区域耕地压力指数时空变化规律研究

班立国 苏欢 孙丽娜

摘要运用耕地压力指数模型，对2003—2012年吉林省耕地利用压力指数时空分异的特征以及动态变化进行分析。结果表明：随着时间的推移，吉林省耕地和人口不断增加，但最小人均耕地面积的增加幅度越来越小，几乎开始处于平衡状态。人口数量增加导致大量耕地转换为建设用地，使得耕地压力指数不断上涨。

关键词耕地压力指数；时空分异；耕地资源；吉林省

中图分类号F301.2文献标识码A文章编号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

进入21世纪以来，随着人口的继续增加，工业化、城镇化的加快，我国人地矛盾日益凸显，特别是人类与耕地之间的矛盾，迫切需要更加创新性的方法缓解人地矛盾。世界发达国家城市发展的经验显示，在城市化快速发展时期，耕地向建设用地转换加速。根据国家统计局数据，2016年我国城镇化率达到57.35%，比2015年高1.25百分点，未来一段时间我国的城市化处于高速阶段，至此，我国的耕地压力越来越大[1]。在此背景下，笔者构建吉林省最小人均耕地面积和耕地压力指数模型，根据2002—2012年统计数据得出耕地压力指数和粮食生产量等相关数据，分析当前吉林省的耕地资源利用状况，对促进吉林省耕地资源保護和保障粮食安全具有重要意义。

1指标选取、数据来源与研究方法

1.1指标选取

为了增加结果预测的准确性和借鉴的可行性，将2002—2012年吉林省耕地压力指数及其有关的具体指标绘制成图1

1.2数据来源

数据主要来源于《吉林统计年鉴》（2003—2013年），并收集2002年末到2012年末吉林省粮食局、国土资源局、吉林省国民经济和社会发展公报等正式公布的数据资料。经过整理统计，其数据为计算耕地压力指数的相关指标体系中全部数据，即全省2002年末到2012年末人口数、粮食自给率、粮食总产量、粮食播种总面积、农作物播种总面积和复种指数，地图空间数据来自2004年全国地图。相关指标数据见表1[3]。

1.3研究方法

1.3.1

耕地压力指数。指在某区域为保障粮食的基本安全所需的最小人均耕地面积与实际人均耕地面积的比例，其公式如下：

K=Smin/Sa （1）

式中，K表示耕地压力指数；Smin表示最小人均耕地面积；Sa表示实际人均耕地面积（hm2），如表1吉林省耕地压力指数相关指标。当K<1时，显示该地区的实际人均耕地面积比最小人均耕地面积需求量大，而且其地区的耕地并无明显压力；当K=1时，揭示该地区的实际人均耕地面积与最小人均耕地面积需求量基本相持平衡，即该地区耕地压力并不大，但是需要加强对耕地数量管理和控制，以防止出现耕地压力明显较大或者生产产生更大压力水平；当K>1时，体现吉林省地区的实际人均耕地面积需求量比最小人均耕地面积需求量要小，吉林省的耕地有明显压力，即有可能出现供给不平衡的现象，应需要加强管理和耕地数量控制，在原来耕地数量的基础上加以提高并开垦荒地，改良可以成为耕地的废弃地，或者提高耕地产出率（或生产效率）即耕地质量，来减少该地区耕地压力水平。

1.3.2

最小人均耕地面积。最小人均耕地面积概念是在某一固定区域内，固定的食物供给水平以及耕地综合的生产能

力的情况下，能满足该地区每个人正常的粮食消费稳定所占用的耕地面积。公式如下：

Smin =βGrp×q×k（2）

式中，Smin表示最小人均耕地面积（hm2）；表示为粮食自给率；Gr表示是人均食物需求量，此数据是根据吉林省当年的最低人均食物消费量，并根据联合国粮农组织的标准来得到并进行作为人均食物需求量的参考值；p表示粮食单产量（kg/hm2）；q表示为食物播种面积与农作物总播种面积年的比值（%）；k表示为复种指数[1-3]。

2结果与分析

根据表1数据，2002—2012年吉林省耕地压力指数相关指标计算结果见表2。

2.1吉林省耕地压力指数时间变化分析

2.1.1

耕地总量动态变化。由图2可知，吉林省耕地在平稳变化中表现上升趋势，2003—2012年，吉林省耕地主要有水田和水浇地、临时耕地3种类型构成（图3），其中临时耕地主要是由坡度25°以上的陡坡耕地，还有沟渠路占用2%左右，以及自留地、荒滩、空闲等耕地。在这一研究时期内，吉林省水田平稳上升同时趋向于平衡，从40.893万hm2上升到76.345万hm2，年均增加3.545 2万hm2；水浇田总体是呈现增加趋势，但是也出现较大波动变化，例如2008年开始大波动增加，到2010年波动下降，2011年平稳增加，2012年又大幅度增加。水浇田增加了38.169万hm2，年均增加3810万hm2，水田增加35.452万hm2，年均增加3.552万hm2。稻田的增长和水浇田保护粮食收成起到了非常关键的作用，其变化在一定程度上反映了吉林省在耕地结构上的调整力度和对农田水利设施重视程度（图2），加之现代科学技术和国家相应农业政策对农业生产的影响，极大增加了农业耕地利用效率，减少了耕地撂荒的可能性。耕地总量变化趋势主要受临时耕地面积的变化影响，其变化趋势与临时耕地面积变化大体一致，从516.593万hm2下降到696.442万hm2，下降了179.849万hm2，年均下降了17.985万hm2（图2）[4]。2.1.2

人均耕地面积变化。全省2002—2012年最小人均耕地面积、耕地压力指数随着时间的变化分别都具有相同的变化趋势见图4，Spearmans相关系数为0.918，在置信度为001时显著相关（表3）。粮食总产量和粮食单产量变化趋势基本上具有一致性，在2008年之前粮食单产量一直处于平稳增长趋势，同样粮食总产量也是逐渐增长；在2008年，由于吉林省在产业结构升级的过程中，种植结构调整，吉林省2009年由于寒冷、潮湿的春天，夏天又是罕见的干旱天气的负面影响，粮食产量为2 400万t，下降13.4%（图5）。在2011年，全年粮食播种总面积增涨了1.2%，全年粮食总产量增长11.6%。人均耕地面积大体上属于上升趋势（图6），其变化趋势和人口增长规律大体一致，在2012年，人口已经明显下降，但在大体处于上升状态，整体平均每年增加47 364人，年均增加人均耕地1.7 hm2。基于全省人口一直处于不断地增加，特别是在2004年之后，吉林省人口在大幅度上升，而人均耕地面积则于处于稳定状态，全省变化幅度比较小，几乎相当处于平衡状态，耕地压力指数来一直处于K<1的情况下，虽然其变化波动很明显，甚至在2009年耕地压力指数超过了0.9，但是完全可以满足省内需求，耕地压力并无明显变化（图7）。

2.2吉林省耕地压力指数空间分布及分析

为了对吉林省各市县耕地压力指数分析以及近年来耕地压力的大小分布情况，根据联合国粮农组织的标准人均食物需求量为 400 kg，故该研究采用400 kg为吉林省人均食物需求量标准，根据统计的数据和ArcGIS 10.2技术对各市县的耕地压力指数进行分析得到专题图（图8）[5-8]。

由图8a可知，2003年吉林省普遍地区耕地压力水平都是小于1的，无耕地压力现象，而且耕地压力主要表现在吉林省的东部的延吉市（K>1），图们市（K=1），南部的辽源市辖区（K=1），通化市辖区（K=1）和白山市辖区（K=1），这些耕地压力明显的地区，延吉市耕地压力水平表现得很大，可能是因为2003年延吉市出现了不可抗拒的自然灾害，使延吉市粮食产量出现减产，导致当年的压力指数稍微变大，当然不排除根本原因：当地在经济发展上始终没得到完善发展，仍然滞留于以工业作为发展经济的主要支柱，对于农业发展出现忽视，不重视农业生产，机器化程度较低，遏制了当地农业的发展。图8b是2006年的耕地压力水平分布，从

图中可以看出2006与2003年相比耕地压力的地区相对增加，大部分集中出现在吉林省的东南部分，在2003年的基础上增加了松原市市辖区，吉林市市辖区，白山市市辖区以及江源县周边的市县地区，都出现了压力持平的现象即压力指数等于1。图8c是2009年吉林省各市县耕地压力指数分布，从图中可以看出吉林省耕地压力指数有些减少，但是主要分布在东南部，但中部几乎没有，而且延吉市的压力指数明显降低，即在江源县的周围以及图们市、延吉市、安图县耕地压力指数处于相对平衡状态，但是在白山市市辖区的耕地压力变得增大，而通化市市辖区与2006年相比虽有所降低，但仍然处于相对高压状态。图8d是2012年的压力指数分布，与2003、2006和2009年的压力分布相比较，2012年各市县的耕地压力指数得到了很大的改变，加之在吉林省政府和国家政策对农业的重视与加强，同时，科技加速了农业的发展，促进了农业产量的增加[12]。

综合以上专题图分析得出，吉林省各个市辖区的耕地面积处于相对低的水平，压力指数处于相对高的状态，总体上看，由于城市化进程的不断发展，吉林省各个市县耕地压力指数除了市辖区和部分特殊地区外，其余地区耕地压力是处于相对安全区域的，并对整个吉林省的粮食产量做出了重要的贡献，也保证了吉林作为全国粮食大省的重要作用，为国家粮食安全做出了积极贡献。

3结论与建议

3.1结论

随着时间的推移，吉林省人口不断在增加，即使在规定未来十年内人们的人均食物需求量也会不增加的基础上，但最小人均耕地面积的增加幅度越来越小，几乎开始处于平衡状态。原因除了人口数量增加，导致大量耕地向建设用地转换，使得耕地压力指数则在不断上涨。还有就是耕地资源利用不合理，而且存在大量耕地资源被破坏，耕地质量退化现象。虽然现在的耕地压力水平还不足以影响地区的粮食安全，但是从立足于国家长远的粮食安全和社会发展稳定来看，特别是国家“二孩”政策开放以后，使得人口数量在未来一定时间内具有不可忽视的影响。因此，对于吉林省的耕地资源需要合理有效的利用[9-12]。

3.2对策建议

基于以上結论，为了防止出现粮食安全和耕地压力过大问题，提出以下建议。

（1）采取必要的手段来增加粮食单位面积产量，如改良品种，提高培养和管理水平，加强基本农田水利设施建设，适当增加肥料等。

（2）创新发展相关技术，提高耕地粮食生产量。①加速创设农业技术服务体制机制。相关农业部门应时刻准备推广新品种和提高新技术，增强粮食生产技术和提高质量安全。同时，也要加强农业规模经营发展趋势，通过“三权分置”土地承包政策引导农用地集约化、规模化，促进粮食生产技术的提高，提高生产效率。②粮食安全关乎国计民生，保障粮食红线不可动摇，采取一切积极措施提高耕地质量，强化合理轮作，以及正确引导利用耕地资源，加强农业土地规模利用，保障农业生产过程的科学化、集约化。

（3）加强生态环境建设，防止土地质量退化。采取综合措施，例如产权制度创新和经济诱导机制，激发农民生产积极性，增加耕地长期投入，改造中低产田，充分利用闲置耕地，引导农民科学合理可持续的利用耕地，除此之外，要发挥经济诱导机制的作用，诱导农民对坡度较大的未利用耕地，有计划地开垦、复垦废弃地，开发后备荒地资源，以此增加可利用耕地面积总量，减少区域耕地压力，保障粮食安全。

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