咸宁市耕地资源利用效益的数量经济分析

汤进华，韩冰华，宋成舜

(湖北科技学院 资源环境科学与工程学院，湖北 咸宁 437100)

耕地是社会经济飞快发展不可替代的自然资源，其规模量与质量大体上决定了一地区人口承载力和可持续发展的能力[1]。随着城镇化、工业化进程加速推进，有限的耕地资源与建设用地之间的矛盾日益突出。虽然中国实施了“耕地总量动态平衡战略”，但补偿的劣质耕地严重影响着区域粮食安全问题。对此，中国的很多学者高度关注。目前，学者对耕地资源的研究主要是集中在典型区域的耕地数量变化的动态过程[2]、地域差异与类型[3]、驱动机制[4，5]、耕地动态平衡[6]、耕地演变与粮食生产[7]、可持续利用对策等方面[8，9]。但是缺乏对典型丘岗区域耕地资源利用效益的研究。

咸宁市位于湖北省东南部，辖赤壁市、咸安区、嘉鱼县、通山县、通城县、崇阳县1市1区4县。是武汉“1+8”城市圈中的重要城市之一，地势东南高，西北低，共分为3个地貌区。西北部江汉湖积冲积平原区，中部大幕山——雨山低山丘陵区，东南部幕阜山侵蚀构造中山区。现有耕地面积156.06hm2，占全省4.64%，但粮食产量仅占全省的4.22%，粮食单产水平低于湖北省平均单产水平，人均耕地面积0.052 9人/hm2，占全省的9.06%，且大大低于联合国粮农组织(FAO)所规定的人均耕地0.08hm2的警戒线。近年来，随着人口的不断增长，城镇化和工业化的进程不断加快，咸宁市“八山一水一分田”的地形特征，使得建设用地与农用地之间的矛盾更加紧张。如何在耕地资源的数量与质量不下降的前提下，确保咸宁市的粮食安全和经济社会的持续发展，有必要对耕地效益进行研究。

1 研究方法

通过查阅相关参考文献，在前人研究的基础上[10-13]，选取可计量的耕地利用效益评价指标，构造了耕地产出效益系数、耕地消耗回报系数、耕地污染替代系数、耕地利用集约化系数对咸宁市的耕地利用效益进行定量分析。具体计算方法如下：

耕地产出效益系数k1=y/f

耕地消耗回报系数k2=c1/c2

耕地污染替代系数k3=y/p

耕地利用集约化系数k4=u/r

式中：y为粮食亩均增长率；f为化肥施用量(折存)增长率；c1为人均GDP增长率；c2为人均耕地减少率；p为农药施用量增长率；u为城镇化增长率；r为耕地面积减少率。其中，各指标增长率、减少率均是按(期末指标值-期初指标值)/期初指标值计算得出。结合《咸宁统计年鉴(2002-2012)》、《湖北统计年鉴(2012)》中咸宁部分的数据，计算出咸宁市耕地资源利用效益指标数值(表1)。

表1 耕地资源利用效益指标数值

2 结果分析

2.1 耕地数量和质量变化

在2002～2011年的10年中，咸宁市耕地面积总体呈上升趋势。2011年底，咸宁市耕地面积为15.606×104hm2，与2002年底相比，耕地面积净增加了2.484×104hm2，耕地面积年均增长0.276×104hm2，年均增长率为2.04%。另外从表2中观察，咸宁市耕地面积在2002～2003年明显减少，其原因是退耕还林所致；而在2003～2006年增加较快，共增加耕地面积2.187×104hm2，占研究期耕地面积总增量的88.04%。一方面原因是农业用地内部结构调整发生变化；另一方面是因为新开荒所致。但后期因咸宁市城市的经济建设发展和城镇化、工业化进程的不断推进，建设用地的急剧扩张占用，导致耕地增幅减少。

咸宁市耕地面积在总量上虽有所增加，但是耕地生产力却有所下降。从表2可知，咸宁市粮食单产在2008年的时候达到最大，为5 676kg/hm2，但2011年仅有4 850kg/hm2，与2008年相比，下降了826kg/hm2。从趋势发展来看，2004～2009年，粮食单产一直保持着增长趋势，且保持在5 000kg/hm2以上。但到2010年，粮食单产急剧下降到4 744kg/hm2，变幅达到15.26%，2011年粮食单产虽有所增加，但是单产量依旧处于较低水平。由此可见，咸宁市耕地虽然在数量上保持了平衡，但是耕地生产力即耕地利用效益却有所下降。这主要是因为建设用地占用了优质农用地，而补充上来的耕地质量却不及原有农用地，使得粮食单产有所减少。另一方面，由于化肥、农药的不合理使用，造成土地环境污染和土壤肥力有所下降，同样使得粮食单产出现大幅度的减产。

2.2 耕地产出效益分析

耕地资源利用效益首先体现在耕地产出效益上，耕地的产出水平包含农作物单产水平、耕地生态单产水平以及熟制，主要受耕地的质量和气候等自然因素与包括技术、资本等人为因素的影响，而其中的化肥投入能快速有效的提高粮食产量。当化肥施用量增长率为正值时，若k1>1，则说明粮食单产的平均增长率大于化肥施用量(折纯)的增长率，耕地产出效益较高；若k1<1，则说明耕地产出效益较差。由图1可以看出，咸宁市耕地产出效益系数波动比较明显，分别在2003年和2010年出现了极小值，并且只有2004、2006、2008年的耕地产出效益系数k1>1，表明咸宁市耕地的产出效益在这3年中较高；而在其他年份内k1均小于1，表明咸宁市耕地产出效益在多数年份内较低，且仍有下降趋势。

表2 咸宁市耕地变化指标

图1 咸宁市耕地利用效益

一般而言，合理施肥能够增加粮食产量，提高耕地产出效益。由图2可看出，咸宁市在2002～2011年，化肥施用量的增长率均为正值，这说明咸宁市对耕地的投入每年都在不断增多。2008年之前，粮食单产增长率除2003年外，均大于0，且咸宁市耕地产出效益2004、2006、2008年大于1，说明化肥施用量合理，有效的提高了耕地生产潜力，使耕地的产出增长速度高于投入增长速度，咸宁市耕地的产出效益在这3年中较高。而2009、2010年两年中，粮食单产连续下降，且在2010年下降得尤为明显，下降率一度达到15.3%，使得耕地产出效益系数小于0，出现极小值。2003年耕地产出效益出现极小值主要是保护生态环境，退耕还林、还牧造成；2010年耕地利用效益出现极小值的主要原因是咸宁市城镇化、工业化的进程占用了大量的耕地，而补充上来的耕地质量低于原有耕地质量。虽然2011年，粮食增长率为正值，粮食单产量有所上升，但是k1值依旧小于1，耕地产出效益依然较低。一方面是因为近些年来，咸宁市耕地化肥施用量过度，造成耕地环境遭受污染和土壤肥力下降，导致粮食产量下降，耕地产出效益降低；另一方面还与咸宁市耕地流失，比如耕地抛荒，或者是减少农作物的播种次数，使耕地利用不充分，从而造成的咸宁市耕地产出效益整体较低。

图2 咸宁市2002～2011年粮食单产和化肥施用量变化率

2.3 耕地消耗回报状况分析

近年来，咸宁市经济处于快速发展时期，城镇化、工业化的加速进程及人口的不断增长都无可避免的占用相当一部分耕地资源。耕地消耗回报系数在一定程度上可以反映经济增长与耕地消耗的关系。当人均GDP增长率为正值时，若k2绝对值大于1，则表明耕地非农利用程度高，耕地消耗回报高，土地利用合理；若k2绝对值小于1，则表明耕地消耗回报低，土地利用不合理。

从图3可以看出，咸宁市耕地消耗回报系数在2002～2006年中，k2值变化不大，比较稳定。但是从2006年之后，k2值波动十分明显。从图表中反映，k2绝对值在2005～2008年是一直保持上升趋势的，并且在2007～2008年，耕地消耗回报系数绝对值大幅度增长，并在2008年出现最大值，k2绝对值一度达到139.63。2008年之后，k2绝对值虽一直在下降，但是依旧大于1。从其趋势线上说，耕地消耗回报系数有下降趋势。但总体上说，咸宁市过去10年来，耕地消耗回报程度较高。

图3 咸宁市2002～2011年耕地回报状况

究其原因，从图4可看出，2004、2005、2006、2010年的咸宁市耕地消耗回报系数均大于1，但是人均GDP和人均耕地面积的变化率均为正值，说明咸宁市经济的发展与人均耕地面积的减少并没有直接关系。而2007、2008、2009、2011年，咸宁市耕地消耗回报系数绝对值虽大于1，但是却为负数，这是因为人均GDP增加的同时，人均耕地面积也有所减少，但是耕地消耗回报率总体上较高，不过这一指标没有考虑耕地质量的变化。

图4 咸宁市2002～2011年人均GDP与人均耕地面积变化

2.4 耕地污染状况分析

为了消除害虫对粮食产量的影响，则会无可避免的需要使用农药，但也会不同程度地污染了土地环境。耕地污染替代系数正是反映了粮食单产量与农药施用量之间的关系[16]。从图5可以看出，咸宁市在过去的10年中，耕地污染替代系数在2008、2010年都大于1，但是只有在2008年的时候可以说明粮食单产的增长速率大于农药施用量的增长率，农药用量保持在一个合理的范围内，有利于粮食单产的提高。这是由于2008年，粮食单产增长率和农药施用量增长率均为正值，且耕地污染替代系数大于1；而在2010年，粮食单产农药施用量的变化率都为负值，且粮食单产的变化率大于农药施用量的变化率，耕地污染替代系数却也大于1，反而说明农药施用量的减少引起了粮食单产更大幅度的减少，说明了咸宁市耕地利用方式和农药施用量的不合理，使得耕地生产潜力没有得到最有效的提升，反而造成粮食的减产。说明咸宁市在过去的十年中，农药施用量整体处于不合理的状态。

图5 咸宁市2002～2011年耕地污染状况

从图6中不难发现，咸宁市在2002～2011年的10年中，农药施用量在多数年份内是下降的，仅在2004、2006、2008年的时候，农药施用量的增长率为正值，其他年份内均小于0。粮食单产增长率在2008年之前，除2003年外，粮食单产增长率为正值，但是在2009、2010年的两年中，粮食单产增长率连续下降，分别为-1.37%和-15.3%。而在这两年中，农药的施用量也均在减少。这说明粮食单产量的减少与农药的不合理施用关联度较高。

图6 咸宁市2002～2011年粮食单产与农药施用量变化率

2.5 耕地利用集约化分析

耕地资源由于位置的固定性和数量的稀缺性，为提高人口、经济、环境承载力，就必须对有限的土地资源集约化利用。耕地利用集约化系数k4在一定程度上反映了耕地利用集约化程度。由图7可看出，2002～2006年，咸宁市耕地利用集约化系数变动幅度很小，较为稳定；但是在2006年之后，k4波动十分大，分别在2007和2011年出现两次极大值，特别是在2007年，k4值一度达到13.44。这反映了在2006年前，咸宁市的城镇化水平还比较低，社会经济发展处于缓慢状态。2006年之后，咸宁市的城镇化进程加快，一方面提高了土地的集约利用程度，推动了社会经济高速发展；但是另一方面城镇化的进程无可避免地占用一部分耕地，使得建设占用与耕地保护之间的矛盾日益突出。

图7 咸宁市2002～2011年耕地利用集约状况

3 结论与讨论

基于耕地数量和质量变化，选择耕地产出效益系数、耕地污染替代系数、耕地消耗回报系数、耕地利用集约化系数指标测算了咸宁耕地资源利用效益，得出如下结论：

(1)研究期内，咸宁市耕地面积总体上呈上升趋势，但后期因城镇化、工业化进程的不断推进，建设用地的急剧扩张导致耕地增幅减少。补偿的劣质耕地及过度使用化肥农药致使耕地质量有所下降。

(2)研究期内，咸宁市耕地产出效益系数波动比较明显，除2004、2006、2008年较好外，总体上呈下降趋势。耕地产出效益下降的原因，除了与化肥的过度使用、农药的不合理使用，以及因“占补平衡”而补充的耕地质量低于原有耕地质量而造成耕地整体生产力下降外，还与耕地的流失，耕地复种指数减少有着密切的关系。

(3)研究期内，咸宁市耕地消耗回报系数总体上呈下降趋势。但耕地消耗回报程度较高，其值均大于1。咸宁市的经济发展和城镇化建设是以消耗耕地资源为代价的，但是从耕地消耗回报状况分析中可以看出，咸宁市经济的发展速度快于耕地面积的减少速度，耕地转化为非农建设项目用地后的利用程度较高。

(4)研究期内，咸宁市耕地利用集约化系数总体呈上升趋势，城镇化水平与耕地集约利用程度呈正相关。2006年前咸宁市耕地利用集约化系数变动幅度很小，且较为稳定；2006年后，波动较大。其原因为：在2006年前，咸宁市的城镇化水平还比较低，耕地的集约利用程度低。2006年之后，咸宁市的城镇化进程加快，提高了土地的集约利用程度。

针对上述结论，为提高咸宁市耕地资源利用效益做出如下建议：

(1)遵循经济学中的“3R”原则，促进农业经济循环发展。对化肥和农药的施用量进行减量化，以达到减少环境污染；对耕地资源进行多空间和时间的利用，如间种、套种，以达到对耕地资源的多级循环利用，提高耕地的复种指数，增加粮食产量；增加对传统有机肥的投入量，不但可以使废物得到再次循环利用，同时也可以改善土壤质量，提高土壤肥力，促进粮食增产，使得耕地产出效益得到提升。

(2)对土地进行合理的开发、整理，扩大非农建设项目的用地选择。将宜农土地开发成农用地或是耕地，以增加耕地面积。同时对田、水、路、林、村等实行综合整治，增加有效耕地面积，提高土地质量和利用效益。对于非农建设项目用地，则是通过城市土地挖潜和尽量选用闲置地，以减少或是不占用耕地。

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