四川省耕地生態(tài)安全的時空格局及生態(tài)阻力分析

李 政，何 偉，吳冬林，劉晉希

(四川師范大學(xué)西南土地資源評價與監(jiān)測教育部重點實驗室/四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川成都610068)

耕地資源屬于寶貴的自然資源，是人類的生存之本，具有生產(chǎn)、環(huán)保、空間承載等功能，經(jīng)人類長期的經(jīng)營與開發(fā)，耕地系統(tǒng)逐漸演變成為具有高度耦合性的社會－經(jīng)濟－生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)［1］。21世紀以來，伴隨著工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化以及城市化進程的加快，耕地利用等生態(tài)問題逐漸凸顯。一方面建設(shè)用地快速擴張導(dǎo)致耕地稀缺性增強;另一方面為追求糧食高產(chǎn)而大量施用化肥和農(nóng)藥導(dǎo)致土壤污染嚴重，這些都對我國耕地資源的保護與糧食安全的保障提出了巨大的挑戰(zhàn)，引起政府部門與學(xué)者的廣泛關(guān)注［2－3］。因此，開展耕地生態(tài)安全評價研究，認識當(dāng)前耕地生態(tài)安全狀況，是保障區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、協(xié)調(diào)人地關(guān)系的必要前提。

國外學(xué)者在耕地生態(tài)安全評價方面，成果頗豐，其中與可持續(xù)利用相結(jié)合的研究占絕大部分。Rasul等將生態(tài)與社會經(jīng)濟相結(jié)合，分析了孟加拉國耕地的可持續(xù)利用［4］;Beesley等將耕地可持續(xù)利用與生態(tài)安全相結(jié)合進行了系統(tǒng)的研究［5］。我國對耕地的生態(tài)安全研究也不乏亮點，鄭華偉等在進行四川省耕地生態(tài)安全診斷時，將壓力 －狀態(tài) －響應(yīng)(pressure－state－response，簡稱PSR)模型與集對分析相結(jié)合，從整體與局部剖析耕地生態(tài)安全的內(nèi)在關(guān)系［6］。張銳等在評價我國耕地生態(tài)安全狀況時注重方法創(chuàng)新，將PSR模型與物元分析法相結(jié)合［7］。總體來看，耕地生態(tài)安全評價目前還處于初級階段，定性分析較多，定量分析較少;理論支撐不夠;指標(biāo)多集中于資源、環(huán)境狀況，而人類活動、社會經(jīng)濟因素往往被忽視。本研究將四川省21個市(州)作為研究對象，構(gòu)建基于PSR模型的耕地生態(tài)評價指標(biāo)體系，運用耕地生態(tài)安全動態(tài)指數(shù)模型、綜合指數(shù)法、ArcGIS 10.2軟件平臺地理信息系統(tǒng)(geographic information system或，簡稱GIS)空間分析模塊對2004—2014年四川省耕地生態(tài)安全進行時間與空間格局的分析，并運用生態(tài)阻力模型對影響四川省以及各地區(qū)的阻力因子進行分析。旨在響應(yīng)國家“藏糧于地、藏糧于技”的口號，為四川省耕地資源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)安全提供參考和理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)概況、技術(shù)路線、數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

四川省地處西南腹地，位于 97°21'～108°31'E，26°03'～34°19'N，東臨重慶市，西達西藏自治區(qū)，北接陜西、甘肅、青海等省，南抵貴州、云南等地區(qū)，地域面積約為48.5萬km2，位列全國第5，總?cè)丝诩s8 800萬人，位列全國第4，是西部第一大省。地勢西高東低，地形類型多樣，中部東部以平原、丘陵為主，西部以山地和高原為主。盆地中廣布著有機質(zhì)含量較高的紫色土。氣候以亞熱帶季風(fēng)氣候為主，夏季高溫多雨，冬季溫暖濕潤，適宜居住，可以種植多種作物。如此優(yōu)越的地理條件使得四川省成為我國重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟區(qū)，糧食、油料、棉花等農(nóng)作物產(chǎn)量高居全國前列。近年來，隨著城市化進程的加快，建設(shè)用地的急劇增加與耕地的不斷減少，以及土壤污染加劇導(dǎo)致耕地生態(tài)安全受到了極大的沖擊，亟待改善。

1.2 技術(shù)路線

在熟悉耕地生態(tài)安全概念、理論以及國內(nèi)外研究動態(tài)，對比相關(guān)研究方法的基礎(chǔ)上，梳理論文研究思路并確定評價方法，本研究主要分為3個部分:數(shù)據(jù)的搜集與處理、評價模型的建立與耕地生態(tài)安全等級的劃分、時空序列與生態(tài)阻力分析，具體技術(shù)路線如圖1所示。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)主要參考《四川省統(tǒng)計年鑒》(2004—2014年)、四川省各地區(qū)的統(tǒng)計年鑒、國民經(jīng)濟、社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2004—2014年)以及四川省農(nóng)業(yè)部門、國土部門、氣象部門的相關(guān)資料等。

2 研究方法

2.1 PSR評價體系的構(gòu)建與指標(biāo)的選取

PSR模型是由經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(organization for economic co－operation and development，簡稱 OECD)、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(united nations environment programme，簡稱UNEP)共同提出的一種測度環(huán)境狀況的評價框架，揭示了環(huán)境保護的“作用－反饋－作用”的循環(huán)機制，體現(xiàn)了過程與結(jié)果之間的互動關(guān)系，被廣泛運用于土地質(zhì)量、生態(tài)安全評價等方面［8］。對于四川省耕地生態(tài)評價而言，由于人口不斷增長、城市化進程加快、化肥農(nóng)藥大量使用，導(dǎo)致耕地生態(tài)系統(tǒng)承受了巨大的壓力;在此情況下，耕地生態(tài)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和功能呈現(xiàn)出一定的狀態(tài);人們?yōu)榱烁淖兡壳案氐臓顩r做出了一定的響應(yīng)，采取了一系列的措施，使之朝著可持續(xù)的方向發(fā)展［9］。

耕地生態(tài)安全是指耕地資源生態(tài)系統(tǒng)能夠基本保持自身正常功能運轉(zhuǎn)、滿足社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要［10］。本研究在PSR模型的評價框架指導(dǎo)下，遵從指標(biāo)選取的科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性等原則，結(jié)合四川省的實際情況，以及數(shù)據(jù)的可獲得性共選取了17個正項指標(biāo)，7個負向指標(biāo)，共24個評價指標(biāo)，構(gòu)建四川省耕地生態(tài)評價指標(biāo)體系，具體情況如表1所示。

2.2 評價方法

2.2.1 評價指標(biāo)的標(biāo)準化 為了使各指標(biāo)之間具有可比性，本研究運用最大離差法對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化處理，以消除不同量綱的影響。

(1)正向指標(biāo)計算公式:

式中:xij、Xij分別為標(biāo)準化前、標(biāo)準化后的值;xjmax、xjmin分別為第j項指標(biāo)的最大值、最小值;m、n為系統(tǒng)包含的指標(biāo)數(shù)。

2.2.2 評價指標(biāo)權(quán)重的確定 目前確定指標(biāo)權(quán)重的方法有很多，例如 Delphi法、層次分析法(the analytic hierarchy process，簡稱AHP法)、熵值法等，本研究為了消除人為因素的影響，使權(quán)重的確定更具有客觀性與科學(xué)性，因此采用熵值法確定評價指標(biāo)的權(quán)重，其具體步驟如下:

(1)計算i地第j項指標(biāo)值的比值:

(2)負向指標(biāo)計算公式:

(2)計算指標(biāo)的信息熵:

式中:k ＞0，k=1/ln(n);ej≥0。

(3)計算第j項指標(biāo)的差異性系數(shù):

式中:dj為差異性系數(shù)。

(4)計算權(quán)重:

表1 耕地生態(tài)安全評價指標(biāo)

2.2.3 耕地生態(tài)安全指數(shù)的計算 本研究采用更為直接的綜合指數(shù)法對四川省以及21個市(州)耕地生態(tài)進行評價。其公式為

式中:F為耕地生態(tài)安全綜合指數(shù);wi為第i子系統(tǒng)的權(quán)重;Xij為標(biāo)準值。F越趨近于1，表示耕地生態(tài)越安全。

2.2.4 耕地生態(tài)安全等級動態(tài)模型 為了更好地分析耕地生態(tài)安全類型對區(qū)域生態(tài)安全的影響，本研究運用耕地生態(tài)安全動態(tài)等級模型來描述耕地生態(tài)安全等級的變化速度，從而提出可行性的措施［11］。公式如下:

式中:V為2個時間段內(nèi)耕地生態(tài)安全等級動態(tài);Ua、Ub分別為研究初期、末期某種耕地生態(tài)安全等級的數(shù)量;T為研究時間［12］。

2.2.5 耕地生態(tài)安全阻力值計算 為了有效改善耕地的環(huán)境質(zhì)量，提高其生態(tài)安全水平，有必要對單項和分類指標(biāo)的阻力進行診斷，找出阻礙因子，阻力值計算采用阻力診斷模型［13］，其公式為

式中:Zj為阻力值;pij=1－Xij;Xij為單項指標(biāo)的標(biāo)準化值;wij為單項指標(biāo)的標(biāo)準的權(quán)重;wj為評價指標(biāo)的總權(quán)重［14］。

3 耕地生態(tài)安全評價標(biāo)準的確定

不同的研究對象，其評價的結(jié)果通常以級別的方式體現(xiàn)。在計算出耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)(F)后，參照王燕輝等的研究成果［15］，結(jié)合四川省當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準對評價結(jié)果進行分級，最終將其分為5個等級:風(fēng)險級、敏感級、臨界安全級、一般安全級、比較安全級，具體分級情況見表2。

表2 耕地生態(tài)安全分級和系統(tǒng)標(biāo)準

4 四川省耕地生態(tài)安全時空演變特征分析

4.1 耕地生態(tài)安全時間序列分析

在構(gòu)建基于PSR模型耕地生態(tài)評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，經(jīng)過最大離差法對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化處理，消除不同量綱的影響后，運用綜合指數(shù)法計算得到四川省2004年、2009年、2014年的耕地生態(tài)安全綜合值與各子系統(tǒng)的生態(tài)安全指數(shù)值。

4.1.1 各子系統(tǒng)分析

4.1.1.1 耕地壓力系統(tǒng) 由圖2可知，研究期間，壓力指數(shù)先增后減，呈現(xiàn)波動下降的趨勢。2004—2009年壓力指數(shù)由0.492上升到0.627;2009—2014年壓力指數(shù)由0.627下降到0.332。表明四川省耕地所面臨的壓力在先減小后加增大，自2009年以來，隨著四川省人口的增加、單位耕地化肥負荷的加大，特別是污水的大量排放，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度的污染和破壞，耕地壓力隨即上升。

4.1.1.2 耕地狀態(tài)系統(tǒng) 由圖2可知，狀態(tài)指數(shù)呈“V”字形的變化趨勢，由2004年的0.586下降到2009年的0.279再上升到2014年的0.493。2004—2009年為下降時期，該時期四川省自然災(zāi)害頻發(fā)，特別是2008年汶川大地震對四川省的自然、社會經(jīng)濟環(huán)境造成了巨大的破壞，使得部分地區(qū)耕地生態(tài)系統(tǒng)短時間內(nèi)難以恢復(fù)，糧食單產(chǎn)下降。同時由于這一時期四川省大力發(fā)展經(jīng)濟，忽視了對環(huán)境的保護，導(dǎo)致污水未經(jīng)處理而大量排放，污水處理率下降到最低點，僅為67.47%。在2009年之后，耕地狀態(tài)開始有所好轉(zhuǎn)，該時期政府加強對農(nóng)村的投資，農(nóng)田基本設(shè)施逐步完善，以及企業(yè)重視環(huán)境的保護，使得狀態(tài)指數(shù)逐年提升。

4.1.1.3 耕地響應(yīng)系統(tǒng) 由圖2可知，響應(yīng)指數(shù)呈持續(xù)上漲的趨勢，2 個時間段分別上漲 0.101、0.584，因此 2004—2009年為上升期，2009—2014年為快速上升期。這與該時期四川省大力發(fā)展國民經(jīng)濟、增加農(nóng)業(yè)的投入、加強農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)、注重發(fā)展教育培養(yǎng)高科技人才、完善社會保障制度、積極治理被污染的耕地、推行土地的集約利用政策等密不可分，全面帶動了四川省耕地生態(tài)安全響應(yīng)機制的發(fā)展。在多種響應(yīng)措施下，四川省人均GDP由7 771.57元上升到32 937.48元，農(nóng)村居民人均純收入約增長6 223元，人民生活水平逐年提高。

4.1.2 耕地生態(tài)安全綜合評價 由圖2可知，耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)呈“V”字形的變化趨勢，安全等級經(jīng)歷了一般安全級－臨界安全級－比較安全級的過程，呈現(xiàn)出好轉(zhuǎn)的趨勢。綜合指數(shù)由2004年的0.43下降到2009年的0.40再上升到2014年的0.57，出現(xiàn)波動的原因在于2004年以來，伴隨著城市化進程加快、城市人口增加、一些因人類不良活動(如化肥的大量使用、污水的大量排放、農(nóng)藥的大量)等所帶來的環(huán)境問題，加之2008年汶川地震和一些自然災(zāi)害對生態(tài)與社會系統(tǒng)的破壞，導(dǎo)致了耕地生態(tài)系統(tǒng)的嚴重受損。在此以后，政府加大對農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、教育的投入，同時將經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)，一定程度上促進了生態(tài)環(huán)境的好轉(zhuǎn)。四川省耕地生態(tài)安全水平提升速度緩慢，2004—2014年期間共增長了0.14，剛好達到比較安全的等級，但仍有較大的提升空間，這就須要繼續(xù)加大對耕地生態(tài)的保護力度。

4.1.3 變化速度特征 由表3可知，高水平安全等級數(shù)量以相對較高的變化速度在增加，中水平安全等級的數(shù)量以相對較高的速度在減少，低水平安全等級數(shù)量基本保持不變，四川省耕地生態(tài)總體水平在逐年提高。2004—2009年，四川省耕地生態(tài)安全等級動態(tài)中，敏感級以20%的年速度快速增長，一般安全級以12%的年增長速度緊隨其后，比較安全級則以13.3%的年速度減少;2009—2014年，比較安全級則以40%的年速度增長，臨界安全級以20%的速度在減少。

表3 2004—2014年四川省耕地生態(tài)安全等級動態(tài)變化率

4.2 四川省耕地生態(tài)安全的空間演變特征

4.2.1 空間類型的演變 在2004—2014年間選取2004年、2009年、2014年作為關(guān)鍵的時間點來研究耕地生態(tài)安全的空間演變特征。由表4可知，全省耕地生態(tài)安全總體水平在逐年提升。2004年、2009年臨界安全級的地區(qū)數(shù)量占比較大，均在50%左右;比較安全級和臨界安全級的地區(qū)數(shù)量在遞減;一般安全級、敏感級的地區(qū)數(shù)量在遞增;沒有出現(xiàn)風(fēng)險級地區(qū)。2009—2014年，比較安全級和一般安全級的地區(qū)數(shù)量在增加，其中一般安全級增幅較大，增加到52.4%;臨界安全級的地區(qū)數(shù)量則減少了5個;敏感級、風(fēng)險級的地區(qū)數(shù)量則沒有變化。

表4 2004—2014年四川省耕地生態(tài)安全等級空間類型的演變

4.2.2 空間格局的演變 運用 ArcGIS 10.2中的空間分析工具，對四川省2004年、2009年、2014年這3年的地區(qū)耕地生態(tài)安全等級進行分析，得到其空間分布圖。由圖3可知，研究期間，四川省耕地生態(tài)安全水平空間分布格局差異明顯，敏感級主要分布在四川省西部的阿壩藏族羌族自治州和甘孜藏族自治州，一般安全級和比較安全級多分布在四川盆地的中部平原與東部的低山丘陵地帶，臨界安全級呈環(huán)狀分布于四川盆地的邊緣地區(qū)。耕地生態(tài)安全水平自盆地中部向周邊地區(qū)遞減。2004年，四川省耕地生態(tài)評價水平空間分布格局大致呈環(huán)狀，自內(nèi)向外依次為比較安全級、一般安全級、臨界安全級，敏感級分布在川西高原。2009年，敏感級向東部延伸，四川省東北部地區(qū)出現(xiàn)了一般安全級，比較安全級范圍在縮小，總體變化不大。2014年，環(huán)狀分布的格局被打破，耕地生態(tài)安全水平呈片狀分布，西部和西北部依然是敏感級分布區(qū)，中部平原為比較安全級，臨界安全級分布在四川省南部和四川省東北部，一般安全級則向東突圍，占據(jù)了大片低山丘陵地區(qū)，面積大增。表明近年來，四川省耕地保護措施與環(huán)境治理措施有一定成效，耕地生態(tài)水平得到進一步提升。

4.2.3 空間自相關(guān)分析 運用Geoda 10.0軟件的全局空間自相關(guān)功能求出四川省耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)的Moran's I指數(shù)，從而判斷其空間集聚程度。2004年、2009年、2014年生態(tài)安全綜合指數(shù)的 Moran's I值分別為 0.118 560、0.071 655、0.128 075。說明2014年空間集聚格局分布最為明顯，2004年相對明顯，2009年最不明顯。通過Moran散點圖能夠清楚地定性各區(qū)域與周邊區(qū)域某地理現(xiàn)象或某一屬性值的相互關(guān)系。Moran散點圖4個象限中的屬性值分別代表不同的關(guān)聯(lián)性，HH為高－高空間關(guān)聯(lián)區(qū)，LH為低－高空間關(guān)聯(lián)區(qū)，LL為低－低空間關(guān)聯(lián)區(qū)，HL為高－低空間關(guān)聯(lián)區(qū)。其中，落入HH、LL象限的屬性值存在較強的空間正相關(guān)，具有均質(zhì)性;落入LH、HL象限的屬性值則存在較強的空間負相關(guān)，具有異質(zhì)性。由圖4可知，2004年耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)位于HH、LL象限的地區(qū)數(shù)量達樣本總數(shù)的66.6%，位于LH、HL象限的占33.4%，存在較強正相關(guān)的地區(qū)主要分布在成都市、綿陽市、樂山市、眉山市、資陽市以及四川省東北部和東南部的部分市域。2009年耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)位于HH和LL、LH和HL的地區(qū)數(shù)量分別占52.4%、47.6%，存在較強正相關(guān)的地區(qū)主要分布在四川省中部的成都市、綿陽市、樂山市、德陽市以及四川省東北部的南充市、巴中市和四川省西部地區(qū)。2014年耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)位于HH和LL、LH和HL的地區(qū)數(shù)量分別占66.7%、33.3%，存在較強正相關(guān)的地區(qū)主要分布在四川省中部的成都市、綿陽市、德陽市，以及四川省東北部、東南部的部分市域。綜上所述，2004—2014年四川省耕地生態(tài)安全在省域內(nèi)具有較強的空間相關(guān)性，空間集聚格局明顯，存在較強正相關(guān)的地區(qū)主要分布在成都平原及平原偏東地區(qū)，存在較強負相關(guān)的地區(qū)主要分布在內(nèi)江市、遂寧市、阿壩藏族羌族自治州、涼山彝族自治州等地區(qū)。

5 四川省及其各地區(qū)耕地安全阻力分析

5.1 四川省耕地生態(tài)安全阻力分析

為提高耕地生態(tài)安全水平，有必要找出影響它的主要因素，本研究通過阻力診斷模型計算得到四川省耕地生態(tài)安全的阻力因子，再根據(jù)阻力值的大小選取排名前6的主要阻力因子作為分析對象。由表5可知，污水排放量、單位耕地化肥負荷、人均糧食占有量、耕地減少率、旱地占比、有效灌溉面積占比等是影響耕地生態(tài)安全的主要因子，占據(jù)主導(dǎo)作用。近年來，四川省人口增加、城市化進程加快，一方面大量耕地被占用，導(dǎo)致耕地面積逐年減少，糧食減產(chǎn)，人均糧食占有量減少，在糧食需求的巨大壓力下人們?yōu)樽非蟾氐母弋a(chǎn)出而大量使用化肥、農(nóng)藥，對耕地生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力;另一方面，工業(yè)廢水未經(jīng)完全處理而大量排放，導(dǎo)致耕地污染嚴重。這一系列的惡性循環(huán)成為重要的限制因素。農(nóng)村居民人均純收入、糧食單產(chǎn)、耕地產(chǎn)出率、農(nóng)村投資強度等是影響耕地生態(tài)安全的不穩(wěn)定因子，僅出現(xiàn)在2004年前后。該時期經(jīng)濟發(fā)展水平相對較低，政府投入不足，導(dǎo)致農(nóng)田水利設(shè)施落后，農(nóng)業(yè)發(fā)展緩慢，耕地產(chǎn)出與糧食單產(chǎn)下降，但隨著科技的進步、政府部門投入的加大，這些因素之后并沒有成為阻礙耕地生態(tài)安全的主要阻力因子。

表5 四川省耕地生態(tài)安全的阻力因子排序及阻力值

2個時期的主要阻力因子變化趨勢具有明顯的差異。2004—2009年，僅有有效灌溉面積比沒有變化，其余的因子各不相同;2009—2014年，污水排放量、人均糧食占有量、旱地占比、耕地減少率均無變化，僅少量因子出現(xiàn)變化。這說明，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，一些原本是主要阻力的因子逐步得到改善，但仍然有一些因子沒有得到解決，這些因子是制約目前生態(tài)安全水平提高的主要阻力，也是今后亟待解決的中心問題。因此，要改善耕地生態(tài)安全水平，須要從提高人均糧食占有量、改進農(nóng)業(yè)耕作的技術(shù)和方法、加大農(nóng)業(yè)水利設(shè)施建設(shè)、合理分配水田和旱地的占比、減少工業(yè)廢水的排放等方面進行實施。

5.2 不同地區(qū)阻力因素的差異

通過分析四川省耕地生態(tài)安全的阻力，得到影響各地區(qū)生態(tài)安全前6位的阻力因子(表6)。對各地區(qū)3年的阻力因子進行對比分析，不僅能夠得到每年主要的阻力因子，還能提取出各地區(qū)一直都存在的主要阻力因子，為進一步改善耕地生態(tài)環(huán)境政策的調(diào)整提供了重要依據(jù)。由表6可知，大部分地區(qū)主要阻力因子相同。自貢市、綿陽市、廣元市、遂寧市、內(nèi)江市、樂山市、眉山市、宜賓市、南充市、廣安市、達州市、資陽市、涼山彝族自治州、巴中市、甘孜藏族自治州、阿壩藏族羌族自治州等的耕地生態(tài)安全阻力因子主要有農(nóng)電集約度(C18)、單位耕地農(nóng)業(yè)機械動力(C19)、人均GDP(C20)等，表明這些市、州須要提高經(jīng)濟發(fā)展水平，增加人民的收入，同時須要大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機械。

極少數(shù)地區(qū)的主要阻力因子不同，例如成都市、瀘州市等。成都市的耕地生態(tài)安全阻力因子主要有單位耕地農(nóng)業(yè)機械動力(C19)、農(nóng)村投資強度(C22)、人均糧食占有量(C12)等，表明成都市須要加強農(nóng)業(yè)投入，改進農(nóng)業(yè)耕作的技術(shù)與方法從而提高糧食產(chǎn)量;瀘州市的耕地生態(tài)安全阻力因子主要有城市人口比例(C3)、人均GDP(C20)、單位耕地農(nóng)業(yè)機械總動力(C19)等，表明瀘州市須要在挖掘和利用耕地資源的基礎(chǔ)上提高農(nóng)業(yè)機械化水平。

不同時期的主要阻力因子變化不大。通過對比分析四川省21個地區(qū)2004—2009年、2009—2014年2個時期耕地生態(tài)主要的阻力因子，可以發(fā)現(xiàn)影響各地區(qū)的生態(tài)安全阻力因子具有穩(wěn)定性，即不同時間段各地區(qū)的主要阻力因子中存在諸多因子是沒有變化的。這表明各地區(qū)在耕地生態(tài)的治理中，主要問題沒有得到很好地解決，這是制約耕地生態(tài)水平的關(guān)鍵。因此，只有因地制宜地解決好各地區(qū)的主要生態(tài)阻力因子，才能促進四川省整體耕地生態(tài)水平的提高。

6 結(jié)論與討論

基于PSR模型，綜合考慮自然、社會、人類活動因素，建立了以24個指標(biāo)為基礎(chǔ)的耕地生態(tài)安全評價體系。在時間尺度上，2004—2014年四川省耕地生態(tài)安全壓力指數(shù)先上升后降低，狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)先降低后上升，綜合指數(shù)呈現(xiàn)“V”字形趨勢，表明在壓力和狀態(tài)的影響下，四川省積極采取應(yīng)對措施，使得耕地生態(tài)安全有所好轉(zhuǎn)。在研究區(qū)域內(nèi)，高水平安全等級的地區(qū)數(shù)量以相對較高的變化速度在增加，中水平安全等級的地區(qū)數(shù)量以相對較高的速度在減少，低水平安全等級的地區(qū)數(shù)量基本保持不變，表明四川省耕地生態(tài)水平逐年提高。在空間尺度上，四川省耕地生態(tài)安全空間分布格局由環(huán)狀向片狀變化，其中一般安全級向川東地區(qū)延伸，且地區(qū)數(shù)量增長最多。耕地生態(tài)安全在省域內(nèi)具有較強的空間相關(guān)性，空間集聚格局明顯。阻礙四川省耕地生態(tài)安全狀況改善的阻力因子主要包括單位耕地面積化肥負荷、旱地占比、有效灌溉面積占比、污水排放量、人均糧食占有量、耕地減少率等。就地區(qū)而言，主要的阻力因子因地域差異而不同，但也存在著共性，大部分地區(qū)的共同阻力因子包括農(nóng)電集約度、單位耕地農(nóng)業(yè)機械動力、城市人口比例、人均GDP等。因此，政府部門不僅要從全局出發(fā)還要依據(jù)各地區(qū)的個體差異制定出相應(yīng)的解決措施，從而全面提升四川省的耕地生態(tài)安全水平。

表6 2004—2014年四川省耕地生態(tài)安全各地區(qū)排名前6的阻力因子

耕地生態(tài)安全問題是復(fù)雜的、系統(tǒng)的，科學(xué)全面地構(gòu)建指標(biāo)體系、選擇合理的方法是研究的基礎(chǔ)。由于數(shù)據(jù)的可獲得性、連續(xù)性以及研究方法自身的局限性等因素導(dǎo)致本研究并不完善。四川省作為我國重要的農(nóng)業(yè)大省、人口大省以及西部第一大省，在保障國家糧食安全方面具有重要的戰(zhàn)略地位，因此，研究四川省耕地生態(tài)安全問題是當(dāng)下和以后重要的使命。