摘 要：基于近二十年粮食生产空间数据，运用空间统计等方法研究发现：因粮食生产向东北、华北优势产区规模化发展，全球变暖导致耕作带北移，“北粮南运”成本降低等变化条件，我国粮食生产重心逐渐集中到东北、华北地区，“南粮北运”传统格局逐渐被“北粮南运”所取代。这种变化表面上符合市场规律，短期能降低产粮成本，发挥规模化生产优势，但从长期来看，对资源环境和粮食生产可持续性产生深远影响：1)农业灌溉用水快速增长、土地过度利用等，对北方水土资源带来巨大压力;2)地下水位大幅下降、过度使用农药化肥等，对生态环境带来巨大破坏;3)资源压力和环境破坏对粮食生产可持续性带来巨大挑战。基于此，提出以下建议：1)面向未来，从生态可持续发展角度，优化粮食生产布局;2)发展南方山地农业机械化技术和育种技术，挖掘南方粮食生产潜力;3)增强南方政策支持力度，提高南方省区粮食生产积极性;4)适度休耕北方生态脆弱区，促进粮食安全可持续发展。
关键词：粮食空间格局;北粮南运;生态可持续;粮食安全
0 引言
农业是自然再生产与社会再生产高度融合的活动，在过去相当长的历史时期，我国因南、北地区在光、热、水、土等自然条件的巨大差异，形成了“南粮北运”的基本格局。但近年数据显示，我国小麦、玉米、水稻三大主粮生产的空间格局逐渐向北演变(国内一般将小麦、稻谷和玉米合称为主粮[1])，北方主粮产量占比从2000年的38.59%上升到59.37%，南方产粮占比从61.41%下降到40.63%，“南粮北运”传统格局逐渐被“北粮南运”所取代[2]。粮食生产重心的北移，使我国粮食总产量连年增长，从2000年的4.9亿吨增长到2020年的6.7亿吨。但北方地区农业资源和环境压力与日俱增，地下水严重超采，土地过度开垦、土壤盐碱化加重等，已成为我国粮食生产可持续发展的巨大挑战。
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面对上述现实问题，我们有必要回答：为何会发生这样的变化?这些变化会对水土资源、生态环境和粮食生产可持续性带来什么影响?从生态可持续性角度看，将给国家长期粮食安全带来何种挑战?为回答以上问题，本文运用全国各个省区2000年至2018年主粮产量统计数据，结合空间统计方法，先分析近20年来生产格局演变特征及其推动因素;再分别从水土资源、生态环境、可持续发展三个方面研究主粮生产重心北移的深远影响;最后，基于研究结论，提出相关建议。这对于从生态可持续视角优化粮食生产空间布局、保障国家粮食安全有重要意义。
1 我国粮食生产空间格局演变：特征及其推动因素
1.1演变特征：生产重心北移
所采用的研究数据如表1所示。
1)从小麦来看，主产区总体由长江以南(贵、闽、浙、鄂、湘)演变到华北地区。具体而言，2000年以湖北和浙江为主要代表的南方小麦生产核心省市产量达5382.7万亩，占全国小麦产量的54.02%。但2018年，南方小麦产量占比下降到28.52%，北方由45.98%上升至71.47%。小麦生产格局由南向北移动。目前主要集中在河北、山东、安徽、江苏、河南这五个地区。
2)从玉米来看，主产区由长江以南向华北、东北演变。长江以南和长江以北地区2000年种植规模分别为2663.3吨、7931.7吨，占全国25.14%、74.86%;2018年，长江以南地区玉米产量为4305.9吨，占比较2000年减少了8.4个百分点，而同时期长江以北地区玉米产量21411.9吨，占比83.26%。
3)从水稻来看，长江以南产量大幅减少，东北地区产量大幅增加。根据统计数据，2000—2018年，长江以南水稻产量增长缓慢，在全国的占比由85.98%降到77.31%，年均减少0.48%，与长江以南产量占比减少相比，北方水稻产量快速增加，在全国占比大幅上升，达到了22.7%。
1.2推动因素
1)粮食生产规模化发展，促使产区向东北、华北平原地区集中。近年来，东北、华北地区逐渐成为我国农业生产条件最好、高产潜力最大的粮食供给区。北方多采用农民专业合作社、家庭农场、龙头企业等模式种植农作物，将土地通过流转集中起来，最大限度地利用生产要素，缩小生产成本，提高农业经济效益，促进农业现代化。
2)全球变暖，耕作带北移。随着工业化程度的加深，全球变暖，近年来，中国年平均地表温度升幅为0.8℃～1℃，其中东北北部的升温幅度和速度最大，达到1℃/10年，高于全球平均水平。我国一月0℃等温线逐渐北移，高纬度地区气温升高，积温带向北扩张[3]，为“南粮北种”提供了适宜环境。
3)“北粮南运”流通的高效性和低成本性，加速了南方耕地非粮化进程。一方面，长江以南地区城镇化率达到61.34%，其粮食产量大幅缩减，客观加速耕地非粮化进程。另一方面，“十一五”规划时期，我国粮食物流(装卸、仓储、运输等)有了全面的建设，基本解决了粮食在中国地理空间上的“可调运性”[4]，同时使得“北粮南运”的成本更低，有利于充分调动北方地区的生产积极性。
4)粮食收购政策主要在北方平原地区实施，刺激北方粮食生产。出于国家粮食战略与安全考虑，国家制订了政策性收购等一系列惠农政策。以粳稻为例，2014年粳稻最低收购价为1.55元/kg，与2009年的0.95元/kg相比，每吨上涨1200元，涨幅约63%。这项政策主要在华北地区实施，有效降低农业生产风险，提高了北方粮食生产积极性。
2 粮食生产空间格局改变的深远影响
2.1加剧北方水土资源与生态环境压力
第一，农业灌溉用水快速增长，地下水严重超采。产粮中心的转移使北方农业灌溉用水大幅度增加，水资源供需缺口呈现扩大趋势[5]。以华北平原为例，2005年农业灌溉用水量1708.16亿m3，2018年农业灌溉用水量1811.10亿m3，年均增长7.92亿m3。粮食种植中心的北移，增加北方的地下水需求，TRMM降雨数据和NDVI数据显示，华北地区地下水储量整体下降速度为0.0951cm/a。更为严重的是，由于地下水超采，水位恢复十分缓慢，影响了生态发展的可持续性。如果不重视这些问题所带来的威胁，中国粮食生产的水资源供需不匹配的矛盾在未来可能会更加突出。
第二，耕地资源过度利用，土地肥力严重下降。东北平原的沼泽、湿地以及不宜耕种的土地开垦后用来种植玉米和水稻，湿地总面积减少了2695.05km2，湿地面积与之前相比减少了80%，大量稀有动物失去栖息地。例如，“镰刀弯”地区原是连接农业种植区和草原生态区的过渡地带，涉及黑龙江、吉林、辽宁等省(区)，湿地面积占比大，土地资源丰富，但近年来耕地被过度开垦，土壤退化沙化，使之成为我国灾害种类多且严重的地区之一。
第三，农药、化肥的过度使用虽然提升了作物产量，但造成了水土资源污染，如土壤酸化与盐碱化[6]。根据中国统计年鉴数据，1999年至2018年间，吉林省粮食作物播种与灌溉面积分别增长56.98%和29.44%。农用化肥施用量从112.5万吨增加到145万吨，同比增长28.89%，每公顷耕地灌溉面积施肥量从0.9吨增加到1.21吨。可见，化学肥料的增长量略大于灌溉面积增长量，却远大于谷物产量的增长。而肥料包含大量酸性物质，如氮肥、氯化钾等，致使土壤中镁、钙等元素流失，土地pH值降低并出现酸化现象[7]，2005年至2016年华北地区土壤pH值平均下降约0.5个单位，如果土壤酸化程度进一步加深，土壤微量元素有效性将降低，农作物细胞受损，最终导致作物减产。
2.2对粮食生产可持续发展带来极大挑战
北方生态环境的进一步恶化将很有可能再次引起粮食供需矛盾问题。我国人口基数及粮食需求量大，但持续恶化的生态环境使粮食生产的约束越来越多，在数量上，我国人均耕地与人均淡水资源均远落后于世界平均水平，而耕地数量的减少将直接影响粮食的供给量;在质量上，以黑龙江为代表的北方地区大多属于重工业基地，对生态环境的污染程度高，而粮食产量及质量对环境的依赖程度高。一旦粮食生产所需的自然条件达不到要求，粮食的供给稳定性将受到威胁。
3 结论与建议
基于2000—2018年全国各省区小麦、玉米和水稻三种主要粮食作物产量数据，本研究对三种农作物生产布局进行特征分析，同时探讨了空间格局演变的推动因素，并进一步分析演变背后对水土资源、生态环境带来的深远影响。研究发现：随着社会经济发展，我国粮食生产空间格局发生了显著变化，由“南粮北运”逐步演变到“北粮南运”。在其中，东北、华北地区粮食生产规模化发展、全球变暖耕作带北移、南方耕地非粮化进程加速等是重要推动因素。但这变化从长远来看会对水土资源、生态环境带来压力，进而对粮食生产的可持续发展带来极大威胁。因此，笔者提出如下4点建议：
1)落实粮食安全可持续发展战略，优化粮食生产布局。面向未来，从生态可持续发展角度出发，我国应不断优化粮食生产布局。一方面，解决种什么的问题。各省市应根据自身资源禀赋和经济发展状况布局粮食生产，采取因地制宜策略发挥各地区生产优势。另一方面，解决种多少的问题。各级政府应积极引导本地区农作物按照可持续原则种植，避免因一味追求产量而造成资源、环境质量下降。南方省份更应该落实中央藏粮于地的政策方针，保留合理的耕地规模，不能一味地推进城镇化，侵占耕地。
2)发展南方山地农业机械化技术和育种技术，挖掘南方粮食生产潜力。西南地区地貌崎岖，耕地分散，不适用规模化生产，在城镇化发展背景下，这些地区便逐渐退出粮食生产领域。因此，积极研发适用于小规模生产的农业机械和高质量种子，使用科技提高耕地单位面积产量，藏粮于技，这对挖掘南方粮食生产潜力具有重要意义。
3)增强南方政策支持力度，增强南方省区粮食生产积极性。应充分发挥粮食安全省长考核作用和补贴政策，增强南方各省区自产积极性。目前，南方城市将重心落在第二、第三产业建设上，其粮食生产责任制没有完全落实，耕地“非农化”现象明显。应切实加大粮食生产、流通和储备过程中的考核力度，及时发现问题、解决问题，保障南方农民的切身利益，增强其粮食生产积极性。
4)适度休耕北方生态脆弱区，促进粮食安全可持续发展。我国粮食生产空间格局的演变对东北、华北地区资源环境产生深远影响，进而对粮食生产可持续发展造成威胁。因此，应对北方生态脆弱区进行适度休耕，缓解因过度耕种与灌溉造成的水土资源压力，降低因大量使用化肥农药引起的环境污染风险。——论文作者：谭丽丽
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