吳海中，胡剛，孟柱

(1.池州學院 資源環(huán)境學院，安徽 池州 247100；2.海南熱帶海洋學院 旅游學院，海南 三亞 572022)

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民的生活水平日益提高，吃“放心油”已成為生活基本要求。我國油料作物自產(chǎn)不足，65%以上油料作物依賴進口。在中美貿(mào)易爭端的背景下，對本國油料產(chǎn)業(yè)的研究十分必要。2001年以來，中國油料種植面積基本穩(wěn)定，總產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長[1]。安徽省是中國的油料作物種植大省，但近年來，由于油料價格下降及國外進口油料作物價格低廉，油菜、花生和芝麻種植面積均出現(xiàn)一定程度的下滑[2～4]。

當前，對油料作物的研究側重于提高油料作物產(chǎn)量、利用油料作物提取油脂的方法改良油料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及油料作物的歷史變遷等方面。如苗水清對中國主要油料作物產(chǎn)量增長因素的實證研究[5]，黨占海對油料作物研究的知識圖譜展開分析[6]，韓茂莉則對歷史時期油料作物的傳播與嬗替進行了深入的研究[7]，孫海波提出了一種適用于油菜、大豆、花生和芝麻4種油料作物種子的RNA提取方法[8]，崔春利探討了溫度對不同油料作物油脂體理化穩(wěn)定性的影響[9]，陳允正、王漢中則從產(chǎn)業(yè)角度對油料作物進行了分析[10，11]，劉啟振對中國油料作物引種及傳播原因進行了探討[12]。由于適宜種植油料作物的地域很廣，但各地區(qū)資源、種植環(huán)境、區(qū)位條件、經(jīng)濟水平及政策等條件各不相同，所以油料作物種植區(qū)域差異性較大。而區(qū)域內(nèi)自然條件與經(jīng)濟發(fā)展水平的不同，使種植業(yè)重心時常變動，重心變化是衡量事物內(nèi)部空間格局變動的一個重要指標。從地理學角度對油料作物格局演變過程進行定量分析則鮮有研究。鑒于此，本文以安徽省為研究對象，探明省級尺度下區(qū)域內(nèi)部油料作物時空演變規(guī)律，為安徽省油料作物生產(chǎn)空間布局決策提供支撐依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料數(shù)據(jù)來源

2016年安徽省花生、油菜籽和芝麻總產(chǎn)量達2 147 491噸，占全省油料作物總量的99.96%，本文選取油料作物花生、油菜籽和芝麻定量研究安徽省油料作物的空間演變。研究區(qū)域為安徽省所轄城市，本文的重心統(tǒng)計由16個單元構成(安徽省行政區(qū)劃調(diào)整，2004-2010年由17個單元構成)，數(shù)據(jù)來源于2004-2016年安徽省統(tǒng)計年鑒。

1.2 研究方法

重心是力學上的一個概念，指空間上的某點，在各個方向上的力作用下保持相對平衡[13]。重心模型已經(jīng)被廣泛應用于社會、人口、產(chǎn)業(yè)等時空演變問題[14～16]。利用重心模型，對2004-2016年安徽省油料作物總產(chǎn)量及分種類產(chǎn)量數(shù)據(jù)處理，運用ArcGIS軟件，制作重心分布圖。通過重心遷移路徑、移動大小和方向，定量探究安徽省油料作物時空動態(tài)演變規(guī)律。

(1)空間重心統(tǒng)計模型。計算空間區(qū)域某指標的重心，常常通過區(qū)域內(nèi)各子區(qū)域的某種屬性和地理坐標來表達。X和Y為研究區(qū)某個指標的重心坐標;(Xi，Yi)表示第i個市幾何重心的坐標值，Pi為該子區(qū)域花生(或油菜籽、芝麻)的數(shù)量值(如產(chǎn)量)，則地理坐標空間均值(X，Y)就是該大區(qū)域花生產(chǎn)量的幾何中心，公式為[15，16]：

(2)重心移動距離公式。某指標重心在區(qū)域的年際移動距離計算公式為[17]：

式中：Di-j表示從第j年到第i年重心移動的距離/km；(Xi，Yi)與(Xj，Yj)分別表示第i年和第j年的花生產(chǎn)量(或油菜籽、芝麻)重心位置經(jīng)緯度；系數(shù)R取常數(shù)111.11，表示球體坐標轉化為平面坐標系數(shù)[17]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析用Excel軟件完成，將安徽省油料作物總量及分種類產(chǎn)量重心數(shù)據(jù)導入Excel表格，統(tǒng)計計算安徽省2004-2016年油料作物、花生、油菜籽、芝麻產(chǎn)量重心遷移路徑大小，分析重心移動距離平均值、標準差、變異系數(shù)。

2 結果與分析

2.1 安徽省油料作物重心分布狀況

以安徽省為研究對象，所轄各市為下一級區(qū)域，利用各市的幾何中心經(jīng)緯度坐標表示，結合前述的重心公式，計算2004-2016年間油料作物花生、油菜籽和芝麻產(chǎn)量重心坐標, 結果見表1、表2。

從表1可以看到：安徽省油料作物生產(chǎn)重心位于117° 17′14″E～117° 20′28″E，31° 58′35 N～32° 12′17″N之間，花生產(chǎn)量重心位于117° 8′9″E～117° 17′6″E，32°57′46″N～33° 6′34″N之間，油菜籽產(chǎn)量重心位于117° 21′43″E～117° 26′18″E，31°19′28″N～31° 42′21″N之間，芝麻產(chǎn)量重心位于116° 31′14″E～116° 51′5″E，32° 15′9″N～32° 43′11″N之間。

表1 2004-2016年安徽省油料作物產(chǎn)量重心坐標Table 1 Gravity center coordinates of oil crops in Anhui Province from 2004 to 2016

安徽省油料作物重心分布不均，2004-2016年間，油料作物產(chǎn)量重心位于皖中的合肥市北部；花生產(chǎn)量重心位于皖北地區(qū)蚌埠市，油菜籽產(chǎn)量重心集中分布在淮南市，芝麻產(chǎn)量重心分布合肥市南部，較其它幾類油料作物偏南方。

2.2 油料作物重心轉移路徑研究

根據(jù)2004年以來的安徽省統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，結合ArcGIS和excel軟件制圖得到2004-2016年安徽省油料作物、花生、油菜籽及芝麻作物產(chǎn)量的重心轉移路徑圖(圖1)。

由圖1A可知：2004-2016年，安徽省油料作物產(chǎn)量重心整體向南移動，這與安徽省油料作物種植向南移動相吻合?；ㄉ?、芝麻的生產(chǎn)重心均向東南方向轉移，而油菜籽的生產(chǎn)重心則呈現(xiàn)出向西南方向移動的趨勢(圖1B、C、D)。綜合來看，油料作物和花生、油菜籽、芝麻均表現(xiàn)出明顯的向南轉移。

2.3 安徽省油料作物重心變化分析

2.3.1 經(jīng)向緯向上的對比分析

由圖2可見，東西方向油料作物和油菜籽的重心變化規(guī)律趨于相同，這反映了油菜籽在安徽省油料作物產(chǎn)量中占有優(yōu)勢地位。油菜籽和花生在經(jīng)向上的間距從2004年到2016年呈現(xiàn)越來越小的趨勢，呈現(xiàn)出相對典型的“八字型”，喇叭口呈縮小的趨勢。這表明近12年油菜籽和花生產(chǎn)量值在經(jīng)向上趨于接近。分種類看，油菜籽基本穩(wěn)定向西移，花生、芝麻則向持續(xù)向東移，花生經(jīng)向線波動起伏不大，而芝麻的波動程度最大。

由圖2可見，南北方向花生、油菜籽、芝麻和油料作物和的重心變化規(guī)律趨向于相同，表現(xiàn)為持續(xù)向南移動。局部來看，油料和油菜籽的協(xié)同性較好。相較于其它2種作物，芝麻在緯度上的波動劇烈程度最大。花生的緯度分布最高，芝麻次之，而油菜籽的溫度分布最低。原因在于：花生和芝麻均是喜溫植物，所以適宜種植于緯度相對較高的皖北地區(qū)，故其生產(chǎn)重心偏北；油菜籽是喜涼作物，適宜于溫度較低的區(qū)域，安徽省油菜種植以冬油菜為主，冬天外部空氣溫度低，油菜種植區(qū)域緯度分布過高會使冬油菜發(fā)生凍害，影響油菜籽產(chǎn)量，所以安徽省的冬油菜的種植區(qū)域緯度相對較低，導致冬油菜的生產(chǎn)重心相較于其他二類油料作物偏南。

國家糧油政策對小麥收購有最低價保護收購政策而對油菜沒有[2]，且進口油料物美價廉，對安徽省乃至中國油料產(chǎn)業(yè)有極大的沖擊。安徽省

圖2 油料作物重心在經(jīng)緯度上的變化情況Fig.2 The change of the center of gravity of oil crops on the latitude and longitude

北方適宜種植花生和芝麻，但產(chǎn)量及效益不及小麥，導致皖北地區(qū)的花生和芝麻種植面積相對下降，引起花生及芝麻生產(chǎn)格局的變化，表現(xiàn)為重心持繼向南移動。長江流域及南方稻區(qū)的冬閑田面積達3.8億畝，這些地區(qū)大部分為油菜適宜種植區(qū)[19]，部分冬閑田用來種植冬油菜，造成安徽省南

表2 2004-2016年安徽省油料作物重心移動距離和方向Table 2 Distance and direction of gravity shift of oil crops in Anhui Province from 2004 to 2016

方冬油菜種植面積相對擴大，油菜籽生產(chǎn)格局出現(xiàn)變化，表現(xiàn)為油菜籽生產(chǎn)重心的持續(xù)向南移動。

2.3.2 重心移動距離和方向

利用前述的公式，計算出安徽省油料作物的產(chǎn)量重心移動距離并列于表3。

由表2、表3可見，2004-2016年，油料作物總產(chǎn)量重心移動距離平均值為5.42 km，移動距離最小值為2014-2015年的0.15 km，最大值為2004-2005年的11.89 km；花生產(chǎn)量重心移動距離平均值分別為2.59 km，移動距離最小值分別為2009-2010年的0.38 km，移動最大值為2004-2005年間的6.25 km；油菜籽產(chǎn)量重心移動距離平均值分別為4.43 km，移動距離最小值分別為2007-2008年的0.44 km，移動最大值為2010-2011年間的14.79 km；芝麻產(chǎn)量重心移動距離平均值分別為8.63 km，移動距離最小值分別為2010-2011年的2.4 km，移動最大值為2006-2007年間的33.83 km。表3中的重心變異系數(shù)由小到大分別為：油料作物、花生、油菜籽、芝麻，除去油料作物總量外，3類油料作物產(chǎn)量重心波動劇烈程度由弱到強的順序為花生、油菜籽、芝麻。

表3 油料作物產(chǎn)量重心移動距離統(tǒng)計學特征表Table 3 statistical characteristics of the distance of output gravity center for oil crops

3 討論與結論

3.1 討論

油菜作物產(chǎn)量重心轉移可能受到耕地資源、科技水平、政策因素等方面的影響。從耕地資源看，安徽省南方地區(qū)耕地資源得到逐漸開發(fā)，花生、芝麻和油菜籽產(chǎn)量逐年增長；而北方地區(qū)農(nóng)業(yè)用地非農(nóng)化速度加快，使油料作物面積減少，北方勞動力大量外出務工轉移，引起油料作物生產(chǎn)重心逐漸向南轉移。從油料作物技術提升角度看，種植業(yè)機械化經(jīng)營、病蟲害防治、育種秧苗技術的改善等得到廣泛實施，特別是在皖南地區(qū)，使安徽省南方油料作物單位面積產(chǎn)量得到提升。從政策方面來看，國家糧油政策對小麥收購有最低價保護收購政策而對油菜沒有[2]，使油料作物的生產(chǎn)遠遠不能滿足民眾生產(chǎn)生活所需。

在國家和地區(qū)間貿(mào)易競爭日益激烈的背景下，在國家強調(diào)要保障糧食及油料安全的前提下，不應過多依賴進口，油料產(chǎn)業(yè)強調(diào)本土化的同時，要積極轉變發(fā)展思路，安徽省要加強油料作物研究的科研力量，在民眾對油料作物需求量增加的同時，安徽省要在油料作物種植政策上給予扶持，提升科研投入，加強油料種植區(qū)農(nóng)業(yè)基本設施建設，提高機械化種植水平，從而全面推進油料作物種植的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。

3.2 結論

本文以2004-2016年安徽省油料作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)為基礎，運用GIS和重心理論定量研究了油料作物、花生、油菜籽和芝麻的產(chǎn)量重心移動規(guī)律，安徽省油料作物產(chǎn)量主要受油菜籽的影響， 表現(xiàn)為油菜籽和油料作物生產(chǎn)重心變化趨勢趨于相同。 油料作物重心基本趨于穩(wěn)定，花生和油菜籽產(chǎn)量重心較穩(wěn)定，而芝麻波動幅度最大。

(1)安徽省油料作物重心分布地域差異明顯，產(chǎn)量重心分布規(guī)律為：花生產(chǎn)量重心緯度最高，位于蚌埠；芝麻次之，油菜籽產(chǎn)量重心緯度最低，位于合肥市南部。

(2)總體而言，油料作物生產(chǎn)重心相對穩(wěn)定向南轉移，年均移動速度為5.42 km·a-1。花生、芝麻生產(chǎn)重心向東南方向移動；油菜籽重心向西南方向運動。

(3)在重心移動軌跡圖上，某指標(如花生產(chǎn)量)重心移動距離的大小能客觀地表明該指標在移向地區(qū)增長的幅度值。

(4)3種油料作物生產(chǎn)重心年均移動距離波動差異程度明顯不同，由弱到強依次為花生、油菜籽、芝麻。