呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全協調發展研究*

艾鳳巍

(呼倫貝爾學院，內蒙古呼倫貝爾 021008)

0 引言

耕地集約利用是土地資源專題研究的重要內容，其已經成為解決我國糧食安全問題、走可持續發展道路的重要途徑[1-3]，核心問題是通過增加耕地單位面積的勞動和資本投入進一步獲得更多的經濟產出。耕地集約利用發展進程中與之最密切相關的問題即耕地生態安全，耕地面積的猛增、耕地不合理的利用方式引發了一系列耕地污染、退化，耕地生態功能弱化甚至喪失等耕地生態安全問題[4-5]。因此，如何在耕地集約利用發展過程中將其與耕地生態安全問題協調好，成為近年來眾多學者競相研究的重點問題，也是一個亟待解決的關鍵性問題[6-7]。李霞[8]重構了生態安全約束下耕地集約利用的基礎理論體系，以重慶市南岸區為例，探討了耕地集約利用進程中出現的生態安全問題，認為人是生態安全約束下耕地集約利用模式選擇和耕地集約利用生態安全打造的主體，人在認知和決策方面的層次很大程度上決定著耕地集約利用與生態安全目標能否同時實現； 施開放[9]運用耕地生態足跡模型和GIS對2009年重慶市的耕地生態承載力供需平衡狀況進行了評價，得出重慶市耕地生態承載力供需空間已失衡； 趙青等[10]以生態系統服務價值為基礎，從糧食安全角度出發，建立耕地生態補償模型對河北省環京津冀地區耕地集約利用與生態補償問題進行了研究，認為環京津冀耕地生態系統服務價值整體呈現不能自足的態勢。綜上，相關研究成果集中在促進耕地集約利用與耕地生態環境保護方面，專題討論耕地集約利用與生態安全協調發展的文獻較少。基于呼倫貝爾地區土地資源種類非常多，地域性呈明顯分布，耕地面積僅占土地總面積的5.04%等特點[11-13]，文章借鑒前人的研究成果及應用耦合協調發展模型，以呼倫貝爾地區為研究對象，研究近10年呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全的協調發展動態關系，以期對該地區的耕地集約利用與生態安全齊頭并進發展提供理論上的指導意義。

1 研究區域與研究方法

1.1 研究區概況與數據來源

呼倫貝爾地區地處我國東北部，包括2個市轄區、4個旗、3個自治旗， 5個市，位于東經115°31′～126°04′，北緯47°05′～53°20′，地形總特點為西高東低，地勢分布呈由西到東地勢緩慢過渡。土地資源豐富，類型多樣，全市土地有8大類，二級分類共42種類型； 土地總面積2 620萬hm2，其中耕地面積約140萬hm2，耕地土壤以黑土、暗棕壤、黑鈣土和草甸土為主，土質肥沃，自然肥力高。全市大部分地區屬于溫帶大陸季風性氣候，氣溫冬冷夏暖，晝夜溫差較大，日照豐富，降水量差異大，降水期多集中在7～8月份。截止2016年，全市常住人口約290萬人[14]。該文數據主要來源于中國社會經濟發展數據庫以及2007～2016年《呼倫貝爾市統計年鑒》、《內蒙古統計年鑒》及呼倫貝爾市各區(縣)國民經濟統計年鑒。

1.2 評價指標體系的構建

該文在充分理解耕地集約利用與生態安全內涵的基礎上，結合呼倫貝爾地區的實際發展情況，采用頻度統計與理論分析相結合的方法進行指標的獲取與篩選[15]，本著科學性、系統性、可操作性、可量化性原則，最終確定耕地集約利用與耕地生態安全評價指標體系。其中耕地集約利用評價體系包含耕地投入強度、耕地利用程度、耕地產出水平及耕地可持續利用等4個一級評價指標，耕地生態安全評價體系包含耕地生態資源利用、耕地生態環境壓力及耕地生態安全響應等3個一級評價指標(表1)。

表1 呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全評價指標體系

目標層指標層次級指標層要素層權重值W耕地集約利用與生態安全評價指標體系耕地集約利用水平耕地投入強度單位勞力投入(人/km2)01733單位耕地機械動力指數(W/km2)01426單位耕地用電量(kW/km2)00934耕地利用程度復種指數(%)01051墾殖率(%)00816耕地產出水平單位土地產值(萬元/km2)01511糧食單產(t/km2)00929耕地可持續利用水平勞動力指數(%)00844人均糧食產量(t/人)00756耕地生態安全水平耕地生態資源利用人口密度(人/km2)01445人口自然增長率(%)01365人均耕地面積(m2/人)01687農民人均純收入(元/人)01066耕地生態環境壓力單位耕地化肥使用量(t/km2)00803單位耕地農藥使用量(t/km2)00866耕地生態安全響應人均GDP(元/人)00753第一產業占GDP比重(%)00983有效灌溉面積(km2)01032

1.3 指標標準化與權重的確定

1.3.1 指標標準化

為消除指標體系中各項評價指標計量單位和性質不同引起的不可比性，需對樣本數據進行標準化處理，該文采用極差標準化法對原始數據進行了標準化處理。

正向指標標準化公式：

(1)

負向指標標準化公式：

(2)

1.3.2 指標權重的確定

變異系數法是一種客觀賦權的方法，其基本原理是利用差異信息，通過度量差異信息的離散程度賦權，該方法較熵值法、均方差權值法等客觀賦權法更為科學合理，也在很大程度上減少了主觀賦權法的不足[16]。

(3)

(4)

式中，σx為指標x的標準差；n為指標i中樣本個數；Ex為第x個指標平均值。

(5)

(6)

(7)

式中，Si為耕地集約利用得分值；Ui為耕地生態安全得分值。

1.4 耕地集約利用與生態安全水平協調發展度模型的構建

1.4.1 協調發展度模型

協調是指系統內各層次、各子系統之間各種參數的結構和功能的相融、系統與環境之間物質相對運動的穩態，協調度模型系統內部各要素之間的關系是一個不斷調整變化的動態過程，能夠直觀反映系統內部之間協調狀況的變化[17]。該文用協調度模型衡量呼倫貝爾地區耕地集約利用與耕地生態安全協調發展水平：

(8)

式中，C為耦合度系數， 0≤C≤1，C值越大表明耕地集約利用與耕地生態安全水平耦合發展越協調；α、β為待定系數且α+β=1；k為調節系數， 2≤k≤8，令調節系數k=5[18]； 研究認為既要追求呼倫貝爾地區耕地集約利用的社會經濟效益，又要確保耕地生態安全的穩定，即令待定系數α=β。D為協調發展度，0≤D≤1，D值越大，耕地集約利用與耕地生態安全協調發展水平越高。為更直觀反映兩者的協調發展情況，根據該文數據處理結果及相關研究成果[19]，將協調發展水平劃分為4個階段： 0～0.4為輕度失調， 0.4～0.6為低度協調， 0.6～0.8為中度協調， 0.8～1為高度協調。

1.4.2 相對發展度模型

協調發展度模型能夠準確評價耕地集約利用與生態安全兩系統的協調發展水平，而相對發展度模型則能夠評價兩者的相對發展水平[20]，便于深入分析，因此引入相對發展度系數Ei：

Ei=Si/Ui

(9)

式中，Ei為耕地集約利用與耕地生態安全水平的相對發展狀況。

2 研究結果與分析

2.1 研究結果

該文收集2006～2015年呼倫貝爾地區相關評價指標數據，根據計算公式測算呼倫貝爾地區耕地集約利用度與耕地生態安全水平數值，可以看出，耕地集約利用要素層的指標非常具有代表性，其中最重要的指標因素有單位勞力投入、單位土地產值、單位耕地機械動力指數以及復種指數，所占權重值分別為0.173 3、0.151 1、0.142 6、0.105 1，影響耕地生態安全較重要的指標為人均耕地面積、人口密度、人口自然增長率、農民人均純收入以及有效灌溉面積，所占權重值分別為0.168 7、0.144 5、0.136 5、0.106 6、0.103 2，根據研究結果進一步探尋呼倫貝爾市耕地集約利用與耕地生態安全協調發展演變的特征與規律。

根據呼倫貝爾地區具體情況及協調發展度與相對發展度的計算數值，將呼倫貝爾地區耕地協調度和協調發展度作等級劃分(表3)。由表3可知，每種協調發展類型分別對應3種協調發展亞類：耕地集約利用滯后，耕地集約與耕地生態安全同步，耕地生態安全滯后，這主要取決于2個評價指數即耕地集約利用指數與耕地生態安全指數的對比情況。

表2 2006～2015年呼倫貝爾市耕地集約利用與生態安全水平協調發展時序變化

年份2006200720082009201020112012201320142015耕地集約水平00188013670649606381073540815308580090350918709347耕地生態安全01795022720283302580038660461105120047190526607003相對發展度01049060192293524734190231768316758191461744413346協調發展度00218036370449304076058090653806919070220740008584

表3 耕地集約利用與耕地生態安全的協調發展分類標準

協調發展度協調發展類型評價指數對比協調發展亞類0≤D<04輕度失調型Ei<1耕地集約利用滯后Ei≈1耕地集約與耕地生態安全同步Ei>1耕地生態安全滯后04≤D<06低度協調型Ei<1耕地集約利用滯后Ei≈1耕地集約與耕地生態安全同步Ei>1耕地生態安全滯后06≤D<08中度協調型Ei<1耕地集約利用滯后Ei≈1耕地集約與耕地生態安全同步Ei>1耕地生態安全滯后08≤D≤1高度協調型Ei<1耕地集約利用滯后Ei≈1耕地集約與耕地生態安全同步Ei>1耕地生態安全滯后

2.2 呼倫貝爾市耕地集約利用與生態安全協調發展水平分析

(1)2006～2015年近10年間呼倫貝爾地區耕地集約利用水平與耕地生態安全水平總體上呈現逐步上升的趨勢。2006～2007年耕地集約利用水平低于耕地生態安全水平，這主要由于該時期呼倫貝爾地區開發強度不大，耕地面積沒有大幅度擴張趨勢，耕地布局優化利用趨勢不明顯，而耕地退化、水土流失現象較少，生態環境相對較穩定； 2007～2008年耕地集約利用水平提升力度為研究期內最大，而此時耕地面積也出現躍增趨勢，主要原因是為實現該地區糧食的基本自給要求，呼倫貝爾政府相應實施了“一、二、三期農業開發”政策，但耕地面積雖大，由于施肥量少加之呼倫貝爾地區生態環境極易遭受破壞，導致耕地生物多樣性受到威脅，生態平衡遭到破壞，因此2008年之后呼倫貝爾地區耕地生態安全水平始終低于耕地集約利用水平； 耕地集約度在2008年達到頂峰后， 2009年有略微下降趨勢， 2009年之后又呈平穩上升趨勢，耕地集約利用發展水平勢頭較好，一方面得益于當地政府因地制宜利用該地區寶貴的耕地資源，另一方面也與該地區長期一直存在的“黑地”被查有關，該地區之前一直存在較嚴重的大量違法開墾“黑地”，主要發生形式是“拱地頭”、“擴地邊”以及違法私自濫墾。耕地生態安全發展水平整體呈緩“W”形式，生態環境呈多樣性變化，受自然和人為影響較明顯(圖1)。

(2)呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全協調發展度數值整體呈逐步上升趨勢，表明兩者的協調發展水平也逐步提高，而耕地集約利用與生態安全兩者的相對發展水平趨勢變化清晰：研究初期2006～2007年耕地集約利用水平滯后于耕地生態安全發展水平，研究中后期耕地集約利用水平明顯遙遙領先于耕地生態發展水平，其中2009年耕地生態安全呈嚴重滯后狀態，耕地集約利用與耕地生態安全嚴重失衡，導致協調發展水平在2008～2009年間呈減弱態勢(表3，圖2)。

圖1 耕地集約水平與生態安全水平變化 圖2 協調發展度與相對發展度變化

2006～2007年呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全協調發展水平雖為輕度失調型，兩者均處于一個較低的水平，但優化變化幅度最大，為中后期的發展奠定了非常重要的基礎，協調度數值由2006年的0.021 8劇增至2007年的0.363 7，主要因為研究前期呼倫貝爾地區耕地發展形式與生態屏障發展形態等各方面均未完全定型，因此政府相關部門立足于當地資源發展優勢，出臺政策予以修正比較容易。2008～2010年協調發展水平呈“先降后升”趨勢，均為低度協調型，相對發展度數值分別為2.293 5、2.473 4、1.902 3，耕地集約利用水平明顯超前于生態安全發展水平，人口數量的急劇增多使耕地資源供不應求，加之農牧民對經濟利益的渴求大量增加耕地面積、布局非常不合理直接導致了呼倫貝爾地區耕地生態環境的惡化，耕地集約利用水平單方面增高但此形式也不會長久。2011～2014年協調發展度數值由0.653 8持續增加至0.740 0，協調發展類型為中度協調型，該時期耕地集約利用與耕地生態安全發展水平逐步趨于“雙高”，耕地協調發展水平平穩增長，人口增長到一定程度逐步趨于穩定，數量得到有效控制，也提高了該地區農牧民的生活水平，濫用土地導致水土流失、土壤疏松土質下降等現象得到有效遏制，“天人合一”的思想意識也得到了改變和提高，生態環境產業發展形勢良好，此階段進一步提高協調發展水平的措施是繼續保持耕地集約利用的良好發展形勢，更加注重耕地生態安全保護建設。2014～2015年，呼倫貝爾地區協調發展度數值首次突破0.8，為0.858 4，協調發展類型首次出現高度協調型，協調發展水平為研究期內最頂峰，耕地集約與生態安全水平均較高且耕地集約略超前于耕地生態安全，兩者相對發展形態較好，除了得益于當地豐富、優越的自然資源條件，還得益于政府相關部門想要使該地區達到更高層次的協調發展狀態的雄心壯志，呼倫貝爾地區受自身條件所限，耕地資源本不富足，政府人員利用有限的耕地資源優化布局，不斷提升其集約利用水平，同時根據生態環境承載能力，合理并充分利用該地區現有的環境資源，使耕地利用呈現“生態、高效”的發展形勢，這也是呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全協調發展雙贏的根本途徑(表2，表3，圖2)。

3 結論與討論

3.1 主要結論

(1)在深度理解耕地集約利用與生態安全發展涵義的基礎上，分別構建耕地集約利用與耕地生態安全評價指標體系，運用變異系數法確定指標權重，建立協調發展度與相對發展度模型，對2006～2015年呼倫貝爾市耕地集約利用與生態安全協調發展水平進行了分析。整體看來，測算分析結果符合呼倫貝爾地區的實際發展情況，對呼倫貝爾乃至內蒙古地區的進一步相關研究均有重要的參考價值與借鑒意義。

(2)呼倫貝爾地區耕地集約利用與耕地生態安全水平均呈逐步優化上升趨勢，耕地集約利用優化程度大于耕地生態安全水平，兩者的協調發展水平由研究初期的輕度失調型過渡至中期的低度協調型、中度協調型，最終優化為高度協調型，相對發展水平主要以耕地集約利用超前為主，耕地集約利用與生態安全同步發展狀態較少，今后需進一步加強耕地生態環境保護建設。

(3)耕地生態安全發展狀態與耕地集約利用發展水平有著直接關系，同時也間接受到人口因素、經濟因素、政策因素的影響，這些因素進而會影響耕地集約利用與生態安全的協調發展水平，因此今后呼倫貝爾地區需根據當地發展實際，科學控制總人口，確定人口適宜規模，合理布局人口，不允許超過該地區的環境總承載力，還要不斷調整產業結構，努力發展生態型產業，逐步改變該地區農牧民“靠天吃飯”的習慣，提高其生活水平，管理控制好人的行為，保護好現有的生態環境，在社會經濟發展過程中盡量降低對生態環境的負面影響，最終對該地區耕地集約與生態安全發展進行有效的宏觀調控，打破耕地系統協調發展水平的瓶頸期，使其達到更高層次的協調發展狀態。

3.2 討論

構建呼倫貝爾地區耕地集約利用與生態安全評價指標體系，分析2006～2015年近10年間呼倫貝爾地區耕地集約利用水平與耕地生態安全水平，得出呼倫貝爾兩者協調發展時序變化并進行等級劃分，為當地今后發展指明了方向。但該研究的不足在于未對未來10～20年的發展趨勢進行測度，預測2030年前后呼倫貝爾地區耕地集約利用與耕地生態安全水平，將是該研究下一步的方向。

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