河南省耕地壓力指數(shù)動(dòng)態(tài)分析與預(yù)測(cè)*

喻保華

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，鄭州 450000)

耕地資源是保證糧食安全的一個(gè)重要因素。加強(qiáng)對(duì)耕地資源的保護(hù)，是保證國(guó)家糧食安全的必要舉措。河南省是國(guó)家重要的糧食核心區(qū)之一，河南省政府發(fā)展中心主任王永蘇表示，河南糧食產(chǎn)量占全國(guó)1/10，小麥產(chǎn)量占全國(guó)的1/4還強(qiáng)，河南減產(chǎn)，全國(guó)緊張［1］。不得不說(shuō)，河南省為國(guó)家的糧食安全做出了突出貢獻(xiàn)。文章介紹解釋了河南省耕地壓力指數(shù)模型［2］。

1 耕地壓力指數(shù)模型

1.1 耕地壓力指數(shù)

耕地壓力指數(shù)可以反映一個(gè)地區(qū)耕地資源的緊張程度，是人均所需最小耕地面積與實(shí)際人均耕地面積的比，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。

因?yàn)樽钚∪司孛娣e與實(shí)際人均耕地面積均是動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，所以在不同區(qū)域或處于不同時(shí)期，耕地壓力指數(shù)都會(huì)隨之變化。

一般情況下，可將耕地壓力指數(shù)分為3種情況:當(dāng)K＜1時(shí)，實(shí)際人均耕地面積大于最小人均耕地面積，說(shuō)明耕地壓力很小，可以充分保障所需的糧食及耕地，可以退耕還林還草以改善生態(tài)環(huán)境，也可以適度轉(zhuǎn)移耕地用途如建立工廠、建立高新技術(shù)區(qū)等以保證城市化、工業(yè)化對(duì)土地的需求;當(dāng)K=1時(shí)，實(shí)際人均耕地面積等于最小人均耕地面積，此時(shí)處于需求與供給的臨界點(diǎn)，必須防患于未然，加種防護(hù)林或者隔風(fēng)帶防止土壤流失造成糧食減產(chǎn)，并且需要保守耕地紅線，嚴(yán)禁耕地使用用途改變;當(dāng)K＞1時(shí)，實(shí)際人均耕地面積小于最小人均耕地面積，此時(shí)表明耕地承受了巨大壓力，糧食處于不安全狀態(tài)，且和1相差越大，風(fēng)險(xiǎn)越大。

1.2 最小人均耕地面積

最小人均耕地面積是指在一定的區(qū)域范圍內(nèi)、一定的食物自給水平和耕地生產(chǎn)力條件下，能夠滿足人口正常生活的食物消費(fèi)所需的最小耕地面積［3］，公式如下。

式中，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為糧食播種面積占總播種面積之比%;k為糧食作物復(fù)種指數(shù)%，指一年中各個(gè)季節(jié)的實(shí)際糧食總播種面積之和除以耕地面積求得的值。

2 河南省耕地壓力指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化

2.1 數(shù)據(jù)收集

現(xiàn)需要對(duì)河南省實(shí)際人均耕地面積Sa與最小人均耕地面積Smin進(jìn)行分析。涉及的數(shù)據(jù)有以下:糧食自給率β、人均糧食需求量Gr、糧食單產(chǎn)p、糧食播種面積占總播種面積之比q、復(fù)種指數(shù)k等。以下就是查到的直接數(shù)據(jù)及計(jì)算得到的數(shù)據(jù)指標(biāo)，研究數(shù)據(jù)來(lái)自2004～2013年河南調(diào)查年鑒。

表1 河南省2003～2012年耕地壓力指數(shù)的有關(guān)指標(biāo)

2.2 河南省耕地壓力指數(shù)的變化分析

由表2的最后一列耕地壓力指數(shù)K可知，河南省2003～2012年耕地壓力指數(shù)與最小人均耕地面積變化趨勢(shì)呈現(xiàn)出相同的波動(dòng)狀態(tài)，先呈下降趨勢(shì)，后在較小的波動(dòng)中趨于穩(wěn)定，除2003年大于1外，其余年份均小于1，且和1相差較多，表明河南省無(wú)明顯耕地壓力，糧食產(chǎn)量足以滿足人口需求。

對(duì)河南省耕地壓力指數(shù)的變化可以直接從指數(shù)K的起伏變化來(lái)進(jìn)行分析。因此，根據(jù)耕地壓力模型里涉及的參數(shù)分別進(jìn)行整理即可。

分析得知最小人均耕地面積Smin與復(fù)種指數(shù)k、糧食單產(chǎn)p、糧食播種面積占總播種面積之比q成反比，與糧食自給率β、人均糧食需求量Gr成正比。農(nóng)業(yè)上先進(jìn)實(shí)用技術(shù)的進(jìn)一步普及，以及大型機(jī)械的普遍推廣使得農(nóng)業(yè)大田的操作變得簡(jiǎn)單易行，大大提高了工作效率，農(nóng)民科技素質(zhì)的提高也在大田管理上極大促進(jìn)了糧食的豐收。分析表2，10年來(lái)河南省的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，其糧食生產(chǎn)能力穩(wěn)步提高，糧食單產(chǎn)也有了較大幅度的增長(zhǎng)。糧食播種面積占總播種面積之比q、復(fù)種指數(shù)k都波動(dòng)增加，即土地的利用率在逐步提高。雖然糧食自給率β呈波動(dòng)下降，但下降幅度很小，且整體比較穩(wěn)定。提高k、p、q有助于最小人均耕地面積的減少［4］，可減輕河南省的耕地壓力。但是這些指標(biāo)的變化跟各個(gè)地區(qū)的農(nóng)業(yè)措施有極大關(guān)系，在這里不多做討論，根據(jù)往年平穩(wěn)的數(shù)據(jù)暫定為穩(wěn)定。

表2 河南省2003～2012年耕地壓力指數(shù)的有關(guān)參數(shù)

柯炳生［5］認(rèn)為人均380 kg糧食就可以保障糧食安全;朱希剛［6］的觀點(diǎn)則是根據(jù)年份漸長(zhǎng)，認(rèn)為1990年人均糧食需求量為374kg，2000年395 kg，2010年405 kg，2020年410kg;陳印軍［7］等的觀點(diǎn)是2010年390～400kg，2015年400～410 kg。盧良劃［8］的觀點(diǎn)是2010年391 kg，2020年437 kg，2030年472 kg;此篇文章暫且取人均糧食需求量400kg，較大的人均糧食需求量可以避免數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的偏小造成不可測(cè)的惡劣后果。

2003年河南省總常住人口為9 667萬(wàn)人，到2012年末常住人口為1．054 3億人，凈增人口876萬(wàn)人，年增長(zhǎng)率為0．89%，人口增長(zhǎng)較為緩慢。而河南省為農(nóng)業(yè)大省，氣候條件非常適合糧食作物特別是小麥的生長(zhǎng)，再加上國(guó)家政策的原因，耕地總量常年保持穩(wěn)定，從表1也可以看出，2003～2012年人均耕地面積，即實(shí)際人均耕地面積Sa都在0．07 hm2/人左右，故在該文認(rèn)為實(shí)際人均耕地面積變化對(duì)耕地壓力指數(shù)的影響極其微弱。

3 河南省耕地壓力指數(shù)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)

3.1 河南省耕地壓力指數(shù)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)

該文對(duì)涉及的相關(guān)參數(shù)指標(biāo)的發(fā)展進(jìn)行分別預(yù)測(cè)。鑒于河南省糧食作物生產(chǎn)系統(tǒng)符合“小樣本、少數(shù)據(jù)、貧信息”的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)可采用灰色預(yù)測(cè)中的GM(1，1)模型進(jìn)行?；疑到y(tǒng)理論是由我國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授［9］在1982年創(chuàng)立的，是研究“少數(shù)據(jù)、貧信息、不確定性問(wèn)題”的有力工具。GM(1，1)模型是灰色系統(tǒng)理論的核心內(nèi)容之一，能有效地對(duì)系統(tǒng)行為特征值大小的發(fā)展變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。GM(1，1)模型的具體建模過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)［10］，由于步驟繁瑣，這里不再闡述。

根據(jù)數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，為使數(shù)據(jù)與模型更好的擬合，實(shí)際人均耕地面積、糧食單產(chǎn)及糧食自給率運(yùn)用GM(1，1)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，而糧食播種面積占總播種面積之比與復(fù)種指數(shù)在線性回歸中擬合得更好。具體結(jié)果如下:

建立河南省耕地壓力指數(shù)各項(xiàng)指標(biāo)的灰色預(yù)測(cè)模型如下:

④糧食播種面積與總播種面積之比:P=0．552 9X-1 042．7，R2=0．977 8;

⑤復(fù)種指數(shù):k=-0．000 8X2+3．078 4X-3 096．2，R2=0．984 9;

⑥人均糧食需求量:河南地區(qū)人口年齡結(jié)構(gòu)相對(duì)年輕化，且從其飲食文化考慮，該地區(qū)的糧食消費(fèi)能力還有較大的上升空間。鑒于上文提到的針對(duì)人均糧食需求量的多種觀點(diǎn)，該文綜合認(rèn)為，2012年以400kg為起點(diǎn)，每年增加2kg，這樣能最大限度滿足最大人均糧食需求量。

用GM(1，1)模型與線性回歸分別對(duì)影響河南地區(qū)耕地壓力指數(shù)的各參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，再根據(jù)預(yù)測(cè)所得參數(shù)計(jì)算K值，即可得到表3，其間可以看到2015～2025年河南省的耕地壓力指數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果。

圖1 糧食播種面積與總播種面積之比

圖2 復(fù)種指數(shù)

表3 2015～2025年河南省耕地壓力指數(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)

3.2 預(yù)測(cè)結(jié)果分析

分析表3，可以看到未來(lái)10年內(nèi)河南省實(shí)際人均耕地面積基本保持不變;糧食單產(chǎn)以不小的幅度逐年增加，這可能與投入實(shí)際生產(chǎn)的科學(xué)研究成果有關(guān);糧食自給率直觀觀察沒(méi)有明顯規(guī)律，但基本保持穩(wěn)定;糧食播種面積占總播種面積之比在逐年增大，這可能與間種、套種等耕作方式有關(guān);復(fù)種指數(shù)在逐漸減小;最小人均耕地面積緩慢下降;這一系列的變化導(dǎo)致最終的耕地壓力指數(shù)呈緩慢降低的趨勢(shì)。

預(yù)測(cè)的未來(lái)10年河南省耕地壓力指數(shù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，表明耕地生產(chǎn)能力的供給水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于需要的糧食消費(fèi)水平，耕地基本處于閑歇休整的狀態(tài)，糧食的儲(chǔ)存量在平穩(wěn)的進(jìn)出口中應(yīng)保持豐盈［11］。

4 結(jié)論

在影響耕地壓力的諸多因素中，糧食自給率、糧食播種面積占總播種面積比值在一定時(shí)期內(nèi)比較穩(wěn)定;而人口和人均糧食需求量都會(huì)逐年緩慢上升，不斷增大耕地壓力;糧食單產(chǎn)，即耕地生產(chǎn)率必然會(huì)依靠著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與農(nóng)業(yè)科研投入的增加以可見(jiàn)的幅度增長(zhǎng)。近幾年，雖然人口增加、城市化工業(yè)化大量占用耕地，實(shí)際人均耕地面積以肉眼可見(jiàn)的速度減少，但是耕地壓力指數(shù)還是在逐漸減小，這應(yīng)該跟耕地生產(chǎn)力水平的提高脫不了關(guān)系。未來(lái)的幾年中，糧食單產(chǎn)的增加量足以抵消工業(yè)化吞噬耕地帶來(lái)的沖擊。

河南省想要減輕耕地壓力，保障糧食安全，保證全國(guó)糧倉(cāng)的地位，該文認(rèn)為應(yīng)該采取以下措施:(1)充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)科研力量，提高糧食單產(chǎn);(2)提高復(fù)種指數(shù)，從根本上引導(dǎo)農(nóng)民的套種意識(shí);(3)科學(xué)進(jìn)行大田管理，合理施肥，合理灌溉;(4)提高耕地質(zhì)量，注重土地的休養(yǎng)生息。

［1］ 中國(guó)網(wǎng)．王永芬:河南糧食少了就遭批是政治問(wèn)題．新浪財(cái)經(jīng)，http://finance．sina．com．cn/China/dfjj/20150318/113921748929．shtml

［2］ 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

［3］ 劉笑彤，蔡運(yùn)龍．基于耕地壓力指數(shù)的山東省糧食安全狀況研究．中國(guó)人口，2010，(20)

［4］ 李倩倩，陳印軍．關(guān)中地區(qū)耕地壓力指數(shù)分析及預(yù)測(cè)．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27(29):229～234

［5］ 柯炳生．我國(guó)糧食自給率與糧食貿(mào)易問(wèn)題．農(nóng)業(yè)展望，2007，(4):3～6

［6］ 朱希剛．中國(guó)糧食供需平衡分析．農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，2004，(12):12～19

［7］ 陳印軍，肖碧林，盧布，等．我國(guó)谷物發(fā)展態(tài)勢(shì)與未來(lái)展望明．中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2008，29(5):1～7

［8］ 盧良?。聲r(shí)期的中國(guó)食物安全．中國(guó)農(nóng)村科，2004，(1):4～5

［9］ 黨耀國(guó)，劉思峰．灰色預(yù)測(cè)與決策模型研究．北京出版社，2013

［10］ 劉思峰，謝乃明．灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用 (第六版)．北京:科學(xué)出版社，2013，10～15

［11］ 楊建立．糧食主產(chǎn)區(qū)城鎮(zhèn)化健康持續(xù)發(fā)展分析——以河南省為例．中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2015，36(2):9～16