蘇嬌萍，李智國(guó)

(云南財(cái)經(jīng)大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650221)

耕地是人類賴以生存和發(fā)展的關(guān)鍵資源。然而，快速城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程及其一些不合理的土地利用方式，導(dǎo)致區(qū)域人地矛盾日益突出，耕地可持續(xù)利用面臨極大壓力。生態(tài)足跡是衡量資源環(huán)境可持續(xù)利用的重要指標(biāo)，是指能夠維持人類活動(dòng)所需資源及其消納廢棄物而具有生物生產(chǎn)能力的地域空間[1]。自1992 年REES[2]提出生態(tài)足跡概念以來，其理論和方法被廣泛應(yīng)用于資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)[3]、生態(tài)安全評(píng)價(jià)[4]、資源環(huán)境承載力[5]、生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系[6]等領(lǐng)域。其研究范圍涵蓋各個(gè)領(lǐng)域，形成了相對(duì)完整的理論方法體系?；谏鷳B(tài)足跡理論的耕地可持續(xù)利用研究近年來成果主要包括：(1) 通過定量化核算耕地生態(tài)足跡及耕地生態(tài)承載力，以表征耕地可持續(xù)利用狀況[7]；(2) 合理調(diào)整均衡因子和產(chǎn)量因子[8]；(3) 將生態(tài)足跡模型與能值理論和生態(tài)服務(wù)價(jià)值理論相結(jié)合[9-10]。隨著生態(tài)足跡理論研究的不斷深入，定量測(cè)度生態(tài)足跡與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的作用機(jī)制及其影響因素已成為現(xiàn)階段研究的焦點(diǎn)之一，其研究方法主要涉及普通回歸分析法[11]。為了解決多重共線問題而出現(xiàn)偽回歸現(xiàn)象，嶺回歸分析法[12]和偏最小二乘回歸[13](partial least-squares，PLS)得到了廣泛應(yīng)用?？傮w上看，當(dāng)前研究主要集中于耕地可持續(xù)利用狀況短期評(píng)價(jià)，在其影響因素方面缺乏長(zhǎng)期考察。針對(duì)耕地利用特征進(jìn)行生態(tài)足跡模型改進(jìn)并應(yīng)用于耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的研究仍較薄弱，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)耕地生態(tài)足跡及其均衡因子和產(chǎn)量因子的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律仍需進(jìn)一步深入研究。

云南是中國(guó)典型的高原山區(qū)省份，境內(nèi)地勢(shì)起伏大，耕地利用條件復(fù)雜，山地多、平壩少的特點(diǎn)導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)耕地被城鎮(zhèn)擴(kuò)張占用，耕地的開發(fā)整治與面積增加越加困難。自西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施以來，云南省在加強(qiáng)山區(qū)綜合開發(fā)、新型城鎮(zhèn)化和鄉(xiāng)村振興等戰(zhàn)略指引下，加快了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程，耕地利用的廣度和深度得到極大拓展，其利用難度也因生態(tài)環(huán)境變化、撂荒和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入不足等而增加，耕地可持續(xù)利用面臨的挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻。因此，對(duì)云南省耕地利用可持續(xù)性進(jìn)行長(zhǎng)期研究，確定其影響因素并提出相應(yīng)的措施，是實(shí)現(xiàn)人口、資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的緊迫需求。本研究以生態(tài)足跡理論為基礎(chǔ)，利用碳足跡理論改進(jìn)生態(tài)足跡模型，應(yīng)用于1999—2018 年云南省耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)，并基于STIRPAT 模型和PLS 分析耕地生態(tài)足跡變化的驅(qū)動(dòng)力，為云南省耕地可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

云南省位于中國(guó)西南邊陲，國(guó)土面積約為3 941 萬hm2，地理位置E97°31′39″～106°11′47″，N21°8′32″～26°15′8″，北回歸線穿過云南省南部，全省降水量干濕季節(jié)分明，太陽光熱較多，熱量資源豐富，是典型的亞熱帶、熱帶高原(山地)季風(fēng)氣候。云南省地貌類型多樣，主要以高原和山地為主，其中高原、山地和丘陵占全省總面積的94%[14]。2018 年，全省耕地面積約為 620.91 萬hm2，占總面積的16.2%，實(shí)際常用耕地面積約為458.85 萬hm2，人均耕地面積僅為0.095 hm2。隨著人口增長(zhǎng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，云南省耕地?cái)?shù)量逐年減少、質(zhì)量逐年下降，可持續(xù)利用受到威脅，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展受到挑戰(zhàn)。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究所使用數(shù)據(jù)來源如下：(1) 耕地生態(tài)承載力所使用的全國(guó)糧食、油料、糖料、烤煙和瓜果的單位面積產(chǎn)量來源于2000—2019 年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，其余模型所涉及數(shù)據(jù)均來源于2000—2019 年《云南統(tǒng)計(jì)年鑒》；(2) 耕地生態(tài)性足跡所使用的碳吸收率(C)、含水系數(shù)(W)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)(M) 主要參考李明琦等[15]和張鵬巖等[16]的研究成果；(3) 由于第二次全國(guó)土地調(diào)查前后的土地面積統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一，為保證數(shù)據(jù)的連貫性和時(shí)效性，借鑒陳利根等[17]的修正方法對(duì)2009 年以前的云南耕地面積數(shù)據(jù)進(jìn)行平移處理。

1.3 研究方法

1.3.1 耕地生態(tài)足跡模型的改進(jìn)

(1)耕地生態(tài)足跡計(jì)算賬戶的確定

根據(jù)耕地的內(nèi)涵和功能，將耕地生態(tài)足跡劃分為耕地生產(chǎn)性足跡和生態(tài)性足跡。在參考耕地生態(tài)足跡消費(fèi)項(xiàng)目劃分的基礎(chǔ)上[18-19]，確定糧食(稻谷、小麥、玉米、豆類和薯類)、油料(花生和油菜籽)、糖料、烤煙和瓜果的生物生產(chǎn)性土地歸為耕地。耕地生產(chǎn)性足跡利用傳統(tǒng)生態(tài)足跡的計(jì)算方法，得出消費(fèi)上述5 類農(nóng)產(chǎn)品所需的生產(chǎn)性耕地面積；耕地生態(tài)性足跡引入碳足跡模型，用以計(jì)算消納耕地農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中排放的廢棄物所需的生態(tài)性耕地面積，包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力和農(nóng)用灌溉面積。

(2)耕地生態(tài)足跡模型

耕地生產(chǎn)性足跡指人類消費(fèi)的各類農(nóng)產(chǎn)品對(duì)耕地的占用和消耗，即傳統(tǒng)生態(tài)足跡，公式為[14]：

式中，ep 為人均耕地生產(chǎn)性足跡，hm2；EP 為總耕地生產(chǎn)性足跡，hm2；N為區(qū)域人口總量；Pi為第i項(xiàng)耕地的年產(chǎn)量，kg；EPi為第i項(xiàng)耕地的平均生產(chǎn)力，kg/hm2。

耕地生態(tài)性足跡指人類從事農(nóng)業(yè)活動(dòng)過程中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)耕地的占用和消耗。借鑒農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡的核算方法[15-16]計(jì)算耕地生態(tài)性足跡，公式為[20]：

式中，eo 為人均耕地生態(tài)性足跡，hm2；EO 為總耕地生態(tài)性足跡，hm2；E為耕地碳排放量，kg；PC 為耕地的固碳能力，kg；W為耕地碳吸收量，kg；S為區(qū)域耕地面積，hm2。

用公式(1)、(2) 計(jì)算得到的ep 與eo 之和表示人均耕地生態(tài)足跡(ef)[20]，即：

(3)耕地生態(tài)承載力模型

耕地生態(tài)承載力是指耕地生態(tài)系統(tǒng)為人類及生物活動(dòng)所能提供的最大生態(tài)服務(wù)能力，在計(jì)算時(shí)扣除3.5% 耕地面積作為生物多樣性保護(hù)地，公式為[21]：

式中，ec 為人均耕地生態(tài)承載力，hm2；EC 為總耕地生態(tài)承載力，hm2；YF 為耕地產(chǎn)量因子，依據(jù)王琦等[18]改進(jìn)的方法計(jì)算得出。

用公式(3)、(4) 計(jì)算得到的ef 與ec 之差表示人均耕地生態(tài)盈虧(ed)[20]，即：

式中，當(dāng)ed≥0 時(shí)，耕地生態(tài)出現(xiàn)盈余，耕地利用具有可持續(xù)性；當(dāng)ed＜0 時(shí)，耕地生態(tài)出現(xiàn)赤字，人類對(duì)耕地資源的利用和影響超出其所能承受的范圍。

(4)耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)模型

生態(tài)盈虧僅為一個(gè)絕對(duì)數(shù)，不能全面反映區(qū)域耕地可持續(xù)性特征。耕地利用主體是人，其可持續(xù)性不僅受地理環(huán)境、技術(shù)水平、數(shù)量和質(zhì)量等因素的影響，更與人口規(guī)模密切相關(guān)。在參考現(xiàn)有成果[14]的基礎(chǔ)上，本研究采用耕地可持續(xù)利用指數(shù)(sustainable cultivated land use index，SDI)，以全面評(píng)估云南省耕地可持續(xù)利用變化狀況，公式為：

0≤SDI≤1。當(dāng)SDI=0.5 時(shí)，耕地生態(tài)足跡與耕地生態(tài)承載力處于平衡狀態(tài)，區(qū)域內(nèi)人類消費(fèi)耕地資源與耕地所能供給資源相等，是耕地可持續(xù)利用與否的臨界點(diǎn)；當(dāng)SDI 趨近于1，耕地可持續(xù)利用程度越高；當(dāng)SDI 趨近于0，耕地可持續(xù)利用程度越低。參考現(xiàn)有研究[9]和云南省耕地的實(shí)際情況，以SDI=0.5 為分界點(diǎn)，把耕地可持續(xù)利用程度由強(qiáng)可持續(xù)利用到強(qiáng)不可持續(xù)利用分為6 個(gè)階段(表1)。

1.3.2 耕地生態(tài)足跡變化的影響因素

(1) STIRPAT 模型

EHRLICH 和HOLDREN 于1970 年提出IPAT 模型，指出人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境(I)的影響與人口(P)、富裕度(A)和技術(shù)(T)有關(guān)[22]；DIETZ 等在此基礎(chǔ)上提出多變量非線性的STIRPAT 模型，用以檢驗(yàn)各驅(qū)動(dòng)力變化對(duì)環(huán)境變化的影響，并得到廣泛應(yīng)用[23-24]，其形式[22]為：

表1 耕地可持續(xù)利用指數(shù)劃分Tab.1 Grade of sustainable use of cultivated land index

式中，a 為模型系數(shù)；b、c 和d 分別為人口、富裕程度和技術(shù)水平的人文驅(qū)動(dòng)力指數(shù)；ε為模型誤差項(xiàng)。將式(7)兩邊取對(duì)數(shù)可得[24]：

(2)指標(biāo)選取

在實(shí)際應(yīng)用中，STIRPAT 模型的3 個(gè)因素可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展和更為詳細(xì)的分解[25-26]。本研究以耕地生態(tài)足跡表征環(huán)境影響，從生態(tài)足跡理論以消費(fèi)為出發(fā)點(diǎn)，綜合考慮耕地生態(tài)足跡的系統(tǒng)分解及其與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互關(guān)系，拓展模型中的3 個(gè)因素，進(jìn)而確定影響因素。依據(jù)SDI 內(nèi)涵，人口是影響耕地生態(tài)足跡變化的主要因素，而城鎮(zhèn)化進(jìn)程(尤其是質(zhì)量上的提升)則是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心內(nèi)容和主要?jiǎng)恿?，不僅代表地區(qū)資本、財(cái)富創(chuàng)造和積累水平以及投資規(guī)模，更是資源消耗的標(biāo)志。因此，拓展模型中富裕程度指標(biāo)選擇城鎮(zhèn)化率、社會(huì)固定資產(chǎn)投資和人均GDP[27]。農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平、化肥和農(nóng)藥等生產(chǎn)要素的使用是農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步的體現(xiàn)[28]，模型中擴(kuò)展為此3 項(xiàng)指標(biāo)以表征技術(shù)水平。由此得出云南省耕地生態(tài)足跡影響因素的STIRPAT 擴(kuò)展模型為：

式中，lnEF 為耕地生態(tài)足跡；lnP、lnU、lnS、lnG、lnM、lnF和lnB分別為總?cè)丝?、城?zhèn)化率、社會(huì)固定資產(chǎn)投資、人均GDP、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)用化肥使用量和農(nóng)藥使用量的對(duì)數(shù)。

(3)偏最小二乘回歸 (PLS)

PLS 能夠解決STIRPAT 線性回歸模型中的多重共線性，其基本原理是通過成分提取，對(duì)信息重組而不剔除變量，既解決了變量之間多重共線性，又保留了解釋性強(qiáng)的變量[13]。具體操作步驟為：(1) 驗(yàn)證多元線性回歸模型中是否存在多重共線性；(2) 通過變量投影重要性 (VIP)衡量每個(gè)自變量對(duì)因變量的解釋力，VIP 值越大，自變量對(duì)因變量的解釋力越強(qiáng)，反之則越弱；(3) 依次提取自變量與因變量有效成分的交叉有效性，直至其值接近0.097 5，根據(jù)提取的有效成分得出PLS 模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地可持續(xù)利用分析

2.1.1 耕地生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化

由圖1 可知：1999—2018 年人均耕地生態(tài)足跡總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，由0.145 hm2波動(dòng)上升至0.156 hm2，增長(zhǎng)幅度為7.586%，表明人口數(shù)量的增加對(duì)耕地生態(tài)足跡產(chǎn)生一定的正向影響作用。其中，2007 年人均耕地生態(tài)足跡最低(0.142 hm2)，主要原因是2007 年云南省油料價(jià)格持續(xù)下跌，農(nóng)民種植油料作物的積極性降低，種植花生的面積由2006 年3.011 萬hm2下降至2007 年1.562 萬hm2，油菜籽面積由10.731 萬hm2下降至8.432 萬hm2。近20 年來，云南省人均耕地生產(chǎn)性足跡與人均耕地生態(tài)足跡變化趨勢(shì)基本相同，且變化幅度較大，說明人類消費(fèi)農(nóng)產(chǎn)品對(duì)耕地的占用和消耗影響較大；而人均耕地生態(tài)性足跡趨于平穩(wěn)發(fā)展，處于0.023 hm2之間，說明人類從事農(nóng)業(yè)活動(dòng)所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)耕地的占用和消耗總體保持穩(wěn)定，其變化趨勢(shì)較小。

2.1.2 耕地生態(tài)承載力動(dòng)態(tài)變化

由圖1 可知：1999—2018 年云南省人均耕地生態(tài)承載力與人均耕地生態(tài)足跡呈相反變化的趨勢(shì)。人均耕地生態(tài)承載力由0.116 hm2波動(dòng)下降至0.093 hm2，下降幅度達(dá)到19.827%，年均下降率為0.012 hm2。人均耕地生態(tài)承載力波動(dòng)變化趨勢(shì)總體表現(xiàn)為：1999—2001 年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，2002 年上升為0.113 hm2，并于2003—2005 年快速下降，由0.114 hm2下降至0.106 hm2，2006 年有所回升，人均耕地生態(tài)承載力在2007 年達(dá)到峰值 (0.118 hm2)，2007 年之后總體下降趨勢(shì)明顯，并在2016 年達(dá)到谷值 (0.091 hm2)。其中，人均耕地生態(tài)承載力在2010 年0.094 hm2較前后兩年變化幅度較大，其原因是2010 年受到大面積的旱災(zāi)影響，全省秋冬農(nóng)作物受災(zāi)面積高達(dá)90%，農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量降低，總體生產(chǎn)力水平下降。在研究期內(nèi)，云南省人均耕地生態(tài)足跡均大于人均耕地生態(tài)承載力，表明人們對(duì)耕地的利用程度一直超出耕地所能承受的壓力，耕地生態(tài)環(huán)境總體較嚴(yán)峻。

2.1.3 耕地可持續(xù)利用狀況

由圖2 可知：1999—2018 年云南省耕地生態(tài)一直處于赤字狀態(tài)，且可持續(xù)性逐年減弱。結(jié)合圖1、2 可見：云南省人均耕地生態(tài)盈虧和人均耕地生態(tài)承載力變化趨勢(shì)基本相同，人均耕地生態(tài)赤字在2007 年為0.024 hm2是最緩和時(shí)期，2016 年為0.075 hm2是最嚴(yán)重時(shí)期。根據(jù)耕地可持續(xù)利用指數(shù)的劃分(表1)可知：1999—2008 年耕地可持續(xù)性屬于弱不可持續(xù)利用，2009—2018年耕地可持續(xù)性降為中等不可持續(xù)利用。

圖1 1999—2018 年云南省耕地生態(tài)足跡各項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢(shì)圖Fig.1 Trends of various indicators of cultivated land ecological footprint in Yunnan Province from 1999 to 2018

圖2 1999—2018 年云南省人均耕地生態(tài)盈虧、耕地可持續(xù)利用指數(shù)變化趨勢(shì)圖Fig.2 Trend chart of per capita cultivated land ecological profit and loss and cultivated land sustainable use index (SDI) of Yunnan Province from 1999 to 2018

2.2 耕地生態(tài)足跡影響因素分析

2.2.1 多重共線性診斷

由表2 可知：云南省耕地生態(tài)足跡各因素之間具有相關(guān)關(guān)系，且變量之間的相關(guān)系數(shù)均大于0.893，說明各變量之間存在多重共線問題，因此，可利用PLS 做進(jìn)一步分析。

表2 自變量之間的相關(guān)系數(shù)矩陣Tab.2 Correlation coefficient matrix among independent variables

2.2.2 變量投影重要性分析

由圖3 可知：所有影響因子的VIP 值均在0.9～1.1，說明所選的變量對(duì)云南省耕地生態(tài)足跡的變化均具有較好的解釋。其中l(wèi)nG、lnM、lnF和lnB的VIP 值均大于1，說明對(duì)云南省耕地生態(tài)足跡的影響顯著，lnP、lnU和lnS的VIP 值均小于1 且大于0.5，說明對(duì)云南省耕地生態(tài)足跡的影響比較重要。

圖3 云南省耕地生態(tài)足跡影響因子變量投影重要性(VIP)Fig.3 Variable importance in projection (VIP) of affecting factors of cultivated land ecological footprint in Yunnan Province

2.2.3 回歸分析及結(jié)果

通過提取1 個(gè)有效成分，此時(shí)模型累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到96.087%，說明模型達(dá)到較高的精度，建立PLS 分析，并還原STIRPAT 模型中的原始變量形式為：

從回歸模型看出：人口因素、富裕程度、技術(shù)水平均對(duì)云南省耕地生態(tài)足跡產(chǎn)生不同程度的正相關(guān)影響。人口增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致耕地生態(tài)足跡的增加，在其他條件不變的情況下，人口總量每增加1%，將會(huì)引起耕地生態(tài)足跡增加0.130%。經(jīng)濟(jì)因素也會(huì)導(dǎo)致耕地生態(tài)足跡的增加，城鎮(zhèn)化水平每提高1%，耕地生態(tài)足跡就會(huì)上升0.133%；社會(huì)固定資產(chǎn)投資每增加1%，耕地生態(tài)足跡將會(huì)增加0.133%；人均GDP 每增加1%，將會(huì)導(dǎo)致耕地生態(tài)足跡增加0.134%。技術(shù)水平也會(huì)導(dǎo)致耕地生態(tài)足跡增加，農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力每增加1%，耕地生態(tài)足跡將增加0.138%；農(nóng)用化肥使用量每增加1%，耕地生態(tài)足跡將增加0.136%；農(nóng)藥使用量每增加1%，耕地生態(tài)足跡將增加0.136%。根據(jù)以上因子影響程度大小排列為：農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力＞化肥施用量=農(nóng)藥使用量＞人均GDP＞城鎮(zhèn)化率＞社會(huì)固定資產(chǎn)投資＞總?cè)丝?，其結(jié)果與變量投影重要性基本符合，說明模型可信度較高。

3 討論

耕地可持續(xù)利用一直以來是學(xué)術(shù)界和各級(jí)政府關(guān)注的焦點(diǎn)問題，其評(píng)價(jià)方法集中于耕地資源系統(tǒng)分解后構(gòu)建綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)[29-31]。本研究以改進(jìn)后的生態(tài)足跡模型為基礎(chǔ)建立云南省耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)模型，與綜合評(píng)價(jià)相比，能夠簡(jiǎn)潔、直觀刻畫人類活動(dòng)對(duì)耕地利用的影響狀態(tài)及后果，識(shí)別人地矛盾的演變特征，避免了綜合評(píng)價(jià)法中指標(biāo)選取依據(jù)不足和隨意性強(qiáng)等問題?，F(xiàn)有研究主要從生態(tài)足跡模型中的均衡因子和產(chǎn)量因子進(jìn)行調(diào)整[8,14,32]，對(duì)于耕地生態(tài)足跡的研究?jī)H考慮耕地生產(chǎn)性足跡[18-19]，忽略了耕地消納污染物和生產(chǎn)服務(wù)的生態(tài)性功能。有研究表明：云南省耕地(主要是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng))碳足跡總體呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)[15,33]，這為耕地生態(tài)足跡模型改進(jìn)提供了新視角。本研究引入碳足跡理論，提出耕地生態(tài)足跡中應(yīng)增加耕地生態(tài)服務(wù)功能，并依此闡釋和計(jì)算了耕地生態(tài)系統(tǒng)提供生物產(chǎn)量所需生產(chǎn)性和生態(tài)性耕地面積以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)(如農(nóng)藥和化肥使用、機(jī)械耕作)所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)耕地的損害和消耗，從耕地生產(chǎn)性足跡和生態(tài)性足跡兩個(gè)方面進(jìn)行模型調(diào)整，進(jìn)而全面反映耕地生態(tài)足跡狀況。耕地生態(tài)足跡的狀態(tài)與李明琦等[15]和林秀群等[33]的研究結(jié)果相似，耕地可持續(xù)利用態(tài)勢(shì)與趙興國(guó)等[14]、鐘文等[34]和趙曉園等[35]的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果一致。研究結(jié)果表明：云南省耕地可持續(xù)利用面臨著較大壓力。

耕地生態(tài)足跡變化受人文和自然多重因素的影響，進(jìn)而決定著耕地可持續(xù)利用水平和演進(jìn)方向。本研究綜合運(yùn)用STIRPAT 模型與PLS 方法，從人口數(shù)量、富裕程度和技術(shù)水平3 方面拓展和細(xì)化耕地生態(tài)足跡變化驅(qū)動(dòng)因素，結(jié)果顯示：科技水平的提高會(huì)導(dǎo)致耕地生態(tài)足跡增加，這與普遍性認(rèn)識(shí)[30]存在較大差異。主要原因一方面是指標(biāo)選取存在一定差異；另一方面是隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程中所積累的科學(xué)技術(shù)回流作用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在一定發(fā)展階段會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥和化肥過度使用，以及農(nóng)田機(jī)械化耕作對(duì)土壤的不利影響，在用地和養(yǎng)地兩方面存在較多問題。這一結(jié)論與李明琦等[15]和林秀群等[33]的研究結(jié)果具有一致性?？茖W(xué)技術(shù)是把“雙刃劍”，農(nóng)業(yè)發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)的支撐，但只有將農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用得當(dāng)，才能有效提高耕地生產(chǎn)力。因此，從減少耕地碳排放和耕地生態(tài)足跡來看，首先要科學(xué)控制化肥和農(nóng)藥使用量，提高農(nóng)業(yè)科技水平，發(fā)展節(jié)能環(huán)保的農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)。總體上看，城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)云南耕地可持續(xù)利用的影響越來越大，技術(shù)水平的作用日益明顯。

耕地可持續(xù)利用是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，耕地生態(tài)足跡作為衡量耕地可持續(xù)性的重要工具，在云南高原山地這一特殊區(qū)域的應(yīng)用仍有進(jìn)一步拓展的空間。一方面，為了更好把握較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)耕地生態(tài)足跡的變化規(guī)律，長(zhǎng)時(shí)間序列的均衡因子和產(chǎn)量因子動(dòng)態(tài)分析仍有必要；另一方面，技術(shù)因子作為生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化的重要內(nèi)生變量，以此為視角的模型改進(jìn)，并結(jié)合多種模型計(jì)量方法，科學(xué)識(shí)別耕地生態(tài)足跡影響因素及其區(qū)域特征，進(jìn)而提出有效的耕地可持續(xù)利用對(duì)策，仍有進(jìn)一步研究的較大空間。

總體上看，近20 年來，在快速城鎮(zhèn)化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)科技水平短期難以快速提升，以及人口流動(dòng)頻繁與人口數(shù)量增加趨緩等因素的驅(qū)動(dòng)下，云南省人均耕地生態(tài)足跡上升幅度遠(yuǎn)大于人均耕地生態(tài)承載力，耕地生態(tài)赤字日趨嚴(yán)重，耕地可持續(xù)利用程度由弱不可持續(xù)利用下降至中等不可持續(xù)利用，耕地可持續(xù)利用形勢(shì)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)此，對(duì)維護(hù)云南省耕地可持續(xù)利用提出以下建議：首先，在減少耕地生態(tài)足跡方面，應(yīng)提升農(nóng)業(yè)科技水平，提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，尤其應(yīng)控制化肥和農(nóng)藥使用，加大研究尋求科學(xué)使用的技術(shù)方法與示范；同時(shí)，應(yīng)提高農(nóng)業(yè)機(jī)械使用效率及其利用節(jié)能技術(shù)與清潔能源。其次，從提高耕地生態(tài)承載力角度看，應(yīng)協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化發(fā)展與耕地資源可持續(xù)利用關(guān)系，加大城鎮(zhèn)化發(fā)展中積累的資金、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)等現(xiàn)代生產(chǎn)要素對(duì)耕地利用的回流力度，提高耕地產(chǎn)出水平；同時(shí)，應(yīng)提高農(nóng)田水利設(shè)施投資建設(shè)力度，加強(qiáng)建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)高產(chǎn)農(nóng)田。

4 結(jié)論

改進(jìn)后的耕地生態(tài)足跡模型較好刻畫了云南省耕地可持續(xù)性的變化特征，即：人均耕地生態(tài)足跡上升幅度遠(yuǎn)大于人均耕地生態(tài)承載力，耕地生態(tài)赤字日趨嚴(yán)重，耕地可持續(xù)利用程度由弱不可持續(xù)利用下降至中等不可持續(xù)利用。因此，應(yīng)從減少耕地生態(tài)足跡和提高耕地生態(tài)承載力兩個(gè)方面減緩耕地可持續(xù)利用面臨的嚴(yán)峻壓力。