湯進華，韓冰華，宋成舜

(湖北科技學(xué)院 資源環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

耕地是社會經(jīng)濟飛快發(fā)展不可替代的自然資源，其規(guī)模量與質(zhì)量大體上決定了一地區(qū)人口承載力和可持續(xù)發(fā)展的能力[1]。隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程加速推進，有限的耕地資源與建設(shè)用地之間的矛盾日益突出。雖然中國實施了“耕地總量動態(tài)平衡戰(zhàn)略”，但補償?shù)牧淤|(zhì)耕地嚴(yán)重影響著區(qū)域糧食安全問題。對此，中國的很多學(xué)者高度關(guān)注。目前，學(xué)者對耕地資源的研究主要是集中在典型區(qū)域的耕地數(shù)量變化的動態(tài)過程[2]、地域差異與類型[3]、驅(qū)動機制[4，5]、耕地動態(tài)平衡[6]、耕地演變與糧食生產(chǎn)[7]、可持續(xù)利用對策等方面[8，9]。但是缺乏對典型丘崗區(qū)域耕地資源利用效益的研究。

咸寧市位于湖北省東南部，轄赤壁市、咸安區(qū)、嘉魚縣、通山縣、通城縣、崇陽縣1市1區(qū)4縣。是武漢“1+8”城市圈中的重要城市之一，地勢東南高，西北低，共分為3個地貌區(qū)。西北部江漢湖積沖積平原區(qū)，中部大幕山——雨山低山丘陵區(qū)，東南部幕阜山侵蝕構(gòu)造中山區(qū)?，F(xiàn)有耕地面積156.06hm2，占全省4.64%，但糧食產(chǎn)量僅占全省的4.22%，糧食單產(chǎn)水平低于湖北省平均單產(chǎn)水平，人均耕地面積0.052 9人/hm2，占全省的9.06%，且大大低于聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)所規(guī)定的人均耕地0.08hm2的警戒線。近年來，隨著人口的不斷增長，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的進程不斷加快，咸寧市“八山一水一分田”的地形特征，使得建設(shè)用地與農(nóng)用地之間的矛盾更加緊張。如何在耕地資源的數(shù)量與質(zhì)量不下降的前提下，確保咸寧市的糧食安全和經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展，有必要對耕地效益進行研究。

1 研究方法

通過查閱相關(guān)參考文獻，在前人研究的基礎(chǔ)上[10-13]，選取可計量的耕地利用效益評價指標(biāo)，構(gòu)造了耕地產(chǎn)出效益系數(shù)、耕地消耗回報系數(shù)、耕地污染替代系數(shù)、耕地利用集約化系數(shù)對咸寧市的耕地利用效益進行定量分析。具體計算方法如下：

耕地產(chǎn)出效益系數(shù)k1=y/f

耕地消耗回報系數(shù)k2=c1/c2

耕地污染替代系數(shù)k3=y/p

耕地利用集約化系數(shù)k4=u/r

式中：y為糧食畝均增長率；f為化肥施用量(折存)增長率；c1為人均GDP增長率；c2為人均耕地減少率；p為農(nóng)藥施用量增長率；u為城鎮(zhèn)化增長率；r為耕地面積減少率。其中，各指標(biāo)增長率、減少率均是按(期末指標(biāo)值-期初指標(biāo)值)/期初指標(biāo)值計算得出。結(jié)合《咸寧統(tǒng)計年鑒(2002-2012)》、《湖北統(tǒng)計年鑒(2012)》中咸寧部分的數(shù)據(jù)，計算出咸寧市耕地資源利用效益指標(biāo)數(shù)值(表1)。

表1 耕地資源利用效益指標(biāo)數(shù)值

2 結(jié)果分析

2.1 耕地數(shù)量和質(zhì)量變化

在2002～2011年的10年中，咸寧市耕地面積總體呈上升趨勢。2011年底，咸寧市耕地面積為15.606×104hm2，與2002年底相比，耕地面積凈增加了2.484×104hm2，耕地面積年均增長0.276×104hm2，年均增長率為2.04%。另外從表2中觀察，咸寧市耕地面積在2002～2003年明顯減少，其原因是退耕還林所致；而在2003～2006年增加較快，共增加耕地面積2.187×104hm2，占研究期耕地面積總增量的88.04%。一方面原因是農(nóng)業(yè)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生變化；另一方面是因為新開荒所致。但后期因咸寧市城市的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展和城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的不斷推進，建設(shè)用地的急劇擴張占用，導(dǎo)致耕地增幅減少。

咸寧市耕地面積在總量上雖有所增加，但是耕地生產(chǎn)力卻有所下降。從表2可知，咸寧市糧食單產(chǎn)在2008年的時候達到最大，為5 676kg/hm2，但2011年僅有4 850kg/hm2，與2008年相比，下降了826kg/hm2。從趨勢發(fā)展來看，2004～2009年，糧食單產(chǎn)一直保持著增長趨勢，且保持在5 000kg/hm2以上。但到2010年，糧食單產(chǎn)急劇下降到4 744kg/hm2，變幅達到15.26%，2011年糧食單產(chǎn)雖有所增加，但是單產(chǎn)量依舊處于較低水平。由此可見，咸寧市耕地雖然在數(shù)量上保持了平衡，但是耕地生產(chǎn)力即耕地利用效益卻有所下降。這主要是因為建設(shè)用地占用了優(yōu)質(zhì)農(nóng)用地，而補充上來的耕地質(zhì)量卻不及原有農(nóng)用地，使得糧食單產(chǎn)有所減少。另一方面，由于化肥、農(nóng)藥的不合理使用，造成土地環(huán)境污染和土壤肥力有所下降，同樣使得糧食單產(chǎn)出現(xiàn)大幅度的減產(chǎn)。

2.2 耕地產(chǎn)出效益分析

耕地資源利用效益首先體現(xiàn)在耕地產(chǎn)出效益上，耕地的產(chǎn)出水平包含農(nóng)作物單產(chǎn)水平、耕地生態(tài)單產(chǎn)水平以及熟制，主要受耕地的質(zhì)量和氣候等自然因素與包括技術(shù)、資本等人為因素的影響，而其中的化肥投入能快速有效的提高糧食產(chǎn)量。當(dāng)化肥施用量增長率為正值時，若k1>1，則說明糧食單產(chǎn)的平均增長率大于化肥施用量(折純)的增長率，耕地產(chǎn)出效益較高；若k1<1，則說明耕地產(chǎn)出效益較差。由圖1可以看出，咸寧市耕地產(chǎn)出效益系數(shù)波動比較明顯，分別在2003年和2010年出現(xiàn)了極小值，并且只有2004、2006、2008年的耕地產(chǎn)出效益系數(shù)k1>1，表明咸寧市耕地的產(chǎn)出效益在這3年中較高；而在其他年份內(nèi)k1均小于1，表明咸寧市耕地產(chǎn)出效益在多數(shù)年份內(nèi)較低，且仍有下降趨勢。

表2 咸寧市耕地變化指標(biāo)

圖1 咸寧市耕地利用效益

一般而言，合理施肥能夠增加糧食產(chǎn)量，提高耕地產(chǎn)出效益。由圖2可看出，咸寧市在2002～2011年，化肥施用量的增長率均為正值，這說明咸寧市對耕地的投入每年都在不斷增多。2008年之前，糧食單產(chǎn)增長率除2003年外，均大于0，且咸寧市耕地產(chǎn)出效益2004、2006、2008年大于1，說明化肥施用量合理，有效的提高了耕地生產(chǎn)潛力，使耕地的產(chǎn)出增長速度高于投入增長速度，咸寧市耕地的產(chǎn)出效益在這3年中較高。而2009、2010年兩年中，糧食單產(chǎn)連續(xù)下降，且在2010年下降得尤為明顯，下降率一度達到15.3%，使得耕地產(chǎn)出效益系數(shù)小于0，出現(xiàn)極小值。2003年耕地產(chǎn)出效益出現(xiàn)極小值主要是保護生態(tài)環(huán)境，退耕還林、還牧造成；2010年耕地利用效益出現(xiàn)極小值的主要原因是咸寧市城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的進程占用了大量的耕地，而補充上來的耕地質(zhì)量低于原有耕地質(zhì)量。雖然2011年，糧食增長率為正值，糧食單產(chǎn)量有所上升，但是k1值依舊小于1，耕地產(chǎn)出效益依然較低。一方面是因為近些年來，咸寧市耕地化肥施用量過度，造成耕地環(huán)境遭受污染和土壤肥力下降，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降，耕地產(chǎn)出效益降低；另一方面還與咸寧市耕地流失，比如耕地拋荒，或者是減少農(nóng)作物的播種次數(shù)，使耕地利用不充分，從而造成的咸寧市耕地產(chǎn)出效益整體較低。

圖2 咸寧市2002～2011年糧食單產(chǎn)和化肥施用量變化率

2.3 耕地消耗回報狀況分析

近年來，咸寧市經(jīng)濟處于快速發(fā)展時期，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的加速進程及人口的不斷增長都無可避免的占用相當(dāng)一部分耕地資源。耕地消耗回報系數(shù)在一定程度上可以反映經(jīng)濟增長與耕地消耗的關(guān)系。當(dāng)人均GDP增長率為正值時，若k2絕對值大于1，則表明耕地非農(nóng)利用程度高，耕地消耗回報高，土地利用合理；若k2絕對值小于1，則表明耕地消耗回報低，土地利用不合理。

從圖3可以看出，咸寧市耕地消耗回報系數(shù)在2002～2006年中，k2值變化不大，比較穩(wěn)定。但是從2006年之后，k2值波動十分明顯。從圖表中反映，k2絕對值在2005～2008年是一直保持上升趨勢的，并且在2007～2008年，耕地消耗回報系數(shù)絕對值大幅度增長，并在2008年出現(xiàn)最大值，k2絕對值一度達到139.63。2008年之后，k2絕對值雖一直在下降，但是依舊大于1。從其趨勢線上說，耕地消耗回報系數(shù)有下降趨勢。但總體上說，咸寧市過去10年來，耕地消耗回報程度較高。

圖3 咸寧市2002～2011年耕地回報狀況

究其原因，從圖4可看出，2004、2005、2006、2010年的咸寧市耕地消耗回報系數(shù)均大于1，但是人均GDP和人均耕地面積的變化率均為正值，說明咸寧市經(jīng)濟的發(fā)展與人均耕地面積的減少并沒有直接關(guān)系。而2007、2008、2009、2011年，咸寧市耕地消耗回報系數(shù)絕對值雖大于1，但是卻為負(fù)數(shù)，這是因為人均GDP增加的同時，人均耕地面積也有所減少，但是耕地消耗回報率總體上較高，不過這一指標(biāo)沒有考慮耕地質(zhì)量的變化。

圖4 咸寧市2002～2011年人均GDP與人均耕地面積變化

2.4 耕地污染狀況分析

為了消除害蟲對糧食產(chǎn)量的影響，則會無可避免的需要使用農(nóng)藥，但也會不同程度地污染了土地環(huán)境。耕地污染替代系數(shù)正是反映了糧食單產(chǎn)量與農(nóng)藥施用量之間的關(guān)系[16]。從圖5可以看出，咸寧市在過去的10年中，耕地污染替代系數(shù)在2008、2010年都大于1，但是只有在2008年的時候可以說明糧食單產(chǎn)的增長速率大于農(nóng)藥施用量的增長率，農(nóng)藥用量保持在一個合理的范圍內(nèi)，有利于糧食單產(chǎn)的提高。這是由于2008年，糧食單產(chǎn)增長率和農(nóng)藥施用量增長率均為正值，且耕地污染替代系數(shù)大于1；而在2010年，糧食單產(chǎn)農(nóng)藥施用量的變化率都為負(fù)值，且糧食單產(chǎn)的變化率大于農(nóng)藥施用量的變化率，耕地污染替代系數(shù)卻也大于1，反而說明農(nóng)藥施用量的減少引起了糧食單產(chǎn)更大幅度的減少，說明了咸寧市耕地利用方式和農(nóng)藥施用量的不合理，使得耕地生產(chǎn)潛力沒有得到最有效的提升，反而造成糧食的減產(chǎn)。說明咸寧市在過去的十年中，農(nóng)藥施用量整體處于不合理的狀態(tài)。

圖5 咸寧市2002～2011年耕地污染狀況

從圖6中不難發(fā)現(xiàn)，咸寧市在2002～2011年的10年中，農(nóng)藥施用量在多數(shù)年份內(nèi)是下降的，僅在2004、2006、2008年的時候，農(nóng)藥施用量的增長率為正值，其他年份內(nèi)均小于0。糧食單產(chǎn)增長率在2008年之前，除2003年外，糧食單產(chǎn)增長率為正值，但是在2009、2010年的兩年中，糧食單產(chǎn)增長率連續(xù)下降，分別為-1.37%和-15.3%。而在這兩年中，農(nóng)藥的施用量也均在減少。這說明糧食單產(chǎn)量的減少與農(nóng)藥的不合理施用關(guān)聯(lián)度較高。

圖6 咸寧市2002～2011年糧食單產(chǎn)與農(nóng)藥施用量變化率

2.5 耕地利用集約化分析

耕地資源由于位置的固定性和數(shù)量的稀缺性，為提高人口、經(jīng)濟、環(huán)境承載力，就必須對有限的土地資源集約化利用。耕地利用集約化系數(shù)k4在一定程度上反映了耕地利用集約化程度。由圖7可看出，2002～2006年，咸寧市耕地利用集約化系數(shù)變動幅度很小，較為穩(wěn)定；但是在2006年之后，k4波動十分大，分別在2007和2011年出現(xiàn)兩次極大值，特別是在2007年，k4值一度達到13.44。這反映了在2006年前，咸寧市的城鎮(zhèn)化水平還比較低，社會經(jīng)濟發(fā)展處于緩慢狀態(tài)。2006年之后，咸寧市的城鎮(zhèn)化進程加快，一方面提高了土地的集約利用程度，推動了社會經(jīng)濟高速發(fā)展；但是另一方面城鎮(zhèn)化的進程無可避免地占用一部分耕地，使得建設(shè)占用與耕地保護之間的矛盾日益突出。

圖7 咸寧市2002～2011年耕地利用集約狀況

3 結(jié)論與討論

基于耕地數(shù)量和質(zhì)量變化，選擇耕地產(chǎn)出效益系數(shù)、耕地污染替代系數(shù)、耕地消耗回報系數(shù)、耕地利用集約化系數(shù)指標(biāo)測算了咸寧耕地資源利用效益，得出如下結(jié)論：

(1)研究期內(nèi)，咸寧市耕地面積總體上呈上升趨勢，但后期因城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的不斷推進，建設(shè)用地的急劇擴張導(dǎo)致耕地增幅減少。補償?shù)牧淤|(zhì)耕地及過度使用化肥農(nóng)藥致使耕地質(zhì)量有所下降。

(2)研究期內(nèi)，咸寧市耕地產(chǎn)出效益系數(shù)波動比較明顯，除2004、2006、2008年較好外，總體上呈下降趨勢。耕地產(chǎn)出效益下降的原因，除了與化肥的過度使用、農(nóng)藥的不合理使用，以及因“占補平衡”而補充的耕地質(zhì)量低于原有耕地質(zhì)量而造成耕地整體生產(chǎn)力下降外，還與耕地的流失，耕地復(fù)種指數(shù)減少有著密切的關(guān)系。

(3)研究期內(nèi)，咸寧市耕地消耗回報系數(shù)總體上呈下降趨勢。但耕地消耗回報程度較高，其值均大于1。咸寧市的經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)是以消耗耕地資源為代價的，但是從耕地消耗回報狀況分析中可以看出，咸寧市經(jīng)濟的發(fā)展速度快于耕地面積的減少速度，耕地轉(zhuǎn)化為非農(nóng)建設(shè)項目用地后的利用程度較高。

(4)研究期內(nèi)，咸寧市耕地利用集約化系數(shù)總體呈上升趨勢，城鎮(zhèn)化水平與耕地集約利用程度呈正相關(guān)。2006年前咸寧市耕地利用集約化系數(shù)變動幅度很小，且較為穩(wěn)定；2006年后，波動較大。其原因為：在2006年前，咸寧市的城鎮(zhèn)化水平還比較低，耕地的集約利用程度低。2006年之后，咸寧市的城鎮(zhèn)化進程加快，提高了土地的集約利用程度。

針對上述結(jié)論，為提高咸寧市耕地資源利用效益做出如下建議：

(1)遵循經(jīng)濟學(xué)中的“3R”原則，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟循環(huán)發(fā)展。對化肥和農(nóng)藥的施用量進行減量化，以達到減少環(huán)境污染；對耕地資源進行多空間和時間的利用，如間種、套種，以達到對耕地資源的多級循環(huán)利用，提高耕地的復(fù)種指數(shù)，增加糧食產(chǎn)量；增加對傳統(tǒng)有機肥的投入量，不但可以使廢物得到再次循環(huán)利用，同時也可以改善土壤質(zhì)量，提高土壤肥力，促進糧食增產(chǎn)，使得耕地產(chǎn)出效益得到提升。

(2)對土地進行合理的開發(fā)、整理，擴大非農(nóng)建設(shè)項目的用地選擇。將宜農(nóng)土地開發(fā)成農(nóng)用地或是耕地，以增加耕地面積。同時對田、水、路、林、村等實行綜合整治，增加有效耕地面積，提高土地質(zhì)量和利用效益。對于非農(nóng)建設(shè)項目用地，則是通過城市土地挖潛和盡量選用閑置地，以減少或是不占用耕地。

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