福建省耕地可持续利用水平评价

丁 刚，张 政

( 福州大学 经济与管理学院，福建 福州 350108 )

耕地作为最基础的农业生产资源和生产力要素，是维持社会发展和人类生存的重要物质条件，是国家粮食安全和生态安全的重要保障。 城镇化、 工业化快速推进的过程中，耕地资源大量流失，长期存在的土壤污染问题和高负荷的生产模式也对耕地生态造成了极大的压力[1]。 党的十八大以来，“耕地数量＋质量＋生态” 三位一体的政策体系不断强化，生态文明建设地位日渐突出[2]，耕地可持续利用的重要性不言而喻。 福建省作为全国首个生态文明试验区，研究其耕地可持续利用水平对生态文明建设以及“三位一体” 耕地保护要求的落实具有重要的意义。

目前耕地可持续利用评价的方法主要有多因素综合评价法[3]、 能值法[4]、 生态足迹法等，多数研究通过借助PSR 模型[3，5]、 结构方程模型[6]构建评价指标体系进行耕地可持续利用评价，但在指标选择与赋值、 耕地可持续利用程度分析上有很强的主观性[7]。 由William和Wackernagel在20 世纪90 年代共同提出的生态足迹模型[8]，旨在定量测量特定人口的资源消费需求，是一种简单、 直观的自然资源评估的定量方法，已广泛应用于区域可持续发展评估[9]、生态安全评价[10]等。

生态足迹是指具有生物生产能力、 持续为人类活动提供资源供给并消纳其产生的废弃物的地域空间[11]。 目前不同方向的耕地生态足迹研究主要分为以下三类: 一是通过测算耕地生态足迹和生态承载力，结合分析耕地可持续利用情况。如刘秀丽等基于生态足迹模型，测算出甘肃省耕地的生态足迹和生态承载力，发现耕地利用负荷现象严重[12]。 罗海平等分析我国粮食主产区耕地生态足迹和承载力，发现耕地生态情况空间差异明显，经济发达地区和粮食大省的耕地可持续利用水平往往更低[13]。 二是通过合理调整耕地均衡因子和产量因子，使得耕地生态足迹测算更加准确。 如刘某承等应用EF-NPP 模型对中国各个省份以及不同类型的土地进行均衡因子和产量因子测算[14]。 党昱譞等应用国家公顷生态足迹模型对我国耕地生态保护补偿进行研究，发现2019 年我国耕地生态承载力呈现出北方地区多盈余、 南方地区多赤字的空间分异现象[15]。 三是通过结合能值理论或生态服务价值等理论改进生态足迹模型，如童悦等[16]、 石飞等[17]结合能值理论改进耕地生态足迹模型，分别对浙江省耕地生态足迹空间差异和仙桃县耕地休耕规模进行研究。 苏娇萍等通过引入耕地碳足迹改进耕地生态足迹模型，测算发现云南省耕地压力长期存在[18]。 靳亚亚等对生物资源进行贸易修正，从而使得耕地生物资源的消费更能反映江苏省居民的消费情况[19]。 综上所述，耕地可持续利用研究中生态足迹模型早已被广泛应用。 传统的生态足迹模型，测算均衡和产量因子单位统一为全球农业生产力，并不适用于中小尺度省域层面[20]，因此采用“国家公顷” 标准的生态足迹模型测算结果更能反映出实际的生产状况和区域特征。

福建省地处我国东南沿海，素有“八山一水一分田” 的地理分布格局[21]，其境内山地丘陵多而耕地资源少，近年来城市化进程的推进导致耕地资源愈发紧张，因此实现福建省耕地资源可持续利用显得尤为重要。 本文采用基于“国家公顷” 的改进生态足迹模型，首先收集2006—2021 年福建省耕地主要耕种作物的历年数据以及对应的全国数据，以国家公顷为计算单位，对产量因子进行本地化修正。 其次，对福建省2006—2021 年耕地生态足迹、 耕地生态承载力与耕地可持续利用指数进行测算，并分析其动态变化，划分福建省耕地可持续利用程度等级，对这个期间的耕地可持续利用水平进行分析，并提出完善福建省耕地可持续利用的对策建议。

一、 测度模型与数据来源

1. 测度模型

(1) 生态足迹模型

生态足迹模型基于可持续发展方式，将生物生产性土地分为6 种类型: 耕地、 林地、 草地、化石燃料用地、 建筑用地和水域[22]。 不同种类的生物生产性土地持续为人类活动提供资源供给并消纳人类产生的废弃物，并以全球土地生产力为标准，单位统一为全球公顷[11]。 由于不同生物生产性土地之间是互斥的，并不能直接相加，因此需要乘以一个均衡因子r 以平衡不同生物生产性土地之间的生产力差异，将不同生物生产性土地转变为统一可比较的生物生产性土地面积[23]。 耕地作为6 种生物生产型土地之一，其生态足迹可视为特定区域中人类消费资源、 吸纳废弃物所需要的耕地面积[24]。 本文在借鉴已有研究[14]的基础上，采用相关文献中所计算得到的“国家公顷” 标准的耕地均衡因子，由此修正模型并获得更为客观的福建省耕地生态足迹数据，具体计算公式如式(1)和式(2)所示。

式(1)、 (2)中: Gef为人均耕地生态足迹； i 为福建省耕地消费项目类型，主要有稻谷、 薯类和豆类3 种粮食作物，花生、 菜籽油、 甘蔗、 烟叶、 蔬菜和瓜果6 种非粮食作物； n 为耕地消费项目数，文中n ＝9； r 为“国家公顷” 标准的耕地均衡因子，本文采用刘某承等的“国家公顷”耕地均衡因子[14]计算取值结果，为1.74； Ai为第i 种耕地消费项目对应的人均耕地面积； Ci为第i 种耕地消费项目的人均年生产量； Pi为第i种耕地消费项目的全国平均生产力； GEF为耕地总生态足迹； N 为福建省总人口数。

(2) 生态承载力模型

生态承载力是指资源和环境的供容能力，即某区域可利用的生物生产性土地面积[25]。 耕地生态承载力是提供给人类活动的可以再生、 持续利用的耕地资源总量，是区域实际拥有的耕地面积[22]。本文在借鉴已有研究[26]的基础上，选用耕地承载力模型，具体计算公式如式(3)和式(4)所示。

式(3)、 (4)中: Gec为人均耕地生态承载力；GEC为耕地总生态承载力； a 为人均耕地的实际面积； y 为耕地产量因子。 研究区域为福建省，因此基于“国家公顷” 的标准来调整耕地产量因子，对福建省耕地历年产量因子进行计算。 借鉴已有研究[22]的生态足迹模型参数计算方法，对耕地产量因子进行本地化修正。 本文根据福建省耕地实际产出，选取具有代表性的粮食作物与非粮食作物构建耕地生物资源账户，计算每一种作物单产与其对应的全国单产的比值作为作物产量因子，并根据作物种植面积占比加权计算得到耕地产量因子。 以福建省2019 年耕地产量因子为例，具体的计算结果如表1 所示。

表1 2019 年福建省耕地产量因子计算结果

限于篇幅，此处只列出福建省部分年份的耕地产量因子计算结果: 2006 年0.905，2008 年0.893，2012 年0.885，2014 年0.901，2016 年0.891，2018 年0.908，2020 年0.911，2021 年0.935。

(3) 耕地可持续利用指数的测度模型

比较耕地总生态足迹和总生态承载力的数值可用以表示区域耕地生态可持续状况，如果耕地总生态足迹超过耕地总生态承载力其差值为耕地生态赤字，如果耕地总生态承载力超过耕地总生态足迹其差值为生态盈余[20]。

式(5)中: 若GED> 0，耕地出现生态赤字； 若GED≤0，耕地出现生态盈余，表示耕地利用处于可持续性状态。 由于生态盈亏是绝对量，不利于对可持续程度进行纵向和横向比较，直接用耕地总生态足迹和总承载力进行比较往往会忽略人口因素带来的影响，为了更好地评估福建省耕地可持续利用水平，在借鉴已有研究[16，27]的基础上，采用耕地可持续利用指数评估福建省耕地可持续利用水平变化状况，其计算公式如式(6)所示。

式(6)中，KSDI为耕地可持续利用指数，其值为0~1，数值越大说明耕地可持续利用程度越高，以KSDI＝0.5 为分界点，小于等于0.5 说明耕地处于不可持续利用状态。 参考已有研究[27]并结合福建省耕地的实际情况，可对耕地可持续利用指数作具体划分，划分标准见表2。

表2 耕地可持续利用指数划分

2. 数据来源

根据生态足迹模型，依上文所述构建耕地生物资源账户，作物产量以及单位面积产量数据来源于2007—2022 年«中国统计年鉴»，作物种植面积来源于2007—2022 年«中国农村统计年鉴»。 生态承载力模型中所使用的福建省常住人口数量来源于2007—2022 年«福建统计年鉴»，福建省耕地面积数据来源于2007—2022 年«中国统计年鉴»。 为保护生物多样性，根据世界环境与发展委员会的建议，保留12%的生态容量[28]，因此本文所计算的耕地生态承载力扣除12%作为生物多样性保护面积。

二、 福建省耕地可持续利用水平测度过程及其结果

1. 福建省GEF的测度过程及其结果

根据式(1)、 (2)，对2006—2021 年福建省的GEF进行测算，计算结果如表3 所示。 测算过程以福建省2019 年GEF为例，计算时用到的相关数据和计算结果如表4 所示； 将表4 中每种作物的人均年产量(Ci) 与其对应的全国单产(Pi) 作比值再乘以r，可得到福建省的Gef，再乘以N得到福建省的GEF。 从表3 中可以看出，2006—2021 年福建省GEF与Gef变动大体一致，总体呈波动下降态势，GEF由2006 年的3 090 074 hm2下降至2021 年的2 512 813 hm2； Gef由0.086 2 hm2•人－1下降至0.059 9 hm2•人－1，年均下降速度为1.91%。 “十一五” 期间，福建省GEF呈现波动下降态势。 “十二五” 期间，福建省GEF总体变化不大。 “十三五” 以来，产生了一定幅度的波动，同“十二五” 时期相比有所下降，究其原因，可能是受到天气等因素的综合影响，粮食作物播种面积和单产均有一定幅度下降所导致的，随后几年粮食作物和非粮食作物产量稳步增长，耕地生态足迹的不断上升，也反映出区域人类活动对耕地资源的依赖性增大。

表3 2006—2021 年福建省耕地可持续利用情况相关数据

表4 2019 年福建省耕地生态足迹测算相关数据及结果

2. 福建省GEC的测度过程及其结果

根据式(3)、 (4)对2006—2021 年福建省GEC进行测算，计算结果如表3 所示。 由表3 可知，福建省GEC总体呈现出波动下降的态势，“十一五” 期间，GEC波动下降，由2006 年的1 967 388 hm2下降到2010 年的1 740 114 hm2，下降幅度为11.55%。 “十二五” 期间，仍呈现出波动下降态势，由1 731 400 hm2下降到1 617 562 hm2，下降幅度为6.57%，比前一个阶段相比下降速度变缓。 “十三五” 期间，GEC呈现出先上升后波动下降的态势，2016—2018 年GEC由1 776 860 hm2上升为1 808 373 hm2，这得益于近年来福建省实施耕地占补平衡策略，耕地保护措施较为健全得当。 而2018—2019 年GEC下降明显，由1 808 373 hm2减少至1 265149 hm2，这是因为2019 年第三次国土调查采用了更为精确客观的方法，统计口径发生了变化，2019 年耕地面积数据较往年下降明显，造成耕地承载力下降。

3. 福建省KSDI的测度过程及结果

根据式(5)、 (6)，对2006—2021 年福建省耕地生态赤字/盈余及可持续利用指数进行测算，其结果如表3 所示。 由于2006—2021 年福建省GEF一直大于GEC，其差值为耕地生态赤字，所以福建省耕地长期处于生态赤字状态，导致耕地压力较大。 总体而言，除个别年份外，2006—2021 年福建省KSDI位于0.35~0.45，根据表2 中KSDI等级的划分，总体上处于弱不可持续利用状态。 具体来看，“十一五” 和“十二五” 期间，人均耕地生态赤字和KSDI总体稳定，波动不大。“十三五” 期间，人均GED 总体呈波动增长态势，KSDI则出现了一定程度的起伏波动，在2016—2018 年达到较高水平，2017 年指数最高，为0.442 5。 2019 年人均GED 上升至0.026 1 hm2，是2018 年的两倍之多，主要是由于耕地面积的数据变化导致GEC的测算结果下降所导致的。 2019—2021 年福建省人均GED 稳定在0.025 0 hm2左右，波动不大，KSDI则在0.35 左右，小幅波动，由于GEF不断上升，区域人类社会活动对耕地资源的依赖性不断增强，导致福建省耕地可持续利用程度受到了一定影响。

三、 结论与建议

本文运用改进的耕地生态足迹模型对福建省耕地可持续利用水平进行研究。 基于“国家公顷” 的标准对耕地生态足迹模型中产量因子的计算方法进行本地化修正，对2006—2021 年福建省的GEF、 GEC和KSDI进行计算和分析，并在参考相关研究的基础上确定了福建省的KSDI等级划分标准，得出以下结论和建议。

2006—2021 年福建省的GEF总体上呈波动下降的趋势，2006 年GEF为3 090 074 hm2，2021 年下降至2 512 813 hm2。 Gef从0.086 2 hm2•人－1下降至0.059 9 hm2•人－1。 “十一五” 期间，GEF呈现波动下降态势。 “十二五” 期间，GEF保持稳定，总体变化不大。 “十三五” 以来，GEF产生了一定幅度的波动，同“十二五” 时期相比有所下降。 2006—2021 年福建省的GEC总体呈现出波动下降的态势，GEF始终大于GEC，耕地一直处于生态赤字状态，除个别年份外，2006—2021年福建省的KSDI位于0.35~0.45，总体上处于弱不可持续利用状态。 为此，本文提出以下对策建议，以完善福建省耕地可持续利用举措。

一是强化耕地保护责任，落实耕地占补平衡。 首先，应建立健全常态化耕地保护监管机制，切实制止耕地“非农化”； 其次，应统筹协调城镇化进程与耕地资源可持续利用之间的相互关系，落实耕地面积、 水田面积等耕地补充年度任务，充分重视对补充耕地项目的后期管护，通过土地综合整治、 高标准农田建设、 生态修复等举措的大力实施，提升福建省总耕地生态承载力水平。

二是推动农业绿色发展，持续改善耕地生态环境。 以耕地质量提升为导向，通过制度建设强化土壤耕作层保护，推进耕地质量监测点网络建设，科学控制化肥和农药使用量，提升肥料农药包装废弃物回收处置效率，强化全省主要农作物绿色防控，减少土壤污染。

三是强化农业科技创新，提升耕地利用效率。 应鼓励省内各地区围绕绿色生态、 地力提升、 土壤改良等现实需求，遴选一批先进适用技术，组建技术指导团队，加快先进适用技术的推广应用。 与此同时，应以主要农作物生产全程机械化和提升丘陵山区耕种机械化水平为重点，持续深入推进农业机械化，提升全省农作物耕种收综合机械化率； 加强高标准农田建设，健全监测评估与跟踪反馈机制，强化资金投入，全方位提升农业科技水平与耕地可持续利用能力。