粮食产量的自然与人为影响因素定量分析

时间：2021-01-31 16:01:57　来源：雅意学习网本文已影响人

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　　摘要：选取济南市1978-2008年共31年的粮食产量及同时期的20个自然与社会经济因子，利用主成分分析对自然与人为要素作用强度进行了量化分析。结果表明，在济南市粮食产量变化过程中，人为因素的贡献率为58.18%，自然因素的贡献率为32.23%，自然与人为因素共同作用的贡献率为6.47%。对济南市粮食产量影响最大的自然因素主要有年均气温、积温、年降水量、年日照时数；人为因素主要有耕地面积、农用机械总动力、化肥施用总量、每公顷耕地化肥施用量、农村劳动力数量、总人口数量。自然因素的贡献率随时间推移逐渐降低，人为因素的贡献率逐渐升高。结合相关因子的历年变化情况分析表明，在自然因素较为稳定的情况下，人为因素愈加重要，并直接决定粮食的单位面积产量和总产量，即农业技术进步对提高粮食作物单产起了决定性作用。
　　关键词：粮食产量；影响因素；主成分分析；济南市
　　中图分类号：F326.11 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）15-3821-04
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.15.061
　　Abstract： In order to study the intensity of natural and human activity in grain production process， the grain yield of Ji’nan city was analyzed from 1978 to 2008. Twenty factors were chosen and the principal component analysis method was used to measure the intensity of nature and human activity factors. The results showed that in the change process of grain production， 58.18% was caused by anthropogenic activity， 32.23% was caused by nature factors， and 6.47% was caused by anthropogenic activity combined with nature factors in Ji’nan city. The main nature factors were annual mean temperature， cumulative？temperature， annual precipitation and annual sunshine duration. The main anthropogenic factors included cultivated area， total power of agricultural machinery， fertilizer， rural labor force and total population. The contribution of nature factors decreased gradually， while the contribution of anthropogenic factors increased from 1978 to 2008.
　　Key words：grain yield； influence factor； principal component analysis （PCA）； Ji’nan city
　　粮食是关系国计民生和国家经济安全的重要战略物资，也是人民群众最基本的生活资料[1，2]。粮食安全与社会的和谐、政治的稳定、经济的持续发展息息相关。日益严峻的气候危机成为粮食安全面临的最大挑战[3，4]。作为粮食生产大国和人口大国，中国的粮食安全问题同样处于这一危机的阴影之下，中国的粮食安全问题已成为国内外学者十分关注的话题[5，6]。相关研究初步预测了不同气候变化情景对中国粮食产量造成的负面影响，若气温升高2.7℃、降水增加5%，中国2050年的粮食产量将因气候变化而损失高达14.9%（5000万t以上）[7]。因此，稳定和提高粮食产量关系到人类的生存、经济的发展和社会的长期稳定，也是当前和今后一段时期内我国面临的主要问题，开展粮食产量影响因素的研究将有利于揭示粮食增产的规律，对指导粮食增产有重要的意义。目前，粮食产量的影响因素研究多采用相关系数、灰色关联、线性回归等方法，讨论气温、降水、农机动力、劳动力、施肥量等因素对粮食产量影响的单因子分析[8-11]。然而，粮食生产是一个同时受气候变化、社会经济和生产技术等多因素影响的复杂、非线性系统。因此，在分析粮食产量影响因素过程中，应同时考虑气候变化、粮食播种面积、农业机械动力、化肥施用量、农业人口等因素对其产生的综合影响。
　　1 研究区概况
　　济南市地处中纬度地带（36°40′N，117°00′E），属于暖温带大陆性季风气候。年均气温13.6 ℃，年降水量614 mm，气候适宜；全市总面积为577 500 hm2，是山东省的高产综合型农业区。同时，济南市是黄河中下游和环渤海经济带南翼的重要战略城市。近些年，随着工业化、城市化和现代化建设的发展，人口不断增加，耕地不断减少，人地矛盾进一步突出，使粮食安全生产受到一定程度的威胁[8]。因此，本文拟通过综合分析气温、降水、耕地面积、农用机械总动力、化肥施用总量、农业人口等多方面的自然和社会经济因素，进而区分影响粮食产量的主次因素，为今后粮食生产及粮食安全政策的制定提供理论依据，为管理部门制定短、中、长期的粮食政策提供科学的依据。
　　2 研究方法
　　本研究采用主成分分析法（Principal components analysis，PCA）[12]定量研究自然与人为要素对粮食产量的作用强度。选取影响因素变量共20个，自然因素包括：年均气温（P1）、积温（P2）、年最高气温（P3）、年最低气温（P4）、年降水量（P5）、年日照时数（P6）、年平均风速（P7）、年平均湿度（P8）；人为因素包括：耕地面积（P9）、农用机械总动力（P10）、化肥施用总量（P11）、每公顷耕地化肥施用量（P12）、农村劳动力数量（P13）、农业人口数量（P14）、总人口数量（P15）、城市化率（P16）、国内生产总值（P17）、第一产业产值（P18）、第二产业产值（P19）、第三产业产值（P20）。以济南市1978-2008年的统计数据为分析样本。

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