嘉南大圳是全台規模最大，也是對人文環境影響最大的水利灌溉工程，灌溉面積包含雲林、嘉義、台南，約達到15萬公頃。嘉南大圳1930年完工前，嘉南平原受限於氣候土壤條件，導致農地生產力低落；完工後完善的灌溉排水系統加上土壤改良工程，配合三年輪作制度，農地生產力大幅提升。然過去研究無法明確指出嘉南大圳對農地生產力提升多少。
根據富田芳郎和陳正祥之研究，臺灣南部地區多為集村分布，主要受到南部取水不易的影響，而且這些聚落會發展為鄉村都市，和附近的農村有著生死與共的關係，取水便利性提高、農業生產趨向集約則會出現開始散村。因此本研究想要探討的問題是：嘉南大圳對嘉南平原農地生產力提升多少？嘉南大圳興建前後各行政區的人口分布如何改變？
研究方法採用聯合國糧食及農業組織FAO之灌溉管理模式CROPWAT，可以輸入農業氣象資料和灌溉水量等等，以作物需水量為基礎模擬嘉南大圳對各行政區農地生產力的空間差異。因為促成農地生產力提升包括多項要素，而本研究可排除其他因子聚焦在嘉南大圳的影響。研究發現模擬單位面積增產率可符合第二期水稻實際數據，證實嘉南大圳對農地生產力有重要影響。
為說明農地生產力對人口成長的影響，本研究採用回歸分析，只考量稻米增產量和行政階層兩項變數即可解釋一半以上各行政區的變異量，而且人口成長和農產空間分布特性相似，明顯受到嘉南大圳影響。回顧文獻發現1920年代在人口壓力下，糧食增產是因人口成長是果。在1925年前後因台灣農業重心從糖轉移到米，加上嘉南大圳使取水便利性提高，本研究發現原本人口成長集中在糖廠所在的少數地區，1925年後人口分布趨於平均，和陳正祥之推論相同。本研究可作為農業發展部門和國土規劃部門之參考，以因應農業生產環境改變對城鄉人口分布的影響。

Chia-Nan irrigation system is the largest irrigation project that has the greatest effect on the human environment in Taiwan. The irrigation area is about 150,000 ha, including Yunlin, Chiayi, and Tainan. Before the completion of Chia-Nan irrigation system in 1930, Chia-Nan Plain was constrained by climate and soil conditions, resulting in low farmland productivity. After its completion, an irrigation and drainage system with soil improvement project and the three-year rotation system, farmland productivity increased rapidly. However, the past studies could not clearly point out how much the increase of farmland productivity by Chia-Nan irrigation system.

According to Tomita Yoshio and Chen, Jheng-Siang’s study, southern Taiwanese tend to live in compact communities, which was mainly affected by the difficulty of taking water in the south. As the population increased, these settlements developed into rural cities and had a strong relationship with the nearby rural areas. When people could take water easily, they produced agricultural products intensively and lived in scattered villages. Therefore, the question of this study is: How much did Chia-Nan irrigation system increase the farmland productivity in Chia-Nan Plain? How the population distribution changed after the construction of Chia-Nan irrigation system?

Research method CROPWAT, an irrigation management model developed by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), can be inputted agricultural meteorological data and irrigation data to simulate the effect of Chia-Nan irrigation system on the farmland productivity in every administrative regions based on crop water requirements. Because the promotion of farmland productivity includes multiple factors, this study could exclude the influence of other factors, focusing on Chia-Nan irrigation system. The simulated yield per unit area can be in line with the actual data of the second phase of rice, confirming that Chia-Nan irrigation system had an important effect on the farmland productivity.
In order to illustrate the effect of farmland productivity on the population growth, this study used regression analysis. Only considering two variables, rice yield growth and administrative level, could explain more than half of the population variance in the administrative districts. The spatial distribution characteristics of the population growth and the agricultural products were similar. It was affected by the Chia-Nan irrigation system obviously. According to the literature, grain production growth resulted in population growth under the pressure of population in the 1920s. Because the agricultural development of Taiwan shifted from sugar to rice around 1925, and people could take water easily from Chia-Nan irrigation system, this study found that the original population growth was concentrated in a few areas where new sugar factories were located, while the population distribution tended to be uniform after 1925. This conclusion can meet Chen, Jheng-Siang’s inference. This study can serve as a reference for the agricultural development department and the national land use planning department to respond the effect of agricultural productive environment change on urban and rural population distribution.

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