王 歡, 鄭華偉, 劉友兆

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院, 江蘇 南京 210095; 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 人文與社會發(fā)展學(xué)院, 江蘇 南京 210095; 3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 江蘇 南京 210095)

土地資源保護一直以來都是中國高度重視的問題，因為土地是農(nóng)民生產(chǎn)生活之本，農(nóng)業(yè)改革之需，農(nóng)村發(fā)展之剛。安徽省作為糧食大省，耕地資源顯得尤為重要，但是由于一些人為、自然因素的影響，不可避免地造成了耕地減少、耕地污染、耕地生態(tài)系統(tǒng)破壞等一系列的問題，直接限制了安徽省的可持續(xù)發(fā)展。因此開展耕地資源利用系統(tǒng)的健康診斷刻不容緩，它可以直觀的展示安徽省耕地資源利用系統(tǒng)的健康水平，更好地為政府相關(guān)部門提供政策依據(jù)。

而關(guān)于耕地資源利用系統(tǒng)健康的診斷，目前相關(guān)研究還沒有全面深入的進行。王鵬飛等[1]運用PSR模型，從壓力系統(tǒng)、狀態(tài)系統(tǒng)、響應(yīng)系統(tǒng)3方面對北京市耕地利用系統(tǒng)進行了健康評價，趙青等[2]對環(huán)京津地區(qū)72個縣(市)耕地資源利用系統(tǒng)健康進行了評價，林航[3]以福建省閩侯、荔城、同安和新羅區(qū)(縣)耕地為研究對象，利用GIS與物元模型開展耕地資源利用系統(tǒng)健康評價。大部分學(xué)者在土地可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，闡釋了土地健康評價的具體含義。謝俊奇[4]提出社會、環(huán)境、經(jīng)濟的評價指標(biāo)體系，蔡為民等[5]，姚嵐等[6]構(gòu)建了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指數(shù)、系統(tǒng)功能指數(shù)、系統(tǒng)效益指數(shù)3個層面的評價體系，同時以PSR為模型的指標(biāo)體系逐漸流行[7-9]。之后有學(xué)者根據(jù)PSR模型形成了DPSIR模型[10-11]，增加了驅(qū)動力與影響指標(biāo)，使指標(biāo)體系更加完整?？偟膩碚f，當(dāng)前土地系統(tǒng)健康診斷的指標(biāo)框架主要有4種：①“環(huán)境—社會—經(jīng)濟”指標(biāo)體系[12-13]；②“結(jié)構(gòu)一功能一效益”指標(biāo)體系[14]；③“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”指標(biāo)體系[15-16]；④“驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)”指標(biāo)體系。不同的指標(biāo)體系側(cè)重點不盡相同，均從不同的角度闡釋了土地利用系統(tǒng)健康情況。

綜上所述，大部分學(xué)者都集中在對整個土地利用系統(tǒng)的健康評價研究，而對于其中耕地資源利用系統(tǒng)的健康研究還比較少。鑒于此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上以安徽省耕地資源為研究對象，2007—2016年為研究期，構(gòu)建DPSIR模型指標(biāo)體系，利用TOPSIS算法計算出每一年的健康水平并進行排序，以便更直觀地看到安徽省這10 a間的耕地資源利用系統(tǒng)健康變化趨勢，最后運用障礙度模型分析影響系統(tǒng)健康狀況的障礙因子，更有針對性地為安徽省政府提供政策建議。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究指標(biāo)體系

1.1.1 DPSIR概念模型 由于耕地資源利用系統(tǒng)是一個包含多種系統(tǒng)的混合系統(tǒng)，各子系統(tǒng)相互作用、相互影響，它們的起源、發(fā)展過程、結(jié)果共同影響著耕地資源利用系統(tǒng)的健康狀況。故本文引入DPSIR模型[17]，從系統(tǒng)論的角度來體現(xiàn)耕地資源利用系統(tǒng)健康問題的起源與結(jié)果之間相互關(guān)系的因果鏈。用DPSIR體系進行分析，不僅能夠反映影響耕地資源利用系統(tǒng)健康的驅(qū)動力與壓力、耕地資源利用系統(tǒng)狀態(tài)、影響、響應(yīng)系統(tǒng)五者之間的循環(huán)協(xié)調(diào)機制，還能夠闡釋耕地資源利用系統(tǒng)健康狀況的最終效果。驅(qū)動力表示引起安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康狀況發(fā)生變化的原因(如人口增長，城市發(fā)展等)；壓力表示安徽省城市的社會發(fā)展和經(jīng)濟活動對耕地資源利用系統(tǒng)健康產(chǎn)生的壓力因子；狀態(tài)表示耕地資源利用系統(tǒng)在城市發(fā)展壓力下所處的狀態(tài)水平；影響表示在人為作用和自然因素影響下的改變情況；響應(yīng)表示安徽省政府為改善和恢復(fù)耕地資源利用系統(tǒng)健康所采取的對策措施(圖1)。

圖1 安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康診斷的DPSIR概念模型

1.1.2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建 從驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)基本框架出發(fā)，遵循科學(xué)性、可比性、系統(tǒng)性等原則，在參考相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，并結(jié)合安徽省的實際情況，從驅(qū)動力維度、壓力維度、狀態(tài)維度、影響維度、響應(yīng)維度出發(fā)構(gòu)建了5個層次的耕地資源利用系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系。

(1) 驅(qū)動力維度。選取了“城市化率，人口自然增長率，人均GDP，GDP增長率”4個指標(biāo)。其中城市化率(即安徽省城鎮(zhèn)總?cè)丝谂c常住總?cè)丝诘谋戎?、人均GDP(即安徽省GDP總量除以總?cè)丝?、GDP增長率(即GDP增長量除以基期水平)，這3個指標(biāo)反映了安徽省社會經(jīng)濟發(fā)展水平對耕地資源利用系統(tǒng)的潛在驅(qū)動力；其中人口自然增長率(即安徽省年度人口自然増長的數(shù)量除以該段時間內(nèi)人口總數(shù))反映了由于人口變化對耕地資源利用系統(tǒng)健康產(chǎn)生的驅(qū)動力，該項指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)。

(2) 壓力維度。選取了“建設(shè)占用耕地面積、人口密度、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用化肥施用折純量、農(nóng)用塑料薄膜使用量”5個指標(biāo)。其中建設(shè)占用耕地面積(即年度因安徽省城市建設(shè)占用的耕地總面積)和人口密度(即安徽省總的人口數(shù)量除以總的耕地面積)，這兩個指標(biāo)反映了城市建設(shè)和人口增長對耕地資源數(shù)量產(chǎn)生的壓力；其中農(nóng)藥使用量、農(nóng)用化肥施用折純量、農(nóng)用塑料薄膜使用量這3個指標(biāo)反映了由于農(nóng)業(yè)污染而造成的耕地資源利用系統(tǒng)的健康壓力。以上5個指標(biāo)均為負(fù)向指標(biāo)。

(3) 狀態(tài)維度。選取了“人均耕地面積、土地墾殖率、有效灌溉面積、農(nóng)作物受災(zāi)面積”4個指標(biāo)。其中“人均耕地面積(即耕地面積除以總?cè)丝?、土地墾殖率(即安徽省年度耕地面積除以總面積)、有效灌溉面積(即相關(guān)相關(guān)配套設(shè)施齊全能夠正常進行灌溉的耕地面積)”這3個指標(biāo)反映了耕地資源利用的程度與結(jié)構(gòu)情況。其中農(nóng)作物受災(zāi)面積(即安徽省年度農(nóng)作物受到自然災(zāi)害的面積)，反映了耕地資源利用系統(tǒng)健康的安全狀態(tài)，該項指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)。

(4) 影響維度。選取了“人均糧食產(chǎn)量、糧食單產(chǎn)、農(nóng)民家庭人均純收入、農(nóng)業(yè)收入占比、農(nóng)業(yè)機械總動力”5個指標(biāo)。其中人均糧食產(chǎn)量(即安徽省年度糧食總產(chǎn)量除以總?cè)丝?、糧食單產(chǎn)(即安徽省年度糧食總產(chǎn)量除以實際耕地面積)，這兩個指標(biāo)反映了耕地資源利用系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效果；其中農(nóng)民家庭人均純收入、農(nóng)業(yè)收入占比，這兩個指標(biāo)反映了安徽省耕地資源利用所帶來的經(jīng)濟效益；其中農(nóng)業(yè)機械總動力(即主要用于農(nóng)業(yè)的各種機械的動力之和)反映了耕地資源利用的規(guī)?；蜋C械程度。

(5) 響應(yīng)維度。選取了“水土流失綜合治理面積、堤防保護耕地面積、土地整治總面積、新增節(jié)水灌溉面積”5個指標(biāo)。其中“水土流失綜合治理面積(即對水土流失的土地進行綜合治理的面積)、堤防保護耕地面積(即年度內(nèi)為保護耕地耕地面積建設(shè)的堤防面積)、土地整治總面積(即安徽省年度土地整治項目實施的總面積)，這3個指標(biāo)反映了安徽省政府部門為提高耕地資源利用的合理性、加強耕地利用系統(tǒng)健康所采取的綜合治理措施；其中新增節(jié)水灌溉面積(即安徽年度新增加的能最大限度提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的灌溉措施)這個指標(biāo)反映了安徽省政府為促進耕地資源的利用率而進行的水利工程建設(shè)。

綜上所述，本文從“耕地資源利用系統(tǒng)驅(qū)動力—耕地資源利用系統(tǒng)壓力—耕地資源利用系統(tǒng)狀態(tài)—耕地資源利用系統(tǒng)影響—耕地資源利用系統(tǒng)響應(yīng)”5個維度出發(fā)，構(gòu)建了一套含有22項指標(biāo)的健康評價指標(biāo)框架(表1)。

1.2 研究方法

1.2.1 改進的熵值法 由于評價指標(biāo)的不同對耕地資源利用系統(tǒng)健康的影響有很大差異，故需要對每個指標(biāo)賦予權(quán)重，本文采用的是改進的熵值法來確定權(quán)重[18-19]：

(1) 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

(1)

(2) 測算每項指標(biāo)的比重、熵值與系數(shù)。

(2)

(3)

gj=1-ej

(4)

式中：pij——第j項評價指標(biāo)下的i個樣本值的比重；ej——第j項評價指標(biāo)熵值；gj——差異性系數(shù)，i= 1，2，…，m;j= 1，2，…，n。

(3) 計算每項指標(biāo)的所占有的權(quán)重(wj)。

1.2.2 TOPSIS綜合評價法 為了將很多分散的數(shù)據(jù)放在一個統(tǒng)一的模型里計算最后的診斷結(jié)果，本文采用TOPSIS法建立模型。TOPSIS 法通過建立一個理想模型確立最優(yōu)和最劣的水平，最終計算出健康值，明確安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康的狀態(tài)[20-21]。

(1) 構(gòu)建加權(quán)的決策矩陣。

(5)

式中：i=1，…，n；j=1，2，…，m。wj——第j個指標(biāo)的權(quán)重。

(2) 確定正、負(fù)理想解并計算距離。

(6)

(7)

式中：Z+——各指標(biāo)值達到的一個最優(yōu)狀態(tài)，Z-——各指標(biāo)值達到的一個最劣狀態(tài)。

(8)

(9)

(3) 測算貼近度C，也即健康評價值。

(10)

表1 安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系

注：帶“*”為負(fù)向指標(biāo)，權(quán)重計算方法見下文。

1.2.3 障礙度模型 在評價安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康值之后,構(gòu)建障礙度模型,找出最主要的制約因素,以便更好地為制定相關(guān)政策提供一些依據(jù)。障礙度模型通過各項指標(biāo)因子的貢獻程度,各項指標(biāo)的偏離程度、以及障礙度3個指標(biāo)來評價各項指標(biāo)的耕地資源利用系統(tǒng)的健康的存在多大的制約[24-25]。

Xij=1-Xij′

(11)

(12)

Yi=∑yi

(13)

式中：Vj——每一個指標(biāo)對耕地資源利用系統(tǒng)健康的影響程度；Xij′——各項指標(biāo)與耕地資源利用系統(tǒng)健康目標(biāo)之間的差距；障礙度(Yi，yi)——每一年的指標(biāo)層指標(biāo)和維度層指標(biāo)對耕地資源利用系統(tǒng)健康的影響，是耕地資源利用系統(tǒng)健康障礙診斷最終得出的結(jié)果。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文選擇安徽省為研究對象,以2007—2016年為研究期,數(shù)據(jù)主要來源于《中國國土資源年鑒》《中國農(nóng)業(yè)年鑒》《安徽統(tǒng)計年鑒》。2007—2016年安徽省國民經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報以及統(tǒng)計局網(wǎng)站數(shù)據(jù)等。

2 結(jié)果與分析

2.1 健康等級劃分

根據(jù)相關(guān)專家對評級標(biāo)準(zhǔn)的研究設(shè)定[22-23]，并依據(jù)安徽省耕地資源利用的實際狀況，將安徽省耕地資源利用系統(tǒng)分成4個健康等級(表2)。

表2 安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康級別劃分

2.2 耕地資源利用系統(tǒng)健康狀況綜合分析

本文通過相關(guān)年鑒收集了關(guān)于安徽省2007—2016年這10 a間有關(guān)耕地資源利用系統(tǒng)健康的評價指標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)分析整理后，按照改進的熵值法計算出了耕地資源利用系統(tǒng)各項評價指標(biāo)的所占的權(quán)重(表1)。最后通過構(gòu)建的Topsis評價模型,對2007—2016年10 a間安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康進行測算，得出計算結(jié)果(表3)。

表3 2007-2016年安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康評價運算結(jié)果

總體而言，安徽省在2007—2016年這10 a間，耕地資源利用系統(tǒng)健康值逐年增加，健康狀況由不健康等級逐步轉(zhuǎn)為亞健康等級。具體有以下幾點：

(1) 2007—2011年這5 a間，安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康值處于0.38～0.49之間，雖然這5 a均為不健康等級，但是每一年的健康值相比較上一年均有不同程度的增加，由2007年的0.384 9增加到2011年的0.499 2，年均增長率為6.7%。在2012—2016年之后5 a間，安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康值處于0.50～0.60之間，健康狀況提高到亞健康等級，年均增長率為4.1%。

(2) 安徽省總體健康狀況一直處于穩(wěn)步上升的良好發(fā)展態(tài)勢，健康值由2007年的0.384 9上升到2016年的0.592 4，年均增長率達到4.9%。并由不健康水平提高為亞健康水平，表明過去10 a內(nèi)安徽省的耕地資源利用系統(tǒng)健康狀況有了明顯好轉(zhuǎn)。這說明安徽省政府出臺的相關(guān)耕地保護政策起到了積極的調(diào)控作用，嚴(yán)格控制城鄉(xiāng)增減掛鉤指標(biāo)等工作真正落到了實處。

2.3 DPSIR子系統(tǒng)健康狀況分析

安徽省耕地資源利用各子系統(tǒng)的健康值呈現(xiàn)了不同的變化情況。

(1) 驅(qū)動力子系統(tǒng)。2007—2016年10 a間，安徽省驅(qū)動力子系統(tǒng)的貼近度整體處于下降的態(tài)勢，由2007年的0.683 1降低為2016年0.281 9，健康狀態(tài)由亞健康等級轉(zhuǎn)為不健康等級。這主要在于安徽省經(jīng)濟發(fā)展的速度逐漸放緩，如GDP增長率由2007年的20%下降到2016年的10%，另一方面由于產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整與改變，第一產(chǎn)業(yè)占據(jù)的比重越來越少，導(dǎo)致對耕地資源利用系統(tǒng)健康的驅(qū)動能力漸漸下降。

(2) 壓力子系統(tǒng)。2007—2016年10 a間，安徽省壓力子系統(tǒng)的貼近度呈現(xiàn)“M”形變化趨勢，壓力子系統(tǒng)健康狀況很不穩(wěn)定。這說明在經(jīng)濟發(fā)展的同時，還需要進一步注意農(nóng)藥、化肥、薄膜等物質(zhì)給耕地資源帶來的污染等問題，嚴(yán)格控制好城市建設(shè)用地進一步擴張的速度，減輕對耕地資源利用系統(tǒng)健康造成的壓力。

(3) 狀態(tài)子系統(tǒng)。2007—2011年5 a間，狀態(tài)子系統(tǒng)的呈現(xiàn)波動變化趨勢，自2 012后開始呈現(xiàn)快速上升趨勢，由2007年的0.371 6增長到2016年的0.754 0，健康狀況甚至達到了健康等級。這說明人均耕地面積、土地墾殖率和有效灌溉面積的增加，對于提升耕地資源利用系統(tǒng)的健康水平具有積極意義。

(4) 影響子系統(tǒng)。2007—2016年10 a間，安徽省影響子系統(tǒng)的貼近度總體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢，由2007年的0.235 8增長到2016年的0.862 8，年均增長率達到了15.5%，健康水平有了大幅度的提升。這說明糧食產(chǎn)量和農(nóng)民收入等方面的提高對耕地資源利用系統(tǒng)的健康起到了重要作用。

(5) 響應(yīng)子系統(tǒng)。2007—2016年響應(yīng)子系統(tǒng)呈現(xiàn)逐步上升趨勢，由2007年的0.302 4增長到2016年的0.730 9，由不健康等級轉(zhuǎn)為亞健康等級，健康狀況得到了強有力的改善。說明安徽省在耕地保護、土地整治等工作上重視程度越來越高，工作效果越來越凸顯，這些強大的政府方針、措施給安徽省耕地資源利用系統(tǒng)的健康狀況改善提供了堅實的保障。

2.4 障礙因素診斷

為了更有效地提高耕地資源利用系統(tǒng)健康水平，還需要進一步剖析影響耕地資源利用系統(tǒng)健康的主要影響因素，才能更有目的性的解決問題。本文利用障礙度模型，具體分析各維度層和各指標(biāo)層的主要障礙因子。

(1) 準(zhǔn)則層指標(biāo)的障礙度?？傮w來看(表4)，2007—2016年10 a間影響安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康的最重要障礙為壓力子系統(tǒng)，壓力子系統(tǒng)的障礙度在2015年和2016年達到了最高值，均超過了30%。說明安徽省的城市發(fā)展和人口等方面的壓力限制了耕地資源利用系統(tǒng)的健康發(fā)展。

表4 耕地資源利用系統(tǒng)健康準(zhǔn)則層指標(biāo)障礙度%

(2) 指標(biāo)層重要因子的障礙度。由于本文設(shè)計的指標(biāo)數(shù)量比較多，為了便于觀察和歸納，本文提取了均值排名前5位的主要指標(biāo)因子(表5)。根據(jù)結(jié)果可知，影響安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康水平的障礙因子主要表現(xiàn)在GDP增長率、農(nóng)作物受災(zāi)面積、農(nóng)藥使用量、建設(shè)占用耕地面積、農(nóng)用塑料薄膜使用量中。這說明，伴隨著城市社會和經(jīng)濟的雙重發(fā)展，安徽省所占用的耕地越來越多；同時在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量化學(xué)農(nóng)藥、薄膜等污染物質(zhì)的使用破壞了耕地資源利用系統(tǒng)的生態(tài)安全，直接影響著耕地資源利用系統(tǒng)的健康，而自然災(zāi)害的頻發(fā)進一步動搖了耕地資源利用系統(tǒng)的健康水平。

表5 耕地資源利用系統(tǒng)健康指標(biāo)層重要障礙因子障礙度

3 結(jié)論和建議

3.1 結(jié) 論

2007—2016年安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康水平由不健康轉(zhuǎn)為亞健康，總體狀況有明顯的好轉(zhuǎn)；驅(qū)動力子系統(tǒng)健康水平處于下降態(tài)勢，壓力子系統(tǒng)健康狀況呈現(xiàn)“M”形發(fā)展趨勢，狀態(tài)、影響、響應(yīng)子系統(tǒng)均呈現(xiàn)不同程度的增長趨勢；在5個子系統(tǒng)中，2007—2016年安徽省耕地資源利用系統(tǒng)的主要的障礙子系統(tǒng)為壓力子系統(tǒng)；制約安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康的主要因素為GDP增長率、農(nóng)作物受災(zāi)面積、農(nóng)藥使用量、建設(shè)占用耕地面積、農(nóng)用塑料薄膜使用量等。

3.2 建 議

為了提高安徽省耕地資源利用系統(tǒng)健康水平，根據(jù)本文的研究結(jié)果，主要提出幾點建議：

(1) 安徽省應(yīng)積極采取經(jīng)濟、行政、技術(shù)等不同的手段來更好的保護耕地資源的數(shù)量和質(zhì)量，如加大對耕地保護的資金投入，完善行政規(guī)劃的管理機制，探索健康長效的耕地保護鼓勵機制，運用遙感等新技術(shù)實現(xiàn)耕地保護的信息化與智能化。

(2) 隨著社會經(jīng)濟發(fā)展進程的加快，安徽省應(yīng)進一步落實耕地保護責(zé)任制與考核機制，嚴(yán)格保護永久基本農(nóng)田，重點推進高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，并在城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展過程中認(rèn)真貫徹耕地占補平衡與增減掛鉤政策，積極利用市場指標(biāo)交易等手段在不改變耕地資源數(shù)量的情況下滿足不同地區(qū)耕地資源的需求。

(3) 學(xué)習(xí)其他省份的先進經(jīng)驗，如江蘇省耕地保護的“雙+”機制，云南、甘肅等試點省份的耕地輪作休耕等創(chuàng)新方式等。

(4) 針對農(nóng)藥、化肥、農(nóng)用薄膜的污染情況，應(yīng)在全省范圍內(nèi)開展全面調(diào)查，及時了解各市(區(qū))耕地資源的污染程度，根據(jù)污染現(xiàn)狀積極加強宣傳教育工作，統(tǒng)一回收處理污染物，并推廣使用新型環(huán)保農(nóng)用產(chǎn)品等。

(5) 針對自然災(zāi)害問題，應(yīng)加強水土流失、旱澇洪澇災(zāi)害的治理，提前做好預(yù)警準(zhǔn)備工作，并做好后續(xù)保障工作，盡力將災(zāi)害損失降為最低。

(6) 為促進耕地利用的合理性、提高耕地利用效率，在全省范圍內(nèi)加大土地整治等工程的投入，進而推動農(nóng)村規(guī)?；?jīng)營，為發(fā)展新型、特色農(nóng)業(yè)提供有力保障。并配套實行人地掛鉤新機制，探索農(nóng)村宅基地與經(jīng)營性用地改革，促進農(nóng)村建設(shè)用地與耕地資源的優(yōu)化配置。