1、28卷第6期2006年11月資源科學RES OURCES SCIE NCE V ol.28,N o.6N ov.,2006文章編號:1007-7588(200606-0091-06收稿日期:2006-03-14;修訂日期:2006-04-19基金項目:國家自然科學基金項目:“流域土地利用覆被變化的營養鹽輸出響應及其水環境效應”(編號:40371111;中國科學院知識創新重要方向性項目:“長江中下游洪水孕災環境變化、致災機理與減災對策”(編號:K ZCX32SW 2331。作者簡介:李宗堯(1971,男,山東臨沂人,博士生,主要研究方向土地利用與生態安全。E 2m ail :z ongyaoli

2、 1631com安徽沿江地區耕地數量變化特征及其對糧食安全的影響李宗堯1,2,楊桂山1(1.中國科學院南京地理與湖泊研究所,南京210008;2.中國科學院研究生院,北京100049摘要:糧食主產區的耕地面積變化不僅影響到區域可持續發展,更關系到國家的糧食安全。本文利用50年的耕地統計數據和近年的土地利用詳查變更數據,揭示了安徽省沿江地區土地利用結構和耕地面積變化的總體特征,并對耕地面積變化的主要驅動因子進行了分析,在定量分析耕地數量變化和經濟發展關系的基礎上,對未來耕地數量和糧食生產安全保障進行了預測。結果表明:沿江地區土地利用基本特征表現為以農用地為主,工礦用地和未利用土地比例大;土地的投

3、入強度大,綜合產出率高;耕地面積持續減少。耕地總量經歷了緩慢增長、快速下降、緩慢減少、急劇減少的變化過程,人均耕地面積持續減少;耕地總面積減少與G DP 總量和人均G DP 之間存在對數關系,二者間的彈性系數不斷下降,現狀已接近上海市水平,表明經濟發展模式已開始向集約型轉變;利用擬合的關系式,估算2010年和2020年的耕地將在現狀基礎上分別減少3109×1043191×104hm 2和5107×1046178×104hm 2,屆時耕地總面積將會保持在149×104hm 2和146×104hm 2以上。2010年耕地數量可以滿足糧食安

4、全的需要(保持糧食產量占到全國總產量的3108%,至2020年,耕地數量將會略低于糧食安全的需求。關鍵詞:糧食主產區;耕地數量變化;驅動機制;糧食安全;安徽沿江地區耕地資源是農業生產的最基本物質條件,在一定技術條件下,其數量的變化必將影響到糧食的生產與供應。中國耕地資源緊張,人均耕地面積遠低于世界平均水平,隨著經濟的快速發展,在今后相當長的一段時期內,耕地流轉他用仍將不可避免。因此探究我國耕地數量變化的驅動因子及其對糧食的影響具有重要的現實意義,我國學者在這方面已作了許多的研究110,但大多是從區域糧食自給角度探討耕地最小保有量,或是較多地關注全國層面和經濟發達地區耕地變化特征和驅動機制的研究

5、,對中部地區和糧食主產區的研究還較少,特別從保障國家糧食安全的角度,對糧食主產區耕地最少保有量的研究還不多見。安徽沿江地區是指合肥、馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州、安慶、宣城、巢湖、滁州9個市,是我國傳統的糧食主產區,糧食單產水平高達6220kg hm 2,是全國平均水平(4050167kg hm 2的1153倍。2004年耕地面積占全國1118%的,糧食產量占全國的3108%。這里也是安徽省的經濟重心區,G DP 達到了27061955×108元,占全省的5314%。特別是馬鞍山、蕪湖、銅陵和安慶4個市G DP 占全省的2317%11,12,近年來,安徽省提出了沿江開發戰略,對沿江地區實

6、施重點開發,在當前經濟發展階段,這不可避免地還會占用一定數量的耕地。由于本地區是重要的糧食主產區,其耕地數量的減少,不僅危及本區域的可持續發展,也會影響到國家糧食的安全。1沿江地區土地利用的基本特征沿江地區地形以平原為主,海拔在200m 以下的地區占陸域總面積的77182%,500m 以上的地區面積僅占7109%。屬亞熱帶濕潤季風氣候和暖溫帶半濕潤氣候,土壤肥沃,水熱條件組合良好,開發歷史悠久,是我國重要的糧油生產基地。111農用地為主,工礦用地和未利用土地比例大沿江地區土地結構中,農用地占78137%,其中耕地和林地分別為32%和31%;建設用地比例為10132%;未利用土地的比例是1113

7、1%(其他未利用地占總面積的7188%。本區礦產資源豐富,開發歷史悠久,工礦用地也較多,居住和工礦用地占到了8%1(圖1。近年來,受經濟建設和退耕還林政策的影響,耕地不斷減少,林地和建設用地增長明顯,未利用土地面積不斷減少。1安徽省國土資源廳,安徽沿江區域“十一五”土地利用規劃,2005.112土地投入強度大,產出率較高沿江地區的土地利用強度和產出水平明顯高于全國和安徽省的平均水平(表1。土地開發利用強度(單位國土面積上的社會固定資產投入平均達到了191107×104元km 2,是全國平均水平(73141×104元km 2的216倍和安徽省平均水平(136163×

8、104元km 2的114倍;土地產出率(單位面積上G DP 達到了417127×104元km 2,是全省水平(343152×104元km 2的112倍,與長三角地區相比仍有較大差距,除了經濟發展水平所造成的差異外,產業結構的不同也是重要原因(主要是第三產業比重不高。沿江地區耕地的投入和產出水平較高,單位耕地面積的化肥使用量、農業機械動力分別是全國平均水平的2倍和117倍,有些指標如糧食單產水平,已經接近長江三角洲地區的水平。113耕地面積持續減少,近年來速度明顯加快沿江地區耕地面積1952年為203146×104hm 2,1957年達到歷史最高值212175

9、15;104hm 2,以后逐年減少,到2004年縮減到153123×104hm 2。自1978年(172189×104hm 2到2004年的26年間,耕地面積共減少了19166×104hm 2,占1978年耕地總面積的1114%,平均每年減少0176×104hm 2,2000年以后,耕地面積減少速度進一步加快,4年間平均每年減少2132×104hm 2,2003年減少了5135×104hm 2,耕地面積年遞減率由012%014%左右上升至3134%。由于國家實施的宏觀調控政策,2004年耕地減少的趨勢有所緩解。沿江地區耕地數量變化的過

10、程分為四個階段:1952年1957年是耕地增長期,1958年1977年是快速減少期,1978年1991是平緩減少期,1992年2004年是急劇減少期(圖2。自1952年以來,由于人口增長因素,人均耕地面積不斷下降。即使在耕地總量增長期(1952年1957年人均耕地面積也沒有增加。由1952年的012hm 2降至2004年的01055hm 2,只及全國平均水平的一半。(圖3 圖1安徽沿江地區土地利用結構Fig 11The land use structure in the area along the Y angtzeRiver in Anhui Province表1沿江地區土地開發強度和產出水

11、平與其他地區的比較(2004年T able 1The comp arison of land input and output in the area along the Yangtze R iver inA nhui Provincew ith those of other areas in China(2004土地產出率(×104元km 2社會固定資產投入(×104元km 2農業機械動力(kW hm 2化肥使用量(kg hm 2糧作單產(kg hm 2人均耕地面積(hm 2人均糧食(kg 沿江地區417.27191.078.46729.996220.000.055024

12、56安徽省343.52136.639.21675.524789.780.06359425長江三角洲2754.651317.258.65583.716426.350.04244246全國142.2873.414.92356.554050.670.10004317注:數據來源于文獻11,12 圖250年來沿江地區耕地總面積遞減率和人均耕地面積遞減率變化Fig 12The decrease rate of cultivated land area and per capita area in recent 50years in the areaalong Y angtze River in Anhu

13、i Province29資源科學28卷第6期 圖350年來沿江地區耕地總面積和人均面積變化Fig 13The change of cultivated land area and per capita area in recent50years in the area along Y angtze River in Anhui Province2耕地數量變化的驅動機制分析安徽沿江地區平原廣布,自然條件優越,經濟實力強,自然條件因素對耕地數量變化的影響較小,耕地數量的變化主要是受人文因素的影響,起決定作用的是政策驅動、經濟發展驅動和人口增長驅動等。圖4沿江地區耕地面積與G DP 相關曲線Fig

14、14The relationship between the area of cultivated land and G DP in the area along Y angtze River in Anhui Province211耕地變化的政策驅動分析50年來沿江地區耕地數量變化與國家重大的宏觀政策具有很好的對應性,可以分為以下4個階段。1952年1957年,是歷史上耕地數量遞增的階段,當時農村實施合作化和大規模農田水利建設,通過土地平整、圍水造地,加上當時建設占地相對較少,導致耕地面積有所增加。1958年1977年,本區出現了第一次耕地流轉他用的高峰,這次流轉高峰持續時間長,強度大,與大

15、躍進和人民公社化的宏觀政策背景密不可分。1978年1991年,是耕地平穩減少期。國家實施改革開放戰略,經濟得到快速發展,在農村地區實施的承包責任制,各級政府和農民日益重視耕地的保護,耕地流轉速度下降。1992至今,國家提出浦東開發的決策后,安徽省也提出開發皖江的戰略決策。經濟高速增長和開發區建設占用一定數量的耕地,加上存在著多圈多占耕地的現象,形成了本區第三次耕地減少高峰。212經濟發展驅動研究表明,耕地的大量流轉它用是經濟快速發展地區面臨的一個普遍問題。隨著技術的進步,經濟增長對耕地壓力會有逐漸減少。目前沿江地區還未達到經濟集約型增長階段,經濟發展仍是耕地數量變化的主要驅動力。本文利用G D

16、P 指標代表經濟發展的水平,確定二者間的定量關系。(圖421211耕地面積變化與G DP 總量的關系對36年來(1978年2004年耕地面積變化與G DP 增長數據的統計相關分析發現,耕地面積隨G DP 的增長呈顯著的對數型遞減。隨著技術進步和產業升級,經濟增長與耕地減少間的彈性系數不斷減少。沿江地區耕地面積和G DP 之間的對數相關關系式為:S =-31882Ln (x +190155(R 2=017323(1式中:S 表示耕地面積(×104hm 2;x 表示G DP(×108元。耕地數量減少相對于G DP 總量增長的彈性系數基本與上海持平1:S =-2164Ln (x

17、+50124(R 2=019488(221212耕地面積變化與人均G DP 的關系借鑒長江三角洲地區耕地面積與經濟發展關系的研究成果1,對沿江地區36年來的耕地面積變化與人均G DP 數據的統計相關分析發現,隨人均G DP 的增長3928卷第6期李宗堯等:安徽沿江地區耕地數量變化特征及其對糧食安全的影響耕地面積呈顯著的對數型減少:S =-411399Ln (x +197181(R 2=017343(3式中:S 表示耕地面積(×104hm 2;x 表示人均G DP (元。耕地面積隨著人均G DP 的增長呈現對數減少趨勢,且彈性越來越小。213人口增長驅動耕地的快速減少,除經濟發展的驅動

18、外,人口增長也是重要的原因。特別是由于人口增長而導致居住用地的增加,其中大部分來自耕地的占用。按2004年農村居民點人均居住用地185132m 2,人均城鎮居住用地107133m 2計算,50年來,全區因人口增長擴大居住用地至少達到22130×104hm 2,其中大部分來自耕地的占用。據統計,1996年到2004年間,居民點及獨立工礦用地新增2144×104hm 2,其中4611%來自耕地的占用1。3耕地數量變動及其對糧食安全的影響311基于經濟發展驅動的耕地數量預測根據沿江地區經濟增長的預測,沿江地區經濟總量在2010年和2020年分別達到6000×108元和1

19、0000×108元。人均G DP 分別達到25000元和50000元2(表2,以此作為耕地經濟驅動預測的基礎。1安徽省國土資源廳,安徽沿江區域“十一五”土地利用規劃,2005.2安徽省發展與改革委員會,中國科學院南京地理與湖泊研究所,安徽沿江地區區域規劃研究,2005.根據前面分析以及G DP 與耕地數量的擬合關系式,到2010年,耕地總面積的減少量3109×104hm 2,耕地面積的數量是150114×104hm 2;到2020年將在現有的基礎上減少5107×104hm 2,耕地面積為148116×104hm 2。依照人均G DP 與耕地總面

20、積的擬合關系式計算,到2010年耕地總面積的減少量是3191×104hm 2,耕地總面積將維持在149132×104hm 2;到2020年耕地總面積的減少量將在6178×104hm 2,耕地總面積將維持在146145×104hm 2。綜合以上分析,到2010年和2020年,沿江地區的耕地面積可以維持在149×104hm 2和146×104hm 2以上。312耕地數量變化對糧食安全的影響1978年1998年,中國耕地減少5%,糧食總產量仍增長68%,主要原因是糧食單產水平提高了7615%。1998年2004年耕地面積減少6%,糧食產量也

21、減少814%這說明我國農業的體制和投入對提高單產的作用目前可能已經達到了極限,至少在表2沿江地區耕地面積變動的預測T able 2Estim ated area of cultivated land in 2010and 2020inthe area along the Yangtze R iver in A nhui Province年份G DP 總量當年價(×108元根據G DP 總量預測耕地面積(×104hm 2人均G DP 當年價(元根據人均G DP 預測耕地面積(×104hm 220106000150114250001491322020100001481

22、1650000146145近中期,減少耕地面積就意味著糧食產量的下降。這種趨勢在科技發達,投入強度較大的東部地區將更加明顯13。我國東部地區糧食主產區耕地數量的減少將是影響糧食產量,也是影響國家糧食安全的最主要因素。據國家計生委的估計,2010年和2020年,中國人口總量將分別達到1317×108人和1416×108人14。以人均消費400kg 糧食計算,到2010年,中國的糧食總需求量將達到5480×108kg ,到2020年,以人均420kg 計算,將達到6132×108kg 15。(在此不考慮國際貿易等因素,假定我國糧食完全依賴國內生產。安徽沿江地

23、區作為全國重要的糧食生產基地,若繼續保持目前在全國糧食生產的地位和產量的占有份額(2004年糧食產量占到全國的3108%。糧食總產量到2010年和2020年應分別達到1688×108kg 和1889×108kg 。沿江地區2004年糧食單產為6220kg hm 2,已經接近長江三角洲(6426kg hm 2的水平。考慮到今后科技進步的作用,未來糧食單產定為6500kg hm2(2010年和7000kg hm 2(2020年,復種指數為200%,據此計算需保留基本農田129183×104hm2和134190×104hm 2。以沿江地區目前基本農田保護率平均

24、為88%推算,2010年和2020年的耕地面積應分別為147154×104hm 2和15313×104hm 2。結合耕地數量預測結果,到2010年,沿江地區耕地數量可以滿足糧食生產的需求,作為糧食主產區在全國糧食生產中的地位不會發生變化,可能糧食生產的地位還會略有上升,到2020年,區域內的耕地數量將會略低于糧食安全的需求。這里針對糧食安全的討論是建立在糧食生產完全由國內提供的前提下的,考慮到我國糧食供給有一部分會依靠國49資源科學28卷第6期際市場的供應,以及糧食單產水平的進一步提高,未來沿江地區可以繼續保持國家糧食主產區的地位。4結論與討論安徽沿江地區土地利用強度大,產

25、出率高。耕地數量經歷了緩慢增長、快速下降、緩慢減少、急劇減少的變化過程。兩次耕地減少高峰期是在1958年1977年和1992年2004年,耕地變化的主要驅動因素是政策驅動、經濟發展及人口增長。沿江地區耕地減少與G DP總量和人均G DP之間存在較高精度的對數遞減關系。隨著經濟發展,耕地減少與經濟增長的彈性系數不斷下降,在未來相當長的一段時期內,經濟發展引起耕地數量減少仍將不可避免。利用擬合的關系式,估算到2010年和2020年,耕地面積將在現狀基礎上分別減少3109 3191×104hm2和51076178×104hm2,總面積可分別維持在149×104hm2和1

26、46×104hm2以上。本地區作為我國傳統的糧食主產區,糧食產量占到全國產量的3108%,若在今后保持這種地位,根據全國糧食需求預測,到2010年和2020年,耕地面積應至少保持在147154×104hm2和15313×104 hm2。不考慮耕地的新開和復墾以及糧食進口等因素,至2010年沿江地區依然可以保持糧食主產區的地位,至2020年,耕地數量將會略低于糧食安全的需求。糧食安全研究不僅是國家層面的重要問題,也是區域層面的重要課題。當前我國東部地區,農業的體制和各種要素投入對提高糧食單產的作用已接近極限,在中短期內,耕地面積減少就意味著糧食產量的下降,因此研究糧

27、食主產區的耕地數量變化具有重要的意義。對這些區域的耕地數量變化的區域差異、質和量的動態平衡等問題,有待進一步的深入研究。致謝:感謝曹有揮研究員對論文的指導和數據支持。參考文獻(R eferences:1楊桂山.長江三角洲近50年耕地數量的變化過程與驅動機制研究J.自然資源學報,2001,16(2:121127.Y ANG G ui2shan.The process and driving forces of changes in arable land area inthe Y angtze River Delta during the past50yearsJ.Journal o fNatu

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36、 ANG Jian.Land res ource and energy Res ource are5928卷第6期李宗堯等:安徽沿江地區耕地數量變化特征及其對糧食安全的影響96 資 源 科 學 28 卷第 6 期 the bottleneck restrictions in the next 5 years in China N . China 14 人口計生委辦公廳 . 中國人口 EB . http :www. chinapop . OL General Office of National Integrated Agricultural Supporting Resources Produ

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39、生產能力與人口承載能力 M . 北 16 譚術魁 , 彭補拙 . 糧食安全的耕地保障檢討及近期耕地調控 Abstract : In general , the change of cultivated land area in the major grain production regions influences not only the sustainable development of the region , but also the national food security. The area of the the statistical data over the past

40、 50 years and detailed investigation of land use during the recent years the author analyzed the characteristics of the structure of land use and the changes of cultivated land , as well Yangtze River basin in Anhui Province is a major food bowl and also an economic powerhouse. Based on as the drivi

41、ng forces of the changes. The author made predictions on the change of area of cultivated land and its effects on the national food security in 2010 and 2020 on the basis of correlation analysis between cultivated land change and economic development. It is concluded that : 1 the proportion of culti

42、vated land , industrial2use land and unexploited land in the study area is higher , featuring intensive input and high output and the percentage of cultivated land to the total area decreases continuously , especially in recent years. The area of cultivated land per capita decreases continuously ; 2

43、 The area of cultivated land has a logarithmic relation with the increase of G or G DP DP per capita , and the elastic coefficient continuously decreases , which is approximate to that of Shanghai. It imply the change toward an intensive mode of economic development ; 3 Using the logarithmic function , the author predicts that there will be a 2020. The total area of cultivated land will be about 151 × 4 hm2 in 2010 and 148 × 4 hm2 in 2020. 10