本文摘要：摘要：以传统农区湖南省为研究区域，综合运用空间集聚分析、时序变化趋势分析等方法，结合GIS技术分析19862016年湖南省县域典型农作物种植结构的时空演变过程、格局及阶段性特征，从环境基
摘要：以传统农区湖南省为研究区域，综合运用空间集聚分析、时序变化趋势分析等方法，结合GIS技术分析1986—2016年湖南省县域典型农作物种植结构的时空演变过程、格局及阶段性特征，从环境基础、社会发展、科技进步等方面探讨种植结构演变的影响因素。
结果表明：
①1986—2016年湖南省共出现29种农作物种植结构类型，有83个县市区进行农作物种植结构类型调整，主要调整方向为降低主粮作物的种植比例，增加经济作物和蔬菜类作物种植比例，类型丰富度呈先增后减的趋势。
②从县域尺度上看，1986—2016年湖南省作物种植比例呈显著减少趋势的主要是早稻、晚稻;种植比例呈显著增加趋势的主要是中稻、蔬菜和油料，种植类型格局调整为中稻、玉米、蔬菜和油料等作物共存的种植类型格局。
③农作物种植结构演化是区域自然环境基础与外部影响因素相互作用、交互影响的结果。社会发展与市场需求通过作物价格差异、劳动力价格上涨等因素影响地区种植面积，助推经济作物种植比例增加;科技进步通过农业技术推动地区种植面积增加;农业政策通过宏观调控与加大农业投入保证地区粮食种植面积;环境基础在一定程度上决定地区种植面积与规模;气候变化通过干预农户对作物种植类型与种植面积的选择，从而影响地区农作物种植结构。
关键词：农作物种植结构;农业科技;市场需求;粮食安全;气候变化;劳动力价格;湖南省
农作物种植结构是农业生产活动对土地利用的表现形式之一，也是对自然资源高效利用及田间科学管理的最终结果。农作物种植结构的时空分布和变化信息是农业种植结构调整的政策科学依据和农业可持续发展的重要研究内容[1]，也是农作物时空变化机制和模拟等研究的基础信息[2-3]，其历史变化规律对国家粮食安全保障等理论研究[4-6]、国家农业种植结构调整政策制定有重要意义[7-8]。
农作物论文范例：浅谈农作物病虫害绿色防控技术
改革开放前，中国农作物种植结构是长期执行计划经济体制及错综复杂的国际国内政治经济形势综合作用的结果[9];改革开放以来我国城镇化与工业化快速推进，人民收入水平不断提高和对农产品质量要求不断提升，居民对农产品的需求不再局限于传统的粮食作物，而是趋于多元化和复杂化的发展态势，农作物的种植类型开始由单一向多元化转变。与此同时，耕地非农化与粮食安全、粮食作物与经济作物之间的矛盾日趋严重，农作物种植结构紊乱日益凸显，再加上我国农业生产总量与结构不合理、部分农业种植区环境污染严重、作物缺少连茬导致病虫害加重，给国家的粮食安全及国家新一轮农作物种植结构调整带来了巨大的冲击，严重制约着城乡统筹一体化进程的有序推进及乡村振兴战略的实施[10-16]。
因此，开展农作物种植结构演变研究是新时期乡村农业地理研究的重要课题。农作物种植结构的空间格局研究最早可追溯到1826年杜能的农业区位理论，而后国内外学者从空间分布变化上，分析主要粮食作物种植区域的变动、种植结构的交互变化关系以及相关因素对种植结构变化的影响[17-21]。在国外，Imbach等结合1950—2012年主要作物的历史统计数据、农业经济调查数据以及行政边界以地理空间的形式提供了一套亚马逊地区时空范围内以农作物和草场为分组类型的农业动态数据集[22];Lobell等分析了气候变化影响下全球作物产量的时空分布特征[23];Os⁃trowski等分析了在未来气候情景下全球变暖对欧洲草属物种的地理分布影响，并且评估了这些物种与小麦种植分布的保护性问题[24]。
在国内，谭杰扬等基于作物空间分配模型(SPAM)分析东北三省春玉米种植面积与产量的时空分布特征[25];刘珍环等从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空格局及分布特征[26];郭健等通过构建双向固定效应模型，分析了农业劳动力成本上升对中国主要农作物种植结构的影响[27]。有关农作物种植结构的研究逐步由农作物产量的时空分布特征向农作物多样性组合模式、组合比例、空间布局演变规律等转变，呈现出由农作物的种植结构到空间格局、由静态的作物空间分异到动态的演化规律等方面的转变，并且对于快速城镇化背景下出现的新型影响因素及在这些因素作用下的农作物种植结构变化更为关注[28-30]。
但已有研究多是基于统计数据进行单一作物研究，近年来基于像元尺度进行多类作物的空间格局监测研究逐渐增多，但是由于遥感、雷达类数据无法进行长时间序列研究，更无法对行政区划之间的作物信息变化进行有效对比，因此，对多种农作物种植结构的动态变化研究较少。此外，对农作物种植结构变化的影响因素研究多侧重于气候、水文等自然因素，而相对忽略了作物价格、人均收入、居民消费习惯等社会经济因素对种植结构的影响;在研究尺度上，从全国、省域等宏观层面展开研究或从乡镇等微观层面的研究居多，而以县市区为地域单元、利用统计数据从中观尺度层面进行长时间序列研究相对较少;特别是针对粮食主产区，尤其是传统农区的相关研究成果较为缺乏。
“十九大”报告要求必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作重中之重，坚持农业农村优先发展，确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。湖南省是我国中部地区的重要经济增长极和我国传统粮食主产区，农作物种植结构特征长期受经济形势以及国家政治经济格局影响。近30年来，地区工业化、城镇化快速发展，人民收入水平的不断增加使得农作物种植结构趋向多元化，同时，生态环境破坏、农业水资源利用不合理和病虫害等问题加剧，给湖南省传统粮食主产区的地位产生巨大的威胁。本研究以湖南省101个县市区为基本研究地域单元，针对湖南省的水稻、玉米和豆类等主要粮食作物与蔬菜、油料和烤烟等经济作物，基于全省农作物统计数据库，分析农作物种植结构的演变规律、地域分异特征及其影响因素，为全省乃至全国种植结构调整和粮食安全保障提供科学基础。
1研究区概况与数据来源
1.1研究区概况
湖南省位于长江中游、洞庭湖以南，是我国的东南腹地，经纬度范围为108°47′E~114°15′E、23°38′N~30°08′N，地形包括平原、丘陵和山地，地势东西南三面环山，土地面积21.18万km2，全省辖13个市、1个自治州、122个县市区。2016年耕地面积415.02万hm2，农作物种植面积为879.33万hm2，粮食种植面积为486.24万hm2，总人口6860.20万人，农村人口3113.10万人，农民人均可支配收入12936元。
湖南自古以来就享有“九州粮仓”“鱼米之乡”的美誉，全省耕地、林地资源丰富，是我国几大传统农区之一。农作物类型多样，涵盖了水稻、玉米、烤烟、茶叶、油料、蔬菜等，农副产品产量均位居全国 前列，稻谷总产量连续多年稳居全国首位，是中部地区乃至全国粮食作物和经济作物产品的有力提供者，肩负着国家粮食安全的重任。因此以该地域进行农作物种植结构动态变化研究，具有较强的典型性和代表性，能够为全国其它农区农作物种植结构调整与优化提供借鉴和指导作用。
1.2数据来源
通过查阅《湖南农村统计年鉴》[31]，1986—2016年期间湖南省各县市区的农作物种植类型共有水稻、蔬菜、豆类等15大类，根据已有研究对农作物种类的选取，结合湖南省的实际情况与农作物种植面积的可研究性，选取水稻、玉米、豆类、薯类、油料、蔬菜、棉花和烤烟等8类主要典型农作物进行分析。
湖南省是以水稻种植为主的粮食主产区，一季稻、双季稻以及水稻与其它作物连茬的种植模式较为普遍，考虑结果的准确性与科学性，将水稻划分为早稻、中稻和晚稻进行研究。GDP、城镇化率、人均可支配收入数据来源于《湖南统计年鉴》[32]。因近30年湖南省县市区行政边界的多次变化以及县市区的转换，本研究对所有市区进行合并，共101个研究单元，界线和名称均以2013年为准，部分行政单元变化的数据采用等比类推法处理。
2结果分析
2.1湖南省农作物种植结构类型的年际变化
根据已有研究对农作物种植结构类型的划定与湖南省农作物种植的实际情况，1986—2016年时期内湖南省农作物种植结构类型丰富，共出现了29种农作物种植结构类型，主要有双季稻型、双季稻—油料型、双季稻—蔬菜型、双季稻—薯类型、一季稻型、蔬菜型、一季稻—蔬菜—油料型等。从类型丰富度来看，1986—2016年湖南省农作物种植结构类型丰富度指数呈先增后减、整体上升的趋势。
1986年湖南省类型丰富度指数最小，为0.41，最大值出现在2001、2006年，为0.59。2000年以前，种植结构类型首位均为单一双季稻型，单一作物所形成的种植类型所占比例较大，而其它类型县数占比较小。全省烤烟、玉米、薯类等作物种植比例相对较多，所形成的组合型种植类型县数占比分别为14%、19%和13%。2000年以后种植结构类型首位分别为双季稻—蔬菜型和双季稻—油料型，多种作物组合形成的类型县数占比明显增加，且其它类型县数占比增加幅度较大，但玉米、薯类、烤烟等作物种植比例减少，所形成的作物类型县数占比逐渐减小，仅3%、8%和9%。由此可知，2000年以后湖南省蔬菜、油料、中稻作物的种植比例有所增加，早稻、晚稻种植比例减少，种植结构趋于多元化且逐渐稳定。
3结论与讨论
3.1结论
①根据对种植结构类型的定义，1986—2016年湖南省出现了29种农作物种植结构类型，共有83个县市区进行了农作物种植结构类型调整，主要调整方向为降低主要粮食作物的种植比例，增加经济作物和蔬菜类作物种植比例。单一双季稻型逐渐被多元组合型所替代，而组合型种植结构类型因双季稻种植比例减少和蔬菜、油料等作物种植比例增加变得更加多元化。从类型丰富度来看，湖南省类型丰富度指数呈先增后减、整体上升的趋势，1986年湖南省类型丰富度指数最小，为0.41，最大值出现在2001、2006年，为0.59。
②从县级尺度上看，1986—2016年湖南省早稻种植比例呈显著减少趋势的县数占比为47%，晚稻为55%(p<0.05)，主要分布于湘西、湘南等地;中稻总体呈增加趋势，但少数地区呈减少趋势，呈显著增加趋势的县数占比为18%，主要分布湘北地区。蔬菜种植比例呈显著增加趋势的县数占比为85%，油料为65%，主要分布在长株潭等大城市周边，与城市化和市场需求密切相关。结合种植结构类型来看，早稻和晚稻为主的种植类型格局调整为中稻、玉米、蔬菜和油料的种植区域共存的格局，并改变了其原始的种植结构类型。
③1986—2016年湖南省作物种植比例变化空间集聚特征明显。早稻种植比例增加的高值聚集区县数占比为7%，中稻为11%，晚稻为10%，薯类为10%，玉米为14%，豆类为9%，油料为9%，蔬菜为8%，棉花为9%，烤烟为6%。早稻低值集聚区县数占比为10%，中稻为8%，晚稻为8%，薯类为14%，玉米为14%，豆类为8%，油料为9%，蔬菜为9%，棉花为4%，烤烟为4%。
④农作物种植结构演化是区域自然环境基础与外部驱动因素相互作用、交互影响的结果。社会发展与市场需求通过作物价格差异、劳动力价格上涨等因素影响地区种植面积，助推经济作物种植比例增加;科技进步通过农业技术推动地区种植面积增加;农业政策通过宏观调控与加大农业投入保证地区粮食种植面积;环境基础在一定程度上决定了地区种植面积与规模、是否存在好的市场环境;气候变化通过干预农户对作物种植类型与种植面积的选择，从而影响地区农作物种植结构，推动地区农作物种植结构演变。
3.2讨论
①主粮作物与粮食安全保障。本研究以湖南省101个县市区为研究单元，基于统计数据库与多种定量方法对湖南省农作物种植结构时空演变及影响因素展开研究，把握改革开放以来湖南省县域农作物种植结构的时空变化特征及规律，为全省乃至全国种植结构调整和粮食安全保障提供科学基础。农作物种植结构变化与粮食供给能力密切相关，粮食安全保障主要来源于主粮作物种植比例调整。我国主粮作物包括水稻、玉米和小麦等，湖南省粮食作物种植以水稻为主，小麦与玉米种植比例相对较小，对于粮食作物的研究存在局限性和缺乏系统性。保障粮食安全，解决粮食供给问题，对主粮作物种植比例调整研究有待进一步深入系统的研究。
此外，水稻的种植一般以一季稻或双季稻为主，但新型作物连茬模式的出现，改变了传统水稻的种植模式，如何深入认识新型作物连茬对种植结构调整的影响，仍需进一步研究。②种植结构演变的影响因素与调控路径。已有研究认为，种植结构演变是政策、科技技术、社会发展、经济效益和自然条件等多因素综合作用的过程。
本研究中由于地区农作物种植结构变化的非线性特征以及部分县市区种植结构区域差异不大，种植结构类型与部分驱动因素尚难以定量化，未能对农作物种植结构演变影响因素进行定量分析，未来的研究可立足于研究某种作物的时空演变特征及其驱动力进行定量分析，进而根据其演变规律与地域分异特征进行相应的调控路径分析，为农作物种植结构调整提供理论依据。因此，定量分析农作物种植结构演变的影响因素及相应的调控路径将是下一步研究的重点。
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作者：安悦1，谭雪兰※1，谭杰扬2，余航菱1，王振凯1，李文哲1
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