區(qū)域耕地壓力指數(shù)時(shí)空變化規(guī)律研究

班立國(guó) 蘇歡 孫麗娜

摘要運(yùn)用耕地壓力指數(shù)模型，對(duì)2003—2012年吉林省耕地利用壓力指數(shù)時(shí)空分異的特征以及動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：隨著時(shí)間的推移，吉林省耕地和人口不斷增加，但最小人均耕地面積的增加幅度越來(lái)越小，幾乎開始處于平衡狀態(tài)。人口數(shù)量增加導(dǎo)致大量耕地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地，使得耕地壓力指數(shù)不斷上漲。

關(guān)鍵詞耕地壓力指數(shù)；時(shí)空分異；耕地資源；吉林省

中圖分類號(hào)F301.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）35-0198-05

AbstractUsing the model of cultivated land pressure index， the characteristics and dynamic changes of spatial and temporal variability of cultivated land use pressure index in Jilin Province during 2003 - 2012 were analyzed.The results showed that with the increase of cultivated land and population in Jilin Province， the increase of the minimum per capita cultivated land area is getting smaller and smaller， almost at equilibrium.The increase in population led to the conversion of a large amount of arable land to construction land， making the arable land pressure index rising.

Key wordsCultivated land pressure index；Spatial and temporal differentiation；Cultivated land resources；Jilin Province

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著人口的繼續(xù)增加，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加快，我國(guó)人地矛盾日益凸顯，特別是人類與耕地之間的矛盾，迫切需要更加創(chuàng)新性的方法緩解人地矛盾。世界發(fā)達(dá)國(guó)家城市發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)顯示，在城市化快速發(fā)展時(shí)期，耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)換加速。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2016年我國(guó)城鎮(zhèn)化率達(dá)到57.35%，比2015年高1.25百分點(diǎn)，未來(lái)一段時(shí)間我國(guó)的城市化處于高速階段，至此，我國(guó)的耕地壓力越來(lái)越大[1]。在此背景下，筆者構(gòu)建吉林省最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)模型，根據(jù)2002—2012年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出耕地壓力指數(shù)和糧食生產(chǎn)量等相關(guān)數(shù)據(jù)，分析當(dāng)前吉林省的耕地資源利用狀況，對(duì)促進(jìn)吉林省耕地資源保護(hù)和保障糧食安全具有重要意義。

1指標(biāo)選取、數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1指標(biāo)選取

為了增加結(jié)果預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和借鑒的可行性，將2002—2012年吉林省耕地壓力指數(shù)及其有關(guān)的具體指標(biāo)繪制成圖1

1.2數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《吉林統(tǒng)計(jì)年鑒》（2003—2013年），并收集2002年末到2012年末吉林省糧食局、國(guó)土資源局、吉林省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展公報(bào)等正式公布的數(shù)據(jù)資料。經(jīng)過(guò)整理統(tǒng)計(jì)，其數(shù)據(jù)為計(jì)算耕地壓力指數(shù)的相關(guān)指標(biāo)體系中全部數(shù)據(jù)，即全省2002年末到2012年末人口數(shù)、糧食自給率、糧食總產(chǎn)量、糧食播種總面積、農(nóng)作物播種總面積和復(fù)種指數(shù)，地圖空間數(shù)據(jù)來(lái)自2004年全國(guó)地圖。相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)見表1[3]。

1.3研究方法

1.3.1

耕地壓力指數(shù)。指在某區(qū)域?yàn)楸Ｕ霞Z食的基本安全所需的最小人均耕地面積與實(shí)際人均耕地面積的比例，其公式如下：

K=Smin/Sa （1）

式中，K表示耕地壓力指數(shù)；Smin表示最小人均耕地面積；Sa表示實(shí)際人均耕地面積（hm2），如表1吉林省耕地壓力指數(shù)相關(guān)指標(biāo)。當(dāng)K<1時(shí)，顯示該地區(qū)的實(shí)際人均耕地面積比最小人均耕地面積需求量大，而且其地區(qū)的耕地并無(wú)明顯壓力；當(dāng)K=1時(shí)，揭示該地區(qū)的實(shí)際人均耕地面積與最小人均耕地面積需求量基本相持平衡，即該地區(qū)耕地壓力并不大，但是需要加強(qiáng)對(duì)耕地?cái)?shù)量管理和控制，以防止出現(xiàn)耕地壓力明顯較大或者生產(chǎn)產(chǎn)生更大壓力水平；當(dāng)K>1時(shí)，體現(xiàn)吉林省地區(qū)的實(shí)際人均耕地面積需求量比最小人均耕地面積需求量要小，吉林省的耕地有明顯壓力，即有可能出現(xiàn)供給不平衡的現(xiàn)象，應(yīng)需要加強(qiáng)管理和耕地?cái)?shù)量控制，在原來(lái)耕地?cái)?shù)量的基礎(chǔ)上加以提高并開墾荒地，改良可以成為耕地的廢棄地，或者提高耕地產(chǎn)出率（或生產(chǎn)效率）即耕地質(zhì)量，來(lái)減少該地區(qū)耕地壓力水平。

1.3.2

最小人均耕地面積。最小人均耕地面積概念是在某一固定區(qū)域內(nèi)，固定的食物供給水平以及耕地綜合的生產(chǎn)能

力的情況下，能滿足該地區(qū)每個(gè)人正常的糧食消費(fèi)穩(wěn)定所占用的耕地面積。公式如下：

Smin =βGrp×q×k（2）

式中，Smin表示最小人均耕地面積（hm2）；表示為糧食自給率；Gr表示是人均食物需求量，此數(shù)據(jù)是根據(jù)吉林省當(dāng)年的最低人均食物消費(fèi)量，并根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)得到并進(jìn)行作為人均食物需求量的參考值；p表示糧食單產(chǎn)量（kg/hm2）；q表示為食物播種面積與農(nóng)作物總播種面積年的比值（%）；k表示為復(fù)種指數(shù)[1-3]。

2結(jié)果與分析

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，2002—2012年吉林省耕地壓力指數(shù)相關(guān)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表2。

2.1吉林省耕地壓力指數(shù)時(shí)間變化分析

2.1.1

耕地總量動(dòng)態(tài)變化。由圖2可知，吉林省耕地在平穩(wěn)變化中表現(xiàn)上升趨勢(shì)，2003—2012年，吉林省耕地主要有水田和水澆地、臨時(shí)耕地3種類型構(gòu)成（圖3），其中臨時(shí)耕地主要是由坡度25°以上的陡坡耕地，還有溝渠路占用2%左右，以及自留地、荒灘、空閑等耕地。在這一研究時(shí)期內(nèi)，吉林省水田平穩(wěn)上升同時(shí)趨向于平衡，從40.893萬(wàn)hm2上升到76.345萬(wàn)hm2，年均增加3.545 2萬(wàn)hm2；水澆田總體是呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但是也出現(xiàn)較大波動(dòng)變化，例如2008年開始大波動(dòng)增加，到2010年波動(dòng)下降，2011年平穩(wěn)增加，2012年又大幅度增加。水澆田增加了38.169萬(wàn)hm2，年均增加3810萬(wàn)hm2，水田增加35.452萬(wàn)hm2，年均增加3.552萬(wàn)hm2。稻田的增長(zhǎng)和水澆田保護(hù)糧食收成起到了非常關(guān)鍵的作用，其變化在一定程度上反映了吉林省在耕地結(jié)構(gòu)上的調(diào)整力度和對(duì)農(nóng)田水利設(shè)施重視程度（圖2），加之現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國(guó)家相應(yīng)農(nóng)業(yè)政策對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，極大增加了農(nóng)業(yè)耕地利用效率，減少了耕地撂荒的可能性。耕地總量變化趨勢(shì)主要受臨時(shí)耕地面積的變化影響，其變化趨勢(shì)與臨時(shí)耕地面積變化大體一致，從516.593萬(wàn)hm2下降到696.442萬(wàn)hm2，下降了179.849萬(wàn)hm2，年均下降了17.985萬(wàn)hm2（圖2）[4]。2.1.2

人均耕地面積變化。全省2002—2012年最小人均耕地面積、耕地壓力指數(shù)隨著時(shí)間的變化分別都具有相同的變化趨勢(shì)見圖4，Spearmans相關(guān)系數(shù)為0.918，在置信度為001時(shí)顯著相關(guān)（表3）。糧食總產(chǎn)量和糧食單產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本上具有一致性，在2008年之前糧食單產(chǎn)量一直處于平穩(wěn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，同樣糧食總產(chǎn)量也是逐漸增長(zhǎng)；在2008年，由于吉林省在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的過(guò)程中，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，吉林省2009年由于寒冷、潮濕的春天，夏天又是罕見的干旱天氣的負(fù)面影響，糧食產(chǎn)量為2 400萬(wàn)t，下降13.4%（圖5）。在2011年，全年糧食播種總面積增漲了1.2%，全年糧食總產(chǎn)量增長(zhǎng)11.6%。人均耕地面積大體上屬于上升趨勢(shì)（圖6），其變化趨勢(shì)和人口增長(zhǎng)規(guī)律大體一致，在2012年，人口已經(jīng)明顯下降，但在大體處于上升狀態(tài)，整體平均每年增加47 364人，年均增加人均耕地1.7 hm2?；谌∪丝谝恢碧幱诓粩嗟卦黾?，特別是在2004年之后，吉林省人口在大幅度上升，而人均耕地面積則于處于穩(wěn)定狀態(tài)，全省變化幅度比較小，幾乎相當(dāng)處于平衡狀態(tài)，耕地壓力指數(shù)來(lái)一直處于K<1的情況下，雖然其變化波動(dòng)很明顯，甚至在2009年耕地壓力指數(shù)超過(guò)了0.9，但是完全可以滿足省內(nèi)需求，耕地壓力并無(wú)明顯變化（圖7）。

2.2吉林省耕地壓力指數(shù)空間分布及分析

為了對(duì)吉林省各市縣耕地壓力指數(shù)分析以及近年來(lái)耕地壓力的大小分布情況，根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的標(biāo)準(zhǔn)人均食物需求量為 400 kg，故該研究采用400 kg為吉林省人均食物需求量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)和ArcGIS 10.2技術(shù)對(duì)各市縣的耕地壓力指數(shù)進(jìn)行分析得到專題圖（圖8）[5-8]。

由圖8a可知，2003年吉林省普遍地區(qū)耕地壓力水平都是小于1的，無(wú)耕地壓力現(xiàn)象，而且耕地壓力主要表現(xiàn)在吉林省的東部的延吉市（K>1），圖們市（K=1），南部的遼源市轄區(qū)（K=1），通化市轄區(qū)（K=1）和白山市轄區(qū)（K=1），這些耕地壓力明顯的地區(qū)，延吉市耕地壓力水平表現(xiàn)得很大，可能是因?yàn)?003年延吉市出現(xiàn)了不可抗拒的自然災(zāi)害，使延吉市糧食產(chǎn)量出現(xiàn)減產(chǎn)，導(dǎo)致當(dāng)年的壓力指數(shù)稍微變大，當(dāng)然不排除根本原因：當(dāng)?shù)卦诮?jīng)濟(jì)發(fā)展上始終沒(méi)得到完善發(fā)展，仍然滯留于以工業(yè)作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主要支柱，對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)忽視，不重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，機(jī)器化程度較低，遏制了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。圖8b是2006年的耕地壓力水平分布，從

圖中可以看出2006與2003年相比耕地壓力的地區(qū)相對(duì)增加，大部分集中出現(xiàn)在吉林省的東南部分，在2003年的基礎(chǔ)上增加了松原市市轄區(qū)，吉林市市轄區(qū)，白山市市轄區(qū)以及江源縣周邊的市縣地區(qū)，都出現(xiàn)了壓力持平的現(xiàn)象即壓力指數(shù)等于1。圖8c是2009年吉林省各市縣耕地壓力指數(shù)分布，從圖中可以看出吉林省耕地壓力指數(shù)有些減少，但是主要分布在東南部，但中部幾乎沒(méi)有，而且延吉市的壓力指數(shù)明顯降低，即在江源縣的周圍以及圖們市、延吉市、安圖縣耕地壓力指數(shù)處于相對(duì)平衡狀態(tài)，但是在白山市市轄區(qū)的耕地壓力變得增大，而通化市市轄區(qū)與2006年相比雖有所降低，但仍然處于相對(duì)高壓狀態(tài)。圖8d是2012年的壓力指數(shù)分布，與2003、2006和2009年的壓力分布相比較，2012年各市縣的耕地壓力指數(shù)得到了很大的改變，加之在吉林省政府和國(guó)家政策對(duì)農(nóng)業(yè)的重視與加強(qiáng)，同時(shí)，科技加速了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的增加[12]。

綜合以上專題圖分析得出，吉林省各個(gè)市轄區(qū)的耕地面積處于相對(duì)低的水平，壓力指數(shù)處于相對(duì)高的狀態(tài)，總體上看，由于城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，吉林省各個(gè)市縣耕地壓力指數(shù)除了市轄區(qū)和部分特殊地區(qū)外，其余地區(qū)耕地壓力是處于相對(duì)安全區(qū)域的，并對(duì)整個(gè)吉林省的糧食產(chǎn)量做出了重要的貢獻(xiàn)，也保證了吉林作為全國(guó)糧食大省的重要作用，為國(guó)家糧食安全做出了積極貢獻(xiàn)。

3結(jié)論與建議

3.1結(jié)論

隨著時(shí)間的推移，吉林省人口不斷在增加，即使在規(guī)定未來(lái)十年內(nèi)人們的人均食物需求量也會(huì)不增加的基礎(chǔ)上，但最小人均耕地面積的增加幅度越來(lái)越小，幾乎開始處于平衡狀態(tài)。原因除了人口數(shù)量增加，導(dǎo)致大量耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)換，使得耕地壓力指數(shù)則在不斷上漲。還有就是耕地資源利用不合理，而且存在大量耕地資源被破壞，耕地質(zhì)量退化現(xiàn)象。雖然現(xiàn)在的耕地壓力水平還不足以影響地區(qū)的糧食安全，但是從立足于國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的糧食安全和社會(huì)發(fā)展穩(wěn)定來(lái)看，特別是國(guó)家“二孩”政策開放以后，使得人口數(shù)量在未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)具有不可忽視的影響。因此，對(duì)于吉林省的耕地資源需要合理有效的利用[9-12]。

3.2對(duì)策建議

基于以上結(jié)論，為了防止出現(xiàn)糧食安全和耕地壓力過(guò)大問(wèn)題，提出以下建議。

（1）采取必要的手段來(lái)增加糧食單位面積產(chǎn)量，如改良品種，提高培養(yǎng)和管理水平，加強(qiáng)基本農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，適當(dāng)增加肥料等。

（2）創(chuàng)新發(fā)展相關(guān)技術(shù)，提高耕地糧食生產(chǎn)量。①加速創(chuàng)設(shè)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)體制機(jī)制。相關(guān)農(nóng)業(yè)部門應(yīng)時(shí)刻準(zhǔn)備推廣新品種和提高新技術(shù)，增強(qiáng)糧食生產(chǎn)技術(shù)和提高質(zhì)量安全。同時(shí)，也要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營(yíng)發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)“三權(quán)分置”土地承包政策引導(dǎo)農(nóng)用地集約化、規(guī)?；?，促進(jìn)糧食生產(chǎn)技術(shù)的提高，提高生產(chǎn)效率。②糧食安全關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，保障糧食紅線不可動(dòng)搖，采取一切積極措施提高耕地質(zhì)量，強(qiáng)化合理輪作，以及正確引導(dǎo)利用耕地資源，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)土地規(guī)模利用，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)化、集約化。

（3）加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，防止土地質(zhì)量退化。采取綜合措施，例如產(chǎn)權(quán)制度創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)誘導(dǎo)機(jī)制，激發(fā)農(nóng)民生產(chǎn)積極性，增加耕地長(zhǎng)期投入，改造中低產(chǎn)田，充分利用閑置耕地，引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)合理可持續(xù)的利用耕地，除此之外，要發(fā)揮經(jīng)濟(jì)誘導(dǎo)機(jī)制的作用，誘導(dǎo)農(nóng)民對(duì)坡度較大的未利用耕地，有計(jì)劃地開墾、復(fù)墾廢棄地，開發(fā)后備荒地資源，以此增加可利用耕地面積總量，減少區(qū)域耕地壓力，保障糧食安全。

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