耕地生态安全（精选9篇）
耕地生态安全 篇1
众所周知, 人类得以生存, 离不开粮食的供给, 而粮食的供给, 更是依赖于耕地的安全。 但是随着人类的不合理开发利用耕地, 导致其生态系统的结构、功能受到严重的破坏, 这必然会对我国的粮食安全、生产生活带来不小的影响, 从而制约社会可持续发展。 因此, 为有效遏制耕地数量减少、质量下降以及生态环境的恶化, 对一定区域范围内进行耕地生态安全预警是相当有必要的。
本文基于系统科学理论、可持续发展理论、预警理论, 借鉴已有研究成果, 对连云港市的区域耕地生态安全预警进行研究。 构建压力-状态-响应模型 (PSR) 框架下基于能值理论的耕地生态安全预警指标体系, 并采用径向基函数 (RBF) 人工神经网络对区域耕地生态安全预警警情进行预测分析。 本文研究内容不但有利于耕地生态系统的建设和维护, 而且在耕地生态安全制度和社会经济战略实施方面也有着重要的推动作用。
1 区域概况
连云港市位于我国中部沿海地区, 处于北纬约34°~35°, 东经约118°~119°之间。 作为全国重要交通枢纽, 对我国资源以及消费市场有着很大的吸引力。 但是近年来由于城市化、工业化的推进, 城市规模在不断扩张, 人口压力也在日益激增, 这不仅给这座城市带来了巨大的压力, 也给该市区域耕地生态安全带来了不小的威胁。 连云港市耕地生态安全总体发展状况如何、各子系统的稳定性如何, 或是否存在影响其稳定性的潜在威胁以及如何减小甚至消除这一系列威胁等问题仍需要进一步探讨。 因此, 本文将以连云港市耕地生态安全情况为例, 对其生态安全预警指标体系建立、警度划分、警情预测分析以及制定排警措施等方面进行探讨。
2 连云港市耕地生态预警指标体系构建
2.1 预警指标体系构建
本研究指标体系确立将已有耕地生态安全评价指标作为依据, 结合现实情况, 包括资料收集情况、自然社会经济情况等多方面因素, 采用PSR (压力-状态-响应模型) , 构建区域耕地生态安全预警指标体系。 该体系致力于在比较法和专家法的筛选下, 选择科学、合理的指标, 构建能够有效评价区域耕地生态安全现状、预测趋势、评价分析结果的指标体系 (见表1) 。
2.2 数据来源
连云港市耕地生态安全预警研究基础数据, 主要来源于统计年鉴并根据年鉴所得进行必要计算整理。 具体数据来源包括:《江苏省统计年鉴》、《江苏农村统计年鉴》、《连云港市统计年鉴》、连云港国土局等职能部门 (农业局、环保局等) 收集的统计资料, 时间序列区间为2000~2012 年。
2.3 评价指标标准化
为统一数量级, 便于各指标计算, 应对区域耕地生态安全预警指标警限标准化处理。 本研究采用直线无量纲化方法对数据进行处理。
标准化公式如下:
正指标:
逆指标:
式中:Mbij为标准化后的结果;Mij为第年第j个指标实际值;Mmax, Mmin分别为第j个指标中最大值和最小值。
2.4 指标权重计算
由于区域耕地生态安全预警指标权重计算侧重客观评价, 因此本研究采用熵值法通过判断矩阵, 根据指标变化作用于系统整体的程度来确定权重的, 具备较强的客观性。 使用熵权法确定权重步骤如下:
(1) 计算第j个指标的信息熵ej:
其中:k=1/ln m, 且k>0;ln为自然对数; (若Pij=0, 则Pij*lnPij=0) ;qij为原始指标标准化值。
(2) 计算第j项指标的效应值gj:gj=1-ej
(3) 计算第j项指标的权重
2.5 综合指标值的测算
本文采取线性方式对指标进行加权, 测算综合指标值:
式中, T为耕地生态安全综合指数, wj为第j项指标的权重, 0≤T≤1, 越接近1, 表明耕地生态环境越安全。
2.6 警度划分
在区域耕地生态安全预警中, 警度的确定是尤为重要的。 其划分的准确与否直接关系到耕地生态安全预警研究结论。 本文拟采用基于多数原则、 中数原则和均数原则, 确定2000~2012 年间的区域耕地生态安全综合指标值的警情范围阀值, 从而有效划分连云港市耕地生态安全警度。 警度划分结果见表2。
3 连云港市耕地生态安全警情预测
鉴于区域耕地生态安全预警是一个综合性的、复杂的工作, 因此需要一个与之相配合的预测方法来进行警情预测。 然而具备结构自适应确认、 输出和高效的逼近能力及快速的学习能力、结构简单等优点的RBF径向基函数人工神经网络模型便成为了最佳选择之一。 该模型可适用于任意逼近且任意精度的非线性函数中, 有利于提高对未来数据的预测精度。 因此, 本文拟尝试使用RBF模型对区域耕地生态进行安全预警研究, 并采用Matlab2010b软件中newrb、sim函数来设计预警指标预测程序, 对2013~2017 年连云港市耕地生态安全压力、 状态、响应各子系统发展趋势进行预测。
3.1 预测结果
Matlab2010b软件对2013 ~2017 年连云港市耕地生态安全各子系统发展趋势预测结果如图1、图2、图3 所示。
3.2 预测结果分析
3.2.1 压力系统。 由图1 可知, 2000~2012年间连云港市耕地生态安全压力指数在0.04 至0.3 之间波动, 从2000 年的0.1191增至2012 年的0.2881, 整个压力系统在波动中呈现上升趋势, 但也存在个别年份的不稳定现象:2000~2002 年、2003~2006年、2007~2009 年为压力指数下降恶化期, 区域耕地生态系统巨大压力, 处于“巨警”状态;2002~2003 年、2006~2007 年、2009~2010 年为压力指数上升期, 但依旧处于 “巨警”状态;2010~2012年相对前几个阶段来说, 耕地面临的生态负荷有所减轻使得区域耕地生态安全指数呈急速上升趋势。 因此在2010~2012 年间, 区域耕地生态安全处于“中警”状态。
根据图1 的预测结果可知, 2013~2017 年连云港市压力子系统预测指数将在0.09~0.1 之间波动, 依旧呈现出较大压力, 处于“巨警”状态。 出现这样情况的原因是:由于连云港市本身正处在一个过渡阶段, 从工业化初期向中期的过渡、城镇化快速发展关键期。 在这一阶段, 城市的环境资源承载力将达到上限, 然而却没有与之相对应的高效用地模式和先进的基础设施, 这样的尴尬将会导致在未来的一段时间内连云港市将受到区域耕地生态安全压力子系统的威胁。 因此面对这样的现象, 应积极采取措施对压力子系统进行有效的调节。
3.2.2 状态系统。 由图2 可知, 2000~2012 年连云港市耕地生态安全状态指数总体呈现上升趋势, 由2000 年的0.0955 上升到2012 年的0.2716, 上升了0.1761。 其中:2000~2003 年、2005~2007 年区域耕地生态安全状态指数分别从0.0955 下降到0.0461, 0.0872 下降至0.0788。 这两个阶段, 人均耕地面积、土地垦殖率、自然灾害承载指数、单位耕地产出量、人均耕地净收益、单位耕地投产比以及耕地环境负载率都呈现一定幅度的上下波动, 尤其是2003 年, 状态子系统各指标大都出现较大幅度的下降, 导致该年状态子系统指数呈现研究期期间最低值。 此后除2005~2007 年间有小幅的下滑以外, 总体呈现上升趋势。
预测2013~2017年, 在响应系统的积极作用下, 连云港市耕地生态安全状态指数将在0.3567~0.7824内呈现上升趋势。
3.2.3响应系统。由图3可知, 2000~2012年连云港市耕地生态安全响应指数总体呈上升趋势, 由2000年的0.0096增长到2012年的0.3159, 增长了0.3063。响应子系统整体变化可分为三个阶段:2000~2005年, 响应指数呈现缓慢增长, 从0.0096增长至0.0659;2005~2010年响应指数快速增长, 从2005年的0.0659增长到2010年的0.2643, 2005年是前两个阶段变化的转折点;2010~2012年响应指数变化趋于稳定。导致响应指数在研究期内呈现快速增长的很大部分原因与连云港市农民人均收入、人均GDP和农业机械化水平变化密切相关。
预测2013~2017 年, 连云港市耕地生态安全响应指数将在0.3530~0.4654 内呈现上升趋势, 且增长速度较快, 预测将从2012 年的0.3159 增长至2017 年0.4654。
3.2.4 总体警情变化趋势分析。 从整体上来说, 连云港市耕地生态安全综合指数变化幅度是比较大的, 13 年间增长了0.6513。 从表4 可知, 2013~2017 年未来五年连云港市耕地生态处于“无警”状态, 但从三个子系统看, 警患仍然存在, 特别是压力子系统。
采用STATA, 求取连云港市耕地生态安全压力指数、状态指数、 响应指数分别与综合指数之间的相关性分析, 得到在0.01 水平上, 综合指数与状态指数呈现显著相关, 相关性达到0.9642。 这一数据说明了:2000~2012 年这十三年期间, 连云港市耕地生态安全状态系统指数的增加是促进其综合指数上升的主导因素。 在此期间, 连云港市虽然压力指数呈现明显波动现象, 但是通过在响应和状态系统的共同作用下, 该阶段连云港市耕地生态安全综合指数依旧呈现出稳中有升的状态, 并且与状态指数、响应指数波动趋势大致相似。 这充分说明在当压力系统对全市区域耕地生态安全产生严重威胁或是影响时, 连云港市政府部门针对警患采用各类高效有力的调控措施来维护区域耕地生态系统的正常运行。
4 连云港市排警调控对策
通过上述对连云港市耕地生态安全研究可知, 在未来五年内, 连云港市耕地生态安全系统整体处于“无警”状态, 但从每个子系统来看, 其中压力系统依旧面临着严重的威胁, 处于“巨警”状态。 因此, 为了维护连云港市耕地生态系统的有序稳定, 以土地管理部门为主, 各职能部门相互协调的调控主体在相关文件基础上, 结合连云港市耕地生态安全警情变化趋势分析成果, 提出解决连云港市耕地生态安全警患、防止未来可能出现的区域耕地生态安全警情的调控措施, 从而使得连云港市耕地生态安全系统在一个平衡的状态有序持续稳定的发展。
一是控制人口数量增长, 减缓人地之间的矛盾。 连云港市人口密度的激增, 不仅造成人均耕地面积的缩减, 更是增加了区域耕地生态安全的压力, 进而构成该市经济社会发展的巨大瓶颈。 因此, 要有效控制好人口增长规模, 尤其是农村人口, 从而实现人口与区域耕地生态系统之间的平衡。 二是减少化肥农药使用, 保护耕地生态安全环境。 一方面要尽量减少使用或是不使用毒性较高且易残留的农药、杀虫剂以及除草剂, 减少氨肥的使用量, 避免农药、化肥对耕地土壤、水分以及农产品造成的污染;另一方面要着力开发新型有机肥、生物钾等有机肥料, 提高其使用效率, 同时采用毒性低、残留少、效率高的生物农药, 既增加了耕地的产量又提高了产品的质量, 也有效降低了耕地污染, 提高耕地生态安全环境水平。 三是防治结合整治工业“三废”, 改善耕地生态安全环境。 从源头抓起, 在环保方针指导下实现对“三废”的治理, 主要从四个方面入手:提高环保市场准入门槛;制定并贯彻落实污染行业的政策;积极开展高污染行业整顿治理工作, 抓牢污染源头;遵循自然发展规律, 合理实现工厂布局;发展循环经济, 形成合理生态安全链, 控制“三废”排放量, 实现耕地生态安全环境的改善。 四是提升耕地利用效率, 提高节约集约水平。 在转变土地利用方式和建立资源节约型社会的背景之下, 提升耕地利用效率, 增强其集约利用水平。 首先要在思想层面上有所提高, 加强集约节约用地的意识;其次在土地利用总体规划和连云港市城市规划下, 改变原有粗放用地模式;再次建立耕地集约利用激励机制, 采用宏观调控的方式调动耕地使用者高效用地的积极性。 此外, 合理的盘活存量建设用地机制对于保护耕地、提高耕地生态安全也有着不小的作用。
摘要：近年来随着工业化、城市化的不断推进, 人类不合理开发利用耕地的行为愈演愈烈, 使得区域耕地生态系统结构、功能受到破坏, 其安全受到严重威胁。以连云港市20002012年耕地生态安全系统数据作为区域耕地生态安全预警的重点研究目标, 开展区域耕地生态安全预警研究, 以此分析区域耕地生态系统的运行机理, 构建压力-状态-响应模型框架下基于能值理论的耕地生态安全预警指标体系, 采用径向基函数人工神经网络分析和预测指标体系下系统出现的警患, 并为连云港市耕地生态安全提供高效可行的调控措施。通过研究表明:连云港市20132017年, 区域耕地生态安全状况将处于“无警”的良好状态, 并保持稳中有升的发展趋势, 但从压力子系统分析仍旧存在威胁。因此在未来发展过程中, 连云港市应在人口密度、农药及化肥使用量、城市化水平等方面加强控制力度, 实现区域耕地生态安全的保护。
关键词：区域耕地,生态安全,预警,连云港市
参考文献
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粮食安全始于耕地 篇2
粮食安全与能源安全、金融安全并称为当今世界三大经济安全。对于我们这样一个拥有13亿人口，正处于工业化、城镇化加速推进的国家而言，确保粮食安全不仅是实现国民经济又好又快发展的基本条件，而且是促进社会稳定和谐的重要保障，同时还是确保国家安全的战略基础。为此，《经济》杂志推出粮食安全专题，从粮食耕地保护、科技种植、流通体系三方面阐述我国粮食安全现状及相关的政策解读。
10月23日，农业部宣布，今年秋粮丰收已成定局，我国粮食产量实现半个世纪以来首次连续九年增产。在“最严格的耕地保护制度”之下，“坚守18亿亩耕地红线”，近10年来，我国占全世界7%的耕地养活了占世界22%的人口。
但是，“粮食九连增”同时也令人喜忧参半。据国土资源部资料，我国粮食产区重心逐步北移，主要粮食产区的持续保障能力堪忧。耕地是粮食生产之基，粮食安全不仅与耕地数量有关，更与耕地质量有关，我国耕地保护依然面临严峻挑战。
我国耕地不仅人均数量少，而且质量偏低。我国耕地土壤的有机质含量不足欧洲同类土壤的一半，基础地力产量只占50%左右，低于发达国家约20个百分点，存在营养元素含量偏低或不平衡、盐碱、水土流失、耕层浅薄、渍涝、干旱缺水、过酸或过碱、重金属污染等问题的耕地均占有较大面积。
“耕地质量低造成了我国的粮食生产能力低而不稳，国家的粮食安全没有根本保证。”中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员黄鸿翔表示，在这种情况下，只有加大投入才能取得较高产出，这就是我国以占世界7%的耕地消耗世界30%以上化肥的主要原因，也是我国农民收入低下，而农产品价格仍然缺乏国际竞争力的重要原因。
建设用地走歧路
在人多地少、水土资源匹配错位的背景之下，我国面临工业化、城市化快速发展与农业结构战略性调整的耕地占用压力。国土资源部耕地保护司司长严之尧表示，“十二五”期间，我国将面临建设用地需求集中释放的压力，建设用地供需矛盾更加突出。
“从数量上来说，耕地面临的最大的、实质上的挑战就是建设占用耕地增多，这是不可逆转的。”中国农业大学土地利用与管理研究中心主任张凤荣向记者分析，由于建设用地利用不合理，土地流转不顺畅，导致建设用地不断占用耕地。
建设用地的利用存在诸多的不合理之处，且具有全国普遍性。“近些年农村‘建新不拆旧’带来耕地占用问题呈现上升趋势。”中国科学院地理科学与资源研究所基地研究员刘彦随表示。
“相比居住这一块，面子工程、形象工程存在大量的浪费。”张凤荣表示，有些地方，在较为落后农村地区，建大广场，修宽马路，但是当地的物流、人流密度相对来说并不高。
此外，一些地方政府急于招商引资，将耕地零地价，甚至负地价转让给企业。“我看过很多的开发区，地是荒着的，厂房根本没有机器的响声。”张凤荣解释，很多企业根本不具备生产能力，甚至投机，或者在有机会时把地转让出去。
“中部地区，特别是西部地区，占用耕地建设开发区，面积非常大，使用效率很低。”张凤荣说，这种现象一直存在，并且这种现象正在从东南部向西北部推进。
“现行《土地管理法》主要围绕耕地保护进行规范，对保护耕地起到了促进作用，但对建设用地集约利用管理却存在不少漏洞。”刘彦随表示。
依照目前相关规定，荒芜的土地可以由国家无偿收回，但是如何收回面临一定的阻力。“如何把闲置的土地利用起来，存在制度上的、技术上的问题。”张凤荣分析，比如占用耕地的企业可能是从银行贷的款，这涉及的是一连串的东西。
张凤荣表示，加强土地使用效率，必须要建立完善的土地流转市场，让建设用地活起来，无论是转为国有出让给商家的土地，还是农民集体的建设用地都在统一、有形的市场下发生买卖和流转。
“我们土地市场不发达，农用地转为建设用地，由一级市场给了这些企业，这个过程是非常大的量，但是二级市场，所谓流转的很少。”张凤荣告诉记者，目前土地市场没有培育好，配套的政策，制度，机制没有建立起来。“由于这种流转不顺畅，就造成了第一个过程，只有农用地变成建设用地，集体的土地变为国有的这个路子，这是建设用地不断占用耕地的原因。”
占补平衡压力大
我国耕地占补平衡政策要求建设占用多少耕地，各地人民政府就应补充划入多少数量和质量相当的耕地。但是，我国耕地后备资源的数量有限，质量较差，耕地占补平衡面临一定的压力。
据严之尧介绍，我国面临耕地后备资源不足的突出问题，全国集中连片、具有一定规模的耕地后备资源现仅有约8000万亩，除东北和新疆部分地区外，大多分布在生态脆弱地区，水土光热条件差，补充耕地成本高、难度大。特别是有的省份后备资源接近枯竭，对大规模开发后备土地资源的依赖难以为继。
“过去的农业都是在平原，土地肥沃，而且大多数都是在西南地区，降水比较多。”张凤荣解释，如果在类似这些地区补充一些耕地，很多是朝山上走，即补充山地。“实际山区的耕地，就是一步步把人逼上去的，耕地少了，人多了，就朝山上去。”
张凤荣表示，占补平衡政策导致耕地向低质量土地走，即新增加的耕地质量可能比不上被占用的。如果要达到优质的质量，需要很高的投入，甚至实际上投入再高也达不到。
另外，由于水土流失，造成了大面积的耕地退化。据了解，目前我国仍有近1/3的国土面积存在不同程度的水土流失，2005年7月至2008年11月开展的“中国水土流失与生态安全综合科学考察”研究显示，水土流失给我国造成的经济损失约相当于GDP总量3.5%。
从全国耕地的调查数据来看，我国目前耕地平均等别为9.80等，低于平均等别的10至15等地占全国耕地质量等级调查与评定总面积的57%以上，生产能力大于1000公斤/亩的耕地仅占6.09%。
因此，张凤荣建议，耕地生长肥力的提高，水利建设，水土流失的防治，土壤的培肥问题，需要国家加大投入。而且越到今天，越要重视。
为提高耕地质量，《全国土地整治规划（2011-2015）》已正式颁布，稳步推进农村土地整治势在必行。但是，耕地质量的提高也面临着一定的阻力。
“农村土地整治，中低产田改造等耕地保护相关工程需要大量的前期投入。”刘彦随表示，在缺少外部介入的条件下，耕地的保护实际投入力度将远远小于理想的耕地保护投入需求。
“如果国家不投入，老百姓也不会投入，如果投入的部分的提高和粮食产出的提高，是不相称的，农民不如外出打工。因此，更应该把土地整治看成国家行动，国家从粮食安全角度提高投入。”张凤荣说。
刘彦随建议，应着力改变当前“中央政府积极、地方政府消极”、“国土部门积极，其他部门消极”、“农民被动承担，其他主体无关”的耕地保护格局。
土壤污染之忧
粮食生长所依赖的土壤质量，直接决定了粮食的安全。随着工业化程度的提高，土壤污染问题日益凸显，并威胁粮食的安全。
2011年10月，环保部部长周生贤曾在十一届全国人大常委会第23次会议的报告中表示，中国土壤环境质量总体不容乐观，中国受污染的耕地约有1.5亿亩，占18亿亩耕地的8.3%。
然而，这一数据是上个世纪90年代的数据，并不是最新的数据。环保部与国土部早已于2010年完成的全国土壤污染状况调查结果至今并未对外公布。
就土地污染的面积，中国工程院院士、华南农业大学副校长罗锡文曾公开指出，有调查显示，我国受重金属污染的耕地面积已达2000万公顷，占全国总耕地面积的1/6。其中，受矿区污染的土地200万公顷，石油污染土地约500万公顷，固体废弃物堆放污染约5万公顷，“工业三废”污染耕地近1000万公顷，污染农田面积达330多万公顷。不管实际污染面积是多少，受污染的耕地无疑对粮食安全构成威胁。
不管数据是否精确，耕地受到污染已成定局。但是，究其原因，不难发现，人为因素是造成土壤污染的主要原因。目前，我国农药使用量已达130万吨，是世界平均水平的2.5倍，受农药污染的耕地土壤面积达1.36亿亩，地膜使用量达63万吨，白色污染严重，畜禽粪便产生量达到工业固废量的3.8倍，造成严重的有机污染物的污染。另据统计，我国受工业污染的农田达到6000万亩。
关于土壤污染的危害，张凤荣告诉记者，土壤污染往往对粮食的生产量没有影响，但是污染累积，对人造成危害是无疑的，危害的程度，还需要进行研究。“另外，如何去除污染，是今后要注意和控制的问题。必须加强教育，加强调查，要敢于把这个向老百姓交待，要透明。”
针对污染物的去除，张凤荣表示，“污物的回收利用成本高，需要国家支持。比如，现在土地薄膜的残存非常高，如何把薄膜提出来？比如政府用多少钱把薄膜收回来、采取惩罚措施，更重要的是，研究可降解的薄膜技术。”
耕地生态安全 篇3
1 耕地资源生态安全概念与特征
1.1 耕地资源生态安全的内涵
耕地资源生态安全是指在一定的时间和空间尺度内,耕地资源生态系统处于保持自身正常功能结构和满足社会经济可持续发展需要的状态。它包括三个方面的含义:二是耕地资源环境的安全、耕地资源生态系统的安全和耕地资源社会经济的安全。①耕地资源环境安全可以认为是人类赖以生存和发展的耕地资源环境和生物环境处于安全或不受威胁的状态[3,4],它是实现耕地资源生态安全的前提与基础。②耕地资源生态系统安全包括:一是耕地资源生态系统自身的安全,即系统内部结构是否遭到了破坏,二是耕地资源生态系统是否能够满足人类生存发展的需求。越来越多的学者认为,生态安全的实质是社会、经济、发展的安全,并进一步指出,无论生态安全定义如何,始终包括两个方面的含义,一是人类的生态安全;二是人类的发展安全[5,6]。③耕地资源社会经济安全就是要利用耕地资源的功能与特点实现社会、经济、发展的安全,耕地资源社会经济安全是耕地资源生态安全的最终实现目标。
1.2 耕地资源生态安全的特征
(1)公共性。耕地资源安全的公共性在很大程度上是由耕地资源生态安全的外部性所决定的;耕地资源的数量和质量直接决定着其产出物的数量和质量,耕地资源生态环境虽然也影响着产出物的产量和质量,但这种影响是缓慢的,并不是直接表现出来的,耕地资源生态环境成为了一种公共品,人们缺乏对之进行保护的意识,这也是导致耕地资源生态安全危机主要原因。
(2)潜隐性。耕地资源生态安全的变化是缓慢而隐蔽的,耕地资源生态安全从安全态到不安全态的变化往往需要花费较长的时间,同时,它的这一变化过程也是让人难以觉察的,而当我们觉察到这一变化过程时,耕地资源生态安全状况已经发生了质变。
(3)战略性。众多研究表明,生态安全、军事安全、经济安全和政治安全共同构筑了国家安全体系,生态安全在社会经济可持续发展过程中,具有至关重要的战略意义;耕地资源生态系统在整个生态系统中占据着重要地位,其重要性也不言而喻。
2 耕地资源生态安全的影响因素
根据影响耕地资源生态安全的途径和方式的不同,可以将影响因素划分为三大类:一是直接对耕地资源生态安全产生影响的因素,如农药、化肥过量施用对耕地生态系统的污染和破坏,我们把这类因素称为直接影响因素;二是指首先对整个生态安全产生影响,从而间接影响到耕地资源生态安全的因素,如工业“三废”、生活污水以及粪便等污染源的不合理排放,间接地降低了耕地资源生态安全,我们把这类因素称之为间接影响因素;三是社会经济因素,如财政支农投入水平、整个社会的耕地资源生态安全保护意识等。在三类影响因素中,直接影响因素的作用程度最甚,在耕地资源生态安全影响因素中占据着主导地位,决定着耕地资源安全程度的高低。
2.1 直接影响因素
2.1.1 化肥的不合理使用
(1)化肥施用量增长速度过快。据《中国农业统计资料》和《中国农业年鉴》资料,我国化肥施用总量从1981年的1334.9万t增长到2004年的4636.6万t,年均增长143.55万t;单位耕地面积化肥施用量也从1981年的99.34kg/hm2上升到2004年的378.67kg/hm2,年均增加12.14kg/hm2(1),增长速度过快。
(2)从2004年我国化肥施用总量的分布情况来看,华东和中南13省市占到全国化肥施用总量的61.14%,西北地区仅占施用总量的7.52%;从单位耕地面积化肥施用量来看,华东和中南地区亦居于榜首,分别达到576.50 kg/hm2和577.63 kg/hm2,东北地区单位耕地面积化肥施用量较低,仅为197.5kg/hm2。
资料来源:2005年中国农业年鉴整理。
从2004年各省份的化肥施用情况来看,河南省化肥施用总量居全国之最,达到493.2万t,西藏化肥施用量最少,仅为4万t;而就单位耕地面积化肥施用量而言,福建省施用量最多,达到894.95kg/hm2,西藏仍为最少,仅110.79 kg/hm2,化肥施用量的区域分布极不均衡。
(3)单位耕地面积的化肥施用量偏高。一些发达国家规定单位耕地面积化肥施用量的安全高限是225kg/hm2,按此标准,1993年以来,我国单位耕地面积化肥施用量一直处于超标状态;从2004年各省份化肥施用量来看,只有云南、贵州、甘肃、内蒙、黑龙江、青海、西藏7省份低于这一标准,其余23省份均高于这一标准。2002年我国单位耕地面积化肥施用量为344.6 kg/hm2,是标准的1.53倍,而同期美国、俄罗斯和澳大利亚的单位耕地面积化肥施用量分别为104.29 kg/hm2、104.56 kg/hm2和20.92 kg/hm2(联合国粮农组织数据库资料)。
(4)化肥施用的品种结构不合理。一直以来,我国所施用的化肥品种主要有N、P、K肥和复合肥,随着化肥施用总量增加,各品种肥料的施用量也逐年增加,2004年N、P、K肥和复合肥分别比1981年增加了2.36、2.49、11.48和21.27倍,年均增长率分别为3.81%、4.05%、11.20%和14.21%。近年来,我国化肥品种趋向合理化调整,但2004年化肥品种结构仍不太合理,N肥所占比重始终较高,而P、K等营养元素则相对不足,造成整个耕地资源生态环境的营养失衡,对耕地资源生态安全构成严重的威胁。
从上述分析可以看出,我国化肥施用量不管是相对数量还是绝对数量都是过量的,过量地施用化肥对耕地资源生态安全会造成严重的危害:一是化肥中含有的部分重金属和放射性物质,通过土壤沉淀富集对耕地资源生态形成潜在威胁;二是过量的化肥通过地表径流致使水体污染或富营养化,间接影响耕地资源生态安全;三是导致耕地土壤中硝酸盐等有害物质的增加,影响了耕地资源生态安全,也威胁着产出品质量[7]。
2.1.2 农药的不合理施用
1984-2004年间,我国农药施用总量呈明显增加趋势,2004年农药施用量为138.6万t,比1984年增长了3.99倍,年均增加7.16%;同期单位耕地面积农药施用量也增长了4.34倍,年均增加7.62%。
2004年我国农药中,化学农药占到90%以上,生物农药不到10%;农药中高毒、高残留农药占30%以上,同时,农药利用效率较低,仅为30%左右,70%残留在耕地土壤中。农药残留对耕地资源生态安全造成严重威胁。一方面它直接影响土壤动物的种类和数量,降低农田生态系统中敏感物种数量和种类、减少土壤动物的生物多样性;破坏土壤细菌数量、土壤微生物呼吸、土壤硝化等功能;导致重金属在土壤中的富集而引起植物中毒;此外土壤中残留的农药也是地下水污染和农作物体内累积毒素的主要来源。另一方面,农药施入农田以后,一部分洒落在农作物表面而残留下来,或者是渗入植物体内移动,并随作物一起被人或动物摄取,另一部分农药直接落在土壤中,除挥发和径流外,其余可以被作物直接吸收,在作物体内残留,严重影响作物品质。此外,农药通过各种方式造成地下水和地表水的污染,也间接地影响耕地资源生态安全[7,8]。
2.1.3 农地膜污染
1981年以来,我国农地膜广泛地被用于育秧、育苗等众多领域,2004年农地膜的使用量为93.15万t,与1995年相比,增长了1.98倍;同期单位耕地面积农地膜的使用量更是增长了2.1倍。不可否认,农地膜的使用在提高粮食产量、抵抗冻害等方面发挥着的作用,但同时也产生了大量“白色污染”,破坏耕地土壤结构,对耕地资源的水体环境造成严重污染,农地膜生产过程中所添加的增塑剂邻苯二甲酸二正丁酯和邻苯二甲酸二异戊酯,也会对耕地资源生态安全造成严重威胁。
2.1.4 农业自然灾害
1989年以来,我国农业成灾率一直处于较高的水平,年均成灾率在50%左右。从2004年各省份的成灾情况来看,辽宁省成灾率最高,达到60.6%,而江苏的成灾率仅为18.1%。
自然灾害对耕地资源生态安全的影响是全方位的,它往往会在瞬间使耕地土壤、水环境和生物环境等因素发生巨大的变化,从而导致耕地资源生态安全状况发生质的变化。
2.2 间接影响因素
(1)生活污水污染。2004年我国生活污水排放总量为261亿t,比1981年的59.09亿t增长了442倍,年均增长率为6.67%;同期单位耕地面积生活污水承载量也从1981年的43.97t/hm2增长到2004年的213.16t/hm2,23年间增长了4.85倍,年均增长7.1%;生活污水中含有大量有害化学物质和重金属元素,虽然经过处理和沉淀,但仍然有大量有害物质排放到农田,对耕地资源生态环境造成污染。与此同时,随着经济和城镇化的发展,农村居民生活污水排放也不断增加,由于农村和小城镇没有专门的生活污水排放管道,污水直接排放到农田中,对耕地资源生态环境的污染比城市生活污水所带来的污染更加严重。
(2)人畜粪便的不合理排放。我国人畜粪便的排放形式可以分为两类:一是农村人畜粪便直接当作肥料施放到农田;二是城镇或养殖场的人畜粪便通过下水道等途径间接排放到农田。人畜粪便可以作为肥料培肥耕地土壤,粪浆也为土壤提供必要的水分,经常施用有机肥能够提高土壤抗风化和水的侵蚀能力,改变土壤的空气和耕作条件,增加土壤有机质和作物有益微生物的生长。但也应看到,过度使用粪便会降低地表水和地下水水质,并引起土壤溶解盐的积累,导致土壤盐渍化;粪便中的重金属和有害细菌也会严重威胁耕地资源生态安全。
(3)工业“三废”大量排放。近年来,随着我国工业化进程的不断加快,工业“三废”的排放量也逐年增加。2004年的工业废水排放量与2000年相比,增加了43亿t,同期工业废气排放量也增加了99551亿m3。工业“三废”的排放看似与耕地资源生态环境无关,但它却间接地威胁着耕地资源生态安全。工业“三废”中,特别是工业废水,含有大量有害化学物质和重金属元素,它们沿着地表径流逐步流到耕地土壤中,从对耕地资源生态环境造成污染。
(4)环境污染与破坏事故。环境污染与破坏事故对耕地资源生态环境的影响是剧烈的,特别是水污染事故,往往一次污染就会对整个耕地资源生态环境造成毁灭性的打击,使耕地资源的土壤结构、水体环境急剧恶化,耕地资源生态安全程度发生质的变化。据统计,2005年在环境污染与破坏事故中,水污染事故所占比重最大,平均比重达到54.2%,其次是大气污染,平均比重34.47%,二者合计占到整个事故发生次数的88.67%。值得注意的是,近年来,随着环境保护和防护措施的不断加强,我国环境污染与破坏事故的发生次数正在逐年降低。
2.3 社会经济因素
相关研究表明,森林覆盖率和耕地垦殖率与耕地资源生态安全存在着正相关关系,森林覆盖率和耕地垦殖率越高,越有利于改善耕地资源生态系统。1981年以来,我国森林覆盖率一直在缓慢上升,2004年我国森林覆盖率为18.21%,与1981年相比,增长了6.21个百分点[9],森林覆盖率的提高对于改善整个生态环境和耕地资源生态环境起到积极推进作用;耕地垦殖率是指耕地在整个土地面积中所占的比重,耕地垦殖率的降低表示耕地在整个土地面积中所占的比重下降,耕地资源生态环境的影响因素会变得更加复杂,耕地资源生态安全将受到更大的威胁。
农民收入和财政支农力度也会对耕地资源生态安全造成一定影响。农民在温饱问题没有解决的情况下,是不会去考虑保护耕地资源生态环境的,许多贫困地区耕地资源生态环境状况不断恶化也充分证实这一点;另一方面,当前仅仅依靠农民自身力量去保护耕地资源生态安全不太现实,财政支农力度仍是改善和保障耕地资源生态安全的关键。改革开放以来,我国农民收入和财政支农资金有较大幅度的增长,与1981年相比,2004年农民纯收入增长了13.14倍,年平均增长率达到11.85%;同期财政支农资金更是增长了19.72倍,年平均增长率高达13.84%《中国统计年鉴2005》和《中国农业年鉴》,支农投资力度的加强是耕地资源生态安全的基础保障。
社会的耕地资源生态安全保护意识也是影响耕地资源生态安全的重要因素。在一个耕地资源生态安全保护意识较强的社会中,各项耕地资源生态安全保障措施因为能够得到社会各个阶层的支持而被很好地贯彻执行;相反耕地资源生态安全保障措施往往会受到人们的抵制而得不到实施。近年来,我国耕地资源生态安全保护意识得到了逐步加强,值得注意的是,在经济发展水平越高的区域,生态安全保护意识越强,而在经济发展水平较低的区域,生态安全保护意识相对较弱。
3 耕地资源生态安全保障措施
3.1 进口部分粮食,缓解耕地压力
耕地压力过大是导致耕地资源生态安全问题的根本原因。在当前经济快速持续增长的背景下,可以考虑从国际市场上购买部分粮食,降低耕地资源利用强度,缓解耕地压力,从而达到保护耕地资源生态安全的目的。
3.2 提高农业科技水平,降低农药化肥的有害残留
农药化肥的有害残留是危及耕地资源生态安全的重要因素。相关研究表明,我国未来一段时间农药化肥的施用量不会有明显的降低,目前我国应大力提高农业科技水平,发展高效低残留的农药化肥品种,这样不仅能够提高单位耕地面积产出能力,同时也能保障耕地资源生态安全。
3.3 健全耕地资源生态安全保障体系
健全的保障体系是实现耕地资源生态安全的必备条件。健全的保障体系一方面要建立耕地资源生态安全保护的法律法规,另一方面要建立起耕地资源生态安全保障激励机制,调动整个社会,特别是农民来保障耕地资源生态安全。
摘要：耕地资源生态安全是粮食安全和生态安全的基础保障,它具有公共性、潜隐性、战略性等特征;耕地资源生态安全的影响因素可以分为三类:直接因素、间接因素和社会经济因素。直接因素主要指农药、化肥、农地膜、自然灾害等因素,间接因素是指工业“三废”、生活污水以及粪便等污染源,社会经济因素是指财政支农投入水平、整个社会的耕地资源生态安全保护意识等因素。进口部分粮食、提高农业科技水平、建立耕地资源生态安全保障体系是实现耕地资源生态安全的必然途径。
关键词：耕地资源,生态安全,特征,影响因素
参考文献
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耕地生态安全 篇4
关键词：耕地；保护；粮食安全；措施
中图分类号：F323.21 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2014）-18-04-1
保护耕地维护粮食安全要得到社会的高度重视，粮食关系国计民生、兴邦定国。而土地是人类赖以生存的基础。社会的进步与发展离不开土地与粮食。所以要保护好现有耕地，加大复垦工作，维护粮食安全。
党的十八大报告中指出，“严守耕地保护红线，严格土地用途管制，国土是生态文明建设的空间载体，必须珍惜每一寸土地”。在我国十二届全国人大一次会议《政府工作报告》中进一步强调，“毫不放松粮食生产，建设高标准基本农田，推广先进技术，增强农业综合生产能力，保障粮食和重要农产品的有效供给”。这体现了国家对农田对粮食安全的重视程度。粮食的生产要靠土地，而土地作为一种非可再生资源的确面临一种巨大威胁。下面本文将对粮食安全以及耕地保护做简要分析。
1 粮食安全现状研究
我国是粮食生产大国，同时也是粮食消费大国，但是随着我国人口的增加和耕地的减少，粮食安全受到威胁。人均耕地占有率低、人均粮食消费率低、粮食种植比较收益低以及工业粮食消耗缺口持续增大。耕地人均占有率低，是由于我国人口基数大，人口增长速度快导致的必然结果。近些年，在我国相关政策的引导下，耕地得到了很好的保护，耕地非法占用、浪费现象得到了限制，土地复垦增加了耕地面积，保证了土地质量和数量。但是人均占有的耕地面积还远远达不到世界人均水平。所以要加大对耕地的保护，进而维护粮食安全。我国人均粮食占有率低下。人均占有粮食量的多少，是反应国家或区域粮食生产水平和评价粮食安全的最直接指标。我国人均粮食占有率低，与我国的基本国情也是分不开的，人口增长速度超过了粮食的生产速度，加之我国与世界发达国家生产技术上的差距，致使人均粮食占有量生长缓慢（排除自然灾害等其他人为灾害所造成的损失）。粮食种植的比较收益低。近些年，随着我国经济的快速发展，城市化进程加速前行，农业产业结构适度调整，当前农业生产成本和劳动成本也随之升高，虽然粮食的收购价格有所调整，但是调整价格要低于化肥以及其他农用产品的增长价格，这造成农民种粮积极性不高，扩大再生产的动力不足，出现耕地负指数底以及抛荒现象严重。工业用粮缺口增大。随着酿造业以及食品业的快速发展，粮食储备更显不足。
2 保护耕地，保证国家粮食安全的措施
2.1 认真执行耕地保护制度
我国相关制度已经明文规定“实行最严格的耕地保护制度，保证国家粮食安全”，确保基本农田总量不减，质量不降，用途不改变，提高我国粮食综合生产能力。各地相关部门要强化保护意识，从实际出发，从可持续发展观出发，实事求是，树立资源危机意识，切实做到保护耕地资源。
2.2 控制非农建设用地
2007年度的政府工作报告中就明确指出：“一定要守住全国耕地不少于18亿亩这条红线”。要保证这条红线，就要遏制乱占耕地的现象，严格控制城市扩建用地以及其他一些非农占地。但是耕地逐渐减少是不争的事实，要遏制这种现象的延续，首先要做到城乡发展要从粗放型向集约型转变。城乡发展耕地被占用现象普遍存在，尤其是城市和农村交接地带成为占用的主要地段。其次，建立和完善耕地产权制度。再次，建立健全耕地质量评估体系，为土地利用方式提供依据和保障。
2.3 加强粮食主产区的建设
粮食核心地区是粮食安全的保障，据统计我国粮食主产区提供的粮食占粮食总产量的70%左右，这足以说明粮产区的重要性，所以要加强对核心粮产区的投入和建设，保障当地土质养分和其他一些配套设施，提高抵御自然灾害能力，保证粮食产量和质量。
2.4 加快生态农业的发展步伐
生态农业是农业发展的必经之路，要突破农业的现状，加快步伐，实现生态农业。我国农业大环境逐渐恶化，是走向生态农业的一大障碍。尤其是现代农业药物使用量大而且不规范，导致农副产品药物含量超标，土地污染严重。因此要合理科学使用农药，改良和培育土壤，保证土壤肥力，保护农业大环境不被污染，逐步实现生态农业，最终走向生态、经济乃至社会三大效益的统一。
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耕地生态安全 篇5
耕地资源是最宝贵的自然资源之一,具备农业生产、生态、景观、社会文化、空间承载储备等多重功能。耕地资源生态安全是生态文明的一个重要分支。2013年湖北省首次入选全国生态文明建设试点名单,开展对耕地生态安全的研究,尤其是针对耕地生态安全评价方面的研究有利于认清当前耕地生态安全的现状,找出影响耕地生态安全的因素,帮助防范耕地生态安全问题寻找合适的路径,为湖北省建设生态文明省提供一定参考。
国内外学者在耕地生态安全相关领域内开展了丰富的研究。国外学者以土地资源的可持续利用为背景,研究农业、土地或土壤的生态安全问题:例如Rasul G和Thapa G B从环境、经济、社会三个角度评价了孟加拉的农业系统的生态稳定性;Di Pietro F从景观水平的视角评价了庇里牛斯山中部的农业土地利用的生态可持续性。国内学者对于耕地生态安全的相关研究还处于起步阶段。近年来,该领域内的研究逐渐地定量化,研究内容集中在耕地生态安全的评价、空间格局、影响因素、障碍因子分析、调控对策等。已有的生态安全评价文献运用的方法有模糊综合评价、神经网络模拟和系统动力学等。模糊综合评价法描述了评价对象界限的模糊性,反映了实际情况,但该方法对权重的确定不够科学。神经网络法会出现训练不足或训练过度的情况。运用系统动力学方法对同一问题开展多次研究可能会出现不同的结果,可靠性不够高。
因此,现有的评价方法在反映安全系统的层次性和安全系统的动态变化性方面还存在一定的局限性。
物元分析模型是通过构建经典域和值域, 计算单个指标的关联度,然后再依据权重计算综合关联度,最终根据综合关联度的正负数值水平判定评价对象所处的等级状态的一种评价方法。物元分析模型不仅能给出总体的安全水平,还能够反映单个指标的评价信息,呈现出等级的中间转化状态,一定程度上可以减弱人为直接确定生态安全等级的主观性。因此,本文选择物元可拓模型作为评价工具,借鉴区域生态安全领域内相关学者的研究方法并进行改进, 基于DPSIR理论建立相应的评价指标体系,综合运用熵权法和层次分析法计算组合权重,建立物元可拓模型,对湖北省耕地生态安全的现状进行物元分析,以期为湖北省耕地生态安全的建设提供一定的参考。
2研究区域与方法
2.1研究区域
湖北省位于我国长江中游,洞庭湖以北,是我国十三大粮食主产区之一,也是我国重要的水稻主产区之一。湖北省生态资源丰富,农业生产区域化特点突出,水资源充裕,山地资源富足。然而近些年,湖北省的生态环境也面临水土流失严重、环境污染严重、水资源利用过度等问题。耕地资源的生态安全状况也令人堪忧。2013年,国家环保部批复了《关于同意将湖北省列为全国生态省建设试点的复函》,将湖北纳入生态省建设试点,湖北省的耕地资源生态安全有望得到改善。
2.2指标体系构建
从已有文献来看,学者们并没有就耕地生态安全的内涵形成统一的观点,但大都认为应当从耕地生态系统自身和人类与耕地生态系统的关系两个角度来理解。即一方面,耕地生态系统本身处于健康的状态,具备完善的功能;另一方面,耕地作为一种资源,能够为人类的社会、 经济、文化发展提供可持续的支持。
很多学者基于PSR建立耕地生态安全的评价体系,但是PSR理论只是呈现了耕地生态系统面临的压力、所处的状态和人类的反应三个方面的内容,不能完整地反映人类与耕地生态系统之间的相互作用关系。1993年,欧洲环境署对PSR模型修正后提出了驱动力(Driving Force)-压力(Pressure)-状态(State)-影响 (Impact)-响应(Response)(DPSIR)模型。本文参考徐美(2012)、张锐(2013)等学者的研究成果,结合DPSIR模型对指标体系做出了改进,综合考虑数据的可得性构建了指标体系如表1所示。DPSIR模型从系统分析的角度,将湖北省耕地生态安全评价划分为五个相互作用的指标系统:驱动力、压力、状态、影响、响应。其中, 驱动力是影响耕地生态安全的潜在因素,包含自然因素和人类因素,以人类因素为主,城镇化带来的空间扩张需求就是耕地生态安全面临的重要驱动力之一;压力是人类活动给生态环境带来的直接影响,人类对于耕地的利用方式会给耕地生态系统造成一定的压力;状态是在驱动力和压力的共同作用下,耕地生态系统所处的状态,即耕地的数量及质量情况,耕地的各项功能是否正常;影响是指耕地生态系统的现状对人类的生活、经济、社会带来的影响;响应是指人类基于耕地生态安全现状及其影响,制定有利于提高耕地生态安全水平的政策。
2.3研究方法
论文主要选用物元可拓模型对湖北省耕地生态安全进行测度,同时综合运用层次分析法与熵权法给各个指标赋予权重,具体的研究步骤如下:
第一步,确定湖北省耕地生态安全物元、经典域、节域。
湖北省耕地生态安全物元由耕地生态安全等级、耕地生态安全特征、特征量值共同组成。即:
指标的经典域和节域主要参照已有的国际或者国家标准、该指标在全国的平均数值,借鉴张锐(2013)和赵宏波(2014)当中的相关研究, 同时结合湖北省的实际情况和全国的平均水平做出调整之后得到。其中,经典域划分为五个等级,依次是1极不安全、2不安全、3较不安全、4临界安全、5安全。具体范围如表2所示。
第二步,确定评价指标权重。
为了综合主观确权方法和客观确权方法的优点,本文选择AHP和熵值法相结合的方式对19个指标进行赋权。在使用熵权法时,考虑到功效系数法更适合小样本数据的无量纲化处理,于是使用线性功效系数法对熵权法进行改进。无量纲处理的基本形式为:
其中,是第i个指标的原始值为第i个指标的最差值,为第i个指标的最优值, a通常取40,b通常取60。该种处理方式同时适用于正向指标和逆向指标,使用简便。权重的计算结果见表1。
第三步,计算各个指标对于五个等级的关联度函数值。
定义有界区间的长度为:
某一点到区间的距离为:
耕地生态安全评价第i个指标数值域属于第j个等级的关联函数为:
式(2)中,表示指标的实际数值表示指标的经典域范围,表示指标的节域范围。表示x到经典域X0的距离,表示x到节域Xp的距离。
第四步,计算综合关联度、对生态安全进行评价。
待评价对象——湖北省耕地生态安全Rn关于安全等级j的综合关联度:
公式中,是指标xi关于等级j的单指标关联度, ωi为指标vi的权重。
将耕地生态安全等级划分为五级,最终的定级依据公式:
如果最终的综合关联度的最大值对应的等级为,则湖北省耕地生态安全等级就属于级j。j可以取1-5五个等级,对应的内涵见表3所示。
2.4数据来源
本文利用的数据来自《湖北省统计年鉴 (2001-2013)》《中国城市统计年鉴(2001-2013)》 《中国农村统计年鉴(2001-2013)》《中国统计年鉴(2001-2013)》《中国环境年鉴(2001-2012)》 《湖北省环境状况公报》《湖北省水土保持公报》 等公开可查的统计资料。
3结果与分析
搜集评价耕地生态安全相关的指标数据, 借助物元可拓模型,得到了系统总体的状况,同时也得出了每个因素对系统总体的作用效果。以下将从子系统和总体两个层面阐述物元分析的结果。
3.1各子系统的现状
5个系统共19个指标的变动趋势,如表4所示。
3.1.1驱动力系统
城镇化水平、工业化水平、GDP增长率、人口自然增长率都呈现出不同等级的下降趋势,对湖北省耕地生态安全水平的提升起到了抑制作用;经济发展、人口增长,给耕地生态系统造成了潜在压力,给耕地生态安全水平提升工作带来了很大考验。
3.1.2压力系统
人口密度所处等级平稳但属于较不安全级别,对耕地生态安全影响不大;而单位耕地面积农药施用量、单位耕地面积化肥施用量、单位土地面积废水负荷等因素对湖北省耕地生态安全水平影响较大,其中,单位耕地面积农药施用量和单位耕地面积化肥施用量从不安全状态发展为极不安全状态,单位土地面积废水负荷基本一直处于极不安全状态;压力系统中的单位耕地面积农药施用量、单位耕地面积化肥施用量、 单位土地面积废水负荷非常值得关注,不科学的农药化肥使用以及大量废水的排放给耕地生态系统造成了巨大威胁。
3.1.3状态系统
人均耕地面积一直处于较不安全状态,湖北省耕地资源短缺,人均耕地面积低于全国平均水平,人均保有的耕地数量偏少更容易引发透支耕地地力的行为;耕地垦殖率从较不安全状态转化到了临界安全状态,湖北省近几年的耕地数量得到了基本保障并有所改善;农业基础设施条件提升,灌溉保证率也有所改善,逐渐转为了临界安全状态;水土协调度指标存在波动且有变差的趋势,湖北省水资源丰富,但由于环境破坏、水资源保护措施不到位等原因,导致水资源情况有恶化的危险,这也必然影响到了耕地生态安全水平。
3.1.4影响系统
单位耕地粮食产量较为稳定并且在近两年改善到临界安全状态;灾害指数处于不断波动状态,2010年到2012年逐步稳定到临界安全状态,对湖北省耕地生态安全水平的提升起到了促进作用,不过灾害的发生更多地取决于非人为因素,人为控制的可能性较小;农民人均纯收入水平不断提高,生活条件改善,保护生态环境的意识增强,有利于湖北省耕地生态安全水平的提高;单位耕地面积农业机械化水平持续提升,农业机械化的普及可以提升耕地的生产效率,促进耕地资源的有效利用,对耕地生态安全水平的提高有积极贡献。
3.1.5响应系统
工业固体废物综合利用率、污水处理率等指标有上升趋势,可以帮助改进湖北省耕地生态安全水平;而环境污染治理投资与GDP之比处于下降状态,说明随着经济总量的扩增,环保投资并没有相应的提升,环保投资比例变低不利于湖北省耕地生态安全水平的上升。
3.2整体现状
从湖北省耕地生态安全评估结果看,2000年到2012年期间,湖北省耕地生态安全水平从最初的不安全状态经由较不安全状态逐渐向临界安全状态转变。湖北省耕地生态安全状况有所提升,但是总体依旧处于不安全的范围,并且安全状况不够稳定,具备在相邻等级之间转换的可能。其中,2000年湖北省耕地生态安全具备转化为不安全的条件;2001年湖北省耕地生态系统处于不安全状态;随后的2002年至2004年, 湖北省耕地生态系统又具备转化为不安全状态的条件;且在2005年表现出改善的局面,具备了转化为较不安全状态的条件,并于2006年达到了较不安全的水平;2007年至2010年,湖北省耕地生态系统处于可转化为较不安全等级的状态;2011年到2012年,湖北省耕地生态系统又进入到了具备转化为临界安全等级的状态。如表5所示。
4结论与展望
4.1结论
从整体上来看,2000年到2012年,湖北省耕地生态安全水平有所改善,从2000年具有转化为不安全等级条件的状态逐步演变到2006年的较不安全的状态,再逐渐提升到2012年的具备转化为临界安全等级条件的水平。
从子系统的各个指标来看,耕地垦殖率、灌溉保证率、单位耕地粮食产量、农民人均纯收入、单位耕地面积农业机械化水平、工业固体废物综合利用率、污水处理率等指标逐渐上升有利于湖北省耕地生态安全水平的提高;而城镇化水平、工业化水平、GDP增长率、人口自然增长率等指标的变动对耕地生态安全提出了挑战, 同时单位耕地面积农药施用量、单位耕地面积化肥施用量、单位土地面积废水负荷等指标本身处于很危险的水平并且还有继续恶化的趋势, 需要引起足够的重视,环境污染治理投资与GDP之比也偏低,存在改进的可能。
4.2建议
为了提高湖北省耕地生态安全水平,可以从耕地利用、处理经济增长与环境保护关系、协调城市化与耕地生态安全等方面做出改进。
第一,在耕地利用方面,湖北省的农药、化肥使用量超出全国平均水平,应当限制农药、 化肥的施用量,避免出现对耕地资源的掠夺性开发。
第二,在处理经济增长与环境保护关系方面,政府在兼顾经济增长的同时,应当加大对环境污染治理的投资,采用先进的技术提高对废弃物的利用率,减少废水的直接排放,减轻环境污染。
第三,在协调城市化与耕地生态安全方面, 随着城市化和工业化进程加深,要由粗放的发展方式渐变到集约式的发展路线,走新型城市化和工业化发展之路,保证城市化与耕地生态安全的协调发展。
4.3研究展望
物元分析在评价耕地生态安全时具有两个明显的优势:一是它可以反映出不同指标对于待评价对象的影响程度,方便找出其中的关键影响因素;二是它可以反映出待评价对象所处的中间状态,避免了人为根据结果划分等级的主观性。不过物元分析对于指标选取的合理性、 经典域确定的科学性要求比较高,限于数据的可得性,本文在指标选取方面还有所不足,同时, 在经典域、节域的确定上也还需要继续深入探讨。本文主要基于现有的基础数据,对湖北省耕地生态安全进行了评价。今后,一方面,可以尝试研究湖北省内部不同地区的耕地生态安全分异情况;另一方面,可以将物元分析与其他预测类方法相结合,对湖北省未来10年的耕地生态安全进行预测。
摘要：2013年10月湖北省首次入选全国生态文明建设试点名单,为改善湖北省生态环境带来了新希望。耕地生态安全是生态文明领域的重要分支,对湖北省自2000年以来的耕地生态安全进行测度,以期为湖北省建设全国生态文明试点省提供有益参考。借鉴区域生态安全领域内相关学者的研究方法并进行改进,基于DPSIR理论建立评价指标体系,运用物元可拓模型,对湖北省耕地生态安全现状进行评价研究。结果显示:(1)湖北省耕地生态安全水平从2000年接近不安全的状态逐渐转变为2006年较不安全状态,又于2012年提高到具备转化为临界安全等级的水平;(2)农民人均纯收入、单位耕地面积农业机械化水平、工业固体废物综合利用率、污水处理率等因素的改善有利于湖北省耕地生态安全水平的提升,单位耕地面积农药施用量、单位耕地面积化肥施用量、单位土地面积废水负荷、环保投资占GDP的比重等因素严重制约了湖北省耕地生态安全水平的改善。物元可拓模型可以灵活有效地衡量湖北省耕地生态安全所处的状态,并发现其中有待改进的关键因素。为了提升湖北省耕地生态安全水平,需要减少农药化肥的使用量、减少废水的直接排放量、保护耕地资源和水资源的数量和质量、加大环保投资。
我国耕地生态保护现状及对策 篇6
1 耕地生态保护现状
1.1 耕地污染程度加剧
据报导, 目前个别地方仍然很看重短期经济利益, 以不惜牺牲耕地的生态环境为代价, 将不经环保处理的超标有毒有害工业废水、生活污水, 直接向江河、湖泊, 甚至农田灌溉渠道进行排放, 严重污染了耕地。此外, 在农业生产上许多农民过分依赖化肥、农药 (包括化学除草剂) 来增加粮食产量, 农药和化肥施用量普遍过大, 是造成耕地污染的重要原因之一, 增加了耕地有害物质的积累, 严重的导致耕地板结, 影响了耕地质量。在人们普遍追求绿色无公害食品的今天, 上述现象对耕地生态环境的污染必将影响我国耕地资源的可持续利用[1,2]。
1.2 耕地质量退化
自农村实行土地承包经营以来, 许多农民在承包地上一直没有或很少施用农家肥, 这种现象在农村普遍存在, 致使土壤有机质含量逐年下降, 土壤有机质得不到更新补充。相反, 化肥农药在土壤中的日积月累, 加速了对土壤的污染, 造成土壤性质日益恶化。
1.3 城市建设的威胁
近年来, 随着城市化建设进程的加快, 大量拆迁产生的建筑垃圾、生活垃圾一时难以就地处理, 便被运往郊区乃至农村的田间地头。不但非法侵占和蚕食农村土地, 同时也在污染着耕地。
1.4 水土流失和自然灾害发生
对土地资源缺乏有效的保护和治理措施, 加之过度采伐和无序开荒, 自然灾害频频发生, 造成水土流失严重, 同时农业基础薄弱, 抗御自然灾害的能力较差, 也成为耕地污染和破坏的重要原因[3]。
2 耕地生态保护对策
加强耕地保护, 特别是生态环境保护, 是关系我国耕地资源可持续利用的重要问题。对耕地生态的破坏, 直接影响着我国耕地的总量和质量。因此, 应把对耕地的生态保护作为国土资源重要工作来抓, 并研究和推出保护对策。在立法上, 尽快出台加强耕地生态环境保护的相关法律。具体可从以下几个方面入手。
2.1 建立科学、完善的生态环境监测管理体系
建立科学、完善的生态环境监测管理体系是一项系统工程, 它要求对土地利用环境变化进行及时有效的监测, 对不良的环境影响及时做出调整, 从而实施有效的管理手段。目前, 可以通过遥感技术和地面监测等技术手段对自然保护区、草地、水土保持、大型生态建设工程、森林、湿地等进行有效监测与管理, 建立生态环境安全评价及预警预报系统[4]。
2.2 建立生态功能保护区
加强现有生态功能保护区的建设和管理, 调整生态功能保护区内的产业结构, 发展生态“友好型”的产业, 最大限度地减轻人为活动对生态系统的不良影响。坚持“封育为主, 宜治则治, 宜荒则荒”的原则, 对于那些已经弱化或已经退化的生态功能区尽快恢复与重建生态功能。加强对生态环境的保护与管理, 制订适合当地实际的生态环境保护机制和政策, 研究、推广生态环境保护的科技、行政、法律制度体系。
2.3 加强水土保持
加强退耕还林工作及基本农田水利建设, 落实水土保持相关政策, 坚持水资源开发与保护并举, 在考虑发展经济、提高人们生活水平的同时要对水土流失进行治理, 具体治理时可以大流域为骨干, 以小流域为单元, 杜绝在大规模的开发建设中造成新的人为水土流失。建立多种措施相结合的综合防治体系, 加强交流合作, 研究开发和推广先进的水土保持实用技术。
2.4 发展生态农业
加大对农业野生生物资源的保护力度, 有效监管, 及时抢救收集, 建立保护示范区或示范点;推行旱作农业及生态农业等保护性耕作制度;建立健全有关发展生态农业的相关政策、机制和法律, 推广关键的生态农业技术和模式;建立可持续发展的农业生态系统, 采用清洁技术进行生产, 合理利用化肥、农药等;完善农业生态环境检测、评价及预警系统, 强化农产品生产基地及产品安全管理, 创建具有特色的无公害农产品示范基地及品牌[5,6]。
2.5 建设林业重点生态工程
结合建设“生态县”的发展目标, 应尽快建立完善的林业生态工程, 重点保护主要河流的上游林区, 保护全县的天然林资源。通过调整林业种植结构, 治理水土流失等措施来维护生态系统功能。此外, 还要加强生物多样性保护, 在满足人们对林副产品需求的同时, 加快实施退耕还林等生态工程。
2.6 环境保护和污染防治
对饮用水源地进行保护, 通过环境保护法规建设和监督执法, 推进清洁生产和环保产业发展。积极开展水质污染的防治, 加大重点河流、富营养化湖泊的治理力度, 减少污染物排放量, 提高污水处理率, 加大城市污水和垃圾处理设施的建设力度, 对环境生态进行综合保护和治理。
参考文献
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[2]王春艳, 任家强, 胡弘.北票市耕地保护对策建议研究[J].吉林农业:学术版, 2012 (3) :43, 45.
[3]邵小宝.耕地保护的意义、现状、问题及对策[J].安徽农学通报, 2012, 18 (10) :5-7.
[4]李科威.论建立耕地保护的土地管理新机制与策划[J].黑龙江科技信息, 2012 (13) :111.
[5]程向红.耕地保护与经济建设, 村庄整治的协调性研究[J].安徽农学通报, 2012, 18 (10) :25-27.
耕地生态安全 篇7
耕地生态系统在生产人类需要的粮食和原材料过程中通过其结构以及生态过程同时为人类提供着调节气候、涵养水源、保持土壤、维护生物多样性等生态服务功能[1]。在当前人类面临生态环境质量日趋恶化的形势下,耕地作为一种稀缺的生态环境要素,不仅要充分发挥其承载粮食安全等任务的能力,而且要更多地发挥其生态服务功能能力,这对于改善生态环境、实现人类社会的可持续发展具有重要意义。现阶段,学术界已对耕地生态价值进行了大量研究,如霍雅勤等对甘肃省会宁县耕地资源生态价值进行了评估,发现耕地资源生态服务价值在耕地资源价值构成中占有相当的比重,为53.7%[2];庞英对耕地生效态效益的影响因素进行了相关分析,得出耕地生态效益主要受到旱涝保收指数、复种指数的影响[3]。但总体来讲,已有研究还主要集中于对区域尺度耕地资源生态价值总量的评估,对耕地生态价值影响因素的定量研究和耕地生态价值提升的系统研究还比较少。这不利于对在自然和人为活动影响下不同耕地地块的生态价值特征以及耕地生态价值影响机理的全面认识,从而也就不利于采取针对性、综合性的对策措施来提升耕地地块生态价值。
为此,本文从地块尺度出发,在对耕地地块生态价值进行评估的基础上,分析了不同利用类型、不同种植模式下的耕地地块生态价值特征,并定量分析了耕地地块生态价值的影响因素,最后针对性地提出了促进耕地地块生态服务功能充分发挥的综合措施。该研究以期能对耕地地块生态价值特征有新的认识和为耕地生态价值提升提供理论基础和实践参考,从而实现对耕地生态系统的保护及生态环境的改善,促进社会的可持续发展。
1 研究区域概况
重庆市位于东经105°17′~110°11′,北纬28°10′~32°13′之间的青藏高原与长江中下游平原的过渡地带,幅员面积8.24万km2。境内地势起伏较大,地貌类型多样,以丘陵和中低山地貌为主,且地区间差异较大。特殊的自然地理环境条件,造就了重庆市各区域间土地资源分布、利用状况、社会经济发展存在较大的差异,是一个城乡二元结构突出,大城市、大农村、大库区并存的直辖市。为全面研究丘陵山区地块尺度耕地生态价值,本文依据不同区位、不同耕地资源禀赋等条件选取了位于“一小时经济圈”的重庆市合川区钱塘镇大柱村和綦江区永城镇中华村,以及位于“渝东北翼”的开县竹溪镇灵泉村为研究区域。
2 研究方法
2.1 数据来源
本文以合川区钱塘镇大柱村、开县竹溪镇灵泉村、綦江区永城镇中华村1∶2000土地利用现状图为基础,以农户家庭经营的耕地地块为调查单位,分别于2011年3月,5月,6月对3个村进行了调研。耕地地块是指在自然条件和家庭联产承包责任制综合影响下形成的最基本的耕作单元。耕地地块的调查内容主要包括耕地地块投入情况、产出情况以及耕地地块自然条件、耕作条件、区位条件等。本次调研共收回水田地块调查问卷372份,其中有效问卷351份,大柱、灵泉、中华分别为145,87,119份;旱地地块调查问卷438份,其中有效问卷416份,大柱、灵泉、中华分别为127,142,147份。
2.2 研究方法
2.2.1 生态价值测算方法
根据Costanza[4]和谢高地等人[5]对生态系统服务功能的分类研究成果,本文耕地资源生态价值测算主要包括生态服务功能中的气体调节功能、水源涵养功能、保持土壤功能、废物处理功能和生物多样性维持功能。
1)气体调节功能。
绿色植物通过光合作用和呼吸作用,与大气交换二氧化碳和氧气,从而维持大气中的碳氧平衡[6],发挥大气调节功能。对于耕地生态系统大气调节功能价值的评价,首先是计算耕地地块生态系统各种农作物的年净生物量;在此基础上,根据光合作用原理估算各种农作物固定CO2和释放O2的量;最后,根据固碳制氧成本计算耕地地块大气调节价值。具体步骤如下:
(1)耕地地块生态系统各种农作物的年净生物量。由于在实地调查时,主要获取了各耕地地块各种农作物的经济产量。因此,在此需根据各种作物的经济系数求取相应的生物学产量(年净生物量)。所谓经济系数,是指生物产量转化为经济产量的效率[7],为经济产量与生物学产量之比。另外,不同农作物经济产量的含水量不同,通常小麦、玉米、稻谷和豆类含水量为15%,薯类为80%[7]。
(2)各种农作物固定CO2和释放O2的量。根据光合作用原理,植物每生产1g的干物质能固定CO21.62g,释放O21.20g[8,9]。以此为基础,即可估算各种农作物固定CO2和释放O2的量。
(3)固碳制氧成本。在此选用造林成本法来估算固定CO2价值量。造林成本法是指我国人工营造森林的成本,固定1t纯C成本为260.9元[6,10]。选用工业制氧影子价格法来估算O2释放价值,工业制氧成本为400元/t[11]。
(4)大气调节效益。计算公式[7,12,13]为
Vg=1.62Q×0.2729Pc+1.2Po
式中 Vg—大气调节经济效益(元/a);
Q—各种农作物年净生物量;
0.2729—CO2中纯碳的含量(C/CO2=0.2729)[14];
Pc—固碳成本(元/t);
Po—释氧成本(元/t);
B—作物经济产量;
R—作物经济产量含水量;
f—经济系数。
2)涵养水源功能。
农田生态系统的涵养水源功能主要包括截流降雨和水田储水功能,反映土壤的供水能力。其中,截流降雨功能测算的基本思路是:首先利用水平衡法计算水源涵养量,然后运用影子工程法评价涵养水源效益。计算公式为
Vw1=Pw(R-ET)Aw=PwRθAw
式中 Vw1—涵养水源的生态效益[元/(hm2·年)];
Pw—研究区域的平均水价(元/m3),以1988-1991年我国水库建设投资测算的影子工程价格0.67元/m3替代[7,15,16];
R—平均降水量(mm/年);
ET—平均蒸散量(mm/年);
θ—径流系数;
Aw—有效供水面积(hm2)。
冬水田天然储水功能价值的衡量也采用影子工程法[17],通过建立相同蓄水量水库的费用来估算其价值。计算公式为
Vw2=W·P
式中 Vw2—冬水田涵养水源效益(元/年);
W—涵养水源量(m3/年);
P—单位蓄水费用(元/ m3),即修筑水库的成本价格,在此取0.67元/m3[7,18]。
3)保持土壤功能。
农田保持土壤的价值可以从保持土壤养分、减少土地废弃和减轻泥沙淤积3个方面来评价。要评价农田生产系统保持土壤价值,首先得计算出农田生态系统的土壤保持量。公式[19,20]如下
Ac=A(Ap-Ar)
式中 Ac—农田土壤保持量(t/ 年);
A—农田面积(hm2);
Ap—潜在土壤侵蚀量[t/(hm2·年)];
Ar—现实土壤侵蚀量[t/(hm2·年)]。
(1)保持土壤养分。土壤侵蚀带走了大量的土壤营养物质,主要是氮、磷和钾[21]。对于该功能价值的测算,首先根据研究区主要土壤类型全氮、全磷、全钾的平均含量,以及农田土壤保持量来计算出营养物质的保持量,再根据氮、磷、钾肥的价格计算该生态功能价值。公式为[22]
Va=ΣAc·Ci·Pi (i=N,P,K)
式中 Va—保护土壤养分经济效益(元/年);
Ci—土壤中N,P,K的纯含量(%),由于研究区属于紫色土,均值性较好,故在此以研究区土壤养分平均含量来代替各耕地地块的养分含量;
Pi—N,P,K价格(元/t),按2010年研究区农户长期使用的N肥、P肥、K肥价格折算而得到。
(2)减少耕地废弃。减少耕地废弃价值采用机会成本法估算,具体方法为:根据土壤保持量和土壤表土平均厚度来推算因土壤侵蚀而造成的废弃土地面积,再用机会成本法计算因土地废弃而失去的年经济价值,公式为[19]
Vs=Ac÷ρ÷h×B÷10000
式中 Vs—减少耕地废弃的经济效益(元/年);
B—耕地地块的年收益(元/hm2),取2010年研究区耕地平均收益值;
ρ—土壤容重(t/m3);
h—土壤厚度,取平均厚度0.6m[22,23]。
(3)减轻泥沙淤积。采用影子工程法来计算生态系统减轻泥沙淤积灾害的经济效益。计算公式[24,25]如下
Vc=0.24Ac·C/ρ
式中 Vc—减轻泥沙淤积经济效益(元/年);
Ac—农田土壤保持量(t/年);
ρ—土壤容重(t/m3);
C—水库工程费用(元/m3),在此取为0.67元/m3[26]。
4)其他功能。
耕地生态系统的其他功能包括废物处理功能以及生物多样性维持的功能。对于这两个功能价值,本文拟基于谢高地等[5]研究得出的我国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表进行耕地地块废物处理功能和生物多样性维持功能的效益测算。
谢高地等学者研究得出的我国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表提供的是一个全国平均状态的生态系统生态服务价值的单价。但是,生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切关系,一般来说,生物量越大,生态服务功能越强。为此,假定生态服务功能强度与经济产量成线性关系[5],则可按照下述公式进行生态服务单价修正[5,27,28,29],即为
pij=k·Pi
k=bj/B
其中,pij为修正后的单位面积生态系统的生态服务效益;i=1,2分别代表废物处理功能、生物多样性维持功能;j=1,2,…,n分别代表各调查耕地地块;Pi为农田生态系统服务价值基准单价。废物处理功能和生物多样性维持功能分别取1451.2元/hm2,628.2元/hm2[5];bj为第j个耕地地块生态系统单位面积潜在经济产量(t/hm2);B为我国一级耕地生态系统单位面积平均潜在经济产量,根据王万茂等的研究测算,其值为10.69t/hm2[30];k为耕地地块生态服务价值修正系数。
在测算上述生态服务功能年度效益的基础上,根据收益还原法原理,求取耕地地块年生态服务效益与还原利率r的商,即为耕地地块生态价值。其中,还原利率r采用安全利率加风险调整值计算,安全利率采用我国人民银行2010年12月26日公布的一年期定期存款年利率2.75%,风险调整值取2.54%[31],r确定为5.29%。
2.2.2 影响因素分析方法
1)影响因子的选取。
土地上的生物是土地具有生态功能和生态价值的基础,土地生物生产能力的高低在一定程度上决定着土地生态功能的强弱和土地生态价值的大小[32]。土地生物生产是自然再生产与经济再生产相结合的过程。因此,土地生物生产能力必将受到其所处区域的农业生产自然条件(如光、温、水、土)和社会经济条件(如技术、耕作制度)的综合影响。根据庞英对山东省耕地利用生态效益的研究结论,旱涝保收指数、复种指数是决定耕地利用生态效益的最重要的两个因素[3]。基于以上分析,本文拟主要考察耕地地块质量指数和复种指数两个因子对耕地生态价值的影响作用。其中,耕地地块质量指数因子综合反映了耕地地块的自然质量条件、水利设施条件和耕作便利性等条件。
2)相关分析法。
为厘清各因子对耕地地块生态价值的影响与作用情况,在此采用相关分析法来进行分析。
3 结果与分析
3.1 生态价值特征
3.1.1 耕地地块生态价值总体特征
耕地地块地均生态价值总体情况如表1所示。通过运用耕地生态服务功能价值测算方法,得出大柱、灵泉、中华3个村调查耕地地块的生态价值。
总体来看,灵泉村调查耕地地块地均生态价值的平均水平在3个村中最高,为308707元/hm2;大柱村次之,为270340元/hm2;中华村最低,为265174元/hm2。从水田、旱地利用类型来看,大柱、灵泉、中华3个村调查旱地地块地均生态价值的平均水平比较接近,分别为296390,296816,299436元/hm2;而3个村调查水田地块地均生态价值的平均水平差异较大,灵泉村调查水田地块地均生态价值的平均水平分别比大柱、中华高出80591,105265元/hm2。由此可知,大柱、灵泉、中华3个村调查耕地地块地均生态价值的平均水平差异情况主要是由调查水田地块地均生态价值的平均水平所决定的。根据相关研究[5],耕地生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切关系,一般来说,生物量越大,生态服务功能越强。也就是说,导致3个村调查水田地块地均生态价值的平均水平存在较大差异的一个原因即是3个村水田生态系统的生物量产出水平存在较大差异。耕地生态系统进行生物生产的过程是自然再生产与经济再生产相结合的过程,即耕地生态系统的生物生产能力受到其所处区域的农业生产自然条件(如光、温、水、土)和社会经济条件(如技术、耕作制度)的综合影响。根据3个研究区的实际情况,影响3个村水田生态系统生物产量水平差异的一个主要原因即是耕作制度的差异。其中,中华村水田地块采取的是单季水稻传统种植模式,大柱村采取了水稻、水稻—油菜两种种植模式,灵泉村的种植模式则最为丰富,包括水稻、水稻—油菜、水稻—油菜—冬洋芋3种模式。明显地,在种植水稻的基础上增加油菜、冬洋芋的种植肯定会带来生物产量的增加。可见,耕地地块的复种指数越高,越利于耕地生态系统生态服务功能的发挥。
3.1.2 不同种植模式下生态价值比较
表2描述的是大柱、灵泉、中华3个村不同种植模式下各调查耕地地块地均生态价值在不同价值区间的分布统计情况。
明显地,水田利用类型涉及的水稻、水稻—油菜、水稻—油菜—冬洋芋3种种植模式中,水稻—油菜—冬洋芋种植模式地块的生态价值总体水平高于另外两种种植模式,仅水稻—油菜—冬洋芋种植模式有7.81%的地块位于400000~600000元/hm2这个较大价值区间。旱地利用类型涉及的麦子—玉米—红苕、玉米—红苕、经济作物3种主要种植模式中,麦子-玉米-红苕种植模式地块的生态价值总体水平高于另外两种种植模式,在400000~600000元/hm2这个较大价值区间;灵泉村和中华村的麦子—玉米—红苕、玉米—红苕、经济作物3种种植模式地块所占比重分别为33.33%,6.52%,6.35%和13.33%,0,2.94%。
3.2 影响因素分析
本文通过运用Spss软件分别对大柱、灵泉、中华3个村水田、旱地地块地均生态价值与各地块耕地质量指数和复种指数进行相关分析,得到相关分析结果如表3所示。总体来看,水田、旱地地块生态价值均受到耕地质量指数和复种指数两个因子的显著正影响。
**表示1%的显著性水平;*表示5%的显著性水平。
1)耕地质量指数因子对耕地生态价值的影响分析。
大柱、灵泉、中华3个村调查耕地地块地均生态价值均受到耕地质量指数因子的正向作用。其中,3个村调查水田地块地均生态价值与耕地质量指数的相关系数分别为0.519,0.612,0.473,3个村调查旱地地块地均生态价值与耕地质量指数相关系数分别为0.537,0.527,0.643,且均在1%的水平上显著。这表明,研究区耕地地块生态服务功能的发挥受到了耕地地块质量水平的限制,现阶段3个村通过改善耕地地块质量条件可以在较大程度上提高耕地地块的生态价值。
2)复种指数对耕地生态价值的影响分析。
大柱、灵泉两个村的水田、旱地地块地均生态价值均受到复种指数因子的显著正影响作用,且显著性水平均达到1%;而中华村由于调查获取的水田地块均采取单季水稻种植模式,不存在复种指数的差异性。因此,在此仅考察了旱地地块地均生态价值与复种指数的相关性。结果显示,中华村旱地地块地均生态价值也在1%的显著性水平上受到复种指数的正影响作用。这表明,现阶段3个村通过提高耕地地块的复种指数,可以在一定程度上增强耕地地块的生态服务功能,促进耕地地块生态价值的提升。因此,现阶段研究区应广泛采用现代化的农业技术措施来进一步提高耕地地块的复种指数水平,尤其是对只种植单季水稻的水田地块和只种植一季经济作物的旱地地块,具有较大的生态价值提升潜力。
总之,由于受到数据收集困难的制约,本文仅主要考察了耕地地块质量指数和复种指数两个因子对耕地地块生态服务功能价值的影响作用。事实上,影响耕地生态服务功能的因子较多,如农户对耕地地块化肥、塑料薄膜、农药等的不合理投入以及自然灾害等,都会影响耕地地块生态服务功能的发挥。因此,未来应进一步综合考察耕地质量、农户生产性投入、复种指数、技术、自然灾害等因子对耕地生态价值的影响与贡献程度,从而有助于提出全面的对策措施来提升耕地生态价值。
3.3 耕地生态价值提升
耕地作为“自然―经济―社会”复合生态系统,不仅为人类生活生产提供必须的食物、原材料,还为人类社会提供着调节气候、涵养水源、维护生物多样性等生态服务功能。从前文对大柱、灵泉、中华3个研究区调查耕地地块生态价值特征、影响因素分析可以看出,我国耕地生态价值还有待于提高,尤其是在当前人类面临生态环境日趋恶化的形势下,进一步发挥耕地生态服务功能作用,对于改善生态环境、实现人类社会的可持续发展具有重要意义。为此,根据前文对耕地地块生态价值的认识,提出从改善耕地质量、调整耕地经营主体农户行为、加强农业技术的研究与推广、大力推进生态农业4个方面进行耕地地块生态价值提升。
3.3.1 土地整治工程的实施
耕地生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切关系,而耕地生物量又主要取决于耕地质量水平。由此可见,耕地生态服务功能必将受到耕地质量的影响。从前文对耕地地块生态价值影响因素的分析可以看出,大柱、灵泉、中华3个村水田、旱地地块均在不同程度上受到耕地地块质量指数因子的影响制约。因此,对于耕地地块生态价值的提升,关键在于改善耕地地块的质量条件,即是说当前必须重视和加强研究区土地整治工程的规划与实施。根据对3个研究区的实地调查分析,3个研究区进行土地整治的重点在于:①通过土地平整工程来降低耕地地块的坡度,提高土层厚度,增强耕地对营养物质的储存能力;②通过农田水利工程的实施来提高耕地地块的灌溉保障率,特别是旱地区域,应多修建山坪塘进行储水,降低季节性干旱对耕地地块收成的影响;③加强研究区生产路、田间道的规划与修建,通过建立起合理的道路网络来改善研究区农户出行的道路质量和缩短农户家庭到地块的距离,从而提高农户的生产效率和耕地地块的产出效率。
3.3.2 农户行为调整
1)提高复种指数水平。
从大柱、灵泉、中华3个村调查水田、旱地地块生态价值与复种指数的相关系数可以看出,耕地地块生态服务功能的发挥明显受到复种指数的正影响作用。因此,面对稀缺的耕地资源,有必要通过提高复种指数来提高耕地的利用效率和产出效率,提升耕地地块的生态服务价值。当前,一方面要加强农业技术的研发,如通过研发新的栽培技术,使当地农户能种植一些原来因气候、温度而在当地不适宜种植的作物,这样对于原来只种植一季作物的地块,就可以采用新栽培技术来种植其他作物,从而提高复种指数;二是复种指数除了受自然条件和农业技术的制约,还受到经济效益的影响,因此可以通过调整农产品市场价格来增加各种农产品的收益,或增加国家对各种农作物的种植补贴,从而激发农户的种植热情。
2)物质投入行为调整。
根据投入对提高土壤生产力的长短性,物质投入可划分为保护性投入和生产性投入:保护性投入包括有机肥的投入、绿肥的种植等投入方式,有利于增加或保持土壤长期的生产力;生产性投入就是常见的化肥、农药等的投入,可能导致耕地质量下降等生态环境问题,降低耕地生态服务功能作用。根据对研究区的实地调研发现,目前在耕地经营过程中主要是生产性投入,而且投入量不断增加,明显不利于研究区耕地生态服务功能的长期有效供给和提高。因此,现阶段3个研究区迫切地需要调整农户的物质投入行为,提高农户的保护性投入水平。而造成研究区农户物质投入行为不合理的主要原因在于:①农民对化肥、农药等物质易造成环境污染的危害性缺乏了解,他们普遍以当前生产力的提高为目标,缺乏保护性投入意识;②随着农民兼业化程度的提高,使得农业劳动力投入相对不足,因此农民在生产中倾向于使用化肥、农药这些比较节省劳动力的物质,如用除草剂代替人工拔草,用化肥代替施用农家肥;③对于秸秆,农户主要是用作生活燃料,缺乏秸秆还田肥田的意识。因此,进行农户物质投入行为调整,需主要从以下几个方面入手:①加强农民对化肥、农药等物质具有的危害性的认识,提高农民的保护性投入意识;②大幅度增加农业补贴,提高农地收益,以此避免农民因追求当前利益而盲目增加化肥、农药等物质的投入量;③鼓励农民秸秆还田、发展绿肥、增施农家肥,引导农民逐步步入到用地养地相结合的良性发展过程中。
3.3.3 农业技术的研究与推广
农业科技是农业发展的第一推动力,其对促进农业增效、农民增收和农产品竞争力增强具有支撑和推动作用。根据对3个研究区的调查,目前3个研究区对农业技术成果的应用还处于初级阶段,这也是我国农业生产中普遍面临的一个问题。因此,为了能在水土资源约束不断增强的情况下促进耕地生态服务功能的发挥,现阶段急需加强农业技术的研究与推广应用,提高农业生产中的农业技术水平。具体要从以下几个方面入手:①增加对农业技术研究所需资金的投入和农业技术研究人员的培养投入,以保障研究水平逐步提高;②应逐步将农业技术指导确立为职业,建立起稳定的农业技术指导人员队伍,提高农业技术指导人员的从业素质和技能,从而保障农业技术推广事业的持续、稳定、健康发展;③要加强农业技术的宣传和培训,提高农民的技能水平;④要完善农业技术补贴制度,降低农民的风险意识,提高农民使用农业技术的主动性,促进先进实用农业技术到田到户。
3.3.4 生态农业的发展
当前,传统农业生产中残余物几乎全部进入公共领域,重新返回大气圈和生物圈,造成了严重的环境污染,如化肥的过量投入和低效利用,不仅造成了资源的浪费,而且导致了土壤的盐碱化,土壤的生物多样性下降,水体富营养化等不良后果,严重影响农田生态系统服务功能的正常发挥,不利于农业的可持续发展。为解决传统农业生产方式带来的诸多弊端,一种新的发展模式—生态农业越来越受到人们的重视。近年来,我国虽然在生态农业的理论、试验示范、推广普及等方面已经取得了很大成绩,但生态农业的进一步发展仍面临着理论基础不完备、服务体系不完善等诸多障碍。因此,为促进生态农业的大力发展,实现农田生态系统服务功能的充分有效发挥、农业的可持续发展,现阶段应加强以下问题的解决:①要进一步从系统、综合的角度,建立起生态农业自身的理论体系;②要加强政府对生态农业发展的支持,建立起有效的政策激励机制与保障体系;③逐步建立起完善的服务体系,向农民提供优质品种、幼苗、肥料、技术支撑、信贷与信息服务;④重视对能力建设机制的建立,向农民提供高水平的培训与学习机会,从而调动和增强农民发展生态农业的积极性和能力;⑤加强生态农业推广力度,推进生态农业的广泛发展。
4 结论与讨论
有关耕地生态价值研究,我国现阶段更多的是进行区域耕地生态价值测算和影响因素的定性分析,且缺少耕地生态价值提升研究,无法满足新形势下严格耕地保护、充分发挥有限耕地资源生态系统服务功能价值的需要。为此,本文基于地块尺度展开耕地生态价值研究,进一步完善了耕地生态价值研究尺度和测算方法,丰富了对地块尺度耕地生态价值特征和影响机理的认识与识别,为充分发挥耕地资源生态功能价值、促进生态环境的改善以及社会的可持续发展指明了行动方向。
从3个村水田、旱地不同利用类型以及不同种植模式下耕地地块生态价值特征可以看出,复种指数越高、生物产量越高的地块,其提供生态服务功能的能力越强。这揭示要充分发挥耕地地块的生态服务功能,今后一定要重视提高耕地地块的复种指数和生物量产出水平。
从耕地生态价值影响机理识别分析可知,3个村水田、旱地地块生态价值均受到耕地质量指数和复种指数两个因子的显著正影响作用。这表明耕地生态价值还具有提升空间,当前通过加强研究区农田水利和生态环境的建设、通过采用现代化的农业技术措施来进一步提高研究区耕地地块的复种指数水平,可以在较大程度上提升耕地地块的生态价值。
最后,通过对地块尺度耕地生态价值特征以及其影响机理的认识与识别可知,要充分发挥耕地资源生态功能价值、促进生态环境的改善及社会的可持续发展,现阶段必须从加强土地整治工程的规划与实施、合理调整农户的耕作制度行为和物质投入行为、加强农业技术的研究与推广应用、大力推行生态农业4个方面采取综合措施进行耕地生态价值提升。
摘要：在构思地块尺度耕地生态价值测算方法及测算调查水田、旱地地块生态价值的基础上,解析地块尺度耕地生态价值特征,识别耕地生态价值影响机理,构建促进耕地生态价值提升的综合措施体系。结果表明:耕地地块的复种指数、生物产量越高,其提供生态服务功能的能力越强;3个村水田、旱地地块生态价值均受到耕地质量指数和复种指数两个因子的显著正影响作用,具有价值提升空间。耕地生态价值提升应从加强土地整治工程的规划与实施、合理调整农户的耕作制度行为和物质投入行为、加强农业技术的研究与推广应用和大力推行生态农业4个方面综合践行。
江苏省宿迁市耕地生态足迹初探 篇8
1.研究区概况
宿迁市位于江苏省北部, 处于徐、淮、连的中心地带, 地处陇海经济带、沿海经济带、沿江经济带交叉辐射区, 西部与安徽省接壤。宿迁地区地形以平原为主, 西南和西北部为岗丘, 大部分地区海拔在40m以下[1]。全市总面积8555km2, 2006年末有耕地面积43.8607万hm2, 总人口529.47万人, 其中农业人口306.1万人。
2.研究方法
生态足迹的计算基于以下基本事实: (1) 人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量; (2) 这些资源和废弃物能转换成相应的生物生产面积。因此, 任何已知人口 (某个个人、一个城市或一个国家) 的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产总面积 (包括陆地和水域) [2]。其具体计算公式如下:
公式 (1) 中, ef为人均生态足迹, r为均衡因子, c为本地生物资源的产量, p为全球该生物资源的平均产量, n为人口数量。在生态足迹账户核算中, 生物生产性土地资源有以下6种类型:耕地、林地、草地、化石燃料用地、建筑用地和水域, 其中耕地所对应的生物资源账户主要有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、油料作物和蔬菜等。公式 (2) 中, ec为人均生态承载力, 为人均生态生产面积, r为均衡因子, y为产量因子。均衡因子采用WWF2004报告给出的2001年的均衡因子:耕地为2.8;产量因子则采用学者计算中国生态足迹时所采用的值耕地1.66[3]。公示 (3) 中, ed为生态赤字/生态盈余, ef为生态足迹, ec为生态承载力;ed为正值时为生态盈余, ed为负值时为生态赤字。
3.宿迁市耕地生态足迹的计算
根据《宿迁统计年鉴2007》的相关数据, 运用生态足迹的计算方法, 得出宿迁市耕地生态足迹和生态承载力见表1~3。
通过以上对宿迁市耕地生态足迹的分析结果来看, 稻谷、小麦和蔬菜的生态足迹居前三位, 其它农产品的生态足迹都在0.02hm2/人以下, 这表明宿迁地区农业消费高度集中在必需农产品领域, 农业现代化水平不高, 传统农业依然占据主导地位, 农业产业结构有待进一步调整。2006年宿迁市的生态足迹为0.73332hm2/人, 生态承载力为0.38504hm2/人, 生态赤字为0.34828hm2/人, 生态足迹是生态承载力的1.9倍, 这表明宿迁市耕地生态承载力已不及生态足迹, 即宿迁市耕地生态足迹超过了耕地生态承载力的容量, 农产品消费活动对耕地生态系统构成了巨大压力, 因此耕地利用处于不可持续的发展状态。
结语
耕地生态赤字的出现, 反映耕地被占用现象的增多, 这一现象与宿迁市快速城市化是密切相关的。城市化为宿迁市的经济、社会发展实现新的历史跨越提供了动力, 但因此带来的耕地开发占用, 会造成一系列环境问题和耕地安全问题。如何实现宿迁市的经济与耕地的协调发展, 使耕地利用实现可持续发展, 是急需解决的战略性问题。
摘要：运用生态足迹模型和相关统计年鉴数据, 计算了宿迁市2006年的耕地生态足迹。结果表明:2006年宿迁市耕地生态足迹为0.73332hm2/人, 而耕地生态承载力为0.38504hm2/人, 生态赤字为0.34828hm2/人, 这说明宿迁市的耕地利用已经超出了生态承载力的范围, 处于不可持续发展的状态。
关键词：生态足迹,耕地,宿迁市
参考文献
[1]宿迁市统计局.宿迁统计年鉴2007[M].宿迁:宿迁市统计局, 2007.
[2]刘钦普, 林振山.江苏省耕地利用可持续动态分析及预测[J].自然资源学报, 2009, 24 (4) .
耕地生态安全 篇9
1 基本情况
选择建德市大洋镇贺宅村新垦造耕地, 面积12.2 hm2, 为2010 年度垦造耕地项目, 垦造完成后, 综合地力为3 等6级, 砂性壤土, 坡地。2011 年建德市叶家坞农夫蔬菜专业合作社流转承包经营, 采用种植与养殖相结合的生态循环经营模式, 通过种植玉米、番薯、蔬菜等旱粮作为猪饲料;猪排泄物通过干湿分离, 猪尿通过沼化处理, 产生沼液与猪粪作为基地肥料, 沼气用于发电和基地生活生产所需。目前已建造猪舍21 间共672 m2, 300 m3的沼气池, 300 m3贮液池, 60 m3干粪池, 30 m3沼气发电机房, 存栏母猪14 头。计划继续扩建猪舍11 间共352 m2, 母猪存栏达到30 头, 年出栏生猪1 000 头;种植布局为旱粮6.67 hm2, 李、桃等水果逾5.33 hm2。
2 成效
2.1 垦造地地力水平快速提升
一是土壤养分状况大幅提升。2015 年分别对基地内土壤养分状况进行取样检测, 比较垦造地完成时养分状况有了较大幅度提高, 全氮从0.062%提高到0.13%, 增幅达110% ; 有机质含量从16.45 g/kg提高到20.13 g/kg , 增幅22.4%;有效磷提高了70 倍, 速效钾增长8 倍; 综合地力指数从原来的0.464 提高到0.67, 综合地力水平达到2 等4 级 (表1) 。二是土壤的理化性状得到改善。通过去砾深翻改土, 增加有机质, 耕造地的土壤理化性状有了极大改善。垦造地表土1 mm以上砾石度从原来的14.52%下降到了5.6%, 耕层厚度从5.3 cm增厚到9.3 cm (表2) , 加快了垦造地耕层的熟化, 提高了垦造地种植条件。
2.2 取得良好经济效益, 为可持续种植管护打下基础
2015 年, 建德市叶家坞农夫蔬菜专业合作社种植玉米3.33 hm2, 平均产量达到6 150 kg/hm2, 桃、李等5.33 hm2水果都已投产, 出栏生猪412 头, 总产值达到100 万元以上, 收入达30 万元。不仅实现了盈利, 而且由于大量施用有机肥, 产品品质好, 初步得到消费者赞誉。
3 实施措施
3.1 符合政策性许可
种养生态循环模式必须与本地区畜禽养殖总体规划相符合, 畜禽养殖排泄物必须实现全消纳和零排放, 不能对环境造成污染影响;建造猪舍等基础设施需取得设施农用地许可。为此, 种养生态循环模式必须符合本地区相关政策要求。
3.2 科学施用有机肥
由于养殖扩大到一定规模后, 需要一定数量的饲料, 对养殖排泄物施用前必须进行安全性评估, 对重金属等有害物质含量进行安全性检测评估, 确保施用安全;种植旱粮、西瓜等作物, 堆放发酵后施用安全, 以防“烧苗”;养殖排泄物以深翻施用为好, 沼液以管道微喷滴溉效果佳, 以节省劳动力成本[3,4]。
3.3 深翻熟化土壤, 去除石砾
深翻熟化土壤, 增厚耕作层;同时, 新耕造地一般石砾度普遍较高, 须通过人工去石砾、风化等措施, 降低石砾度。
参考文献
[1]李国宝, 刘毅婷.仙居县土地开发垦造耕地工作成效明显[J].浙江国土资源, 2011 (11) :62.
[2]王建锋, 林继红.浙江省垦造耕地项目储备库建设技术路线及关键技术研究[J].科技传播, 2010 (22) :162-163.
[3]何关新, 陈文岳.基于占补平衡的垦造耕地利用研究:以杭州市农科院双江基地为例[J].杭州农业与科技, 2014 (3) :4-8.