亡東農(nóng)業(yè)科學(xué)2009 年第7期323河南省糧食產(chǎn)量影響因素分析李瑞華，李明秋(河南理工大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院,河南焦作454000)摘要:利用GIS空間分析.灰色關(guān)聯(lián)分析和主成分分析方法,通過(guò)對(duì)影響河南省糧食產(chǎn)量自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素的分析,結(jié)果顯示:自然對(duì)河南省糧食產(chǎn)量的影響較小，糧食產(chǎn)量主要受社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響，其中糧食單產(chǎn)和糧食撟種面積的影響最為顯著。除農(nóng)業(yè)從業(yè)人口外,其他因素的影響比較均衡.但與糧食產(chǎn)最關(guān)聯(lián)度較高,對(duì)于提商糧食產(chǎn)量仍有較大的利用空間。農(nóng)業(yè)從業(yè)人口與糧食產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,不是糧食產(chǎn)量的主要影響因素。關(guān)鍵詞:糧食產(chǎn)量;氣候生產(chǎn)潛力;糧食單產(chǎn);糧食播種面積中圖分類號(hào):F326.11.文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編碼: 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穩(wěn)定和不斷提高糧食產(chǎn)量關(guān)系到人類的生存、經(jīng)技術(shù)、灰色關(guān)聯(lián)分析和主成分分析方法,分析了河南省濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，也是當(dāng)前和今后- -段時(shí)期糧食生產(chǎn)的主要影響因素，為保護(hù)糧食生產(chǎn)能力,改善內(nèi)我國(guó)面臨的主要問(wèn)題。影響糧食產(chǎn)量的因素眾多，糧食生產(chǎn) 條件,保證區(qū)域糧食安全提供理論依據(jù)。如光照積溫、水分、土壤、地形、地貌、人口數(shù)量、糧食播1研究方法與資料來(lái)源種面積、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制度與政策農(nóng)業(yè)技術(shù)等自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。分析哪些因素是糧食產(chǎn)量的主1.1 自然影響因素測(cè)算方法要影響因素哪些是次要因素,哪些因素對(duì)糧食生產(chǎn)起影響糧食生產(chǎn)的自然因素主要包括光照、積溫.降推動(dòng)作用需要強(qiáng)化;哪些因素對(duì)糧食生產(chǎn)起阻礙作用水、地形、地貌和土壤質(zhì)量等,其對(duì)糧食產(chǎn)量的影響集需要加以抑制,這些都是糧食生產(chǎn)必須關(guān)心的問(wèn)題。中表現(xiàn)在區(qū)域氣候生產(chǎn)潛力上。所謂氣候生產(chǎn)潛力是河南省農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，是我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之指在充分利用區(qū)域的太陽(yáng)輻射、大氣溫度和降水等農(nóng)一,2007年糧食總產(chǎn)量達(dá)到5 245萬(wàn)t,占全國(guó)糧食總產(chǎn)業(yè)氣候資源,以及最佳的土壤養(yǎng)分,生產(chǎn)技術(shù),管理水.量的10.45%。穩(wěn)定和不斷提高河南省糧食產(chǎn)量對(duì)于我國(guó)平和較理想的作物組合條件下，作物可以提供的生物.糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有至關(guān)重要的影響。本研究以產(chǎn)量或經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量"。在信息快速傳播的今天,在省域范河南省為研究區(qū)域,選撣糧食氣候生產(chǎn)潛力、從事農(nóng)業(yè)圍內(nèi)特別是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中連片的區(qū)域可以假定生產(chǎn)生產(chǎn)的人口數(shù)量.糧食播種面積糧食單產(chǎn)、有效灌溉面技術(shù)和管理水平?jīng)]有差異性，因此氣候生產(chǎn)潛力可以積和化肥施用量等10項(xiàng)影響因素，利用GIS空間分析近似自然因素對(duì)區(qū)域糧食生產(chǎn)的影響。本研究根據(jù)全省各|中國(guó)煤化工良食單產(chǎn)分布圖進(jìn)行收稿8期:2009-03-20基金項(xiàng)目:河南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(<072400430810);河南理疊加MHCN MH C產(chǎn)潛力吻合程度分工大學(xué)青年基金項(xiàng)目(Q2008-19)布圖進(jìn)15判定。吻日在及越間，飛候生產(chǎn)潛力等自然條作者簡(jiǎn)介:李瑞華(1976-),男.碩士,講師,E-mail:inuihua件對(duì)糧食單產(chǎn)的影響越大,反之越小。吻合程度利用各421@hpu.edu.cn類吻合區(qū)域面積占總區(qū)域面積的比重進(jìn)行衡量，影響324程度根據(jù)吻合程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定:吻合程度50%以下,影響程度較小;吻合程度50%-80%,有一定影響;吻合程度80%以上,有重要影響。1.2 杜會(huì)經(jīng)濟(jì)影響程度測(cè)算方法.影響生產(chǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素很多,本著主導(dǎo)型原則,本研究主要選擇與糧食生產(chǎn)相關(guān)的土地、勞動(dòng)力、物質(zhì)和技術(shù)投人因素。同時(shí)基于灰色系統(tǒng)理論,采用灰色關(guān).聯(lián)分析方法，通過(guò)計(jì)算各社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與糧食產(chǎn)量的口超不吻臺(tái)區(qū)灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)判斷其對(duì)糧食產(chǎn)量的影響。灰色關(guān)聯(lián)度不吻合區(qū)越大對(duì)糧食產(chǎn)量的影響程度越大,反之則越低。計(jì)算過(guò)■吻臺(tái)區(qū)程如公式(1)~(4)所示H。Xi=_Xo(1)圈1河南省氣候生產(chǎn)潛力與糧食單產(chǎn)吻合程度分布圖x(1)表1糧食氣候生產(chǎn)潛力與糧食單位面積產(chǎn)量吻合度(%)X=_X(2)糧食單產(chǎn)糧食氣候γ(xok),x(k)=生產(chǎn)潛力.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)計(jì)算表2左上角到右下角對(duì)角線元素的和，可得式中:Xo" X'為XoX,序列的初值象,Xo.X;為糧食出吻合面積占總面積的比重為36.33%;計(jì)算左下角和.產(chǎn)量序與影響因素序列,x(k)、x(k)為Xo、X;序列內(nèi)第k右上角兩元素的和,可得出超不吻合區(qū)(相反區(qū))面積個(gè)元素,X為序列號(hào),k為序列內(nèi)觀測(cè)元素號(hào)，xo(k)、為19.01%; 其他不吻合區(qū)域占總面積的比重為.x(k)為Xo、X序列內(nèi)第k個(gè)元素的初值像,Y(xok),xi(k)44.66%。根據(jù)上述1.1 吻合程度和影響程度劃分標(biāo)準(zhǔn)，為X。與X,序列第k元素的關(guān)聯(lián)系數(shù),ξ為分辨系數(shù),可判定河南省氣候生產(chǎn)潛力對(duì)糧食單產(chǎn)影響程度較本研究取ξ為0.5,y(XoxX)為x。與X;序列的灰色關(guān)聯(lián)小，河南省糧食單產(chǎn)的區(qū)域差異性并不是各地區(qū)氣候度,n為序列內(nèi)觀測(cè)元素總數(shù)。生產(chǎn)潛力的差異引起的。1.3 資料來(lái)源2.2杜會(huì)經(jīng)濟(jì)因素是糧食產(chǎn)量的主要影響因素?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于2000~2006年河南統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)統(tǒng)基于主導(dǎo)性、客觀性、可定量性和資料取得的便利計(jì)年鑒、中國(guó)縣市統(tǒng)計(jì)年鑒和2004年河南省農(nóng)用地分性原則，本研究選取2000-2006河南省糧食單產(chǎn)(x1)、等定級(jí)成果資料;圖件資料是基于河南省縣市行政區(qū)糧食播種面積(x2)有效灌溉面積(x3)、農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力劃圖,掃描矢量化后生成ARCVIEW格式文件.通過(guò)建(x4)、農(nóng)村用電量(x5)、化肥使用量(x6)、農(nóng)膜使用量(x7)、立空間信息數(shù)據(jù)庫(kù),并利用ARCGIS軟件生成糧食產(chǎn)農(nóng)藥使用量(x8)、從業(yè)人口數(shù)量(x9)9項(xiàng)因素,以每年為量與氣候生產(chǎn)潛力吻合程度分布專題圖。觀測(cè)單元.利用公式(1)~(4)叮計(jì)算出糧食產(chǎn)量(y1)與各項(xiàng)影響因素的縱向灰色關(guān)聯(lián)度;同時(shí),由于未納人考2研究結(jié)果慮的政策和技術(shù)因素對(duì)糧食產(chǎn)量的影響在時(shí)序上較為2.1氣候生產(chǎn)潛力不是糧食單產(chǎn)的主要影響因素明顯,為排除這些因素影響，以2006年為時(shí)間橫斷面,基于河南省縣市氣候生產(chǎn)潛力圖和河南省糧食單選取河南省各地市的糧食產(chǎn)量(y2)和以上9項(xiàng)影響因產(chǎn)分布圖，把河南省糧食生產(chǎn)潛力分布與糧食單產(chǎn)分素,以各地市為觀測(cè)單元,利用公式(1)~(4)可計(jì)算出布區(qū)域分為高、中和低3個(gè)類型,利用CIS技術(shù),通過(guò)作橫向的灰色關(guān)聯(lián)度,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2:疊加分析得出河南省氣候生產(chǎn)潛力分布和糧食單產(chǎn)分中國(guó)煤化工可看出,社會(huì)經(jīng)濟(jì)因布的吻合程度分布圖(圖1)。素與.H.CN MH G糧食產(chǎn)量的主要影響基于吻合程度分布圖，通過(guò)測(cè)算不同疊加類型的因素。其中,根食甲廣、根食播柙面積、有效灌溉面積、面積占總面積的比重可得出兩圖層疊加產(chǎn)生的9種吻化肥使用量和農(nóng)藥使用量對(duì)糧食總產(chǎn)量的影響較為明合類型面積所占總面積的比重,結(jié)果見(jiàn)表1。顯,而農(nóng)村用電量,農(nóng)村機(jī)械總動(dòng)力和從業(yè)人口對(duì)糧食.325表2糧食產(chǎn)量與影響因素灰色關(guān)聯(lián)度影響因素糧食x2_x4_x5x6xSyI0.99110.95530.96190.90430.90610.94190.96120.97140.9277y20.78220.81260.77750.77130.64180.76860.75400.7591合計(jì)1.77331.76791.73941.67561.54791.71051.63211.72541.6868產(chǎn)量影響較弱。2.3糧食產(chǎn)量影響因素分類 與影響程度比較3結(jié)語(yǔ)為了進(jìn)一步理清各個(gè)影響因素對(duì)糧食產(chǎn)量的影響糧食產(chǎn)量的高低是自然因素與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素綜合程度,本研究對(duì)選取的9項(xiàng)影響因素利用SAS軟件進(jìn)作用的結(jié)果,本研究采用GIS和灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，行主成分分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前5個(gè)主成分已包含全部的對(duì)影響河南省糧食產(chǎn)量的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行分因素信息,其包含的信息量分析結(jié)果見(jiàn)表3。析,結(jié)果表明:(1)盡管氣候生產(chǎn)潛力包含的光照、積溫、表3糧貪產(chǎn)量影響因素主成分包含的信息量 (%)水分和土壤等自然因素是糧食生產(chǎn)所不可缺少的自然條件，但在河南省省域范圍內(nèi)糧食產(chǎn)量的差異并不取主成分單個(gè)信息量累計(jì)信息量決于氣候生產(chǎn)潛力的變化;(2)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素對(duì)糧Prinl0.8951食產(chǎn)量的時(shí)空變化有著重要影響。通過(guò)縱向和橫向的Prin20.06780.9628灰色關(guān)聯(lián)度分析，所選取的9項(xiàng)指標(biāo)在時(shí)序變化上與0.02670.9895糧食產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度都在0.9以上,在地域空間變化Prin30.00880.9983上與糧食產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度也在0.64以上，可見(jiàn)社會(huì)Prin40.00150.9999經(jīng)濟(jì)影響因素在時(shí)空變化上與糧食產(chǎn)量存在較高的關(guān)0.00011.0000聯(lián)度,是糧食產(chǎn)量的主要影響因素;(3)除農(nóng)業(yè)從業(yè)人口數(shù)量對(duì)糧食產(chǎn)量影響是負(fù)的外,其他投入因素對(duì)與糧從表3可以看出，主成分一單個(gè)包含信息量為食產(chǎn)量的影響沒(méi)有太大的差異性。糧食單產(chǎn)對(duì)糧食產(chǎn)89.51%,主成分二單個(gè)包含信息量為6.78%,與主成分量的影響程度高于糧食播種面積的影響程度。一累計(jì)包含信息量為96.28% ,余下的主成分累計(jì)包含綜合分析表明河南省糧食產(chǎn)量的主要影響因素是社信息量只有3.72%,可以不予考慮。主成分一和主成分會(huì)經(jīng)濟(jì)因素.所選取的9項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素,特別是糧二與各因素的關(guān)系式如下:食單產(chǎn)和糧食播種面積對(duì)糧食產(chǎn)量的影響最大。結(jié)合河Prin1 =0277774x1 +0.299526x2 +0348487x3 +南省糧食生產(chǎn)實(shí)際可看出，近年來(lái)特別是2000年至今,0.336996x4 +0.350254x5 +0.345512x6 +0.349717x7 +隨著耕地保護(hù)政策與惠農(nóng)政策的實(shí)施和農(nóng)民種糧積極性0.342321x8- -0.341430x9的提高，河南省糧食播種面積在快速推進(jìn)城市化的過(guò)程Prin2 =0.708017x1 +0.441890x2 -0.128986x3 -中卻基本保持穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)了在糧食單產(chǎn)提高的同時(shí)0.338072x4 -0. 100035x5 -0.225856x6 +0.002804x7 +糧食總產(chǎn)量也在不斷提高。其次,農(nóng)業(yè)灌溉面積,化肥、農(nóng)0.135005x8+0.305390x9藥使用量等農(nóng)業(yè)投人因素對(duì)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)仍起著不可替代從主成分關(guān)系式可看出，決定主成分一的主要是的作用,對(duì)于提高糧食產(chǎn)量仍有較大的利用空間。最后，x好有效灌溉面積、x4農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力.x5農(nóng)村用電.農(nóng)業(yè)從業(yè)人口近年來(lái)不但沒(méi)有增加,反而不斷降低,其與量.x6化肥使用量、x7農(nóng)膜使用量、x8農(nóng)藥使用量和糧食產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度與其他影響因素不同,是呈負(fù)相x9從業(yè)人口數(shù)量;決定主成分二的主要是x1糧食單關(guān)關(guān)系,主要是因?yàn)榻陙?lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高,使大產(chǎn)和x2糧食播種面積。從主成分一和主成分二的構(gòu)成批勞動(dòng)力從農(nóng)業(yè)中解放出來(lái)轉(zhuǎn)移到其他行業(yè)所致。類型看,主成分一是反映農(nóng)業(yè)投人的綜合指數(shù).主成分參考文獻(xiàn):二是反映糧食單產(chǎn)和糧食播種面積的綜合指數(shù)。從各[U] 齊躍普,門(mén)明新.許魄河北省糧食產(chǎn)最波動(dòng)及其形成的影響因素影響因素的系數(shù)看,主成分- -農(nóng)業(yè)投人因素對(duì)主成分中國(guó)煤化工1008244)404409.的影響比較均衡，除農(nóng)業(yè)從業(yè)人口對(duì)糧食產(chǎn)量影響是2]1.C N M H G追溯系統(tǒng)[]黑龍江農(nóng)業(yè)負(fù)的外，其他因素對(duì)與糧食產(chǎn)量的影響沒(méi)有太大的差科字,2008(0);130- 152.異性;主成分二糧食單產(chǎn)因素對(duì)主成分的貢獻(xiàn)占主導(dǎo),[3] 周生路.土地評(píng)價(jià)學(xué)[M,南京:東南大學(xué)出版社2006:93- 99糧食播種面積的貢獻(xiàn)次之，相應(yīng)地對(duì)糧食產(chǎn)量的影響4] 劉思峰，黨耀國(guó),方志耕.等.灰色系統(tǒng)理論與應(yīng)用.(第3版)[M]糧食單產(chǎn)的影響度高于播種面積的影響度。北京:科學(xué)出版社.2004:53 -60.