河南省粮食生产动态变化及驱动机制分析研究

JournalofAridLandResourcesandEnvironmentVol.24No.6

Jun.2010

文章编号：1003－7578（2010）06－006－04

河南省粮食生产动态变化及驱动机制分析研究

贺振

提

1，2

（1.商丘师范学院环境与规划系，商丘476000；2.西北大学地质学系，西安710069）

*

要：河南省是我国重要的粮食生产基地，其稳定的粮食生产对保障我国粮食安全具有重要意义。利

应用主成分分析法（PCA）研究了河南省粮食生产的主要影响因素。分析结果表用河南省29年粮食产量数据，

社会经济发展水平、农业科技进步和自然灾害是影响粮食生产的3个主要成分。根据影响粮食生产的主要明，

因子，提出了稳定、提高粮食生产的具体建议和对策，为河南省粮食生产，政府正确决策提供了科学依据。

关键词：河南省；粮食生产动态变化；主成分分析

中图分类号：F326.11

文献标识码：A

粮食安全问题是一个关系到国计民生的重要问题，它既是一个重要的经济问题，又是一个重要的政治

［1，2］

。作为全国粮而且对世界安全和经济发展也至关重要问题。粮食不仅关系着国家安全和社会稳定，

食生产的第一大省－河南，近年来在中央一系列支农政策、科技与投入的指引下，用占全国1/16的耕地，

［3］

生产出占全国1/10的粮食，成为全国最重要的粮食生产基地。但是，河南省的粮食生产还存在着很多问题，如耕地质量下降、面积减少，粮食产量不稳定等问题，严重阻碍了河南省经济的快速发展，进而对我国的粮食安全也构成重要隐患。为此，利用河南省近30年粮食生产相关数据，深入分析了河南粮食生产的动态变化特征，以及影响粮食生产的主要因素，为促进河南粮食产量平稳增长、提高粮食生产能力，政府决策和宏观调控提供准确、可靠的依据。

1研究区概况

河南省位于中国中部的黄河中下游地区，因大部分地区位于黄河以南，故称河南。全省地势西高东

2

低，总面积约16.7万km，占全国总土地面积的1.74%。2006年底，全省总人口9820万人，其中农业人口6631万人，占总人口的67.5%。

河南省具有发展农业的良好条件。首先，有充足的光热资源，光照温热条件适宜于多种动植物生长繁

绝大多数土地上都有深厚的土层和营养元素含量丰富的土壤。第三，拥有殖。其次拥有肥沃的土地资源，

2

丰富的水资源。境内有黄河、淮河、汉水、海河4大水系，全省流域面积在100km以上的河流有490多条。充足的光、热、水资源和肥沃的土地，为河南农业的发展奠定了良好的基础。2006年，全省粮食总产达到5055万t（全国第1位）。

2河南省粮食生产动态变化特征

［4，5］

，据河南省1978－2006年29年粮食资料统计表明其粮食总产量及人均粮食总体特征为波动中趋

于上升（图1）。具体表现为：一是粮食总产量和人均粮食整体呈上升趋势。全省粮食产量由1978年的2097.4万t增加到2006年的5055万t，粮食产量净增长2957.6万t，平均每年增长105.63万t，年均增长率为3.19%。人均粮食由1978年的296.79kg增加到2006年的514.77kg，平均每年增长7.79kg，年均增长率为1.99%，增幅较小，这主要是由于河南省人口增长过快造成的；二是粮食产量波幅较大。粮食产量

*

收稿日期：2009－3－30。

基金项目：2007年度河南省政府决策研究招标课题（B104）资助。作者简介：贺振（1977－），男，山西忻州人，博士，研究方向为区域经济学及地理信息系统应用研究。E－mail：hezh911@126.com

第6期贺振河南省粮食生产动态变化及驱动机制分析研究·7·

与人均产量波动趋势基本相同，除1978－1982年和1996－2002年波动幅度较小之外，其余的粮食产量与人均产量波动幅度都非常

粮食大。2003年因秋季自然灾害严重发生，

产量减幅较大。三是粮食产量波动频率较大（图2）。年与年之间的粮食产量波动较大，平

粮食生产增长率就出现负增均每隔1－2年，

说明河南省粮食生产非常不稳定。自长，

1978年以来，河南省粮食生产出现了6次较大的负增长。这种频率过高、幅度较大的波动，极其严重地影响了粮食生产的稳步发展。

3

3.1

河南省粮食生产驱动因子分析

数据获取与处理方法

基于1978－2007年《中国统计年鉴》及《河南省统计年鉴》数据，应用SPSS统计分析

采用主成分分析方法，将原来多个指标软件，

化为少数几个主要指标，以反映原来较多的指标信息。通过对原数据的处理，计算其相关系数矩阵、特征值和主成分累积贡献率等主要步骤进行相应的主成分分析。3.2主成分分析原理

主成分分析方法是在各个变量之间相关

用较少的新变量代替原来关系研究的基础上，

较多的变量，而且使这些较少的新变量尽可能多地保留原来较多的变量所反映的信息的一种方法，是一种降维处理技术。通常数学上的

作为新处理是将原来的n个指标做线性组合，

的综合指标。一般是用F1（选取的第一个线性组合，即第一个综合指标）的方差来表达，即

图1河南省历年粮食产量与人均粮食变化

Fig.1VariationoftotalgrainoutputandgrainspercapitainHenanProvince

图2河南历年粮食生产增长率变化

Fig.2VariationofgrowthrateofgrainoutputinHenanProvince

F1的方差越大，表示F1包含的信息越多。因此在所有的线性组合中选取的F1应该是方差最大的，故称F1为第1主成分。以此类推可以构造出第2，…，第3，第4，第m个主成分。

［6］

主成分分析主要步骤如下：1）计算相关系数矩阵；2）计算特征值式和主成分贡献率、主成分累积贡献率；3）计算主成分载荷；4）根据计算结果进行主成分命名并解释主成分。3.3驱动因子分析

粮食生产是一个复杂的过程，人口增长、耕地面积、耕地质量、农业投入、政策醇向、自然灾害等都会对粮食产量产生很大影响，但各因素影响程度不同。为了能有效地确定主要影响因子，为粮食生产的可持续

X2－选取1978─2006年数据资料，并从中选取了13个影响因子：X1－人口（万人）、发展提供科学依据，

2

X3－耕地面积（千hm2）、X4－粮食播种面积（千hm2）、X5－有效灌溉面积（千hm2）、X6－单产（kg/hm）、

X7－受灾作物面积（千hm2）、X8─成灾作物面积（千hm2）、X9─农业总产值农业机械总动力（万kw）、

（亿元），X10─粮食总产量（万t），X11─农用化肥（万t），X12─农用塑料薄膜（万t），X13─农药施用量（万t），应用SPSS软件包对数据进行分析。

从表1中可以看出，影响粮食产量的变量之间存在不同程度的相关性，其中，人口与粮食总产量和单产的相关系数较高，分别为0.94和0.95；单产与农业机械总动力、农业总产值、粮食总产量、农用化肥的

0.93、0.99和0.97；农业机械总动力与有效灌溉面积、相关性也较强，相关系数分别为0.92、农业总产值、0.99、0.92、0.96；农业总产值与粮食总产量、粮食总产量的相关系数为0.94、农用化肥的相关系数分别为

·8·干旱区资源与环境第24卷

0.93、0.96；粮食总产量与农用化肥施用相关系数为0.96。

表1粮食影响因子相关系数矩阵

Tab.1Correlationmatrixofdrivingforcevariablesandgrainproduction

X1

X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13

1.000.95－0.24－0.190.860.88－0.050.010.880.940.970.310.30

1.00－0.16－0.110.880.92－0.23－0.180.930.990.970.430.43

1.000.240.040.16－0.26－0.270.10－0.13－0.050.580.42

1.00－0.26－0.07－0.18－0.28－0.08－0.03－0.180.140.04

1.000.94－0.11－0.040.940.870.940.570.56

1.00－0.17－0.110.990.920.960.680.62

1.000.87－0.22－0.25－0.12－0.14－0.11

1.00－0.15－0.21－0.06－0.08－0.05

1.000.930.960.650.62

1.000.960.450.44

1.000.490.47

1.000.96

1.00

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X9

X10

X11

X12

X13

利用SPSS对各影响因子进行主成分分析，计算结果表明，第一、第二和第三主成分的特征值均>1，它们的累积贡献率达到87.96%，完全符合一般分析所要求的85%以上（表2）。因此，提取前3个主成分，可以代表影响粮食生产因素的大部分信息，表3为主成分和变量之间的相关系数的载荷矩阵。由表3可以看出，人口、单产、有效灌溉面积、农业机械总动力、农业总产值、粮食总产量、农用化肥施用是第一主成分中的主要因子，可以归纳为社会经济发展水平；耕地面积是

可以归纳为农业科技进步；第三主第二主成分中的关键因子，

成分中的关键因子为受灾作物面积和成灾作物面积，可以归纳为自然灾害。

表2特征值及主成分贡献率Tab.2Eigenvaluesandcontributionratesoftheprincipalcomponents

主成分123

特征值7.332.371.73

贡献率累积贡献率（%）56.4156.4118.2713.29

74.6787.96

表3主成分载荷矩阵

Tab.3Loadingmatrixoftheprincipalcomponents

变量X1X2X3X4X5X6

第一主成分0.8990.9530.076－0.1030.9460.987

第二主成分－0.354－0.1570.7760.528－0.1270.022

第三主成分－0.159－0.2160.384－0.1000.0610.071

4

4.1

河南省粮食生产驱动机制分析

经济发展水平的影响X7－0.222－0.6430.640从表3各主成分的组合形式中可以看出，在第一主成分X8－0.157－0.6660.669

X90.9900.0140.010中，单产、农业机械总动力、有效灌溉面积以及农用化肥的系

X100.951－0.112－0.226

第一主成分贡献率达到56.41%，是主控因子，表明数最大，

X110.973－0.186－0.058

河南省社会经济发展水平对粮食产量的影响。经济的增长使X120.6520.5040.538得农业生产条件进一步改善，增加了对农业基本设施的有效X130.6330.4100.537投入，促使基本农业设施更新速度加快，不断发展和完善。

农业机械化是现代农业的物质基础、重要内容和主要标志，对于稳固农业基础，推动科技进步，提高农业综合生产能力和劳动生产率，促进农业增效、农民增收等具有十分重要的作用。农业机械总动力的不断增加将直接决定有效灌溉面积的大小，而有效灌溉面积是保证粮食稳产高产的重要因素之一。其次，农用化肥这种化学物质作为现代农业的重要标志，作为提高作物产量的一个重要因素，已成为农业增产增收的重要手段，对农业生产的发展起到了极大的促进作用。但是，随着各类化学物质在农业生产中的广泛应用，亦带来了一系列的诸如生态平衡破坏、土壤肥力降低、农产品质量下降等环境问题。

因此，在大力发展社会经济，不断加大对农业投入的同时，要注意科学利用农用化肥，以免过量不合理

进而影响粮食生产。使用而导致土地质量下降，

4.2农业科技进步的影响

第二主成分贡献率占18.27%，以耕地面积的载荷系数（0.776）最高，表明耕地面积对粮食生产的影响，在空间上反映它对耕地资源利用率的高低程度。河南省耕地面积近几年来在不断的减少，但耕地面积的减少对河南省粮食总产影响并不很明显。随着国家农业科技的不断进步，河南省加强了品种资源、病虫

第6期贺振河南省粮食生产动态变化及驱动机制分析研究·9·

害防治、农业机械化、区域农业和生态农业等国家攻关项目的组织实施，农业生产条件得到明显改善，使得粮食单产和粮食总产有了一定程度的提高，以至于粮食总产并没有受到太大影响。

虽然农业科技水平在粮食产量起到了关键作用，但对耕地资源的保护不容忽视，必须对耕地资源予以

因为它是整个土地资源保护、建设与可持续利用的核心。为此，在提高农业科技水平的同时，高度的重视，

要避免耕地资源流失，非法占用耕地资源等。其次，要提高耕地资源的利用率，避免大量及不合理使用农药、农膜，造成土地肥力下降，土壤质量退化和农业环境污染等问题。4.3自然灾害的影响

第三主成分贡献率占13.29%，以成灾作物面积的载荷系数（0.669）最高，表明成灾作物面积对粮食生产的重要性，由自然灾害造成的受灾面积和成灾面积对粮食生产的影响不可忽视。在空间上反映了粮食生产对自然灾害抵御能力的高低。

河南省是一个自然灾害频发的地区，狂风、冰雹、暴雨等灾害频繁，粮食生产受气候变化影响比较大。尽管近年来国家和省政府高度重视农业生产条件的改善、中低产田的改造，但由于过去多年来对农业投入不足，农业基础设施薄弱，农业生产抗御自然灾害的能力仍然不强，生产能力不稳。为此，必须实行退耕还林还草，增加土地植被，治理荒山荒地，有效治理水土流失，逐渐改善生态环境，提高抗灾能力，保证粮食生产稳步发展。

总之，社会经济因素是影响河南省粮食生产的主要影响因子，特别是经济发展水平和农业科技的进步

自然灾害对粮食生产的影响也不可忽视，要不断提高耕地资源抵是引起粮食变化的关键驱动因子。其次，

抗自然灾害的能力，以确保粮食安全生产。

5结论

（1）不断加大农业财政投入，加强农业基础设施及农田水利基本建设，改善耕地灌溉条件，增强农业生产抗御自然灾害的能力，逐渐提高粮食综合生产能力。

（2）采取有效措施，保护耕地数量，提高耕地质量，严格控制耕地减少，保护耕地资源不受侵占。同时

避免耕地污染。要提高耕地资源利用率，

（3）加大农业科技投入，积极引导农民科学种田，合理使用农业化学物质，不断提高粮食单产。避免盲目使用化肥、种子、农药，以免造成耕地资源质量下降。

（4）进一步稳定、完善和强化各项支农惠农政策，不断提高粮食价格，以确保农民利益，保护和调动农民务农种粮的积极性。

参考文献

［1］龙方.新世纪中国粮食安全问题研究［J］.湖南农业大学学报（社会科学版），2007，8（3）：7－14.［2］林军.现阶段我国的粮食安全问题［J］.求是，2007（8）：34－36.

［3］杨建锋，J］.地域研究与开发，2006，25（2）：101－104.王国强，王玉霞.河南省近期耕地资源与粮食生产能力变化研究［［4］河南省统计局.河南统计年鉴（1978－2007）［Z］.北京：中国统计出版社.

［5］中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴（1978－2007）［Z］.北京：中国统计出版社.［6］宇传华.SPSS与统计分析［M］.北京：电子工业出版社，2007.

DynamicvariationofgrainproductioninHenanProvince

HEZhen1，2

（1.EnvironmentandPlanningDepartment，ShangQiuNormalUniversity，ShangQiu476000，China；2.GeologyDepartment，North－WestUniversi-ty，Xi＇an710069，P.R.China）

Abstract：HenanprovinceisthemostimportantgrainproductionbasethatisveryimportantforfoodsecurityinChina.ThemaininfluencingfactorsongrainproductionwereanalysedbasedonPrincipalComponentAnalysis（PCA）.Theresultshowedthatdevelopmentofsocietyandebonomy，improvementofagriculturaltechnologyandnaturaldisasterswerethethreeprimaryfactorsinfluencinggrainproduction.Atlast，someadvicesandmeasuresforstabilizingandimprovinggrainproductionwereputforward.

KeyWords：HenanProvince；grainproduction；dynamicvariety；PrincipalComponentAnalysis