張彥軍
(山東財(cái)經(jīng)大學(xué) 公共管理學(xué)院,山東 濟(jì)南 250014)
耕地作為萬物之本,是人類賴以生存的根基和保障[1]。隨著當(dāng)前社會工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,對于糧食的需求增大的同時(shí),讓有限的耕地資源承受著越來越大的壓力[2]。為了協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的發(fā)展關(guān)系,緩和尖銳的人地矛盾,在此情形下,耕地安全已經(jīng)成為國內(nèi)外專家學(xué)者們熱議的話題。
當(dāng)前,耕地安全的研究主要集中在耕地安全內(nèi)涵[3-4],耕地安全時(shí)空格局的構(gòu)建[5-7],耕地安全項(xiàng)目的實(shí)施與績效評價(jià)[8-10]及耕地安全的未來展望[11-12]等方面,已經(jīng)取得豐富理論成果。耕地安全的內(nèi)涵是構(gòu)建耕地安全格局的理論支撐,耕地安全項(xiàng)目的實(shí)施是采取積極措施保障耕地安全的具體表現(xiàn),耕地安全的未來展望則與經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展遙相呼應(yīng)??稃惢ǖ葟母?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”的系統(tǒng)角度出發(fā),來分析評價(jià)耕地安全系統(tǒng)演化狀況[13];譚術(shù)魁等采用系統(tǒng)動力學(xué)的研究方法,從耕地面積、糧食產(chǎn)量等的變化趨勢來研究湖北省耕地安全的變化情況[14];Rosell等學(xué)者通過遙感和實(shí)地觀察等研究方法分析了埃塞俄比亞典型地區(qū)的耕地安全變化情況[15];范勝龍等通過障礙度模型確定影響福建省耕地安全的障礙因子[16]。但是國內(nèi)對于耕地安全研究仍然處于探索階段,且大多數(shù)研究都是從自然基礎(chǔ)和人文社會的角度來分析,鮮有從耕地安全自身角度進(jìn)行研究。
鑒于此,本文在借鑒國內(nèi)外豐富的理論成果基礎(chǔ)上,以山東省為研究對象,從系統(tǒng)性和整體性的角度出發(fā),選用DPSIR 模型構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系以及改進(jìn)的TOPSIS 模型,評價(jià)山東省2000—2020 年耕地安全狀況,結(jié)合障礙度模型對山東省耕地安全現(xiàn)狀進(jìn)行障礙因子診斷,旨在為耕地安全的可持續(xù)發(fā)展提供參考。
耕地安全是指在一定的時(shí)空范圍內(nèi),耕地系統(tǒng)能夠保持自身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)并穩(wěn)定產(chǎn)出可以滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的糧食作物。DPSIR 概念模型主要反映人類社會經(jīng)濟(jì)活動對生態(tài)的影響[17-18]。其中,驅(qū)動力子系統(tǒng)(D)指標(biāo)即推動耕地安全變化的指標(biāo),是最原始關(guān)鍵的指標(biāo),如農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力、地均GDP、人均GDP 等;壓力子系統(tǒng)(P)指標(biāo)是生產(chǎn)及生活活動對耕地安全造成的影響,主要指人類直接作用于耕地資源環(huán)境系統(tǒng)使其產(chǎn)生變化的力,如建設(shè)用地增長率、化肥使用量、農(nóng)藥使用量等;狀態(tài)子系統(tǒng)(S)指標(biāo)是指耕地系統(tǒng)在驅(qū)動力和壓力共同作用下的表現(xiàn),主要是指耕地的本底質(zhì)量狀況,如有效灌溉面積、農(nóng)作物播種面積、農(nóng)村發(fā)電量等;影響子系統(tǒng)(I)指標(biāo)即是耕地系統(tǒng)的狀態(tài)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與發(fā)展的影響,如一產(chǎn)比例、人均糧食產(chǎn)量、地均糧食產(chǎn)量等;響應(yīng)子系統(tǒng)(R)指標(biāo)是人類針對耕地安全變化所采取的措施和對策,如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、除澇面積等,因此綜合已有研究成果[19-20],結(jié)合現(xiàn)有的耕地安全的內(nèi)涵,確定指標(biāo)體系(表1)。
表1 耕地安全評價(jià)指標(biāo)體系
計(jì)算第i項(xiàng)功能第j個(gè)指標(biāo)的樣本值比率[21]:
計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)的熵值ei:
計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重,即熵權(quán),公式如下:
式(2)(3)中:ei為評價(jià)指標(biāo)信息熵;n為研究年份數(shù),研究中取20;wi為評價(jià)指標(biāo)權(quán)重;m為指標(biāo)數(shù)量,研究中取25。
加權(quán)TOPSIS 核心內(nèi)容是計(jì)算加權(quán)的評價(jià)指標(biāo)與正負(fù)理想解之間的歐式距離,比較指標(biāo)層與理想解之間的貼近程度,并依據(jù)最終值分析耕地安全的時(shí)序變化[22-23],通過最終值排序和分級,對耕地安全的狀態(tài)進(jìn)行測度。步驟如下:
(1)構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化決策矩陣
式(4)中:Wi為權(quán)重,Zij為權(quán)重與相應(yīng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值所組成的矩陣的乘積。
(2)確定正理想解Z+和負(fù)理想解Z-
式(5)(6)中:Z+是各指標(biāo)的最優(yōu)狀態(tài),Z-是各指標(biāo)的最劣狀態(tài)。
(3)計(jì)算各目標(biāo)值與正理想解和負(fù)理想解的距離D+和D-
(4)計(jì)算各年份評價(jià)對象與理想解的貼近度
式(9)中:Cj為評價(jià)對象與理想解的貼近度即評價(jià)指數(shù)。Cj值越大,表明第j年耕地安全狀況越好。
為了更加直觀的了解研究區(qū)域耕地安全現(xiàn)狀,對耕地安全評價(jià)指數(shù)進(jìn)行等級劃分。參考相關(guān)文獻(xiàn)[24],將耕地安全等級劃分為5 個(gè)等級,分別為不安全、臨界安全、一般安全、較安全、安全(表2)。
表2 耕地安全評判標(biāo)準(zhǔn)
為有針對性地影響耕地安全的主要因素,引入為障礙度診斷模型[25],探尋不同時(shí)期影響山東省耕地安全的主要障礙因子。
式(10)(11)中:Oij為耕地安全的各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的偏離度,Xij為評價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值,F(xiàn)i j表示研究中評價(jià)指標(biāo)的貢獻(xiàn)程度,本次研究直接采用各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重表示,vij為評價(jià)指標(biāo)的障礙度指數(shù)。
在分析單項(xiàng)因子障礙度的基礎(chǔ)上,分析各準(zhǔn)則層對總目標(biāo)的障礙度,公式為:
式(12)中:Vij為總目標(biāo)障礙度。
1.研究區(qū)概況
山東省陸域總面積為15.58×104km2,海洋面積15.96×104km2,山東省地勢中間高、四周低,省內(nèi)土壤類型多樣,僅為全國人均水資源占有量的 1/6,水資源相對缺乏;人均森林蓄積0.91 m3,僅為全國平均水平的8%。2020 年山東省GDP 為7.1 萬億元,第一、二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為7.2∶39.8∶53.0,常住人口超過1.0 億人,城鎮(zhèn)化率達(dá)到61.51%。山東省耕地資源稟賦優(yōu)越,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求旺盛,區(qū)域特色優(yōu)勢明顯;同時(shí)又面臨耕地資源空間分布不均、供需錯(cuò)配等威脅社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此,圍繞山東省耕地資源來分析與所處的自然環(huán)境開展系統(tǒng)研究具有典型性和迫切性,對調(diào)節(jié)區(qū)域人地關(guān)系和諧與可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
2.數(shù)據(jù)來源
經(jīng)濟(jì)和社會生活數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒(2000—2020)》《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒(2000—2020)》以及2000—2020 年山東省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào),土地利用數(shù)據(jù)來源于《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒(2000—2020)》。
通過熵權(quán)法對反映山東省耕地安全狀況2000—2020 年25 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行處理,得到各指標(biāo)權(quán)重結(jié)果如表3 所示。
表3 指標(biāo)權(quán)重
在上述指標(biāo)中,權(quán)重不小于0.04 的指標(biāo)有10 項(xiàng),且在各個(gè)準(zhǔn)則層均有分布。其中響應(yīng)層權(quán)重(0.144)明顯低于其他準(zhǔn)則層,說明山東省整體面臨的耕地安全形勢較為嚴(yán)峻。而影響層(0.243 1)的權(quán)重最大,說明在驅(qū)動力層和壓力層的雙重作用下,對耕地安全狀態(tài)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的影響,直接體現(xiàn)在影響層中,其中糧食產(chǎn)量(I4)指數(shù)獲得了最大權(quán)重,說明該項(xiàng)指標(biāo)是反映耕地安全狀態(tài)最敏感的指標(biāo)。上述結(jié)果一方面表明影響層指標(biāo)對耕地安全的評價(jià)有著重要意義,另一方面表明響應(yīng)層指標(biāo)的權(quán)重較低,反映出山東省在過去20 年的時(shí)間里,盡管已經(jīng)采取各種措施來保障耕地安全,但實(shí)施效果可能還未達(dá)到預(yù)期水平。
對山東省2000—2020 年的25 個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,并進(jìn)一步整理來分析山東省耕地安全現(xiàn)狀。山東省耕地安全評價(jià)指數(shù)在20 年間雖然總體是上升趨勢,但耕地安全評價(jià)指數(shù)一直低于0.6,現(xiàn)將其評價(jià)指數(shù)分階段進(jìn)行分析(圖1)。
圖1 耕地安全綜合評價(jià)結(jié)果
第一階段是2000—2005 年耕地安全評價(jià)指數(shù)雖有略微上升但總體在較低的水平,評價(jià)指數(shù)介于0.36~0.39 之間,處于臨界安全狀態(tài);2006—2010 年耕地安全評價(jià)指數(shù)總體上呈下降趨勢,評價(jià)指數(shù)介于0.39~0.52 之間,由一般安全變化為臨界安全狀態(tài);2011—2015 年耕地安全評價(jià)指數(shù)總體上呈現(xiàn)上升趨勢,評價(jià)指數(shù)介于0.42~0.48之間,年均增長0.01 左右,處于一般安全狀態(tài);2016—2020 年耕地安全評價(jià)指數(shù)總體上也呈現(xiàn)上升趨勢,評價(jià)指數(shù)介于0.5~0.56 之間,也處于一般安全狀態(tài)。
1.驅(qū)動力層評價(jià)指數(shù)穩(wěn)定增長狀態(tài)
山東省驅(qū)動力評價(jià)指數(shù)從2000 年的0.21 上升至2010 年的0.46,至2020 年的0.81(圖2),其中有2006—2008 年的三年平緩期以及后續(xù)有短暫的下降后,其他時(shí)間段皆呈現(xiàn)上升趨勢。驅(qū)動力上升的主要原因是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,更加看重規(guī)模效益使得農(nóng)產(chǎn)品更加產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;?,使糧食產(chǎn)量逐年上升。
圖2 準(zhǔn)則層評價(jià)結(jié)果
2.壓力層評價(jià)指數(shù)處于一直下降的狀態(tài)
2000—2010 年評價(jià)指數(shù)雖然有上下波動,但是總體上處于下降狀態(tài),評價(jià)指數(shù)由較安全下降為一般安全;2011—2020 年雖然下降幅度較小,但是其評價(jià)指數(shù)由一般安全下降為臨界安全。最初壓力指數(shù)高主要是因?yàn)檗r(nóng)藥、地膜過度使用對耕地安全所造成威脅,但是隨著減少對于耕地農(nóng)藥、化肥等的投入,壓力指數(shù)逐年下降。
3.狀態(tài)層評價(jià)指數(shù)變化較為曲折,總體上呈現(xiàn)出先上升而后緩慢下降
2000—2010 年評價(jià)指數(shù)增長后突然下降,由臨界安全狀態(tài)增長至一般安全后又落入臨界安全狀態(tài),而此后一直處于一般安全狀態(tài);2011—2020年評價(jià)指數(shù)一直上下波動,但其評價(jià)指數(shù)一直處于一般安全狀態(tài)。主要是因?yàn)槌鞘谢I(yè)化進(jìn)程中會建設(shè)占用耕地,但同時(shí)又會在其他地方將占用的耕地找補(bǔ)回來,所以耕地安全處于波動狀態(tài)。
4.影響層評價(jià)指數(shù)總體上處于增長狀態(tài)
2000—2010 年評價(jià)指數(shù)一直處于增長,并由不安全增長至一般安全狀態(tài);2011—2020 年評價(jià)指數(shù)平穩(wěn)波動后緩慢增長,年均增長0.15 左右,由一般安全增長至較安全狀態(tài)。在過去20 年間里隨著科技的進(jìn)步使得耕作效率的大幅提高,這些因素結(jié)合起來使得耕地安全評價(jià)指數(shù)持續(xù)上升。
5.響應(yīng)層評價(jià)指數(shù)變化也較為曲折,但總體上呈現(xiàn)出上升趨勢
2000—2010 年評價(jià)指數(shù)先平穩(wěn)波動后緩慢上升處于一般安全狀態(tài);2011—2020 年評價(jià)指數(shù)先下降后上升,處于一般安全狀態(tài)。響應(yīng)層評價(jià)指數(shù)上升的主要原因是政府出臺了耕地保護(hù)政策以及耕地保護(hù)措施的實(shí)施。如編制相關(guān)的規(guī)章制度來遏制了人們對于耕地資源環(huán)境的破壞。
1.準(zhǔn)則層障礙度
從障礙因子數(shù)值來看,壓力層、狀態(tài)層和影響層對于山東省耕地安全影響較大,而驅(qū)動力層和響應(yīng)層則影響較小。從變化情況來看,驅(qū)動力層和狀態(tài)層呈下降趨勢;壓力層呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢;影響層則與此相反呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢;最后響應(yīng)層則在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)出穩(wěn)定波動的狀態(tài)。壓力層為負(fù)向準(zhǔn)則層,且在壓力層方面這種負(fù)擔(dān)還在持續(xù)增長,近些年才稍有緩解;而狀態(tài)層和影響層為正向指標(biāo)層,采取措施增加狀態(tài)層和影響層的指標(biāo)數(shù)值可以提高耕地安全的預(yù)警閾值(圖3)。
圖3 準(zhǔn)則層障礙度
2.指標(biāo)層障礙度
運(yùn)用障礙度診斷模型計(jì)算出2000—2020 年阻礙山東省耕地安全發(fā)展的主要障礙因子以及其障礙度(表4)。指標(biāo)層障礙因子分為五個(gè)階段分析,2000 年為起始階段,2005—2020 年的障礙因子分別綜合過去幾年的障礙因素進(jìn)行分析。
表4 耕地安全主要障礙因子及障礙度
2000 年起始階段的主要障礙因子為人均農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益(I3)、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(S5)、人均GDP(D4)、農(nóng)村發(fā)電量(S4)和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力(D6)。由于2000 年中國剛剛達(dá)成總體小康水平,農(nóng)業(yè)稅還沒有取消,經(jīng)濟(jì)水平欠發(fā)達(dá)等因素的影響,I3、S5、D4等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)成為影響山東省耕地安全的主要障礙因素。
2005 年的主要障礙因子為人均農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益(I3)、農(nóng)用薄膜使用量(P4)、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(S5)、人均GDP(D4)、農(nóng)作物播種面積(S3)。經(jīng)過5 年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,相較于2000 年的障礙因素S4、D6障礙度消減,由于農(nóng)用薄膜的過量使用,P4成為僅次于I3的障礙因素。因此,I3、P4、S5成為影響該階段山東省耕地安全的主要障礙因素。
2010 年的主要障礙因子為農(nóng)用薄膜使用量(P4)、農(nóng)作物播種面積(S3)、第一產(chǎn)業(yè)比率(I1)、化肥使用量(P3)、人均GDP(D4)。2010 年相較于2005 年障礙因子發(fā)生了很大的變化,經(jīng)濟(jì)因素不再是制約耕地安全的主要障礙因子,相反由于農(nóng)藥、薄膜使用量過高,建設(shè)用地占用耕地等因素的影響,P4、S3、I1成為影響該階段山東省耕地安全的主要障礙因素。
2015 年的主要障礙因子為農(nóng)村發(fā)電量(S4)、第一產(chǎn)業(yè)比率(I1)、農(nóng)業(yè)從業(yè)人口比率(P1)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)(R1)、有效灌溉面積(S2)。2015 年與2010 年相比障礙因素發(fā)生變化的原因主要是經(jīng)濟(jì)得到進(jìn)一步的發(fā)展,農(nóng)村大量人口進(jìn)城,農(nóng)業(yè)在第一、二、三產(chǎn)業(yè)中的比率下降等,使得S4、I1、P1成為影響該階段山東省耕地安全的主要障礙因素。
2020 年的主要障礙因子為第一產(chǎn)業(yè)比率(I1)、農(nóng)業(yè)從業(yè)人口比率(P1)、地均糧食產(chǎn)量(I6)、農(nóng)村發(fā)電量(S4)、農(nóng)作物播種面積(S3)。2020 年與前些年相比農(nóng)業(yè)在第一、二、三產(chǎn)業(yè)中所占比率持續(xù)下降,農(nóng)業(yè)從業(yè)人口數(shù)的減少以及城鎮(zhèn)化率的不斷提高,使得I1、P1、I6成為影響該階段山東省耕地安全的主要障礙因素。
本文基于DPSIR 框架構(gòu)建耕地安全綜合評價(jià)指標(biāo)體系,分析了2000—2020 年山東省耕地安全的評價(jià)指數(shù)的動態(tài)變化,并結(jié)合障礙度模型識別出影響山東省耕地安全的主要障礙因子。現(xiàn)得出以下結(jié)論。
1.耕地安全評價(jià)指數(shù)方面
山東省耕地安全評價(jià)指數(shù)在過去20 年間雖然總體上呈現(xiàn)出上升的趨勢,但是綜合評價(jià)指數(shù)一直低于0.6,即處于有一般安全轉(zhuǎn)化為較安全的關(guān)鍵狀態(tài);綜合評價(jià)指數(shù)曲線呈現(xiàn)出“M”形走勢,2000—2008 年處于緩慢上升時(shí)期,在經(jīng)過2009—2010 年略微下降期后又在此后的時(shí)間內(nèi)處于上升階段,并且在2020 年達(dá)到最高值,說明各項(xiàng)保護(hù)耕地的政策實(shí)施對山東省耕地安全的正向促進(jìn)作用有著顯著積極影響。
2.耕地安全維度方面
從耕地安全分維度來看,驅(qū)動力和影響層總體上處于上升狀態(tài),說明人們對于耕地保護(hù)采取更加積極的措施,影響也更加積極,耕地安全的狀態(tài)也越來越好;壓力層總體上處于下降狀態(tài),說明人們逐漸意識到耕地保護(hù)的重要性;而狀態(tài)層和響應(yīng)層的不穩(wěn)定波動則反映出人們活動的不穩(wěn)定性和非持續(xù)性。
3.障礙因子方面
從障礙因子來看,準(zhǔn)則層方面的壓力層、狀態(tài)層和影響層是影響山東省耕地安全的主要障礙因素,其余兩個(gè)方面對于山東省耕地安全的影響較??;指標(biāo)層方面的障礙因素則處于不斷變化之中,由2000 年的人均農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、人均GDP 等障礙因素向2020 年的第一產(chǎn)業(yè)比率、農(nóng)業(yè)從業(yè)人口比率、地均糧食產(chǎn)量等轉(zhuǎn)變。說明隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,影響山東省耕地安全的障礙因素也會隨之變化。
綜上所述,針對山東省耕地安全現(xiàn)狀情況,首先要樹立全民科學(xué)的耕地安全觀,摒棄以往用經(jīng)濟(jì)效益衡量耕地價(jià)值的錯(cuò)誤觀念,從思想層面扭轉(zhuǎn)大眾認(rèn)知,阻止耕地“非糧化”“非農(nóng)化”,使有限的耕地資源優(yōu)先用于糧食生產(chǎn)。其次推進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展,引導(dǎo)農(nóng)戶降低對化肥、農(nóng)藥等化學(xué)品的過量使用,根據(jù)耕地的實(shí)際情況合理施用肥料,大力發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè),切實(shí)緩解耕地壓力。最后建立耕地保護(hù)技術(shù)支撐平臺,在大數(shù)據(jù)時(shí)代,先進(jìn)的科技成為推動耕地保護(hù)的主要?jiǎng)恿?,要及時(shí)地把有價(jià)值的耕地安全成果付諸實(shí)踐,提高科技對于耕地保護(hù)的貢獻(xiàn)率,與時(shí)俱進(jìn)的落實(shí)耕地保護(hù)的各項(xiàng)措施。
研究在山東省過去20 年的耕地安全相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以DPSIR 概念模型為基本形態(tài),結(jié)合TOPSIS 模型與障礙度模型來探討山東省耕地安全的動態(tài)作用機(jī)理與系統(tǒng)優(yōu)化路徑。本文的數(shù)據(jù)主要來自統(tǒng)計(jì)年鑒與社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào),下一步應(yīng)該下沉到廣大鄉(xiāng)村,與村民進(jìn)行面對面的實(shí)地訪談,獲取最真實(shí)的一手研究數(shù)據(jù),提升耕地安全研究的完整性與真實(shí)性,使研究更具有實(shí)用價(jià)值。
云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué))2022年4期