區域耕地壓力指數時空變化規律研究

班立國 蘇歡 孫麗娜

摘要運用耕地壓力指數模型，對2003—2012年吉林省耕地利用壓力指數時空分異的特征以及動態變化進行分析。結果表明：隨著時間的推移，吉林省耕地和人口不斷增加，但最小人均耕地面積的增加幅度越來越小，幾乎開始處于平衡狀態。人口數量增加導致大量耕地轉換為建設用地，使得耕地壓力指數不斷上漲。

關鍵詞耕地壓力指數；時空分異；耕地資源；吉林省

中圖分類號F301.2文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）35-0198-05

AbstractUsing the model of cultivated land pressure index， the characteristics and dynamic changes of spatial and temporal variability of cultivated land use pressure index in Jilin Province during 2003 - 2012 were analyzed.The results showed that with the increase of cultivated land and population in Jilin Province， the increase of the minimum per capita cultivated land area is getting smaller and smaller， almost at equilibrium.The increase in population led to the conversion of a large amount of arable land to construction land， making the arable land pressure index rising.

Key wordsCultivated land pressure index；Spatial and temporal differentiation；Cultivated land resources；Jilin Province

進入21世紀以來，隨著人口的繼續增加，工業化、城鎮化的加快，我國人地矛盾日益凸顯，特別是人類與耕地之間的矛盾，迫切需要更加創新性的方法緩解人地矛盾。世界發達國家城市發展的經驗顯示，在城市化快速發展時期，耕地向建設用地轉換加速。根據國家統計局數據，2016年我國城鎮化率達到57.35%，比2015年高1.25百分點，未來一段時間我國的城市化處于高速階段，至此，我國的耕地壓力越來越大[1]。在此背景下，筆者構建吉林省最小人均耕地面積和耕地壓力指數模型，根據2002—2012年統計數據得出耕地壓力指數和糧食生產量等相關數據，分析當前吉林省的耕地資源利用狀況，對促進吉林省耕地資源保護和保障糧食安全具有重要意義。

1指標選取、數據來源與研究方法

1.1指標選取

為了增加結果預測的準確性和借鑒的可行性，將2002—2012年吉林省耕地壓力指數及其有關的具體指標繪制成圖1

1.2數據來源

數據主要來源于《吉林統計年鑒》（2003—2013年），并收集2002年末到2012年末吉林省糧食局、國土資源局、吉林省國民經濟和社會發展公報等正式公布的數據資料。經過整理統計，其數據為計算耕地壓力指數的相關指標體系中全部數據，即全省2002年末到2012年末人口數、糧食自給率、糧食總產量、糧食播種總面積、農作物播種總面積和復種指數，地圖空間數據來自2004年全國地圖。相關指標數據見表1[3]。

1.3研究方法

1.3.1

耕地壓力指數。指在某區域為保障糧食的基本安全所需的最小人均耕地面積與實際人均耕地面積的比例，其公式如下：

K=Smin/Sa （1）

式中，K表示耕地壓力指數；Smin表示最小人均耕地面積；Sa表示實際人均耕地面積（hm2），如表1吉林省耕地壓力指數相關指標。當K<1時，顯示該地區的實際人均耕地面積比最小人均耕地面積需求量大，而且其地區的耕地并無明顯壓力；當K=1時，揭示該地區的實際人均耕地面積與最小人均耕地面積需求量基本相持平衡，即該地區耕地壓力并不大，但是需要加強對耕地數量管理和控制，以防止出現耕地壓力明顯較大或者生產產生更大壓力水平；當K>1時，體現吉林省地區的實際人均耕地面積需求量比最小人均耕地面積需求量要小，吉林省的耕地有明顯壓力，即有可能出現供給不平衡的現象，應需要加強管理和耕地數量控制，在原來耕地數量的基礎上加以提高并開墾荒地，改良可以成為耕地的廢棄地，或者提高耕地產出率（或生產效率）即耕地質量，來減少該地區耕地壓力水平。

1.3.2

最小人均耕地面積。最小人均耕地面積概念是在某一固定區域內，固定的食物供給水平以及耕地綜合的生產能

力的情況下，能滿足該地區每個人正常的糧食消費穩定所占用的耕地面積。公式如下：

Smin =βGrp×q×k（2）

式中，Smin表示最小人均耕地面積（hm2）；表示為糧食自給率；Gr表示是人均食物需求量，此數據是根據吉林省當年的最低人均食物消費量，并根據聯合國糧農組織的標準來得到并進行作為人均食物需求量的參考值；p表示糧食單產量（kg/hm2）；q表示為食物播種面積與農作物總播種面積年的比值（%）；k表示為復種指數[1-3]。

2結果與分析

根據表1數據，2002—2012年吉林省耕地壓力指數相關指標計算結果見表2。

2.1吉林省耕地壓力指數時間變化分析

2.1.1

耕地總量動態變化。由圖2可知，吉林省耕地在平穩變化中表現上升趨勢，2003—2012年，吉林省耕地主要有水田和水澆地、臨時耕地3種類型構成（圖3），其中臨時耕地主要是由坡度25°以上的陡坡耕地，還有溝渠路占用2%左右，以及自留地、荒灘、空閑等耕地。在這一研究時期內，吉林省水田平穩上升同時趨向于平衡，從40.893萬hm2上升到76.345萬hm2，年均增加3.545 2萬hm2；水澆田總體是呈現增加趨勢，但是也出現較大波動變化，例如2008年開始大波動增加，到2010年波動下降，2011年平穩增加，2012年又大幅度增加。水澆田增加了38.169萬hm2，年均增加3810萬hm2，水田增加35.452萬hm2，年均增加3.552萬hm2。稻田的增長和水澆田保護糧食收成起到了非常關鍵的作用，其變化在一定程度上反映了吉林省在耕地結構上的調整力度和對農田水利設施重視程度（圖2），加之現代科學技術和國家相應農業政策對農業生產的影響，極大增加了農業耕地利用效率，減少了耕地撂荒的可能性。耕地總量變化趨勢主要受臨時耕地面積的變化影響，其變化趨勢與臨時耕地面積變化大體一致，從516.593萬hm2下降到696.442萬hm2，下降了179.849萬hm2，年均下降了17.985萬hm2（圖2）[4]。2.1.2

人均耕地面積變化。全省2002—2012年最小人均耕地面積、耕地壓力指數隨著時間的變化分別都具有相同的變化趨勢見圖4，Spearmans相關系數為0.918，在置信度為001時顯著相關（表3）。糧食總產量和糧食單產量變化趨勢基本上具有一致性，在2008年之前糧食單產量一直處于平穩增長趨勢，同樣糧食總產量也是逐漸增長；在2008年，由于吉林省在產業結構升級的過程中，種植結構調整，吉林省2009年由于寒冷、潮濕的春天，夏天又是罕見的干旱天氣的負面影響，糧食產量為2 400萬t，下降13.4%（圖5）。在2011年，全年糧食播種總面積增漲了1.2%，全年糧食總產量增長11.6%。人均耕地面積大體上屬于上升趨勢（圖6），其變化趨勢和人口增長規律大體一致，在2012年，人口已經明顯下降，但在大體處于上升狀態，整體平均每年增加47 364人，年均增加人均耕地1.7 hm2。基于全省人口一直處于不斷地增加，特別是在2004年之后，吉林省人口在大幅度上升，而人均耕地面積則于處于穩定狀態，全省變化幅度比較小，幾乎相當處于平衡狀態，耕地壓力指數來一直處于K<1的情況下，雖然其變化波動很明顯，甚至在2009年耕地壓力指數超過了0.9，但是完全可以滿足省內需求，耕地壓力并無明顯變化（圖7）。

2.2吉林省耕地壓力指數空間分布及分析

為了對吉林省各市縣耕地壓力指數分析以及近年來耕地壓力的大小分布情況，根據聯合國糧農組織的標準人均食物需求量為 400 kg，故該研究采用400 kg為吉林省人均食物需求量標準，根據統計的數據和ArcGIS 10.2技術對各市縣的耕地壓力指數進行分析得到專題圖（圖8）[5-8]。

由圖8a可知，2003年吉林省普遍地區耕地壓力水平都是小于1的，無耕地壓力現象，而且耕地壓力主要表現在吉林省的東部的延吉市（K>1），圖們市（K=1），南部的遼源市轄區（K=1），通化市轄區（K=1）和白山市轄區（K=1），這些耕地壓力明顯的地區，延吉市耕地壓力水平表現得很大，可能是因為2003年延吉市出現了不可抗拒的自然災害，使延吉市糧食產量出現減產，導致當年的壓力指數稍微變大，當然不排除根本原因：當地在經濟發展上始終沒得到完善發展，仍然滯留于以工業作為發展經濟的主要支柱，對于農業發展出現忽視，不重視農業生產，機器化程度較低，遏制了當地農業的發展。圖8b是2006年的耕地壓力水平分布，從

圖中可以看出2006與2003年相比耕地壓力的地區相對增加，大部分集中出現在吉林省的東南部分，在2003年的基礎上增加了松原市市轄區，吉林市市轄區，白山市市轄區以及江源縣周邊的市縣地區，都出現了壓力持平的現象即壓力指數等于1。圖8c是2009年吉林省各市縣耕地壓力指數分布，從圖中可以看出吉林省耕地壓力指數有些減少，但是主要分布在東南部，但中部幾乎沒有，而且延吉市的壓力指數明顯降低，即在江源縣的周圍以及圖們市、延吉市、安圖縣耕地壓力指數處于相對平衡狀態，但是在白山市市轄區的耕地壓力變得增大，而通化市市轄區與2006年相比雖有所降低，但仍然處于相對高壓狀態。圖8d是2012年的壓力指數分布，與2003、2006和2009年的壓力分布相比較，2012年各市縣的耕地壓力指數得到了很大的改變，加之在吉林省政府和國家政策對農業的重視與加強，同時，科技加速了農業的發展，促進了農業產量的增加[12]。

綜合以上專題圖分析得出，吉林省各個市轄區的耕地面積處于相對低的水平，壓力指數處于相對高的狀態，總體上看，由于城市化進程的不斷發展，吉林省各個市縣耕地壓力指數除了市轄區和部分特殊地區外，其余地區耕地壓力是處于相對安全區域的，并對整個吉林省的糧食產量做出了重要的貢獻，也保證了吉林作為全國糧食大省的重要作用，為國家糧食安全做出了積極貢獻。

3結論與建議

3.1結論

隨著時間的推移，吉林省人口不斷在增加，即使在規定未來十年內人們的人均食物需求量也會不增加的基礎上，但最小人均耕地面積的增加幅度越來越小，幾乎開始處于平衡狀態。原因除了人口數量增加，導致大量耕地向建設用地轉換，使得耕地壓力指數則在不斷上漲。還有就是耕地資源利用不合理，而且存在大量耕地資源被破壞，耕地質量退化現象。雖然現在的耕地壓力水平還不足以影響地區的糧食安全，但是從立足于國家長遠的糧食安全和社會發展穩定來看，特別是國家“二孩”政策開放以后，使得人口數量在未來一定時間內具有不可忽視的影響。因此，對于吉林省的耕地資源需要合理有效的利用[9-12]。

3.2對策建議

基于以上結論，為了防止出現糧食安全和耕地壓力過大問題，提出以下建議。

（1）采取必要的手段來增加糧食單位面積產量，如改良品種，提高培養和管理水平，加強基本農田水利設施建設，適當增加肥料等。

（2）創新發展相關技術，提高耕地糧食生產量。①加速創設農業技術服務體制機制。相關農業部門應時刻準備推廣新品種和提高新技術，增強糧食生產技術和提高質量安全。同時，也要加強農業規模經營發展趨勢，通過“三權分置”土地承包政策引導農用地集約化、規?；龠M糧食生產技術的提高，提高生產效率。②糧食安全關乎國計民生，保障糧食紅線不可動搖，采取一切積極措施提高耕地質量，強化合理輪作，以及正確引導利用耕地資源，加強農業土地規模利用，保障農業生產過程的科學化、集約化。

（3）加強生態環境建設，防止土地質量退化。采取綜合措施，例如產權制度創新和經濟誘導機制，激發農民生產積極性，增加耕地長期投入，改造中低產田，充分利用閑置耕地，引導農民科學合理可持續的利用耕地，除此之外，要發揮經濟誘導機制的作用，誘導農民對坡度較大的未利用耕地，有計劃地開墾、復墾廢棄地，開發后備荒地資源，以此增加可利用耕地面積總量，減少區域耕地壓力，保障糧食安全。

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