陳 波，馬向平

（中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）公共管理學(xué)院，武漢 430074）

耕地資源作為一種非可再生資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是確保國家糧食安全的根本要素，十九大報(bào)告提出嚴(yán)格保護(hù)耕地，確保國家糧食安全，可見國家對(duì)耕地資源十分重視。但是近年來，城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展占用大量耕地以及不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)等原因嚴(yán)重影響了耕地資源的質(zhì)量和數(shù)量，從而影響到耕地資源的可持續(xù)利用狀態(tài)。因此，從總體上把握耕地資源的動(dòng)態(tài)，對(duì)耕地資源進(jìn)行可持續(xù)利用評(píng)價(jià)及預(yù)測顯得尤為重要。

目前，有關(guān)耕地資源的可持續(xù)利用的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：基于 GIS［1，2］以及基于 TM 影像植被指數(shù)［3］的耕地資源地力評(píng)價(jià)研究；基于PSR模型［4］的耕地資源生態(tài)可持續(xù)性研究；基于 GIS［5］、PSR 模型［6］、BP 模型［7］和基于“國家公頃”計(jì)算生態(tài)足跡新方法［8］以及按照耕地生產(chǎn)性、保護(hù)性等準(zhǔn)則層建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系［9］的耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)；耕地生態(tài)安全及預(yù)測［8］等。這些研究專題拓展了該領(lǐng)域的研究視野，其成果對(duì)于深化該領(lǐng)域的研究作出了積極的貢獻(xiàn)。但是總的來看，還存在以下問題：一是耕地資源的可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建不統(tǒng)一，指標(biāo)體系的科學(xué)性和可操作性有待進(jìn)一步提升；二是目前研究的重點(diǎn)在于對(duì)區(qū)域耕地資源可持續(xù)利用現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)，而對(duì)于耕地資源可持續(xù)利用預(yù)測的研究相對(duì)匱乏；三是實(shí)證研究有待拓寬地域和提高時(shí)效性。

耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)是一個(gè)包含豐富內(nèi)容的復(fù)雜系統(tǒng)，影響耕地資源可持續(xù)利用的因素是隨著區(qū)域人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然資源環(huán)境條件以及人類的各種活動(dòng)而不斷變化的。前人的相關(guān)研究選擇的評(píng)價(jià)模型有GIS、BP、PSR、生態(tài)足跡等，這些模型存在一定的局限性?；谝陨峡紤]，本試驗(yàn)以山東省濰坊市為研究對(duì)象，采取DPSIR模型構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選取2006—2016年數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)并利用GM（1，1）模型預(yù)測濰坊市 2017—2022年耕地資源可持續(xù)利用水平，在耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)及預(yù)測方法上進(jìn)行新的嘗試，以期為濰坊市乃至山東省的耕地可持續(xù)利用決策提供參考依據(jù)。

1 濰坊市耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)

1.1 DPSIR模型的架構(gòu)

DPSIR模型涵蓋經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三大要素，將表征一個(gè)自然系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)5個(gè)子系統(tǒng)［10］。DPSIR模型能夠較好地反映環(huán)境系統(tǒng)和人類之間的相互作用及關(guān)系，并且結(jié)構(gòu)清晰簡單，能夠有效整合經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)，且更符合十九大報(bào)告中提出的堅(jiān)定走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路以及人與自然和諧共生的理念。

DPSIR模型包含驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)5個(gè)子系統(tǒng)，在耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)框架內(nèi)，每個(gè)子系統(tǒng)都有各自的內(nèi)涵：①驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)力因素是促使對(duì)耕地進(jìn)行保護(hù)的最原始的動(dòng)力因素，是由于人口數(shù)量增加、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)而促使進(jìn)行耕地保護(hù)的因素。②壓力子系統(tǒng)。壓力因素是人類活動(dòng)對(duì)耕地資源的需求及負(fù)荷，是直接促使保護(hù)耕地資源發(fā)生根本性變化的因素。③狀態(tài)子系統(tǒng)。狀態(tài)因素是指在驅(qū)動(dòng)力和壓力的共同作用下，在一定時(shí)期內(nèi)所存在的狀態(tài)。④影響子系統(tǒng)。影響因素是指消耗耕地資源對(duì)現(xiàn)在以及將來產(chǎn)生的影響，主要指該區(qū)域在物質(zhì)經(jīng)濟(jì)、文化生活等方面受到耕地資源壓迫所做出的反應(yīng)。⑤響應(yīng)子系統(tǒng)。響應(yīng)因素是指為了對(duì)阻礙耕地資源可持續(xù)發(fā)展的因素做出的糾偏反應(yīng)。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.2.1 指標(biāo)的選取 根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)的表征意義，結(jié)合客觀性、綜合性、因地制宜性、可操作性等原則，在已有研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮耕地資源可持續(xù)發(fā)展涉及到的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等多維因素，結(jié)合濰坊市的實(shí)際情況，選取了有代表性的15項(xiàng)指標(biāo)，如表1所示。

1.2.2 權(quán)重的確定和評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算

1）數(shù)據(jù)的收集。從濰坊市統(tǒng)計(jì)局、濰坊市農(nóng)業(yè)局、濰坊市國土資源局等相關(guān)網(wǎng)站以及《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《山東省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，搜集了濰坊市2006—2016年的15項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真核對(duì)和整理。

2）指標(biāo)的量化及標(biāo)準(zhǔn)化。利用極值化處理方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：當(dāng)指標(biāo)值越大，說明耕地可持續(xù)利用水平越高時(shí)，采用正向指標(biāo)公式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；當(dāng)指標(biāo)值越小，說明耕地可持續(xù)利用水平越高時(shí)，采用逆向指標(biāo)公式進(jìn)行處理，計(jì)算公式如下：

表1 基于DPSIR模型的濰坊市耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為正向指標(biāo)時(shí)：

當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為逆向指標(biāo)時(shí)：

式中，Z′ij和xij分別表示第i年第j指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化后的值和原始值；maxxj和minxj分別表示第j指標(biāo)的最大值、最小值，標(biāo)準(zhǔn)化后的值越大，表示效應(yīng)越好，這樣就消除了正負(fù)向指標(biāo)的差異性。

1.3 評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 評(píng)價(jià)方法 評(píng)價(jià)采用多指標(biāo)加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法，即首先計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果，然后按照權(quán)重加權(quán)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。計(jì)算公式：

式中，Mx為綜合指數(shù)，Wj是j指標(biāo)的權(quán)重，m為指標(biāo)個(gè)數(shù)。

1.3.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 為了形象直觀地評(píng)價(jià)耕地資源可持續(xù)利用水平，參考相關(guān)學(xué)者在此研究領(lǐng)域的劃分等級(jí)［9，11，12］，把耕地可持續(xù)利用水平劃分為非可持續(xù)性階段、弱可持續(xù)性階段、初步可持續(xù)性階段、一般可持續(xù)性階段和可持續(xù)性階段5個(gè)等級(jí)，并結(jié)合濰坊市實(shí)際情況，建立濰坊市耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

表2 濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平判斷標(biāo)準(zhǔn)

1.4 評(píng)價(jià)結(jié)果

1.4.1 子系統(tǒng)指數(shù) 2006—2016年濰坊市耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)體系各子系統(tǒng)指數(shù)見表3。5個(gè)子系統(tǒng)指數(shù)變化表明，濰坊市在研究期內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展較為迅速，雖然濰坊市政府對(duì)一些阻礙耕地資源可持續(xù)利用的現(xiàn)象做出了相對(duì)積極的回應(yīng)，但是沒有從根本上緩解經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展給耕地資源帶來的壓力，耕地資源可持續(xù)利用的狀態(tài)不夠穩(wěn)定。

1.4.2 綜合指數(shù) 由表3可知，濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平總體呈動(dòng)態(tài)上升狀態(tài)，耕地資源在2006年處于非可持續(xù)性階段；在2007—2010年處于弱可持續(xù)性階段；在2011—2013年處于初步可持續(xù)性階段；在2014年達(dá)到一般可持續(xù)性階段；在2015—2016年處于初步可持續(xù)性階段。

表3 濰坊市耕地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)子系統(tǒng)指數(shù)及綜合指數(shù)

2 濰坊市耕地資源可持續(xù)利用預(yù)測

2.1 預(yù)測過程

2.1.1 數(shù)據(jù)的預(yù)處理 以人均地區(qū)生產(chǎn)總值（I1）為例進(jìn)行詳細(xì)闡述。

步驟一：將2006—2016年人均地區(qū)生產(chǎn)總值作為原始數(shù)列 x（0）并計(jì)算一次累加數(shù)列 x（1）。

步驟二：建立矩陣B、y。

y＝（x（0）（2），x（0）（3），…，x（0）（N））T，T 表示轉(zhuǎn)置。

步驟三：由U^＝（BTB）-1BTy，求得a^＝-0.097 5；u^＝22 487.538。

2.1.2 模型計(jì)算值的測算 把a(bǔ)^和u^帶入時(shí)間響應(yīng)方程

通過公式（5）計(jì)算擬合值x^（0）（i），再用后減運(yùn)算還原模型計(jì)算x^（0）（k）。

2.1.3 精度檢驗(yàn)

1）殘差檢驗(yàn)。

2）后驗(yàn)差檢驗(yàn)。

小誤差概率：

P＝P｛｜E（k）-E｜＜0.674 5S1｝＝1

根據(jù)預(yù)測精度對(duì)照表（表 4），P＞0.95，C＝0.116＜0.35，表示預(yù)測等級(jí)好。

表4 預(yù)測精度對(duì)照

2.1.4 數(shù)據(jù)預(yù)測 2017—2022年濰坊市人均地區(qū)生產(chǎn)總值預(yù)測數(shù)據(jù)如表5所示。

同理對(duì)其余14項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測并檢驗(yàn)，其預(yù)測結(jié)果除有效灌溉面積（I8）和耕地墾殖指數(shù)（I10）兩項(xiàng)指標(biāo)屬于勉強(qiáng)等級(jí)外，其余12項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到合格及合格以上的預(yù)測級(jí)別，證明預(yù)測有效。

表5 2017—2022年人均地區(qū)生產(chǎn)總值預(yù)測值 （單位：元）

2.2 預(yù)測結(jié)果

根據(jù) GM（1，1）模型，利用 2006—2016 年濰坊市15項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)對(duì)2017—2022年15項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，采用多指標(biāo)綜合加權(quán)法預(yù)測綜合指數(shù)，預(yù)測結(jié)果如表6所示。

表6 2017—2022年濰坊市耕地資源可持續(xù)利用綜合指數(shù)預(yù)測值

以上預(yù)測結(jié)果表明，2017—2022年濰坊市耕地資源可持續(xù)利用綜合指數(shù)呈穩(wěn)定增長狀態(tài)。根據(jù)濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平判斷標(biāo)準(zhǔn)（表2），2017—2021年濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平處于初步可持續(xù)性階段，2022年濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平達(dá)到一般可持續(xù)性階段。

3 結(jié)論

1）2006—2016年濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平總體上呈上升趨勢。截至2016年，濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平僅處于初步可持續(xù)性階段，整體水平較低。

2）按照2006—2016年的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，在主客觀環(huán)境不變的情況下，濰坊市耕地資源可持續(xù)利用水平在2017—2022年依然會(huì)穩(wěn)步上升，并在2022年從初步可持續(xù)性階段上升為一般可持續(xù)性階段。

以上結(jié)論說明，2006—2016年濰坊市針對(duì)耕地資源可持續(xù)利用的相關(guān)政策的制定和實(shí)施取得了一定的成效；2017—2022年耕地資源可持續(xù)利用水平發(fā)展趨勢良好，前景樂觀。雖然如此，未來5年要想實(shí)現(xiàn)耕地資源可持續(xù)利用水平的提升，耕地資源保護(hù)工作依然不能松懈，至少要保證政策的連續(xù)性和前期的執(zhí)行力不減。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)對(duì)于耕地資源可持續(xù)利用水平的貢獻(xiàn)大小 （指標(biāo)權(quán)重），濰坊市政府在未來5年的耕地資源保護(hù)工作還應(yīng)該著重做好以下方面的工作：嚴(yán)格控制耕地紅線，保護(hù)耕地?cái)?shù)量；鼓勵(lì)農(nóng)民使用有機(jī)化肥和生物防治技術(shù)，保護(hù)耕地質(zhì)量；繼續(xù)出臺(tái)惠農(nóng)政策、完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，調(diào)動(dòng)農(nóng)民的生產(chǎn)積極性。