，增速非常缓慢。2007—2016年耕地面积和粮食产量变化趋势如图1所示。

图1 2007—2016 年耕地面积面积和粮食产量变化趋势图

农业人口、土地和水资源是农业生产最基本的三大资源要素。1）区域内的农业人口越多则从事农业生产的劳动力越充足［3-5］，农业生产动力越强劲。中国人口分布受地形地貌、水源分布、气候条件等众多因素的影响，空间分布极其不均。2）区域内的农业用地越多则农业竞争力提高的空间越大［6-8］，农业增长潜力越大。中国地形、气候十分复杂，土地类型复杂多样，为农、林、牧、副、渔多种经营和全面发展提供了有利条件。但也要看到，有些土地类型难以开发利用。3）区域内的水资源越多则农作物生长条件越好［9-11］，可种植的农作物种类丰富。中国河流众多，河网密集，拥有长江、黄河等诸多较长河流，也有洞庭湖、鄱阳湖等水域广阔的淡水湖，还有青海湖等大型咸水湖。

1 数据与方法

本研究涉及的数据集包含346 个地级市，4 个代表年份，数据种类主要为农业人口（单位：万人）、农业用地面积（单位：km2）、水资源总量（单位：亿立方米）、粮食单产（单位：kg/hm2）等系列数据，其中水资源量数据来自各省级行政区及全国水资源公报，各地市土地类型面积、农业人口及粮食产量主要来源于中国各省级统计年鉴和各省级行政区的水资源公报。

农业生产资源匹配系数［12-17］能反映特定区域可供农业利用的两个生产要素量比关系和资源禀赋时空分布，可以揭示区域要素1 的资源量与要素2 资源在时空上的相互满足程度。一般采用单位要素2 可拥有的要素1 来表示，例如可以采用单位农业用地面积拥有的水资源量来表示水资源-农业用地匹配系数。水资源-农业用地匹配系数由区域农业用地及水资源相对数量的时空分布和利用特征决定，其值越大，表明水资源能够满足农业用地的程度越高，该区域的农业资源形势是水多地少；其值越小，表明水资源能够满足农业用地的程度越低，该区域的农业资源形势是地多水少。生产要素资源匹配系数模型如下。

1）以子区域为基本单位的农业生产要素1 和农业生产要素2 资源匹配系数计算模型：

式（1）中：Ri,k为第i个子区域的第k年农业生产要素资源匹配系数，Wi,k为第i个子区域k年农业要素1 资源拥有量，αi,k为第i个子区域的第k年农业要素1 的资源利用效率，Li,k为第i个子区域的第k年农业要素2 资源拥有量，βi,k为第i个子区域的第k年农业要素2 的资源利用效率。

2）一级区域农业生产要素资源匹配系数计算模型：

式（2）中：Rk为一级区域的第k年水土资源匹配系数，Ri,k为第i 子区域的第k年农业生产要素资源匹配系数，n为一级区域内子区域的数量。一级区域农业水土资源匹配系数为该区各子区域农业水土资源匹配系数的平均值，用以衡量各一级区域对应农业生产要素资源的总体匹配程度。

2 结果与分析

2.1 中国农业用地-农业人口匹配系数时空分布特征

各省份农业用地-农业人口匹配系数见表1。农业用地-农业人口匹配系数全国均值为0.31，处于较低水平，仅为世界平均水平的1/3，空间上呈南方低北方高的格局。

表1 各省份农业用地-农业人口匹配系数空间分布

七大地区中，华南地区匹配系数最低，明显低于全国平均水平；东北地区匹配系数的值最高，明显高于全国平均水平；其他地区值在0.26～0.33，与匹配系数全国平均值差距不大，均处于较合理的波动范围。

华北地区各省份匹配系数变动幅度较大，匹配系数最低的是山西，最高的为内蒙古，极差为0.58，区域差别很大。东北地区3个省份匹配系数从低到高依次为辽宁、吉林和黑龙江，极差为0.52，且基本成等比分布，区域差别较大。华东地区匹配系数最低为浙江，最高是江苏、上海，极差为0.37，区域内部差别较小。华南地区匹配系数的整体水平较低，区域内部差别很小。西南地区系数最低的是西藏，系数最高的是四川、重庆，极差为0.21，区域内部差别较小。西北地区系数最低的是青海，系数最高的为新疆，极差为0.27，区域内部差别较大。

中国全国及各大地区各年度农业用地-农业人口匹配系数如表2 所示，从表中可以看出：2004 年、2008 年、2012 年和2016 年4 个年度的全国农业用地-农业人口匹配系数依次升高，匹配系数的值从0.19 增长至0.31，增幅约为60%。其中每个4 年周期平均增幅均约为20%，年复合增幅约为4%。

表2 我国各大地区农业用地-农业人口匹配系数

从各大地区2004—2016 年农业用地-农业人口匹配系数累计增幅来看，华南地区累计增幅最小，增幅约为30%，西南地区累积增幅最大，增幅约为76%。各大地区2004—2008 年的匹配系数增幅较大，增幅基本都在20%以上，仅华南地区增幅约为10%。而各地区2008—2012 年和2012—2016 年的匹配系数增幅基本都在10%～20%。东北、华中、西南和西北4 个地区匹配系数每个4 年周期的增幅逐渐降低，华北和华东2 个地区匹配系数的每个4 年周期的增幅先降低后升高，华南地区匹配系数的每个4 年周期增幅先升高后降低。

中国各省份2004 年、2008 年、2012 年和2016 年的农业用地-农业人口匹配系数如图2 所示。大部分省份的农业用地-农业人口的匹配系数均有较大幅度的增长，部分省份农作物耕地虽然有所增长，但是增幅都在5%以内。北京、天津、河北和江苏、上海农业用地-农业人口匹配系数呈减少的趋势，是因为城市用地不断增长，而农业用地大幅减少。江西、浙江、广东、西藏和青海匹配系数波动幅度较小，主要是江西、西藏和青海城市化进程相对较慢，而浙江和广东储备耕地较少，研究时间序列内，城市化导致农业用地面积减少。

图2 各省份农业用地-农业人口匹配系数时间分布

2.2 中国水资源-农业人口匹配系数时空分布特征分析

中国水资源-农业人口匹配系数空间分布如表3 所示。中国水资源-农业人口匹配系数全国均值为0.54，呈现南高北低的格局。

表3 各省份水资源-农业人口匹配系数空间分布

七大区域中，华北地区水资源-农业人口匹配系数最小，仅为全国平均水平的20%左右；西南地区匹配系数最高，接近全国平均水平的2 倍；其他地区在0.38～0.81，即在全国平均水平0.50～1.50 倍。华北地区匹配系数最低的是北京、天津、河北，最高的是内蒙古，极差为0.38，最大值接近最小值的8 倍。东北地区辽宁、吉林、黑龙江水资源-农业人口匹配系数依次升高，极差为0.31，变化区间较小，且最大值仅为最小值的2 倍左右。华东地区匹配系数最低为山东，最高为福建，极差为1.45，最大值为最小值的30 倍，区域内部地区差异很大。华南地区广东的匹配系数较低，广西、海南较高，极差为0.14，区域内部地区差异较小。西南地区最低为重庆，最高为西藏，极差为9.38，最大值是最小值的40 倍。

中国全国及各大地区各年度水资源-农业人口匹配系数如表4 所示，从表中可以看出：中国2004 年、2008 年、2012 年和2016 年4 个年度的水资源-农业人口匹配系数依次增大，系数值从0.29 增长至0.54，增幅为86%，每个4 年周期平均增幅依次为34%、20%、14%，增幅逐年降低，但是年复合增幅约为5%。

表4 我国各大地区水农业人口和水资源匹配系数

中国各省份2004 年、2008 年、2012 年和2016 年的水资源-农业人口匹配系数如图3 所示。各大地区水资源-农业人口匹配系数的增幅呈现南方高北方低格局，西北地区累积增幅最小，增幅约为43%，华东地区累积增幅最大，增幅约为250%，华中和华南地区的增幅比较大，超过全国平均水平，东北西南西北则增幅较小，低于全国平均水平。仅华北、东北、西北的3 个地区2012—2016 年、2008—2012 年度华南的匹配系数降低。

图3 各省份水资源-农业人口匹配系数时间分布

东北地区3 个省的2004 年和2008 年水资源-农业人口匹配系数值较小，且相差不大，2012 年和2016 年值较大，均比前2 个年度有跳跃性增长，增幅超过或接近100%。华北地区2004 年—2012 年每4 年均为上升趋势，除山西外各省份2012—2016 年匹配系数4 年增幅都在降低。北京、天津、河北和山西的水资源-农业人口匹配系数4 个省份总体增幅较大，累积增幅约为100%。华东地区江苏、上海、安徽、浙江、福建的匹配系数有着极大幅度的增长，2016 年是2004 年的4～8 倍，主要是这4 个省份在2004 年到2016 年水资源大幅增长，特别是2016 年长江中下游发生了较大洪涝灾害，各省份当年水资源量普遍超过年均的2 倍。华中、华南、西南和西北地区大部分省份水资源-农业人口匹配系数变化幅度比较小，大部分省份增幅普遍在50%以内。

2.3 中国水资源-农业用地匹配系数时空分布特征分析

中国水资源-农业用地匹配系数空间分布如表5 所示。中国水资源-农业用地匹配系数全国均值为2.01，七大地区中，华北地区匹配系数最低值为0.44，东北地区值为0.79，匹配系数很低，华中、西北略大，值为1.30，华东系数较高，值为2.11，西南、华南系数均超过4.00。可以看出中国水资源-农业用地匹配系数呈明显南方高北方低的格局，且不同地区间的差别很大，匹配系数最高的华南地区，最低的是华北地区，华南地区的匹配系数是华北地区的10 倍多。

表5 各省份水资源-农业用地匹配系数空间分布

华北地区匹配系数最低的是山西，最高的是北京、天津、河北，极差为1.92，最大值是最小值的10 倍多，地区内各省份差别很大；东北地区匹配系数最低是黑龙江，最高的是辽宁，极差为0.16，地区内的差别很小；华东地区匹配系数最低的是山东，最高的是福建，极差为8.83，最大值是最小值的45 倍，地区内差别极大，但是除去山东省，最大的是江苏、上海，最大值仅是最小值的9 倍，地区内部差别处于较大水平；华中地区匹配系数最小的是河南，最大的是湖南，极差为2.26，最大值是最小值的10 倍多；华南地区最小的是广西、海南，最大的是广东，极差为1.60，最大值不到最小值的2倍，区域匹配系数很大，内部各省份差别很小；西南地区西藏地区的值异常大，这是因为西藏地区大量的水资源以雪山的形式的青藏高原，除了西藏地区之外，西南地区最小的是贵州，值为1.88，最大的是云南，区域匹配系数整体较小，区域各省份差别很小；西北地区最小的是宁夏，最大的是青海，极差为10.73，最小值是最大值的100 倍，处于比较极端情况，但是其他3 个省份在0.43～1.94 波动，西北地区区域内差异非常大。

中国各省份2004 年、2008 年、2012 年和2016 年的水资源-农业用地匹配系数如图4 所示。从时间序列来看：2004 年的匹配系数略小，其他3 个年份匹配系数在2.00 左右，匹配系数年序波动幅度很小，总增长幅度不到20%，年复合变化率小于1%。从局部来看，华北地区农业用地和水资源匹配系数最稳定，略高于0.40，仅2012 年较大；东北、华中、西北相对稳定，波动幅度较小，波幅在20%以内；华南地区波动幅度较大，波幅在50%左右；华中地区2004—2012 年均十分稳定，而2012—2016 年较大增长，增长幅度为30%；华东地区波动幅度最大，匹配系数逐年上升，2004 年的匹配系数仅为1.02，2016 年匹配系数上升到2.11，增幅为110%。

图4 各省份水资源-农业用地匹配系数时间分布

3 结论与讨论

分别对中国农业用地-农业人口匹配系数、水资源-农业人口匹配系数、水资源-农业用地匹配系数进行深入分析，得到如下结论。

表6 我国各大区域农业用地和水资源匹配系数

1）中国农业生产要素资源分布受地理因素影响较大，其中农业用地-农业人口匹配系数呈现南方低北方高的格局，这表明中国南方地区农业人口和水资源丰富，而北方地区耕地资源更为丰富，农业生产要素空间分布错位严重。

2）中国农业用地和农业人口匹配系数逐年增大，表明中国农业人口下降比较明显，而耕地也有所增长，南北差异较大，这可能是在国家政策调控下，城市化速度加快，北方地区人口流出明显造成的。

3）华南地区水资源-农业用地匹配系数值较大，占七大地区系数总和的比值较大，占比约为20%。根据全国匹配系数的算法，可知该比值即为各地区对全国系数的比值增长贡献率，即华南地区对全国水资源-农业用地匹配系数增长贡献率较大。