基于耕地压力指数的敦煌市粮食安全状况研究

孙国军

(河西学院历史文化与旅游学院，甘肃张掖　734000)

基于耕地压力指数的敦煌市粮食安全状况研究

孙国军

(河西学院历史文化与旅游学院，甘肃张掖734000)

摘要：以敦煌市为例，利用1949—2012年敦煌市及甘肃省统计数据，运用最小人均耕地面积方法和耕地压力指数模型，分析敦煌市耕地压力指数变化的特点及其原因.结果表明，64年间，敦煌市人口持续增加，人均耕地面积持续减小；1949—1998年，耕地压力位于警戒线之下，压力低；1999—2012年，耕地压力位于警戒线之上，压力剧增；1949—1998年，粮食处于安全状态；1999—2012年，粮食处于极不安全状态，且有持续恶化的现象.

关键词：最小人均耕地面积；耕地压力指数；粮食安全；敦煌市

收稿日期：2015-01-07;修改稿收到日期:2015-02-02

E-mail:sgjwin@163.com

基金项目:国家科技支撑计划资助项目(2014BAC15B02);河西学院校长基金资助项目(XZ2014-08)

作者简介：孙国军(1979—)，男，甘肃通渭人，讲师，博士研究生.主要研究方向为干旱区土地利用与水文变化过程.

中图分类号：F 301

文献标志码：标志码：A

文章编号：章编号：1001-988Ⅹ(2015)06-0105-05

Abstract:Based on the data of 64 statistical yearbooks,using the minimum per capita cropland and the model of cropland pressure index,the changes of course and characters of cropland index are analyzed.The results show that the population continues to increase and the average per capita of cropland continues to decrease from 1949 to 2012.Cropland pressure index is below the warning line(K<1) before 1998,and which is ahead of the warning line(K>1) after 1999.Food safety is safety between 1949 to 1998.However,the result is reversed between 1999 to 2012,food safety is in a very insecure,and also continue to an aggravating tendency.

Study on the grain security based on cropland pressure

index in Dunhuang City

SUN Guo-jun

(School of History,Agriculture and Tourism,Hexi University,Zhangye 734000,Gansu,China)

Key words:minimum per capita cropland；cropland pressure index;grain safety;Dunhuang City

粮食是保障人类生存的重要物质资源，粮食问题既是国家的经济问题、社会问题，也是关系到国家安全的问题.中国是一个人口大国，人多地少，粮食需求量大.新中国成立以来，粮食问题一直是中国政府关注的首要问题[1-3].“九五”计划提出2000 年粮食总产量达到 4.9亿t.1996—1999年，我国粮食产量平稳增加，年均粮食产量超过了5.0亿t，粮食产量实现了供给平衡[4].2003年以来，随着农业税率的减免，农业科技创新得到快速提升，推进高标准基本农田建设，使得粮食连年丰收[5].随着西部大开发战略的稳步推进，退耕还林、还草等生态工程顺利实施，以及在快速工业化、城市化和新农村建设的背景之下，占用了部分耕地,在人口增多，人均粮食需求量增加的趋势之下，人地矛盾更加突出，使得我国粮食安全面临严峻的挑战[6-8].

河西走廊绿洲是典型的内陆河流域灌溉区，受到降水稀少、蒸发强烈的自然环境影响，随着人类经济活动过度的干扰，导致生态环境不断恶化[9].敦煌市地处河西走廊最西端，气候极端干旱，生态环境脆弱.1949年以来，敦煌市人口快速增加，耕地的需求量随之加大，造成了疏勒河及党河下游土地资源的过度开垦.2000年以来，农业经济结构发生了极大的转变，以棉花为主的经济作物大范围内种植，造成水资源过度耗费，区域生态环境持续恶化，“人-地-粮”三者矛盾突出，粮食安全受到极大的挑战.基于此，文中以敦煌市为研究对象，利用耕地压力指数探索区域内粮食生产能力及其潜力，为敦煌市耕地可持续利用及粮食安全供给提供对策与建议.

1研究区概况

2研究方法

研究涉及的总人口、粮食总产量、农作物播种面积、经济作物播种面积、粮食作物播种面积、耕地面积等资料来源于历年的《甘肃发展年鉴》.

最小人均耕地面积最初由蔡运龙等[3]提出，主要通过计算区域内最小人均耕地面积来反映区域内粮食的供给能力，进而评价区域内耕地压力状况.最小人均耕地面积大小主要由粮食自给率水平、区域粮食消费水平和区域粮食综合生产能力等决定[11-14]，可以用下式计算[3]129：

其中，Smin为最小人均耕地面积(hm2);β为粮食自给率(%)；Gr为人均粮食食物需求量(kg);P为粮食单产(kg·hm-2);q为粮食播种面积除以总播种面积；k为复种指数(%),即农作物播种总面积除以耕地面积.

耕地压力指数K可由下式计算[3]129：

其中Sa为实际人均耕地面积(hm2).耕地压力指数反映了一定的时间范围内，在一定的农业生产力水平条件下，耕地资源的有效利用与区域农业现代化水平[14].当K>1时，耕地压力明显，K值越大，说明区域耕地压力越突出，对应粮食安全越严重.为此，应采取紧急措施，实行最严格的耕地保护政策，同时，提高耕地生产力，提高区域粮食的单位产量.当K=1时，说明最小人均耕地面积等于区域实际人均耕地面积，粮食总量的供给与粮食需求相持平，需要警惕耕地资源的流失转化，保护耕地资源.当K<1时，耕地无明显压力，K值越小，说明区域耕地压力越低，依据区域实际，可适当进行耕地的非农化转化利用[14].

3敦煌市耕地压力指数的动态变化

3.1耕地资源动态变化

根据历年耕地数据，绘制1949—2012年耕地面积和人均耕地面积变化图(图1).从图1可知，1949年以来，敦煌市耕地总量波动变化，总体呈上升趋势.可分为 “两起两落”四个阶段：

初中学生英语成绩主要受自身智力因素以及外在因素的影响，外在因素则包括英语老师教学方法、英语学习环境等等，是学生英语成绩以及英语表达能力发生变化的主要原因。许多初中英语老师已经认识到学生学习能力的差异性以及因材施教的重要性，采用并推广了一些符合个性化教学基本要求的教学方法和手段，比如分层教学法。

第一阶段为快速增长阶段(1949—1959年).建国初期，农业经济得到初步恢复，随着“一五”计划的顺利实施，和支边建设的影响，人口大量涌入，开垦大量荒地，使得耕地面积由1949年的0.89万hm2快速上升到1959年的1.65万hm2，净增0.75万hm2.

第二阶段为急剧减少阶段(1960—1964年).因受“三年自然灾害”、“大跃进”等的影响，5年间，耕地由1960年的1.61万hm2快速减少到1964年的1.19万hm2，净减0.41万hm2.

第三阶段为缓慢增加阶段(1965—2000年).1966—1976年，受到“文革”的影响，耕地增长较缓；1977—1990年，耕地得到恢复性增长；1991—2000年，是第二次大规模的开荒期，2000年耕地达到历史最高的1.89万hm2.

图1　1949—2012年耕地面积和人均耕地面积

第四阶段为缓慢降低阶段(2001—2012年).随着国家逐步实施农业税减免、粮食直接补贴政策，以及粮食收购最低定价政策的制定和实施，农民种地的收益得到了逐步保障.随着耕地保护政策宣传力度不断加大，耕地保护法律制度的逐步完善，以及耕地占用与补偿制度的严格执行[8]，减缓了快速城市化及退耕还林、还草等造成的耕地流失.耕地面积从2001年的1.77万hm2减少到2012年的1.65万hm2，净减0.12万hm2.

从图1可知，1949年以来，敦煌市人均耕地面积变化呈现3阶段变化过程：第一阶段，人均耕地面积从1949年的0.24hm2增加到1954年的历史最高0.28 hm2；第二阶段，人均耕地面积从1955年的0.27 hm2减小到1960年的0.19 hm2；第三阶段，人均耕地面积从1961年的0.21 hm2减小到2012年的0.12 hm2.研究时段内，耕地面积呈增加趋势，与之对应，人均耕地面积持续减少，说明了在此阶段人口的增速远高于耕地面积的增速.与同期甘肃省人均耕地面积作对比(图1)，除了1996—2000年外，敦煌市人均耕地面积均小于甘肃省人均耕地面积.

3.2粮食产量的动态变化

1949—2012年，敦煌市粮食产量变化可分为两个阶段(图2).第一阶段，快速增加阶段，粮食产量从1949的年0.91万t增加到1992的年8.10万t；第二阶段，波动下降阶段，粮食产量从1992的年8.10万t下降到2012年的0.49万t，下降了7.61万t.

从敦煌市粮食产量变化的诸多影响因素进行分析，可知在耕地面积增加和粮食单产水平提高两大背景之下，粮食播种面积的多少影响区域粮食总产量的变化.从图3可知，1949—1997年，敦煌市粮食作物播种面积总量逐步增加，且播种面积远大于经济作物播种面积，从而粮食总产量增加.1998—2012年，粮食播种面积逐步减少.统计表明，2012年粮食作物播种面积为470hm2，棉花种植面积高达1.1万hm2，粮食作物播种面积减小是区域粮食总产量减少的主要因素.1949—2012年，敦煌市人均粮食产量与粮食总产量幅度变化一致，人均粮食产量从1949年的245.42kg增加到1954年的483.12kg，1960年人均粮食产量快速减少到113.39kg，1992年人均粮食产量达到历史最高681.21kg，此后直线下降，2003—2012年，人均粮食产量不足50kg，为历史最低，粮食供给与需求严重失调.

图2　1949—2012年人均粮食产量和粮食总产量变化

图3　 1949—2012年粮食播种面积和经济作物播种

图4　1949—2012年敦煌市人口变化

3.3人口数量变化特征

1949—2012年，敦煌市人口变化可分为4个阶段(图4).第一阶段(1949—1955年)为缓慢增长期，人口从1949年的3.7万人增加到1955年的4.8万人；第二阶段(1956—1959年)为快速增长期，人口从1956年的7.2万人增加到1959年的9.1万人，主要是河南、上海、兰州等地先后移民1.89万人到敦煌市，致使敦煌市人口急骤增长[15]；第三阶段(1959—1961)为快速减少期，人口从1959年的9.1万人快速减少到1961年的6.6万人，净减2.5万人，主要是“三年自然灾害”以及大部分支边青年及其家属返迁原籍，加之发生粮荒，外流人口及疾病和非正常死亡的1万人[15]，导致人口快速减少；第四阶段(1962—2012年)为平稳增长期，人口从1962年的6.8万人增加到2012年的14.2万人.

3.4耕地压力指数动态变化特征

根据最小人均耕地面积的界定，依据国际小康标准，人均粮食需求量为400～600kg[16]，本研究根据实际，设定人均粮食食物需求量为小康线最低标准400kg.敦煌市是典型的绿洲灌溉农业区，本研究设定β为100%，依据最小人均耕地面积和耕地压力指数计算公式，绘制出敦煌市1949—2012年最小人均耕地面积和耕地压力指数变化图(图5-6).从图5可知，敦煌市最小人均耕地面积变化幅度大.1949—1997年，最小人均耕地面积呈减小趋势，与同期甘肃省最小人均耕地面积比较，除某些年份以外，其值低于同期甘肃省最小人均耕地面积；1998—2012年，最小人均耕地面积突增，均高于同期甘肃省最小人均耕地面积.

耕地压力指数变化特征与最小人均耕地面积变化特征相似.以K=1警戒线作为对比线，可看到敦煌市耕地压力指数变化特点(图6).与耕地警戒线相比较，K<1的年份有27年，占42%，粮食供给充足，粮食处于安全状态；K>1的年份有37年，占58%，粮食处于不安全状态，有风险.

研究表明，1949—1997年，耕地压力较低.在此期间，粮食作物占农作物播种面积比重高，经济作物所占比重较低，粮食总产增加，耕地压力稍降；1998—2012年，经济作物占农作物播种面积的比率增加，粮食总产下降，耕地压力突增(图1-2).农业科技水平的提高，促进了粮食单产水平.数据表明，2002—2011年10年间，农业机械总动力增加了1.6倍，农村用电量增加了2.8倍，化肥施用折纯量增加了1.3倍，农业现代化水平的提高促进了粮食产量的增加.人口的快速增加，加剧了耕地的压力.1949年人口3.7万人，2012年人口14.2万人，63年间净增10.5万人，净增人口是1949年总人口的2.8倍(图4).2003以来，耕地压力指数突增，其间2003年、2008年、2012年耕地压力指数分别为7.30,17.88,11.63，远大于警戒值，主要由粮食播种面积的快速减小造成.

图5　1949—2012年敦煌市最小人均耕地面积

图6　1949—2012年敦煌市耕地压力指数

统计表明，2003年以来，粮食播种面积迅速减少，粮食播种面积不足1 000hm2.2007年、2008年粮食播种面积不足100 hm2，是导致耕地压力突增的主要原因，出现了 K值增到11.71和17.88的反常值.

4讨论

1)优化水土资源配置.敦煌市是典型的内陆河流域绿洲区，水土资源的优良配置对粮食高产起着至关重要的作用.1949年以来，敦煌市出现大量的开荒潮，2000年耕地面积达1.89万hm2，是1949年耕地面积的2.11倍.与之对应，水资源极其短缺，“水-土”矛盾突出.随着疏勒河与党河两河下游和田地边缘开垦荒地,使得地下水位持续下降，造成“有地无水”的困境，最终导致敦煌市绿洲东部和南湖阳关等地带耕地荒废.因此，优化水土资源配置，是提高区域粮食生产能力，减缓耕地压力的重要渠道.

2)合理布局农业产业结构.1998年以来，敦煌市耕地压力剧增，主要原因是农业产业布局失衡.2012年，粮食作物播种面积470 hm2，棉花种植面积高达1.1万hm2，棉花种植面积过大，挤占粮食作物的种植，使得粮食播种面积骤减，粮食产量与人均粮食产量急剧下降.2012年的粮食产量仅为0.49万t，人均粮食产量不足50 kg,粮食安全受到极大的威胁.因此，压缩高耗水量的棉花的种植，适度增大粮食作物的播种，既可较少地利用水资源，减缓水资源压力，又可提高粮食产量，减缓耕地压力.

3)采用科技手段，提高地力.除自然原因外，科技手段的运用是促进耕地生产能力的重要方式.1949年以来，化肥、农业机械的推广运用促进了粮食单产和总产.2012年敦煌市单位播种面积(hm2)化肥使用量为720 kg，远远高于国际公认的单位播种面积化肥使用量225 kg的标准.由于大量施用化肥，导致地力受损，有效营养元素失衡，土壤板结，保水保肥能力下降；地表水和地下水受到污染；农作物品质下降，危及人体健康[17].因此，化肥的增产空间不大，其施用量将来还会降低.为此，未来可通过提高复种指数，增加农业机械化等方式，提高土地生产力，增加粮食产量，减缓耕地压力.

4)控制人口增加，提高人口素质.人口的快速增加，加剧了耕地的压力.因此，根据敦煌市社会发展需要，合理控制区域人口增加，提高人口素质，是减小区域耕地压力和解决粮食安全问题的重要途径.

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(责任编辑惠松骐)