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摘要：基于H-P滤波和地理信息系统（GIS）空间分析方法对河南省粮食生产时空演变特征进行分析，并在此基础上运用对数平均迪氏分解（LMDI）模型对影响粮食产量的耕地利用因素进行分解。结果表明，1978—2015年河南省粮食生产整体呈波动上升趋势，可以划分为9个波动周期，平均周期为4.11年，平均波动幅度为6.23%，河南省粮食生产正处于稳定增长时期，但仍然存在大幅波动的可能。全省粮食生产呈现东南高西北低的特征，豫东南地区耕地面积大，是最主要的余粮区，豫西北地区粮食生产能力相对较弱。单产提升、复种指数提高和耕地面积扩大对粮食增产具有促进作用，而种植结构调整导致粮食减产。分地区来看，单产提升和耕地面积扩大积极推动了河南省各地区的粮食增产，种植结构调整促进了豫北、豫东和豫南地区的粮食增产，导致豫中和豫西地区粮食减产，豫东和豫西地区分别因复种指数上升而增产，豫中、豫南地区复种指数略有下降，导致粮食减产。
关键词：粮食生产;时空演变;耕地利用;因素分解;河南省
我国是发展中的人口和农业大国，粮食安全不仅关乎居民日常生活，更关系到国民经济发展、社会稳定和国家安全，甚至对世界经济发展和安全也至关重要[1-2]。河南省是“中国粮仓”和我国重要的商品粮基地，在我国农业生产中占有举足轻重的地位，河南省用全国6%的耕地生产了10%的粮食和25%的小麦，解决了1亿人的吃饭问题，有力保障了全国粮食安全。经历2000—2003年的低谷期之后，受益于中央实行的一系列惠农政策，2004年开始，河南省粮食生产连续12年实现增产，连续10年超过5 000万t，2015年全省粮食产量高达6 067.1万t，达历史最高水平[3]。河南省粮食的持续增产在保障国家粮食安全的同时也引起了学术界的广泛关注。相关学者分别从农业、地理、气候和经济角度对河南省粮食生产的影响因素、结构、格局及未来增产潜力等方面进行了研究[4-11]。然而从耕地层面对河南省粮食生产格局的研究还未见报道。耕地是粮食生产的基本载体，粮食产量受制于耕地利用变化，同时耕地利用变化又与经济社会发展和科技进步等息息相关。城镇化的快速发展大量占用耕地，农业结构的战略性调整及耕地利用集约度的变化等过程均会引起耕地利用的变化，进而影响粮食生产[12]。因此，本研究采用 H-P 滤波法分析河南省粮食生产的长期趋势与短期波动特征，探讨河南省粮食生产时空变化，在此基础上运用对数平均迪氏分解（LMDI）模型对影响河南省粮食生产的耕地利用因素进行分解，把握耕地利用宏观变化对粮食生产的影响，以期为河南省制定有关政策以及进一步持续提升粮食生产潜力提供参考。
1 研究方法和数据来源
1.1 H-P滤波法
1.3 数据来源
河南省及18个地市的粮食产量、耕地面积以及农作物、粮食作物播种面积等数据来源于1979—2016年《河南统计年鉴》、1949—2009年《河南六十年》以及各地市统计年鉴，通过粮食产量和播种面积计算出单位面积产量。为保证统计口径统一，本研究以调整后的行政区划为准对有关县（市）数据进行整理。为避免自然灾害等非耕地利用因素对粮食生产的影响，取3年粮食单产的平均值用于LMDI方法分析，以保证因素分解的可解释性[12]。
2 河南省粮食产量波动分析
根据滤波分析原理，通过Eviews 8.0软件在进行对数化处理的基础上，获得河南省1978—2015年的粮食产量滤波结果，如图1所示。
2.1 河南省粮食产量波动的长期趋势
从长期趋势来看，1978—2015年河南省粮食产量总体上呈波动上升趋势，可分为波动增长-波动下降-稳定增长3个演化阶段：第1阶段为1978—1999年，河南省粮食生产呈快速波动增长趋势，粮食总產量由1978年的2 097.4万t增长到1999年的4 253.3万t，增长102.79%，年平均增长率为 3.42%;第2阶段为1999—2003年，该时期“三农”问题突出，农民种粮缺乏积极性，加上自然灾害的影响，河南省粮食产量持续减少，由1999年的4 253.3万t减少到2003年的 3 569.5万t，4年来粮食产量减少16.08%，年均减产 4.29%;第3阶段为2003—2015年，2004年以来，得益于一系列惠农政策的实施，河南省粮食生产进入恢复增长时期，全省粮食生产实现“十二连增”，年均增速达4.52%，至2015年全省粮食总产量达6 067.1万t，为历史最高水平。
2.2 河南省粮食产量波动的短期趋势
按照“波峰-波峰”的周期划分法，且满足2年以上的标准，1978—2015年河南省粮食产量波动可以划分为9个周期，其中最后1个周期尚未完成。由表1可知，河南省粮食产量波动周期最短为2年，最长为8年，平均为4.11年，与前人研究结果[15，18]较为接近。因此，河南省粮食产量波动周期长度变化不是很大，为典型的短周期波动类型。1978—1999年，河南省粮食产量周期以3年的短周期为主，1999年以来均为8年周期，表明河南省粮食产量的波动性依然存在，且波动周期有加长趋势。
波动幅度指波动周期内谷峰落差程度，粮食生产波动幅度可以反映粮食波动起伏的强烈程度，根据峰谷落差可将波幅划分为弱幅型（S<5）、中幅型（5≤S
关键词：粮食生产;时空演变;耕地利用;因素分解;河南省
我国是发展中的人口和农业大国，粮食安全不仅关乎居民日常生活，更关系到国民经济发展、社会稳定和国家安全，甚至对世界经济发展和安全也至关重要[1-2]。河南省是“中国粮仓”和我国重要的商品粮基地，在我国农业生产中占有举足轻重的地位，河南省用全国6%的耕地生产了10%的粮食和25%的小麦，解决了1亿人的吃饭问题，有力保障了全国粮食安全。经历2000—2003年的低谷期之后，受益于中央实行的一系列惠农政策，2004年开始，河南省粮食生产连续12年实现增产，连续10年超过5 000万t，2015年全省粮食产量高达6 067.1万t，达历史最高水平[3]。河南省粮食的持续增产在保障国家粮食安全的同时也引起了学术界的广泛关注。相关学者分别从农业、地理、气候和经济角度对河南省粮食生产的影响因素、结构、格局及未来增产潜力等方面进行了研究[4-11]。然而从耕地层面对河南省粮食生产格局的研究还未见报道。耕地是粮食生产的基本载体，粮食产量受制于耕地利用变化，同时耕地利用变化又与经济社会发展和科技进步等息息相关。城镇化的快速发展大量占用耕地，农业结构的战略性调整及耕地利用集约度的变化等过程均会引起耕地利用的变化，进而影响粮食生产[12]。因此，本研究采用 H-P 滤波法分析河南省粮食生产的长期趋势与短期波动特征，探讨河南省粮食生产时空变化，在此基础上运用对数平均迪氏分解（LMDI）模型对影响河南省粮食生产的耕地利用因素进行分解，把握耕地利用宏观变化对粮食生产的影响，以期为河南省制定有关政策以及进一步持续提升粮食生产潜力提供参考。
1 研究方法和数据来源
1.1 H-P滤波法
1.3 数据来源
河南省及18个地市的粮食产量、耕地面积以及农作物、粮食作物播种面积等数据来源于1979—2016年《河南统计年鉴》、1949—2009年《河南六十年》以及各地市统计年鉴，通过粮食产量和播种面积计算出单位面积产量。为保证统计口径统一，本研究以调整后的行政区划为准对有关县（市）数据进行整理。为避免自然灾害等非耕地利用因素对粮食生产的影响，取3年粮食单产的平均值用于LMDI方法分析，以保证因素分解的可解释性[12]。
2 河南省粮食产量波动分析
根据滤波分析原理，通过Eviews 8.0软件在进行对数化处理的基础上，获得河南省1978—2015年的粮食产量滤波结果，如图1所示。
2.1 河南省粮食产量波动的长期趋势
从长期趋势来看，1978—2015年河南省粮食产量总体上呈波动上升趋势，可分为波动增长-波动下降-稳定增长3个演化阶段：第1阶段为1978—1999年，河南省粮食生产呈快速波动增长趋势，粮食总產量由1978年的2 097.4万t增长到1999年的4 253.3万t，增长102.79%，年平均增长率为 3.42%;第2阶段为1999—2003年，该时期“三农”问题突出，农民种粮缺乏积极性，加上自然灾害的影响，河南省粮食产量持续减少，由1999年的4 253.3万t减少到2003年的 3 569.5万t，4年来粮食产量减少16.08%，年均减产 4.29%;第3阶段为2003—2015年，2004年以来，得益于一系列惠农政策的实施，河南省粮食生产进入恢复增长时期，全省粮食生产实现“十二连增”，年均增速达4.52%，至2015年全省粮食总产量达6 067.1万t，为历史最高水平。
2.2 河南省粮食产量波动的短期趋势
按照“波峰-波峰”的周期划分法，且满足2年以上的标准，1978—2015年河南省粮食产量波动可以划分为9个周期，其中最后1个周期尚未完成。由表1可知，河南省粮食产量波动周期最短为2年，最长为8年，平均为4.11年，与前人研究结果[15，18]较为接近。因此，河南省粮食产量波动周期长度变化不是很大，为典型的短周期波动类型。1978—1999年，河南省粮食产量周期以3年的短周期为主，1999年以来均为8年周期，表明河南省粮食产量的波动性依然存在，且波动周期有加长趋势。
波动幅度指波动周期内谷峰落差程度，粮食生产波动幅度可以反映粮食波动起伏的强烈程度，根据峰谷落差可将波幅划分为弱幅型（S<5）、中幅型（5≤S