福建省耕地生态压力与农业经济的脱钩分析

薛若晗

(闽江学院地理与海洋学院,福建福州 350108)

耕地是农业发展的基础。一个区域的耕地生态安全状况的变化会在一定程度上影响当地的农业经济。国内外相关专业的学者们分别从预测耕地生态压力变化趋势、协调耕地利用方式与经济发展关系以及分析耕地生产力与粮食安全关系等方面,开展耕地生态安全与农业经济发展之间联系问题的研究和讨论,也有一些学者进行了建立耕地生态安全预警系统的尝试。近年来,研究耕地生态安全状况以及它与农业经济之间关系的研究理论体系、研究方法、研究技术与手段逐渐完善,并时有创新。

生态足迹模型通常用于衡量区域内自然资本的利用是否具有可持续性[1],其计算指标包括耕地资源。近年来,相当一部分学者在区域耕地资源的相关研究中,运用了生态足迹模型以及各种改进模型。薛选登等[2]、张云兰[3]、王琦等[4]先后采用生态足迹模型分别对河南省、西南喀斯特地区、四川省耕地利用的可持续性和耕地生态安全进行研究;靳亚亚等[5]在研究江苏省耕地承载力的时候,运用了改进三维生态足迹模型;康礼玉等[6]采用了生态足迹模型测算新疆耕地生态足迹,并分析了其与当地粮食安全的关系;陈岩松等[7]、崔宁波等[8]、王海宇[9]基于生态足迹模型分别探讨了台州市、东北黑土区以及山东省的耕地生态补偿计算。但值得注意的是,在进行此类相关研究时,由于我国省域间有着较大差异,若统一采用“全球公顷”的产量因子和均衡因子,会使测算结果产生一定偏差,难以真实地体现出研究区域的生态特性。

脱钩理论是评估区域经济与自然资源压力之间关系的有效方法[10],有利的政策和革新技术往往能逐渐降低区域经济发展所付出的资源环境代价,即为“脱钩”。该理论现已被应用于农业资源环境等领域[11]。要结合农业经济状况判断耕地利用的可持续性,可以把生态足迹模型和脱钩模型相配合使用。

该研究以福建省为研究对象,用“国家公顷”生态足迹模型,计算2006—2020年耕地生态足迹、生态承载力和耕地生态压力指数,研究耕地生态安全状态变化。继而采用Tapio脱钩模型,判断耕地生态压力和农业经济的脱钩情况。

1 研究方法

1.1 基于“国家公顷”的生态足迹模型“国家公顷”生态足迹模型的建立依照《国家生态足迹账户计算基本方法和框架》(2011版)[12],其中均衡因子和产量因子采用我国耕地生产能力计算所得,而不是全球统一数值。因此,模型计算结果为全国平均生产力的面积当量,单位为国家公顷(nhm2),计算公式如下:

(1)

生态承载力计算公式:EC=N·ec=N·E(aj·EQFj·YFj)

(2)

式中:EF为区域生态足迹总量;N为区域人口总量;ef为人均生态足迹;i为居民消费类型;j为生物生产性土地类型;ci为区域第i种消费的人均消费量;qi为全国第i种消费产品的单位面积平均产量;EQFj为第j种生物生产性土地类型均衡因子;EC为区域生态承载力总量;ec为人均生态承载力;aj为区域第j种生物生产性土地面积的人均占有量;YFj为第j种生物生产性土地类型产量因子[12-14]。

1.2 “国家公顷”模型均衡因子计算模型中的均衡因子EQFi计算公式如下:

(3)

式中:pi为全国第i类生物生产性土地的平均生产力;P为全国全部生物生产性土地平均生产力[12-14]。

1.3 “国家公顷”模型产量因子计算模型中的产量因子YFj计算公式如下:

中国家用电器协会副理事长徐东生也认为，如今的家电行业处在经济增长持续放缓，投资、消费、出口三驾马车同时失速，房地产市场低迷等不利的外部环境中。在中国家电行业面临转型之际，由奥维云网和六大权威媒体联合主办的“2018年中国家电消费行为大普查”能够洞察新时代背景下的新消费行为，为行业解决痛点，为企业提供启发。

(4)

1.4 耕地生态压力指数耕地生态压力指数I计算公式如下:

(5)

式中:I=1,表示供需相等,耕地生态压力处于临界;I<1,则表示耕地存在盈余,耕地生态压力低;I>1,表示耕地出现赤字,耕地生态压力过高;I值越大,耕地生态压力就越高,生态安全就越不能得到保障。

1.5 Tapio脱钩模型该研究计算耕地生态压力和农业经济的脱钩指数E,选用的是Tapio脱钩模型,公式如下:

(6)

式中:n为年份;En为第n年的脱钩指数;In为第n年的区域耕地生态压力指数;Cn为第n年区域农业总产值[15-17]。

计算结果依据表1判断脱钩类型[15-17]。

表1 脱钩类型

2 研究区域和数据来源

2.1 研究区域概况福建省位于中国东南沿海,截止2020年底,全省人口4 161万人,全省耕地保有量已完成国家下达的126.3万hm2目标,年粮食总产量502.32万t[18]。福建省有比较完善的长期统计资料适合作为该次研究的数据基础。

2.2 数据来源从相应年份的《福建统计年鉴》[18]以及《中国统计年鉴》[19]获取农作物产量数据。在考量了福建省内各类果园的耕种土质和实际生产情况之后,把水果类园地计入耕地;有鉴于福建省畜牧业的猪和禽类的饲料主要为耕地产出加工而成,因此,该类相关产品所折合的生产性土地面积也计入耕地。

3 结果与分析

3.1 福建省“国家公顷”耕地生态足迹分析把2006—2020年的产量数据,依照各类生物产品的单位热值标准[21],折算出各土地类型的平均生产力和全部土地类型的平均生产力,代入公式(3)和(4),得出福建省2006—2020年的耕地均衡因子和产量因子,见表2。

表2 2006—2020年福建省耕地均衡因子和产量因子

将消费量资料以及表2数据代入公式(1)、(2)计算,得到福建省2006—2020年人均耕地生态足迹和耕地生态承载力,见表3和图1。

图1 2006—2020年福建省人均耕地生态足迹、生态承载力Fig.1 Per capita ecological footprint, ecological capacity of cultivated land in Fujian Province from 2006 to 2020

表3 2006—2020年福建省人均耕地生态足迹和生态承载力

由表2、表3和图1可知,2006—2020年,福建省人均耕地生态足迹呈现先升后降再升的起伏波动。2006—2009年,从0.243 nhm2增加到研究期间的最高值0.300 nhm2,其中2007年增幅最大,达到16.4%。从2010年起逐年减少,到2017年减少到研究期间的最低值0.169 nhm2,这几年中只有在2016年轻微增长,而2011年的降幅最大,为26.2%。然后从2018年开始恢复增加到2020年的0.194 nhm2。15年里,总体减少了20.0%。研究期间,人均耕地生态足迹数值的起伏与耕地均衡因子的变化趋势较为接近,也与居民的生物资源消费量总体变化以及粮食占居民生物资源消费量的比例变化有关。

2006—2020年,福建省人均耕地生态承载力总体先下滑后略有回升,其中,在2006—2017年,除了2009年比上年微小幅度上升0.7%之外,其余年份都是逐年下降,从2006年的0.306 nhm2降至2017年的0.138 nhm2,最大降幅出现在2011年,为25.1%;2018年与上年持平,之后上升至2020年的0.155 nhm2。15年里,人均耕地生态承载力总体下降了49.3%,是人均耕地生态足迹降低幅度的2倍以上。对比产量因子和耕地生态承载力的变化趋势,可以看出产量因子对于耕地生态承载力的影响作用较为明显。福建省的人口逐年增长,而耕地总面积却有所减少,这也影响了耕地生态承载力。

2006—2020年,只有2006年福建省人均耕地承载力高于生态足迹,生态盈余为0.063 nhm2;其余年份都存在耕地生态赤字。人均耕地生态赤字在2007—2010年逐年扩大,之后逐年缩小至研究期间的最低值,为2014年的0.002 nhm2,而后震荡上升到2020年的0.039 nhm2,是研究期间的峰值。15年里,人均耕地生态赤字逐渐扩大,2020年为2007年的4.3倍,耕地产出不能满足当地居民消费,存在生态安全隐患。

4.2 耕地生态压力分析用公式(5)算出福建省2006—2020年耕地生态压力指数,见图2。图2表明,在2006—2020年,福建省的耕地生态压力指数只有2006年小于1,为0.794,其余年份都大于1。从2007年的1.033逐年增高到2010年的1.156,之后,逐年降低至2014年的1.010,然后又增高至2018年的1.250,2019年略有回落后,2020年继续增高至15年内的最大值1.252,是2006年的1.6倍。就长期趋势而言,耕地生态向不安全的方向发展,生态压力持续增大。

图2 2006—2020年福建省耕地生态压力指数Fig.2 Ecological pressure index of cultivated land in Fujian from 2006 to 2020

4.3 脱钩分析将表3和图2数值代入公式(6),计算出不同时期的脱钩指数,并根据表1进行脱钩状态分类,结果见表4。表4表明,2006—2020年,福建省耕地生态压力和农业经济脱钩关系反复变化,各种脱钩类型出现的频率,从大到小依次为:强脱钩35.714%、弱脱钩35.714%、扩张负脱钩21.429%以及强负脱钩7.143%。2006—2010年,交替出现弱脱钩和扩张负脱钩状态,耕地生态压力指数持续上升,农业总产值水平不高且增长也并不迅速,这一时间段内的农业经济发展在一定程度上给耕地生态安全带来了负面影响。2010—2014年,连续出现强脱钩状态,农业经济稳步增长,而耕地生态压力指数持续下降,不过始终高于1,这表明这一时期耕地生态压力与农业经济之间较为协调,但需要采取进一步措施保障生态安全。2014—2018年,出现持续性的弱脱钩状态,耕地生态压力指数再度缓慢上升,农业经济增长亦较为缓慢。而其中2017年突然出现强负脱钩,这和该年农业总产值比上年大幅下降以及该年耕地产量因子降到低值不无关系。这表明农业经济发展依然带来耕地生态潜在风险,仍然需谨慎关注。2018—2020年,依次出现了弱脱钩、强脱钩、扩张负脱钩3种不同的状态,这3年里,在农业经济变速增长的同时,耕地生态压力出现了缓慢上升、下降而后又迅速上升达到研究期间最大值的变化,但总体上耕地生态压力和农业经济之间还是处于相对协调状态。

表4 2006—2020年福建省耕地生态压力和农业经济脱钩指数

5 结论

该研究计算了福建省2006—2020年的“国家公顷”耕地生态足迹、耕地生态承载力,进一步逐年计算耕地生态压力指数,并分析了研究期间的耕地生态压力和农业经济的脱钩关系,得出主要结论有:

首先,2006—2020年福建省的耕地人均生态足迹和生态承载力总体都呈降低趋势,人均生态承载力的下降幅度超过人均生态足迹降幅的2倍。2006—2020年,除了2006年,耕地有生态盈余之外,其余年份始终存在生态赤字,且人均生态赤字总体呈增加趋势。生态压力指数也持续增大。因此,“十四五”期间,在人均耕地紧张的情势下,福建省应加大力度进行农业结构调整改革,同时也要改进耕地利用方式、提升耕地利用水平,着实提高耕地利用率和提升生态承载力,采取有效措施积极应对耕地生态安全问题。

其次,福建省耕地生态压力与农业经济的脱钩情况基本上以强脱钩和弱脱钩为主,研究期间,这两种状况出现的总概率占到了71.428%,可见总体状况趋于乐观。但是,目前的耕地生态压力指数较高,脱钩系数在研究期间的几次负脱钩的波动也需要引起重视,尤其是曾出现过强负脱钩,可见,依然需要谨慎应对不断增加的耕地生态压力。福建省应继续推进生态文明建设,严守基本农田保护红线,采取更积极有效的农业政策,坚持进行内涵式扩大再生产,兼顾粮食安全和耕地质量,稳步提高农业科技含量,重视耕地修复,积极寻求耕地后备资源,力求一方面能有更加快速的农业经济增长,另一方面能降低生态压力和付出较小的自然资本代价。

该研究采用居民消费量计算生态足迹,而不是用生物量,所以不考虑区域间自然资本的流动量。由于统计资料的局限性,各种消费量没有全部列出,因此模型计算结果存在一定误差。而且,研究仅涉及2006—2020年这一时间区间,导致研究具有一定的局限性。今后有待获取更加准确全面和更长时间区间的数据,进一步进行相关研究。