楊 苗,楊萍果
(1.山西農業大學 文理學院,山西 太谷030801;2.山西師范大學 生命科學學院,山西 臨汾0410001)
作為不可再生資源的耕地,保持其一定數量是人類賴以生存的基本條件。作為人口與農業大國,中國耕地面積將關系到世界1/5人口的食物安全。中共十七屆三中全會指出,要實行最嚴格的耕地保護制度,堅守1.2億hm2耕地“紅線”[1-3]。在工業化城市化不斷加快的進程中,其數量變化往往呈現出一定的階段性。近年來,隨著人口快速增長、資源緊缺和環境問題的日益突出,引起的城市化與農業發展的矛盾以及環境壓力、糧食安全問題,已引起人們的廣泛關注。自萊斯特·R·布朗提出“誰來養活中國”之后,糧食安全與耕地保護成為國內外學者研究的熱點。學者們提出“提高糧食綜合生產能力”、“藏糧于土”、“最小人均耕地面積”[4-6]、“可持續食物安全”[7]、“農業多功能性”[8-11]等戰略和理念。耕地是保障糧食生產的必要條件,糧食產量對糧食播種面積具有較高的依賴性。隨著工業化、城鎮化發展和農業結構調整,耕地資源和糧食產量表現出明顯的區域差異。本文通過耕地相對變化率和敏感度分析模型,揭示1985—2010年山西省臨汾市耕地面積和糧食產量的時空動態變化特征,為區域糧食安全提供理論支撐。
臨汾市位于山西省西南部,北緯35°23′—36°57′,東經110°22′—112°34′,南北最大縱距170km,東西最大橫距約200km,總面積20 275km2,占全省面積的13%。地形輪廓大體呈“凹”字型分布,四周為環山,中間平川,平川、丘陵、山地面積分別占19.4%,51.4%,29.2%。屬溫帶大陸性氣候,年均降水量583mm。臨汾市是華北地區重要的糧棉生產基地之一,截至2010年末全市耕地總面積45.8萬hm2,糧食總產量達到175.86萬t,占山西省的15%左右,其中小麥占35%以上。全市常駐人口417.2萬人,其中城鎮人口151.7萬人,占36.4%;鄉村人口265.5萬人,占63.6%。現轄1區2市14縣和兩個省級經濟技術開發區。
研究較長時段土地變化時,必須借助于統計數據[4]。統計數據具有系統、完整和連續性好等特點,是土地利用變化研究的一種重要數據來源。本文數據來源于《山西省統計年鑒》和《山西省農村統計年鑒》。
2.2.1 相對變化率 對于耕地變化的區域差異,可用相對變化率來進行定量分析[4]。某地區某一特定土地利用類型相對變化率可表示為:

式中:K1,K2——某區域某一特定土地利用類型研究期初、期末的面積;C1,C2——全區域某一特定土地利用類型研究期初和期末的面積。如相對變化率Rid>1,表示該區域這種土地利用類型變化較全區域大,如Rid<1,則說明該區域這種土地利用類型變化較全區域小。
2.2.2 敏感度分析模型 為了度量糧食產量變化對耕地面積變化的響應,構建了糧食產量對耕地面積變化的敏感度分析模型[3]:

式 中:Gt,Gt+1——基 期 和 末 期 的 糧 食 產 量;Lt,Lt+1——基期和末期的耕地面積。若β<0,表明糧食產量與耕地面積成反向變化,糧食產量對耕地面積變化不敏感;若β>0,說明糧食產量與耕地面積成同向變化,糧食產量變化受耕地面積變化的影響。β絕對值越大,說明糧食產量對耕地變化的敏感度越高,即耕地面積的較小變動會造成糧食產量的較大波動。
由臨汾市耕地總量和人均耕地變化(圖1)可知,1985—2010年耕地總面積為增加趨勢,1985年耕地總面積為42.17萬hm2,至2010年為49.5萬hm2,增加了7.32萬hm2,年平均增長0.32萬hm2,年均增長率為0.75%。這期間耕地面積波動變化可分為3個時段:1985—1996年耕地總面積呈緩慢減少趨勢,并且逐年遞減。1985年耕地總面積為42.17萬hm2,至1996年減少到40.55萬hm2,減少了1.62萬hm2,減少了3.85%,年均減少0.32%。1996—1997年耕地面積急劇增加,由1996年的40.55萬hm2增至1997年的52.37萬hm2,增加了1 546 hm2,年增加29.14%,為近25a來耕地面積增幅最大的一年。這主要是由于水田從522hm2增加到897hm2,旱地從405 015hm2增加到522 806hm2,新開荒面積898hm2。近25a年耕地總面積的變化趨勢為:1997—2003年先增加后逐漸減少,2004—2010年基本趨于穩定略有所增加。隨著農業稅及其附加稅的免除和種糧直補等政策的落實,全市糧食種植面積不斷擴大,墾荒面積不斷增加,耕地總數量有所增加。

圖1 臨汾市耕地總量和人均耕地變化
人均耕地面積變化趨勢和耕地總面積變化趨勢基本一致,人均耕地從1985年的0.134hm2減少到2010年的0.107hm2,年減少率1.83%。1985—1996年人均耕地面積一直減少,1997年有所增加,1999年人均耕地面積達到最大0.139hm2。2003年至今,人均耕地面積波動較小,基本保持穩定。這主要是由于隨著人口的增長和人民生活水平的提高,人居環境的變化、園林綠地、各種建筑房屋以及鋪設道路等工程面積的不斷增加,使得耕地面積,尤其是人均耕地面積不斷減少。因此,近年來除“九五”期間,耕地面積與人均耕地面積呈上升趨勢外,其余都呈現減少趨勢。
以縣市行政區為單位把研究區分為西部、中部、東部,采用耕地面積變化量和相對變化率,來分析區域耕地面積的空間變化。由近25a臨汾市各區域耕地面積變化及相對變化率(表1)可知,東西部山區耕地面積相對變化較大(Rid>1),且西部6縣市的變化大于東部6縣市,中部5縣市區耕地面積的相對變化率較整個研究區平均值小(Rid<1)。
近25a來西部6縣耕地面積都有所增加,永和縣耕地面積增加最多;東部6縣市耕地面積除翼城縣略有所減少外,其余均有所增加;中部5縣市區除洪洞縣外其余縣市耕地面積都有所減少。因為2000年臨汾市的吉縣、鄉寧縣、蒲縣、隰縣和永和縣5縣被國家林業局列為退耕還林試點示范縣,截至2010年底,臨汾市退耕造林5.02萬hm2。減少的耕地主要為分布在中部地區質量較好的耕地,而增加的耕地主要為質量較差的邊際土地;近年來農業用地向非農業用地的轉化數量有限,大量荒地被開墾種植,從而增加了耕地的面積。但是,工業建設、“房地產熱”等造成的“圈地運動”占用了大量耕地,加上生態退耕還林還草使耕地面積急劇減少,從而導致了耕地的銳減。
由于臨汾盆地易遭受旱災,糧食產量波動較大。糧食總產量和人均糧食占有量都呈周期性波動,波動周期為3.5a。1985年糧食總產量為131.65萬t,2010年增加至175.87萬t,增加了44.21萬t,平均每年增產2.01萬t。

表1 近25a臨汾市各區域耕地面積變化及相對變化率
糧食總產量及人均糧食占有量在1985—1987年呈下降趨勢,1987年糧食總產量為93.6萬t,為25a來最低點,因1986年降雨量最小,僅380mm。1987—1990年呈上升趨勢,且1990年糧食總產量首次突破150萬t,1991年糧食產量有所下降,而1992年戰勝了干旱和蟲害,實現了糧食增產,成為臨汾歷史上第6個高產年。1998年戰勝嚴重自然災害,糧食總產量171.50萬t,創歷史新高。2000年因種植面積減少和1999年旱災的影響,糧食產量僅120.85萬t,2000—2004年糧食產量逐年遞增,至2004年達到最高值,產量為172.52萬t。2005年受2004年旱情的嚴重影響,糧食產量僅135.65萬t。近年來臨汾市糧食總產量總的變化為增加趨勢,且與上一年的降雨量密切相關。
由圖2可以看出,臨汾市近25a來人均糧食占有量與糧食產量的變化趨勢基本一致。1985年人均糧食占有量417.18kg,2008年為407.84kg,減少了9.34kg。國家發改委參照中等發達國家目前的消費結構,預測出我國未來30a人均糧食需求量2010年為402kg。由于消費觀念、消費模式及未來食物營養的發展趨勢,預計谷物人均直接消費量可能持續下降,肉類、蛋類和奶制品、水產品的消費將持續增加。這種對糧食和動物蛋白反向需求發展的現象,增加了谷物糧食的間接需求。

圖2 臨汾市糧食總產量、人均糧食占有量變化
20世紀80年代以來,山西省臨汾市耕地資源經歷了緩慢減少,再增加,然后減少,最后趨于穩定的變化過程,總體呈增加趨勢;但由于人口數量的不斷增加,耕地面積總量雖有少量增加,但人均耕地面積減少,人地矛盾突出。人均耕地面積變化與耕地總面積變化過程基本一致,從1985年的0.134hm2減少到2010年的0.107hm2,呈減少趨勢。
受自然地理條件、經濟發展、科技水平等因素的影響,耕地相對變化率呈現明顯的地域性。東西部山區相對變化較大,耕地數量增加,而中部平原區相對變化較小,耕地面積減少。山西“十年九旱”,生態環境脆弱,旱災是導致糧食減產的重要自然因素。耕地—人口—糧食系統不是孤立的系統,和生態環境等諸多因素相互關聯。重視基本農田保護,提高科技水平,發展生態農業,控制人口數量。在糧食產量對耕地變化敏感度高的地區,嚴格實行耕地“補占平衡”政策,將耕地數量維持在一個相對穩定的水平,提升耕地的利用效率和效益,保障區域經濟增長和糧食安全。
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