新疆耕地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化分析

魏淇蘢 劉新平

摘要：本文以新疆耕地中的生態(tài)脆弱耕地為研究的具體對(duì)象，通過PSR模型的建立，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及自然入手，篩選出20個(gè)用來(lái)評(píng)價(jià)的指標(biāo)，構(gòu)建耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系，以我國(guó)新疆地區(qū)2009—2018年間耕地狀況當(dāng)作研究對(duì)象，定量分析。結(jié)果表明：以PSR模型為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)體系可以將耕地生態(tài)系統(tǒng)中各要素間的聯(lián)系進(jìn)行反映，可以用于評(píng)價(jià)固定區(qū)域的耕地生態(tài)安全。2009—2018年期間，整個(gè)新疆地區(qū)的耕地生態(tài)安全指數(shù)不斷上升，整體安全水平不斷提高，生態(tài)功能有了極大改變，耕地的生態(tài)安全由“臨界安全”轉(zhuǎn)變至“安全”。從數(shù)據(jù)和指標(biāo)中可知，在2009—2018年期間，影響耕地生態(tài)安全的主要因素有土地開墾率、單位耕地面積的農(nóng)膜使用率、單位耕地面積所承擔(dān)的化肥壓力、單位面積森林覆蓋比例。

關(guān)鍵詞：耕地;生態(tài)安全;動(dòng)態(tài)研究;新疆

中圖分類號(hào)：S-3???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200229002

引言

自然、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)有機(jī)結(jié)合成統(tǒng)一并且開放的耕地生態(tài)系統(tǒng)，新疆的土地環(huán)境惡劣，農(nóng)業(yè)的整體技術(shù)落后，耕地的生態(tài)安全受到挑戰(zhàn)。所以，專家學(xué)者要加大對(duì)耕地生態(tài)的分析，逐步加大對(duì)耕地的保護(hù)，保證耕地可持續(xù)使用，有極大的價(jià)值和重要的意義。

在耕地生態(tài)安全的研究領(lǐng)域中，國(guó)外的學(xué)者進(jìn)軍該領(lǐng)域的時(shí)間較早，在耕地研究中已經(jīng)有了豐富的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)耕地安全等級(jí)的評(píng)價(jià)，將耕地和可持續(xù)發(fā)展有機(jī)結(jié)合。Rasul等人[1]建立了專業(yè)的評(píng)價(jià)體系，該體系是以生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)狀況為基礎(chǔ)，該評(píng)價(jià)體系已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際運(yùn)用階段，如對(duì)孟加拉國(guó)的耕地評(píng)價(jià)。Beesley等人[2]表明，在保護(hù)某地區(qū)的農(nóng)業(yè)用地中，普通農(nóng)戶逐漸加大了對(duì)耕地價(jià)值和耕地安全的關(guān)注。David L Tulloch等學(xué)者[3]以新澤西州Hunterdon縣為例，選擇多項(xiàng)指標(biāo)，在耕地的保護(hù)中，制定相應(yīng)的政策，對(duì)土地的安全值進(jìn)行評(píng)價(jià)。而國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究大多集中在對(duì)耕地生態(tài)安全的定義以及內(nèi)涵界定[4，5]，在耕地的生態(tài)評(píng)價(jià)中選擇有關(guān)的指數(shù)和與數(shù)據(jù)適應(yīng)的評(píng)價(jià)體系[6，7]，深度剖析特定地區(qū)耕地生態(tài)安全的影響因素等方面[8-11]。

本文根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況及數(shù)據(jù)的可獲取性，建立耕地生態(tài)安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理和綜合值的計(jì)算;選取新疆2009—2018年的耕地資源為研究對(duì)象，對(duì)新疆耕地資源生態(tài)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，運(yùn)用PSR模型，分析得出影響耕地生態(tài)安全的重要影響因素，并且用合理的方法對(duì)新疆地區(qū)耕地今后的發(fā)展情況做出預(yù)測(cè);以新疆的生態(tài)變化為基礎(chǔ)，分析得到影響耕地安全的具體原因和影響深度，最終提出相應(yīng)的保護(hù)措施和對(duì)策。

1研究方法、數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

1.1研究區(qū)概況

新疆位于我國(guó)西北部，是中緯度地區(qū)，經(jīng)度跨度大，占地面積全國(guó)最大，與多個(gè)國(guó)家接壤。新疆氣候干旱，降水量不足，水源總量不超過1000億m3。新疆年均氣溫低，北疆年均氣溫只有9℃;南疆的年均溫度只有13.6℃。東疆為13.7℃。全新疆可用的農(nóng)業(yè)用地有6308.48hm2，其中耕地面積只有412.46hm2，耕地的整體質(zhì)量不高。新疆的生態(tài)系統(tǒng)比較脆弱，在糧食生產(chǎn)中有許多難題需要解決。

在糧食生產(chǎn)中，耕地的質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定非常重要。所以，要加大對(duì)新疆耕地生態(tài)的關(guān)注和研究，為今后新疆耕地的科學(xué)使用提供相應(yīng)的理論依據(jù)和科學(xué)引導(dǎo)。

1.2研究方法

1.2.1PSR模型

以PSR為基礎(chǔ)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。對(duì)PSR模型的闡述如下：人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展會(huì)為耕地生態(tài)施加壓力（P）;人類沒有節(jié)制的開發(fā)土地，在社會(huì)活動(dòng)中會(huì)向耕地?zé)o節(jié)制地排放有害物體和污染物，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，限制耕地功能的發(fā)揮（s）;外界施加一定壓力時(shí)，以往的生態(tài)系統(tǒng)不斷改變，做出符合外界壓力的調(diào)整，將調(diào)整的結(jié)果向社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)反饋，生態(tài)系統(tǒng)有了反饋后，人類以反饋的情況為基礎(chǔ)，做出（R）方面的調(diào)整，愛護(hù)環(huán)境，循序漸進(jìn)地改變耕地系統(tǒng)的生存狀態(tài)，保證該系統(tǒng)能保持原有的結(jié)構(gòu)和功能，在今后使用土地時(shí)，將可持續(xù)利用觀念融入到耕地使用的活動(dòng)中。

1.2.2權(quán)重賦值

在耕地評(píng)價(jià)中，要把基本的評(píng)價(jià)體系作為評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，在評(píng)價(jià)中貫徹科學(xué)性、系統(tǒng)性以及可比性原則，廣泛收集信息，進(jìn)行系統(tǒng)的分析，然后結(jié)合新疆現(xiàn)在的耕地使用現(xiàn)狀，在評(píng)價(jià)中使用特爾菲法則，一共選擇16項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，最終搭建了新疆地區(qū)有關(guān)耕地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)體系和權(quán)重（表1）。

1.2.3多因素綜合評(píng)價(jià)法

1.2.3.1第一步：運(yùn)用指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

運(yùn)用min-max標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行線性變換。公式如下：

新數(shù)據(jù)=（原數(shù)據(jù)-最小值）/（最大值-最小值）（1）

1.2.3.2第二步：多因素綜合評(píng)價(jià)

運(yùn)用多因素綜合評(píng)價(jià)法確定耕地生態(tài)安全值，公式如下：

Ε=∑ij=1Wj×Xij（2）

式中，E為生態(tài)安全值，Wj為指標(biāo)j的權(quán)重，Xij為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值。

目前關(guān)于生態(tài)安全等級(jí)的劃分沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，參考相關(guān)研究，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，本文將耕地生態(tài)安全劃分為5個(gè)等級(jí)（表2）。

1.3數(shù)據(jù)來(lái)源

文中使用的新疆地區(qū)2009—2018年間土地使用狀況（耕地面積在內(nèi)），來(lái)自于2009—2018年全國(guó)性第二次土地調(diào)查和土地使用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，人口數(shù)量、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、整體使用面積和實(shí)際產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等數(shù)據(jù)來(lái)自《2009—2018新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《2009—2018新疆發(fā)展年鑒》。其它數(shù)據(jù)包括氣候、水文狀況以及地理地貌都來(lái)源于2018年統(tǒng)計(jì)的《新疆國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展公報(bào)》和《新疆耕地質(zhì)量等別監(jiān)測(cè)項(xiàng)目》。

2結(jié)果與分析

2.1耕地資源利用現(xiàn)狀

根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可知，新疆地區(qū)耕地資源分布不均，北疆的耕地占有量超過整個(gè)新疆耕地量的50%，北疆的耕地主要集中在水資源比較豐富的地區(qū)。2018年新疆全省人口有2264.3萬(wàn)人，新疆地域?qū)拸V，全國(guó)陸地面積僅為新疆面積的6倍，新疆全省的GDP只有8360.24億元，僅為全國(guó)產(chǎn)值的1.47%。全疆的耕地面積為526.97萬(wàn)hm2，根據(jù)調(diào)查可知，新疆的耕地平均每公頃消耗的化肥是401.095kg，每公頃耕地平均使用的機(jī)械動(dòng)力是427.474kw，平均每人的水源可用量是5443m3。

2.2新疆的耕地生態(tài)安全狀況分析

把各種因素的標(biāo)準(zhǔn)值和權(quán)重，用特定的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)（式1）以及加權(quán)求和，計(jì)算得到新疆2009—2018年耕地生態(tài)安全值（表3），并按照表3的生態(tài)安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)安全等級(jí)。

從上圖可以看出，新疆2009—2018年的耕地生態(tài)安全狀態(tài)呈良性發(fā)展的趨勢(shì)，耕地生態(tài)安全值從0.5541提高到0.6677，新疆耕地的生態(tài)安全值還在不斷提升，生態(tài)等級(jí)有了一定提升，從2級(jí)上升到3級(jí)，這就意味著新疆的生態(tài)環(huán)境得到了改善，有了一定程度的提高。新疆2009—2018年的耕地生態(tài)環(huán)境變化由2個(gè)階段組成：在2009—2016年期間，新疆全省的耕地安全級(jí)別沒有發(fā)生改變，一直處于2級(jí)階段，但是可以看出有上升的空間;2017年和2018年2年，新疆的耕地等級(jí)有了質(zhì)的發(fā)展，從原來(lái)的2級(jí)上升為3級(jí)，全省的耕地安全系數(shù)快速提高，由之前的“臨界安全”轉(zhuǎn)變?yōu)椤鞍踩薄?/p>

3結(jié)論與討論

2009—2018年，新疆的耕地生態(tài)安全值不斷提高，呈良性發(fā)展的態(tài)勢(shì)。從0.5541（Ⅲ級(jí)）提高到0.6677（Ⅱ級(jí)）。其中，2009—2016年耕地生態(tài)安全值呈現(xiàn)平緩上升趨勢(shì)（Ⅲ級(jí)），2017—2018年耕地生態(tài)安全值迅速提升（Ⅱ級(jí)）。

2009—2018年，新疆地區(qū)的耕地生態(tài)安全值還在不斷提高，各項(xiàng)生態(tài)功能有了一定的提高和改善，耕地狀態(tài)由原有的“臨界安全”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的“安全”。耕地的生態(tài)壓力趨于平穩(wěn)，影響耕地生態(tài)安全的主要因素有土地開墾率、范圍耕地面積農(nóng)膜覆蓋率、單位耕地面積承受化肥壓力、單位面積森林覆蓋比例。

在對(duì)當(dāng)前的耕地生態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)，要參考耕地的生態(tài)價(jià)值以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在評(píng)價(jià)中要以特定地區(qū)的具體情況為基礎(chǔ)對(duì)耕地的生態(tài)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)。新疆在未來(lái)的發(fā)展中，要以“十三五”規(guī)劃為指導(dǎo)，踐行會(huì)議提出的有關(guān)保護(hù)耕地保護(hù)制度，努力堅(jiān)守中國(guó)1.2億hm2土地這根紅線，加大對(duì)耕地?cái)?shù)量、生態(tài)和質(zhì)量“三位一體”保護(hù)[12]。在耕地的使用中要禁止圍湖造田和毀林開荒，要逐步淘汰以往不合理的施肥方式，減小化肥對(duì)土地的破壞，在全國(guó)范圍推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)。

此次的研究以PSR模型為基礎(chǔ)，對(duì)新疆地區(qū)的耕地生態(tài)安全做出評(píng)價(jià)，然后總結(jié)出當(dāng)前的耕地生態(tài)安全值，以預(yù)期的研究目標(biāo)為最終目的。但是因?yàn)檠芯繒r(shí)間比較短，來(lái)不及對(duì)不同地區(qū)的耕地安全逐個(gè)進(jìn)行分析，在往后的研究中，會(huì)將研究的重點(diǎn)放在耕地狀態(tài)的時(shí)空變化中，讓研究得到的數(shù)據(jù)和結(jié)論更有現(xiàn)實(shí)意義，為新疆地區(qū)更合理、科學(xué)地利用土地提供相應(yīng)的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] RASUL G，THAPA G.Sustainability Analysis of Ecological and Conventional Agricultural Systems in Bangladesh [J].World Development， 2003， 31 （6） ：1721-1741.

[2] BEESLEY K B，RASMEYD.Agricultural Land Preservation [J].International Encyclopedia of Human Geography， 2009， 25 （6） ：65-69.

[3] David L Tulloch. Research on Safety Evaluation of Cultivated Land Resources in Liaoning Province Based on Catastrophe Progression Method[J].China Population·Resources and Environment， 2012（01）：153-157.

[4] 何斌，王全九，吳迪，等.基于主成分分析和層次分析法相結(jié)合的陜西省農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2017， 35 （1） ：219-227.

[5] 劉彥隨，楊子生.我國(guó)土地資源學(xué)研究新進(jìn)展及其展望 [J].自然資源學(xué)報(bào)， 2008， 23 （2） ：353-360.

[6] 文森，邱道持，楊慶媛，等.耕地資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究 [J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2007， 23 （8） ：466-470.

[7] 朱紅波，張安錄.我國(guó)耕地資源生態(tài)安全的時(shí)空差異分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境， 2007， 16 （6） ：754-758.

[8] 趙文暉，寧雅楠， 楊偉州，等.基于改進(jìn)生態(tài)足跡模型的保定市耕地生態(tài)安全時(shí)空變異分析[J].土壤通報(bào)， 2015， 46 （4） ：796-802.

[9] 鄭華偉，張銳，孟展，等.基于PSR模型與集對(duì)分析的耕地生態(tài)安全診斷[J].中國(guó)土地科學(xué)， 2015，29 （12） ：42-50.

[10] 張銳，劉友兆.我國(guó)耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)及障礙因子診斷[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境， 2013， 22 （7） ：945-951.

[11] 朱紅波.我國(guó)耕地資源生態(tài)安全的特征與影響因素分析 [J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究， 2008，29 （2） ：194-197.

[12] 楊曉紅.貴州省耕地資源現(xiàn)狀與可持續(xù)利用對(duì)策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（09）：129-132.