康禮玉 石 晶

（塔里木大學經(jīng)濟與管理學院，新疆 阿拉爾 843300）

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的基礎，隨著新疆城鎮(zhèn)化建設推進和工業(yè)化進程加快，以及人口數(shù)量增長過快，使得新疆城市用地、工業(yè)用地和農(nóng)業(yè)用地矛盾日益明顯。新疆生態(tài)脆弱，耕地保護必須得到重視，農(nóng)業(yè)用地面臨巨大壓力。黨的十九大中指出“節(jié)約資源有效推進，能源資源消耗強度大幅下降、資源利用率和產(chǎn)出效率極大提高”[1]，合理開發(fā)利用耕地資源和優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結構，使耕地資源的在生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益方面實現(xiàn)最大化。在注重糧食安全效益的同時實現(xiàn)耕地資源公平有效利用是解決新疆耕地資源和糧食安全的重點。

相關研究認為，耕地生態(tài)足跡和糧食安全有關系[2-5]。一是耕地生態(tài)足跡影響糧食安全，因為糧食生產(chǎn)必須依賴耕地資源，而耕地資源有限，上一時段的消耗量一定對下一時段的糧食安全有影響。其二是為保證糧食安全生產(chǎn)所采取的先進技術引進、優(yōu)化糧食種植結構以及規(guī)模經(jīng)濟效應等措施對耕地資源的消耗量也有影響。趙青（2017年）等[2]人將環(huán)京津冀地區(qū)的糧食安全與耕地聯(lián)系起來建立耕地生態(tài)補償模型，分析耕地生態(tài)補償問題；劉利花（2017年）等[3]人認為耕地資源減少的原因是耕地保護補償機制不明確，因此以湖南省為例，在糧食安全約束下提出耕地保護補償機制；羅翔（2016年）等[4]人運用修正的耕地壓力指數(shù)分析耕地資源減少和糧食生產(chǎn)之間的關系，認為現(xiàn)階段的耕地資源減少不影響糧食安全；靳亞亞（2015年）等[5]人通過糧食供需平衡法和耕地生態(tài)足跡改進模型分析陜西省耕地保護補償時，認為陜西省需要將耕地赤字和社會經(jīng)濟發(fā)展水平考慮進去。

基于此，本文是通過建立VAR模型，將耕地生態(tài)足跡和糧食安全結合起來，通過實證方法分析二者動態(tài)變化關系。

1 新疆耕地生態(tài)足跡和糧食安全系數(shù)測算

1.1 新疆耕地生態(tài)足跡測算

1.1.1 生態(tài)足跡測算基礎

關于生物生產(chǎn)性土地方面的分析，生態(tài)足跡模型運用普遍。生態(tài)足跡（EFi）是指人類對自然的索取以及索取的程度和自然本身所提供的服務之間的差距。糧食耕地生態(tài)足跡是指能夠承受糧食作物生產(chǎn)和生產(chǎn)中附帶的排放物的耕地面積。

公式（1）（2）中，EFi表示總耕地生態(tài)足跡；N表示人口總量；efi表示人均耕地生態(tài)足跡；i表示消費類型；r表示耕地均衡因子；選用Wackernagel在2004年修正后的耕地均衡因子1.71。Ai表示人均第i種消費類型所擁有的生產(chǎn)性面積，Ci表示第i種糧食作物的人均產(chǎn)量；Pi表示第i種糧食作物的新疆平均單位產(chǎn)量。新疆耕地資源主要生產(chǎn)的糧食類型有稻谷、小麥、玉米、高粱、其他谷物、薯類、豆類，因此在耕地生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計算分析中涉及的農(nóng)作物類型主要是這7類[6]。

1.1.2 耕地生態(tài)承載力測算基礎

耕地生態(tài)承載力是指耕地面積和糧食產(chǎn)出的平衡關系，即糧食產(chǎn)出是否超過耕地所能容納能力，反映人類對耕地生態(tài)系統(tǒng)的利用程度。計算公式為:

公式（3）（4）中，EC表示總生態(tài)承載力；ec表示人均耕地生態(tài)承載力；S表示人均耕地面積；y表示耕地產(chǎn)量因子。新疆生態(tài)環(huán)境極其脆弱，不宜直接引用Wackernagel等在計算中國生態(tài)足跡時所采用的產(chǎn)量因子1.66，對耕地產(chǎn)量因子進行修正[7]，農(nóng)作物的產(chǎn)量因子是作物平均產(chǎn)量與全球作物平均產(chǎn)量的比值，本文將選擇全國平均產(chǎn)量代替全球平均產(chǎn)量，以2017年新疆的相關數(shù)據(jù)為基礎，如表1所示。對新疆地區(qū)耕地產(chǎn)量因子進行了修正。另外，在計算承載力時，要將總生產(chǎn)性耕地面積的12%作為生物多樣性保護區(qū)域扣除。

表1 2017年新疆耕地產(chǎn)量因子

1.1.3 新疆耕地生態(tài)承載力與耕地生態(tài)足跡變化分析

從圖1可以清楚看出，關于新疆耕地生態(tài)足跡（EFi）和生態(tài)承載力（EC）的變動趨勢，新疆生態(tài)承載力不斷波動變化，但始終大于生態(tài)足跡，表示在現(xiàn)有的耕地供給的生產(chǎn)性資料可以滿足糧食生產(chǎn)所需求的資源。其中，耕地承載力的變化與耕地質(zhì)量的變化密切相關，主要是我國的化肥農(nóng)藥化學物質(zhì)居多，化肥農(nóng)藥的大量使用以及部分有害物不能被分解，殘留在耕地中，導致耕地質(zhì)量下降,進而影響耕地承載力。除外，隨著新疆人口基數(shù)變大，耕地生態(tài)足跡遞增，但是耕地生態(tài)足跡的變化幅度遠不及耕地承載力的變化幅度大，新疆耕地生態(tài)足跡處在盈余狀態(tài)。

圖1 新疆耕地生態(tài)足跡和耕地生態(tài)承載力分析

1.2 新疆糧食安全系數(shù)測算

1.2.1 糧食安全系數(shù)測算基礎

糧食安全是中國關心的重中之重。我國人口眾多，人地分配不公平，人均耕地面積只達到世界水平的42.37%，新疆糧食連續(xù)實現(xiàn)九連增，自2007年867萬噸上升到2017年1 484.7萬噸，糧食總產(chǎn)提高了74%。新疆播種面積較1998年增加710.3千公頃，增長率達45%，糧食單產(chǎn)水平一直高于全國水平，新疆在保障糧食安全中承擔著重要角色。在計算糧食安全系數(shù)時，選擇用人均糧食占有量（X1），糧食自給率（X2），人均耕地面積（X3），與糧食安全均呈正相關。糧食單產(chǎn)水平（X4），單位面積一定，單產(chǎn)越高，糧食安全越高，糧食生產(chǎn)波動系數(shù)（X5），主要反映糧食生產(chǎn)的平穩(wěn)性，與糧食安全呈反比關系。參照王海平在測算福建糧食安全（Y）時的取值標準（公式5所示），確定各項指標系數(shù)值[8]。

關于糧食安全評價標準，一直沒有明確標準，本文通過參考王海平在分析福建省糧食安全時標準，并結合新疆實際情況，給出以下劃分標準如表2所示[8]。

表2 新疆糧食安全劃分標準

1.2.2 新疆糧食安全系數(shù)測算結果分析

根據(jù)新疆1998—2017年數(shù)據(jù)，通過公式（5）計算出新疆各年份糧食安全系數(shù)如圖2所示，新疆糧食安全系數(shù)變化大，1998—2010年糧食安全系數(shù)波動較大，2010年以后糧食安全系數(shù)勻速上升，以2013年為節(jié)點，2013年前新疆糧食安全處在不安全區(qū)，2013年以后，糧食安全系數(shù)處在臨界安全區(qū)。

圖2 新疆糧食安全系數(shù)

2 基于VAR模型的新疆耕地生態(tài)足跡和糧食安全系數(shù)的實證分析

2.1 研究方法和模型構建

前兩部分將耕地生態(tài)足跡和糧食安全系數(shù)之間進行了分析，新疆糧食安全處在臨界安全區(qū)，耕地生態(tài)足跡處在盈余狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)兩者之間存在長期類似走勢。通過建立VAR模型分析兩者之間的動態(tài)關系。其中，主要存在兩個變量：耕地生態(tài)足跡(EFi)和糧食安全系數(shù)（Q）。VAR模型如下:

在EFit模型和Qt模型中：t表示時間，C1和C2是兩模型中的常數(shù)項，α和β分別是VAR模型中生態(tài)足跡模型和糧食安全模型的滯后項的系數(shù)。υ1和υ2分別是兩個模型的誤差項。運用Eviews10.0軟件，做脈沖響應圖和方差分解圖分析兩者之間的關系。

2.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來自國家統(tǒng)計局、《新疆統(tǒng)計年鑒》、《中國統(tǒng)計年鑒》、新疆統(tǒng)計公報等。

2.3 單位根檢驗

運用ADF方法對數(shù)據(jù)進行平穩(wěn)性檢驗。如表3所示，在檢驗耕地生態(tài)足跡（EFi）和糧食安全系數(shù)（Q）的水平值時，在5%的置信水平下ADF統(tǒng)計量大于檢測值，表明不能拒絕原假設，序列EFi和Q存在單位根，是非平穩(wěn)序列。繼而，進行一階差分檢驗，在5%的置信水平下ADF統(tǒng)計量小于檢測值，表示拒絕原假設，EFi和Q均是平穩(wěn)序列。

表3 平穩(wěn)性檢驗結果

2.4 協(xié)整檢驗

通過協(xié)整檢驗EFi和Q的平穩(wěn)性。如表4所示，文章中EFi和Q兩個變量，選擇E-G兩步法檢驗，檢驗形式為不存在常數(shù)項存在其滯后期為1的趨勢項，ADF值為-3.990，小于5%的置信水平的臨界值-1.961，EFi和Q的滯后1期殘差項序列是平穩(wěn)的，因此，在5%的置信水平下，EFi和Q存在協(xié)整關系，說明EFi和Q存在長期均衡關系。

表4 協(xié)整檢驗結果

2.5 滯后階數(shù)的選擇

對EFi和Q兩組序列建立VAR（3）,選擇滯后階數(shù)P，通過軟件操作得知，當P等于2，“*”個數(shù)最多為4個，如表5所示。因此選擇最優(yōu)滯后階數(shù)P為2階。

表5 滯后階數(shù)最優(yōu)結果

2.6 Granger因果關系檢驗

對EFi和Q進行格蘭杰因果檢驗，選擇滯后階數(shù)分布為1和2。原假設為“Q不是EFi的格蘭杰原因”和“EFi不是Q的格蘭杰原因”。檢驗結果如表6所示，Q和EFi存在單向因果關系。EFi不是Q的格蘭杰原因，拒絕原假設，耕地生態(tài)足跡是影響糧食安全系數(shù)變化的格蘭杰原因，耕地生態(tài)足跡的增加對糧食安全系數(shù)有影響。

表6 Granger因果檢驗結果

2.7 VAR模型估計

通過對耕地生態(tài)足跡和糧食安全系數(shù)進行VAR模型分析，得到結果：R12=0.675,R22=0.626；修正的可決系數(shù)R12=0.575,R22=0.511；F1=6.760；F2=5.448；AIC=-10.563；SC=-10.069。根據(jù)公式（6）（7），VAR模型的表達式為：

2.8 脈沖響應分析

脈沖響應主要衡量隨機擾動項的一個標準差對其它變量當前和未來運動趨勢的影響，反映兩變量之間的動態(tài)變化路徑。從圖3可以看出，EFi對EFi自身的沖擊路徑趨勢由正向負，在第7期開始為負沖擊影響，EFi對自身標準差信息的響應呈下降趨勢。EFi對Q的沖擊路徑趨勢為由負向正，第1期為0，之后持續(xù)負沖擊到第9期，第10期為正，EFi對Q標準差信息的響應呈上升趨勢。Q對EFi的沖擊路徑在前2期呈現(xiàn)負沖擊，后為正沖擊且呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，Q對EFi標準差信息的響應呈上升又下降趨勢。Q對Q自身的影響呈現(xiàn)由正向負轉(zhuǎn)變的沖擊趨勢。在第4期開始變?yōu)樨摏_擊，Q對Q標準差信息的響應呈下降趨勢。EFi對EFi自身、Q對Q自身的沖擊路徑均是由正向負變化，EFi對Q、Q對EFi的沖擊路徑均是由負向正變化。EFi對Q的影響程度大于Q對EFi的影響程度，隨著時間滯后期數(shù)的推移，沖擊效應減弱。

圖3 脈沖響應分析圖

2.9 方差分解分析

方差分解是分析每一個沖擊波對自變量的貢獻大小，說明沖擊的影響程度。EFi和Q的方差分析在第10期逐漸趨于平穩(wěn)。耕地生態(tài)足跡的變化受自身影響顯著，糧食安全對耕地生態(tài)足跡變化也有顯著影響，因為糧食安全系數(shù)變化的沖擊而導致耕地生態(tài)足跡的變化從第7期較為明顯在第10期達到19.02%,趨于平穩(wěn)，也就是糧食安全變化可以解釋19.02%的耕地生態(tài)足跡的預測方差。除外，糧食安全變化對耕地生態(tài)足跡變化的影響在第10期趨于平穩(wěn)，基本保持在38.42%的水平上。

表7 方差分解結果

3 結論與建議

3.1 結論

對新疆耕地生態(tài)足跡和糧食安全進行VAR模型的實證分析，認為新疆耕地生態(tài)足跡和糧食安全之間存在長期關系，主要有以下結論：

（1）根據(jù)VAR模型實證結果，可以看出新疆耕地生態(tài)足跡對糧食安全系數(shù)有顯著影響，脈沖響應分析中EFi對Q、Q對EFi均是由負向正的沖擊影響。耕地生態(tài)足跡的增加導致耕地資源質(zhì)量和數(shù)量下降，生產(chǎn)要素分配不合理，農(nóng)作物結構種植不合理等因素影響糧食安全，造成負向沖擊影響。隨著國家對耕地出臺相關政策約束，調(diào)整耕地資源數(shù)量和提高耕地資源質(zhì)量，合理規(guī)劃利用耕地資源，進而促進糧食安全得到保障，造成耕地生態(tài)足跡對糧食安全系數(shù)為正向沖擊影響。

（2）新疆糧食安全系數(shù)對耕地生態(tài)足跡的影響是由負向正，趨于平穩(wěn)發(fā)展。糧食安全保障初期，因為經(jīng)濟效益，落戶政策，就業(yè)問題等的影響，導致對耕地足跡會出現(xiàn)短期的負向影響。隨著糧食安全充分得到保障，物質(zhì)和精神保障得到滿足，要素合理等條件，耕地足跡趨于合理化。

綜上，通過分析新疆耕地生態(tài)足跡和糧食安全之間的動態(tài)關系，意在耕地生態(tài)足跡合理范圍內(nèi)保證糧食安全，實現(xiàn)兩者的動態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.2 建議

主要從耕地生態(tài)足跡、糧食安全、政府三個角度提出建議。（1）從耕地生態(tài)足跡角度來看：要嚴守耕地安全紅線，掌握耕地生態(tài)足跡信息，保證新疆耕地生態(tài)足跡安全。分析耕地生態(tài)足跡和糧食安全系數(shù)之間變化的影響行徑，利用有效的耕地生態(tài)足跡信息保障糧食安全，降低糧食安全風險，克制人類對耕地資源的索取程度，保證耕地利用效益最大化。（2）從糧食安全角度來看，糧食安全與糧食生產(chǎn)者、市場價格預測、自然災害、等因素緊密相連，提高糧農(nóng)在糧食種植過程中的管理技術、盡量減少高濃度化肥和農(nóng)藥的使用量，增加有機肥和綠色肥料使用量保障耕地質(zhì)量安全，保障糧食安全。增加科技投入，保證糧食的質(zhì)和數(shù)安全。（3）從政府角度來看，新疆各地政府合理規(guī)劃耕地資源，因地制宜，推廣科學技術，要協(xié)調(diào)好耕地資源和糧食種植的關系，務必保證好在有限耕地內(nèi)的糧食安全問題[9]。