冷志杰，劉雪寧

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

耕地是國土空間中重要的戰(zhàn)略資源，不僅影響著人類生存發(fā)展，還關(guān)系到國家糧食安全及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)化時代以來，人們對耕地的利用程度加深，致使原有的耕地生態(tài)系統(tǒng)受到不同程度的影響，已經(jīng)成為阻礙國家農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1]。因此，研究耕地生態(tài)安全能夠?qū)ζ浒l(fā)展過程出現(xiàn)的問題提前預(yù)警，促使政府出臺相關(guān)政策，對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈合作及可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

耕地能夠保障社會可持續(xù)發(fā)展，與國民生活息息相關(guān)。近年來，國外在耕地生態(tài)安全方面的研究主要借助于模型構(gòu)建測度耕地的數(shù)量與質(zhì)量變化，以此評估耕地生態(tài)安全等級[2-3]。目前國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者們用各種模型方法從多層次視角進(jìn)行了有意義的研究工作，并進(jìn)行了評價，耕地生態(tài)問題也引起了各級政府的重視[4]。在研究方法層面主要包括能值法、實(shí)物形態(tài)法、價值形態(tài)法及綜合指標(biāo)法等。PENG 等[5]利用實(shí)物形態(tài)法及回路理論，計算“阻力”模擬生態(tài)系統(tǒng)中的景觀異質(zhì)性，識別云南省耕地生態(tài)安全廊道及節(jié)點(diǎn)。梁流濤等[6]采用OD 空間矩陣方法從不同層面分析了虛擬耕地流動格局，并進(jìn)一步探討了其穩(wěn)定性和持續(xù)性。研究視角方面主要包括生態(tài)安全、糧食安全、耕地保護(hù)及資源約束等。LI等[7]從糧食安全和生態(tài)安全視角，從質(zhì)量和生產(chǎn)力等方面分析1996—2015 年東北地區(qū)耕地儲備轉(zhuǎn)化情況，進(jìn)一步評價了耕地復(fù)墾生態(tài)安全績效。王兆峰等[8]基于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合視角，解析湖南省耕地資源利用演化時空過程，分析其存在的問題并提出了優(yōu)化路徑。

我國對于耕地生態(tài)安全的研究起步較晚，隨著耕地生態(tài)環(huán)境的惡化，很多學(xué)者做了有益的研究，但是仍然存在著一些不足。本文的創(chuàng)新之處包括：①以Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)精確測量耕地空間分布及利用變化情況；②以多指標(biāo)協(xié)同的PSR 模型全面評估耕地的安全水平；③以地理—社會時空分異屬性的地理加權(quán)模型分析耕地生態(tài)安全的時空分異具有綜合性客觀性優(yōu)勢[9]。鑒于此，本次研究基于耕地生態(tài)安全指標(biāo)體系框架，采用熵權(quán)法估算各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，對耕地生態(tài)安全影響機(jī)制進(jìn)行了測度，以期研究成果對中國耕地生態(tài)安全及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有價值的參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

東北地區(qū)位于中國國土最北端，由黑龍江、吉林及遼寧3 省組成，區(qū)域地跨東經(jīng)118°～135°，北緯48°～55°。新中國成立初期，東北地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值曾占全國總量的85%。2019 年的國家經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，東北三省GDP 總量約為50 000 億元，占全國GDP 總量的5.07%，區(qū)域總?cè)丝诩s為0.98 億人，占全國人口總量的6.95%，區(qū)域土地總面積約為78.73 萬平方千米，占全國國土面積的8.20%，年度糧食總產(chǎn)量約為13 811 萬噸，約占全國年度糧食總產(chǎn)量的20.80%，但是近年來其糧食產(chǎn)量全國占比有所下降，因此，研究東北地區(qū)耕地生態(tài)安全及影響機(jī)制具有典型代表性（圖1）。

圖1 研究區(qū)域

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所需的基本數(shù)據(jù)主要包括社會經(jīng)濟(jì)和地理空間數(shù)據(jù)。社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來自遼寧、吉林和黑龍江3 省的《統(tǒng)計年鑒》和《農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》（1990—2020）等，一些缺失的數(shù)據(jù)來自各級政府的官方網(wǎng)站。耕地的地理空間分布數(shù)據(jù)主要來源于1990 年、2000 年、2010 年和2020 年夏季的Landsat TM/ETM 遙感影像，并參考BUCHNER 等[10]的研究方法，在GEE 地理云平臺上對影像波段、大地基準(zhǔn)和地面控制點(diǎn)的空間信息進(jìn)行了一系列校正。本研究將水田、旱地和坡地納入耕地類別，與《中國統(tǒng)計年鑒》中的耕地數(shù)據(jù)相比，總體準(zhǔn)確率達(dá)到90.34%～96.52%，基本滿足本研究的要求。

2 研究方法

2.1 核密度估計

耕地的地理分布具有空間離散、點(diǎn)多面廣的特征，常規(guī)的計量方法無法直觀地識別其整體性與空間異質(zhì)性。核密度估計（KDE）與常規(guī)的以行政區(qū)范圍計算耕地面積密度的理念完全不同，其對各要素建立平滑的圓形表面，采用估算概要密度函數(shù)的非參數(shù)方法，通過漸進(jìn)式傳輸中心強(qiáng)度，以要素點(diǎn)到參考位置的距離建立峰值構(gòu)建平滑的連續(xù)表面，表征空間位置差異性及中心強(qiáng)度距離衰減性。KDE 可以有效測度不同地形耕地的空間分布形態(tài)，計算公式如下：

式中：f(x,y)是位置(x,y)的耕地核密度估計，其表征單位面積上承載的耕地面積，di是位置(x,y)距第i個觀測位置的距離，n是觀測數(shù)量，h是距離衰減的閾值，k是空間權(quán)重函數(shù)值。

2.2 耕地生態(tài)安全指數(shù)

耕地生態(tài)安全評價指數(shù)具有生態(tài)系統(tǒng)性、復(fù)雜性及交叉性等特點(diǎn)，是一個融合多層次的復(fù)合系統(tǒng)（表1）。其指標(biāo)的選取既要綜合考慮生態(tài)安全的潛在影響，也要關(guān)注生態(tài)現(xiàn)狀。鑒于不同評價指標(biāo)的數(shù)值不同，單位也不同，為了使選擇的指標(biāo)具有可比性，本研究采用差化標(biāo)準(zhǔn)法對選取的指標(biāo)原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一量綱，選擇熵權(quán)法根據(jù)各指標(biāo)的重要程度與數(shù)量級客觀計算其權(quán)重值。

表1 耕地生態(tài)安全指標(biāo)體系

（1）耕地生態(tài)系統(tǒng)壓力。耕地生態(tài)系統(tǒng)壓力表征社會發(fā)展中農(nóng)業(yè)從業(yè)者對耕地資源的利用程度，主要因素包括農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)過程中化肥、農(nóng)業(yè)等人工添加劑的使用及土地墾殖程度等，這些因素對耕地生態(tài)造成了一定影響，改變了耕地生態(tài)平衡。本次研究選取人均耕地面積、單位耕地化肥負(fù)荷、單位耕地農(nóng)藥負(fù)荷、土地墾殖率、人口密度及城市化水平6 個指標(biāo)來量化耕地生態(tài)壓力的狀態(tài)。

（2）耕地生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)。人類對耕地的利用強(qiáng)度隨著耕地生態(tài)系統(tǒng)的壓力增強(qiáng)而變化，利用效率的變化對耕地生態(tài)安全狀況產(chǎn)生影響。本次研究選取森林覆蓋率、單位耕地農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平、災(zāi)害指數(shù)、單位耕地糧食產(chǎn)量及人均水資源量5 個指標(biāo)來量化耕地生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

（3）耕地生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)。耕地在生態(tài)安全壓力、狀態(tài)等影響下，會自動做出反應(yīng)。本次研究選取灌溉保證率、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP 比重、農(nóng)民人均純收入、農(nóng)業(yè)從業(yè)人員投入及環(huán)保污染治理投資占GDP 比重5 個指標(biāo)來量化耕地生態(tài)響應(yīng)狀態(tài)。

單一指標(biāo)無法全面準(zhǔn)確地反映耕地生態(tài)安全，而耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)直接反映了耕地安全水平，其綜合多層次指標(biāo)按照各項(xiàng)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)值、權(quán)重來評價[11]，取值范圍為0～1（表2）。其計算式如下：

表2 耕地生態(tài)安全等級分類

式（2）、（3）中：Fm是系統(tǒng)中各要素層綜合生態(tài)安全指數(shù)，Xij是標(biāo)準(zhǔn)值，wj1是第j項(xiàng)指標(biāo)的相對權(quán)重。F是耕地生態(tài)安全目標(biāo)層的綜合指數(shù)，wj是第j項(xiàng)指標(biāo)的總權(quán)重。1 ＞F＞0，其值越趨于0，表示耕地生態(tài)安全不安全，越趨于1，表示耕地生態(tài)安全越安全。

2.3 耕地生態(tài)安全影響因素（GWR模型）

在全球化與生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的條件下，深層驅(qū)動因素作用于表層驅(qū)動因素，以自然環(huán)境、地理區(qū)位、社會經(jīng)濟(jì)及區(qū)域政策等多要素相互作用的形式影響著耕地生態(tài)安全演化進(jìn)程。自然環(huán)境因素是耕地生態(tài)安全的本底基礎(chǔ)，其資源稟賦限制著耕地的利用方式。地理區(qū)位直接影響著耕地利用的便捷度及開發(fā)價值。社會經(jīng)濟(jì)不同發(fā)展階段對應(yīng)耕地利用主導(dǎo)形態(tài)，促進(jìn)了其現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。區(qū)域政策因素是影響耕地利用直接動力，并激勵著從業(yè)者開發(fā)行為（表3）。

表3 耕地生態(tài)安全影響因素指標(biāo)

地理加權(quán)回歸模型（GWR 模型）可以測度指標(biāo)參數(shù)在地理空間中的變化，準(zhǔn)確反映出其空間特征。它的工作原理是通過對不同區(qū)域影響程度估算，反映指標(biāo)參數(shù)在不同空間下的非平穩(wěn)性，確保變量隨著空間位置變化，其估算結(jié)果融合了地理與面板數(shù)據(jù)的綜合屬性，更適合地理指標(biāo)數(shù)據(jù)的真實(shí)情況[12]。其計算式如下：

道家的美學(xué)思想之所以能在漢晉之際被廣泛地接受和發(fā)展，并由此而塑造出一個個美的典范，關(guān)鍵就在于此時的士人接受了道家的人生哲學(xué)，能以一種淡泊虛靜的心態(tài)面對生活，面對社會，面對人生。也就是說，漢晉之際的士人在接受道家美學(xué)的同時，準(zhǔn)確地把握住了道家的審美心理，即只有保持一種平淡寧靜、虛空寂寥、無礙無掛的自然心境的人，才能夠發(fā)現(xiàn)美的真諦，欣賞美的神韻，享受美的歡樂的思想。

式中：β0(ui,vj)是常數(shù)項(xiàng)，βk(ui,vj)是回歸系數(shù)，t是研究單元個數(shù)，Xik是研究區(qū)各評價單元的變量數(shù)，εi是隨機(jī)誤差。

3 耕地生態(tài)安全時空演變測度

3.1 耕地核密度測度

采用式（1）的核密度（KDE）模型對東北地區(qū)耕地分布進(jìn)行空間分析，使用自然斷裂點(diǎn)法將耕地KDE 劃分為低密度區(qū)、較低密度區(qū)、中密度區(qū)、較高密度區(qū)與高密度區(qū)等五類（圖2）。由圖2 顯示可知，東北地區(qū)KDE分布空間差異比較明顯但是變化幅度較小，各年份變化范圍在0～10.92 hm2/km2之間波動變化。

圖2 耕地核密度空間分布特征

具體而言，1990 年耕地KDE 的高值區(qū)與較高值區(qū)主要分布在東北地區(qū)黑龍江西部、吉林中部及遼寧西部的齊齊哈爾、綏化、哈爾濱、長春、沈陽及盤錦等地區(qū)。2000 年耕地KDE 高值和較高值地區(qū)緩慢增長，黑龍江最明顯。其中，黑龍江東部的佳木斯、雙鴨山、雞西及鶴崗等地區(qū)的林地、草地轉(zhuǎn)變?yōu)楦亍?010 年耕地KDE 高值區(qū)與較高值區(qū)緩慢收縮，與此同時，部分地區(qū)的耕地面積在緩慢恢復(fù)，吉林、遼寧最明顯。其中，吉林西部和中部的白城、長春、四平及遼源等地區(qū)大面積的耕地、水體轉(zhuǎn)變成城市及工業(yè)用地，遼寧的鐵嶺、阜新、沈陽及大連等地區(qū)的耕地也轉(zhuǎn)變成城市用地。與大部分城市耕地收縮相反的是黑龍江的佳木斯、黑河及吉林的吉林市等地區(qū)耕地正緩慢恢復(fù)。2020 年耕地KDE 高值區(qū)與較高值區(qū)進(jìn)一步收縮，遼寧、吉林最明顯，與此同時，大部分地區(qū)的耕地正緩慢恢復(fù)，黑龍江最顯著。遼寧的沈陽、盤錦及吉林的長春、松原等地區(qū)的耕地因?yàn)榇笠?guī)模城市建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，大連則因?yàn)闉I海新區(qū)的持續(xù)開發(fā)促使耕地面積減少。與大部分城市耕地收縮相反的是黑龍江東部與西部的佳木斯、鶴崗、雞西及黑河等地區(qū)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，人口外流及耕地保護(hù)政策等因素，近年來耕地面積正穩(wěn)定恢復(fù)，耕地密度逐步提高。

參考2020 年東北三省的統(tǒng)計年鑒中耕地面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)，東北地區(qū)耕地總面積約為20 080.26 千公頃，其中，遼寧耕地總面積約為3 228.84 千公頃，吉林耕地總面積約為5 325.13 千公頃，黑龍江耕地總面積約為11 516.30 千公頃，分別約占東北地區(qū)的16.13%，26.52%及57.35%。通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)與Landsat 監(jiān)測數(shù)據(jù)對比可知，在本次研究的四個時間段內(nèi)東北地區(qū)耕地KDE 分異明顯，集聚分布特征顯著，呈現(xiàn)出“西密東疏”的核密度空間分布特征。究其原因主要有自然因素及人工因素等方面，其中自然因素層面，東北地區(qū)西部的大興安嶺、北部的小興安嶺及東部的長白山等山脈導(dǎo)致東北地區(qū)西部、北部及東部的地形海拔驟然升高，坡度超過了農(nóng)業(yè)耕種的用地坡度，同時這些地區(qū)也是地廣人稀，而在東北地區(qū)中部形成了連接遼寧、吉林及黑龍江的東北平原，其地形平緩、土地肥沃、氣候適宜大規(guī)模機(jī)械化耕種，同時東北重要的大城市如沈陽、長春、哈爾濱及齊齊哈爾等都位于此平原帶，大量的人口聚集，形成了東北地區(qū)最大的農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)。通過已有文獻(xiàn)資料可知，人工因素主要源于沈陽、大連、長春及哈爾濱等城市快速發(fā)展，新建了大量的居住、概要用地，導(dǎo)致耕地面積減少，而資源型城市的撫順、鞍山、松原及大慶等則是資源集中開發(fā)導(dǎo)致耕地減少。相對而言，東北地區(qū)東北部的佳木斯、雞西、雙鴨山及鶴崗等地經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后、人口外流及農(nóng)業(yè)政策等因素，促進(jìn)了耕地恢復(fù)改善了生態(tài)環(huán)境。

3.2 耕地生態(tài)安全測度

參照表2 的標(biāo)準(zhǔn)，由圖3 可知，1990—2020 年東北地區(qū)耕地生態(tài)安全壓力（P）指數(shù)在0.31～0.67 之間，處于“臨界安全—不安全—臨界安全—較不安全”狀態(tài)，并表現(xiàn)出波動中上升最后持續(xù)下降趨勢。耕地狀態(tài)（S）指數(shù)在0.16～0.72 之間，處于“臨界安全—不安全—較安全”狀態(tài)，并表現(xiàn)出先下降后持續(xù)上升趨勢。耕地響應(yīng)（R）指數(shù)在0.31～0.76 之間，處于“不安全—較不安全—臨界安全—較安全”狀態(tài)，并表現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢。

圖3 耕地PSR指數(shù)動態(tài)變化

（1）耕地壓力系統(tǒng)安全評價。1990—1995 年東北地區(qū)壓力安全指數(shù)急速下降，首次表現(xiàn)出“不安全”，1995—2005 年壓力指數(shù)穩(wěn)步上升，由“不安全”上升到“臨界安全”，2005—2020 年壓力安全指數(shù)持續(xù)下降，由“臨界安全”下降到“較不安全”，總體上東北地區(qū)的耕地生態(tài)壓力指數(shù)處于下降趨勢。20 世紀(jì)90 年代以來，東北地區(qū)率先進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程，工業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈崛起，城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，城鎮(zhèn)人口聚集，城鎮(zhèn)化建設(shè)占用了大量的優(yōu)質(zhì)的耕地。同時現(xiàn)代化的化肥和農(nóng)藥過量使用，導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降引起了生態(tài)安全水平下降。參考東北三省的統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，1990—2020 年單位耕地化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜使用量不斷上升。其中，單位耕地化肥施用量由1990 年402.31 kg/hm2到2020 年的601.73 kg/hm2，2020 年比1990 年增加了199.43 kg/hm2。農(nóng)藥、農(nóng)膜等大量使用在造成農(nóng)業(yè)面源污染的同時，也對耕地生態(tài)安全造成了較大壓力。

（2）耕地狀態(tài)系統(tǒng)安全評價。1990—2000 年?duì)顟B(tài)指數(shù)呈下降趨勢，由“臨界安全”下降到“不安全”，2000—2020 年?duì)顟B(tài)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢，由“不安全”上升至“較安全”。1990—2000 年耕地狀態(tài)下降主要源于東北地區(qū)工業(yè)化快速發(fā)展促使大量耕地被占用，引起了人均耕地面積短期內(nèi)快速下降，為保證農(nóng)產(chǎn)品總產(chǎn)量，大量的化肥、農(nóng)藥使用提高了單位產(chǎn)量，但是造成了耕地污染。人均耕地面積從1990年的0.17 hm2減少到2000年的0.15 hm2。2000—2020 年呈現(xiàn)出上升趨勢主要源于森林覆蓋率、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平提高，其中，森林覆蓋率由2000年的46.13%上升到58.36%，單位耕地農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平由2000 年的2.93 kW/hm2增加到6.79 kW/hm2。2000 年以后，隨著工業(yè)化發(fā)展，污染情況越發(fā)嚴(yán)重，人們意識到污染的危害，增強(qiáng)了環(huán)保意識，大力種植樹林，使得森林覆蓋率持續(xù)上升。

（3）耕地響應(yīng)系統(tǒng)安全評價。東北地區(qū)耕地響應(yīng)的安全指數(shù)由1990 年的“不安全”狀態(tài)上升至2000 年的“較安全”狀態(tài)。20 世紀(jì)90 年代以來，在東北地區(qū)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展過程中，隨著污染問題的加劇，政府部門逐漸意識到人為因素對耕地環(huán)境的污染并出臺了一些對應(yīng)措施。1990—2020 年東北地區(qū)耕地有效灌溉面積顯著增加，農(nóng)民人均純收入、農(nóng)業(yè)從業(yè)人員投入水平不斷提高，環(huán)保污染治理投資占GDP 比重提高，其中，灌溉保證率由1990 年的20.57%增加到2020 年的49.00%，農(nóng)民人均年度純收入則由1990 年的2 725.53 元增長到2020年的21 345.43 元。

4 影響機(jī)制分析

耕地生態(tài)安全時空演變主要受到自然、區(qū)位、經(jīng)濟(jì)及政策等多方面因素的共同影響，參考已有文獻(xiàn)，本文選取然資源條件、地理區(qū)位條件、社會經(jīng)濟(jì)因素及區(qū)域政策因素4 個目標(biāo)層12 個指標(biāo)因子，探究其對生態(tài)安全的影響。東北地區(qū)耕地生態(tài)安全值增長的空間自相關(guān)已經(jīng)證明了各城市的生態(tài)安全具有明顯的空間聚集性及地區(qū)差異性，最小二乘法（OLS）模型不能解釋地理變量，而地理加權(quán)（GWR）模型具有空間解釋能力，能夠?qū)€性模型進(jìn)行空間修正。使用SPSS 對標(biāo)準(zhǔn)化后的變量進(jìn)行共線性檢驗(yàn)，判斷多重共線性問題，本次12 個指標(biāo)因子的方差膨脹因子（VIF）均小于7.5，表明所選指標(biāo)能夠作為GWR 模型的解釋變量。通過表4 分析結(jié)果可知，1990—2020 年不同因子對東北地區(qū)耕地生態(tài)安全的影響呈現(xiàn)出不同的趨勢，其中，自然資源類要素主要呈下降趨勢，而地理區(qū)位、社會經(jīng)濟(jì)及區(qū)域政策類要素主要呈上升趨勢。

表4 耕地生態(tài)安全演化影響因素探測結(jié)果

（1）自然資源條件。自然因素決定了東北地區(qū)耕地的先天稟賦，其中年日照時數(shù)、年降水量影響著區(qū)域耕地資源的外部環(huán)境，種植方式及產(chǎn)出效率，地理坡度影響著區(qū)域更多資源開發(fā)的難度和可利用程度。1990 年代社會經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá)，區(qū)域政策不完善，自然資源條件在耕地生態(tài)安全影響因素中占據(jù)了重要位置，但是隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件提高，區(qū)域政策完善，自然資源條件的影響力呈現(xiàn)下降趨勢。其中，年日照時數(shù)、年降水量及地形坡度的系數(shù)均下降[13]。目前東北地區(qū)的黑龍江自然地理?xiàng)l件優(yōu)越，后備耕地資源豐富，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施完善，其耕地生產(chǎn)能力較高，吉林次之，而遼寧地形地貌相對復(fù)雜，耕地主要集中在遼寧中部狹長平原地帶，后備耕地資源匱乏，前期對利用方式粗放，生態(tài)安全水平較低，近年來逐漸好轉(zhuǎn)。因此，區(qū)域自然因素差異是影響東北地區(qū)耕地生態(tài)安全時空分異格局的基本因素。

（2）地理區(qū)位條件。東北地區(qū)耕地生態(tài)安全水平與地理區(qū)位條件關(guān)聯(lián)度較高，其中距河流、距主要公路及距城鎮(zhèn)對區(qū)域耕地生態(tài)安全具有較大影響。距河流越近，耕地的水資源越豐富，距主要公路的距離決定了耕地的機(jī)械化作業(yè)程度及農(nóng)作物運(yùn)輸?shù)谋憬荻龋喑擎?zhèn)越近其耕地管理越方便，這些因素共同促進(jìn)了耕地利用方式由粗放經(jīng)營轉(zhuǎn)向集約化經(jīng)營[14]。隨著科學(xué)技術(shù)不斷提高，地理區(qū)位條件的影響力呈現(xiàn)出穩(wěn)定上升趨勢，但是現(xiàn)代化灌溉技術(shù)導(dǎo)致距河流的影響力小幅下降，其中距主要公路及距城鎮(zhèn)的影響力上升，而距河流的影響力下降。當(dāng)前黑龍江平原因?yàn)榈乩韰^(qū)位條件較好，公路交通較發(fā)達(dá)，其耕地集約化程度在21 世紀(jì)初就達(dá)到了較高水平，吉林在優(yōu)化完善交通網(wǎng)絡(luò)后，耕地生態(tài)安全不斷提高，相比而言，遼寧因?yàn)槎嗲鹆辏捌诟厣鷳B(tài)安全較低，且部分農(nóng)業(yè)人口向京津冀及山東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移，但是近年來政府大力完善交通及灌溉體系，其耕地生態(tài)安全逐漸上升。因此，地理區(qū)位條件是影響東北地區(qū)耕地生態(tài)安全時空分異及演化的重要因素。

（3）社會經(jīng)濟(jì)因素。隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整優(yōu)化，在市場需求的刺激下，耕地生態(tài)安全水平持續(xù)上升，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員群體的擴(kuò)大及農(nóng)業(yè)人員知識素養(yǎng)的提升，促進(jìn)耕地糧食單位產(chǎn)量不斷提高，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)對區(qū)域耕地利用方式產(chǎn)生重大影響。其中糧食單產(chǎn)及農(nóng)民人均純收入的影響力均上升，而隨著城市二、三產(chǎn)業(yè)比重的提高，第一產(chǎn)業(yè)的占比逐漸減少，其影響力下降。當(dāng)前東北地區(qū)遼寧經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度高，是東北地區(qū)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化發(fā)展的引擎，工業(yè)化產(chǎn)業(yè)占據(jù)了較大的比例，快速城鎮(zhèn)化及工業(yè)化導(dǎo)致其耕地生態(tài)安全水平較低，且耕地環(huán)境條件較差。相比而言，東北地區(qū)的黑龍江、吉林等地，其區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較低，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)比重較大，且農(nóng)業(yè)條件較好，促進(jìn)了其耕地生態(tài)安全的穩(wěn)定增長。因此，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展差異是影響東北地區(qū)耕地生態(tài)安全時空演化的最重要的因素。

（4）區(qū)域政策因素。政府政策反映出耕地利用的基本導(dǎo)向，是耕地生態(tài)安全的重要保障。健全的耕地管理、荒地再利用等政策有助于耕地生態(tài)安全的提高，而農(nóng)業(yè)稅改革、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼等政策減輕了農(nóng)業(yè)投入壓力，對耕地的合理利用產(chǎn)生了積極效應(yīng)[15]。農(nóng)業(yè)貸款率、農(nóng)業(yè)科研支出的影響力均上升，而農(nóng)業(yè)稅的影響力呈現(xiàn)小幅度下降。目前，東北地區(qū)黑龍江、吉林等地政府部門出臺了較完善的耕地生態(tài)安全保護(hù)政策，合理引導(dǎo)農(nóng)業(yè)從業(yè)者對耕地資源的合理利用，發(fā)揮了生態(tài)安全的積極效應(yīng)。而遼寧等地政府部門重視工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設(shè)，在農(nóng)業(yè)政策方面的指導(dǎo)性政策還不完善，政策的正面效應(yīng)還未完全顯現(xiàn)。因此，區(qū)域政策差異對東北地區(qū)耕地生態(tài)安全時空演化有引導(dǎo)性作用。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

基于Landsat 和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，本文綜合運(yùn)用核密度估計、耕地生態(tài)安全、地理加權(quán)等模型方法，分析了東北地區(qū)1990—2020 年耕地生態(tài)安全水平演化進(jìn)程時空特征，結(jié)果表明：①東北地區(qū)耕地核密度分異明顯，集聚分布特征顯著，表現(xiàn)出“西密東疏”的空間分布格局。研究期間，其耕地狀態(tài)、響應(yīng)在波動中緩慢上升，而耕地壓力則在波動中下降。②東北地區(qū)耕地生態(tài)綜合安全水平在波動中上升，而PSR 系統(tǒng)協(xié)調(diào)度則在波動上升后趨于穩(wěn)定，表明東北地區(qū)耕地生態(tài)安全水平趨向“安全”狀態(tài)，但是系統(tǒng)協(xié)調(diào)度并未同步變化。③耕地生態(tài)安全時空演變主要受到自然、區(qū)位、經(jīng)濟(jì)以及政策等多因素的綜合影響，通過地理加權(quán)模型，東北地區(qū)的自然資源條件的影響力呈現(xiàn)下降趨勢，而地理區(qū)位條件、社會經(jīng)濟(jì)因素及區(qū)域政策等因素呈上升趨勢。

5.2 政策建議

基于1990—2020 年東北地區(qū)耕地生態(tài)安全水平時空分異及影響機(jī)制探討，從生態(tài)安全視角提出中國耕地利用及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的政策建議：①控制耕地的污染。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，過量的化肥及農(nóng)藥使耕地的生態(tài)承載力下降，建議提高農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的環(huán)保意識，結(jié)合已有研究，主要措施包括：控制化肥和農(nóng)藥的單位施用量，降低其對耕地土壤的危害；推廣秸稈還田技術(shù)，加大對有機(jī)肥料的財政補(bǔ)貼，提倡綠肥種植，改良耕地土質(zhì)結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)綠色科技農(nóng)業(yè)技術(shù)宣傳，提高農(nóng)業(yè)人員的環(huán)保意識。②加大土地整治。對農(nóng)業(yè)土地進(jìn)行綜合整治，加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)，改善水利灌溉設(shè)施，提高有效灌溉面積，增強(qiáng)土地的綜合產(chǎn)能。合理開發(fā)后備耕地，提高耕地質(zhì)量并保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。③完善耕地的保護(hù)制度。避免建設(shè)用地占用耕地，建議增加建設(shè)用地范圍的管控與引導(dǎo)，對國家重要建設(shè)項(xiàng)目占用耕地建立規(guī)范的補(bǔ)償制度和監(jiān)管機(jī)制。提高農(nóng)業(yè)耕種的補(bǔ)貼范圍和額度，提高農(nóng)民耕種的積極性，落實(shí)基本農(nóng)田保護(hù)制度，明確農(nóng)民的權(quán)利及義務(wù)。