1990—2020年福建省茶葉生產時空格局演變及影響因素

葉尚鈺，黃斯喆，張 敏，林明水，王佳韡，伍世代

(福建師范大學文化旅游與公共管理學院，福建 福州 350117)

福建茶葉生產具有悠久的歷史，自然條件優越，不管是在國內生產還是出口都占有重要的地位[1].福建地處南亞熱帶與中亞熱帶交匯，溫度和水分條件好，茶葉生產具有明顯的氣候優勢.福建省的茶葉種類齊全，擁有綠茶、烏龍茶、紅茶、白茶、花茶5個大類，并已基本形成了閩南、閩北的烏龍茶區，閩東綠茶區，閩西北的多類茶區[2].茶葉也是福建省傳統的出口創匯產業，2020年福建省茶葉出口數量達22.01 kt，與2010年18.3 kt相比增加了20.27%.因此，理清福建省茶葉生產的空間變化規律，有助于推進中國茶葉研究的深入.

茶葉種植已經成為茶區經濟發展和茶農生活質量提高的優勢產業[3].目前關于茶葉產業的研究日益增多，主要包括了茶葉生產的時空變化和茶葉生產的聚集程度、茶葉生產因素等方面.在生產格局的研究中，學者運用了多種時空分析和產業分析方法，且多從全國、區域、省域、縣域4個尺度展開了研究[4].在全國尺度上，Liu等[5]、肖智等[6-7]、吳芹瑤等[8]使用基尼系數、空間自相關分析方法和重心遷移等方法，發現中國茶葉生產從東部地區向中西部地區轉移的趨勢[5-7]，其中西南地區茶葉生產增幅最為明顯[8].在區域尺度上，肖智等[9]使用重心理論分析了1984—2014年長江茶葉生產格局，發現長江茶葉生產帶同樣呈現了向西偏移的趨勢.在省域尺度上，林正雨等[10]采用重心模型和ESDA方法，對四川省茶葉生產重心演變軌跡和空間格局進行分析；黃修杰等[4]使用重心理論和空間自相關方法對廣東省的茶葉生產格局進行了研究.在縣域尺度中，使用核密度分析法和重心遷移方法分析了安徽省53個區縣茶葉生產的空間格局和變化規律[11].現有研究主要集中在茶葉生產的時空變化趨勢以及空間聚集特征的研究，為中國茶葉生產布局的優化提供了科學的指導.

在茶葉生產的影響因素上，國內學者從茶葉種植的自然條件和社會經濟等多方面進行了探討.吳芹瑤等[8]認為茶葉生產布局是自然、社會、經濟、文化和科技等方面的因素共同作用的結果.稅偉等[12]分析了茶園平均高程、農民人均收入、農業人口比重、距交通道路距離等茶葉種植專業化因素對茶葉空間分異的影響.肖智等[6]研究了自然環境、土地和勞動力成本以及產業扶持政策等因素對茶葉種植面積的擴大、單產和總產量提高的作用.黃修杰等[4]探討了自然條件、政策因素、市場需求、新技術等因素對茶產業規模的擴大和茶園規?；蜆藴驶挠绊?當前對于茶葉生產影響因素的研究主要集中在自然、社會和經濟條件上，但是對于茶葉的生產條件，如化肥和農藥使用量、農用機械化總動力等影響因素的研究相對較少，對茶葉種植的影響因素進行深層次地解釋較為缺乏.

總體來看，現有研究多集中在從不同區域尺度研究茶葉生產的空間集聚和時空演變趨勢上，但是針對不同時期茶葉種植面積和單產對于總產量變化貢獻度，以及總產量變化的影響因素研究較少，尤其是以我國茶葉重要產區的福建省研究更為少見.鑒于此，本文以福建省為案例地，使用對數平均分解法(LMDI)、重心遷移理論、灰色關聯分析法等方法，分析福建省近30年茶葉生產格局演變的趨勢及其影響因素，并進一步量化面積和單產對于茶葉產量的貢獻度，希望能夠為優化福建省茶葉生產布局提供科學的決策依據.

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

1990—2020年福建省及各地市的茶葉產量、種植面積等數據來源于《福建省統計年鑒》以及福建省各地市統計年鑒，茶葉進出口數據來源于中國海關.并針對個別地市年份數據缺失的情況，采用反距離加權法(IDW)進行插值運算而得出.鑒于平潭縣(平潭綜合試驗區)在2013年由福州市管轄升格為福建省直管，出于時空考慮的一致性，以2010年福建省行政區劃為基礎進行分析.福建省市縣矢量數據來自國家基礎地理信息數據庫.

1.2 研究方法

1.2.1 對數平均迪式分解法(LMDI)

對數平均迪式分解法(logarithmic mean weigh division index method,LMDI)是新加坡學者Ang等[13]提出，最初用于能源分解研究.劉玉等[14]在前人研究的基礎上，建立了糧食生產因素分解的對數平均迪氏指數模型(LMDI).其一般方法是將影響糧食生產總量的因素分解為糧食種植面積和單位產量，分別分析種植面積和單位產物對生產總量的影響[15].本文采用對數平均迪式分解法(LMDI)，定量分析福建省茶葉種植面積和茶葉單位產量對總產量的影響，具體計算公式如下：

ΔPi=ΔPSi+ΔPYi，

(1)

式中：ΔPi表示i地區茶葉生產的總產量變化；ΔPSi和ΔPYi分別表示茶葉種植面積和單產變化所帶來的茶葉生產總產量的變化，反映了對于茶葉生產的總產量貢獻.將ΔPSi、ΔPYi進一步分解：

(2)

式中：Poi和Pti分別表示i地區茶葉生產期初和期末的產量；Soi和Sti分別表示i地區期初和期末的播種面積；Yoi和Yti分別表示i地區期初和期末茶葉生產的單位產量.當某一因素計算結果為正時，該因素對茶葉生產總產量影響為正向效應，反之則為負向效應.

1.2.2 重心遷移模型

產業重心引用于力學重心的概念，是指某種產業在區域內的空間分布的重心[16].隨著區域經濟的不斷發展，產業重心也會發生變化[17].本文借助產業重心的方法，分析福建省茶葉種植面積和產量的重心遷移軌跡，分析茶葉種植的區域差異.具體計算公式[18]如下：

(3)

1.2.3 灰色關聯法

灰色關聯法是鄧聚龍在20世紀80年代提出的，用于研究已知部分信息、小樣本等不確定系統，依靠已知信息去推測、開發和認識現實世界，把握演變運行的規律[19].灰色關聯法可以很好處理以時間為序列，分析各項因子對于參考因子的關聯程度.其一般計算過程如下.

1.2.3.1 構建評價因子

在茶葉實際生產過程中，影響茶葉產量的因素很多，本文在前人研究茶葉種植影響因素的基礎上[6,8,12]，從茶葉生產條件和社會經濟條件2個方面展開研究.茶葉生產條件主要包括茶葉種植面積、茶葉單位產量、農用機械總動力、農藥使用量；社會經濟條件包括第一產業從業人員、農民人均可支配收入等因子，具體如表1所示.

表1 茶葉產量影響因素相關系數矩陣Tab.1 Correlation coefficient matrix of factors affecting tea production

1.2.3.2 數據標準化

由于系統中因素的單位(或量綱)不同，需要對數據進行標準化處理(或無量綱處理).本文采用無量綱化功效系數極值法，即對于系數與序列極小值之差除以序列極大值與極小值之差.對所有數據進行標準化處理，處理后的序列數值分布在(0，1)內.

1.2.3.3 計算關聯系數

將處理后的標準化系數，計算絕對絕對值差值Δ0i(k).再根據絕對差值Δ0i(k)計算關聯系數ξ0i(k)，具體計算公式如下.

(4)

式中:Δmin為序列極小值，Δmax為極大值，ρ是分辨系數，用于減少極大值過大所引起的失真，一般ρ取值0.5，ξ0i(k)為k時刻的因素i的關聯系數.

1.2.3.4 關聯度計算

在實際運算中，采用近似公式：

(5)

式中:n為因子數量，γ為關聯度.

2 結果分析

2.1 時序演變特征

2.1.1 茶葉總產量持續不斷增長

1990—2020年，福建省茶葉總產量從58.2 kt增長到461.4 kt，增長率為692.78%，顯示了福建省茶葉總產量較快的增長速度.從圖1可以看出，福建省茶葉生產總產量大致上可以劃分為3個階段.第一階段從1990—2000年，總產量呈現緩慢性增長，共增長了67.80 kt，這與茶葉單產的變化規律基本保持一致.第二階段從2001—2010年，這一階段為波動性增長期，這一階段共增長了132.29 kt.第三階段為2011—2020年，總產量呈現迅速增長的特征，共增長了203.11 kt.

圖1 1990—2020年福建省茶葉種植面積和產量變化趨勢Fig.1 Trends of tea planting area and output in Fujian Province from 1990 to 2020

1990—2020年，福建省茶葉種植面積迅速增加，從116.74 khm2增長到223.94 khm2，增長率為91.83%.由圖1可以看出，福建省的茶葉種植面積同樣可以劃分為3個階段，這與總產量的規律基本保持一致.第一階段1990—2000年，福建省茶葉種植面積呈現波動性增長，總體增長幅度不大，增長了12.47 khm2.第二階段2001—2010年，這一階段屬于快速增長階段，茶葉種植面積增長了56.03 khm2.第三階段從2011—2020年，屬于穩定增長階段，茶葉種植面積增長了38.7 khm2.

2.1.2 貢獻度分析

為了進一步分析福建省茶葉總產量和播種面積、單產之間的關系，采用LMDI模型計算1990—2020年福建省茶葉生產播種面積和單產對茶葉總產量的貢獻度，具體計算及結果如圖2所示.大致上可以分為3個階段.第一階段1990—2000年，這一階段茶葉總產量的增長主要是受茶葉種植面積擴大的影響為主，其中種植面積貢獻了總產量增長的61.06 kt，單產的增長貢獻了總產量增長的6.74 kt.第二階段2001—2010年，這一階段種植面積和單產呈現波動性增長，二者貢獻差距不大，分別貢獻了總產量增長的64.07 kt和68.22 kt.第三階段2011—2020年，這一階段總產量的增長主要還是受到了種植面積增加的影響，種植面積貢獻了136.20 kt，單產貢獻了66.91kt.總的來看，近30年福建省茶葉總產量增長了403 kt，其中種植面積增長貢獻了總產量增長的261.33 kt，占比64.81%，因此可知種植面積的增加是1990—2020年福建省茶葉生產總產量增加的最主要因素，單產增加為次要因素.

圖2 1990—2020年福建省茶葉種植面積和單產對總產量的貢獻度Fig.2 Contribution of tea planting area and per unit yield to total output in Fujian Province from 1990 to 2020

2.2 茶葉生產的空間分布格局與地域分布特征

2.2.1 茶葉生產空間變化規律

由圖3可以看出，福建省各地市茶葉種植面積基本上都在保持增長，從各年份的種植面積均值來看：寧德市>南平市>泉州市>三明市>漳州市>龍巖市>福州市>莆田市>廈門市.從各年份產量均值來看：寧德市>泉州市>南平市>漳州市>三明市>福州市>龍巖市>莆田市>廈門市.其中，寧德市、南平市和泉州市分別是中國的白茶、巖茶和紅茶、鐵觀音等茶葉主要種植區域，因而這3個地級市茶葉種植面積和產量居福建省前列；而莆田市、廈門市2個地級市的市轄區面積較小，農業種植規模不大，因而茶葉產業并不發達.從年際變化來看，泉州市茶葉種植面積最為明顯，茶葉種植面積由1990年的15.98 khm2增長到2020年52.42 khm2，增長率為228.04%，遠遠高于全省均值；福州市、龍巖市和漳州市茶葉產量增長最為明顯，增長率分別為1 401.00%、1 250.42%和900.94%.

圖3 1990—2020年福建省茶葉種植面積和產量空間格局Fig.3 The spatial pattern of tea planting area and production in Fujian Province from 1990 to 2020

2.2.2 茶葉生產重心遷移規律

1990—2020年福建省茶葉生產種植面積重心發生了較大規模的遷移，其移動的軌跡大致上可以分為慢—快—慢3個階段，遷移軌跡走向大致呈現東北—西南向(見圖4).第一階段1990—2000年，種植面積重心緩慢向東北移動，從尤溪縣東北側移動到了延平區東南側，其中1990—1995年移動距離最大移動了15.36 km，這一定程度上與寧德市、福州市等福建省東北部地級市茶葉種植面積擴張有關，1990—1995年寧德市、福州市面積分別增長了33.68%和22.23%，而其他地市增長較為緩慢，南部漳州市甚至出現了-22.25%的增長.第二階段2000—2010年，茶葉種植面積重心呈現了快速向西南移動的趨向，并移動到了尤溪縣南側，2000—2005年和2005—2010年分別移動了25.12 km和39.36 km，這與漳州市、龍巖市等西南地級市種植面積快速增長有關，2000—2010年漳州市、龍巖市茶葉種植面積分別增長了252.71%和131.20%，而其他地級市相對而言增長幅度較低.第三階段2010—2020年，茶葉種植面積繼續緩慢向東北移動，移動到了尤溪縣中部，2010—2015年和2015—2020年分別移動了11.39和17.46 km，主要原因是福建省南部地級市茶葉種植面積縮減，2010—2020年漳州市的種植面積縮減了31.62%，而北部地級市仍然呈現較快規模的增長.

圖4 1990—2020年福建省茶葉種植面積和產量的重心變化Tab.4 Changes in the barycenter of tea planting area and output in Fujian Province from 1990 to 2020

1990—2020年福建省茶葉產量重心遷移方向和面積重心遷移方向基本保持一致，部分遷移軌跡出現了交叉，同樣可分為慢—快—慢3個階段，趨勢走向呈現東北—西南向.第一階段1990—2000年，茶葉產量重心緩慢向東北移動，從尤溪縣東北側移動到了延平區東南側，1990—1995年和1995—2000年分別向北移動了16.52和14.20 km.第二階段2000—2010年，茶葉種植產量重心的快速西南移，移動到了尤溪縣南側，2000—2005年和2005—2010年分別移動了42.17和22.90 km.第三階段2010—2020年，這一階段茶葉產量重心先是向東北移動了16.06 km，到達尤溪縣中部，而后從2015年開始緩慢向東南移動了2.32 km.

3 影響因素分析

3.1 數據標準化結果

本文選取了1990—2020年7個指標研究福建省茶葉生產產量的影響因素，并使用無量綱化功效系數極值法對數據進行標準化處理，相應的結果如表2所示.

表2 標準化處理結果Tab.2 Standardized processing results

3.2 關聯系數計算

首先求出x0與x1等各因子的絕對差值Δ0i(k).再根據絕對差值Δ0i(k)，計算關聯系數ξ0i(k)和關聯度γ.計算結果如表3所示.

表3 1990—2020年福建省茶葉產量和影響因素的灰色關聯度Tab.3 The gray correlation degree of tea yield and influencing factors in Fujian Province from 1990 to 2020

由表3可知1990—2020年福建省茶葉產量與農民人均可支配收入的關聯度最高，達到了0.94.同時茶葉單位產量、茶葉種植面積、農用機械總動力對于茶葉總產量的提升關聯度也較高，分別達到了0.90、0.89、0.79.說明隨著茶葉種植面積的擴大、茶葉單位產量的提高、農用機械化水平的提升，福建省茶葉總產量進一步提升.此外，茶葉總產量與化肥使用量、農藥使用量、第一產業從業人員的關聯度較低，說明福建省茶葉種植業在總產量提高的同時，降低了對于人工、化肥和農藥的依賴度，更加注重綠色和高效的茶葉生產.

3.3 政策、經濟和自然環境等其他因素進一步推動了總產量的增長

針對福建省茶葉種植時序演變等特征，通過面積和單產對總產量的貢獻度，從自然環境、市場需求、政策支持、新技術的支持、茶葉出口等方面對于福建省茶葉總產量的影響因素進行進一步分析.

(1)作為一種經濟作物，茶葉喜歡溫暖潮濕的氣候[20].福建省地處亞熱帶，山地面積廣闊，由于地形遮蔽，與平原地區相比，夏季高海拔地區日照時間偏少，冬季偏高水熱條件豐富，極利于茶葉的生長.在閩西地區，以土壤中的有機質含量較為豐富，有利于茶氨酸的合成，提高茶葉的品質.

(2)從貢獻度分析結果來看，福建省茶葉產量的增加主要是因為種植面積的增長，而相應的單產影響有限.說明福建省茶葉產量的擴張主要是外部因素的影響.一方面福建作為傳統茶葉消費大省，擁有濃厚的茶文化氣息，每家每戶都有茶具，飲茶已經成為待客會友的獨特方式，這些文化背景在一定程度上促進了福建人民對于茶葉的需求[21].福建是我國特種茶葉白茶、茉莉花茶出口的主要產區[22].另外一方面，從福建統計局的公布的數據可知，福建省2020年茶葉出口金額高達4.18億美元，相比2010年出口金額0.82億美元，增長了409.56%，說明福建省茶葉的外貿出口也一定程度上推動了茶葉種植業的發展.

(3)新技術的應用和推廣，特別是農用機械化水平的提高，大大提高了茶葉生產效率和茶葉單位產量的提高.基因工程技術一方面可以揭示茶樹遺傳變異規律，為培育良種提供有利條件；另一方面可以對兒茶素、高茶氨基酸等與茶葉品質密切相關的優良基因進行培育，從而改良了茶樹的品種[22].茶葉深加工技術的發展，溶茶、液體茶等新式茶產品滿足了人們現代快節奏的生活對飲茶方式新的需求.

(4)國家以及福建省對于福建茶產業的發展提供了強有力的支持.福建省在2012年頒布了《福建省促進茶產業發展條例》，以及2018年的《福建省人民政府辦公廳關于推進綠色發展質量興茶八條措施的通知》等文件，促進了福建省茶產業快速、高質量的發展.這些舉措和各項稅收優惠政策的實施，在各地形成了一批標準化、規?；男滦筒鑸@基地，促進茶葉生產效率極大的提升.

4 結論與討論

本文使用對數平均迪式分解法、重心遷移模型和灰色關聯等方法，有效整合了1990—2020年福建省及各地市茶葉生產的種植面積、產量和單產等數據，分析了福建省及各地市過去30年的茶葉生產的時空變化特征及影響因素.主要的研究結論如下：

(1)從時序演變來看，1990—2020年福建省茶葉生產總產量逐年遞增，總共增加了403.20 kt，單產持續增長，茶葉種植面積增加了107.20 khm2，總體增速較為平穩.大致可以分為3個階段，其中茶葉總產量經歷了緩慢增長、波動增長和快速增長3個階段；茶葉種植總面積經歷了波動增長、快速增長和穩定增長3個階段.

(2)從空間分布格局來看，1990—2020年福建省各地市茶葉生產發展較快，地區差異較為明顯.其中寧德市、南平市和泉州市3個地級市總產量和種植面積歷年均值最高，廈門市和莆田市最低.其中泉州市茶葉種植面積增長最大，增長了228.04%；福州市、龍巖市和漳州市茶葉產量增長最為明顯，分別增長了1 401.00%、1 250.42%和900.94%.

(3)從空間演化來看，福建省各時段、各地區茶葉生產水平不一，茶葉種植面積和產量基本保持同步遷移，可根據其表現的特征分為3個階段.第一階段1990—2000年隨著福建省東北部茶葉種植面積增長高于西南方，種植面積重心和產量重心，從西南緩慢向東北移動.第二階段2000—2010年福建省西南部地級市大幅擴張茶葉種植面積，重心開始快速向西南移動.第三階段2010—2020年隨著西南部分地級市縮減茶葉種植面積，東北部分地級市擴張，重心重新開始向東北移動.

(4)1990—2020年福建省的茶葉總產量的持續增長，種植面積的擴張為主要原因，單產增加為次要原因，其中種植面積貢獻了總產量增長的261.33 kt，單產貢獻了141.87 kt.政策、經濟和自然環境等其他因素進一步推動了總產量的增長.在茶葉總產量的影響因素中，農民人均收入與總產量關聯度最高，其他依次為茶葉單產、種植面積和農用機械總動力.同時，總產量與化肥使用量、農藥使用量、第一產業從業人員的關聯度較低，說明福建省在茶葉總產量提升的同時，降低了第一產業的從業人員數量、化肥和農藥依賴度，更加注重綠色和高效的茶葉生產.

福建省茶葉種植歷史悠久，茶葉種類較為豐富，同時具有很明顯的縣域特征，比如安溪縣的鐵觀音、武夷山市的巖茶和紅茶、福鼎市和政和縣的白茶等等.但因數據獲取原因，并未就福建省烏龍茶、紅茶、白茶、綠茶和花茶等不同種類的茶葉空間格局以及縣域為基礎的福建茶葉生產集聚特征進行進一步研究.在未來的研究中，使用更為精確的數據可對福建省的茶葉生產展開進一步研究，促進福建省茶葉種植業的健康持續發展.