郝瑞彬,尹力軍,劉杰

（1.唐山師范學(xué)院資源管理系,河北唐山063000;2.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心,北京 100012）

耕地-糧食-人口復(fù)合系統(tǒng)是指一定地域范圍內(nèi),以耕地資源開發(fā)利用為基礎(chǔ),以糧食生產(chǎn)、消費(fèi)和流通為中心環(huán)節(jié),以滿足人類糧食需求為最終目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)[1]。耕地、糧食和人口三者之間密切相關(guān)、相互依賴、相互制約,耕地?cái)?shù)量與質(zhì)量決定了糧食產(chǎn)量,而糧食產(chǎn)量與人口則決定了人均糧食占有量[2],以耕地、糧食和人口為對(duì)象選取相關(guān)總量和均量指標(biāo),可以衡量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化情況,但并不能準(zhǔn)確反映耕地資源所承受的壓力[3]。蔡運(yùn)龍等提出的最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)概念可以綜合反映該系統(tǒng)三者之間的復(fù)雜關(guān)系,是衡量區(qū)域耕地-糧食-人口系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡狀況的一個(gè)重要方面,同時(shí)也給出了耕地保護(hù)的閾值,可以據(jù)此選擇相應(yīng)的耕地調(diào)控措施。

唐山市位于華北平原的東部,北靠燕山,南臨渤海,東與秦皇島相連,西與京津?yàn)榕R,是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的一座重要工業(yè)城市,屬于中國(guó)傳統(tǒng)的人口密集區(qū)和土地高度集約化利用地區(qū)。近年來唐山市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,2008年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值3 561.19億元,人均4.82萬元;城鎮(zhèn)化水平迅速提高,2008年已達(dá)51.25%。由此也導(dǎo)致非農(nóng)建設(shè)用地需求迅速增加,耕地面積不斷減少,人口與耕地資源、糧食生產(chǎn)的矛盾日益突出?；诖?根據(jù)唐山市1984-2008年相關(guān)數(shù)據(jù),在耕地-糧食-人口復(fù)合系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化分析的基礎(chǔ)上,計(jì)算耕地壓力指數(shù),通過分析耕地壓力指數(shù)變化情況及影響因素提出了緩解耕地壓力的調(diào)控重點(diǎn)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

研究中采用的是最小人均耕地面積及耕地壓力指數(shù)模型[4]對(duì)唐山市耕地面積、糧食產(chǎn)量、人口數(shù)量、最小耕地面積以及耕地壓力指數(shù)進(jìn)行分析。

據(jù)北京大學(xué)蔡運(yùn)龍教授的定義,最小人均耕地面積是指在一定區(qū)域范圍內(nèi),一定食物自給水平和耕地生產(chǎn)力條件下,為滿足人口正常生活的食物消費(fèi)所需的耕地面積。此概念給出了保障一定區(qū)域糧食安全而需保護(hù)的耕地?cái)?shù)量底線,計(jì)算公式為

式中:Smin——最小人均耕地面積(hm2);β——糧食自給率(%);Gr——人均糧食需求量(kg);p——糧食單位播種面積產(chǎn)量(kg/hm2);q——糧食作物播種面積與農(nóng)作物播種總面積的比值(%);k——復(fù)種指數(shù)(%),采用一年中各個(gè)季節(jié)的實(shí)際總播種面積除以耕地面積求得。

耕地壓力指數(shù)是人均所需最小耕地面積與實(shí)際人均耕地面積之比,其計(jì)算公式為

式中:K——耕地壓力指數(shù);Sa——實(shí)際人均耕地面積(hm2)。

耕地壓力指數(shù)反映最小人均耕地面積和實(shí)際值的對(duì)比關(guān)系,可以衡量某一區(qū)域耕地資源的緊張程度;它給出了耕地保護(hù)的閾值,可作為耕地保護(hù)的調(diào)控指標(biāo)。由于最小人均耕地面積與實(shí)際人均耕地面積都是動(dòng)態(tài)變化的,所以不同區(qū)域或不同時(shí)期的耕地壓力指數(shù)也會(huì)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。不同時(shí)空條件下的K值大小反映了耕地資源所承受的壓力水平,計(jì)算K值可幫助人們選擇不同的調(diào)控策略,以調(diào)節(jié)耕地資源所承受的壓力,實(shí)現(xiàn)耕地資源的可持續(xù)利用。當(dāng)耕地壓力指數(shù)K＜1時(shí),人均耕地實(shí)際值大于最小人均耕地面積值,耕地?zé)o明顯壓力;K=1時(shí),兩者相同,需加緊保護(hù)耕地,以保證人們正常生活需求;K＞1時(shí),耕地壓力明顯,糧食的生產(chǎn)不能保證正常需求,可能導(dǎo)致糧食危機(jī),應(yīng)立即采取緊急措施。同時(shí),某一特定時(shí)點(diǎn)的K值與1的偏離程度代表了最小人均耕地面積值和實(shí)際值的離合程度,偏離越大,安全或壓力的程度越強(qiáng)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究中用到的耕地面積、糧食單產(chǎn)、糧食作物播種面積、農(nóng)作物播種面積和人口數(shù)據(jù)均來源于唐山市統(tǒng)計(jì)年鑒,鑒于數(shù)據(jù)的可獲取性,本文選擇 1984-2008年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

2 唐山市耕地-糧食-人口系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析

2.1 1984-2008年期間耕地資源動(dòng)態(tài)變化

對(duì)唐山市1984年以來耕地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),唐山市耕地面積總體呈緩慢減少的趨勢(shì),1984-2008年全市耕地凈減少29 870 hm2。圖1顯示的是唐山市耕地面積及其年遞減率的變化趨勢(shì)。由圖1可知,全市耕地總量從1984年的592 613 hm2減少到2008年的562 743 hm2,年均減少1 244.58 hm2。1984年以來,除1995年和1996年兩年耕地總量略有增加外,耕地面積總體處于緩慢減少的過程當(dāng)中,期間也有個(gè)別年份減少數(shù)量很大,如2002年、2003年兩年減少耕地13 746 hm2,這主要是由于國(guó)家實(shí)行退耕還林政策所致。

圖1 1984-2008年唐山市耕地面積及其年遞減率變化

人均耕地面積的變化過程與耕地面積變化過程息息相關(guān),而且由于區(qū)域人口遞增趨勢(shì),人均耕地面積總體呈持續(xù)遞減趨勢(shì),由1984年的0.098 hm2降低到2008年的0.077 hm2(圖2)。從人均耕地面積年遞減率曲線可以看出在1984-2008年間有2次遞減極值,分別在1990年和2003年,人均耕地面積年遞減率分別為2.28%和2.00%。這2個(gè)人均耕地面積快速遞減時(shí)期與耕地面積的快速遞減階段基本吻合。20世紀(jì)90年代后期人均耕地面積遞減率總體較小,這與耕地面積遞減幅度降低和人口增長(zhǎng)趨緩有直接關(guān)系。

2.2 1984-2008年期間糧食產(chǎn)量與人均糧食產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化

唐山市1984年糧食總產(chǎn)量為227萬t,2008年增加到287.93萬t,年均增產(chǎn)糧食2.54萬t。90年代中期以后,雖然糧食單產(chǎn)在穩(wěn)步提高,但由于比較經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較低,農(nóng)民種糧積極性不高,糧食播種面積持續(xù)減少,到2004年糧食播種面積只占農(nóng)作物總播種面積的57.63%(研究期內(nèi)最高為78.11%),再加上耕地面積的持續(xù)減少,致使糧食總產(chǎn)量在1998年達(dá)到頂峰后出現(xiàn)了較大波動(dòng)。從圖3可以看出,1998年糧食總產(chǎn)量達(dá)到頂峰為352.89萬t,之后持續(xù)減少,2003年到達(dá)低谷,只有231.47萬t,相差121.42萬t。之后由于國(guó)家一系列惠農(nóng)政策的實(shí)施,農(nóng)民種糧積極性有所提高,糧食播種面積增加,加上糧食單產(chǎn)不斷提高,糧食總產(chǎn)量不斷增加,至2008年產(chǎn)量達(dá)到287.93萬t,但與研究時(shí)段內(nèi)的最高水平的1998年還有相當(dāng)?shù)牟罹?。人均糧食產(chǎn)量變化趨勢(shì)和糧食總產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本一致,1984年人均糧食產(chǎn)量376 kg,歷史最高(1998年)為511 kg,2008年為395 kg,由于上述原因,90年代中期后人均糧食產(chǎn)量也出現(xiàn)了較大波動(dòng)(圖3)。

圖2 1984-2008年唐山市人均耕地面積及其年遞減率變化

圖3 1984-2008年唐山市糧食總產(chǎn)量、人均糧食產(chǎn)量變化情況

2.3 1984-2008年期間人口數(shù)量動(dòng)態(tài)變化

1984年唐山市總?cè)丝?03.33萬人,到2008年末人口為729.41萬人,平均每年凈增人口5.28萬人,年均人口增長(zhǎng)率為6.16‰。研究時(shí)段內(nèi)人口自然增長(zhǎng)率出現(xiàn)了兩個(gè)峰值,一是1990年人口自然增長(zhǎng)率達(dá)到了14.9‰,之后逐漸降低,1992年之后總體保持在5‰之下,最低達(dá)到2.8‰。另一個(gè)峰值不太明顯,出現(xiàn)在2005年,人口自然增長(zhǎng)率為6.1‰,之后又逐漸降低?？傮w上看,1984-2008年唐山市平均人口自然增長(zhǎng)率低于全國(guó)平均水平,屬人口增長(zhǎng)相對(duì)緩慢地區(qū)(見圖4)。

圖4 1984-2008年唐山市人口及人口自然增長(zhǎng)率變化

2.4 耕地壓力指數(shù)計(jì)算及其動(dòng)態(tài)變化

基于以上耕地、糧食、人口的動(dòng)態(tài)變化分析,可以進(jìn)一步計(jì)算分析唐山市最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)(K值)。根據(jù)唐山市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平將人均糧食需求量定為400 kg[5];唐山市位于華北平原東部,是我國(guó)糧食自給有余的地區(qū)之一,此處將糧食自給率定為1。計(jì)算結(jié)果顯示,唐山市最小人均耕地面積與K值表現(xiàn)出相似的先降低后升高的變化趨勢(shì)(圖5),根據(jù)K值的波動(dòng)狀況可以將整個(gè)變化過程分為三個(gè)階段:(1)1984-1998年,K值總體呈下降趨勢(shì),期間的1984年、1985年和1987年三年K值大于1,耕地壓力明顯,其余年份K值均小于1,耕地?zé)o明顯壓力;(2)1998-2003年,K值從1998年的0.78不斷升高至2003年的1.22,期間的 2000年、2001年、2002年、2003年K值均大于1,耕地壓力明顯;(3)2003-2008年,K值呈減小趨勢(shì),但均大于1,耕地壓力明顯。耕地壓力指數(shù)波動(dòng)的趨勢(shì)與糧食總產(chǎn)量及人均產(chǎn)量的波動(dòng)趨勢(shì)表明其變化原因一致,1998年糧食總產(chǎn)及人均產(chǎn)量達(dá)到峰值,K值則降至最低,2003年糧食產(chǎn)量及人均產(chǎn)量降至低谷,K值則升至最高。

圖5 1984-2008年唐山市最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)變化情況

3 緩解耕地壓力的調(diào)控策略分析

協(xié)調(diào)耕地-糧食-人口系統(tǒng)關(guān)系,緩解耕地壓力,應(yīng)從分析影響耕地壓力的因素著手,重點(diǎn)突出。由耕地壓力指數(shù)模型可知影響K值的因素包括耕地面積、人口數(shù)量、復(fù)種指數(shù)、糧食作物播種面積比例、糧食單產(chǎn)等。

(1)嚴(yán)格控制人口增長(zhǎng)可以緩解耕地壓力,但唐山市乃至全國(guó)人口自然增長(zhǎng)率已處于較低水平且還在持續(xù)降低,2008年唐山市人口自然增長(zhǎng)率為4.1‰,全國(guó)為5.08‰。實(shí)行更嚴(yán)格的人口政策在緩解耕地壓力的同時(shí),可能會(huì)帶來一系列的社會(huì)問題,如會(huì)對(duì)已經(jīng)十分嚴(yán)重的人口老齡化問題帶來巨大沖擊,從這個(gè)角度看,緩解耕地壓力,從人口政策著手的余地不大。

(2)復(fù)種指數(shù)的提高相當(dāng)于增加耕地面積,因此在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)對(duì)糧食增產(chǎn)起到促進(jìn)作用。研究時(shí)段內(nèi)唐山市復(fù)種指數(shù)有一定的提高,但幅度不大,近10 a來基本保持在1.35～1.49。由于復(fù)種指數(shù)受氣候因素的影響巨大,從目前狀況看,短期內(nèi)進(jìn)一步提高復(fù)種指數(shù)的幅度有限,因此依靠提高復(fù)種指數(shù)緩解耕地壓力并不現(xiàn)實(shí)。

(3)糧食作物播種面積比例直接決定著糧食總播種面積,對(duì)糧食總產(chǎn)量影響很大。唐山市在研究時(shí)段內(nèi)該比例呈持續(xù)降低趨勢(shì),由1984年的0.77降至2008年的0.60。長(zhǎng)期以來由于比較經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較低,農(nóng)民種糧積極性不高,近幾年雖然國(guó)家一系列惠農(nóng)政策相繼出臺(tái),農(nóng)民得到了實(shí)惠,從全國(guó)范圍看農(nóng)民種糧積極性在提高,但這一點(diǎn)在唐山市表現(xiàn)并不明顯。因此農(nóng)民種糧積極性受政府宏觀調(diào)控的力度影響,存在一定的不確定性。

(4)糧食單產(chǎn)在研究時(shí)段內(nèi)不斷增加,由1984年的4 004 kg/hm2增加到2008年的6 208 kg/hm2,對(duì)緩解耕地壓力起到了至關(guān)重要的作用,而科技進(jìn)步則是糧食單產(chǎn)提高的推動(dòng)力。農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步主要表現(xiàn)為種植高產(chǎn)作物,使用更多的化肥、農(nóng)藥、地膜等[6],但是化肥、農(nóng)藥、地膜等的大量使用已經(jīng)帶來了較為嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題,使用化肥農(nóng)藥的邊際效益遞減問題也已經(jīng)顯現(xiàn)[7],因此長(zhǎng)期依靠增加物質(zhì)投入增產(chǎn)糧食已不現(xiàn)實(shí),從這一角度看,未來提高單產(chǎn)重點(diǎn)應(yīng)放在種植高產(chǎn)作物上。

綜合以上分析,保持區(qū)域內(nèi)一定數(shù)量的耕地和種植高產(chǎn)作物應(yīng)是協(xié)調(diào)耕地-糧食-人口系統(tǒng)關(guān)系,緩解耕地壓力的重點(diǎn),由于高產(chǎn)新品種作物的培育有其周期性,需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間,因此,劃定耕地保護(hù)底線,保持一定數(shù)量的耕地就成了緩解耕地壓力的是重中之重。

保持一定數(shù)量的耕地也就是要嚴(yán)格控制耕地流失問題。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn),致使耕地減少的途徑包括建設(shè)占用、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、災(zāi)害損毀和生態(tài)退耕4種。表面上看它們共同導(dǎo)致了耕地的減少,但是,在以上耕地流失的4種途徑中,災(zāi)害損毀耕地,人類幾乎不能左右或者說影響能力很小;生態(tài)退耕雖然造成了短期內(nèi)耕地的減少,但是由于退耕的耕地大都屬于不宜耕種、對(duì)生態(tài)環(huán)境具有潛在威脅的耕地,從可持續(xù)發(fā)展角度來看,生態(tài)退耕勢(shì)在必行,這兩種原因造成的耕地減少,對(duì)糧食安全不具有根本性的破壞力;由于農(nóng)業(yè)用地結(jié)構(gòu)調(diào)整是雙向的,即耕地可以向其他農(nóng)用地流轉(zhuǎn),其他農(nóng)用地也可向耕地流轉(zhuǎn),因此在政府合理的宏觀調(diào)控下,這不會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力構(gòu)成本質(zhì)上的威脅。而耕地向建設(shè)用地的流轉(zhuǎn),則基本上是單向的,即只有耕地向建設(shè)用地流轉(zhuǎn),而建設(shè)用地向耕地流轉(zhuǎn)則存在嚴(yán)重的技術(shù)障礙。因此,在進(jìn)一步的耕地管理中,強(qiáng)化建設(shè)占用耕地的管理對(duì)于耕地保護(hù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)論

(1)1984-2008年,唐山市耕地面積、糧食作物播種面積比例在減小,雖然復(fù)種指數(shù)有小幅度提高,但綜合作用的結(jié)果是糧食播種面積絕對(duì)量持續(xù)減少;人口持續(xù)增加;糧食單產(chǎn)有大幅提高。以上因素雖對(duì)最小人均耕地面積和K值的影響方向不同,但綜合作用的結(jié)果是使最小人均耕地面積及K值在研究時(shí)段內(nèi)表現(xiàn)出先降低后升高的相似變化趨勢(shì),尤其是2000年以來,K值均大于1,耕地壓力明顯。

(2)保持區(qū)域內(nèi)一定數(shù)量的耕地和種植高產(chǎn)作物是協(xié)調(diào)耕地-糧食-人口系統(tǒng),緩解耕地壓力的重點(diǎn),其中保持一定數(shù)量的耕地則是重中之重;為實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)目標(biāo),強(qiáng)化建設(shè)占用耕地的管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]鮑超,方創(chuàng)琳.長(zhǎng)江流域耕地-糧食-人口復(fù)合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析及調(diào)控途徑[J].中國(guó)人口?資源與環(huán)境,2007,17(2):115-120.

[2]孔雪松,常旭.湖北省耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)空差異[J].世界地理研究,2004,13(2):72-76.

[3]李晶,任志遠(yuǎn),周自翔.區(qū)域糧食安全性分析與預(yù)測(cè):以陜西省關(guān)中地區(qū)為例[J].資源科學(xué),2005,27(4):89-94.

[4]蔡運(yùn)龍,傅澤強(qiáng),戴爾阜.區(qū)域最小人均耕地面積與耕地資源調(diào)控[J].地理學(xué)報(bào),2002,57(2):127-134.

[5]中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院新聞辦公室.《中國(guó)的糧食問題》白皮書[Z],1996.

[6]陶燕格,劉艷華,宋乃平,等.退耕還林對(duì)農(nóng)戶收益情況影響的對(duì)比分析:以寧夏回族自治區(qū)原州區(qū)為例[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006,20(6):36-42.

[7]蔡運(yùn)龍.自然資源學(xué)原理[M].2版.北京:高等教育出版社,2000.