生態(tài)安全約束下耕地潛在轉(zhuǎn)換及其對糧食生產(chǎn)的影響

趙愛棟 彭沖 許實 曾薇 馬賢磊

摘要

隨著生態(tài)安全日益受到關(guān)注，耕地利用面臨的生態(tài)安全約束也日趨加重，對耕地資源的穩(wěn)定利用及生產(chǎn)能力構(gòu)成了潛在威脅，因此，研究生態(tài)安全約束下耕地穩(wěn)定性及其對糧食生產(chǎn)的影響具有重要意義。本文以東北地區(qū)為例，從多源生態(tài)安全約束成因出發(fā)在分析了地區(qū)生態(tài)安全約束下“不穩(wěn)定”耕地規(guī)模及空間分布的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計基于生態(tài)安全約束強度的“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途轉(zhuǎn)換多情景模擬方法，系統(tǒng)評估了生態(tài)安全情景、綜合權(quán)衡情景和糧食安全情景下“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換對地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)：①生態(tài)安全約束下，東北地區(qū)存在427.51萬hm2“不穩(wěn)定”耕地，林區(qū)過度開墾是地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地形成的最主要因素，46.26%“不穩(wěn)定”耕地繼續(xù)耕種會影響生態(tài)環(huán)境或者經(jīng)過工程改造后也難以保證穩(wěn)定收獲。②三種情境下，東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地潛在轉(zhuǎn)換量分別為427.51萬hm2、387.97萬hm2和395.39萬hm2，分別占地區(qū)耕地總量的13.79%、12.52%和1.28%，耕地轉(zhuǎn)換用途主要集中于退耕還林、還草等。③三種情景下，“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致地區(qū)糧食生產(chǎn)能力分別下降12.62%、11.73%和6.90%，減少量相當于2010—2015年全國年均新增糧食總產(chǎn)量?？傮w來看，生態(tài)安全約束下東北地區(qū)耕地資源穩(wěn)定性對地區(qū)糧食生產(chǎn)能力已造成潛在威脅，因此，東北地區(qū)需要統(tǒng)籌好“耕地保護”、“生態(tài)紅線”與“糧食安全”三者之間的關(guān)系，加強耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護，優(yōu)先選擇“不穩(wěn)定”耕地推進“藏糧于地”戰(zhàn)略思想，實現(xiàn)耕地資源永久持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞 土地管理；不穩(wěn)定耕地；生態(tài)安全；耕地轉(zhuǎn)換；糧食生產(chǎn)；東北地區(qū)

中圖分類號 F301.21 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2017）11-0124-08

DOI：12062/cpre.20170440

改革開放以來，持續(xù)的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化成為驅(qū)動我國土地利用變化的重要力量，大量的優(yōu)質(zhì)耕地資源流失，而新增耕地主要來源于草地、林地、河、湖灘地以及未利用土地的開墾[1]。特別是進入21世紀以來，耕地總量動態(tài)平衡和占補平衡制度下“占一補一”的政策目標衍生出“占優(yōu)補劣”、過分強調(diào)耕地數(shù)量而忽視生態(tài)安全等問題[2]，耕地資源過度利用導(dǎo)致的土地退化、生態(tài)環(huán)境惡化等問題不僅破壞了我國耕地資源的穩(wěn)定性，也嚴重影響了糧食生產(chǎn)[3]。第二次全國土地調(diào)查結(jié)果顯示，截止2009年末全國共有耕地1.35億hm2，較1.2億hm2耕地紅線多出較大緩沖空間，但其中有996.30萬hm2位于林區(qū)、草原以及河流湖泊最高洪水位控制線范圍內(nèi)和25度以上陡坡[4]，以上類型“耕地”雖然部分滿足耕地定義或階段性滿足耕地定義，但是由于受政策、生態(tài)及耕種限制性等因素影響，并不適宜長期維持耕種用途并作為耕地管理，是搖擺于耕地和非耕地之間的“不穩(wěn)定”地類，但第二次全國土地調(diào)查以“土地利用現(xiàn)狀認定地類”為原則，將這類型耕地均納入“耕地”范疇進行統(tǒng)計。隨著國家大力推進生態(tài)文明建設(shè)以及我國耕地資源保護向數(shù)量管控、質(zhì)量管理和生態(tài)管護“三位一體”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，這部分耕地繼續(xù)維持耕種用途面臨著較強的生態(tài)約束，對我國耕地面積穩(wěn)定性和糧食安全造成較大隱憂[4]。特別地，東北地區(qū)作為國家重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，長期以來受經(jīng)濟、政策等因素驅(qū)動，大量處于農(nóng)牧、農(nóng)林交錯帶和河湖濕地等生態(tài)敏感區(qū)的土地被開墾為耕地[1，5]，耕地資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護的矛盾更加突出。因此，在國家高度重視生態(tài)安全的背景下，科學識別東北地區(qū)耕地資源中不符合生態(tài)安全約束的“不穩(wěn)定”耕地，預(yù)測未來不同情境下“不穩(wěn)定”耕地潛在轉(zhuǎn)換用途，并評估耕地潛在轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)的影響不僅具有較強的代表性和現(xiàn)實意義，而且能夠為區(qū)域耕地資源變化及國家糧食安全問題提供預(yù)警。

目前國內(nèi)學者從自然、經(jīng)濟與社會等維度圍繞不同空間尺度下耕地資源生態(tài)安全評測[6]、時空演變格局[7]、預(yù)警分析及預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建[8]等展開了豐富的探究，部分研究進一步分析了生態(tài)安全背景下耕地資源的穩(wěn)定性[9-10]。也有學者研究了耕地變化或用途轉(zhuǎn)移對糧食生產(chǎn)能力的影響[11-12]。當前越來越多學者認同保障糧食安全需要在綜合權(quán)衡有限土地生產(chǎn)價值和生態(tài)價值大小的基礎(chǔ)上，進而合理確定耕地的數(shù)量和最優(yōu)用途[13]，以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的耕地利用反而會對糧食生產(chǎn)造成威脅。國外相關(guān)文獻重點圍繞經(jīng)濟發(fā)展和耕地資源保護的關(guān)系展開廣泛的研究[14-15]，如Xiao et al.[15]考察了經(jīng)濟增長和資源保護雙重約束下的最優(yōu)耕地轉(zhuǎn)換問題。總體來看，盡管當前有關(guān)耕地用途轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)的影響的研究成果較多，但鮮有研究從生態(tài)角度將生態(tài)安全約束與耕地用途轉(zhuǎn)換結(jié)合起來評估耕地資源穩(wěn)定性，而進一步分析耕地潛在轉(zhuǎn)換量對糧食生產(chǎn)的影響則更是少見。此外，少數(shù)研究雖已涉及生態(tài)安全約束下的“不穩(wěn)定”耕地主題，但多以不穩(wěn)定耕地退耕可行性評估及退耕影響評價為主[4]，缺乏基于區(qū)域大樣本數(shù)據(jù)的耕地資源生態(tài)約束診斷及生態(tài)安全條件下的耕地利用優(yōu)化及用途轉(zhuǎn)換研究。因此，生態(tài)安全約束下耕地資源用途優(yōu)化及用途轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)影響的研究亟待深入。

基于此，本文以東北地區(qū)為例，在全國耕地后備資源調(diào)查評價成果的支持下，識別區(qū)域耕地資源中存在生態(tài)安全約束的“不穩(wěn)定”耕地及空間分布現(xiàn)狀，設(shè)計“不穩(wěn)定”耕地未來的優(yōu)化轉(zhuǎn)換用途，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)評估區(qū)域“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換對糧食產(chǎn)量的影響，以期為生態(tài)安全文明建設(shè)背景下耕地保護與糧食安全的關(guān)系提供啟示，并為國家調(diào)整耕地資源保護思路及耕地資源可持續(xù)利用提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

本文以自然地理區(qū)域意義上的東北地區(qū)為研究區(qū)域，從行政區(qū)劃上包括黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部的呼倫貝爾市、興安盟、通遼市及赤峰市（以下簡稱蒙東地區(qū)）[5]。東北地區(qū)是一個生態(tài)類型齊全、結(jié)構(gòu)完整的自然地理單元。全區(qū)總面積128.05×104 km2，占全國國土總面積的13.30%。夏季溫和濕潤，冬季寒冷漫長，區(qū)內(nèi)土地肥沃，分布著世界三大黑土帶之一。東北地區(qū)也是中國重要的老工業(yè)基地和商品糧生產(chǎn)基地，2015年，東北地區(qū)總?cè)丝?.21 億人，占全國總?cè)丝诒戎貫?.81%，城鎮(zhèn)化率達到60.30%，全區(qū)實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值63 938.02億元，占全國GDP總量的9.45%，人均GDP達到50 678.43元。2015 年東北地區(qū)糧食總產(chǎn)量為14 236.05 萬t，占全國糧食總產(chǎn)量的22.91%。根據(jù)第二次全國土地調(diào)查公報，東北地區(qū)耕地總面積3 099.81萬hm2，占全國耕地總面積的22.90%，人均耕地面積為0.26 hm2。endprint

1.2 數(shù)據(jù)來源

東北地區(qū)生態(tài)安全約束下“不穩(wěn)定”耕地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自全國耕地后備資源調(diào)查評價成果數(shù)據(jù)庫。全國耕地后備資源調(diào)查評價是在第二次全國土地調(diào)查（簡稱“二次調(diào)查”）結(jié)束后進行的延續(xù)性調(diào)查。2014年4月，國土資源部發(fā)布《關(guān)于開展全國耕地后備資源調(diào)查評價工作的通知》，開展全國耕地后備資源調(diào)查評價工作，“不穩(wěn)定”耕地調(diào)查評價是其中一項重要任務(wù)。東北地區(qū)耕地面積及耕地質(zhì)量等級數(shù)據(jù)來自全國耕地質(zhì)量等別調(diào)查與評定成果數(shù)據(jù)。經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒》《遼寧統(tǒng)計年鑒》《吉林統(tǒng)計年鑒》《黑龍江統(tǒng)計年鑒》及內(nèi)蒙古東部四市《統(tǒng)計年鑒》。

1.3 研究方法

1.3.1 概念界定

生態(tài)安全約束下的“不穩(wěn)定”耕地就是由于受到生態(tài)條件約束，未來維持耕地用途存在較大不確定性的耕地，即耕地用途不能保持相對的穩(wěn)定性，這個定義包含三重要義：首先是“不穩(wěn)定”耕地當前以耕地形式存在；其次是“不穩(wěn)定”耕地面臨著生態(tài)安全約束或者生態(tài)條件限制；最后是“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)能否繼續(xù)維持耕種用途存在不確定性。因此，生態(tài)安全約束下的“不穩(wěn)定”耕地也可以稱為生態(tài)限制型耕地。但是，從廣義的角度看，影響耕地穩(wěn)定性的原因不僅限于生態(tài)因素，還應(yīng)包括經(jīng)濟、政策或社會等因素，后者也是學術(shù)界更為關(guān)注并研究較多的。從我國現(xiàn)實情況來看，建設(shè)占用和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等也是影響我國耕地資源穩(wěn)定性的主要因素，如根據(jù)《中國國土資源年鑒》，

2001—2013年間，我國耕地減少去向中，建設(shè)占用、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整分別占到59.93%和17.19%。但是，這不在本文研究范圍內(nèi)，不予考慮。

土地用途轉(zhuǎn)換是指有限的土地資源在各種用途之間重新配置的動態(tài)過程[16]。生態(tài)安全約束下耕地用途轉(zhuǎn)換就是區(qū)域內(nèi)受到生態(tài)安全約束的“不穩(wěn)定”耕地為了實現(xiàn)土地資源的最優(yōu)利用和可持續(xù)利用而在不同土地用途之間進行的轉(zhuǎn)換，即退耕還林、還草、還湖等。區(qū)別于建設(shè)占用是不可逆的耕地損失，生態(tài)安全約束下耕地用途轉(zhuǎn)換是耕地在不同農(nóng)業(yè)土地利用類型之間的合理轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換并不破壞土地的生產(chǎn)特性，必要時還可以轉(zhuǎn)換為耕地[17]，因此，是一種有利于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的土地資源保護形式，可以加強農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.3.2 生態(tài)安全約束下耕地潛在轉(zhuǎn)換量測算方法

結(jié)合東北地區(qū)實際情況和《全國耕地后備資源調(diào)查評價技術(shù)方案》，本文將地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地成因歸納為“影響河道防洪泄洪”、“影響湖泊防洪泄洪”、“林區(qū)過度開墾”、“草原過度開墾”、“受土地荒漠化、沙化及其他因素影響”等五種。根據(jù)多源生態(tài)安全約束成因確定地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地數(shù)量及空間分布的基礎(chǔ)上，將“不穩(wěn)定”耕地面臨地生態(tài)安全約束劃分為強生態(tài)約束、中生態(tài)約束和弱生態(tài)約束三種等級，并建立基于生態(tài)安全約束強度的多情景模擬方法，根據(jù)地區(qū)實際情況，模擬“不穩(wěn)定”耕地在不同情景下的最優(yōu)轉(zhuǎn)換用途及潛在轉(zhuǎn)換量。

參考趙愛棟等[10]對地區(qū)生態(tài)條件的判定方法，本文按照生態(tài)安全性和經(jīng)濟協(xié)調(diào)性原則，借助GIS空間分析技術(shù)判定“不穩(wěn)定”耕地圖斑所在地理位置可能存在的生態(tài)約束。在此基礎(chǔ)上，并將“不穩(wěn)定”耕地生態(tài)約束強度劃分為強生態(tài)約束、中生態(tài)約束與弱生態(tài)約束三種等級。強生態(tài)約束指“不穩(wěn)定”耕地分布在對外界干擾比較敏感且容易向生態(tài)退化方向發(fā)展的生態(tài)環(huán)境敏感與脆弱區(qū)，如部分森林、草原、濕地等生態(tài)系統(tǒng)，繼續(xù)耕種會影響嚴重生態(tài)環(huán)境或難以保證穩(wěn)定收獲；中生態(tài)約束指“不穩(wěn)定”耕地不位于重要生態(tài)敏感區(qū)，經(jīng)過一定工程改造后能達到常年穩(wěn)定收獲，且能盡量消除對地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響；弱生態(tài)約束指“不穩(wěn)定”耕地處于一般區(qū)域，維持耕種用途不會對地區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來顯著影響，且耕地利用狀況處于連續(xù)多年保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)狀態(tài)。

最后，基于“不穩(wěn)定”耕地面臨的生態(tài)約束強度等級設(shè)定生態(tài)安全情景、綜合協(xié)調(diào)情景和糧食安全情景三種后續(xù)用途轉(zhuǎn)換情景方案，來模擬研究不同情景方案下“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)最優(yōu)土地用途及潛在轉(zhuǎn)換量。

情景1：生態(tài)安全情景。在此情景下，“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)利用重點考慮區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善、生態(tài)敏感區(qū)的合理布局和保護，強生態(tài)約束、中生態(tài)約束和弱生態(tài)約束“不穩(wěn)定”耕地均需要退耕（還林、還草等）。

情景2：綜合協(xié)調(diào)情景。在此情景下，“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)利用需要兼顧地區(qū)生態(tài)保護和糧食安全兩種目標，除強生態(tài)約束和中生態(tài)約束“不穩(wěn)定”耕地需要退耕外，弱生態(tài)約束 “不穩(wěn)定”耕地不需要退耕。

情景3：糧食安全情景。在此情景下，“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)利用以盡可能地維持耕種用途為宗旨，從而保障國家糧食安全，僅有強生態(tài)約束“不穩(wěn)定”耕地需要退耕，中生態(tài)約束和弱生態(tài)約束“不穩(wěn)定”耕地均不需要退耕。

1.3.3 “不穩(wěn)定”耕地潛在轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)影響測算

分析生態(tài)約束下“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)潛在轉(zhuǎn)換對地區(qū)糧食生產(chǎn)的影響，前提是確定“不穩(wěn)定”耕地的糧食生產(chǎn)能力。參考文獻[18]，本文建立耕地糧食生產(chǎn)能力測算模型：

Y=∑ni=1Ai×Qi×MCI （i=1，2，…，15）（1）

式中，Y（t）為耕地的糧食生產(chǎn)能力，是由不同耕地質(zhì)量等級糧食播種面積Ai（hm2）、地區(qū)耕地復(fù)種指數(shù)MCI（%）與不同耕地質(zhì)量等級糧食單產(chǎn)能力Qi（kg/hm2）決定。Ai為糧食播種面積，由地區(qū)耕地面積A與糧耕比R（糧食作物播種面積與農(nóng)作物播種面積之比）乘積獲得[18-19]。MCI為地區(qū)耕地復(fù)種指數(shù)，是指一年內(nèi)在同一塊耕地上種植農(nóng)作物的次數(shù)，即一年中糧食作物總播種面積與耕地面積的比值。Qi為耕地糧食單產(chǎn)水平，考慮到從實際內(nèi)涵來看，耕地糧食單產(chǎn)水平實質(zhì)就是全年單位面積耕地生產(chǎn)的標準糧總量[20]?；诖耍疚耐ㄟ^借助《農(nóng)用地分等規(guī)程》（TD/T1004-2003） 中“實際標準糧產(chǎn)量”概念來確定地區(qū)不同耕地質(zhì)量等級糧食單產(chǎn)水平。《農(nóng)用地分等規(guī)程》（TD/T1004-2003） 中確定的實際標準糧產(chǎn)量，反映了各地區(qū)耕地的實際產(chǎn)能狀況[21]。endprint

據(jù)各等別耕地面積及相對應(yīng)的標準糧產(chǎn)量，就可以計算“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)的影響。表1為全國農(nóng)用地分等定級中建立的不同耕地質(zhì)量等級與實際標準糧產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系。

在測算地區(qū)耕地糧食生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，并結(jié)合“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換，就可以測算生態(tài)安全約束下

“不穩(wěn)定”耕地潛在轉(zhuǎn)換量對地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的影響：

ΔY=∑ni=1ΔAi×MCI×Qi （i=1，2，…，15）（2）

式中，ΔY表示“不穩(wěn)定”耕地面積變化導(dǎo)致的糧食產(chǎn)量變化（萬t），ΔAi為第i等質(zhì)量等級不穩(wěn)定耕地面積變化量（hm2），其余變量含義見式（1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)安全約束下東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面積及空間分布

經(jīng)過調(diào)查，東北地區(qū)共有“不穩(wěn)定”耕地427.51萬hm2，占東北地區(qū)耕地面積的比重達13.79%。分地區(qū)來看，黑龍江“不穩(wěn)定”耕地面積最大，面積達到161.74萬 hm2，占地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地的比重為37.83%，遼寧和吉林分別有123.90萬hm2和36.81萬hm2“不穩(wěn)定”耕地，而蒙東地區(qū)耕地總量中有26.70%的耕地為受生態(tài)條件約束的“不穩(wěn)定”耕地，耕地資源的穩(wěn)定性在整個區(qū)域中表現(xiàn)最差。

從“不穩(wěn)定”耕地五種成因來看，林區(qū)過度開墾是東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地形成的最主要因素，占地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地的比重達到51.91%。近幾十年來，由于受到政府鼓勵或者經(jīng)濟利益驅(qū)使，東北地區(qū)一些位于山區(qū)河谷、溝谷、坡地及丘陵崗地等水熱條件較好的林地被開墾為耕地[22]，但是由于林地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，山區(qū)地勢較高、坡度較大，過度毀林開荒導(dǎo)致地區(qū)植被遭到破壞，加劇了水土流失和土壤侵蝕，這部分耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的穩(wěn)定性與可持續(xù)性均較低。草原過度開墾也是東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地產(chǎn)生的另一大因素（占比為17.81%）。受地區(qū)氣候變化及比較利益驅(qū)動，內(nèi)蒙古東部呼倫貝爾草原、吉林西部科爾沁草原等地大面積草地開墾為耕地[1]，但是由于土地適宜性和生產(chǎn)條件較差，短期雖然帶來耕地面積增加，但是開墾草地破壞了土層和植被，引起農(nóng)田風蝕和沙漠化的迅速發(fā)展，最終導(dǎo)致耕地肥力衰退甚至生產(chǎn)力喪失，耕地難以持續(xù)穩(wěn)定利用。

東北地區(qū)還存在75.41萬 hm2受土地荒漠化、沙化及其他因素影響的“不穩(wěn)定”耕地，主要分布在吉林東部科爾沁草原、黑龍江三江平原農(nóng)業(yè)區(qū)和松嫩平原農(nóng)牧區(qū)等地。吉林省西部降水量較少，生態(tài)環(huán)境脆弱，地面以疏松的沙性物質(zhì)為主，長期強烈的開發(fā)活動導(dǎo)致大面積沙漠化、鹽堿化出現(xiàn)，加上缺乏基本農(nóng)田建設(shè)，造成土壤肥力不斷降低，耕地生態(tài)功能日益惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益低下且嚴重不穩(wěn)定；黑龍江該類型“不穩(wěn)定”耕地的主要是由地質(zhì)災(zāi)害、資源開采和風沙侵蝕等因素造成。另外，東北地區(qū)還分別存在50.95萬hm2 和3.06萬hm2“不穩(wěn)定”耕地位于河道防洪泄洪區(qū)和湖泊防洪泄洪區(qū)，分別占地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面積的11.92%和0.72%，這兩類“不穩(wěn)定”耕地由于離水源較近，受季節(jié)降水等條件影響嚴重，如突發(fā)暴雨導(dǎo)致河流、湖泊水位上漲或在水庫泄洪時被洪水沖刷，甚至開墾后改變河流走向而影響防洪安全，導(dǎo)致這部分耕地無法穩(wěn)定耕作。

2.2 耕地潛在轉(zhuǎn)換量評估結(jié)果分析

在確定地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面積及空間分布的基礎(chǔ)上，分析地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面臨的生態(tài)安全強度等級。其中，強生態(tài)約束類型“不穩(wěn)定”耕地集中分布在吉林省西部科爾沁草原地區(qū)和黑龍江小興安嶺山區(qū)，面積為197.75萬hm2，占地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面積的46.26%；中生態(tài)約束“不穩(wěn)定”耕地在區(qū)域內(nèi)分布較廣，面積共有190.23萬 hm2，占東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地總面積的比重為44.50%，弱生態(tài)約束“不穩(wěn)定”耕地僅占地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地總面積的9.25%，集中分布在蒙東呼倫貝爾額爾古納市和黑龍江西北部等地，面積為39.54萬 hm2。圖1展示了“不穩(wěn)地”耕地生態(tài)安全約束強度空間分布。

根據(jù)“不穩(wěn)定”耕地成因及生態(tài)安全約束等級，進一步模擬東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地在不同生態(tài)安全約束情景下的最優(yōu)用途及潛在轉(zhuǎn)換量。生態(tài)安全情景下，東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地需要全部退耕，退耕面積為427.51萬 hm2，退耕后的優(yōu)化用途主要集中于退耕還林和還草等。綜合協(xié)調(diào)情景下，東北地區(qū)強生態(tài)約束和中生態(tài)約束“不穩(wěn)定耕地”均需要退耕，退耕面積為387.97萬 hm2，占地區(qū)不

穩(wěn)定耕地總面積的比重為90.75%，僅有39.54萬 hm2“不

穩(wěn)定”耕地可繼續(xù)維持耕種用途；糧食安全情景下，東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面積中僅有強生態(tài)約束“不穩(wěn)地”耕地需要退耕，占不穩(wěn)定耕地總面積的比重僅為9.25%，剩余部分均可以通過工程改造措施繼續(xù)維持耕種用途，退耕后的“不穩(wěn)定”耕地以還林及其他用途為主。表2展示了不同情境下“不穩(wěn)定”耕地潛在轉(zhuǎn)換量。

2.3 “不穩(wěn)定”耕地后續(xù)潛在轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)能力的影響結(jié)果分析

首先，測算東北地區(qū)耕地糧食生產(chǎn)能力。東北地區(qū)共有耕地面積3 099.81萬 hm2，2010—2013年地區(qū)平均糧耕比為0.86，復(fù)種指數(shù)為0.78，地區(qū)平均耕地質(zhì)量等級為11.99。根據(jù)公式（1），測算得出東北地區(qū)耕地糧食生產(chǎn)能力為11 826.77萬t，其中，黑龍江耕地糧食生產(chǎn)能力占地區(qū)糧食生產(chǎn)能力比重最大，為55.01%，蒙東地區(qū)耕地糧食生產(chǎn)能力最低，僅有579.55萬t（見表3）。

結(jié)合地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地潛在轉(zhuǎn)換量（表2）和地區(qū)糧食生產(chǎn)能力（表3），表4展示了由“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途優(yōu)化及潛在轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的地區(qū)糧食生產(chǎn)能力變化情況。生態(tài)安全情景下，“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途潛在轉(zhuǎn)換導(dǎo)致地區(qū)糧食生產(chǎn)能力減少1 493.01 萬t，耕地糧食生產(chǎn)能力下降12.62%，這表明“不穩(wěn)定”耕地已經(jīng)顯著影響了地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的穩(wěn)定性。其中，吉林省糧食生產(chǎn)能力下降最多，達到602.12萬t，而蒙東地區(qū)糧食生產(chǎn)能力下降程度最大，達到20.08%，這與蒙東地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地分布廣泛，地區(qū)耕地穩(wěn)定性在整個區(qū)域最差有關(guān)，黑龍江糧食生產(chǎn)能力下降程度最小，地區(qū)糧食生產(chǎn)能力僅下降9.16%；綜合權(quán)衡情景下，“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途潛在轉(zhuǎn)換導(dǎo)致地區(qū)糧食生產(chǎn)能力下降1 386.71萬t，對地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的影響為11.73%；糧食安全情景下，地區(qū)糧食生產(chǎn)能力將減少6.90%，影響主要集中在吉林和遼寧兩地，而蒙東地區(qū)和黑龍江糧食生產(chǎn)能力僅分別下降2.45%和4.29%?？傮w來看，三種情景下，“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途轉(zhuǎn)換均不同程度地影響了地區(qū)糧食生產(chǎn)能力（表4最后一列），這表明生態(tài)安全背景下，地區(qū)耕地資源的穩(wěn)定性與可持續(xù)利用能力已經(jīng)對地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的長期穩(wěn)定造成潛在威脅。endprint

3 討 論

未來如何管理427.51萬 hm2存量“不穩(wěn)定”耕地及有效抑制新增“不穩(wěn)定”耕地無疑是東北地區(qū)耕地管理工作面臨的長期課題。一方面，“不穩(wěn)定”耕地與地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護目標存在沖突，亟需調(diào)整其后續(xù)利用用途以實現(xiàn)土地資源利用效益最大化，但是另一方面，“不穩(wěn)定”耕地的大規(guī)模用途轉(zhuǎn)移又會帶來地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的下降，對國家糧食安全造成隱憂。這如本文評估結(jié)果所示，東北地

區(qū)“不穩(wěn)定”耕地中有46.26%繼續(xù)耕種會影響生態(tài)環(huán)境或者經(jīng)過工程改造后也難以保證穩(wěn)定收獲，僅有9.25%的“不穩(wěn)定”耕地當前利用狀況為連續(xù)多年保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。如果按照本文設(shè)計的“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途轉(zhuǎn)換模擬情景，則東北地區(qū)糧食生產(chǎn)能力將會下降815.83萬t至1 493.01萬t不等，或減少量相當于2010—2015年全國年均新增糧食總產(chǎn)量。因此，“不穩(wěn)定”耕地的存在使得東北地區(qū)耕地保護工作及糧食生產(chǎn)決策復(fù)雜化，并顯著影響了地區(qū)耕地資源及糧食生產(chǎn)的長期穩(wěn)定性。

耕地保護的核心在于長期保持其農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，因此，未來東北地區(qū)需要高度重視耕地資源利用的生態(tài)效益，統(tǒng)籌好“耕地保護”、“生態(tài)紅線”與“糧食安全”三者之間的關(guān)系，準確把握耕地保護的數(shù)量與質(zhì)量目標，既不因耕地開發(fā)而影響或破壞現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)，又通過耕地保護來提升現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)水平。鑒于當前東北部分地區(qū)耕地開發(fā)與保護的矛盾突出，本文認為東北地區(qū)應(yīng)該優(yōu)先選擇部分“不穩(wěn)定”耕地推進“藏糧于地”的戰(zhàn)略思想，通過“藏糧于地”修復(fù)東北地區(qū)近幾十年來高強度土地開發(fā)對生態(tài)環(huán)境帶來的不利后果，同時提高地區(qū)耕地的可持續(xù)利用水平和糧食綜合生產(chǎn)能力，這樣才更有利于科學把握糧食安全目標。

本文的不足在于未能收集到地區(qū)糧食單產(chǎn)實際水平，僅以《農(nóng)用地分等規(guī)程》（TD/T1004-2003） 中“實際標準糧產(chǎn)量”概念來予以代替，但是這種思路可能存在對地區(qū)耕地實際產(chǎn)出水平的估計偏差，也未能根據(jù)“不穩(wěn)定”耕地的實際利用狀況有效區(qū)分“不穩(wěn)定”耕地與其他耕地在“實際標準糧產(chǎn)量”水平的差異。另外，由于缺乏微觀數(shù)據(jù)的支撐，本文關(guān)于“不穩(wěn)定”耕地用途轉(zhuǎn)換的情景模擬方案無法進一步細化。因此，未來的研究需要合理結(jié)合實地調(diào)查數(shù)據(jù)合理評價“不穩(wěn)定”耕地的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)潛力，通過設(shè)計更為科學的“不穩(wěn)定”耕地用途情景模擬方案分析“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途轉(zhuǎn)換對國家糧食安全的影響。

4 結(jié) 論

本文基于全國耕地后備資源調(diào)查評價成果，以東北地區(qū)為例，提出了基于生態(tài)安全約束強度的“不穩(wěn)定”耕地后續(xù)用途轉(zhuǎn)換多情景模擬方法，并評估了不同情境下“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換對糧食生產(chǎn)能力的影響。得出以下結(jié)論：

（1）東北地區(qū)存在427.51萬 hm2“不穩(wěn)定”耕地，占東北耕地總面積的比重達到13.79%。林區(qū)過度開墾是地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地形成的最主要因素。46.26%“不穩(wěn)定”耕地繼續(xù)耕種會影響生態(tài)環(huán)境或者經(jīng)過工程改造后也難以保證穩(wěn)定收獲，僅有9.25%的“不穩(wěn)定”耕地當前利用狀況為連續(xù)多年保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；

（2）生態(tài)安全情景下，東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地需要全部退耕，退耕后的優(yōu)化用途主要集中于退耕還林、還草等。綜合協(xié)調(diào)情景下，東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地需退耕面積為387.97萬 hm2，僅有39.53萬 hm2“不穩(wěn)定”耕地可繼續(xù)維持耕種用途；糧食安全情景下，東北地區(qū)“不穩(wěn)定”耕地面積中僅有強生態(tài)約束“不穩(wěn)地”耕地需要退耕，剩余部分均可以通過工程改造措施繼續(xù)維持耕種用途；

（3）“不穩(wěn)定”耕地的存在顯著影響了地區(qū)糧食生產(chǎn)的長期穩(wěn)定性。具體看，生態(tài)安全情景下，“不穩(wěn)定”耕地潛在用途轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致地區(qū)糧食生產(chǎn)能力減少1 493.01 萬t，降幅為12.62%；綜合權(quán)衡情景下，地區(qū)糧食生產(chǎn)能力下降1 386.71萬t，對地區(qū)糧食生產(chǎn)能力的影響為11.73%；糧食安全情景下，地區(qū)糧食生產(chǎn)能力將減少6.90%。

東北地區(qū)需要按照宜耕則耕、宜林則林、宜建則建的原則，制定具有不同側(cè)重點的區(qū)域“不穩(wěn)定”耕地開發(fā)利用戰(zhàn)略，有限推進影響生態(tài)型“不穩(wěn)定”耕地“藏糧于地”戰(zhàn)略思想，合理劃定耕地、林地以及其他生態(tài)用地保護紅線，達到生態(tài)的合理性、經(jīng)濟的有效性和社會可承受性：①對于耕地質(zhì)量較好、并連續(xù)多年保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的耕地可以通過土地開發(fā)整理、復(fù)墾等方式將其劃入基本農(nóng)田，實行基本農(nóng)田管理辦法；②對于需要資金、工程技術(shù)投入改造能達到常年穩(wěn)定收獲的“不穩(wěn)定”耕地，應(yīng)大力開展土地整治項目，通過資金、技術(shù)投入解決影響耕地產(chǎn)能穩(wěn)定的制約因素；③對于繼續(xù)耕種會影響生態(tài)環(huán)境或難以保證穩(wěn)定收獲的“不穩(wěn)定”耕地，應(yīng)逐步實施退耕還林、還草、還濕（水），進一步改善生態(tài)環(huán)境。同時，為維護社會穩(wěn)定及耕地使用者的利益，需要退耕的“不穩(wěn)定”耕地在逐步實施退耕之前，仍按耕地管理，享受相關(guān)惠農(nóng)政策。在退耕還林還草用于改善生態(tài)環(huán)境的同時，還應(yīng)加大補償性政策，最大化的保證農(nóng)民的利益。

（編輯：王愛萍）

參考文獻（References）

[1]劉紀遠，匡文慧，張增祥，等.20世紀80年代末以來中國土地利用變化的基本特征與空間格局[J].地理學報，2014（1）：3-14. [LIU Jiyuan， KUANG Wenhui，ZHANG Zengxiang， et al. Spatiotemporal characteristics， patterns and causes of land use changes in China since the late 1980s[J]. Acta geographica sinica，2014（1）：3-14.]

[2]鄖文聚，張蕾娜，程鋒.基本農(nóng)田保護20年[J].中國土地，2009（11）：51-53. [YUN Wenju， ZHANG Leina，CHENG Feng. Basic farmland protection for 20 years[J].China land， 2009（11）：51-53.]endprint

[3]張鳳榮，郭力娜，關(guān)小克，等.生態(tài)安全觀下耕地后備資源評價指標體系探討[J].中國土地科學，2009（9）：4-8，14. [ZHANG Fengrong， GUO Lina，GUAN Xiaoke，et al. Study on the evaluation indicators of the arable land from the view of ecological security[J]. China land science， 2009（9）：4-8，14.]

[4]趙愛棟，許實，曾薇，等.不穩(wěn)定耕地利用困境：基于糧食安全、農(nóng)民收入和生態(tài)安全間的權(quán)衡——以甘肅省景泰縣為例[J].資源科學，2016，38（10）：1883-1892. [ZHAO Aidong， XU Shi， ZENG Wei，et al. Utilization dilemma of unstable farmland： the tradeoffs between food safety， famers income and ecological safety[J].Resources science，2016，38（10）：1883-1892.]

[5]滿衛(wèi)東，王宗明，劉明月，等.1990—2013年東北地區(qū)耕地時空變化遙感分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2016（7）：1-10. [MAN Weidong， WANG Zongming， LIU Mingyue. et al. Spatiotemporal dynamics analysis of cropland in Northeast China during 1990-2013 based on remote sensing[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ， 2016， 32（7）： 1-10.]

[6]徐輝，雷國平，崔登攀，等.耕地生態(tài)安全評價研究——以黑龍江省寧安市為例[J].水土保持研究，2011（6）：180-184，189. [Xu Hui， Lei Guoping， Cui Dengpan， et al. Study on evaluation for ecological security of cultivated land：a case study of city in Heilongjiang Province[J].Research of soil and water conservation， 2011（6）：180-184，189.]

[7]趙宏波，馬延吉.東北糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全的時空格局及障礙因子——以吉林省為例[J].應(yīng)用生態(tài)學報，2014（2）：515-524. [ZHAO Hongbo，MA Yanji. Spatialtemporal pattern and obstacle factors of cultivated land ecological security in major grain producing areas of Northeast China： a case study in Jilin Province[J].Chinese journal of applied ecology，2014（2）：515-524.]

[8]宋戈，連臣.黑龍江省耕地資源安全預(yù)警分析及預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2012，28（6）：247-252. [SONG Ge， LIAN Chen. Analysis and system construction of safety early warning for cultivated land resources in Heilongjiang Province[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2012， 28（6）： 247-252.]

[9]蒙吉軍，朱利凱，楊倩，等.鄂爾多斯市土地利用生態(tài)安全格局構(gòu)建[J].生態(tài)學報，2012（21）：6755-6766. [MENG Jijun， ZHU Likai，YANG Qian， et al. Building ecological security pattern based on land use： a case study of Ordos，Northern China[J].Acta ecologica sinica，2012（21）：6755-6766.]

[10]趙愛棟，許實，曾薇，等.干旱半干旱區(qū)不穩(wěn)定耕地分析及退耕可行性評估[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2016（17）：215-225. [ZHAO Aidong， XU Shi， ZENG Wei， et al. Unstable farmland in the arid and semiarid regions： status， causes and the feasibility evaluation of conversion[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2016（17）：215-225.]

[11]舒蔓，郝晉珉，周寧，等.黃淮海平原耕地變化及對糧食生產(chǎn)格局變化的影響[J].地理研究，2014（21）：268-277. [SHU Man， HAO Jinmin，ZHOU Ning，et al. Impacts of cultivated land conversion on the vegetation carbon storage in the HuangHuaiHai Plain[J]. Geographical research， 2014（21）：268-277.]endprint

[12]DENG X Z， HUANG J K， SCOTT R， et al. Cultivated land conversion and potential agricultural productivity in China[J].Land use policy， 2006， 23 （4）： 372-384.

[13]付意成，杜霞，彭文啟，等.流域農(nóng)業(yè)土地生態(tài)價值內(nèi)涵及應(yīng)用分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31（8）：243-250. [FU Yicheng，DU Xia， PENG Wenqi，et al. Agroecosystem value connotation based on watershed land use[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2015， 31（8）： 243-250.]

[14]ZHANG W， WANG W， LI X， et al. Economic development and farmland protection： an assessment of

rewarded land conversion quotas trading in Zhejiang， China[J]. Land use policy， 2014（38）： 467-476.

[15]XIAO Y， WU X Z， WANG L， et al. Optimal farmland conversion in China under double restraints of

economic growth and resource protection[J]. Journal of cleaner production， 2017，142： 524-537.

[16]鄭宇，劉彥隨.工業(yè)化城市化進程中土地利用類型轉(zhuǎn)換驅(qū)動力研究——以無錫市為例[J].經(jīng)濟地理，2007（5）：805-810. [ZHENG Yu， LIU Yansui. Study on driving forces on land use type conversion in the process of industrialization and urbanization[J].Econonic geography， 2007（5）：805-810.]

[17]李青豐.生態(tài)安全對防止耕地隱性流失和保證糧食安全的意義[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2006（3）：11-15. [LI Qingfeng. Ecological safety： the fundamental base for preventing arable land loss and food security[J].Journal of arid land resources and environment， 2006（3）：11-15.]

[18]宋小青，歐陽竹.1999—2007年中國糧食安全的關(guān)鍵影響因素[J].地理學報，2012（6）：793-803. [SONG Xiaoqing， OU YANG Zhu. Key influencing factors of food security guarantee in China during 1999-2007[J].Acta geographica sinica， 2012（6）：793-803.]

[19]張鳳榮，張晉科，張迪，等.1996—2004年中國耕地的糧食生產(chǎn)能力變化研究[J].中國土地科學，2006（2）：8-14. [ZHANG Fengrong， ZHANG Jinke，ZHANG Di，et al. Change of potential grain productivity of cultivated land from 1996 to 2004 in China[J]. Land use policy， 2006（2）：8-14.]

[20]石淑芹，陳佑啟，姚艷敏，等.東北地區(qū)耕地變化對糧食生產(chǎn)能力的影響評價[J].地理學報，2008（6）：574-586. [SHI Shuqin，CHEN Youqi，YAO Yanmin，et al. Impact assessment of cultivated land change upon grain productive capacity in Northeast China[J]. Acta geographica sinica， 2008（6）：574-586.]

[21]程鋒，王洪波，鄖文聚.中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定[J].中國土地科學，2014（2）：75-82，97. [CHENG Feng，WANG Hongbo，YUN Wenjun. Study on investigation and assessment of cultivated land quality grade in China[J].China land science， 2014（2）：75-82，97.]

[22]李曉燕，趙廣敏，李寶毅.我國東北地區(qū)土地資源變化態(tài)勢分析[J].水土保持研究，2010（5）：68-74. [LI Xiaoyan， ZHAO Guangmin，LI Baoyi. Analysis of changing situation of land resources in Northeast China[J].Research of soil and water conservation，2010 （5）：68-74.]endprint