湯進華，韓冰華，宋成舜

(湖北科技學院 資源環(huán)境科學與工程學院，湖北 咸寧 437100)

耕地是社會經濟飛快發(fā)展不可替代的自然資源，其規(guī)模量與質量大體上決定了一地區(qū)人口承載力和可持續(xù)發(fā)展的能力[1]。隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程加速推進，有限的耕地資源與建設用地之間的矛盾日益突出。雖然中國實施了“耕地總量動態(tài)平衡戰(zhàn)略”，但補償的劣質耕地嚴重影響著區(qū)域糧食安全問題。對此，中國的很多學者高度關注。目前，學者對耕地資源的研究主要是集中在典型區(qū)域的耕地數量變化的動態(tài)過程[2]、地域差異與類型[3]、驅動機制[4，5]、耕地動態(tài)平衡[6]、耕地演變與糧食生產[7]、可持續(xù)利用對策等方面[8，9]。但是缺乏對典型丘崗區(qū)域耕地資源利用效益的研究。

咸寧市位于湖北省東南部，轄赤壁市、咸安區(qū)、嘉魚縣、通山縣、通城縣、崇陽縣1市1區(qū)4縣。是武漢“1+8”城市圈中的重要城市之一，地勢東南高，西北低，共分為3個地貌區(qū)。西北部江漢湖積沖積平原區(qū)，中部大幕山——雨山低山丘陵區(qū)，東南部幕阜山侵蝕構造中山區(qū)?，F有耕地面積156.06hm2，占全省4.64%，但糧食產量僅占全省的4.22%，糧食單產水平低于湖北省平均單產水平，人均耕地面積0.052 9人/hm2，占全省的9.06%，且大大低于聯合國糧農組織(FAO)所規(guī)定的人均耕地0.08hm2的警戒線。近年來，隨著人口的不斷增長，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的進程不斷加快，咸寧市“八山一水一分田”的地形特征，使得建設用地與農用地之間的矛盾更加緊張。如何在耕地資源的數量與質量不下降的前提下，確保咸寧市的糧食安全和經濟社會的持續(xù)發(fā)展，有必要對耕地效益進行研究。

1 研究方法

通過查閱相關參考文獻，在前人研究的基礎上[10-13]，選取可計量的耕地利用效益評價指標，構造了耕地產出效益系數、耕地消耗回報系數、耕地污染替代系數、耕地利用集約化系數對咸寧市的耕地利用效益進行定量分析。具體計算方法如下：

耕地產出效益系數k1=y/f

耕地消耗回報系數k2=c1/c2

耕地污染替代系數k3=y/p

耕地利用集約化系數k4=u/r

式中：y為糧食畝均增長率；f為化肥施用量(折存)增長率；c1為人均GDP增長率；c2為人均耕地減少率；p為農藥施用量增長率；u為城鎮(zhèn)化增長率；r為耕地面積減少率。其中，各指標增長率、減少率均是按(期末指標值-期初指標值)/期初指標值計算得出。結合《咸寧統(tǒng)計年鑒(2002-2012)》、《湖北統(tǒng)計年鑒(2012)》中咸寧部分的數據，計算出咸寧市耕地資源利用效益指標數值(表1)。

表1 耕地資源利用效益指標數值

2 結果分析

2.1 耕地數量和質量變化

在2002～2011年的10年中，咸寧市耕地面積總體呈上升趨勢。2011年底，咸寧市耕地面積為15.606×104hm2，與2002年底相比，耕地面積凈增加了2.484×104hm2，耕地面積年均增長0.276×104hm2，年均增長率為2.04%。另外從表2中觀察，咸寧市耕地面積在2002～2003年明顯減少，其原因是退耕還林所致；而在2003～2006年增加較快，共增加耕地面積2.187×104hm2，占研究期耕地面積總增量的88.04%。一方面原因是農業(yè)用地內部結構調整發(fā)生變化；另一方面是因為新開荒所致。但后期因咸寧市城市的經濟建設發(fā)展和城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的不斷推進，建設用地的急劇擴張占用，導致耕地增幅減少。

咸寧市耕地面積在總量上雖有所增加，但是耕地生產力卻有所下降。從表2可知，咸寧市糧食單產在2008年的時候達到最大，為5 676kg/hm2，但2011年僅有4 850kg/hm2，與2008年相比，下降了826kg/hm2。從趨勢發(fā)展來看，2004～2009年，糧食單產一直保持著增長趨勢，且保持在5 000kg/hm2以上。但到2010年，糧食單產急劇下降到4 744kg/hm2，變幅達到15.26%，2011年糧食單產雖有所增加，但是單產量依舊處于較低水平。由此可見，咸寧市耕地雖然在數量上保持了平衡，但是耕地生產力即耕地利用效益卻有所下降。這主要是因為建設用地占用了優(yōu)質農用地，而補充上來的耕地質量卻不及原有農用地，使得糧食單產有所減少。另一方面，由于化肥、農藥的不合理使用，造成土地環(huán)境污染和土壤肥力有所下降，同樣使得糧食單產出現大幅度的減產。

2.2 耕地產出效益分析

耕地資源利用效益首先體現在耕地產出效益上，耕地的產出水平包含農作物單產水平、耕地生態(tài)單產水平以及熟制，主要受耕地的質量和氣候等自然因素與包括技術、資本等人為因素的影響，而其中的化肥投入能快速有效的提高糧食產量。當化肥施用量增長率為正值時，若k1>1，則說明糧食單產的平均增長率大于化肥施用量(折純)的增長率，耕地產出效益較高；若k1<1，則說明耕地產出效益較差。由圖1可以看出，咸寧市耕地產出效益系數波動比較明顯，分別在2003年和2010年出現了極小值，并且只有2004、2006、2008年的耕地產出效益系數k1>1，表明咸寧市耕地的產出效益在這3年中較高；而在其他年份內k1均小于1，表明咸寧市耕地產出效益在多數年份內較低，且仍有下降趨勢。

表2 咸寧市耕地變化指標

圖1 咸寧市耕地利用效益

一般而言，合理施肥能夠增加糧食產量，提高耕地產出效益。由圖2可看出，咸寧市在2002～2011年，化肥施用量的增長率均為正值，這說明咸寧市對耕地的投入每年都在不斷增多。2008年之前，糧食單產增長率除2003年外，均大于0，且咸寧市耕地產出效益2004、2006、2008年大于1，說明化肥施用量合理，有效的提高了耕地生產潛力，使耕地的產出增長速度高于投入增長速度，咸寧市耕地的產出效益在這3年中較高。而2009、2010年兩年中，糧食單產連續(xù)下降，且在2010年下降得尤為明顯，下降率一度達到15.3%，使得耕地產出效益系數小于0，出現極小值。2003年耕地產出效益出現極小值主要是保護生態(tài)環(huán)境，退耕還林、還牧造成；2010年耕地利用效益出現極小值的主要原因是咸寧市城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的進程占用了大量的耕地，而補充上來的耕地質量低于原有耕地質量。雖然2011年，糧食增長率為正值，糧食單產量有所上升，但是k1值依舊小于1，耕地產出效益依然較低。一方面是因為近些年來，咸寧市耕地化肥施用量過度，造成耕地環(huán)境遭受污染和土壤肥力下降，導致糧食產量下降，耕地產出效益降低；另一方面還與咸寧市耕地流失，比如耕地拋荒，或者是減少農作物的播種次數，使耕地利用不充分，從而造成的咸寧市耕地產出效益整體較低。

圖2 咸寧市2002～2011年糧食單產和化肥施用量變化率

2.3 耕地消耗回報狀況分析

近年來，咸寧市經濟處于快速發(fā)展時期，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的加速進程及人口的不斷增長都無可避免的占用相當一部分耕地資源。耕地消耗回報系數在一定程度上可以反映經濟增長與耕地消耗的關系。當人均GDP增長率為正值時，若k2絕對值大于1，則表明耕地非農利用程度高，耕地消耗回報高，土地利用合理；若k2絕對值小于1，則表明耕地消耗回報低，土地利用不合理。

從圖3可以看出，咸寧市耕地消耗回報系數在2002～2006年中，k2值變化不大，比較穩(wěn)定。但是從2006年之后，k2值波動十分明顯。從圖表中反映，k2絕對值在2005～2008年是一直保持上升趨勢的，并且在2007～2008年，耕地消耗回報系數絕對值大幅度增長，并在2008年出現最大值，k2絕對值一度達到139.63。2008年之后，k2絕對值雖一直在下降，但是依舊大于1。從其趨勢線上說，耕地消耗回報系數有下降趨勢。但總體上說，咸寧市過去10年來，耕地消耗回報程度較高。

圖3 咸寧市2002～2011年耕地回報狀況

究其原因，從圖4可看出，2004、2005、2006、2010年的咸寧市耕地消耗回報系數均大于1，但是人均GDP和人均耕地面積的變化率均為正值，說明咸寧市經濟的發(fā)展與人均耕地面積的減少并沒有直接關系。而2007、2008、2009、2011年，咸寧市耕地消耗回報系數絕對值雖大于1，但是卻為負數，這是因為人均GDP增加的同時，人均耕地面積也有所減少，但是耕地消耗回報率總體上較高，不過這一指標沒有考慮耕地質量的變化。

圖4 咸寧市2002～2011年人均GDP與人均耕地面積變化

2.4 耕地污染狀況分析

為了消除害蟲對糧食產量的影響，則會無可避免的需要使用農藥，但也會不同程度地污染了土地環(huán)境。耕地污染替代系數正是反映了糧食單產量與農藥施用量之間的關系[16]。從圖5可以看出，咸寧市在過去的10年中，耕地污染替代系數在2008、2010年都大于1，但是只有在2008年的時候可以說明糧食單產的增長速率大于農藥施用量的增長率，農藥用量保持在一個合理的范圍內，有利于糧食單產的提高。這是由于2008年，糧食單產增長率和農藥施用量增長率均為正值，且耕地污染替代系數大于1；而在2010年，糧食單產農藥施用量的變化率都為負值，且糧食單產的變化率大于農藥施用量的變化率，耕地污染替代系數卻也大于1，反而說明農藥施用量的減少引起了糧食單產更大幅度的減少，說明了咸寧市耕地利用方式和農藥施用量的不合理，使得耕地生產潛力沒有得到最有效的提升，反而造成糧食的減產。說明咸寧市在過去的十年中，農藥施用量整體處于不合理的狀態(tài)。

圖5 咸寧市2002～2011年耕地污染狀況

從圖6中不難發(fā)現，咸寧市在2002～2011年的10年中，農藥施用量在多數年份內是下降的，僅在2004、2006、2008年的時候，農藥施用量的增長率為正值，其他年份內均小于0。糧食單產增長率在2008年之前，除2003年外，糧食單產增長率為正值，但是在2009、2010年的兩年中，糧食單產增長率連續(xù)下降，分別為-1.37%和-15.3%。而在這兩年中，農藥的施用量也均在減少。這說明糧食單產量的減少與農藥的不合理施用關聯度較高。

圖6 咸寧市2002～2011年糧食單產與農藥施用量變化率

2.5 耕地利用集約化分析

耕地資源由于位置的固定性和數量的稀缺性，為提高人口、經濟、環(huán)境承載力，就必須對有限的土地資源集約化利用。耕地利用集約化系數k4在一定程度上反映了耕地利用集約化程度。由圖7可看出，2002～2006年，咸寧市耕地利用集約化系數變動幅度很小，較為穩(wěn)定；但是在2006年之后，k4波動十分大，分別在2007和2011年出現兩次極大值，特別是在2007年，k4值一度達到13.44。這反映了在2006年前，咸寧市的城鎮(zhèn)化水平還比較低，社會經濟發(fā)展處于緩慢狀態(tài)。2006年之后，咸寧市的城鎮(zhèn)化進程加快，一方面提高了土地的集約利用程度，推動了社會經濟高速發(fā)展；但是另一方面城鎮(zhèn)化的進程無可避免地占用一部分耕地，使得建設占用與耕地保護之間的矛盾日益突出。

圖7 咸寧市2002～2011年耕地利用集約狀況

3 結論與討論

基于耕地數量和質量變化，選擇耕地產出效益系數、耕地污染替代系數、耕地消耗回報系數、耕地利用集約化系數指標測算了咸寧耕地資源利用效益，得出如下結論：

(1)研究期內，咸寧市耕地面積總體上呈上升趨勢，但后期因城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的不斷推進，建設用地的急劇擴張導致耕地增幅減少。補償的劣質耕地及過度使用化肥農藥致使耕地質量有所下降。

(2)研究期內，咸寧市耕地產出效益系數波動比較明顯，除2004、2006、2008年較好外，總體上呈下降趨勢。耕地產出效益下降的原因，除了與化肥的過度使用、農藥的不合理使用，以及因“占補平衡”而補充的耕地質量低于原有耕地質量而造成耕地整體生產力下降外，還與耕地的流失，耕地復種指數減少有著密切的關系。

(3)研究期內，咸寧市耕地消耗回報系數總體上呈下降趨勢。但耕地消耗回報程度較高，其值均大于1。咸寧市的經濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設是以消耗耕地資源為代價的，但是從耕地消耗回報狀況分析中可以看出，咸寧市經濟的發(fā)展速度快于耕地面積的減少速度，耕地轉化為非農建設項目用地后的利用程度較高。

(4)研究期內，咸寧市耕地利用集約化系數總體呈上升趨勢，城鎮(zhèn)化水平與耕地集約利用程度呈正相關。2006年前咸寧市耕地利用集約化系數變動幅度很小，且較為穩(wěn)定；2006年后，波動較大。其原因為：在2006年前，咸寧市的城鎮(zhèn)化水平還比較低，耕地的集約利用程度低。2006年之后，咸寧市的城鎮(zhèn)化進程加快，提高了土地的集約利用程度。

針對上述結論，為提高咸寧市耕地資源利用效益做出如下建議：

(1)遵循經濟學中的“3R”原則，促進農業(yè)經濟循環(huán)發(fā)展。對化肥和農藥的施用量進行減量化，以達到減少環(huán)境污染；對耕地資源進行多空間和時間的利用，如間種、套種，以達到對耕地資源的多級循環(huán)利用，提高耕地的復種指數，增加糧食產量；增加對傳統(tǒng)有機肥的投入量，不但可以使廢物得到再次循環(huán)利用，同時也可以改善土壤質量，提高土壤肥力，促進糧食增產，使得耕地產出效益得到提升。

(2)對土地進行合理的開發(fā)、整理，擴大非農建設項目的用地選擇。將宜農土地開發(fā)成農用地或是耕地，以增加耕地面積。同時對田、水、路、林、村等實行綜合整治，增加有效耕地面積，提高土地質量和利用效益。對于非農建設項目用地，則是通過城市土地挖潛和盡量選用閑置地，以減少或是不占用耕地。

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