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        基于糧食安全的區(qū)域耕地壓力研究
        ——以遼寧省為例

        2010-09-06 06:07:40范秋梅蔡運龍
        地域研究與開發(fā) 2010年5期
        關(guān)鍵詞:耕地糧食

        范秋梅,蔡運龍

        (1.北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院土地科學(xué)中心地表過程分析與模擬教育部重點實驗室,北京100871;2.沈陽大學(xué),沈陽110041)

        基于糧食安全的區(qū)域耕地壓力研究
        ——以遼寧省為例

        范秋梅1,2,蔡運龍1

        (1.北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院土地科學(xué)中心地表過程分析與模擬教育部重點實驗室,北京100871;2.沈陽大學(xué),沈陽110041)

        運用“最小人均耕地面積”及“耕地壓力指數(shù)”的概念和計算模型對遼寧省1997—2007年間耕地資源動態(tài)變化進(jìn)行了定量分析,應(yīng)用灰色系統(tǒng)G M(1.1)預(yù)測模型對未來15年耕地壓力變化進(jìn)行了預(yù)測,據(jù)此提出了耕地利用和保護(hù)對策。研究結(jié)果表明:遼寧省工業(yè)大發(fā)展以來,特別是老工業(yè)基地的振興和城市化進(jìn)程的加快,雖然占用了一些耕地,但耕地壓力指數(shù)不僅沒有加劇,反而呈現(xiàn)下降趨勢,主要原因是耕地生產(chǎn)力在不斷提高??萍歼M(jìn)步以及生態(tài)建設(shè)的完善是未來減輕耕地壓力、保障耕地、人口和糧食可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

        糧食安全;耕地壓力;動態(tài)分析;灰色預(yù)測;遼寧省

        遼寧省位于中國東北地區(qū)的南部,是中國東北經(jīng)濟區(qū)和環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)的重要組成部分和結(jié)合部。地跨東經(jīng)118°53′~125°46′,北緯38°43′~43°26′之間,陸地總面積14.59萬km2[1],占中國陸地面積的1.5%。陸地面積中,山地面積占59.8%;平原占33.4%;水域面積占6.8%。2007年末,耕地面積408.52萬hm2,總?cè)丝?298萬人,糧食總產(chǎn)量1835萬t。遼寧省是我國的重工業(yè)基地,素有“東方的魯爾”之稱。改革開放特別是“十一五”以來,經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展,進(jìn)入全面建設(shè)小康社會、加快推進(jìn)老工業(yè)基地建設(shè)的新發(fā)展階段,同時也是建設(shè)用地需求增長的旺盛時期。工業(yè)化和城鎮(zhèn)化將快速增長,耕地保護(hù)工作將面臨巨大的壓力和挑戰(zhàn)。

        1 研究方法及數(shù)據(jù)來源

        1.1 研究方法

        采用最小人均耕地面積及耕地壓力指數(shù)模型[2]和灰色系統(tǒng)G M(1.1)預(yù)測模型對遼寧省耕地、人口、糧食等進(jìn)行分析,計算不同時期耕地閾值(最小人均耕地面積)和耕地壓力指數(shù),對2008—2020年耕地壓力進(jìn)行預(yù)測并提出耕地保護(hù)對策。

        最小人均耕地面積指在一定區(qū)域范圍內(nèi),一定糧食自給水平和耕地生產(chǎn)力條件下,為了滿足人口正常生活的食物消費所需的耕地面積。最小人均耕地面積是食物供給率、食物消費水平、耕地生產(chǎn)力水平等因子的函數(shù),其公式為

        式中:Smin為最小人均耕地面積(hm2/人);β為食物自給率(%);Gr為人均食物需求量(kg/人);P為食物單產(chǎn)(kg/hm2);q為食物播種面積占總播種面積之比(%);k為復(fù)種指數(shù)(%),它是一年中各個季節(jié)的實際總播種面積除以耕地面積求得的[3]。最小人均耕地面積反映了一個區(qū)域糧食安全的耕地閾值。

        耕地壓力指數(shù)指最小人均耕地面積與實際人均耕地面積之比,其公式為

        式中:K表示耕地壓力指數(shù);Sa表示實際人均耕地面積(hm2/人),是區(qū)域可耕地總面積與人口數(shù)量的函數(shù)。耕地壓力指數(shù)可以衡量一個地區(qū)耕地資源的稀缺程度,可作為耕地保護(hù)的調(diào)控指標(biāo)[4]。

        灰色系統(tǒng)G M(1.1)模型是通過原始數(shù)據(jù)的處理,發(fā)現(xiàn)掌握系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律,對系統(tǒng)的未來狀態(tài)作出科學(xué)的定量預(yù)測[5]。統(tǒng)計預(yù)測要求有足夠的樣本和充分的數(shù)據(jù),還需要符合典型分布。灰色系統(tǒng)預(yù)測模型對數(shù)據(jù)要求不高,更不需要典型分布,而實踐證明其預(yù)測精度比較高。它可用于近期、中長期預(yù)測,特別適合于人口、土地利用方面的預(yù)測。

        1.2 數(shù)據(jù)來源

        數(shù)據(jù)主要來源于遼寧統(tǒng)計年鑒[6],遼寧省經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒,遼寧省土地利用變更表①遼寧省國土資源調(diào)查規(guī)劃局.遼寧省土地利用總體規(guī)劃實施報告,2006。,遼寧省經(jīng)濟發(fā)展公報等。為了統(tǒng)一口徑,研究時段選定為1997—2007年。

        2 遼寧省耕地壓力的動態(tài)變化

        2.1 耕地資源的動態(tài)變化

        研究期內(nèi)遼寧省耕地面積總體呈下降趨勢(圖1), 1997—2007年11年耕地累計減少量為29.4511萬hm2,年均減少量為2.677 4萬hm2。耕地變化可以分成3個階段:1997—2000年耕地總量逐年增加,年均增加量為413.27 hm2;2001—2003年耕地快速減少,3年間耕地減少了8.937 6萬hm2,占研究期內(nèi)耕地減少總量的30.35%,2003年耕地最少為407.3654萬hm2;2004—2007年由于加強耕地保護(hù),耕地有所增加,但增加的幅度不大。

        圖1 遼寧省1997—2007年人口、耕地面積變化Fig.1 The change of population and cultivated land area in L iaon ing Province from 1997 to 2007

        耕地減少的主要原因是老工業(yè)基地振興政策實施之后,城鎮(zhèn)建設(shè)和交通、獨立工礦建設(shè)用地急劇擴張,人口持續(xù)增長對公共設(shè)施用地的需求增加,工業(yè)污染毀損以及生態(tài)退耕。顯示遼寧省的經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)建設(shè)、糧食安全與耕地保護(hù)的矛盾日益突出。

        2.2 人均耕地面積動態(tài)變化

        1997—2007年全省總?cè)丝谟? 077.1萬人增加到4298萬人(圖1),人均耕地由0.102 hm2減少到0.095 hm2(圖2),將會影響到糧食安全。

        圖2 遼寧省1997—2007年人均耕地面積變化Fig.2 The change of cultivated land area per capita i n L i aon ing Province from 1997 to 2007

        2.3 糧食產(chǎn)量的動態(tài)變化

        遼寧省糧食總產(chǎn)量年際變化波動較大,總體呈上升趨勢。1997—2007年間平均增長47.41萬t。其中, 2000年糧食大幅減產(chǎn),主要原因是糧食播種面積大幅減少。1999—2000年的糧食播種面積減少了19.67萬hm2。此外,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)退耕、洪澇、干旱和糧食比較效益低下[7]是糧食減產(chǎn)的主要原因。

        糧食單產(chǎn)的變化趨勢與糧食總產(chǎn)量的變化趨勢基本相同。1997—2007年,年平均增長140.3㎏/hm2。減幅較大的年份為2000年。遼寧省糧食單產(chǎn)相對較高,主要原因是機械化水平較高,科技對農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)較大。

        人均糧食占有量的變化與糧食總產(chǎn)量和單產(chǎn)的變化趨勢相同。1997—2007年,全省人均糧食占有量年均增長9.52㎏/人,上升幅度不大。說明遼寧省人口增長速度快于糧食增長速度,耕地壓力較大。

        從圖3可看出,糧食單產(chǎn)增長幅度最大,糧食總產(chǎn)量增幅次之,人均糧食增幅最小,但總體呈上升趨勢。

        圖3 遼寧省1997—2007年糧食總產(chǎn)量、糧食單產(chǎn)和人均糧食產(chǎn)量變化Fig.3 The change of total output, un it output and output per capita of gra in in L iaon ing Province from 1997 to 2007

        2.4 最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)的動態(tài)變化

        最小人均耕地面積是保障糧食安全的底線。國際小康標(biāo)準(zhǔn)中人均糧食需求量為400~600㎏[3]。遼寧省是工業(yè)大省,也是重要的農(nóng)業(yè)大省,目前人均糧食占有量較低,但能夠基本滿足自給,因此,本研究以每年消耗糧食400 kg/人作為人均糧食需求量,糧食自給率取100%,由此得出最小人均耕地面積(圖4)。

        圖4 遼寧省1997—2007年耕地壓力指數(shù)和最小人均耕地面積變化Fig.4 The change of pressure index on and m in i mum area per capita of cultivated land in L iaon ing Province from 1997 to 2007

        依據(jù)1997—2007年最小耕地面積Smin和人均耕地實際面積Sa,由公式(2)計算出耕地壓力指數(shù)(圖4)。從中可以看出,遼寧省耕地壓力指數(shù)只有1997,2000, 2001年這3年大于1,其余年份都小于1,說明遼寧省工業(yè)建設(shè)雖然占用了一些耕地,但耕地壓力指數(shù)不僅沒有增加,反而呈現(xiàn)下降趨勢,主要原因是耕地生產(chǎn)力在不斷提高,土地整理和后備資源開發(fā)補充了耕地,耕地保護(hù)工作取得了一定的成效。

        3 耕地壓力的趨勢預(yù)測

        3.1 人口、糧食、耕地面積預(yù)測

        根據(jù)灰色系統(tǒng)原理,運用計算機建立G(1.1)模型,把遼寧省1997—2007年耕地變化數(shù)據(jù)帶入計算機建立的灰色模型G(1.1)中進(jìn)行計算,得出人口、糧食及耕地面積的擬合方程

        對模型進(jìn)行后驗差檢驗:方差比C=O.070 3, 0.1025,0.1620,小誤差概率P=1.0000,效果較好。

        3.2 耕地壓力指數(shù)、最小人均耕地面積預(yù)測

        基于以上耕地面積、糧食產(chǎn)量和人口的預(yù)測結(jié)果(圖5),按人均食物需求量為400 kg/人計算,可以得出最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)的預(yù)測結(jié)果(圖6)。

        結(jié)果顯示:2008—2020年耕地壓力指數(shù)將逐年降低,并始終小于1,糧食安全用地與建設(shè)用地及生態(tài)建設(shè)用地的矛盾將趨于平穩(wěn)。究其原因,主要是投入增加和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步將不斷提高糧食單產(chǎn)水平,同時未來工業(yè)化、城市化用地需求也將趨于穩(wěn)定。特別應(yīng)該指出,這種預(yù)測基于1997—2007年間的數(shù)據(jù),而此期間采取了嚴(yán)格的耕地保護(hù)措施。因此,這種預(yù)測的真實性在很大程度上取決于未來繼續(xù)加強耕地保護(hù)工作,尤其是考慮到遼寧省耕地面積與人口的反向動態(tài)變化仍然是不可避免的趨勢,耕地保護(hù)絕不能放松。

        4 減緩耕地壓力的對策

        4.1 加強農(nóng)業(yè)投入,提高糧食單產(chǎn)

        從遼寧目前和預(yù)測的耕地壓力指數(shù)值來看,耕地壓力指數(shù)隨著時間的推移逐漸降低,并始終小于1,在耕地面積減少的情況下,加大農(nóng)業(yè)投入、提高糧食單位面積產(chǎn)量是減輕耕地壓力的關(guān)鍵。政府應(yīng)加強基本農(nóng)田建設(shè),對現(xiàn)有條件較好的高產(chǎn)田,完善硬件建設(shè)、增加科技投入,使之持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。加大中、低產(chǎn)田的改造力度,提高遼東、遼西山區(qū)的耕地質(zhì)量;加快農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)化,實行產(chǎn)學(xué)研一體化的技術(shù)服務(wù)體系,以科技興農(nóng)促進(jìn)耕地保護(hù)并提高糧食單位面積產(chǎn)量。

        4.2 重視耕地整理,保持動態(tài)平衡

        進(jìn)行土地開發(fā)整理是增加耕地供給、緩解耕地壓力的有效途徑[8]。圖1顯示出遼寧省人口與耕地成反向增加,人均耕地面積逐年降低。這點警示我們必須保護(hù)耕地,重視耕地整理,深入挖掘耕地開發(fā)潛力,使耕地需求與供給保持動態(tài)平衡,不僅要實現(xiàn)數(shù)量上的平衡,更要注重質(zhì)量的平衡。

        4.3 加速人口城鎮(zhèn)化,提高空間集聚度

        研究表明,在一定的人口數(shù)量下,人口的城鎮(zhèn)化有利于耕地保護(hù)。目前,遼寧省經(jīng)濟處于快速發(fā)展時期,應(yīng)不失時機地引導(dǎo)人口城鎮(zhèn)化,采取拆村并莊、擴大城鎮(zhèn)規(guī)模等措施,提高人口的空間集聚水平,解決區(qū)域人口―耕地―糧食問題。

        4.4 控制人口數(shù)量,提高人口質(zhì)量

        人口數(shù)量增加不僅增加耕地壓力,直接危及糧食安全,而且將影響經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。遼寧省1997年人口為4077.1萬人,到2020年人口將達(dá)到4 600萬人,人均耕地面積僅為0.085 hm2。因此,要控制人口增長,加大計劃生育管理力度,不但對減少人口的食物需求、更好地養(yǎng)活人口有重要意義,而且對減少未來人口對耕地的占用也有重要意義。同時,注重提高人口質(zhì)量,加強土地生態(tài)教育,提高耕地保護(hù)意識,樹立保護(hù)耕地的緊迫感和責(zé)任心,以保證糧食生產(chǎn)的安全。

        4.5 加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化,提倡規(guī)模經(jīng)營

        農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化是解決農(nóng)業(yè)問題的根本途徑之一。由于受比較利益的影響,農(nóng)民“厭農(nóng)”的現(xiàn)象日益嚴(yán)重,遼寧目前還存在耕地粗放經(jīng)營或撂荒及耕地的細(xì)碎化現(xiàn)象。為了解決這個問題就必須轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式,政府部門應(yīng)當(dāng)因勢利導(dǎo),使其走上農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化道路。同時,對集體土地承包權(quán)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母?鼓勵農(nóng)地經(jīng)營在集體內(nèi)部流通,促進(jìn)土地規(guī)模經(jīng)營的擴大。

        4.6 加強政策力度,嚴(yán)格保護(hù)耕地

        目前,遼寧耕地出現(xiàn)的一系列問題主要是執(zhí)法力度的問題。政府應(yīng)該實行嚴(yán)格的土地用途管制;改革土地的收益和分配機制:提高農(nóng)業(yè)的比較利益,特別對耕地的社會效益與生態(tài)效益進(jìn)行價值化和量化,并使之能得到相應(yīng)的實現(xiàn),如制定農(nóng)用地的政府補貼政策、農(nóng)產(chǎn)品價格補貼與保護(hù)政策等;運用經(jīng)濟手段控制地方政府從農(nóng)地轉(zhuǎn)用中獲得的利益和提高多占地、占好地的成本,以約束農(nóng)地轉(zhuǎn)用與土地占用;制定和修改有關(guān)法律、法規(guī),建立健全耕地保護(hù)的有關(guān)法律體系;利用“3S”技術(shù)建立耕地資源預(yù)警系統(tǒng)和耕地資源動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)并對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和管理。

        [1] 王敬波,周世燁,李洪興,等.遼寧省耕地后備資源調(diào)查評價與可持續(xù)利用研究[M].沈陽:遼寧科技出版社, 2005:1-3.

        [2] 蔡運龍,傅澤強,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,2002,57(2):127-134.

        [3] 魯奇.中國耕地資源開發(fā)、保護(hù)與糧食安全保障問題[J].資源科學(xué),1999,21(6):5-8.

        [4] 李玉平,蔡運龍.河北省耕地壓力動態(tài)分析與預(yù)測[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2007(4):1-5.

        [5] 鄧聚龍.灰理論基礎(chǔ)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社, 2002:221-225.

        [6] 遼寧省統(tǒng)計局.遼寧統(tǒng)計年鑒[Z].北京:中國統(tǒng)計出版社,2008.

        [7] 傅澤強,蔡運龍,楊友孝,等.中國糧食安全與耕地資源變化的相關(guān)分析[J].自然資源學(xué)報,2001,16(4):313 -319.

        [8] 何蓓蓓,劉友兆,董榮,等.淮南市耕地數(shù)量變化與經(jīng)濟增長的結(jié)構(gòu)性分析[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,33 (3):442-444.

        A Study about the Pressure on Cultivated
        Land Based on Food Security:The Case of L iaon ing Province

        Fan Qiumei1,2,Cai Yunlong1
        (1.School of U rban and Environm ental Sciences,Center forLand Study,Key Laboratory for Earth Surface Processes of theM inistry of Education, Peking University,Beijing100871,China;2.Shenyang University,Shenyang110041,China)

        The minimum area per capita of cultivated land and the pressure index on cultivated land’concepts and calculation models are used to quantitatively analysis the dynamics of cultivated land resources during 1997—2007 in Liaoning Province.Then the gray system G M(1.1)forecasting model is applied to predict the change of pressure index on cultivated land for the next 15 years.Finally,the land use and conservation strategies are proposed.The results show that:Although the industrial development,particularly the revitalization of old industrial bases and the acceleration of urbanization process inLiaoning Province took up a numberof cultivated land, but the pressure index on cultivated land has not increased,instead shown a downward trend due to the continuous improvement of the cultivated land productivity.Technological advances and the strengthening of ecological construction are main approaches to reduce land pressure,to ensure the sustainable development of cultivated land, population and food security in the future.

        food security;pressure on cultivated land;dynamic analysis;gray forecast;Liaoning Province

        book=110,ebook=155

        F301.21

        :A

        :1003-2363(2010)05-0110-04

        2010-04-27;

        :2010-06-22

        國家自然科學(xué)基金項目(40971051)

        范秋梅(1965-),女,遼寧錦州人,副教授,博士,主要從事區(qū)域開發(fā)與規(guī)劃研究,(E-mail)fanqmsy@163.com。

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