土地要素部門間流動對農業環境的影響*

譚淑豪 汪 浩

(1.中國人民大學農業與農村發展學院，北京 100872;2.南京農業大學公共管理學院，江蘇 南京 210095)

農業環境是人類社會和經濟可持續發展的基礎。然而，改革開放以來，隨著經濟的高速增長，我國農村的環境急劇惡化，水、土資源被嚴重污染、土壤流失、草地退化以及生物多樣性嚴重喪失。如根據2005年水利部農水司的一項調查，中國農村飲用水不安全人口為3.23億左右，其中9084萬人受到水污染的影響［1］。農業環境自改革開放以來嚴重惡化的原因之一在于土地要素在農業與非農部門之間不合理的流動。有關研究［2－4］表明，1986－2005年間，全國轉為建設用地的耕地達379萬hm2，年均轉用約19萬hm2;1996－2006年間，耕地面積從1.30億hm2銳減為1.22億hm2，平均每年凈減少6.8%。而在嚴格的“占補平衡”政策下，2006至2009年間全國共補充耕地約107萬多hm2，同期建設占用耕地83萬多hm2，耕地數量在農業和非農部門之間的流動發生了逆轉。然而，據2009年12月24日國土資源部召開的中國耕地質量等級調查與評定成果新聞發布會，全國10至15等地(全國耕地共分成15等，1等地最好，15等地最差。)占全國耕地質量等級調查與評定總面積的57%以上，生產能力大于15000 kg/hm2的耕地僅占6.09%。因此，任何政策的縫隙和松動都很可能會造成優質耕地的流失。

土地從農業流出多發生在東中部和華北地區，特別是在這些地區的城市郊區。根據筆者對我國東南沿海一個丘陵縣的調查(簡稱 A 縣)［5］，1991 －1996 年間，該縣耕地凈減少389 hm2。而該縣規劃，縣城周圍的近1000 hm2高產耕地將在近期內轉變成建設用地。盡管A縣耕地非農化在這些地區不算是最為嚴重的，但表現出來的趨勢和特點卻具有代表性:一是耕地從農業部門流出的速度呈不斷加快趨勢;二是流出的耕地多為城郊的優質高產水田，地勢平坦，基礎設施齊全，面積較為連片，適合農機耕作;三是流出的去向多以城鎮規劃和“投資區”建設為主。如該縣1991－1996年三項建設占用的耕地中，國家建設占用87.09%，農村集體建設和農民建房分別占4.30%和8.61%。耕地從農業部門快速流出主要由以下原因造成:首先，城市規劃不合理，市區盲目擴展;其次，由于改造舊城阻力大、成本高，因而舊城區的土地得不到有效利用而轉而增加農地的壓力;最后，“投資區”用地失控，被征耕地拋荒嚴重也是加重土地從農業流向非農的重要原因。

土地要素在農業與非農部門之間這種過多過快、以及區域和區位不平衡的流動從三個方面影響農業環境:首先，農地向非農的流動造成了耕地數量的減少。在目前我國糧食自給率95%的約束下，勢必增加對農地的投入強度，這就可能使環境退化;其次，非農地向農地的轉化一方面會降低耕地的總體質量，同樣，為了滿足糧食自給率的要求，就必須增加外部投入，從而導致環境退化。目前，我國面源污染的一半來自于農業面源污染;此外，由于新增耕地多來源于生態服務價值較高的草地、濕地和林地等資源，這就造成了生態系統服務功能的整體下降;最后，農地要素的這種雙向流動使得我國糧食生產重心從生態條件較好的傳統糧食產區轉向水資源緊缺、生態環境脆弱的地區，這將對未來的環境帶來不確定的影響，可能埋下環境隱患。近來頻發于我國西部和東北地區的水土流失［6］可能與此不無關系。本文擬探討近幾十年來土地要素在農業與非農部門之間的流動對作為未來糧食生產基礎的農業環境的影響，從而為平衡經濟發展與環境可持續性的土地政策提供參考。

有關農地轉用對環境影響的研究不少［7－12］。不同于已有研究的是，本文用分省和地區的時間序列數據來分析土地要素在部門間流動對農業環境的影響。創新之處還在于:一是借用Costanza等［13］的方法來估算土地在部門之間的流動所引起的生態系統服務價值的變化，為土地要素流動對環境的影響提供了一個可供衡量的方式;二是從土地的農用流向非農以及從非農流向農業兩方面考慮土地要素的部門流動對農業環境的影響。

本文的結構如下:第二部分討論土地在農業和非農部門之間的流動對農業投入(主要是化肥)及其環境的影響;第三部分分析土地的雙向流動對生態系統服務功能的影響;第四部分綜合地探討了土地流動對于中國耕地空間分布和糧食生產布局的影響及其環境含義。最后總結了主要研究結果，并得出了平衡經濟發展和維持環境可持續性的幾點啟示。

1 土地流動對農業投入及環境的影響

我國耕地資源稟賦從總體上來說較差。土地總面積中耕地只占13.5%，約1.3億hm2，其中的42.3% 即5500萬hm2為灌溉地(占土地總面積的5.7%)。人均耕地面積不足0.1 hm2，低于世界平均水平的40%，說明我國耕地資源十分稀缺。然而，即使是在人多地少的情況下，土地也被當成是最為廉價的要素被大量而迅速的轉為非農用途以促進經濟的增長。

圖1顯示了1987年以來中國耕地面積的變化趨勢。可以看出，自1987年以來，耕地數量變化的總體趨勢一直處于下降狀態。其中1988－1995年間耕地面積下降幅度較小，年減少19萬hm2;但1995年后，耕地以下降幅度很大，每年下降的速度高達近100萬hm2，特別是1999－2003年間，下降的速度非常快，高達每年145萬hm2。但2006年之后，耕地數量略有增加。原因一是由于國家嚴格實施耕地的“占補平衡”政策，二是有可能統計口徑不同。

圖1 1988－2005年耕地面積變化趨勢Fig.1 Trend of cultivated land from 1988 to 2005

在耕地面積持續下降的同時，20世紀80到90年代的糧食產量卻穩步上升。1998年的產量約為1987年的1.26倍。1999－2003年間糧食產量下降了8000萬t。這一下降與同期耕地面積的快速下降相對應。自2004年起，由于國家出臺一系列惠農政策(如實行農業直補和取消農業稅等)，糧食產量有所回升，現在已接近上世紀90年代中后期的水平，2009 年已經達到1.0616 億 t［18］。

化肥對彌補耕地面積的減少和維持糧食的增產作用巨大。從1979－1996年，我國化肥投入強度平均每年增長16.7%。研究［19］表明，耕地面積每減少1% ，單位耕地化肥投入量將會增加21%。目前我國已經成為世界最大的化肥生產和消費國，其中氮肥占到了化肥總產量的80%，占世界氮肥總產量的1/3，施用量是美國的3倍，法國的1.5倍，德國的1.6 倍。

有關研究［19］比較了20世紀60年代以來中國和世界的人均耕地資源稟賦和氮肥的施用狀況。1961、1980和1998年三個時點的數據表明，從1961到1980，世界人均耕地減少了25%，中國減少了50%;同期氮肥消費量世界增長了4倍，中國增長了23倍;而從1980到1998，世界人均耕地的減少與氮肥消費量的增長同步，變幅均為23%;中國由于在將現有耕地非農化的同時，將草地、林地和濕地等開墾成耕地，彌補了部分耕地的減少，因而人均耕地面積沒有明顯減少，但氮肥消費量卻增加了45%。因此，從1961到1998年的不到40年的時間里，世界人均耕地資源減少了78%，中國減少了50%，而同一時期，世界氮肥消費量增加了5.6倍，中國增加了33倍!增速比世界水平高出近6倍。

這說明中國農業增長主要依靠的是高集約投入。跟世界其他國家或地區相比，我國農業具有外部投入高且不平衡的特征。根據作者的調查，目前我國每hm2耕地的化肥用量近330 kg，東南沿海6省化肥用量平均每hm2耕地達500 kg以上。這一水平是同時期亞洲平均水平的2倍多，世界平均水平的3倍多。對我國耕地單位播種面積化肥用量的比較［19－20］顯示，1980年全國2300個縣耕地單位播種面積平均化肥施用量為87 kg/hm2，其中用量最低的200個縣為12 kg/hm2，最高的200個縣為207 kg/hm2，17倍于最低縣，2.4倍于全國的平均水平;而2000年全國化肥平均用量為234 kg/hm2，其中用量最低縣為43 kg/hm2，最高縣為532 kg/hm2，分別為1980 年水平的 2.7、3.6和 2.5 倍。而2000年化肥施用量最高的200個縣施用量為最低縣的12倍，且依然為全國化肥平均施用量的2倍多。

改革開放以來的前20年間，化肥施用量的大幅度增加已經成為農業環境污染的重要來源。如根據有關研究［20］，中國北方兩個精細化農作區，年氮肥施用量為588 kg/hm2，化肥用量嚴重過剩，每hm2耕地將向環境釋放277 kg過剩的氮。

為了保障農業隨人口和經濟的同步增長，不斷加大土地利用集約度的后果之一是化肥和農藥的利用率降低。目前，我國氮肥平均利用率為30% －35%，高產地區甚至低于30%，磷肥為10% －20%，鉀肥為35% －50%，農藥的利用率也一般不足30%［20］。未被利用的化肥和農藥被淋溶到地表水里和揮發到空氣中，對大氣、水源和土壤造成極大污染。據統計，我國每年因不合理施肥造成的氮素流失達1000多萬t［19］。為了養活占世界20%的人口，我國用了世界上35%的化肥;后果之二是化肥給農業帶來的增產效應正在降低，而帶來的環境污染問題卻日益加劇。據報道［20］，目前農業面源污染對全國面源污染的貢獻高達約50%。

同時，耕地非農化所導致的水土流失十分嚴重。這主要是由于彌補耕地占用而開墾邊際土地所引起。經驗研究表明，1979－1996年間，耕地面積每減少1%，水土流失的面積增加約7%，主要發生在沙漠草原過渡帶以及山地丘陵陡坡等生態環境脆弱區［11］。特別是近幾個月以來，水土流失頻發于我國的中西部和東北地區，嚴重的泥石流等水土流失不僅給農業生產和國民經濟帶來巨大損失，甚至吞噬了無辜的生命。由于降低了土壤涵養水源的能力，且將大量化肥、農藥和生活垃圾等面源污染物輸送到環境中，水土流失被認為是我國最大的環境公害之一，對我國生態安全和飲水安全構成嚴重威脅［6］。

2 土地流動對生態系統服務功能的影響

由于不同的土地利用方式具有不同的生態系統服務功能，因此，土地要素的流動會引起整個生態系統服務價值的改變從而影響環境。生態系統服務功能是指生態系統產出的產品(如食物和原材料)和所提供的服務(如廢棄物的吸收、水土保持和氣候調節等)，即生態系統的直接或間接功能。根據Costanza等［13］的研究，生態系統服務價值中沒有或不能被市場定價的部分可用消費者的個人支付意愿來估算，以反映不同土地利用方式所產生的生態服務價值。

運用 Costanza等［13］提出的原則與方法，謝高地等［21］根據200位中國生態學家的調查研究，對中國不同類型生態系統的服務價值進行了評估(見表1)。這些數據表明，濕地和水域生態系統具有最高的生態服務價值。草地生態系統比農田生態系統的生態服務價值稍高一點，而森林生態系統的服務價值比農田生態系統的則高得多。

20世紀80年代末到90年代末，轉為耕地的土地資源95%以上來自于草地、林地和未利用土地，分別占非轉農土地總量的 55.7%，28.7%和10.8%［20］。用表1中不同生態系統的單位生態服務價值，可以估算由于土地從草地和林地等流向農地耕作利用，造成了每年相當于45.7億$的生態系統服務價值的損失①根據表1中所提供的每種類型土地所對應的生態系統服務價值與這一時期用地類型的變化計算所得。。其中，由林地轉換成農地造成的生態服務價值損失是最大的。

表1 中國不同類型生態系統的服務價值($/hm2.a)Tab.1 Ecosystem service values for different land use types in China($/hm2.a)

在此期間，土地從農業耕作轉向非農利用中，成為生態恢復地的比重(38%)稍稍高于轉化成建設用地的比重(32%)。占總農轉非土地18%的近120萬hm2的耕地遭到自然災害的破壞。此外，80多萬hm2的土地用于農業結構調整(用于園藝生產、水果種植和家畜養殖)。由于每hm2的生態恢復地比農地具有更高的生態系統服務價值，所以在這個時期內，土地農轉非利用產生了積極效應(據估算相當于3.5億$的價值)。

建設用地的生態服務價值被假定為零。如果將土地由非轉農和由農轉非所帶來的生態系統服務價值的損失和收益整合在一起，在1989－1999年間由于土地用途的轉化所造成生態系統服務價值的損失高達每年42.2億$。這些損失最主要的來自林地轉化成農地造成的損失(估算凈損失為29.4億$)。與此同時，農地轉化成建設用地(凈損失為16.4億$)也加重了生態系統服務價值的損失。

運用類似的方法，計算2000－2005年土地利用農轉非對生態系統服務價值的影響，此期間，很多重大的生態恢復工程，如退耕還林工程、退牧還草工程以及京津防風固沙工程得以實施。在這些工程中，為了防治沙塵暴中國西部和北部大面積的可耕地都實施了(目前依然在進行中)退耕還林、退耕還草。此期間生態恢復地在農地非農轉化中占據主要的地位(達到總面積的2/3)，轉化帶來了可觀的生態系統服務價值的正效應，據估計由于土地用途的轉化帶來的環境收益每年約合26.8億$。

據估算，在1989－2005整個期間生態系統服務價值損失達到每年約15.4億$。與此同時，農地轉化成建設用地所造成的生態服務價值高達每年33.6億$。表2顯示了1999－2005年間中國6大區域中農地轉化為建設用地①為增強不同時點數據資料的可比性，本文所指年內建設占用耕地數量不包括往年未變更上報的部分。造成的生態服務價值的變化量。從表中可見，中東和華北地區中由于農地轉化成建設用地所造成的生態服務價值的損失量遠遠大于其余4個區域，尤其在1999－2004年這兩個區域由于建設用地的擴張所造成的生態服務價值的損失是隨著時間逐年遞增的。相對而言，其余4個區域在1999－2005年表現出來的生態服務價值損失值較大，而在1989－1998年間的生態服務價值損失值較小。

3 土地流動對耕地空間分布和環境的影響

不同土地利用方式的生態系統服務價值至今依然是研究的熱點［9］。此外，轉化成農地的土地和現有農地農業氣候條件的不同對環境的影響也應受到關注。從總體來看，近一、二十年來土地要素在農業與非農部門之間的流動，使得我國耕地質量有全面下降趨勢，不僅同一區域內城郊地勢平坦、灌溉條件優良、土質肥沃、交通便利的優質耕地被流出農業，代之以條件遠不及這些優質耕地的土地，不同區域之間耕地的質量也表現出惡化的趨勢。

表2 耕地轉化成建設用地生態系統服務價值的改變(1999－2005)(106$/a)Tab.2 Changes of ecosystem service value based on cultivated land conversion into construction land from 1999－2005

表3 2000年耕地總體的自然條件Tab.3 Natural conditions of cultivated land in 2000

表3顯示了2000年時我國耕地總體的自然條件，表4顯示了1990－2000年間新增耕地的自然條件。比較兩表可以發現，雖然新增耕地地勢較平緩，坡度超過5°的占總量的11.5%，略低于現有耕地(坡度超過5°的水田占水田總面積的13.4%，旱地占19.1%)。但是這些新增耕地所在區域的降水量比現有耕地所在區域的降水量低很多。新增耕地中91.6%年降水量少于800 mm，而在現有耕地中這一比例占旱地的68.4%，僅占到水田的13.6%。這就意味著新增耕地多為邊際生產用地，同等情況下，新增耕地的生產力水平較現有平均水平可能要低得多。這個發現也驗證了Lin and Ho［23］的結論，即環境脆弱的邊緣地區低生產力的土地所帶來的收益幾乎不能彌補我國東南部肥沃農地轉非利用所造成的損失。此外，以往也有研究顯示，在環境脆弱地區過度開墾土地會造成自然環境破壞，帶來水土流失和荒漠化等諸多環境問題。如果考慮到1990年之前和2000年之后土地要素的雙向流動，則這種環境影響將更大更深遠。

表4 新增耕地的自然條件(1990－2000)Tab.4 Natural condition of increased cultivated land from 1990 to 2000

土地要素在部門間的流動，也使得我國的糧食生產重心逐漸發生了轉移。圖2顯示了中國糧食產量在北部和南部(包括中東部地區省份)①本文中，中國北部包括東北地區(遼寧、吉林、黑龍江)，華北地區(河北、河南、山東、山西、北京和天津)，西北地區(內蒙古、陜西、寧夏、甘肅、青海和新疆);中國南部包括東南地區(福建、廣東、廣西和海南)，西南地區(四川、重慶、貴州、云南和西藏)和中東地區(湖南、湖北、江西、江蘇、安徽、浙江和上海)。的空間地理分布。非常明顯，自20世紀80年代中期以來，中國糧食生產②文中的糧食包括小麥、玉米、水稻以及豆類和薯類。的重心逐漸由南向北轉移，并且總體上趨勢越來越大。南部的糧食產量占比在逐年下降，由20世紀80年代中期的大約53%下降到近年來的40%;而北部的糧食產量占比則在逐年增加，從20世紀80年代中期的47%增加到近年的60%以上，增長了13個百分點。80年代末出現了兩次反復，南北雙方交替領先，但自1990年以來，北方糧食產量占比持續超過南方，而且從趨勢上來看差距有增無減。南北方差距最小的年份是2000年，北方高出南方約6個百分點。差距最大的年份是2008年，北方高出南方近24個百分點!可以認為北方的糧食產出占了絕對優勢。

圖2 糧食生產空間分布變化Fig.2 Spatial change in grain production

這一變化表明，糧食生產已經從生產條件相對較好的傳統糧食產區向降水量少的北部地區轉移。這在某種程度上與表3中所示數據保持了一致性。由于北方地區降水條件相對較差，土地生產率相對要低，生態環境更為脆弱，因此，這種大尺度糧食生產重心的轉移將可能給環境帶來巨大的不確定性，成為環境隱患。

4 結論及啟示

環境可持續發展是可持續發展戰略的重要組成部分，隨著對可持續發展機制研究的深入，人們發現維持與保育生態系統服務功能是實現可持續發展的基礎。這就提出了一個問題:不久的將來中國能否成功地維持與保育生態系統服務功能，實現環境的可持續發展?在這方面，一個很重要的問題是土地要素在農業與非農部門之間的相互流動對農業環境的影響。本文通過運用省級和區域時間序列數據，對這一問題進行了深入探討。

研究表明，過去幾十年來，作為促進經濟增長的最快捷和最廉價的方式，具有多種功能的土地被當成只具有單一經濟功能的生產要素被迅速和大量地向非農部門轉移。而為了彌補耕地過快流向非農部門對糧食生產帶來的影響，農地利用的集約程度不斷加大，表現為化肥用量大增，肥效降低，而對于農業環境的負面影響日益加大，以至于農業面源污染占全國總面源污染的50%;同時，為了平衡耕地總量而開墾的邊際土地，加劇了水土流失，惡化了農業環境。

研究運用Costanza等的生態系統服務價值理論評估了土地要素在農業與非農部門之間的雙向流動對環境的影響。結果顯示，在20世紀80年代末到90年代末之間農地與非農用地的相互轉化造成生態系統服務價值損耗每年約達42.2億$。林地向農地的轉化是造成這一損失的重要原因。生態系統服務價值的損失主要是由中東部地區和華北地區建設用地的劇增造成的。本世紀初大規模生態系統修復項目的實施在較大程度上彌補了土地用途轉化造成的生態系統服務價值的損失。不過，研究揭示，從20世紀80年代起，我國糧食生產的重心已經逐漸從自然條件較為優越的南方轉移到降水量較低和生態環境脆弱的北方。可以預計，不久的將來，這一改變很可能會給環境帶來巨大的壓力。

從本研究我們可以得到以下啟示:①以往單純強調通過占補平衡保持耕地的數量平衡的土地政策導致農業環境的惡化和生態系統服務功能的降低;②將來的土地利用政策需要考慮到環境因素，土地要素在農業與非農部門流動時的價格要能夠反映農業的多功能性和正外部性;③必須加快對農地生態價值補償以及農地定價機制的研究，特別是對于大城市郊區的農地，以遏制農地被過快過多地流向非農部門而嚴重影響農業環境和未來的糧食安全。

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