四川省耕地壓力時(shí)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081;2.西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，重慶 400715)

四川省是我國(guó)人口和農(nóng)業(yè)大省，也是西部大開(kāi)發(fā)重要省份之一。2008年全省耕地面積395.95萬(wàn)hm2，占總土地面積的8.2%;總?cè)丝? 907.8萬(wàn)，人均耕地0.044 hm2，為全國(guó)平均水平的42.1%;糧食總產(chǎn)量達(dá)3 140.0萬(wàn)t，占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的6.0%。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，糧食安全問(wèn)題日益突出，耕地資源是保障糧食安全的基礎(chǔ)，耕地資源的變化影響糧食生產(chǎn)與糧食安全［1］。因此，研究四川省耕地壓力時(shí)空變化對(duì)于增加該地區(qū)糧食產(chǎn)量和保障糧食安全具有重要意義。

近年來(lái)，許多學(xué)者通過(guò)構(gòu)建模型和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等，從不同角度對(duì)耕地壓力進(jìn)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(duì)我國(guó)耕地壓力進(jìn)行測(cè)算。朱紅波等［3］利用最少人均耕地面積和實(shí)際人均耕地面積的比值構(gòu)建的耕地壓力指數(shù)模型對(duì)我國(guó)耕地資源所承載壓力的時(shí)空規(guī)律進(jìn)行了實(shí)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(bǔ)充系數(shù)、耕地質(zhì)量指標(biāo)對(duì)我國(guó)耕地資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)警。李啟宇等［5］運(yùn)用灰色GM(1，1)模型和對(duì)數(shù)需求函數(shù)模型對(duì)四川省的糧食消費(fèi)需求和最少耕地面積保有量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。這些研究大都從國(guó)家尺度分析耕地壓力變化情況，或僅從耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量上來(lái)分析區(qū)域耕地變化，缺乏全面性，空間內(nèi)部差異也無(wú)法比較。因此，該文運(yùn)用耕地壓力指數(shù)模型對(duì)四川省及其各市 (州)的耕地壓力進(jìn)行了測(cè)算和評(píng)價(jià)，以期為該省耕地保護(hù)和糧食安全保障的理論研究及實(shí)踐工作提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

該研究以四川省21個(gè)市 (州)為基本空間單元，數(shù)據(jù)來(lái)源于《四川省統(tǒng)計(jì)年鑒》(1991～2009)和《中國(guó)統(tǒng)計(jì)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(jié)果的準(zhǔn)確性，該文對(duì)統(tǒng)計(jì)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(dá)州市分離出來(lái)，之前二者數(shù)據(jù)納入其所轄市區(qū)統(tǒng)計(jì);(2)1997年和1998年分別新增眉山市和資陽(yáng)市，數(shù)據(jù)分別從樂(lè)山市和內(nèi)江市分離出來(lái)，之前二者數(shù)據(jù)納入其所轄市區(qū)統(tǒng)計(jì);(3)1997年及之前，原重慶市、萬(wàn)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(guān)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(shí)際人均耕地面積之比，它可以反映一個(gè)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(nèi)、一定的糧食自給水平和耕地生產(chǎn)力條件下，為滿足人們正常生活糧食消費(fèi)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(hù)的耕地?cái)?shù)量底線，計(jì)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(chǎn) (kg/hm2);q為糧食播種面積與總播種面積之比 (%);k為復(fù)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(shí)際人均耕地面積，它是耕地總面積與人口數(shù)量的比值，計(jì)算公式如下:

在最少人均耕地面積和實(shí)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(jì)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(shí)際人均耕地面積 (hm2/人)。

1.2.2 耕地壓力等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

為了準(zhǔn)確劃分耕地壓力等級(jí)，該研究按照上述方法分別計(jì)算出了1998～2008年四川省及21個(gè)市(州)的耕地壓力指數(shù)。通過(guò)對(duì)結(jié)果進(jìn)行聚類分析，并結(jié)合該省耕地資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，制定了耕地壓力等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn) (表1)［2］。

表1 耕地壓力等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 四川省耕地壓力時(shí)序變化

2.1.1 最小人均耕地面積和實(shí)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(jì)算出四川省最小人均耕地面積和實(shí)際人均耕地面積，其變化趨勢(shì)見(jiàn)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(gè)加快實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度試點(diǎn)，水資源司負(fù)責(zé)對(duì)試點(diǎn)工作進(jìn)行指導(dǎo)。水資源司對(duì)試點(diǎn)工作高度重視，指導(dǎo)各試點(diǎn)編制試點(diǎn)方案，并由水利部與試點(diǎn)所在?。ㄖ陛犑校┞?lián)合批復(fù)。在加強(qiáng)對(duì)試點(diǎn)工作指導(dǎo)的同時(shí)，加大對(duì)試點(diǎn)地區(qū)的支持力度，認(rèn)真研究解決試點(diǎn)工作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)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(shì)。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(shí)，該省實(shí)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(shí)際人均耕地面積也在不斷減少，2000年后實(shí)際人均耕地面積也處于國(guó)際人均耕地警戒線以下，加劇了該省人多地少的矛盾。從時(shí)間段看，1990～2000年間該省最小人均耕地面積減少速度快于實(shí)際人均耕地面積，而2001～2008年間兩者減少速度相反，這間接導(dǎo)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(dòng)較大，但整體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。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(guò)1，耕地壓力十分明顯。根據(jù)公式 (3)計(jì)算結(jié)果，四川省耕地壓力指數(shù)變化大致可以分為3個(gè)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(wàn)hm2減少到1994年的457.9萬(wàn)hm2，年均減少1.6萬(wàn)hm2，相當(dāng)于每年減少半個(gè)攀枝花市的耕地面積;糧食單產(chǎn)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(dǎo)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(guó)家農(nóng)業(yè)政策的影響，耕地政策實(shí)現(xiàn)了從“計(jì)劃型”向“市場(chǎng)型”的轉(zhuǎn)變，農(nóng)民生產(chǎn)積極性提高［9］，糧食播種面積也迅速增加，1998年達(dá)到峰值733.81萬(wàn)hm2，糧食播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例高達(dá)75.54%。此外，耕地綜合生產(chǎn)力提高、科技投入加大等促使耕地復(fù)種指數(shù)從1995年的2.04增加到2000年的2.18，糧食單產(chǎn)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(guó)家實(shí)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(wù)較大，到2008年底實(shí)際退耕還林還草面積達(dá)185.16萬(wàn)hm2［12］。此外，城鎮(zhèn)擴(kuò)展和工業(yè)園區(qū)建設(shè)也占用大量耕地。這些因素導(dǎo)致耕地面積9年內(nèi)減少了38.66萬(wàn)hm2。②1999年前糧食連年豐收，出現(xiàn)了階段性供過(guò)于求，糧食價(jià)格急轉(zhuǎn)直下［11，13］，大大降低了農(nóng)民種糧積極性;雖然2003年后糧食價(jià)格有所提高，但農(nóng)民從糧價(jià)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(diào)減絕對(duì)量為33.8萬(wàn)hm2，減幅達(dá)5.3%［13］，糧食播種面積占農(nóng)作物總播種面積比例也持續(xù)減小。③自然災(zāi)害嚴(yán)重［14］(干旱頻率95%，洪澇災(zāi)害頻率94%)，導(dǎo)致部分耕地失去耕作能力，糧食歉收或絕產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

圖1 1990～2008年四川省最少人均耕地面積、實(shí)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(jí)

2.1.3 耕地壓力等級(jí)變化情況

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

2.2 四川省耕地壓力空間格局變化

為了進(jìn)一步研究四川省耕地壓力的時(shí)空差異，該文以各個(gè)地級(jí)市為基本研究單元，運(yùn)用公式 (1)、(2)和 (3)分別測(cè)算了1990～2008年各個(gè)市 (州)的最小人均耕地面積、實(shí)際人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)，并將耕地壓力進(jìn)行等級(jí)劃分，結(jié)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(shí)際人均耕地面積均呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。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(shí)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(nèi)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(dá)州市，分別減少了0.013hm2和0.012hm2。1990年除遂寧市、成都市、德陽(yáng)市和自貢市外，最小人均耕地面積均在國(guó)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(dá)的市 (州)由于耕地綜合生產(chǎn)能力得以提高，糧食單產(chǎn)和復(fù)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(guò)1的市 (州)只有6個(gè)，到2008年增加到13個(gè)。從耕地壓力等級(jí)來(lái)看，除德陽(yáng)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(yù)警區(qū)或進(jìn)入壓力明顯區(qū)，半數(shù)以上市 (州)耕地壓力較大，形勢(shì)不容樂(lè)觀。

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

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

該文計(jì)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(guò)對(duì)耕地壓力時(shí)空變化特征分析，主要得出以下結(jié)論:

(1)由于城鄉(xiāng)建設(shè)占用耕地，退耕還林政策減少可用耕地，以及糧食價(jià)格下降等因素導(dǎo)致近20年間四川省實(shí)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(shì)，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(shì)，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(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、耕地綜合生產(chǎn)能力低和經(jīng)濟(jì)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(jìn)程較快和工業(yè)發(fā)達(dá)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(wàn)以上，最小人均耕地面積和實(shí)際人均耕地面積均低于國(guó)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(zhǎng)，維持低生育水平，同時(shí)還要進(jìn)一步加強(qiáng)素質(zhì)教育，提高人口素質(zhì)。

(2)近年來(lái)攀枝花、德陽(yáng)、綿陽(yáng)、雅安和自貢等市 (州)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程較快，大量耕地被占用，加之大批農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移致使農(nóng)村耕地撂荒、棄荒現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，可耕土地面積不斷減少，耕地壓力不斷加大。因此，應(yīng)制定嚴(yán)格的耕地保護(hù)政策，促使城市擴(kuò)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(lè)山和眉山等市 (州)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，農(nóng)業(yè)投資不足，科技措施無(wú)法落實(shí)，尤其是農(nóng)田建設(shè)和地力培肥滯后等原因，致使糧食生產(chǎn)的巨大潛力不可能得到充分發(fā)掘，糧食單產(chǎn)無(wú)法達(dá)到理論生產(chǎn)潛力水平。在這些市 (州)要不斷加大農(nóng)業(yè)科技投入力度，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)科技興農(nóng)，提高耕地復(fù)種指數(shù)和糧食單產(chǎn)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(dá)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(chǎn)田面積較大，分布較廣;據(jù)資料顯示，2002年全省中低產(chǎn)田面積為371.15萬(wàn)hm2，其中有206.7萬(wàn)hm2生產(chǎn)潛力較大，通過(guò)對(duì)這部分耕地進(jìn)行改造，估計(jì)每年可增產(chǎn)糧食594萬(wàn)t，相當(dāng)于增加78.12萬(wàn)hm2耕地［10］。因此，可通過(guò)工程措施和農(nóng)藝措施相結(jié)合的辦法，推廣良種、良灌、良制、良法配套，改善土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，提高耕地資源生產(chǎn)利用率，從而緩解耕地壓力。

(5)四川省自然災(zāi)害頻繁，夏澇冬旱，秋冬春連旱時(shí)常發(fā)生，大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，水利工程老化現(xiàn)象嚴(yán)重，抵御自然災(zāi)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(xiǎn)水庫(kù)，修復(fù)各類農(nóng)田水利工程，加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，積極推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，開(kāi)源節(jié)流并重，提高抵御自然災(zāi)害的能力，以便緩解耕地壓力，保障區(qū)域糧食安全。

［1］傅則強(qiáng)，蔡運(yùn)龍，楊友孝，等.中國(guó)糧食安全與耕地資源變化的相關(guān)分析.自然資源學(xué)報(bào)，2001，16(4):313～319

［2］任桂鎮(zhèn)，趙先貴，巢世軍，等.基于耕地生態(tài)壓力指數(shù)的中國(guó)耕地壓力時(shí)空差異分析.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2008，22(10):37～41

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

［4］吳文盛，朱軍.耕地資源的安全評(píng)價(jià)與預(yù)警.國(guó)土經(jīng)濟(jì)，2002，(11):20～22

［5］李啟宇，張文秀.四川省糧食安全的消費(fèi)需求與最少耕地保有量預(yù)測(cè).農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2008，29(5):546～548(558)

［6］蔡運(yùn)龍，傅澤強(qiáng)，戴爾阜.區(qū)域最小人均耕地面積與耕地資源調(diào)控.地理學(xué)報(bào)，2002，57(2):127～134

［7］郭巍，宋戈.基于糧食安全的黑龍江省耕地壓力動(dòng)態(tài)變化定量分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，14(2):47～51

［8］楊忍，任志遠(yuǎn).貴州省糧食安全與耕地壓力時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)因素分析.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2009，25(2):158～162

［9］趙永敢，李玉義，逄煥成，等.西南地區(qū)耕地復(fù)種指數(shù)變化特征和發(fā)展?jié)摿Ψ治?農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2010，31(1):100～104

［10］李啟宇.四川省耕地資源預(yù)警研究.雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006:16～22

［11］中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.四川省糧食供給存在的問(wèn)題、原因及對(duì)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(duì)糧食生產(chǎn)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(jì)信息網(wǎng).四川糧食價(jià)格上漲值得關(guān)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(zāi)害與可持續(xù)發(fā)展.地域研究與開(kāi)發(fā)，2003，22(2):70～74