基于人粮关系的干旱地区耕地承载力研究——以甘肃省为例.pdf

2023年第7期25寒旱农业一、研究背景为应对国际粮食风险，保障国内粮食生产，我国提出以“国内大循环为主体，国内国际双循环相互促进”的新发展格局1。这就要求我们立足于国内实际，扩大内需2，提高粮食自给自足能力。地处干旱半干旱地区的甘肃省作为我国“西北粮仓”的主要供给地，是我国重点建设的12个商品粮基地和全国粮食生产基地之一，其耕地及粮食生产能力的动态变化是影响西北地区乃至全国粮食安全和可持续发展的关键因素。因此，西北干旱半干旱地区的耕地资源承载力和粮食安全问题越来越受到社会广泛的关注。目前学术界已围绕耕地资源承载力和粮食安全耦合关系开展了诸多探究。现有的研究可归为三类：第一类是针对区域本身粮食生产能力进行测量，学者通常依据年度光温水土等自然资源数据，建立GAEZ模型3或综合型指标体系4，对地区内粮食生产能力进行衡量，进而得出地区耕地承载能力；第二类是针对地区范围内耕地本身主导限制因素进行探讨，由于土地的空间异质性，学者对于其所研究区域的耕地的主导限制因素的选择有所不同5，对于干旱半干旱地区，诸多学者将水资源作为影响该地区粮食生产的主导因素进行了深入研究；第三类是针对区域耕地资源与粮食生产进行多时段的探讨，即通过对耕地与粮食生产能力的时空耦合6，寻找地区粮食生产能力的规律性变化和耕地承载力的时空格局。基于上述研究发现，国内外学者对于有关耕地利用的变化的研究已经较为成熟，且能够在耕地利用与粮食产量耦合的基础上，运用多样化方法对地区内耕地利用变化与社会经济发展进行交叉影响分析。但是在具体研究方面，仍然留下了“如何更有效的治理和保护西北干旱半干旱地区的耕地”的问题。基于此，本文尝试基于运用LCC、LCCI模型对2010年、2015年、2020年甘肃省各市（州）的耕地承载能力进行有效探讨，厘清研究区域内各市（州）耕地承载力的时空变化和差异。本研究试图为甘肃合理配置和利用耕地基于人粮关系的干旱地区耕地承载力研究以甘肃省为例 秦海涛 秦海涛浙江工商大学 公共管理学院，杭州 310018摘要：本文通过LCC/LCCI模型总结甘肃地区20102020年十年间耕地变化及粮食产量变化及相关因素变化，对归纳总结的变化特征及规律进行定性及定量分析，并提出适合的耕地保护政策，进一步促进耕地的集约化利用及粮食生产的良性循环。研究表明：20102020年，庆阳市、平凉市、定西市、白银市的类型转变为了粮食盈余，新增天水市、陇南市、临夏州3个人粮平衡的城市，此外，人口超载的地区减少了4个，从整体占比的57.14%下降到28.57%；人口经济驱动耕地非农化，人均耕地面积不断减少；省际尺度下耕地承载压力大，各市（州）耕地承载能力差距明显；人粮矛盾得到一定缓解，粮食生产重心向东南方向转移。关键词：甘肃；耕地；粮食产量；耕地承载力中图分类号：F301.21文献标识码：A文章编号：1673-9019（2023）07-0025-06作者简介：秦海涛，硕士，主要从事农地利用与管理研究。E-mail：2023年第7期26和粮食资源、有效协调经济发展和粮食保护提供参考依据。二、研究区概况与研究方法（一）研究区概况甘肃省位于中国西部地区，地处黄河中上游，地域辽阔。介于北纬32114257、东经921310846，东西蜿蜒1 600多km，面积42.59万km2，占中国国土总面积的4.72%。多年来，甘肃省耕地持续发生着变化，其中最为直观的就是耕地的转入和流出情况。据统计，甘肃耕地转入而导致面积增加的数量在不断减少，而同时，耕地的流出在不断增加。而在耕地的所有流出途径之中，耕地转换为建设用地或相关用地（交通用地、公共设施用地）的占比较高。这说明，随着社会经济的发展，人们对生存发展的要求不断提高，这就导致市场对建设用地的需求也在不断加大。据相关统计数据显示，转入流出二者之间的差距在不断缩小。虽然当下变化量为正值（说明“转入耕地的量流出耕地的量”），但是已从2009年的17 153hm2，2020年降至2 357hm2，下降了14 796hm2，下降率高达86.25%。（二）研究方法1.耕地资源承载力（LCC）模型7。耕地资源承载力，即耕地资源人口承载力，是指一定区域内的耕地资源所能供养的人口数量，其本质是研究耕地的粮食产量、人均粮食需求量与人口数量之间的平衡关系，其公式表示为：L C C i=G i/G P c i （1）式中：LCCi为i区域的耕地资源承载力（人），Gi为i区域的粮食总产量（kg），GPci为人均小康消费标准（450kg/人）2.耕地资源承载力指数（LCCI）模型8。耕地资源承载力指数揭示了区域实际人口数量与耕地资源承载力之间的关系，其计算公式如下：L C C I i=P a i/L C C i （2）式中：LCCIi为i区域的耕地资源承载力指数；Pai为i区域的实际人口。根据LCCIi大小的不同，可以将区域耕地资源承载力划分为3种类型：粮食盈余、人粮平衡、人口超载。根据各个地区粮食盈余或超载的具体程度，结合研究区实际情况，可以将一个地区的耕地资源承载力细分为10个等级（表1）。三、分市尺度下的区域耕地承载力（一）分市尺度下的耕地承载力评价根据耕地资源承载力（LCC）模型和耕地资源承载力指数（LCCI）模型，分析了甘肃省14个市（州）典型时段（2010年、2015年、2020年）耕地资源承载力分级耕地资源承载力指数LCCI人均粮食占有量（x/kg）类型级别粮食盈余富裕有余LCCI0.5x900富裕0.5LCCI0.75600 x900盈余0.75LCCI0.875514x600人粮平衡平衡有余0.875LCCI1450 x514临界超载1LCCI1.125400 x450人口超载超载1.125LCCI1.25360 x400过载1.25LCCI1.5300 x360一级重载1.5LCCI2225x300二级重载2LCCI3150 x225重度超载LCCI3x150表1 基于LCCI的耕地资源承载力分级评价标准寒旱农业2023年第7期27寒旱农业表2 2010年、2015年和2020年甘肃省各市（州）耕地资源承载力评价地区2010年级别2015年级别2020年级别甘肃省374.71超载450.51平衡有余476.63平衡有余兰州市112.57重度超载124.29重度超载131.50重度超载嘉峪关市31.15重度超载51.66重度超载54.66重度超载金昌市665.9富裕833.51富裕881.84富裕白银市390.04超载499.65平衡有余528.62盈余天水市334.28过载383.39超载405.62临界超载武威市533.85盈余589.57盈余623.75富裕张掖市964.92富裕有余1 110.84富裕有余1 175.25富裕有余平凉市458.96平衡有余539.63盈余570.92盈余酒泉市337.3过载319.37过载337.89过载庆阳市572.91盈余731.37富裕773.77富裕定西市442.04临界超载583.63盈余617.47富裕陇南市380.79过载443.19临界超载468.89平衡有余临夏州319.76过载399.91过载423.10临界超载甘南州124.57重度超载128.56重度过载136.01重度超载的耕地资源承载力（表2、表3）。从分市尺度下考察甘肃省各市（州）的耕地资源承载力的变化情况。2010年，甘肃省人粮矛盾紧张，多数地区处于人口过载的状况。金昌市、武威市、张掖市、庆阳市处于粮食盈余的状况，在有效提供自身范围人口的粮食外，可为省内其他市区提供粮食补充；平凉市、定西市处于人粮平衡的状况，能够承载其主要人口，满足区域人口对粮食的需求；兰州市、嘉峪关市、白银市、天水市、酒泉市、陇南市、临夏州、甘南州处于人口过载的状况，特别是兰州市、嘉峪关市、甘南州处于重度超载。2015年，甘肃省人粮矛盾依旧紧张，多数地区依然处于人口过载的状况。金昌市、武威市、张掖市、平凉市、庆阳市、定西市处于粮食盈余，相较于2010年，新增加了平凉市、定西市，说明随着科技的发展，两市的粮食产出有显著的增加；白银市、陇南市处于人粮平衡，能够承载其主要人口，满足区域人口对粮食的需求。相比于2010年，原来的平凉市、定西市已经上升为粮食盈余，而此范围也变为了白银市和陇南市；兰州市、嘉峪关市、酒泉市、临夏州、甘南州处于人口过载的状况，特别是兰州市、嘉峪关市、甘南州依然处于重度超载。2020年，甘肃省积极贯彻国家全面小康战略，并将脱贫攻坚、提高耕地承载力作为工作的重心，所以，相较于2015年，甘肃省多数地区已然达到了人粮平衡的状态，但是还有部分地区依然处于人口过载的状况。金昌市、武威市、张掖市、平凉市、庆阳市、定西市、白银市处于粮食盈余，相较于2015年，新增加了白银市；天水市、陇南市、临夏州处于人粮平衡，能够承载其主要人口，满足区域人口对粮食的需求新增加了天水市和临夏州；兰州市、嘉峪关市、甘南州依然处于重度超载。（二）分市尺度下的耕地承载力时序变化在20102020年，我国经济、人口、科技迅速发展，这也使得甘肃省各市（州）的耕地承2023年第7期28载能力有了不同程度的改变，通过探讨其变化规律，可为后续深入分析其变化原因及提出对策建议打下坚实的基础。20102020年粮食盈余类型的市（州）共增加3个，且主要转变为富裕级别。增加的市（州）分别是平凉市、定西市、白银市；人粮平衡的市（州）共增加1个，且主要转变为临界超载，增加的市（州）主要是天水市；人口超载的地区一共减少4个，减少的类型主要是超载和过载，但是重度过载的地区及其数量没有显著改变，依然是兰州市、嘉峪关市和甘南州（表4）。（三）分市尺度下的耕地承载力时空演变1.20102020年，庆阳市、平凉市、定西市、白银市的类型转变为粮食盈余，成为可向周边区域调剂粮食的粮仓之一，使得粮食供给调配的压力不再全部压在张掖市、金昌市和武威市。这说明，甘肃省粮食总产量的重心总体向东南方向迁移，且东西向迁移的幅度大于南北向迁移的幅度，陇东和陇中南地区粮食生产的增量大于河西地区，全省粮食生产的重心向庆阳市、平凉市、定西市和白银市转移（图1）。2.20102020年，人粮平衡的城市为天水市、陇南市、临夏州。相较于2010年人粮平衡的平凉市和定西市，上述3个城市都为2020年新晋升为人粮平衡的城市。这说明，随着经济和科技的发展，通过合理增加人工肥力的方式，可有效提高地区耕地承载能力（图1）。图1 2010 年、2015 年和 2020 年区域分市土地资源承载力表3 基于LCCI的耕地资源承载力分级评价标准耕地资源承载力分级人均粮食占有量（x/kg）类型级别粮食盈余富裕有余x900富裕600 x900盈余514x600人粮平衡平衡有余450 x514临界超载400 x450人口超载超载360 x400过载300 x360一级重载225x300二级重载150 x225重度超载x150超载360 x400寒旱农业2023年第7期29寒旱农业图1 续3.20102020年，人口超载的地区减少了4个，从整体占比57.14%下降到28.57%，下降了近1/2。此外，10年间，兰州市、嘉峪关市、甘南州未有显著的变化，依然处于重度超载的程度。若将这3个城市除外来看，则甘肃省10年间人口超载地区已从5个降至为了1个，减少占比近80%，说明在国家全面小康战略和脱贫攻坚任务的推动下，甘肃省在粮食和耕地承载力方面取得了较为喜人的成绩（图1）。四、研究结论与对策建议（一）研究结论1.省际尺度下耕地承载压力大，各市（州）耕地承载能力差距明显。从省际尺度角度而言，甘肃省处于西北干旱半干旱地区，耕地资源有耕地资源承载力分级2010年2015年2020年20102020类型级别个数比例个数比例个数比例变化量粮食盈余富裕有余17.14 17.14 17.14+0富裕17.14 214.29 428.57+3盈余214.29 321.43 214.29+0人粮平衡平衡有余17.14 17.14 17.14+0临界超载17.14 17.14 214.29+1人口超载超载17.14 17.14 00.00-1过载428.57 214.29 17.14-3一级重载00.00 00.00 00.00+0二级重载00.00 00.00 00.00+0重度超载321.43 321.43 321.43+0表4 2010年、2015年和2020年甘肃省各市（州）耕地资源承载力变化限，且时空分布不均。就温饱角度而言，2009年、2010年、2017年耕地资源预期能够承载人口低于实际人口，甘肃省耕地处于过载状态。从小康型和富裕型来看，从2010年至2022年，甘肃省耕地依然难以承载小康型和富裕型的人口数量。因此，社会发展所需的用地建设和耕地非农化的需求与耕地承载能力产生了较大的冲突，这导致甘肃省在耕地资源保护和社会发展之间处在了两难的境地。从市（州）尺度而言，甘肃省各市（州）耕地承载能力差距十分显著。金昌市、武威市、张掖市、平凉市、庆阳市、定西市、白银市处于粮食盈余，能够在满足自身区域人口粮食需求的前提下，对周边其他市（州）提供粮食调剂；天水市、陇南市、临夏州处于人粮平衡，能够承载其主要人口，满足区域人口对粮食的需求；兰州市、嘉峪关市、甘南州依然处于重度超载。如何有效解决这3个重度超载的城市耕地承载压力过大是此前亟待解决的问题。2.人粮矛盾得到一定缓解，粮食生产重心向东南方向转移。20102020年，我国经济、人口、科技迅速发展，这也使得甘肃省各市的耕地承载能力有了不同程度的改变，人粮矛盾得到了一定的缓解。人口超载的地区减少了42023年第7期30寒旱农业参考文献：1刘鹤.加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局N.人民日报,2020-11-25(6).2李震,昌忠泽,戴伟.双循环相互促进:理论逻辑、战略重点与政策取向J.上海经济研究,2021(4):16-27.3Ya Li,Fei Li,Fangshe Yang,et al.Spatiotemporal impacts of climate change on food production:case study of Shaanxi Province,ChinaJ.Environmental Science and Pollution Research,2020,27(16):26-35.4孙燕君,王璐,刘振华,等.耕地资源承载力关键影响因素识别与典型评价模型研究进展J.农业资源与环 境学报,2020,37(6):829-844.5王兆林,杨庆媛,罗明.低山丘陵区高标准基本农田建设限制性因子识别与建设方向J.中国农业资源与 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Innovation&Knowledge,2017,2(1):39-44.（编辑：景建丽）个，20102020年，庆阳市、平凉市、定西市、白银市的类型转变说明，甘肃省粮食总产量的重心总体向东南方向迁移。（二）对策建议：因地制宜，提高区域耕地承载力1.对于粮食盈余地区：该类地区粮食生产能力高，除了满足自身的粮食需求外，还可为周边地区提供一定粮食输出9。通过完善制度和运用科技所形成的水利设施和灌溉体系在协调好地区间的粮食供给、实现甘肃省内的整体粮食安全起到了关键作用。因此，粮食盈余地区可通过科学合理的灌溉体系和科技推广保持耕地承载力10。2.对于人粮平衡地区：该类地区耕地承载能力与其人口经济增长处于相对平衡状态。首先要注意生态环境保护，加强生态建设，建立适当的生态补偿机制，保障耕地自然肥力；其次，制定有效的耕地保护政策，提高地区耕地“开源节流”以及综合治理的能力11，遏制耕地非农化使用行为。3.对于人口超载地区：该类地区耕地承载力难以满足地区人口经济增长主要有两方面原因：一是自然原因地区本身耕地数量较少，难以实现规模化粮食耕种，或是由于自然条件恶劣，无法实现耕地的开发利用12，如甘南州；二是由于地区处于人口经济快速发展的阶段，大量耕地被非农化利用，如兰州市、嘉峪关市。对此类地区，加大生产要素和资金的投入，促进地区种植方式、耕种方式、灌溉方式等更新，多元化调整农业结构13，进而缓解地区耕地压力，保障粮食安全。