呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展研究*

艾凤巍

(呼伦贝尔学院，内蒙古呼伦贝尔 021008)

0 引言

耕地集约利用是土地资源专题研究的重要内容，其已经成为解决我国粮食安全问题、走可持续发展道路的重要途径[1-3]，核心问题是通过增加耕地单位面积的劳动和资本投入进一步获得更多的经济产出。耕地集约利用发展进程中与之最密切相关的问题即耕地生态安全，耕地面积的猛增、耕地不合理的利用方式引发了一系列耕地污染、退化，耕地生态功能弱化甚至丧失等耕地生态安全问题[4-5]。因此，如何在耕地集约利用发展过程中将其与耕地生态安全问题协调好，成为近年来众多学者竞相研究的重点问题，也是一个亟待解决的关键性问题[6-7]。李霞[8]重构了生态安全约束下耕地集约利用的基础理论体系，以重庆市南岸区为例，探讨了耕地集约利用进程中出现的生态安全问题，认为人是生态安全约束下耕地集约利用模式选择和耕地集约利用生态安全打造的主体，人在认知和决策方面的层次很大程度上决定着耕地集约利用与生态安全目标能否同时实现； 施开放[9]运用耕地生态足迹模型和GIS对2009年重庆市的耕地生态承载力供需平衡状况进行了评价，得出重庆市耕地生态承载力供需空间已失衡； 赵青等[10]以生态系统服务价值为基础，从粮食安全角度出发，建立耕地生态补偿模型对河北省环京津冀地区耕地集约利用与生态补偿问题进行了研究，认为环京津冀耕地生态系统服务价值整体呈现不能自足的态势。综上，相关研究成果集中在促进耕地集约利用与耕地生态环境保护方面，专题讨论耕地集约利用与生态安全协调发展的文献较少。基于呼伦贝尔地区土地资源种类非常多，地域性呈明显分布，耕地面积仅占土地总面积的5.04%等特点[11-13]，文章借鉴前人的研究成果及应用耦合协调发展模型，以呼伦贝尔地区为研究对象，研究近10年呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全的协调发展动态关系，以期对该地区的耕地集约利用与生态安全齐头并进发展提供理论上的指导意义。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区概况与数据来源

呼伦贝尔地区地处我国东北部，包括2个市辖区、4个旗、3个自治旗， 5个市，位于东经115°31′～126°04′，北纬47°05′～53°20′，地形总特点为西高东低，地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。土地资源丰富，类型多样，全市土地有8大类，二级分类共42种类型； 土地总面积2 620万hm2，其中耕地面积约140万hm2，耕地土壤以黑土、暗棕壤、黑钙土和草甸土为主，土质肥沃，自然肥力高。全市大部分地区属于温带大陆季风性气候，气温冬冷夏暖，昼夜温差较大，日照丰富，降水量差异大，降水期多集中在7～8月份。截止2016年，全市常住人口约290万人[14]。该文数据主要来源于中国社会经济发展数据库以及2007～2016年《呼伦贝尔市统计年鉴》、《内蒙古统计年鉴》及呼伦贝尔市各区(县)国民经济统计年鉴。

1.2 评价指标体系的构建

该文在充分理解耕地集约利用与生态安全内涵的基础上，结合呼伦贝尔地区的实际发展情况，采用频度统计与理论分析相结合的方法进行指标的获取与筛选[15]，本着科学性、系统性、可操作性、可量化性原则，最终确定耕地集约利用与耕地生态安全评价指标体系。其中耕地集约利用评价体系包含耕地投入强度、耕地利用程度、耕地产出水平及耕地可持续利用等4个一级评价指标，耕地生态安全评价体系包含耕地生态资源利用、耕地生态环境压力及耕地生态安全响应等3个一级评价指标(表1)。

表1 呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全评价指标体系

目标层指标层次级指标层要素层权重值W耕地集约利用与生态安全评价指标体系耕地集约利用水平耕地投入强度单位劳力投入(人/km2)01733单位耕地机械动力指数(W/km2)01426单位耕地用电量(kW/km2)00934耕地利用程度复种指数(%)01051垦殖率(%)00816耕地产出水平单位土地产值(万元/km2)01511粮食单产(t/km2)00929耕地可持续利用水平劳动力指数(%)00844人均粮食产量(t/人)00756耕地生态安全水平耕地生态资源利用人口密度(人/km2)01445人口自然增长率(%)01365人均耕地面积(m2/人)01687农民人均纯收入(元/人)01066耕地生态环境压力单位耕地化肥使用量(t/km2)00803单位耕地农药使用量(t/km2)00866耕地生态安全响应人均GDP(元/人)00753第一产业占GDP比重(%)00983有效灌溉面积(km2)01032

1.3 指标标准化与权重的确定

1.3.1 指标标准化

为消除指标体系中各项评价指标计量单位和性质不同引起的不可比性，需对样本数据进行标准化处理，该文采用极差标准化法对原始数据进行了标准化处理。

正向指标标准化公式：

(1)

负向指标标准化公式：

(2)

1.3.2 指标权重的确定

变异系数法是一种客观赋权的方法，其基本原理是利用差异信息，通过度量差异信息的离散程度赋权，该方法较熵值法、均方差权值法等客观赋权法更为科学合理，也在很大程度上减少了主观赋权法的不足[16]。

(3)

(4)

式中，σx为指标x的标准差；n为指标i中样本个数；Ex为第x个指标平均值。

(5)

(6)

(7)

式中，Si为耕地集约利用得分值；Ui为耕地生态安全得分值。

1.4 耕地集约利用与生态安全水平协调发展度模型的构建

1.4.1 协调发展度模型

协调是指系统内各层次、各子系统之间各种参数的结构和功能的相融、系统与环境之间物质相对运动的稳态，协调度模型系统内部各要素之间的关系是一个不断调整变化的动态过程，能够直观反映系统内部之间协调状况的变化[17]。该文用协调度模型衡量呼伦贝尔地区耕地集约利用与耕地生态安全协调发展水平：

(8)

式中，C为耦合度系数， 0≤C≤1，C值越大表明耕地集约利用与耕地生态安全水平耦合发展越协调；α、β为待定系数且α+β=1；k为调节系数， 2≤k≤8，令调节系数k=5[18]； 研究认为既要追求呼伦贝尔地区耕地集约利用的社会经济效益，又要确保耕地生态安全的稳定，即令待定系数α=β。D为协调发展度，0≤D≤1，D值越大，耕地集约利用与耕地生态安全协调发展水平越高。为更直观反映两者的协调发展情况，根据该文数据处理结果及相关研究成果[19]，将协调发展水平划分为4个阶段： 0～0.4为轻度失调， 0.4～0.6为低度协调， 0.6～0.8为中度协调， 0.8～1为高度协调。

1.4.2 相对发展度模型

协调发展度模型能够准确评价耕地集约利用与生态安全两系统的协调发展水平，而相对发展度模型则能够评价两者的相对发展水平[20]，便于深入分析，因此引入相对发展度系数Ei：

Ei=Si/Ui

(9)

式中，Ei为耕地集约利用与耕地生态安全水平的相对发展状况。

2 研究结果与分析

2.1 研究结果

该文收集2006～2015年呼伦贝尔地区相关评价指标数据，根据计算公式测算呼伦贝尔地区耕地集约利用度与耕地生态安全水平数值，可以看出，耕地集约利用要素层的指标非常具有代表性，其中最重要的指标因素有单位劳力投入、单位土地产值、单位耕地机械动力指数以及复种指数，所占权重值分别为0.173 3、0.151 1、0.142 6、0.105 1，影响耕地生态安全较重要的指标为人均耕地面积、人口密度、人口自然增长率、农民人均纯收入以及有效灌溉面积，所占权重值分别为0.168 7、0.144 5、0.136 5、0.106 6、0.103 2，根据研究结果进一步探寻呼伦贝尔市耕地集约利用与耕地生态安全协调发展演变的特征与规律。

根据呼伦贝尔地区具体情况及协调发展度与相对发展度的计算数值，将呼伦贝尔地区耕地协调度和协调发展度作等级划分(表3)。由表3可知，每种协调发展类型分别对应3种协调发展亚类：耕地集约利用滞后，耕地集约与耕地生态安全同步，耕地生态安全滞后，这主要取决于2个评价指数即耕地集约利用指数与耕地生态安全指数的对比情况。

表2 2006～2015年呼伦贝尔市耕地集约利用与生态安全水平协调发展时序变化

年份2006200720082009201020112012201320142015耕地集约水平00188013670649606381073540815308580090350918709347耕地生态安全01795022720283302580038660461105120047190526607003相对发展度01049060192293524734190231768316758191461744413346协调发展度00218036370449304076058090653806919070220740008584

表3 耕地集约利用与耕地生态安全的协调发展分类标准

协调发展度协调发展类型评价指数对比协调发展亚类0≤D<04轻度失调型Ei<1耕地集约利用滞后Ei≈1耕地集约与耕地生态安全同步Ei>1耕地生态安全滞后04≤D<06低度协调型Ei<1耕地集约利用滞后Ei≈1耕地集约与耕地生态安全同步Ei>1耕地生态安全滞后06≤D<08中度协调型Ei<1耕地集约利用滞后Ei≈1耕地集约与耕地生态安全同步Ei>1耕地生态安全滞后08≤D≤1高度协调型Ei<1耕地集约利用滞后Ei≈1耕地集约与耕地生态安全同步Ei>1耕地生态安全滞后

2.2 呼伦贝尔市耕地集约利用与生态安全协调发展水平分析

(1)2006～2015年近10年间呼伦贝尔地区耕地集约利用水平与耕地生态安全水平总体上呈现逐步上升的趋势。2006～2007年耕地集约利用水平低于耕地生态安全水平，这主要由于该时期呼伦贝尔地区开发强度不大，耕地面积没有大幅度扩张趋势，耕地布局优化利用趋势不明显，而耕地退化、水土流失现象较少，生态环境相对较稳定； 2007～2008年耕地集约利用水平提升力度为研究期内最大，而此时耕地面积也出现跃增趋势，主要原因是为实现该地区粮食的基本自给要求，呼伦贝尔政府相应实施了“一、二、三期农业开发”政策，但耕地面积虽大，由于施肥量少加之呼伦贝尔地区生态环境极易遭受破坏，导致耕地生物多样性受到威胁，生态平衡遭到破坏，因此2008年之后呼伦贝尔地区耕地生态安全水平始终低于耕地集约利用水平； 耕地集约度在2008年达到顶峰后， 2009年有略微下降趋势， 2009年之后又呈平稳上升趋势，耕地集约利用发展水平势头较好，一方面得益于当地政府因地制宜利用该地区宝贵的耕地资源，另一方面也与该地区长期一直存在的“黑地”被查有关，该地区之前一直存在较严重的大量违法开垦“黑地”，主要发生形式是“拱地头”、“扩地边”以及违法私自滥垦。耕地生态安全发展水平整体呈缓“W”形式，生态环境呈多样性变化，受自然和人为影响较明显(图1)。

(2)呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展度数值整体呈逐步上升趋势，表明两者的协调发展水平也逐步提高，而耕地集约利用与生态安全两者的相对发展水平趋势变化清晰：研究初期2006～2007年耕地集约利用水平滞后于耕地生态安全发展水平，研究中后期耕地集约利用水平明显遥遥领先于耕地生态发展水平，其中2009年耕地生态安全呈严重滞后状态，耕地集约利用与耕地生态安全严重失衡，导致协调发展水平在2008～2009年间呈减弱态势(表3，图2)。

图1 耕地集约水平与生态安全水平变化 图2 协调发展度与相对发展度变化

2006～2007年呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展水平虽为轻度失调型，两者均处于一个较低的水平，但优化变化幅度最大，为中后期的发展奠定了非常重要的基础，协调度数值由2006年的0.021 8剧增至2007年的0.363 7，主要因为研究前期呼伦贝尔地区耕地发展形式与生态屏障发展形态等各方面均未完全定型，因此政府相关部门立足于当地资源发展优势，出台政策予以修正比较容易。2008～2010年协调发展水平呈“先降后升”趋势，均为低度协调型，相对发展度数值分别为2.293 5、2.473 4、1.902 3，耕地集约利用水平明显超前于生态安全发展水平，人口数量的急剧增多使耕地资源供不应求，加之农牧民对经济利益的渴求大量增加耕地面积、布局非常不合理直接导致了呼伦贝尔地区耕地生态环境的恶化，耕地集约利用水平单方面增高但此形式也不会长久。2011～2014年协调发展度数值由0.653 8持续增加至0.740 0，协调发展类型为中度协调型，该时期耕地集约利用与耕地生态安全发展水平逐步趋于“双高”，耕地协调发展水平平稳增长，人口增长到一定程度逐步趋于稳定，数量得到有效控制，也提高了该地区农牧民的生活水平，滥用土地导致水土流失、土壤疏松土质下降等现象得到有效遏制，“天人合一”的思想意识也得到了改变和提高，生态环境产业发展形势良好，此阶段进一步提高协调发展水平的措施是继续保持耕地集约利用的良好发展形势，更加注重耕地生态安全保护建设。2014～2015年，呼伦贝尔地区协调发展度数值首次突破0.8，为0.858 4，协调发展类型首次出现高度协调型，协调发展水平为研究期内最顶峰，耕地集约与生态安全水平均较高且耕地集约略超前于耕地生态安全，两者相对发展形态较好，除了得益于当地丰富、优越的自然资源条件，还得益于政府相关部门想要使该地区达到更高层次的协调发展状态的雄心壮志，呼伦贝尔地区受自身条件所限，耕地资源本不富足，政府人员利用有限的耕地资源优化布局，不断提升其集约利用水平，同时根据生态环境承载能力，合理并充分利用该地区现有的环境资源，使耕地利用呈现“生态、高效”的发展形势，这也是呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展双赢的根本途径(表2，表3，图2)。

3 结论与讨论

3.1 主要结论

(1)在深度理解耕地集约利用与生态安全发展涵义的基础上，分别构建耕地集约利用与耕地生态安全评价指标体系，运用变异系数法确定指标权重，建立协调发展度与相对发展度模型，对2006～2015年呼伦贝尔市耕地集约利用与生态安全协调发展水平进行了分析。整体看来，测算分析结果符合呼伦贝尔地区的实际发展情况，对呼伦贝尔乃至内蒙古地区的进一步相关研究均有重要的参考价值与借鉴意义。

(2)呼伦贝尔地区耕地集约利用与耕地生态安全水平均呈逐步优化上升趋势，耕地集约利用优化程度大于耕地生态安全水平，两者的协调发展水平由研究初期的轻度失调型过渡至中期的低度协调型、中度协调型，最终优化为高度协调型，相对发展水平主要以耕地集约利用超前为主，耕地集约利用与生态安全同步发展状态较少，今后需进一步加强耕地生态环境保护建设。

(3)耕地生态安全发展状态与耕地集约利用发展水平有着直接关系，同时也间接受到人口因素、经济因素、政策因素的影响，这些因素进而会影响耕地集约利用与生态安全的协调发展水平，因此今后呼伦贝尔地区需根据当地发展实际，科学控制总人口，确定人口适宜规模，合理布局人口，不允许超过该地区的环境总承载力，还要不断调整产业结构，努力发展生态型产业，逐步改变该地区农牧民“靠天吃饭”的习惯，提高其生活水平，管理控制好人的行为，保护好现有的生态环境，在社会经济发展过程中尽量降低对生态环境的负面影响，最终对该地区耕地集约与生态安全发展进行有效的宏观调控，打破耕地系统协调发展水平的瓶颈期，使其达到更高层次的协调发展状态。

3.2 讨论

构建呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全评价指标体系，分析2006～2015年近10年间呼伦贝尔地区耕地集约利用水平与耕地生态安全水平，得出呼伦贝尔两者协调发展时序变化并进行等级划分，为当地今后发展指明了方向。但该研究的不足在于未对未来10～20年的发展趋势进行测度，预测2030年前后呼伦贝尔地区耕地集约利用与耕地生态安全水平，将是该研究下一步的方向。

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