四川省是我国人口和农业大省,也是西部大开发重要省份之一。2008年全省耕地面积395.95万hm2,占总土地面积的8.2%;总人口8907.8万,人均耕地0.044hm2,为全国平均水平的42.1%;粮食总产量达3140.0万t,占全国粮食总产量的6.0%。随着经济的快速发展,粮食安全问题日益突出,耕地资源是保障粮食安全的基础,耕地资源的变化影响粮食生产与粮食安全[1]。因此,研究四川省耕地压力时空变化对于增加该地区粮食产量和保障粮食安全具有重要意义。近年来,许多学者通过构建模型和评价指标体系等,从不同角度对耕地压力进行研究。任桂镇等[2]根据生态足迹原理,利用耕地生态压力指数对我国耕地压力进行测算。朱红波等[3]利用最少人均耕地面积和实际人均耕地面积的比值构建的耕地压力指数模型对我国耕地资源所承载压力的时空规律进行了实证分析。吴文盛等[4]用人均占有耕地面积、人均耕地后备资源量、耕地补充系数、耕地质量指标对我国耕地资源安全进行评价和预警。李启宇等[5]运用灰色GM(1,1)模型和对数需求函数模型对四川省的粮食消费需求和最少耕地面积保有量进行了预测。这些研究大都从国家尺度分析耕地压力变化情况,或仅从耕地数量和质量上来分析区域耕地变化,缺乏全面性,空间内部差异也无法比较。因此,该文运用耕地压力指数模型对四川省及其各市(州)的耕地压力进行了测算和评价,以期为该省耕地保护和粮食安全保障的理论研究及实践工作提供依据。

1数据来源与研究方法

1.1数据来源该研究以四川省21个市(州)为基本空间单元,数据来源于《四川省统计年鉴》(1991~2009)和《中国统计年鉴》(2008,2009)。由于涉及行政单元地域范围的变更,为保证数据的可比性和分析结果的准确性,该文对统计年份数据采取如下处理:(1)1993年新增广安市、巴中市,数据分别从南充市和达州市分离出来,之前二者数据纳入其所辖市区统计;(2)1997年和1998年分别新增眉山市和资阳市,数据分别从乐山市和内江市分离出来,之前二者数据纳入其所辖市区统计;(3)1997年及之前,原重庆市、万县地区、涪陵地区和綦江地区虽从属四川省辖区,但相关数据不纳入研究。

1.2研究方法

1.2.1耕地压力指数模型耕地压力指数是最少人均耕地面积与实际人均耕地面积之比,它可以反映一个地区耕地资源的紧张程度,该模型由两部分组建而成。(1)最少人均耕地面积[6-8],是指在一定区域范围内、一定的粮食自给水平和耕地生产力条件下,为满足人们正常生活粮食消费所需要的耕地面积,即人均耕地面积的警戒值。此概念给出了保障一定区域食物安全而需保护的耕地数量底线,计算公式如下:式中:K为耕地压力指数;Smin为最小人均耕地面积(hm

1.2.2耕地压力等级划分标准为了准确划分耕地压力等级,该研究按照上述方法分别计算出了1998~2008年四川省及21个市(州)的耕地压力指数。通过对结果进行聚类分析,并结合该省耕地资源和社会经济发展状况,制定了耕地压力等级划分标准(表1)[2]。

2结果与分析

2.1四川省耕地压力时序变化

2.1.1最小人均耕地面积和实际人均耕地面积变化情况该文以每年每人消耗粮食400kg作为人均粮食需求量,根据公式(1)和(2)计算出四川省最小人均耕地面积和实际人均耕地面积,其变化趋势见图1。从图1可以看出,1990~2008年间四川省最小人均耕地面积整体上呈现减少趋势。最小人均耕地面积从1990年的0.061hm2减少到2008年的0.048hm2,减少了0.013hm2,年均减少1.12%。同时,该省实际人均耕地面积也在持续减少,从1990年的0.059hm2减少到2008年的0.044hm2,减少了0.015图11990~2008年四川省最少人均耕地面积、实际人均耕地面积和耕地压力指数变化情况hm2,年均减少1.34%。随着人口数量不断增加,实际人均耕地面积也在不断减少,2000年后实际人均耕地面积也处于国际人均耕地警戒线以下,加剧了该省人多地少的矛盾。从时间段看,1990~2000年间该省最小人均耕地面积减少速度快于实际人均耕地面积,而2001~2008年间两者减少速度相反,这间接导致耕地压力指数的增加。

2.1.2耕地压力指数变化情况图1表明,1990~2008年四川省耕地压力指数波动较大,但整体上呈现增加趋势。1990年耕地压力指数为1.0425,2008年增加到1.0796,压力指数均超过1,耕地压力十分明显。根据公式(3)计算结果,四川省耕地压力指数变化大致可以分为3个阶段:(1)1990~1994年耕地压力指数缓慢上升。期间城乡工业发展迅速,投资建厂占地等使得耕地面积持续减少,从1990年的465.7万hm2减少到1994年的457.9万hm2,年均减少1.6万hm2,相当于每年减少半个攀枝花市的耕地面积;粮食单产也呈阶段性减少,从4335kg/hm2减少到4288kg/hm2,每公顷减少47kg。另外,期间最小人均耕地面积也略有增加,从而导致该阶段耕地压力的增加。(2)1995~1999年耕地压力指数持续下降。该阶段耕地压力指数从1995年的1.0033减少到1999年的0.9115。其主要原因是受国家农业政策的影响,耕地政策实现了从“计划型”向“市场型”的转变,农民生产积极性提高[9],粮食播种面积也迅速增加,1998年达到峰值733.81万hm2,粮食播种面积占农作物总播种面积的比例高达75.54%。此外,耕地综合生产力提高、科技投入加大等促使耕地复种指数从1995年的2.04增加到2000年的2.18,粮食单产也从4612kg/hm2增加到5206kg/hm2,从而缓解了该省耕地压力。

(3)2000~2008年耕地压力指数波浪式上升。该阶段耕地压力指数从0.9423增加到1.0796。其原因可归纳为:①耕地面积锐减。国家实行退耕还林还草政策,2002年四川省耕地面积中坡度在25度以上的还占11%[10-11],退耕还林还草的任务较大,到2008年底实际退耕还林还草面积达185.16万hm2[12]。此外,城镇扩展和工业园区建设也占用大量耕地。这些因素导致耕地面积9年内减少了38.66万hm2。②1999年前粮食连年丰收,出现了阶段性供过于求,粮食价格急转直下[11,13],大大降低了农民种粮积极性;虽然2003年后粮食价格有所提高,但农民从粮价上涨上获得的收益甚微,种粮积极性依然难以提高,仅2003年该省粮食作物种植面积调减绝对量为33.8万hm2,减幅达5.3%[13],粮食播种面积占农作物总播种面积比例也持续减小。③自然灾害严重[14](干旱频率95%,洪涝灾害频率94%),导致部分耕地失去耕作能力,粮食歉收或绝产,造成巨大经济损失。2.1.3耕地压力等级变化情况从压力等级变化情况来看(表2),1990~2008年四川省份耕地压力均处在预警区,耕地压力十分急迫。随着时间的推移,耕地压力也在升级。1990~2000年耕地压力基本处在预警稍小区,2001~2008年上升到预警稍大区,并接近压力明显区,压力指数超过1。据研究预测[11],2015年该省耕地压力将突破1.10,压力等级上升到明显较大区或进入明显大区。2.2四川省耕地压力空间格局变化为了进一步研究四川省耕地压力的时空差异,该文以各个地级市为基本研究单元,运用公式(1)、(2)和(3)分别测算了1990~2008年各个市(州)的最小人均耕地面积、实际人均耕地面积和耕地压力指数,并将耕地压力进行等级划分,结果如表3。1990~2008年四川省各市(州)的人均耕地面积和耕地压力指数呈现如下变化特征:(1)各州市区实际人均耕地面积均呈现减小趋势。这是由于各州市区人口不断增加,而耕地面积却不断减少所致。其中实际人均耕地减少最多的是阿坝州,人均减少0.039hm2;其次是内江市和成都市,均减少了0.021hm2。(2)除阿坝州和甘孜州略有增加外,其余各市(州)最小人均耕地面积也在减少。其中减少最多的是宜宾市,最小人均耕地面积从1990年的0.065hm2减少到2008年的0.044hm2;其次是雅安市和达州市,分别减少了0.013hm2和0.012hm2。1990年除遂宁市、成都市、德阳市和自贡市外,最小人均耕地面积均在国际人均耕地警戒线以上,到2008年仅有攀枝花市、阿坝州、甘孜州和凉山州这些欠发达的市(州)由于耕地综合生产能力得以提高,粮食单产和复种指数有所增加,最小人均耕地面积得以保持在警戒线以上,其他市(州)最小人均耕地面积却不断减少;最小的为广安市,2008年人均仅为0.036hm2。(3)各市(州)耕地压力也在不断增加(宜宾市和凉山州除外)。其中耕地压力指数增加最多的是阿坝州,其次是成都市和甘孜州,与1990年相比分别增加了1.1019、0.5831和0.5385。1990年耕地压力指数超过1的市(州)只有6个,到2008年增加到13个。从耕地压力等级来看,除德阳市和眉山市耕地压力不明显外,其他市(州)耕地压力均处于预警区或进入压力明显区,半数以上市(州)耕地压力较大,形势不容乐观。

3结论与建议

3.1结论

该文计算了四川省及其各市(州)的最小人均耕地面积和耕地压力指数,通过对耕地压力时空变化特征分析,主要得出以下结论:(1)由于城乡建设占用耕地,退耕还林政策减少可用耕地,以及粮食价格下降等因素导致近20年间四川省实际人均耕地面积和最小人均耕地面积呈现逐渐减小趋势,耕地压力逐渐增加。最小人均耕地面积从1990年的0.061hm2减少到2008年的0.048hm2,减少了21.31%;耕地压力指数从1990年的1.043增加到2008年的1.080,增加了3.54%。(2)各市(州)的最小人均耕地面积也呈现逐渐减少趋势,除宜宾市和凉山州外,压力指数都在增加,且区域间压力差异显着。耕地压力较大的市(州)主要分布在农业基础设施薄弱、耕地综合生产能力低和经济落后的地区,如阿坝州、甘孜州和凉山州;以及人口密度较大、城市化进程较快和工业发达的地区,如成都市和攀枝花市。

3.2建议(1)成都、南充和宜宾等市(州)人口总数在500万以上,最小人均耕地面积和实际人均耕地面积均低于国际人均耕地警戒线0.053hm2,耕地压力较大。在这些市(州)要缓解耕地压力就要控制人口数量增长,维持低生育水平,同时还要进一步加强素质教育,提高人口素质。(2)近年来攀枝花、德阳、绵阳、雅安和自贡等市(州)经济发展迅速,城市化进程较快,大量耕地被占用,加之大批农村劳动力向城市转移致使农村耕地撂荒、弃荒现象越来越严重,可耕土地面积不断减少,耕地压力不断加大。因此,应制定严格的耕地保护政策,促使城市扩展沿着高效集约的方向发展,还要加大力度解决撂荒地,盘活存量土地,增加有效耕地面积,从而减轻耕地压力。(3)阿坝、甘孜、凉山、乐山和眉山等市(州)经济发展水平较低,农业投资不足,科技措施无法落实,尤其是农田建设和地力培肥滞后等原因,致使粮食生产的巨大潜力不可能得到充分发掘,粮食单产无法达到理论生产潜力水平。在这些市(州)要不断加大农业科技投入力度,调整农业结构,实现科技兴农,提高耕地复种指数和粮食单产水平,增加粮食播种面积,有效降低最小人均耕地面积,从而达到缓解耕地压力和保障区域粮食安全的目的。(4)四川省中低产田面积较大,分布较广;据资料显示,2002年全省中低产田面积为371.15万hm2,其中有206.7万hm2生产潜力较大,通过对这部分耕地进行改造,估计每年可增产粮食594万t,相当于增加78.12万hm2耕地[10]。因此,可通过工程措施和农艺措施相结合的办法,推广良种、良灌、良制、良法配套,改善土壤结构,培肥地力,提高耕地资源生产利用率,从而缓解耕地压力。(5)四川省自然灾害频繁,夏涝冬旱,秋冬春连旱时常发生,大部分地区农业基础设施薄弱,水利工程老化现象严重,抵御自然灾害能力较低。因此,要改变目前大型骨干水利工程偏少情况,治理病险水库,修复各类农田水利工程,加强生态建设,积极推广节水灌溉技术,开源节流并重,提高抵御自然灾害的能力,以便缓解耕地压力,保障区域粮食安全。2/人);Sa为实际人均耕地面积(hm2/人)