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        耕地生態(tài)安全動態(tài)評價及障礙因子診斷
        ——以黃河下游沿黃縣區(qū)為例

        2021-02-14 09:06:08宋子言
        水土保持通報 2021年6期
        關鍵詞:各縣區(qū)縣區(qū)耕地

        韓 琭, 宋子言

        (山東財經大學 公共管理學院, 山東 濟南 250014)

        保障耕地數(shù)量和質量是國家糧食安全的根本,中國作為人口大國,耕地和種子是推動其糧食安全的關鍵要素,也是2021年確定的兩大重點。近年來,日益頻繁的人類活動,加重了對耕地廣度與深度的不合理利用,出現(xiàn)了耕地數(shù)量驟減、投入產出效率不高、生態(tài)環(huán)境惡化等一系列問題[1]。黃河下游是中國的糧產基地與生態(tài)屏障,在社會經濟與生態(tài)文明的頂層設計中具有重要地位[2]。但目前,黃河下游存在著資源約束與環(huán)境約束的雙重壓迫,在資源約束方面,黃河下游依靠13%的耕地資源和1.2%的水資源支撐著全中國近15%人口的糧食需求;在環(huán)境約束方面,大量農藥、化肥、地膜等投入帶來諸多環(huán)境污染問題。2020年國務院印發(fā)《關于防止耕地“非糧化”穩(wěn)定糧食生產的意見》,文件提出不能簡單的以經濟效益決定耕地用途,必須科學合理利用耕地資源,防止其無序發(fā)展[3]。因此,在“十四五”期間如何有效診斷人為限制因素,提升黃河下游耕地生態(tài)安全等級,促進全流域糧食安全、經濟繁榮、人地和諧可持續(xù)成為亟待解決的課題。如何評價耕地生態(tài)安全是農學、土壤學和地理學關注的熱點,國內外學者對耕地生態(tài)安全評價的研究主要集中在以下方面: ①概念內涵。最初學者們[4]認為耕地生態(tài)安全是耕地生態(tài)系統(tǒng)自身處于健康且不被破壞的狀態(tài),該定義更傾向于耕地生態(tài)系統(tǒng)自身的狀態(tài)。隨著學科發(fā)展,越來越多的學者[5-6]著眼于人地關系,認為耕地生態(tài)安全是保證耕地生態(tài)系統(tǒng)結構與功能不被損壞前提下,又能為人類可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定的生態(tài)與物質服務。目前,更多文獻[7]基于人地協(xié)調視角,提出耕地生態(tài)安全是在自然系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)相互耦合的作用下,耕地生態(tài)系統(tǒng)結構與功能不被損壞前提下,并滿足人類可持續(xù)發(fā)展所需要的狀態(tài)。 ②指標體系。學者們嘗試從單一視角[8]向PSR(壓力—狀態(tài)—響應)[9-10]、DPSIR(驅動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應)[11-12]、EES(經濟—環(huán)境—社會)等[13-14]綜合視角轉變,從經濟發(fā)展條件、人口、社會、資源環(huán)境等多維度構建評價指標體系。 ③評價方法。早期文獻[15]多以定性研究為主,為耕地生態(tài)安全評價提供理論基礎。當前,耕地生態(tài)安全評價多用定性與定量研究相結合的方法,且由靜態(tài)評價逐漸過渡到動態(tài)評價。常用的評價方法主要包括綜合指數(shù)法[16]、生態(tài)足跡模型[17]、投影尋蹤模型[18]、景觀生態(tài)模型等[19]。總體而言,現(xiàn)有文獻針對流域尺度耕地生態(tài)安全的文獻較少,尤其對黃河流域耕地生態(tài)安全的研究不多見。同時,黃河下游作為糧食主產區(qū),雖耕地質量較高,但人地關系失調、農田面源污染突出等人為問題已經成為阻礙其社會經濟可持續(xù)發(fā)展的主要因素。鑒于此,本文以黃河流經下游沿黃49縣區(qū)為研究對象,基于PSR(壓力—狀態(tài)—響應)模型建立指標體系,根據物元可拓模型、馬爾科夫鏈模型等方法,對黃河流域下游2000—2018年耕地生態(tài)安全進行動態(tài)評價,并診斷其人為障礙因子,旨在發(fā)現(xiàn)人類不合理行為對下游耕地生態(tài)安全造成的危害,為黃河下游生態(tài)保護和高質量發(fā)展提供科學依據。

        1 研究區(qū)概況

        黃河下游從河南鄭州市桃花峪開始劃分到山東墾利區(qū)注入渤海,考慮到河南省布局規(guī)劃的完整性,故將黃河中游的三門峽市、洛陽市、濟源市三市的沿黃縣區(qū)一同列為研究對象。因此,本文選取黃河下游(山東省、河南省)直接流經的49個縣區(qū)為研究區(qū)域,原因是黃河下游雖作為黃河流域最發(fā)達區(qū)域,但受制于人口密度較大、長期不合理土地資源開發(fā)與利用、水土侵蝕等問題,耕地生態(tài)系統(tǒng)受到較大威脅。研究尺度為縣域尺度更符合耕地的特性,將生態(tài)宏觀問題寓于微觀角度加以剖析,則更能刻畫黃河流域與流經縣區(qū)耕地生態(tài)安全的相互影響關系,以探究應對生態(tài)問題的提升路徑。

        2 數(shù)據來源與研究方法

        2.1 數(shù)據來源

        本文選取2000,2005,2010,2015和2018年作為研究時間點,與國民經濟五年規(guī)劃相結合。本文使用的數(shù)據均來自2001,2006,2011,2016和2019年《山東統(tǒng)計年鑒》《河南統(tǒng)計年鑒》《中國縣域統(tǒng)計年鑒》以及各地級市統(tǒng)計局官方網站,部分縣區(qū)耕地數(shù)據來自縣區(qū)《土地利用總體規(guī)劃》,土壤數(shù)據來自耕地質量等別數(shù)據庫,針對個別縣區(qū)數(shù)據缺失問題,采用相鄰年份數(shù)據代替。

        2.2 研究方法

        2.2.1 數(shù)據標準化處理 因文中各指標單位之間存在差異,故須為原始數(shù)據做標準化處理,運用極差法能減少各個指標中數(shù)量級間差異。指標分為正向、負向指標,其中正向指標表示隨著指標數(shù)值升高,耕地生態(tài)安全等級也隨之變高;負向指標表示隨著指標數(shù)值的降低,耕地生態(tài)安全等級同樣變高。

        2.2.2 指標權重確定 相較于主觀賦權法,客觀性更強的熵權法是依據各項指標的變異等級確定其指標權數(shù),其中信息熵能準確地反映出指標的信息量,能夠更科學合理地解釋所得到的結果。因此,本文采用該方法[13,16]對耕地生態(tài)安全各項指標進行賦權,具體權重結果詳見表1。

        2.2.3 模型構建 物元模型將評價對象不相容的矛盾問題轉為相容問題,在對整體對象進行評價的同時又能對各個指標進行分異,對于受自然、經濟、社會等多要素指標影響的耕地生態(tài)安全評價具有較強的客觀性與可適性。

        (1) 確立耕地生態(tài)安全物元。耕地生態(tài)安全物元R=(N,c,v),其中N為描述的對象,即耕地生態(tài)安全評價;c為特征向量,即耕地生態(tài)安全評價的各個指標 ;v為特征量值,即各個評價指標的實際數(shù)值。

        (1)

        (2) 確立經典域和節(jié)域物元。

        (2)

        (3)

        式中:Ror為耕地生態(tài)安全的經典域物元;Nor為第r個評價等級;Cn為第n個評價指標; 為關于評價指標Cn對應等級r的取值范圍;Rp為節(jié)域物元; 為評價指標Cn的總取值范圍。

        (3) 確立關聯(lián)函數(shù)和關聯(lián)度。

        (4)

        其中:

        (5)

        式中:ρ(x,X0)為點x與對應的評價指標的有限區(qū)間即Xo=[a,b]的距離;ρ(x,X0)為點x與對應的評價指標節(jié)域的有限區(qū)間即Xp=[a,b]的距離;x為待評價物元的取值;X0為經典物元取值范圍;Xp為節(jié)域物元取值范圍。

        (4) 確立綜合關聯(lián)度和評價等級。

        (6)

        式中:Kr(Nx)為耕地生態(tài)安全關于等級r的綜合關聯(lián)度;Wj為耕地生態(tài)安全各項指標的權重;Kr(xj)為單項指標關于等級r的關聯(lián)度。

        0≤K(x)<1,表示評價對象符合評價等級,數(shù)值越大則表明對應的評價等級越穩(wěn)定 ;-1≤K(x)≤0,表示評價對象不完全符合評價等級,但是具備向評價等級轉變的條件,同時,隨著數(shù)值的增大,轉化可能性也增大; 若K(x)<-1,表示評價對象不符合標準等級要求。確定評價指標最終屬于哪個等級采取最大值標準,即Krj=max[Kr(xj)],則表示各評價指標等級為r級;Krx=max[Kr(Nj)],則表示評價事物Nx等級為r級。

        2.2.4 馬爾科夫鏈 耕地生態(tài)安全等級之間會相互轉化,耕地生態(tài)安全格局的動態(tài)變化符合馬爾科夫過程,能夠有效的反映等級的變化過程[20-21]。具體為:

        (7)

        2.2.5 障礙因子診斷 障礙度模型作為診斷區(qū)域生態(tài)安全的重要方法,已在諸多領域得到應用[22-24]。障礙度模型包括因子貢獻度(Rj)、指標偏離度(Ptj)、障礙度(Mtj)3個指標。

        (8)

        式中:Mtj為第j項指標對第i年耕地生態(tài)安全的障礙度;Rj為各項指標的權重;Ptj=1-ytj表示指標與發(fā)展目標之間的偏差;ytj為各指標的標準化值。

        2.2.6 指標體系構建 基于已有研究,本文將耕地生態(tài)安全定義為當耕地資源所處的生態(tài)環(huán)境處于不被損害的健康狀態(tài)下,耕地生態(tài)系統(tǒng)既可以維持自身功能結構正常運行,又可以滿足人類社會經濟可持續(xù)發(fā)展的需求。PSR模型以因果關系為基礎,能夠客觀說明經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調程度,為耕地生態(tài)安全評價提供了理論基礎。文中在參考已有文獻的基礎上[8,10-14,20-21,25-26],從社會—經濟—自然3方面出發(fā),遵循科學性與代表性原則,根據黃河下游耕地的實際情況,重點選取19個指標建立耕地生態(tài)安全指標體系(表1)。 ①壓力層反映了人口增長、社會經濟發(fā)展對耕地生態(tài)系統(tǒng)造成較好與較壞的影響。人口自然增長率與人口密度表示人口對耕地生態(tài)系統(tǒng)施加的負荷,兩者的數(shù)值越高,耕地生態(tài)安全壓力越大;單位耕地面積地膜、化肥、農藥使用量指在糧食生產過程中耕地生態(tài)系統(tǒng)內部遭到的破壞,三者是土壤有機質流失、重金屬增加、酸化的重要原因;人均GDP和城鎮(zhèn)化率表征經濟高速發(fā)展對耕地生態(tài)系統(tǒng)帶來的影響。 ②狀態(tài)層反映了耕地生態(tài)系統(tǒng)目前所處的狀態(tài)。人均耕地面積與耕地面積比重反映了耕地資源被建設用地占用、撂荒的狀況,突出了其稀缺程度;單位耕地面積糧產量代表了糧食保障供給能力以及糧食數(shù)量安全程度;農民人均可支配收入表示了農民的耕地生產收益;土壤容重、pH值、有機質含量反映了耕地質量的自然屬性。 ③響應層反映了人類根據耕地生態(tài)系統(tǒng)目前的壓力與狀態(tài)所做出的舉措。水土協(xié)調度表示水利基礎設施建設對耕地旱情的緩解程度;耕地旱澇保收率突出了政府對耕地旱澇災害的治理力度;單位耕地農業(yè)機械化水平表示了農業(yè)生產條件和技術水平對耕地生態(tài)系統(tǒng)的影響,其農業(yè)技術水平越高,對耕地生態(tài)系統(tǒng)的損害越小;農業(yè)從業(yè)人員投入反映了高素質農業(yè)技術人員對耕地生態(tài)系統(tǒng)的提升作用;第一產業(yè)占GDP比重反映了耕地資源受第二、三產業(yè)的驅動變化情況。

        表1 耕地生態(tài)安全評價指標體系

        2.2.7 耕地生態(tài)安全經典域和節(jié)域物元的確定 根據耕地生態(tài)安全的可拓性,將其劃分為安全(Ⅰ級)、較安全(Ⅱ級)、臨界安全(Ⅲ級)、較不安全(Ⅳ級)、不安全(Ⅴ級)。

        經典域的范圍確定一般要參考相關國際或國家的行業(yè)標準,但目前對耕地生態(tài)安全評價指標沒有統(tǒng)一的參考標準,因此本文主要依據《河南省省級生態(tài)縣建設指標》《山東省省級生態(tài)文明建設示范區(qū)指標》、現(xiàn)有研究成果[8,12-14,25-28]來確定經典域與節(jié)域,具體標準詳見表2。

        表2 耕地生態(tài)安全評價指標經典域與節(jié)域取值范圍

        3 結果與分析

        3.1 黃河下游耕地生態(tài)安全等級時間變化

        將指標數(shù)據輸入公式(4),得到各個指標的關聯(lián)度,再將各指標關聯(lián)度和權重輸入公式(5),計算出2000—2018年黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全的評價等級(表3)。整體而言,2000—2018年黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級從Ⅳ級向Ⅰ級轉變,耕地生態(tài)安全等級持上升趨勢。其中,2000與2005年黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級為Ⅳ級,2000年綜合關聯(lián)度在[-1,0]之間,屬于不穩(wěn)定的Ⅳ級;2005年的綜合和關聯(lián)度在[0,1]之間,屬于穩(wěn)定的Ⅳ級,耕地生態(tài)安全等級有所改善。2010年耕地生態(tài)等級躍升到Ⅱ級,這是因為該年是“十一五規(guī)劃”的收官之年,各縣區(qū)在政策驅動下更好地貫徹了國家提出的耕地紅線、倡導生態(tài)文明建設等一系列政策和建議,為其耕地生態(tài)安全等級提升起到了積極影響。2015與2018年的安全等級均為Ⅰ級,并且Kj(N2018)>Kj(N2015),說明與Ⅰ級的綜合關聯(lián)不斷提高,這是由于“十三五”規(guī)劃明確提出要從根本解決生態(tài)環(huán)境污染、耕地土壤退化等問題,凸顯了農業(yè)綠色發(fā)展的重要性,耕地生態(tài)安全持續(xù)向安全轉化。雖然2000—2018年黃河下游沿黃縣區(qū)總體耕地生態(tài)安全等級不斷提高,但數(shù)值仍在[-1,0]之間,安全等級不夠穩(wěn)定,有等級下滑的風險。

        表3 黃河下游耕地生態(tài)安全整體評價結果

        以黃河下游沿黃各縣區(qū)為單位,將各縣區(qū)指標數(shù)據帶入上述公式得到黃河下游沿黃各縣區(qū)耕地生態(tài)安全綜合關聯(lián)度,詳見表4。結果表明,2000—2018年處于Ⅴ等級和Ⅳ等級的縣區(qū)不斷減少,處于Ⅲ等級和Ⅰ等級的縣區(qū)不斷增加,處于Ⅱ等級的縣區(qū)先增加后減少,高等級耕地生態(tài)安全縣區(qū)數(shù)量不斷增加,低等級耕地生態(tài)安全縣區(qū)數(shù)量不斷減少,呈不斷改善的趨勢。

        表4 各縣區(qū)耕地生態(tài)安等級分布

        3.2 黃河下游耕地生態(tài)安全等級空間變化

        3.2.1 耕地生態(tài)安全空間格局變化 利用GIS可視化分析,得到2000—2018年黃河下游沿黃各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級分布圖(圖1)。整體看來,2000—2018年黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級在空間上呈現(xiàn)出東北—西南高,中部低的分布格局,安全等級較高縣區(qū)集中在濟南、東營、三門峽、開封市的縣區(qū),等級較低縣區(qū)集中在菏澤、濱州、濮陽、洛陽等縣區(qū),呈現(xiàn)由發(fā)達縣區(qū)向較不發(fā)達縣區(qū)擴展的梯度等級分布特征。其中,2000年耕地生態(tài)安全為Ⅳ級的縣區(qū)占比較大,且遍布全域;2005年Ⅱ與Ⅲ等級縣區(qū)小幅度增加,主要位于黃河下游中部的開封市(開封縣、龍亭區(qū))以及東部的濟南市(槐蔭區(qū)、長清區(qū)等)、東營市(河口區(qū)),其耕地生態(tài)安全等級有所提升;2010年黃河下游沿黃縣區(qū)等級較高區(qū)域由2005年的東北部向東北—西南部方向發(fā)展;2015—2018年,Ⅳ等級縣區(qū)不斷減少,等級較高區(qū)域穩(wěn)定在東北—西南部區(qū)域,多數(shù)縣區(qū)從Ⅳ級轉化到Ⅲ級和Ⅰ級??傮w而言,黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級呈逐漸改善趨勢,但其等級提升速度不一致,如東營區(qū)、天橋區(qū)、東阿縣、惠濟區(qū)、蘭考縣等提升較快;東平縣、惠民縣、中牟縣、濮陽縣等提升較慢,各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級仍有較大的提升空間。

        圖1 黃河下游沿黃縣區(qū)2000-2018年耕地生態(tài)安全等級空間格局變化

        3.2.2 空間轉移特征 運用傳統(tǒng)Markov鏈模型構建黃河下游沿黃縣區(qū)2000—2005年,2005—2010年,2010—2015年,2015—2018年耕地生態(tài)安全Markov概率轉移矩陣,將各縣區(qū)在5個時間斷點的耕地生態(tài)安全等級從不安全到安全,分成5個等級類型(表5),對角線位置的數(shù)據代表各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級不發(fā)生轉移的可能性,非對角線位置上的數(shù)據代表各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級發(fā)生轉移的可能性[20]。

        表5 黃河下游沿黃縣區(qū)2000-2018年耕地生態(tài)安全等級轉移概率矩陣

        2000—2005年,對角線上的數(shù)據并非完全大于非對角線上的數(shù)據,這表明各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級并不穩(wěn)定;Ⅴ級向Ⅳ級、Ⅱ級轉移的概率分別為0.833和0.166 7,Ⅳ級向Ⅲ級、Ⅱ級轉移概率分別為0.158和0.026,表明黃河下游沿黃各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級呈跳躍式發(fā)展,即有跨等級轉移概率發(fā)生。2005—2010年,對角線位置上的數(shù)據均大于非對角線位置上的數(shù)據,Ⅳ級不發(fā)生轉移的概率較之前下降0.21,Ⅲ級不發(fā)生轉移的概率增加0.09,Ⅴ級、Ⅱ級、Ⅰ級不發(fā)生轉移概率不變,各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級保持一致概率減少,且Ⅳ級與Ⅲ級跨等級轉移概率增加,表明各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級流動性加強,持續(xù)性減弱,耕地生態(tài)安全等級空間差異增大。2010—2015年,對角線位置上的數(shù)據未全部大于非對角線位置上的數(shù)據,Ⅳ級、Ⅱ級不發(fā)生轉移的概率相較于之前分別下降0.165和0.228,Ⅳ級向Ⅲ級、Ⅰ級轉移概率增加,Ⅱ級向下轉移概率同樣增加,表明各縣區(qū)之間的等級轉移更加頻繁,耕地生態(tài)安全等級趨向不穩(wěn)定狀態(tài),其空間差異進一步增大。2015—2018年,雖對角線上的數(shù)據未全部大于非對角線上的數(shù)據,但各個等級同水平轉移概率較之前都有所增加。各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級保持不變概率增大,Ⅳ級、Ⅲ級向上移動概率減少,Ⅰ級向下移動概率減少,各安全等級在縣區(qū)之間轉換減弱,持續(xù)性增強,耕地生態(tài)安全等級空間差異縮小。

        3.3 耕地生態(tài)安全障礙因子診斷

        黃河下游作為中國重要糧產基地,耕地質量水平較高,但由于人類不恰當?shù)男袨閷е缕渖鷳B(tài)系統(tǒng)不斷遭到破壞,因此診斷黃河下游耕地生態(tài)安全的人為障礙因子是十分必要的。本文篩選出障礙度位于前5的指標作為主要人為障礙因子,選取C1—C11,C15—C19共16個人為因素指標進行障礙度計算(表6),以期對提高黃河下游耕地生態(tài)安全等級提出準確有效的政策建議。由表6可知,阻礙黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級的前3人為障礙因子在20 a內基本一致,從強到弱依次為人均耕地面積(C8)、人口密度(C3)、單位耕地面積化肥使用量(C5)。山東、河南省人口密度在2000—2018年呈不斷上升趨勢,人口密度的增高導致與人類密切相關的用地需求也不斷升高,使得商業(yè)區(qū)、城鎮(zhèn)住宅區(qū)、農村居民點范圍不斷外延,耕地資源面臨較大的占有壓力,人地關系矛盾凸顯,耕地承載力超載。同時,黃河下游沿黃縣區(qū)農業(yè)發(fā)展極度依賴水源,高密度人口使各縣區(qū)在耕地灌溉方面加劇了對黃河水的利用強度,造成水資源短缺與污染,破壞了耕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。據年鑒數(shù)據統(tǒng)計,黃河下游沿黃49縣區(qū)單位耕地面積化肥使用量在2000,2010和2018年的均值使用量分別為637,671,684 kg/hm2。化肥使用量的增加雖減少了農作物蟲害出現(xiàn)的概率,但會使土壤金屬成分增加,造成土壤板結化,這加大了耕地生態(tài)系統(tǒng)惡化的風險性。其他主要人為障礙因子如單位耕地農藥使用量(C6)、水土協(xié)調度(C15)的障礙度近幾年呈下降趨勢;第一產業(yè)占GDP比重(C19)、農業(yè)從業(yè)人員投入(C18)的障礙度近幾年呈上升趨勢,對耕地生態(tài)安全等級的提升也會產生不同程度的制約作用。其中,農業(yè)從業(yè)人員投入(C18)障礙度較高的區(qū)域集中在濱州、菏澤、焦作市的縣區(qū),其原因是該3市縣區(qū)的就業(yè)環(huán)境與社會服務環(huán)境相較于山東與河南的其他區(qū)域稍顯匱乏,人才流失失嚴重。此外,從事農業(yè)的人員年齡偏大且專業(yè)素質較低,人才數(shù)量與質量的不足制約著其農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。第一產業(yè)占GDP比重(C19)障礙度較高的區(qū)域集中在濟南、鄭州、洛陽和新鄉(xiāng)市的縣區(qū)。其中,2000年以來隨著城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展,眾多的項目涌入濟南市促使其產業(yè)結構轉變與升級,城市空間的快速膨脹,基礎設施不斷完備,第二、三產業(yè)值在研究期內分別擴大了8與11倍,導致建設用地規(guī)模需求增大,加劇了對耕地的占用;河南段沿黃縣區(qū)是能源產業(yè)集聚地帶,其二、三產業(yè)較多,尤其是鄭州、洛陽、新鄉(xiāng)作為中原重要核心城市,其沿黃縣區(qū)建設用地和工業(yè)用地需求持續(xù)增加,使耕地生態(tài)等級變化受二、三產業(yè)占比驅動較強。

        表6 黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全障礙因子、障礙度排序

        4 結論與政策建議

        4.1 結 論

        (1) 時間變化上,2000—2018年黃河下游沿黃縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級整體呈上升趨勢,由Ⅳ級提升到Ⅰ級,其中2010年后變化尤為明顯。各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級逐步提升,處于Ⅴ等級和Ⅳ等級的縣區(qū)不斷減少,Ⅲ等級和Ⅰ等級的縣區(qū)不斷增加。

        (2) 空間變化上,2000—2018年各縣區(qū)耕地生態(tài)安全等級由不穩(wěn)定狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)過渡,在空間上呈現(xiàn)由東北部高,中西部低向東北—西南部高,中部低轉變的特征,且空間差異持續(xù)減小。

        (3) 通過障礙因子診斷可知,黃河下游沿黃縣區(qū)的前3人為障礙因子近20 a基本一致,依次是人均耕地面積、人口密度、單位耕地面積化肥使用量。同時,第一產業(yè)占GDP比重、農業(yè)從業(yè)人員投入的障礙度近幾年呈上升趨勢,對耕地生態(tài)安全等級的提升也會產生不同程度的制約作用。

        (4) 耕地生態(tài)安全評價是一項復雜的系統(tǒng)工程,科學建立經典域與節(jié)域是耕地生態(tài)安全評價的基礎根基,但目前對于經典域與節(jié)域的研究尚不完整,多數(shù)情況需要人為確定耕地生態(tài)安全閾值,存在一定主觀性。因此如何更準確的選取符合地區(qū)典型性的經典域與節(jié)域取值范圍,在今后有待進一步的改進與完善。

        4.2 政策建議

        (1) 壯大新型農業(yè)經營主體,推動糧食綠色生產。黃河下游各縣區(qū)農業(yè)發(fā)展仍以“小農經濟”為主,單一的小農戶很難在資源與環(huán)境約束雙重壓迫下做出低碳化、規(guī)?;⒕G色化的糧食生產,導致其經營方式粗放、高碳,抵抗風險能力較差。因此,第一方面要壯大各種新型農業(yè)經營主體,新型農業(yè)經營主體更加注重糧食產業(yè)綠色低碳、生態(tài)高值農業(yè)等其他模式的發(fā)揮,以及發(fā)揮模范帶頭作用,引導小農采取節(jié)肥、節(jié)藥等親環(huán)境農業(yè)技術以及采用微生物肥料、生物農藥等新型綠色農資,從而改善各縣區(qū)的耕地生態(tài)安全狀況。第二方面是積極實行農業(yè)托管服務,通過農業(yè)托管組織規(guī)?;?、專業(yè)化的特點,將低碳新技術、新方法融入到糧食生產過程中,實現(xiàn)“一控兩減三基本”的目標,促進農業(yè)生產與資源環(huán)境相互協(xié)調,提高農業(yè)生產綠色效率。

        (2) 實施歸雁工程,提升耕地保護積極性。隨著城鄉(xiāng)二元體制的戶籍壁壘被逐漸打破,大量青壯年農民流入城市,農業(yè)空心化嚴重,導致農業(yè)從業(yè)人員投入在數(shù)量和活力方面較欠缺,側面限制了耕地生態(tài)安全等級的提升。為了有效應對農業(yè)從業(yè)人員不足問題,一是培育新型職業(yè)農民,將少數(shù)從城市回流到農村的青少年當作中國未來農業(yè)的主力軍。二是實施“歸雁工程”,吸引更多高素質人才回歸家鄉(xiāng),同時各縣區(qū)積極搭建服務平臺為“歸雁工程”提供保障。三是實行多元主體農技推廣,在各縣區(qū)成立農技推廣機構等社會服務組織,既守護好“農業(yè)科技最后1公里”,又確保糧食安全底線不觸碰,充分調動農業(yè)人員的積極性,推動一群在農業(yè)、社會服務業(yè)領域的技術人員到農村進行創(chuàng)業(yè)。

        (3) 構建智慧耕地平臺,從會種地到“慧”種地。如果能為糧食生產與耕地保護插上“互聯(lián)網”的翅膀,既可以減少勞動力投入,降低無用的成本約束;又提升了水資源、耕地資源等資源的利用效率,在破解當前黃河下游自然資源短缺、勞動力不足等問題時提供了一條全新的解決路徑。一是依托物聯(lián)網推動糧食生產與耕地保護的“智慧化”,打造農業(yè)無線管理系統(tǒng)、耕地保護監(jiān)管系統(tǒng)、糧食育種信息系統(tǒng),構建“天上看、地上巡、網上查”的整體互聯(lián)網體系,能夠幫助農民精準灌溉、施肥等精細化操作,從而有效節(jié)約水資源以及降低耕地面源污染,緩解黃河下游沿黃縣區(qū)的耕地生態(tài)安全壓力。二是實現(xiàn)云計算的信息共享,將黃河流域自然資源、市場供給、氣象變化等方面的信息收集起來,建立一個專門的信息共享數(shù)據庫平臺,通過網絡途徑傳遞給農戶以及新型農業(yè)經營主體,從而提高耕地利用效率以及綠色生產。

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