基于耕地壓力指數(shù)的河南省城市化發(fā)展與耕地保護研究

榮 穎，路 婕，段貝貝，楊之光

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州450002)

城市化是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢和需 要［1，2］，黨的十八屆三中全會明確提出要推進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，我國的城市化發(fā)展將步入“快車道”［3］.城市化建設(shè)必然要有一定的土地作保障，而且其中大部分是耕地.而耕地資源是關(guān)系到國計民生的戰(zhàn)略性資源，其利用和供給狀況對經(jīng)濟發(fā)展有著直接的影響［4］，中國的土地管理面臨著保障城市化發(fā)展與保護耕地的兩難局面.河南省是中國農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)大省，耕地保護對保障國家糧食安全發(fā)揮著重要作用，但是隨著中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略規(guī)劃，河南省要實現(xiàn)中部崛起勢必要進一步加快城市化、工業(yè)化進程，為二、三產(chǎn)業(yè)提供發(fā)展空間，一定數(shù)量耕地非農(nóng)化的趨勢不可避免.于是，既要保證“吃飯”又要保證“建設(shè)”的兩難局面［5，6］在河南省表現(xiàn)的尤為突出.本研究引入耕地壓力指數(shù)作為衡量城市化發(fā)展過程中耕地資源承載壓力大小的指標(biāo)，通過對河南省城市化水平與耕地壓力指數(shù)的相關(guān)分析，提出解決河南省城市化發(fā)展與緩解耕地資源壓力之間矛盾的幾點建議.

1 河南省城市化發(fā)展與耕地保護現(xiàn)狀

河南省城市化發(fā)展主要表現(xiàn)在以下方面:城市化率明顯提高.河南省的城鎮(zhèn)人口從2000年的2 201萬人增加到2011年的4 255萬人，平均每年增加171萬人;城市化水平從2000年23.20%上升到2011年的40.60%，平均每年上升1.45%.與此同時城市框架進一步拉大.2011年底河南省共有38個城市，其中17個省轄市、21個縣級市，全省城市數(shù)量占中部6省城市總量的28.40%，占全國城市總量的5.8l%，在全國居第4位，僅次于山東、廣東和江蘇.2011年末全省城鎮(zhèn)用地面積20.98萬hm2，比2000 年增加6.37 萬 hm2，增長43.60%，平均每年增長3.96%.

隨著河南省城市化迅速發(fā)展，2000年以來，河南省耕地面積總體呈減少的趨勢.據(jù)河南省國土資源廳統(tǒng)計數(shù)據(jù)，耕地面積2000年為808.13萬hm2，2008 年耕地減少為 792.64 萬 hm2，凈減少15.49 萬 hm2，年均減少 1.72 萬 hm2.人均耕地由2000年的0.09 hm2減少為2008年的人均0.08 hm2.2000—2008年建設(shè)用地占用耕地共11.41萬hm2，年均占用 1.27 萬 hm2［7］，是河南省耕地面積減少的主要原因之一.尤其是2007—2008年，建設(shè)占用占耕地減少總量的百分比分別高達94.4%和97.0%.城市化發(fā)展在減少耕地數(shù)量的同時也造成了耕地質(zhì)量的總體下降.中國實行耕地占補平衡制度，但是由于對質(zhì)量平衡缺乏一定的測算標(biāo)準(zhǔn)和參考依據(jù)，以及未建立起耕地質(zhì)量檢驗機制，耕地占補平衡中補充耕地與占用耕地之間的質(zhì)量無法進行針對性的比較，很多地方建設(shè)占用的多是灌溉條件好、基礎(chǔ)設(shè)施較全、熟化程度較高的優(yōu)質(zhì)耕地，而補充的耕地主要分布在水、熱、區(qū)位、地形條件相對較差的地區(qū)，這就使耕地質(zhì)量總體呈下降趨勢，耕地數(shù)量隱性流失嚴(yán)重.

2 河南省耕地資源壓力指數(shù)動態(tài)變化

2.1 耕地壓力指數(shù)

蔡運龍等［7］在中國耕地供需變化規(guī)律研究中提出“最小人均耕地面積”和“耕地壓力指數(shù)”的概念，以分別反映滿足糧食安全的耕地需求及其與實際供給之間的對比關(guān)系.耕地壓力指數(shù)反映出最小人均耕地面積和實際值的對比關(guān)系，可以衡量某一區(qū)域耕地資源的緊張程度.耕地壓力指數(shù)是最小人均耕地面積與實際人均耕地面積之比［9］，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為實際人均耕地面積.

由于最小人均耕地面積與實際人均耕地面積都是一個動態(tài)變化的過程，所以不同區(qū)域或不同時期的耕地壓力指數(shù)也會呈現(xiàn)動態(tài)變化趨勢.當(dāng)耕地壓力指數(shù)K＜1時，人均耕地實際值大于最小人均耕地面積值，耕地?zé)o明顯壓力，尚有一定供給空間來滿足城市化化用地需求;K=1時，兩者相同，糧食安全處于臨界狀態(tài)，仍需加緊保護耕地，以保證人們正常生活需求;K＞1時，耕地壓力明顯，糧食的生產(chǎn)不能保證正常需求，從而導(dǎo)致糧食危機，可能會危及糧食安全，應(yīng)立即采取嚴(yán)格措施保護耕地.同時，某一特定點的K值與1的偏離程度代表最小人均耕地面積值和實際值的離合度，偏離越大，安全或壓力的程度越強.

在實際人均耕地面積已知的情況下，最小人均耕地面積就是計算耕地壓力指數(shù)的關(guān)鍵.一般而言，最小人均耕地面積采用如下公式進行計算:

式中:Smin為最小人均耕地面積;Gr為人均糧食需求量;β為糧食自給率;p為糧食單產(chǎn);q為糧食播種面積占總面積的比重;k為復(fù)種指數(shù).

通過公式(1)和公式(2)可知，最小人均耕地面積取決于人均食物需求量、食物自給率和耕地生產(chǎn)力水平的對比關(guān)系，而耕地生產(chǎn)力又是食物單產(chǎn)和食物播種面積的函數(shù)，實質(zhì)上反映投入和科技進步的作用.

2.2 河南省耕地壓力指數(shù)分析

為了分析河南省耕地資源壓力指數(shù)動態(tài)變化規(guī)律，本研究對2000—2008年的耕地資源壓力指數(shù)進行測算，以此分析河南省耕地資源壓力狀況的動態(tài)變化規(guī)律.

2.2.1 歷年實際人均耕地面積計算 通過耕地面積和人口數(shù)計算出人均耕地面積(表1)，將人均耕地面積和耕地面積對比，可以明顯看出，雖然耕地面積在2003—2008年經(jīng)過調(diào)控后基本保持不變，但是由于人口從2003年的9 667萬人增加到2008年的9 918萬人，人均耕地面積在逐年減少.

表1 2000—2008年河南省人均耕地面積變化Table 1 The change of per capita cultivated land area from 2000 to 2008 in Henan Province

2.2.2 最小人均耕地面積計算 由公式(2)可知，最小人均耕地面積計算時需要用到人均糧食需求量、糧食自給率、糧食單產(chǎn)、糧食播種面積占總面積的比重和復(fù)種指數(shù)的數(shù)據(jù).中國糧食安全領(lǐng)域的主流觀點認為，人均糧食400 kg必不可少［10～11］，因此此處設(shè)定人均食物需求量為400 kg·人-1;河南是中國的典型農(nóng)業(yè)大省和糧食輸出大省，糧食產(chǎn)量不僅要滿足自需，而且每年還需外調(diào)糧食總產(chǎn)量的30%支持外省，因此本研究根據(jù)是否考慮糧食外調(diào)因素而將糧食自給率分別設(shè)定為100%和130%2個水平;糧食單產(chǎn)、糧食播種面積占總面積的比重和復(fù)種指數(shù)的數(shù)據(jù)來源于河南農(nóng)村統(tǒng)計年鑒(表2).按公式(2)計算河南省2000—2008年最小人均耕地面積見表3.

從表3可以看出，無論糧食自給率是100%還是130%，最小人均耕地面積在2000—2003年逐年增大，而2003—2008年逐年減小，這主要歸功于糧食單產(chǎn)水平的提高和復(fù)種指數(shù)的持續(xù)升高.

2.2.3 耕地壓力指數(shù)計算 根據(jù)河南省2000—2008年最小人均耕地面積Smin和人均耕地實際值，由公式，計算得到河南省2000—2008年的耕地壓力指數(shù)K，見表4.

表2 2000—2008年河南省因子取值表Table 2 Factors value table of Henan Province from 2000 to 2008

表3 2000—2008年河南省最小人均耕地面積的變化Table 3 The change of minimum per capita area of cultivated land from 2000 to 2008 in Henan Province

表4 2000—2008年河南省耕地壓力指數(shù)變化Table 4 The change of pressure index of cultivated land from 2000 to 2008 in Henan Province

從表4可以看出，在實際人均耕地面積和最小人均耕地面積隨時間減少的情況下，K值也同步降低，糧食自給率為130%時的耕地壓力指數(shù)明顯高于糧食自給率為100%時的耕地壓力指數(shù).糧食自給率為130%時，2005年以后，河南省耕地壓力指數(shù)小于l，并逐步下降，但是仍然在0.80以上，耕地保護形勢并不樂觀.

2.2.4 耕地壓力指數(shù)的空間分布 為掌握河南省最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)的空間區(qū)域差異，進一步分析城市化率與耕地壓力指數(shù)的關(guān)系.在此，各地市的耕地面積和人口數(shù)據(jù)來源于2008年河南省土地利用變更調(diào)查報告和2009年河南省統(tǒng)計年鑒;食物單產(chǎn)、糧食播種面積比重、復(fù)種指數(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)河南省統(tǒng)計年鑒整理得出;2008年各地市人均糧食需求量均定為400kg·人-1;河南省糧食局沒有公布2008年各個地市外調(diào)糧食數(shù)量，因此各地市糧食自給率統(tǒng)一為100%.利用耕地壓力指數(shù)模型，計算了2008年河南省18個地市的最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)，并對其進行等級劃分，見表5.

從圖1可以看出，耕地壓力指數(shù)空間分布區(qū)域不均衡.根據(jù)2008年河南省各地市壓力指數(shù)偏離1的程度，可將其分為3類:耕地壓力明顯區(qū)，主要位于河南西北部，包括鄭州市、三門峽市、濟源市、洛陽市，其 K值都高于 1.1，鄭州市甚至高達1.605 7，這些城市經(jīng)濟發(fā)展水平較高，耕地處于不安全狀態(tài);耕地壓力預(yù)警區(qū)，主要位于河南中部和西南部，有開封市、平頂山市、南陽市、焦作市，其K值在0.7以上;耕地壓力不明顯區(qū)，主要位于河南東部，有周口市、新鄉(xiāng)市、濮陽市、信陽市、商丘市、鶴壁市和駐馬店市，都遠低于1，耕地?zé)o明顯壓力.

3 城市化率與耕地壓力指數(shù)的相關(guān)分析

通過對比2000—2008年河南省城市化率與耕地壓力指數(shù)變化情況(如圖1)，2000—2003年耕地壓力指數(shù)隨著城市化率的提高而增大，2003年后耕地壓力指數(shù)隨著城市化率的提高而減小.2000—2003年期間由于生態(tài)退耕和受對“三農(nóng)”工作弱化的影響，使得糧食播種面積比重和糧食單產(chǎn)水平降低，最小人均耕地面積呈相應(yīng)增加的趨勢.2003年以來，隨著農(nóng)村改革的逐步推進，極大提高了農(nóng)民種糧積極性，同時農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入不斷增加，農(nóng)業(yè)科技水平不斷提升，耕地生產(chǎn)力不斷提高，糧食總產(chǎn)和單產(chǎn)持續(xù)增加，復(fù)種指數(shù)不斷升高.與2003年相比，2008年糧食單產(chǎn)水平增加了40%，年均增加7%;復(fù)種指數(shù)增加了6.3%，年均增加1.09%.總體來說，隨著糧食單產(chǎn)水平和復(fù)種指數(shù)的增加，最小人均耕地面積減少，耕地壓力指數(shù)也相應(yīng)減小.

圖1 2000—2008年河南省城市化率與耕地壓力指數(shù)變化Fig.1 Urbanization rate and the cultivated land pressure index from 2000 to 2008 in Henan Province

表5 2008年河南省各地區(qū)的最小人均耕地面積和耕地壓力指數(shù)Table 5 The minimum per capita area of cultivated land and cultivated land pressure index in different cities in 2008 in Henan Province

通過對比2008年河南省各地市城市化率與耕地壓力指數(shù)情況(如圖2)，城市化率與耕地壓力指數(shù)并不總是呈現(xiàn)同向變化規(guī)律.根據(jù)城市化率與耕地壓力指數(shù)變化規(guī)律，將其分為2種:1)城市化率與耕地壓力指數(shù)同向變化，城市化率高的地市耕地壓力指數(shù)同樣居高，如:鄭州市、三門峽市、濟源市和洛陽市，這些城市的城市化水平正處于由低轉(zhuǎn)高的關(guān)鍵時期，各種建設(shè)對土地的需求越來越大，占用耕地的數(shù)量不斷增加，人地矛盾突出.城市化率低的地市耕地指數(shù)同樣偏低，如:濮陽市、信陽市、商丘市、駐馬店市，這些城市人均耕地面積多，糧食單產(chǎn)水平高.2)城市化率與耕地壓力指數(shù)反向變化，如鶴壁市城市化率為47.8%，而耕地壓力指數(shù)僅為0.53，這是因為鶴壁市隨著城市化發(fā)展水平的提高，注重提高土地的利用集約度和優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu).同時，城市化發(fā)展水平相同的城市之間耕地壓力指數(shù)相差很大.如鶴壁市和濟源市，城市化率分別為47.8%和47.6%，而耕地壓力指數(shù)分別為 0.53 和1.27，差值為 0.74，可以看出城市化發(fā)展與耕地保護并不總是對立的，走集約式的城市化發(fā)展道路，發(fā)揮城市化集約用地的優(yōu)勢，從而減少耕地占用，有利于耕地保護.

圖2 2008年河南省各地市城市化率與耕地壓力指數(shù)對比Fig.2 The contrast between urbanization rate and cultivated land pressure index about cities in Henan in 2008

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過以上分析，可以得出:1)在時間序列上，2000—2008年河南省的耕地壓力指數(shù)隨著城市化率的增高而相應(yīng)變小，這主要歸功于糧食單產(chǎn)水平和復(fù)種指數(shù)的提高.2)在空間尺度上，河南省耕地壓力地區(qū)差異明顯，耕地壓力明顯區(qū)主要分布在經(jīng)濟快速發(fā)展的西北部;城市化率與耕地壓力指數(shù)并不總是呈現(xiàn)同向變化規(guī)律，且出現(xiàn)城市化水平相近的城市之間耕地壓力指數(shù)相差較大的情況，這主要在于選擇的城市化發(fā)展方式的不同.

城市化發(fā)展與耕地保護之間存在既對立又統(tǒng)一的關(guān)系，問題的關(guān)鍵在于如何協(xié)調(diào)城市化發(fā)展與耕地保護之間對立的關(guān)系，充分發(fā)揮其統(tǒng)一的一面.而協(xié)調(diào)二者對立關(guān)系的最有效方法在于提高土地利用集約度和促進農(nóng)業(yè)科技水平的發(fā)展.

4.2 建議

4.2.1 實施耕地占補區(qū)域平衡策略 河南省耕地壓力空間分布不均衡，為促進地區(qū)間資金、資源優(yōu)勢互補，加強耕地保有量的管理，可以由耕地壓力較小地市通過收取耕地保護補償基金的方式來補充城市化發(fā)展較快地市占用的耕地，從而實現(xiàn)省域內(nèi)的耕地占補平衡.這樣既能保證區(qū)域間公平高效的發(fā)展，又能保證國家的糧食安全.

4.2.2 增加對農(nóng)業(yè)的投入力度，提高土地的利用技術(shù)水平 要繼續(xù)加大財政對農(nóng)業(yè)的投入力度，加快改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，大力發(fā)展集約型土地利用技術(shù)、土地開發(fā)和復(fù)墾技術(shù)、提高土地質(zhì)量型技術(shù)、提高農(nóng)業(yè)科技水平，進而提高復(fù)種指數(shù)和糧食單產(chǎn)水平，增加各類土地經(jīng)濟供給總量，提高土地質(zhì)量和產(chǎn)出力，從而緩解或減輕用地矛盾.

4.2.3 控制耕地面積的減少速度，挖掘城市存量土地的潛力 河南正處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，城市化進程要進入高級階段，一方面不得不占用一定數(shù)量的耕地，在空間上得到擴展，應(yīng)該制定嚴(yán)格的耕地保護政策去促使城市擴展沿著高效集約的方向發(fā)展，而不是以“攤大餅”方式向外擴張，從而控制耕地面積的減少速度，緩解耕地壓力狀況;另一方面，必須在挖掘內(nèi)涵潛力上下功夫，進一步提高土地利用的集約化程度.挖掘用地潛力，提高土地利用效率，要盡量利用現(xiàn)有城市閑置和利用率不高的土地，盡量利用非耕地資源或從復(fù)墾、開墾荒地中予以解決，促進城市經(jīng)濟從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，從而緩解城市化發(fā)展對耕地造成的壓力.再者城市內(nèi)部建設(shè)用地也應(yīng)遵循集約利用的原則，盡量使用存量用地，考慮利用高層空間和地下空間，提高土地單位面積的效益，積極開展城市土地整理，最大程度地避免占用耕地.

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