曹文亞， 潘洪義*， 巫澤倩， 黃 佩

（1.四川師范大學(xué) 西南土地評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都610066；2.四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川 成都610066）

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境結(jié)構(gòu)快速變化導(dǎo)致部分地區(qū)自然資源消耗過(guò)快，引發(fā)的生態(tài)問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重.因此，探索資源的可持續(xù)發(fā)展模式、構(gòu)建資源可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)體系成為當(dāng)今社會(huì)研究的熱點(diǎn)［1］.耕地作為人類生存發(fā)展中最重要的生產(chǎn)資料，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)［2］.同時(shí)，耕地又因其面積固定性、易受人類擾動(dòng)性，及其不可再生性等特點(diǎn)，成為目前最應(yīng)該受到保護(hù)的自然資源之一.生態(tài)足跡模型作為定量測(cè)度區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的模型之一，最早由生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Rees 等［3］提出，生態(tài)足跡的動(dòng)態(tài)變化與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相關(guān)，是定量測(cè)度人類對(duì)自然資源開(kāi)發(fā)利用程度以及資源可持續(xù)發(fā)展的重要模型［4-7］.1999 年，國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始引進(jìn)生態(tài)足跡理論，應(yīng)用該模型研究不同尺度和不同領(lǐng)域的生態(tài)足跡狀況［8-10］，將生態(tài)足跡理論引入到單項(xiàng)土地利用類型（耕地）的研究上，有助于深入發(fā)現(xiàn)人類足跡對(duì)某種土地類型的占用情況.在耕地資源的研究方面，王興華等［11］基于生態(tài)足跡理論的基礎(chǔ)，測(cè)算了建設(shè)用地和耕地之間轉(zhuǎn)化的潛力.何如海等［12］在耕地的生態(tài)補(bǔ)償中引入生態(tài)足跡理論，用來(lái)研究耕地的生態(tài)補(bǔ)償問(wèn)題.張寅玲等［13］引入生態(tài)足跡理論對(duì)蘭州市耕地利用度通過(guò)數(shù)理分析進(jìn)行了預(yù)測(cè).文獻(xiàn)［14 -15］則是分別借助生態(tài)足跡模型對(duì)西藏地區(qū)和整個(gè)中國(guó)耕地的生態(tài)承載力進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析和評(píng)價(jià).根據(jù)上述多位學(xué)者的研究成果，本文通過(guò)引入耕地脆弱性概念，在生態(tài)足跡理論的基礎(chǔ)上，引入生態(tài)占用指數(shù)和生態(tài)壓力指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)域耕地的可持續(xù)發(fā)展，方法較為新穎.脆弱性是事物易受不利影響的傾向或習(xí)性，包括對(duì)危害的敏感性以及抗干擾和適應(yīng)能力的薄弱［16］.耕地脆弱性是將脆弱性概念引入到耕地狀態(tài)的評(píng)價(jià)上，指耕地在一定時(shí)空條件下在面臨人類耕作及調(diào)整擾動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出的可能性響應(yīng).脆弱性越大，說(shuō)明耕地承受的外界環(huán)境壓力和擾動(dòng)越大，可持續(xù)性越差.基于生態(tài)足跡理論和GIS 工具，對(duì)耕地脆弱性的評(píng)價(jià)以及對(duì)區(qū)域耕地脆弱性空間分布進(jìn)行可視化表達(dá)分析，是一種研究區(qū)域耕地可持續(xù)發(fā)展利用的可行方法.

1 研究區(qū)概況

德陽(yáng)市位于成都平原北部，地處103°45′～105°15′E，30°31′ ～31°42′N 之間.地勢(shì)西北高東南低，北鄰茂縣、安縣，東接三臺(tái)縣、大英縣，南鄰樂(lè)至縣、金堂縣，西與彭州市、汶川縣接壤.德陽(yáng)市境內(nèi)現(xiàn)有土地共59.3 萬(wàn)hm2，其中，耕地面積占總土地面積的3%左右，共有1.8 萬(wàn)hm2.下轄旌陽(yáng)區(qū)、中江縣、羅江縣3 個(gè)區(qū)縣，代管廣漢市、什邡市和綿竹市三市.2016 年全市共有人口387.7 萬(wàn)人，人口耕地密度為31.336 人／km2.德陽(yáng)市是工業(yè)城市，工業(yè)是三大產(chǎn)業(yè)中為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力最多的產(chǎn)業(yè).

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性和現(xiàn)實(shí)性等條件，本研究所需用核算耕地生態(tài)足跡的數(shù)據(jù)均取自《德陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2007—2017），行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)來(lái)源于四川省矢量數(shù)據(jù)庫(kù).特別說(shuō)明：在計(jì)算消費(fèi)量時(shí)，復(fù)雜的貿(mào)易會(huì)使數(shù)據(jù)產(chǎn)生很大的偏差［17］，為了統(tǒng)一計(jì)算口徑，本文將生物資源賬戶內(nèi)各產(chǎn)品的消費(fèi)量用產(chǎn)量來(lái)近似代替［18］.

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)足跡模型 生態(tài)足跡的計(jì)算主要基于2 個(gè)假設(shè)：一是人類能夠計(jì)算出自身所消費(fèi)的資源和產(chǎn)生的廢氣物數(shù)量；二是這些被消費(fèi)的資源和產(chǎn)生的廢棄物能夠轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積［19］.生態(tài)足跡的方法主要是將人類消費(fèi)轉(zhuǎn)化成土地的產(chǎn)出量，再與土地的生態(tài)承載力進(jìn)行對(duì)比.如果生態(tài)承載力與生態(tài)足跡之差為負(fù)數(shù)，則此區(qū)域耕地出現(xiàn)生態(tài)赤字，說(shuō)明此地區(qū)生產(chǎn)負(fù)荷壓力大，耕地呈現(xiàn)不可持續(xù)的利用方式.反之，如果生態(tài)足跡需求小于生態(tài)承載力，則此地區(qū)的耕地呈現(xiàn)生態(tài)盈余狀態(tài)，耕地呈現(xiàn)出可持續(xù)利用的狀態(tài)［19］.生態(tài)足跡的計(jì)算公式為

耕地生態(tài)承載力是指一個(gè)地區(qū)的耕地能夠提供給地表的具有生產(chǎn)性能的土地面積，耕地生態(tài)承載力公式為

生態(tài)盈虧計(jì)算公式為

其中，EL表示區(qū)域耕地總的生態(tài)足跡（hm2）、CL表示區(qū)域耕地總的生態(tài)承載力（hm2）、cl表示區(qū)域耕地人均生態(tài)承載力（hm2／人）、el表示區(qū)域耕地人均生態(tài)足跡（hm2／人）. ER表示耕地生態(tài)盈余總量，ED表示耕地生態(tài)赤字總量，ed表示人均生態(tài)赤字，er表示人均生態(tài)盈余，N 表示區(qū)域人口數(shù)量，i代表生產(chǎn)或者消費(fèi)掉的某一種作物的種類，ci代表某一區(qū)域內(nèi)對(duì)某一種作物i 的人均消耗量，pi則表示第i種作物在全球范圍內(nèi)的平均產(chǎn)量，ai為人均第i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目折算的耕地的產(chǎn)出面積（hm2／人），rj表示耕地的均衡因子，yj表示產(chǎn)量因子.

結(jié)合德陽(yáng)市的具體生產(chǎn)及消費(fèi)情況，計(jì)算德陽(yáng)市耕地的生態(tài)足跡所采用的數(shù)據(jù)有：稻谷、小麥、玉米、花生、油菜籽、棉花、甘蔗、煙葉、藥材、蔬菜（含菜用瓜）、瓜果11 類作物.本文計(jì)算所采用的均衡因子和產(chǎn)量因子在利用文獻(xiàn)［20 -22］均衡因子、產(chǎn)量因子平均值的基礎(chǔ)之上，結(jié)合四川省農(nóng)用地評(píng)價(jià)結(jié)果，德陽(yáng)市耕地的均衡因子確定為2.8，產(chǎn)量因子為1.04.

2.2.2 耕地脆弱性算法 在生態(tài)足跡理論的基礎(chǔ)上，引入生態(tài)壓力指數(shù)和生態(tài)占用指數(shù)來(lái)表征耕地的脆弱性的狀態(tài).生態(tài)壓力指數(shù)（ETI）定義為某一定地區(qū)可更新資源的人均生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的比值，用來(lái)表示該區(qū)域所承受的環(huán)境壓力及外界擾動(dòng)情況，其原本是一個(gè)評(píng)價(jià)可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)，本文用它來(lái)表征耕地的穩(wěn)定性和脆弱性.耕地的生態(tài)壓力指數(shù)越大，則說(shuō)明該地區(qū)耕地呈現(xiàn)出越脆弱狀態(tài).生態(tài)占用指數(shù)（EOI）被定義為某一地區(qū)的人均生態(tài)足跡與同期全球人均生態(tài)足跡的比值，可以反映出該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和人均消費(fèi)水平占全球的份額［23］，生態(tài)占用指數(shù)則是可以表征一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，生態(tài)占用指數(shù)越大，則說(shuō)明該地的經(jīng)濟(jì)水平越發(fā)達(dá)，其計(jì)算公式為

其中，ETI表示生態(tài)壓力指數(shù)，e′l表示區(qū)域可更新資源人均生態(tài)足跡.用它來(lái)反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境的承壓程度，其數(shù)值越大，代表當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)承壓越大，脆弱性越大［23］.

其中，EOI表示生態(tài)占用指數(shù)表示同期全球人均生態(tài)足跡.用它來(lái)反映當(dāng)?shù)厝嗣裆钏礁叩停渲翟酱?，人民生活水平越?

根據(jù)世界自然基金會(huì)（WWF）2004 年提供的2001 年全球147 個(gè)國(guó)家的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力數(shù)據(jù)，利用模型計(jì)算出生態(tài)壓力指數(shù)、生態(tài)占用指數(shù)，再通過(guò)對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，結(jié)合考慮世界各國(guó)的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，制定了耕地脆弱性評(píng)價(jià)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)［23］，如表1 所示.分析計(jì)算出的生態(tài)足跡表，選取典型的2 年作為節(jié)點(diǎn)，其中，2009 年是發(fā)生在汶川大地震之后，德陽(yáng)市作為重災(zāi)區(qū)其生態(tài)足跡發(fā)生了明顯的變化.經(jīng)過(guò)幾年的重建，德陽(yáng)市生態(tài)足跡逐漸恢復(fù).

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab. 1 Evaluation index classification criteria

但由表2 可看出，2013 年之后德陽(yáng)市耕地生態(tài)足跡又趨下降趨勢(shì).故分別選取2006、2009、2013和2016 年等4 年作為代表年份，對(duì)德陽(yáng)市各區(qū)縣的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字及耕地脆弱性空間分布變化情況進(jìn)行分析.首先，將德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字及耕地脆弱性在ArcGIS 里進(jìn)行可視化表達(dá)，使用自然斷裂點(diǎn)法將德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)盈虧、生態(tài)壓力指數(shù)由低到高分成5 到6類，進(jìn)行直觀可視化表達(dá).德陽(yáng)市耕地總體生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字見(jiàn)表2，德陽(yáng)市耕地各區(qū)縣生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)盈虧數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，表征耕地脆弱性的耕地生態(tài)壓力指數(shù)和生態(tài)占用指數(shù)見(jiàn)表4.

3 結(jié)果與分析

在2006—2016 年近10 年來(lái)的時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)

表2 德陽(yáng)市耕地N、el、EL、cl、CL、ed、ED 結(jié)果變化Tab. 2 Changes in N，el，EL，cl，CL，ed and Ed results of cultivated land in Deyang City

表3 德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地2006—2016 年el、cl、ed、er 計(jì)算結(jié)果變化Tab. 3 Changes in calculation results of el，cl，ed，and er from 2006 to 2016 of cultivated land in various districts and counties of Deyang City ／（hm2／人）

表4 德陽(yáng)市2006—2016 年各區(qū)縣耕地脆弱性響應(yīng)指數(shù)Tab. 4 Cultivated land vulnerability response index of Deyang City from 2006 to 2016

3.1 德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地人均生態(tài)足跡時(shí)空變化分析 德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)足跡采用自然斷裂點(diǎn)法的間斷點(diǎn)分別為：0.000 600、0. 298 100、0.553 200、0.966 700和2.107 900.由德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)足跡空間分布圖（圖1）可以看出，德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)足跡在空間存在差異性，其中，旌陽(yáng)區(qū)和中江縣一直屬于生態(tài)足跡較低的區(qū)縣，且10 年來(lái)變化較為穩(wěn)定.旌陽(yáng)區(qū)生態(tài)足跡從2006 年的0.002 7 hm2／人變化到2016 年的0.003 6 hm2／人，變化率很小，這期間經(jīng)歷了一個(gè)先逐漸上升后面又逐漸下降又逐漸保持平穩(wěn)值，由2006 年的0. 002 7 hm2／人到2008 年的0.017 8 hm2／人，再?gòu)?009 年的0.002 9 hm2／人到2012 年 的0. 006 2 hm2／人，2013 年0.000 6 hm2／人之后就趨于穩(wěn)定狀態(tài).中江縣從2006 年的0.006 3 hm2／人 到2016 年的0. 049 6 hm2／人，呈現(xiàn)一個(gè)緩慢上升的趨勢(shì).旌陽(yáng)區(qū)和中江縣生態(tài)足跡之所以一直處在低水平的原因可能是，旌陽(yáng)區(qū)作為德陽(yáng)市的主城區(qū)，主要職能在于承擔(dān)行政職責(zé)及發(fā)展一些中輕產(chǎn)業(yè)，中江縣的農(nóng)業(yè)用地面積占用比在土地利用中較小，所以其生態(tài)足跡相對(duì)較小.廣漢市生態(tài)足跡逐漸出現(xiàn)下降趨勢(shì)，由2006年0.966 7 hm2／人到2016 年0.391 2 hm2／人，年均降幅為5.8%.近些年來(lái)，隨著很多歷史文化名跡的開(kāi)發(fā)，廣漢市的角色發(fā)生了變化，逐漸由第一產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)，故其生態(tài)足跡逐漸下降，跟它的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等密不可分.羅江縣從2006 年的生態(tài)足跡高水平階段2.107 9 hm2／人直接下降到2009 年生態(tài)足跡低水平階段0. 524 9 hm2／人，是因?yàn)榱_江縣在2008 年汶川地震中屬于重災(zāi)區(qū)，耕地?fù)p壞嚴(yán)重，耕作能力急劇下降.自2009年之后羅江縣的生態(tài)足跡又逐漸上升到一個(gè)高水平階段，屬于德陽(yáng)市糧食大縣.什邡市生態(tài)足跡一直保持在一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，10 年來(lái)變化率不大.綿竹市的生態(tài)足跡經(jīng)歷了一個(gè)由高到低再到高的階段，從2006 年的較高水平0.538 9 hm2／人到2009 年的低水平0. 259 6 hm2／人，也是因?yàn)殂氪ǖ卣鸬挠绊懀笾饾u升高，2013 年達(dá)到0.511 2 hm2／人，再下降是因?yàn)殡S著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綿竹市確立了一批風(fēng)景區(qū)，逐漸從農(nóng)業(yè)大縣向旅游縣城轉(zhuǎn)型.總之，在空間結(jié)構(gòu)上，德陽(yáng)市各區(qū)縣的生態(tài)足跡呈現(xiàn)西南、西北、東北部高，東部、南部低的局面，10 年來(lái)各區(qū)縣生態(tài)足跡空間變化上不大，呈現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài).

圖1 德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)足跡空間分布Fig. 1 Spatial distribution of ecological footprints in various districts and counties of Deyang City

3.2 德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)承載力時(shí)空變化分析 使用ArcGIS 工具里的自然斷裂點(diǎn)法對(duì)德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地生態(tài)承載力進(jìn)行分類，劃分節(jié)點(diǎn)分別為：0.098 000、0.134 000、0.141 600、0.153 900 和0.201 600.在2006 年到2016 年10 年來(lái)的時(shí)間段內(nèi)，德陽(yáng)市耕地的承載力呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其中旌陽(yáng)區(qū)的變化最為劇烈，主要表現(xiàn)為大幅下降，從2006 年 的0. 114 5 hm2／人 下 降 到2016 年 的0.098 0 hm2／人.廣漢市經(jīng)歷了生態(tài)承載力先升后降再升再降的變化趨勢(shì)，由2006 年的0. 146 4 hm2／人上升到2008 年的0. 143 8 hm2／人，再由2009 年的0.139 4 hm2／人之后逐年呈現(xiàn)一個(gè)緩慢下降趨勢(shì)，總體在緩慢下降.什邡市、綿竹市、羅江縣、中江縣的變化趨勢(shì)也大致一致，呈現(xiàn)出整體下降，偶爾上升趨勢(shì).總體來(lái)講，德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)承載力在合理的范圍內(nèi)呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì).生態(tài)承載力的上升下降跟耕地的面積變化有關(guān)，之所以德陽(yáng)市的生態(tài)承載力沒(méi)有出現(xiàn)不可抑制的下降狀態(tài)，是因?yàn)閲?guó)家近年大力保護(hù)耕地，力保基本農(nóng)田的面積而做出的努力有關(guān).

由德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)承載力空間分布圖（圖2）可以看出，耕地的生態(tài)承載力在空間分布上有一定的差異，生態(tài)承載力總體呈現(xiàn)西部、東部、北部高，南部低的局面.2006—2016 年10 年內(nèi)，中部旌陽(yáng)區(qū)表現(xiàn)為持續(xù)下降，這主要是因?yàn)殪宏?yáng)區(qū)耕地功能逐年向其他區(qū)縣轉(zhuǎn)移導(dǎo)致耕地面積下降所致.從2016 年生態(tài)承載力分布圖可以看出，什邡市和廣漢市生態(tài)承載力也在持續(xù)下降，由2013 年的中高水平的生態(tài)承載力下降為2016 年較低水平的生態(tài)承載力，主要原因是什邡市和廣漢市在近幾年來(lái)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，大力發(fā)展旅游業(yè)和其他服務(wù)業(yè)所致.總體來(lái)說(shuō)，德陽(yáng)市耕地生態(tài)承載力的下降趨勢(shì)較為穩(wěn)定，空間分布結(jié)構(gòu)也較為穩(wěn)定.

圖2 德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)承載力空間變化Fig. 2 Spatial variation of ecological carrying capacity in various districts and counties of Deyang City

3.3 德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)盈虧狀態(tài)時(shí)空變化分析 德陽(yáng)市生態(tài)盈虧在ArcGIS 中使用自然斷裂法分類時(shí)采用的分類節(jié)點(diǎn)分別為：-0.135 600、-0.944 00、- 0. 920 00、- 0. 235 00、0. 000 00、0.258 700和0.563 500.從時(shí)間序列來(lái)看，德陽(yáng)市各區(qū)縣的生態(tài)盈余表現(xiàn)為，旌陽(yáng)區(qū)在2006—2016 年以來(lái)10 年內(nèi)耕地一直呈現(xiàn)生態(tài)赤字狀態(tài)，但生態(tài)赤字逐年降低，由2006 年的-0.111 8 hm2／人到2016 年的-0.094 4 hm2／人，向好性明顯.中江縣近10 年內(nèi)耕地一直呈現(xiàn)生態(tài)赤字，生態(tài)赤字變化不大，由2006 年的-0.135 6 hm2／人到2016 年的-0.92 0 hm2／人，呈轉(zhuǎn)良趨勢(shì).廣漢市耕地在近10年來(lái)都處于生態(tài)盈余狀態(tài)，但是盈余程度由2006年的0.820 3 hm2／人到2016 年的0.258 7 hm2／人，一直保持下降狀態(tài)，年均降幅為5.6%.什邡市除了在2015 年出現(xiàn)了生態(tài)赤字之外，其余年份都呈現(xiàn)生態(tài)盈余，但是生態(tài)盈余表現(xiàn)為持續(xù)下降，下降趨勢(shì)與生態(tài)承載力的下降趨勢(shì)一致.羅江縣的耕地則是都呈現(xiàn)出生態(tài)盈余狀態(tài).綿竹市的耕地生態(tài)盈虧變化較大，2006—2016 年以來(lái)，2006—2009 年這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，綿竹市的生態(tài)盈余呈下降趨勢(shì)，由2006年的0. 372 7 hm2／人下降到2009 年的0. 108 9 hm2／人；在2010—2015 年這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，綿竹市的耕地生態(tài)盈余呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，由0.281 2 hm2／人上升到0.440 1 hm2／人.但是，在2016 年，綿竹市突然出現(xiàn)了生態(tài)赤字年，這是因?yàn)樵?016 年，綿竹市的生態(tài)足跡下降降幅較大所致.什邡市的耕地近10年內(nèi)都處于生態(tài)盈余狀態(tài)，并呈現(xiàn)出增加趨勢(shì).在近10 年的時(shí)間段內(nèi)，德陽(yáng)市各區(qū)縣除了什邡市耕地一直向良好的生態(tài)盈余方向發(fā)展，其余各區(qū)縣耕地的生態(tài)赤字情況向好性不明顯，甚至出現(xiàn)赤字?jǐn)U大跡象.

由德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地的生態(tài)盈虧分布圖（圖3）可以看出，德陽(yáng)市的耕地在空間分布上差異較大，在2006 年，德陽(yáng)市耕地的西北、西南部呈現(xiàn)生態(tài)盈余，中部和東南部則呈現(xiàn)生態(tài)赤字，總體表現(xiàn)為西部盈余，中東部虧的局面.隨著時(shí)間的推移，到2016年時(shí)，德陽(yáng)市耕地的西北部也呈現(xiàn)出生態(tài)赤字狀態(tài)，耕地生態(tài)赤字重心的分布范圍呈現(xiàn)出西部盈余狀態(tài)向生態(tài)赤字發(fā)展的局面.導(dǎo)致這種變化的原因可能是，近幾年來(lái)德陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，中部綿竹市、旌陽(yáng)區(qū)、中江縣大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，涌入大量人口，產(chǎn)業(yè)類型由第一產(chǎn)業(yè)向第二三產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)型，耕地面積減小，生態(tài)承載力減小所致.

圖3 德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)盈虧空間變化Fig. 3 Changes of ecological profit and loss space in various districts and counties of Deyang City

3.4 德陽(yáng)市各區(qū)縣耕地脆弱性分布時(shí)空變化分析對(duì)2006—2016 年各區(qū)市縣生態(tài)壓力指數(shù)，在Arc-GIS中使用自然斷裂點(diǎn)法分為6 類，劃分標(biāo)準(zhǔn)為：0.5、0.8、1.0、2.0 和5.2 hm2／人，并將耕地生態(tài)壓力指數(shù)進(jìn)行空間可視化表達(dá)后得到德陽(yáng)市耕地脆弱性空間分布圖（圖4）.

在時(shí)間序列上可知，旌陽(yáng)區(qū)耕地ETI從2006 年的0.023 6 hm2／人到2016 年的0.037 0 hm2／人，表現(xiàn)為逐漸增加趨勢(shì).這說(shuō)明旌陽(yáng)區(qū)耕地的脆弱性有所增加.旌陽(yáng)區(qū)耕地EOI在2012 年之前逐年增加，2013 年出現(xiàn)下降趨勢(shì)，之后又逐漸增加，這說(shuō)明旌陽(yáng)區(qū)近10 年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈持續(xù)增長(zhǎng)狀態(tài).中江縣耕地的ETI也是呈逐年增加趨勢(shì)，由2006 年的0.044 1 hm2／人增加到2016 年的0.526 3 hm2／人.中江縣的EOI在2009 年出現(xiàn)了一個(gè)近10 年來(lái)的最大值，達(dá)到3.514 5 hm2／人，這有可能是因?yàn)?008年地震之后國(guó)家大力重建災(zāi)區(qū)所致.廣漢市的耕地ETI、EOI呈逐年上升趨勢(shì)，這與廣漢市經(jīng)濟(jì)逐年增加趨勢(shì)一致，符合現(xiàn)實(shí)社會(huì)發(fā)展情況.什邡市、綿竹市、羅江縣三區(qū)縣近10 年來(lái)，ETI、EOI都是呈現(xiàn)一個(gè)先下降后上升的趨勢(shì).

從空間演變上而言，德陽(yáng)市耕地的脆弱性主要呈現(xiàn)出西南部極脆弱，東南部較脆弱，中部耕地低脆弱的空間分布規(guī)律，其中，什邡市、廣漢市、羅江縣的耕地都呈現(xiàn)出較強(qiáng)的脆弱性，這與當(dāng)?shù)馗氐氖褂脧?qiáng)度有極大的關(guān)系.隨著耕地的使用強(qiáng)度不斷增加，生態(tài)足跡增加，生態(tài)承載力持續(xù)下降，從而耕地的脆弱性逐年增加，不可持續(xù)性利用的趨勢(shì)明顯.其中，旌陽(yáng)區(qū)、中江縣耕地的脆弱性較小，耕地呈穩(wěn)定狀態(tài).這一方面是因?yàn)檫@2 個(gè)縣的功能與其他縣有所區(qū)別，擁有的耕地面積較那些脆弱性較強(qiáng)的區(qū)縣少，另外一方面，這2 個(gè)區(qū)縣耕地的農(nóng)作物種植面積也較小，大部分耕地承擔(dān)著綠化等其他職能.綿竹市的耕地脆弱性水平呈現(xiàn)出一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，10 年沒(méi)有發(fā)生較大變化，一直處于一個(gè)較良性的局面，這與綿竹市政府這些年對(duì)耕地的重視與保護(hù)密不可分.

圖4 2006—2016 年德陽(yáng)市各區(qū)縣生態(tài)壓力指數(shù)空間分布Fig. 4 Spatial distribution of ecological stress index in various districts and counties of Deyang City from 2006 to 2016

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論 通過(guò)計(jì)算德陽(yáng)市近10 年來(lái)各區(qū)縣耕地的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)盈虧、生態(tài)壓力指數(shù)，可以得出以下結(jié)論.

1）德陽(yáng)市耕地的整體生態(tài)足跡和生態(tài)承載力在時(shí)間層面上均呈現(xiàn)出一個(gè)緩慢下降的趨勢(shì)，其中，生態(tài)足跡由2006 年的1.870 7 hm2／人下降到2016 年的1.209 1 hm2／人，生態(tài)足跡總體下降幅度為35.36%，平均每年下降量為0.187 0 hm2／人.德陽(yáng)市耕地生態(tài)承載力從2006 年的0.145 1 hm2／人下降到2016 年的0.136 5 hm2／人，降幅為5.8%.這與德陽(yáng)市近些年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密不可分，耕地轉(zhuǎn)換成建設(shè)用地等其他用地類型，使得德陽(yáng)市耕地面積減小，對(duì)耕地的利用強(qiáng)度增加的結(jié)果.生態(tài)盈虧情況則表現(xiàn)為，除了綿竹市的生態(tài)盈余狀態(tài)有所上升之外，其他各區(qū)縣生態(tài)赤字在逐漸增大，生態(tài)盈余情況在逐漸下降.如果不遏制當(dāng)前這種情況，德陽(yáng)市耕地的生態(tài)承載力將繼續(xù)較小，耕地的生態(tài)盈余將慢慢轉(zhuǎn)化為耕地生態(tài)赤字狀態(tài)，耕地脆弱性將持續(xù)上升，這很不利于耕地的可持續(xù)發(fā)展要求.

2）在空間演化層面上，德陽(yáng)市耕地脆弱性呈現(xiàn)出西南部（什邡市和廣漢市）很脆弱甚至極度脆弱的狀態(tài)，東北部耕地也是呈現(xiàn)出連續(xù)脆弱的狀態(tài)，德陽(yáng)市耕地脆弱性空間分布整體特征為“兩翼極脆弱，中間較穩(wěn)定”的狀態(tài).

3）德陽(yáng)市目前耕地的脆弱性狀態(tài)變化幅度很小，這與政府這些年對(duì)耕地的重視與保護(hù)有關(guān).但還是能明顯看出耕地目前利用狀態(tài)的一些不合理性.耕地作為一種寶貴的不可再生資源之一，其生產(chǎn)效力具有有限性，耕地自身的調(diào)節(jié)能力和恢復(fù)能力需要時(shí)間，德陽(yáng)市“兩翼”的耕地在近10 年來(lái)一直處于脆弱狀態(tài)，不利于此處耕地的恢復(fù)以及自我調(diào)節(jié)，相對(duì)于“兩翼”，中江縣作為德陽(yáng)市面積最大的區(qū)縣，其耕地的狀態(tài)一直都較穩(wěn)定.因此，德陽(yáng)市在今后的土地利用方面可以稍微加大對(duì)中江縣的耕作產(chǎn)出，來(lái)緩解“兩翼”這種極度脆弱的狀態(tài).

4.2 討論 基于數(shù)據(jù)的可獲得性及數(shù)據(jù)有效性考慮，同時(shí)基于其他學(xué)者的研究經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算生態(tài)足跡時(shí)使用生產(chǎn)量代替消費(fèi)量，導(dǎo)致計(jì)算出的生態(tài)足跡的結(jié)果呈略微下降趨勢(shì).在對(duì)德陽(yáng)市耕地的脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候，基于生態(tài)足跡模型，引用生態(tài)壓力指數(shù)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這與傳統(tǒng)意義上脆弱性在其他領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)的評(píng)價(jià)體系相比，稍顯單一.因此，在以后的研究中，如果數(shù)據(jù)可獲得，計(jì)算生態(tài)足跡的時(shí)候還是要使用人均消費(fèi)量來(lái)計(jì)算.在對(duì)耕地的脆弱性進(jìn)行研究時(shí)，可通過(guò)使用“人類擾動(dòng)-政策變化-自然條件”的評(píng)價(jià)體系對(duì)耕地脆弱性進(jìn)行系統(tǒng)全面的多指標(biāo)評(píng)價(jià).