四川省耕地壓力時空變化特征分析*

趙永敢，李玉義逄煥成王龍昌，任天志

(1.中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081;2.西南大學農學與生物科技學院，重慶 400715)

四川省是我國人口和農業(yè)大省，也是西部大開發(fā)重要省份之一。2008年全省耕地面積395.95萬hm2，占總土地面積的8.2%;總人口8 907.8萬，人均耕地0.044 hm2，為全國平均水平的42.1%;糧食總產量達3 140.0萬t，占全國糧食總產量的6.0%。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，糧食安全問題日益突出，耕地資源是保障糧食安全的基礎，耕地資源的變化影響糧食生產與糧食安全［1］。因此，研究四川省耕地壓力時空變化對于增加該地區(qū)糧食產量和保障糧食安全具有重要意義。

近年來，許多學者通過構建模型和評價指標體系等，從不同角度對耕地壓力進行研究。任桂鎮(zhèn)等［2］根據(jù)生態(tài)足跡原理，利用耕地生態(tài)壓力指數(shù)對我國耕地壓力進行測算。朱紅波等［3］利用最少人均耕地面積和實際人均耕地面積的比值構建的耕地壓力指數(shù)模型對我國耕地資源所承載壓力的時空規(guī)律進行了實證分析。吳文盛等［4］用人均占有耕地面積、人均耕地后備資源量、耕地補充系數(shù)、耕地質量指標對我國耕地資源安全進行評價和預警。李啟宇等［5］運用灰色GM(1，1)模型和對數(shù)需求函數(shù)模型對四川省的糧食消費需求和最少耕地面積保有量進行了預測。這些研究大都從國家尺度分析耕地壓力變化情況，或僅從耕地數(shù)量和質量上來分析區(qū)域耕地變化，缺乏全面性，空間內部差異也無法比較。因此，該文運用耕地壓力指數(shù)模型對四川省及其各市 (州)的耕地壓力進行了測算和評價，以期為該省耕地保護和糧食安全保障的理論研究及實踐工作提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

該研究以四川省21個市 (州)為基本空間單元，數(shù)據(jù)來源于《四川省統(tǒng)計年鑒》(1991～2009)和《中國統(tǒng)計年鑒》(2008，2009)。由于涉及行政單元地域范圍的變更，為保證數(shù)據(jù)的可比性和分析結果的準確性，該文對統(tǒng)計年份數(shù)據(jù)采取如下處理:(1)1993年新增廣安市、巴中市，數(shù)據(jù)分別從南充市和達州市分離出來，之前二者數(shù)據(jù)納入其所轄市區(qū)統(tǒng)計;(2)1997年和1998年分別新增眉山市和資陽市，數(shù)據(jù)分別從樂山市和內江市分離出來，之前二者數(shù)據(jù)納入其所轄市區(qū)統(tǒng)計;(3)1997年及之前，原重慶市、萬縣地區(qū)、涪陵地區(qū)和綦江地區(qū)雖從屬四川省轄區(qū)，但相關數(shù)據(jù)不納入研究。

1.2 研究方法

1.2.1 耕地壓力指數(shù)模型

耕地壓力指數(shù)是最少人均耕地面積與實際人均耕地面積之比，它可以反映一個地區(qū)耕地資源的緊張程度，該模型由兩部分組建而成。

(1)最少人均耕地面積［6-8］，是指在一定區(qū)域范圍內、一定的糧食自給水平和耕地生產力條件下，為滿足人們正常生活糧食消費所需要的耕地面積，即人均耕地面積的警戒值。此概念給出了保障一定區(qū)域食物安全而需保護的耕地數(shù)量底線，計算公式如下:

式中:Smin為最小人均耕地面積 (hm2/人);β為糧食自給率 (%);Gr為人均糧食需求量 (kg/人);p為糧食單產 (kg/hm2);q為糧食播種面積與總播種面積之比 (%);k為復種指數(shù) (%)，是地區(qū)總播種面積與總耕地面積的比值［9］。

(2)實際人均耕地面積，它是耕地總面積與人口數(shù)量的比值，計算公式如下:

在最少人均耕地面積和實際人均耕地面積已知的情況下，便可算出地區(qū)耕地壓力指數(shù)，計算公式如下:

式中:K為耕地壓力指數(shù);Smin為最小人均耕地面積 (hm2/人);Sa為實際人均耕地面積 (hm2/人)。

1.2.2 耕地壓力等級劃分標準

為了準確劃分耕地壓力等級，該研究按照上述方法分別計算出了1998～2008年四川省及21個市(州)的耕地壓力指數(shù)。通過對結果進行聚類分析，并結合該省耕地資源和社會經(jīng)濟發(fā)展狀況，制定了耕地壓力等級劃分標準 (表1)［2］。

表1 耕地壓力等級劃分標準

2 結果與分析

2.1 四川省耕地壓力時序變化

2.1.1 最小人均耕地面積和實際人均耕地面積變化情況

該文以每年每人消耗糧食400 kg作為人均糧食需求量，根據(jù)公式 (1)和 (2)計算出四川省最小人均耕地面積和實際人均耕地面積，其變化趨勢見圖1。

2011年，水利部明確了天津市、河北省、山西省、上海市、山東省、湖北省、甘肅省、廣東省深圳市、福建省泉州市、江蘇省張家港市、浙江省永康市和漢江流域共12個加快實施最嚴格水資源管理制度試點，水資源司負責對試點工作進行指導。水資源司對試點工作高度重視，指導各試點編制試點方案，并由水利部與試點所在?。ㄖ陛犑校┞?lián)合批復。在加強對試點工作指導的同時，加大對試點地區(qū)的支持力度，認真研究解決試點工作過程中出現(xiàn)的問題。

從圖1可以看出，1990～2008年間四川省最小人均耕地面積整體上呈現(xiàn)減少趨勢。最小人均耕地面積從1990年的0.061 hm2減少到2008年的0.048 hm2，減少了0.013 hm2，年均減少1.12%。同時，該省實際人均耕地面積也在持續(xù)減少，從1990年的0.059 hm2減少到2008年的0.044 hm2，減少了0.015 hm2，年均減少1.34%。隨著人口數(shù)量不斷增加，實際人均耕地面積也在不斷減少，2000年后實際人均耕地面積也處于國際人均耕地警戒線以下，加劇了該省人多地少的矛盾。從時間段看，1990～2000年間該省最小人均耕地面積減少速度快于實際人均耕地面積，而2001～2008年間兩者減少速度相反，這間接導致耕地壓力指數(shù)的增加。

2.1.2 耕地壓力指數(shù)變化情況

圖1表明，1990～2008年四川省耕地壓力指數(shù)波動較大，但整體上呈現(xiàn)增加趨勢。1990年耕地壓力指數(shù)為1.0425，2008年增加到1.0796，壓力指數(shù)均超過1，耕地壓力十分明顯。根據(jù)公式 (3)計算結果，四川省耕地壓力指數(shù)變化大致可以分為3個階段:

(1)1990～1994年耕地壓力指數(shù)緩慢上升。期間城鄉(xiāng)工業(yè)發(fā)展迅速，投資建廠占地等使得耕地面積持續(xù)減少，從1990年的465.7萬hm2減少到1994年的457.9萬hm2，年均減少1.6萬hm2，相當于每年減少半個攀枝花市的耕地面積;糧食單產也呈階段性減少，從4 335kg/hm2減少到4 288kg/hm2，每公頃減少47kg。另外，期間最小人均耕地面積也略有增加，從而導致該階段耕地壓力的增加。

(2)1995～1999年耕地壓力指數(shù)持續(xù)下降。該階段耕地壓力指數(shù)從1995年的1.0033減少到1999年的0.9115。其主要原因是受國家農業(yè)政策的影響，耕地政策實現(xiàn)了從“計劃型”向“市場型”的轉變，農民生產積極性提高［9］，糧食播種面積也迅速增加，1998年達到峰值733.81萬hm2，糧食播種面積占農作物總播種面積的比例高達75.54%。此外，耕地綜合生產力提高、科技投入加大等促使耕地復種指數(shù)從1995年的2.04增加到2000年的2.18，糧食單產也從4 612kg/hm2增加到5 206kg/hm2，從而緩解了該省耕地壓力。

(3)2000～2008年耕地壓力指數(shù)波浪式上升。該階段耕地壓力指數(shù)從0.9423增加到1.0796。其原因可歸納為:①耕地面積銳減。國家實行退耕還林還草政策，2002年四川省耕地面積中坡度在25度以上的還占11%［10-11］，退耕還林還草的任務較大，到2008年底實際退耕還林還草面積達185.16萬hm2［12］。此外，城鎮(zhèn)擴展和工業(yè)園區(qū)建設也占用大量耕地。這些因素導致耕地面積9年內減少了38.66萬hm2。②1999年前糧食連年豐收，出現(xiàn)了階段性供過于求，糧食價格急轉直下［11，13］，大大降低了農民種糧積極性;雖然2003年后糧食價格有所提高，但農民從糧價上漲上獲得的收益甚微，種糧積極性依然難以提高，僅2003年該省糧食作物種植面積調減絕對量為33.8萬hm2，減幅達5.3%［13］，糧食播種面積占農作物總播種面積比例也持續(xù)減小。③自然災害嚴重［14］(干旱頻率95%，洪澇災害頻率94%)，導致部分耕地失去耕作能力，糧食歉收或絕產，造成巨大經(jīng)濟損失。

圖1 1990～2008年四川省最少人均耕地面積、實際人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)變化情況

表2 1990～2008年四川省耕地壓力指數(shù)和壓力等級

2.1.3 耕地壓力等級變化情況

從壓力等級變化情況來看 (表2)，1990～2008年四川省份耕地壓力均處在預警區(qū)，耕地壓力十分急迫。隨著時間的推移，耕地壓力也在升級。1990～2000年耕地壓力基本處在預警稍小區(qū)，2001～2008年上升到預警稍大區(qū)，并接近壓力明顯區(qū)，壓力指數(shù)超過1。據(jù)研究預測［11］，2015年該省耕地壓力將突破1.10，壓力等級上升到明顯較大區(qū)或進入明顯大區(qū)。

2.2 四川省耕地壓力空間格局變化

為了進一步研究四川省耕地壓力的時空差異，該文以各個地級市為基本研究單元，運用公式 (1)、(2)和 (3)分別測算了1990～2008年各個市 (州)的最小人均耕地面積、實際人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)，并將耕地壓力進行等級劃分，結果如表3。

1990～2008年四川省各市 (州)的人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)呈現(xiàn)如下變化特征:(1)各州市區(qū)實際人均耕地面積均呈現(xiàn)減小趨勢。這是由于各州市區(qū)人口不斷增加，而耕地面積卻不斷減少所致。其中實際人均耕地減少最多的是阿壩州，人均減少0.039 hm2;其次是內江市和成都市，均減少了0.021hm2。(2)除阿壩州和甘孜州略有增加外，其余各市 (州)最小人均耕地面積也在減少。其中減少最多的是宜賓市，最小人均耕地面積從1990年的0.065 hm2減少到2008年的0.044 hm2;其次是雅安市和達州市，分別減少了0.013hm2和0.012hm2。1990年除遂寧市、成都市、德陽市和自貢市外，最小人均耕地面積均在國際人均耕地警戒線以上，到2008年僅有攀枝花市、阿壩州、甘孜州和涼山州這些欠發(fā)達的市 (州)由于耕地綜合生產能力得以提高，糧食單產和復種指數(shù)有所增加，最小人均耕地面積得以保持在警戒線以上，其他市 (州)最小人均耕地面積卻不斷減少;最小的為廣安市，2008年人均僅為0.036 hm2。(3)各市 (州)耕地壓力也在不斷增加 (宜賓市和涼山州除外)。其中耕地壓力指數(shù)增加最多的是阿壩州，其次是成都市和甘孜州，與1990年相比分別增加了1.101 9、0.583 1和0.538 5。1990年耕地壓力指數(shù)超過1的市 (州)只有6個，到2008年增加到13個。從耕地壓力等級來看，除德陽市和眉山市耕地壓力不明顯外，其他市 (州)耕地壓力均處于預警區(qū)或進入壓力明顯區(qū)，半數(shù)以上市 (州)耕地壓力較大，形勢不容樂觀。

表3 1990～2008年四川省各市 (州)耕地壓力指數(shù)和壓力等級

3 結論與建議

3.1 結論

該文計算了四川省及其各市 (州)的最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)，通過對耕地壓力時空變化特征分析，主要得出以下結論:

(1)由于城鄉(xiāng)建設占用耕地，退耕還林政策減少可用耕地，以及糧食價格下降等因素導致近20年間四川省實際人均耕地面積和最小人均耕地面積呈現(xiàn)逐漸減小趨勢，耕地壓力逐漸增加。最小人均耕地面積從1990年的0.061hm2減少到2008年的0.048 hm2，減少了21.31%;耕地壓力指數(shù)從1990年的1.043增加到2008年的1.080，增加了3.54%。

(2)各市 (州)的最小人均耕地面積也呈現(xiàn)逐漸減少趨勢，除宜賓市和涼山州外，壓力指數(shù)都在增加，且區(qū)域間壓力差異顯著。耕地壓力較大的市 (州)主要分布在農業(yè)基礎設施薄弱、耕地綜合生產能力低和經(jīng)濟落后的地區(qū)，如阿壩州、甘孜州和涼山州;以及人口密度較大、城市化進程較快和工業(yè)發(fā)達的地區(qū)，如成都市和攀枝花市。

3.2 建議

(1)成都、南充和宜賓等市 (州)人口總數(shù)在500萬以上，最小人均耕地面積和實際人均耕地面積均低于國際人均耕地警戒線0.053hm2，耕地壓力較大。在這些市 (州)要緩解耕地壓力就要控制人口數(shù)量增長，維持低生育水平，同時還要進一步加強素質教育，提高人口素質。

(2)近年來攀枝花、德陽、綿陽、雅安和自貢等市 (州)經(jīng)濟發(fā)展迅速，城市化進程較快，大量耕地被占用，加之大批農村勞動力向城市轉移致使農村耕地撂荒、棄荒現(xiàn)象越來越嚴重，可耕土地面積不斷減少，耕地壓力不斷加大。因此，應制定嚴格的耕地保護政策，促使城市擴展沿著高效集約的方向發(fā)展，還要加大力度解決撂荒地，盤活存量土地，增加有效耕地面積，從而減輕耕地壓力。

(3)阿壩、甘孜、涼山、樂山和眉山等市 (州)經(jīng)濟發(fā)展水平較低，農業(yè)投資不足，科技措施無法落實，尤其是農田建設和地力培肥滯后等原因，致使糧食生產的巨大潛力不可能得到充分發(fā)掘，糧食單產無法達到理論生產潛力水平。在這些市 (州)要不斷加大農業(yè)科技投入力度，調整農業(yè)結構，實現(xiàn)科技興農，提高耕地復種指數(shù)和糧食單產水平，增加糧食播種面積，有效降低最小人均耕地面積，從而達到緩解耕地壓力和保障區(qū)域糧食安全的目的。

(4)四川省中低產田面積較大，分布較廣;據(jù)資料顯示，2002年全省中低產田面積為371.15萬hm2，其中有206.7萬hm2生產潛力較大，通過對這部分耕地進行改造，估計每年可增產糧食594萬t，相當于增加78.12萬hm2耕地［10］。因此，可通過工程措施和農藝措施相結合的辦法，推廣良種、良灌、良制、良法配套，改善土壤結構，培肥地力，提高耕地資源生產利用率，從而緩解耕地壓力。

(5)四川省自然災害頻繁，夏澇冬旱，秋冬春連旱時常發(fā)生，大部分地區(qū)農業(yè)基礎設施薄弱，水利工程老化現(xiàn)象嚴重，抵御自然災害能力較低。因此，要改變目前大型骨干水利工程偏少情況，治理病險水庫，修復各類農田水利工程，加強生態(tài)建設，積極推廣節(jié)水灌溉技術，開源節(jié)流并重，提高抵御自然災害的能力，以便緩解耕地壓力，保障區(qū)域糧食安全。

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［3］朱紅波，張安錄.中國耕地壓力指數(shù)時空規(guī)律分析.資源科學，2007，29(2):104～108

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［11］中華人民共和國國家統(tǒng)計局.四川省糧食供給存在的問題、原因及對策分析.2010-04-22.http://www.stats.gov.cn/was40/gjtjj_detail.jsp?channelid=33728＆record=1635

［12］四川省人民政府.四川省退耕還林對糧食生產影響分.2009-03-27 http://www.sc.gov.cn/zwgk/zwdt/bmdt/200903/t20090327_649373.shtml，2010-04-22

［13］四川省經(jīng)濟信息網(wǎng).四川糧食價格上漲值得關注.2004-11-25 http://www.dysjw.gov.cn/show.asp?aid=542，2010-04-22

［14］羅成德，羅利群.四川的自然災害與可持續(xù)發(fā)展.地域研究與開發(fā)，2003，22(2):70～74