多情景模拟休耕对中国粮食安全的影响

陈浮 曾思燕 马静 刘俊娜 于昊辰 孙燕

摘要：研究目的：探究多情景休耕对国家粮食安全的影响，为耕地保护、国土空间生态修复提供依据。研究方法：因子评价、意愿调查和情景模拟分析。研究结果：（1）休耕迫切性、规模和空间分布受耕地资源环境本底硬约束控制，重度污染、中度污染、一级生态保护红线范围、地下水重度超采和质量劣等耕地分别占1.23%、2.31%、3.57%、0.68%和3.69%，应全部纳入休耕。（2） 当前农户休耕意愿偏低，全国仅2.17%农户参与意愿高，84.92%的农户休耕意愿低或不愿意。不同情景下休耕需求差异显著，表现为生态安全优先情景（PES，20.57%）>农户意愿优先情景（PFW，18.98%）>食品安全优先情景（PFS，15.30%）。（3）不同情景下休耕导致的产能损失显著差异，全面执行休耕潜在的粮食产能损失率为PES（17.32%）>PFW（14.36%）>PFS（13.66%），对粮食安全有负面影响。遵循农户意愿合理安排时序，可确保近期、中期、远期休耕造成的粮食产能损失完全不影响中国2025年、2030年和2035年实现粮食高度自给。研究结论：实施休耕既要考慮耕地资源环境本底状况和农户意愿，也要减轻对粮食安全的影响，从而缓解耕地污染、保护生态和维护国家粮食安全。

关键词：耕地休耕；土壤污染；农户意愿；情景模拟；粮食安全

中图分类号：F321.1 文献标志码：A 文章编号：1001-8158（2023）01-0090-12

基金项目：国家科技支撑计划项目（2015BAD06B02）；江苏省自然资源科技计划项目（2022042）。

粮食安全是当今和未来全球可持续发展面临的一项重大挑战[1]。至2050年，全球人口将超过90亿，农业系统需要提高60%～70%生产能力才能满足粮食需求[2]。然而，许多地区耕地生态环境不断恶化，难以达成永续利用和粮食安全的双赢[3]。休耕是一种有效的休养生息方式，可让受损耕地恢复，特别是质量持续退化、地下水超采和污染的耕地[4]。2016年我国开始耕地轮作休耕试点，旨在提高耕地质量、治理土壤污染、持续恢复地力，寻求基于自然的解决方案实现粮食安全和永续利用[5]。中国作为全球第一大粮食生产和消费国，休耕必定对全球粮食贸易和安全产生举足轻重的影响。

休耕是一项涉及社会—经济—环境多重因素与多方利益的复杂行为。国际上休耕研究多与环境问题、粮价波动控制有关，如美国休耕除提高环境效益，改善水质和野生动物栖息地外[6]，还起着控制农产品供应，解决粮食过剩等作用[7]。加拿大每年休耕面积超过10万km2，期望培肥土壤，缓解日益严重的土地退化[8]。欧盟休耕最初旨在提高土壤肥力，减轻农业生产对环境的负面影响[9]，现在已被用作调控谷物价格和供需平衡的重要经济工具[10]。日本每年会根据国内外粮食供求状况调整自身的休耕规模，应对国际粮价波动带来的冲击[11]。巴西关注休耕对持续耕作土壤的恢复及其环境效应，以实现低碳农业计划[12]。中国受自身粮食生产和需求的影响，2016年才开始实施轮作休耕试点，主要采取自下而上的自愿申报和总量控制的方式[5]。国内有关休耕研究相对集中于4方面：探索政策实施框架，主要学习发达国家的休耕经验[13]；区域尺度休耕适应性评价和空间建模[14-15]；农户休耕意愿调查及补偿机制[16-19]；估算休耕规模及粮食生产影响，如石飞等人估算了保障粮食安全所需的耕地底线及最大的休耕比重（20.0%）[20]。LU等预测在粮食生产潜力提升和中高速经济增长情景下，2030年中国耕地的5.69%可实施休耕[21]。陈浮等从中国耕地资源环境本底出发，量化了地块的休耕迫切性，识别了休耕的优先区[22]。这些研究从粮食安全、生态脆弱性或土地适宜性等视角阐述了休耕规模和空间分区，解决“休哪里”“休多少”等关键性问题，但忽视了农户休耕意愿对休耕实施的影响，尤其是对粮食生产的影响。因此，从资源环境硬约束和农户休耕意愿出发，在国家层面上量化休耕实施的可行性和迫切性，对推动休耕方案科学落地和粮食安全影响评估具有重大意义。

中国耕地分布广、地理环境差异大，生产既有传统小农经济模式，又有面向市场的商业化模式[15]。同时，还面临着质量退化、污染加重、生物多样性锐减等挑战，从国家层面上考察资源环境因子对休耕的硬约束显得十分重要。农户是落实休耕的主体，也是休耕补偿制度的主要利益相关者，农户意愿对休耕实施至关重要[16]。此外，基于耕地需求底线探索规模约束条件下耕地休养生息的“弹性空间”可以避免触及国家粮食安全阈值、提高休耕政策实施有效性。为此，本文从耕地本底资源刚性约束视角设定食品安全优先情景（PFS）、生态安全优先情景（PES）、农户意愿优先情景（PFW）3种情景，结合粮食安全约束下的中国耕地需求量测算结果，阐明休耕迫切性及可休养生息的规模上限，权衡食品安全—生态保护—农户休耕意愿—产能损失之间的空间关联，进而刻画休耕时序安排的空间格局，为国家层面实施休耕、国土空间生态修复、农业可持续转型及粮食安全提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究框架

建立基于耕地资源环境压力状况和农户参与休耕意愿的框架，包含4个步骤：第一步，休耕影响因子识别。选取包含国家休耕指令和三线划定要求中优先考虑的4个约束条件：生态保护红线范围、土壤污染、地下水超采区和耕地质量状况。边际和受损的耕地相对脆弱，高强度利用会加速退化或环境风险[23]。因此，生态保护红线内退耕或休耕，污染和质量差的实施休耕，地下水超采区轮作或休耕，这是国家休耕治理的核心[5， 24]。此外，农户是休耕实施的利益相关方和补偿接受方，他们的参与意愿对休耕计划实施至关重要[17]。第二步，从粮食安全视角出发，综合考虑人口（Y）、粮食需求（D）、粮食单产（K）三大要素及粮a作比（q）、复种指数（z）等参数构建粮食消费供需预测模型测算高峰年粮食不同自给率的粮食安全底线。第三步，休耕方案多情景模拟。考虑休耕的迫切性和可行性，设定PFS、PES、PFW3种情景，每一种情景又设置高、中和低3种休耕组合方案区分休耕的优先级。第四步，测算3种情景不同方案下粮食产能损失率，权衡耕地资源刚性与休耕规模弹性共同约束下休耕实施方案与时序安排。

1.2 数据来源与处理

依据生态环境部颁布的《生态保护红线划定指南》要求，收集了全国数字高程模型和归一化植被指数（www.gscloud.cn），全国气象站点降雨量、风速、温度等气象数据（http：//data.cma.cn），土壤数据（http：// vdb3.soil.csdb.cn），全国植被NPP、生态系统服务功能重要性评价和自然保护区分布等生态环境调查数据（www.ecosystem.csdb.cn）以及环境敏感性评价[25]。耕地污染包含重金属和有机物污染，采用单因子指数与Nemerov 综合污染指数表征污染状况。有关耕地土壤污染的数据收集采用文献计量法，详见文献[26]。地下水超采主要数据包含1979年全国浅层地下水位等值线和2006年中国地下水资源与环境图集[27]、2011年全国浅层地下水位埋藏深度图[28]及2014年全国主要地下水超采分布图[29]。本文中耕地数据采用2020年GlobeLand 30栅格数据（www.globallandcover.com），分辨率為30 m×30 m，总体分类准确率为88.90%±0.68%[30]。耕地质量状况主要来源于2015年国土资源部公布的《中国耕地质量等级调查与评定》[31]，基准年为2012年。耕地经营权流转价格采用戚渊等[32]关于中国耕地流转价格区划成果，休耕补贴金额依据《探索实行耕地轮作休耕制度试点方案》①进行确定。粮食供给需求预测相关数据来源于《中国统计年鉴》、国民经济和社会发展统计公报、《中国粮食发展报告》、《中国粮食问题白皮书》及《中国居民膳食指南（2016年版）》。

1.3 研究方法

1.3.1 休耕迫切性评判与栅格单元优先排序

利用生态保护红线（E）—耕地污染（P）—地下水开采状况（G）—耕地质量（Q）—农民休耕愿意（W）5因子组合表达栅格单元休耕的迫切性，表示为∏（EmPnGiQjWx）。m、n、i、j和x分别表示E、P、G、Q和W因子相应的等级，其中：m可取0、1或2，分别表示一级、二级或非生态红线保护区；n可取0、1、2、3或4，分别表示耕地污染等级为重度、中度、轻度、尚清洁或清洁；i可取 0、1、2或3，分别表示重度、中度、轻度超采或采补平衡区；j可取 0、1、2、3或4，分别表示耕地质量等级为劣、差、中、良或优；x可取 0、1、2或3，分别表示农民休耕意愿高、中、低和差。

（1）生态保护红线（EPRL）划定和叠加分析方法：采用Arcgis 10.6叠加分析功能编制全国生态保护红线图，并与已公布的20个省份划定结果进行验证，具体结果参见文献[22]。在Arcgis 10.6栅格计算中使用con语句，与全国耕地栅格数据“并运算”生成三类区域：①一级生态保护红线区，主要为生态系统服务功能极重要且生态环境极敏感区内耕地；②二级生态保护红线区，为其他生态保护红线范围内耕地；③非生态保护红线区，不在上述范围内的耕地。

（2）耕地污染综合评价和等级划分方法：依据“水桶效应[33]”和SWAINE划分的微量元素环境危害性[34]，按照《土壤环境质量——农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618—2018）[35]和MALISZEWSKAKORDYBACH[36]划分的多环芳烃污染浓度分类标准临界值（<200 μg/kg），计算单因子指数均值，再加权计算耕地污染复合指数（Pn），具体详见文献[26]，该成果具有可靠的精度，与实际污染样点的交叉验证精度为84.62%[37]。最后按《区域生态地球化学评价技术要求》（DD2005-02）[38]规定的土壤质量标准，将全部耕地划分为重度污染、中度污染、轻度污染、尚清洁和清洁5个级别。

（3）地下水超采评价与等级划分方法：依据《地下水超采区评价指南》（GBT34968—2017）和《地下水超采区评价导则（GBT34968—2017）》，采用2021年水利部新一轮地下水超采区划定建议的地下水水位变幅法①，将全国地下水开采状况划分为4个类型区，即采补平衡区、轻度超采区、中度超采区和重度超采区。

1.3.3 多情景休耕模拟设定

考虑休耕的自身目的、方案落地和粮食安全等影响，本文设定3种情景：食品安全优先情景（PFS）、生态保护优先情景（PES）和农户意愿优先情景（PFW）。（1）食品安全优先情景（PFS）。主要针对耕地重金属和有机污染严重区优先休耕，应休尽休，休治协同，以重点剪断土壤—食品之间污染传递，切实保障粮食生产安全。（2）生态保护优先情景（PES）。主要针对生态系统服务功能重要区、生态环境敏感区以及地下水严重超采区优先休耕，必休尽休，休退有序，重点减轻农业生产对生态系统的干扰。（3）农户意愿优先情景（PFW）。除考虑耕地资源环境硬约束外，充分尊重农户的休耕意愿，应休必休，确保休耕政策稳健有序推进，稳进开展。由于耕地健康存在“水桶效应”[33]，休耕迫切性主要取决于对耕地资源环境硬约束最大的因子，即所谓的“短板”。当污染超标严重时，即便生产再多的粮食，也无法食用，耕地污染则成为休耕的首要因子。此外，一级生态保护红线区和地下水重度超采区一般不能继续从事农业生产，易形成地下水漏斗，会对生物多样性保护和地下水资源造成不可逆的损伤。因此，在休耕迫切性排序时，将耕地重度污染、地下水重度超采区和一级生态保护红线区单独扣除纳入必须休耕范围，作为3种情景下高休耕需求方案。

1.3.4 休耕方案评判与时序安排

在国家宏观层面下，确定休耕规模与空間布局必须置于自然—社会—经济系统下进行合理界定，因此不能让所有应该轮作休耕的耕地立马进行轮作或休耕。在此，依据不同情景下休耕的迫切性，设定不同的休耕优先顺序，再确定3种休耕情景下近期（2021—2025年）、中期（2026—2030年）、远期（2031—2035年）的休耕时序安排，具体顺序及休耕类型组合见表1。结合中国实际种植制度，考虑多种熟制的经验方式组合（包括一年两熟、两年三熟、一年三熟），本文采用中国农田生产潜力数据集[44]测算不同情景下各休耕方案造成的潜在粮食生产能力损失量△CL。若Ai+t-Bi+t≥△CL，表明休耕造成的粮食减产量不会危及中国居民粮食消费需求，此休耕方案可行；反之，则不可行，需调整年度休耕规模。

2 结果与分析

2.1 全国休耕影响因子空间分布及分异特征

耕地资源环境本底是休耕的决定性因素，全国耕地资源环境本底呈现复杂的空间格局及分异特征，从图1可知：（1）全国耕地污染面积占全部耕地面积的22.10%，重度污染极少，仅占1.23%，中度（2.31%）次之，轻度占比大，达18.56%。我国南方耕地污染较重，大范围面状分布，北方则呈点状扩散。耕地中重度污染几乎全部分布于人口相对稠密的东中部地区，表明人为活动是我国耕地污染的主因。（2）全国位于生态保护红线内耕地面积占全部耕地面积的14.52%，其中一级生态保护红线内耕地为3.57%。从空间分布上看，北方多于南方。位于一级生态保护红线区内耕地主要集中于黄土高原地区及粤北低山丘陵区，位于二级生态保护红线区内耕地主要集中于长白山、新疆内陆河源区、湘北和豫中等国家和省级自然保护区。（3）从全国来看，91.83%耕地范围内地下水采补尚能维持平衡，中、重度超采区耕地仅占3.83%和0.68%，但中、重度超采区集中于北方重要农业区，如河西走廊、渭河谷地、汾河盆地、华北平原和松辽平原，其中华北平原已形成大范围连片中、重度超采区，面积高达70 000 km2。（4）全国耕地总体质量一般，平均质量等别仅为9.8等。中低产田面积占全国耕地面积的67.35%，其中低、劣等耕地分别占14.00%和3.69%，黄土高原北部农牧交错带、河北西部和北部以及贵州丘陵山区。

图2显示中国耕地经营权流转价格及农户休耕意愿空间分布及分异特征，可以看出：（1）耕地经营权流转价格空间分异十分显著，整体上呈现中西部低、东部高的分布格局。高值区主要集中于华北平原和东部沿海地区，中值区主要集中于华中与华南地区，低值区主要集中在西部和内蒙一些地区。耕地经营权平均流转价格区间为4 710～29 925 元/（hm2·a），其中大多数位于7 500～12 000 元/（hm2·a），占50.67%[32]。（2）从意愿分组来看，农户休耕意愿整体较低，休耕意愿高的农户仅占2.17%，大约一半的农户不愿意主动休耕。从分布空间来看，农户休耕意愿高值区主要分布于江西大部分区域、黑龙江西部、湖南北部，休耕补贴与当地实际流转价差极小，主要原因与当地耕地污染、退化较重，已不宜耕种有关。中值区在内蒙古东部及与黑龙江接壤处分布最广，其次是甘肃南部、陕西北部、宁夏南部等黄土高原丘陵沟壑区，与当地生态环境脆弱及不合理农牧变换导致土地退化有关，实际流转价格低，从而抬高农户休耕意愿密不可分；低值区在全国分布广泛，休耕补贴低影响了农户的积极性；不愿意休耕占比近一半，主要是生产条件较好，流转价格远高于休耕补贴。

2.2 多情景休耕模拟与时序安排

按照表1设置的不同情景和类型组合，利用Arcgis 10.6叠加分析功能对全部栅格空间叠加计算，取得3种情景下近期、中期、远期3种休耕方案下休耕单元空间分布（图3）。（1）食品安全优先情景下休耕占比为15.30%，按污染治理的迫切性，近期重点休耕赣南、湘南、蒙东及豫中和冀北等重度污染区，中期重点休耕黄河下游、川中平原、内蒙古中—南部及长江中游南部等中度污染及其他问题严重的轻度污染区，远期重点休耕松辽平原、黄土高原、云贵丘陵山区、赣南及皖南等包含轻度污染且耕地质量劣等或二级生态保护红线区或中度超采区。近期、中期、远期休耕占比分别为4.94%、4.70%和5.66%（图（3a））。（2）生态安全优先情景下休耕占比为20.57%，按生态保护的优先性，近期重点退耕豫北、冀西南部、陕中、蒙中及湘川交界等重要生态保护区内耕地，中期重点休耕甘东南、松花江下流及天山南麓等生态保护区且地下水中度超采或耕地质量低等或中度污染的耕地，远期重点休耕内陆荒漠边缘带、中南部石漠化地区和长白山周边质量低劣、地下水中度超采及二级生态保护红线区内耕地。近期、中期、远期休耕占比分别为5.70%、4.31%和10.56%（图3（b））。（3）农户意愿优先情景下休耕占比为18.98%，按农户愿意的高低，近期重点休耕零星分布于中南部和相对集中分布于内蒙、河北和河南中南部，其中二级生态保护红线区且农户休耕意愿高的单元（E1PnGiQjW0），分布于湘北、甘南及陕甘宁交界处。中期重点休耕内蒙中—南部、蒙黑交界处等农户休耕意愿中且二级生态保护红线区或中度污染或地下水中度超采或质量低等的耕地，远期重点休耕黄土高原丘陵沟壑区等农户休耕意愿低且二级生态保护红线区或中度污染或地下水中度超采或质量低等的耕地（图3（c））。

2.3 粮食安全约束下休耕情景的理性选择

图4（a）显示3种情景下近期、中期、远期不同休耕方案造成的粮食产能损失。（1）食品安全优先情景下近期、中期、远期分别造成粮食产能损失3 396.23万t、2 563.18万t和3 187.99万t，占2020年全国粮食总产的5.07%、3.83%和4.76%；（2）生态安全优先情景下近期、中期、远期方案分别造成粮食产能损失3 440.40万t、 1 002.71万t和7 154.25万t，占2020年全国粮食总产的5.14%、1.05%和10.69%；（3）农户意愿优先情景下近期、中期、远期方案造成粮食产能损失3 115.55万t、2 279.80万t和4 216.77万t，占2020年全国粮食总产4.65%、3.41%和6.30%。不同情景近期方案造成的粮食产能损失大致相当，主要是落实应休必休，休耕区域大体一致。但不同情景中期、远期方案造成的粮食产能损失差异大，生态优先远期方案大约造成10.69%的粮食产能损失，比近期高一倍，主要因为远期多为生态保护或管控区还湖还草还林的耕地，质量良好，不同于近期多为休耕污染严重和质量劣等耕地。除食品安全优先近期方案外，所有情景下不同方案造成的粮食产能损失率均小于休耕率（比值>1），说明列入休耕的耕地资源环境本底整体差。

依据粮食供给需求预测模型测算可知：2025年、2030年和2035年不同自给水平下粮食结余量分别为[-1357.7， 5428.6]、[-1808.6， 5601.2]和[-631.0， 7151.9]万t（表2）。考虑国际粮食贸易和市场调节，中国一贯坚持高度自给（口粮100%自给+其他用粮90%自给）为国家粮食安全的底线[41-42]。为此，依据不同情景下各方案造成的粮食产能损失与不同自给水平下粮食结余量的关系评判休耕对国家粮食安全的影响。图4（b）显示不同方案对不同自给水平下粮食安全的影响：（1）食品安全优先。近期、中期仅能满足适度自给，远期可以满足高度自给。（2）生态安全优先。近期可满足适度自给，但远期造成粮食产能损失达7 154.25万t，高于2035年粮食结余量，对粮食安全产生重大影响。（3）农户意愿优先。近期、中期、远期造成的粮食产能损失量低于2025年、2030年、2035年高度自给条件下粮食盈亏量，完全可以实现高度自给。因此，该情景下不同时期可以落实国家粮食高度自给，方案可行。

3 讨论

3.1 休耕时序安排对粮食产能的影响

休耕是一个“对象”和“规模”双重约束下的休耕地块优选问题，而休耕实施短期内会对粮食生产能力产生负面影响，影响国家粮食数量安全。因此，在国家尺度上进行休耕空间评判需从休耕规模与地块时序安排两方面予以考虑。关于休耕规模的确定，理论上依据优先休耕因子确定，但休耕现实规模上应以粮食安全为首要约束条件和上限[45]。休耕实施必须注重问题导向，将严重影响耕地可持续利用的要素作为优先休耕因子。通过从国家休耕需求的实践出发，设置了食品安全优先、生态保护优先和农户意愿优先三类情景下不同休耕迫切性的高、中、低3种休耕需求方案，3种情景下休耕总面积分别占比为15.30%、20.57%和18.98%，这一结果与石飞等[20]、罗婷婷等[46]估算中国休耕极限值为20%几乎一致。此外，本文采用粮食供给需求预测模型正是基于粮食安全的视角，测算高度自给水平下不同时期粮食盈亏量为[3131.3， 4557.6]万t。对应粮食产能损失量来看，农户意愿优先情景（PFW）下近期、中期和远期方案完全满足粮食高度自给，既防止休耕造成粮食产能损失过大，又兼顾“应休必休”的现实需求。

此外，鑒于休耕要兼顾迫切性、农户意愿和粮食安全等因素，建议在时序安排上有计划有步骤地稳步实施休耕。根据耕地资源环境硬约束“短板”差异划分为禁植必休区、限植休耕区或者轮休区，实施差异化休耕模式[22]。例如，对耕地∏（EmP0GiQjWx）和∏（EmPnG0QjWx）单元，因生产的农产品不符合食品质量安全标准，或该区地下水已严重超采，应直接划入禁植必休区。重度污染区强制采取“休治培”三融合技术，休耕治理一体化，土壤污染降低至符合农业种植标准后再调整休耕方式。地下水重度超采区改种绿肥或牧草，控制地下水开采。对∏（E0PnGiQjWx）和∏（EmPnGiQ0Wx）单元，因位于生态系统服务功能极重要且生态环境极敏感区，或耕地质量劣等，应休养生息、恢复地力，应划入限植休耕区。采取隔年或多年轮休方式，限制种植种类，解决土地退化、水土侵蚀等问题。

3.2 治理—保护与休耕协同对粮食多维安全的长远效应

近20年中国粮食生产持续丰收，但也付出了巨大的环境成本，如地力透支，水土流失、地下水严重超采、土壤退化、面源污染加重等。因此，“十三五”规划明确提出要利用有利时机，实行耕地轮作休耕制度试点。2016年和2017年中央一号文件也相继提出要“推进耕地轮作休耕制度试点”。2021年农业农村部发文更是要求进一步扩大休耕试点，优先在重金属污染区、地下水漏斗区、生态退化区、农牧交错区和东北冷凉区实行休耕试点①，表明休耕的优先事项是污染治理—生态保护协同，但并不意味着放弃粮食安全。本文3种情景下不同时期休耕方案的潜在粮食产能损失区间为1.05%～10.96%，尤其是生态安全优先无法满足国家粮食适度自给的下限。因此，按休耕迫切性、农户意愿和粮食安全约束实施轮休、季休等差异化模式十分必要。

然而，休耕不能忘记初衷，污染治理—生态保护与休耕协同对粮食多维安全具有积极的长远效应。（1）确保粮食品质安全。维护粮食质量安全首要目标是源头控制，休耕和治理污染土壤是关键。随着休耕的内涵和形式不断丰富将农田污染治理、培肥措施与休耕相结合对控制土壤污染、培肥土壤、改善土壤环境等效果显著[47]，切实维护农产品质量安全[16]。（2）提升粮食生产能力。休耕可以大幅恢复地力，欧盟将每年休耕比率设定为5%，可提高谷物产量700万t[9]。巴西亚马逊东部地区农场休耕面积每增加1 hm2，农场谷物产量可提高0.5%～0.7%[48]。内蒙古呼伦贝尔特泥河试验站2015—2017年休耕试点表明，休耕—小麦和休耕—油菜的产量分别为4 670.17 kg/hm2和3 296.20 kg/hm2，比小麦或油菜连作增产达51.4%和47.1%，比油菜—小麦轮作增产达43.2% [49]。（3）满足多性化需求。适度压减非粮食优势区的谷物生产，发展优质牧草、特种经济作物种植等，可以更好满足多元化消费需求，全面提升农业供给体系的质量和效率。

4 结论与启示

科学休耕是耕地永续利用的重要途径，对维护国家粮食安全意义重大。当前国家采取自愿申报与总量控制相结合方法推行全国休耕，忽视了耕地资源环境本底的限制，可能导致休耕的无序性并影响国家粮食安全。本文从耕地资源环境硬约束出发，构建土壤污染—耕地质量—地下水超采—生态保护红线—农户休耕意愿多维空间数据库，国家尺度上设置了三类情景不同休耕方案。结果表明：（1）中国耕地资源环境本底相对差，重中轻度污染耕地占22.10%，生态红线内耕地占14.52%，地下水中重度超采区耕地占3.83%，中低产田占67.35%；（2）三类情景下近期方案（2021—2025年）休耕规模和空间分布相差不大，但远期方案（2031—2035年）在规模和空间分布上相差甚远，分别为生态安全优先（10.56%）>农户意愿优先（7.39%）>食品安全优先（5.66%）；（3）未来为防止因休耕导致粮食产能损失超过中国粮食高度自给率的下限，建议采用农户意愿优先情景结合单元休耕迫切性，按照6.86%、4.73%和7.39%确定近期、中期、远期的休耕规模，实施不同时序差异化休耕模式。

休耕的初衷是防治土壤污染、减轻地下水超采、防止土地退化和保护生物多样性，但“休哪里”“休多少”“怎么休”不仅受耕地资源环境本底约束，更需综合考虑粮食安全、农户意愿、财政压力等经济社会因素。为切实维护国家粮食安全，今后应做好如下三方面：（1）全面细化休耕政策，科学划定优先区。根据耕地资源环境硬约束条件实施差异化休耕模式，分区管控，分级修复、分步实施。（2）摒弃“自下而上”的申报制度，统筹兼顾粮食安全、农户意愿、国家财政压力、休耕迫切性等因素，合理确定休耕规模，并持续推广实施，确保耕地永续利用。（3）平衡粮食安全、生态保护和农民意愿三者间关系，实现耕地数量、质量和生态三位一体保护，创新休耕多元化补贴政策，积极推进休耕—治理—保护协同，确保粮食数量够、品质高和品种全。

参考文献（References）：

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The Influences of Cultivated Land Fallow on Food Security under Different Simulation Scenarios in China

CHEN Fu1， ZENG Siyan2， MA Jing1， LIU Junna3， YU Haochen3， SUN Yan1

（1. School of Public Administration， Hohai University， Nanjing 210096， China； 2. School of Engineering， Westlake University， Hangzhou 310024， China； 3. School of Public Policy and Management， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， China）

Abstract： The purposes of this study are to explore the appropriate scale， spatial distribution of different fallow scenarios under the multi-criteria objectives and their impacts on food production in China， and to provide scientific basis for national food security， and ecological protection and restoration of territorial space. The research methods used include factor evaluation， willingness investigation analysis and scenario simulation analysis. The results of this study are as follows： 1） the urgency of fallow， the scale， and the spatial distribution of fallow in different regions are controlled by the resources and environmental background value of cultivated land. Severely and moderately polluted cultivated land， cultivated land within the first-level ecological protection red line， cultivated land with severe overexploitation of groundwater， and cultivated land of inferior quality account for 1.23%， 2.31%， 3.57%， 0.68%， and 3.69% of national cultivated land， and should all be included in fallow. 2） At present， the willingness of farmers to participate in fallow is low. Only 2.17% of farmers have high willingness to fallow， and 84.92% of farmers have low or unwillingness to fallow in China. The results of multi-scenario simulation indicate ecological security priority scenario （PES， 20.57%） > the farmers willingness priority scenario （PFW， 18.98%） > food safety priority scenario （PFS， 15.30%）. 3） The grain production capacity loss caused by fallow under different scenarios is significantly different. The potential loss rate of grain production capacity of full implementation fallow is PES （17.32%）>PFW （14.36%）>PFS （13.66%）， which has a negative impact on food security. Reasonable arrangement of the time sequence in accordance with the farmerswillingness priority scenario can ensure that the loss of grain production capacity caused by fallow in the short term， medium term and long term cannot affect the realization of a high degree of food self-sufficiency in 2025， 2030 and 2035 in China. In conclusion， the implementation of fallow at the national level should not only consider the resources and the environmental background conditions of cultivated land and farmers willingness， but also reduce the negative impact on food security， to mitigate soil pollution， protect ecology and maintain national food security.

Key words： cultivated land fallow； soil pollution； farmers willingness； scenario simulation； food security

（本文責编：张冰松）

①中华人民共和国农业农村部.探索实行耕地轮作休耕制度试点方案（2016年）。

①中华人民共和国水利部.启动新一轮地下水超采区划定工作. 2021年. http：//szy.mwr.gov.cn/yw/202108/t20210811_1538653.html。

①农业农村部.中央轮作休耕制度试点今年实施规模扩大到4 000万亩. 2021. http：//www.moa.gov.cn/xw/shipin/xwzx/202103/t20210319_6364147.htm。