集约化农区耕地利用变化及其驱动机制分析——以河北省曲周县为例，本文主要内容关键词为：曲周县论文,河北省论文,集约化论文,为例论文,耕地论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
土地利用变化不仅影响生物多样性的变化，更对人类的食物安全产生巨大影响[1]，因而成为全球环境变化研究的焦点。目前，我国土地利用和土地覆盖变化研究多集中在大城市的城乡交错带、东部发达地区和西部生态脆弱区[2～8]，由于东部发达地区的大量耕地被各种建设占用，西部地区要进行退耕还林、还草，保护生态环境，耕地面积的快速减少对国家的粮食安全产生了直接的影响而成为研究的焦点。但作为我国粮食安全保障基础的集约化农区，由于耕地面积变化幅度小[2]，表面上未对粮食安全构成直接威胁，而成为土地利用变化研究的盲区。但是那里的耕地的种植结构变化、耕地质量的变化、粮食单产、总产的变化却对我国食物安全产生了巨大影响[11]。因此本文以河北省曲周县为集约化农区的分析样区，从耕地利用变化的角度出发，分析其历史变化情况，并揭示出其驱动机制。
1 研究样区选择
曲周县位于河北省邯郸地区的东北部，为黑龙港地区上游，该区土地利用呈现出农业人口多、土地复种指数高、农业投入大、综合产出率低等特点。2000年，曲周县总人口达38.40×10[4]人，其中乡镇农业人口为36.24×10[4]人，占总人口的94.38％，是全国平均农业人口比重的1.37倍；土地复种指数为1.65，第一产业产值在国民经济总产值中占的比例高达69％，与之相比，全国的第一产业产值比为38％，具有典型的集约化农区特点。
2 耕地利用变化
2.1 耕地数量变化
曲周县耕地面积变化幅度不大，从1973年的48086hm[2]降到2000年的47782hm[2]，降低了304hm[2]。年均减少耕地面积12.7hm[2]，耕地年均递减率为0.026％（图1）。通过对1986年和2000年的耕地变化数据分析表明，交通占用耕地102.5hm[2]，城镇及农村居民点占用耕地304.7bm[2]，园地占用耕地201.1hm[2]，同期新开垦耕地438.5hm[2]。占补相抵，耕地净减少169.8hm[2]，耕地面积变化幅度很小。耕地减少的主要原因是建设占用，耕地增加的来源为未利用土地。这与许月卿关于河北省中部耕地资源数量动态变化缓慢的分析结果相吻合[1]。耕地的后备资源紧缺，土地利用率高达99％，在有限的耕地上增加粮食产量，就必须提高耕地的质量，增加粮食生产的稳定性。
图1 耕地面积变化
2.2 耕地利用结构变化
2.2.1作物播种面积变化 作物播种面积变化如图2所示。从图2可以看出，小麦播种面积比较稳定，起伏不大，从1973年的23380hm[2]增加到2000年的35333hm[2]，增加幅度为45.3％，年均增加426hm[2]。
图2 播种面积变化
玉米播种面积变化起伏较大，最低的年份为1995年，为20500hm[2]；最高的为1981年，为32480hm[2]。从1981年到2000年播种面积出现3次波峰，4次波谷。从1981年的32480hm[2]降到1985年的26400hm[2]，经历1次波峰后，又从1986年的27860hm[2]降到1989年的21667hm[2]，到1995年降到最低点，1996年又上升到32093hm[2]。
棉花播种面积起伏最大，从1981年的5093hm[2]增加到1989年的19333hm[2]，增加了279％。之后，经历了2次波动，到2000年降到8025hm[2]与1989年相比，降幅达59％。1990年前后出现1次明显的波峰。
蔬菜播种面积从1981年1180hm[2]一直呈上升趋势，上升到2000年的4818hm[2]，比1981年增加3638hm[2]，增加幅度为308％，同期蔬菜种植面积年增加达到182hm[2]。
为了进一步分析种植结构的变化关系，以主要种植作物玉米、小麦、棉花进行5a滑动平均，得出种植面积变化的波动指数趋势（图3）。从图中可以清楚的看到，在种植结构上，小麦播种面积最为平稳，而玉米、棉花的种植面积波动大，并且波动的波峰和波谷交相呼应。表现出当地在种植结构上，在满足粮食安全的基础上，追求利润最大化的特点。小麦主要满足自己粮食储备、交售公粮的需要，而玉米、棉花种植面积的确定则是根据玉米、棉花的上年价格指数来安排，上年价格指数高的作物品种，当年的播种面积就高，从而形成了玉米和棉花用地相互竞争的种植结构。
图3 主要作物播种面积波动系数
2.2.2 耕地复种指数变化 曲周县耕地复种指数变化趋势是不断增加，从1973年的1.45上升到2000年1.65（图4），耕地复种指数的不断增加，反映了人类对土地的利用强度不断加强。
图4 耕地复种指数变化
2.3 耕地质量变化
从1973年开始中国农业大学在曲周建立中低产田综合治理区，以中国农业大学为首的几代科研工作者进行了几十年的综合整治，采取了灌溉排水工程建设和土壤培肥调控技术措施进行中低产田的改造，增加了高产田的面积，使盐荒面积大幅度降低[9]。
盐渍土改良的关键是灌溉排水体系建设。1973年，中国农业大学石元春等一批土壤科学工作者来到曲周县北部盐渍土分布最为广泛的地区，即四疃乡，指导广大农民群众展开了盐渍土改良，在曲周试验区创建“深沟、浅井”，“井、沟、渠”结合运用的“旱涝碱咸”综合治理模式。并相继于1973年、1978年和1982年建立了分别以张庄、王庄和四疃为中心的第一代、第二代和第三代试验区。通过排水、灌溉和平整土地等工程措施，经过多年治理，使大部分盐荒地改造为耕地（表1）。
表1 试验区盐渍土面积动态变化
Table 1 Change of Salinized Soil area in experiment zone
从表中可以看出，曲周试验区非盐渍土面积从1984年的1345hm[2]，增加到1999年的1806hm[2]，增加了20.7％。曲周试验区的盐渍土治理技术在全县得到推广，全县盐渍土地基本得到改良，作物基本脱离了盐分危害。提高耕地质量的另一途径是增加土壤养分含量。在综合治理前，曲周县秸杆还田率低，多数地区合计不足30％，有机肥料施用量少且不普遍，氮肥和磷肥施用不普遍，土壤养分含量低，土壤质量低。
培肥土壤的主要任务是增加有机质，增加有机质的关键是开源节流。曲周试验区进行了以增施化肥增加有机肥生产，以无机换有机为起点，提高秸杆还田率等系列在于提高土壤有机质含量的措施。2000年曲周县小麦秸杆还田率普遍已达40％。采取增加施用氮肥、磷肥的配肥手段。1980年，每公顷施用氮肥（纯氮）54kg，1999年每公顷施用氮肥405kg，1983年开始施用磷肥（五氧化二磷）每公顷36kg，1999年每公顷施用磷肥202kg。施用氮肥、磷肥不但可以满足作物对氮、磷的需要，增加了生产优势和增长了植株的个体，同时增加了作物对盐份的抵抗力，迅速提高了土壤养分含量（表2），把许多中低产田改造成高稳产的优质良田。
表2 土壤养分变化情况
Table 2 Soil nutrient change（g·kg[-1]）
多年的综合治理，使曲周县高产田和水浇地面积不断增加。高产田从1973年的5870hm[2]增加到2000年的28820hm[2]，是1973年的4.91倍；曲周县的水浇地面积从1973年的18080hm[2]增加到2000年的38860hm[2]，增加20780hm[2]，是1973年的2.15倍，年均增加水浇地面积865.8hm[2]（图5）。
图5 水浇地和高产田变化
2.4 作物产量变化
2.4.1 粮食总产变化 粮食总产由1973年的41769t增加到1978年的98023t，从1978年的98023t增加到2000年的307606t，2000年总产分别是1973年的6.36倍、1978年的3.14倍（图6）。通过调查得知，1981年和1992年的产量下降是当年自然灾害造成的，2000年粮食总产下降是当地进行种植结构调整造成的。
图6 粮食总产变化
2.4.2粮食播种面积单产变化 粮食播种面积单产从1973年的675kg·hm[-2]增加到2000年的4905kg·hm[-2]，是1973年的7.26倍，其中经历了2次较大的下降，分别是1981年和1992年，单产的降低主要是当年的自然灾害造成的（图7）。
图7 作物单产变化
综合上述，曲周县耕地面积变化虽然幅度不大，但是经过多年的综合治理，灌溉系统逐渐完备，盐渍土面积不断减少，土壤养分含量提高幅度较大，使耕地的高产、稳产田不断增加。在耕地质量提高的同时，耕地的复种指数、粮食播种面积单产都大幅度提高，表明耕地利用程度在增强。探讨该地区造成耕地利用变化及利用程度增加的原因，也是确定耕地变化驱动力的过程。
3 耕地利用变化驱动机制分析
土地利用的范围、利用结构与利用方式等，既受自然条件的支配，又受社会、经济、技术条件与社会经济规律的制约。这些条件和因素可归结为自然、人口、经济、技术、政策、观念及态度等[1]。因此，下面着重从人口因素、科学技术进步、自然因素和政策4个方面加以探讨。
3.1 人口变化对耕地总量的影响
人口作为一个独特的因素，对土地利用与土地覆盖变化的影响，是人类社会经济因素中最主要的因素，也是最具有活力的土地利用与土地覆盖变化的驱动力之一。曲周县总人口从1973年的25.81×10[4]人，增加到2000年的38.37×10[4]人，年均增加0.44×10[4]人，耕地总面积由1973年48086hm[2]降低到2000年的47782hm[2]，年均减少耕地12.7hm[2]。通过对曲周县人口数量与耕地总面积，进行回归分析，得到二者的关系式
Y=-0.0018X+48535
R=0.893，R[2]=0.797，Sig=0，F=72.5 （1）
式中：Y为耕地总面积，X为总人口。本模型反映了集约化农区耕地数量与人口之间的相互关系，即耕地总量与总人口成负相关。其原因主要是总人口中大部分为农业人口，且外来人口很少，而集约化农区土地的后备资源有限，土地利用方式主要以农业利用为主，人口的增加导致农村居民对建设用地的需求增加，结果必然导致耕地总面积的减少。
3.2 价格指数变化对种植面积的影响
从收集到1985年到1999年的玉米、小麦的价格指数来看，先后出现2次高峰，一次是1989年，一次是1995年（图8），作物价格通过蛛网效应影响到种植面积，即农户根据上一年的作物的价格指数的变化安排当年的小麦和玉米播种面积。在种植业内部，玉米、小麦、棉花、蔬菜由于对市场价格的反映敏感程度不同，存在着比较效益的影响，农户在其他行业就业机会很小的情况下，将土地、劳动、资金主要投入到农业生产中[10]。曲周县的小麦主要为保障农户的粮食需求和交售公粮，所以价格变化对其影响较小，种植面积比较稳定；而玉米、棉花、蔬菜种植是为了获取经济价值，所以玉米的种植面积受到棉花种植面积和蔬菜种植面积的竞争影响。特别是近几年，随着市场对蔬菜需求量的增大，蔬菜面积呈不断上升趋势。
图8 1985年～2000年全国玉米小表价格指数变化曲线
3.3 科学技术进步对粮食总产和单产的影响
科学技术的进步体现在机井数量变化、化肥投入量变化、机械动力变化对粮食单产和总产的影响上。由于科学技术的发展促进了化肥的使用、电力的发展和机械动力的增加，所以机井数量、化肥投入量、农业机械动力可作为科学技术进步对粮食总产和单产的驱动力。
自从1978年以来，曲周的机井数量由1978年的3861眼增加到1999年的6809眼，增加了76％（图9）。化肥用量由1985年的8415t，增加到1999年的33416t，增加25001t，增加297％（图10），农业机械动力由1985年的153224kW，增加到1999年的497901kW，增加344677kW，幅度为225％（图11）。
图9 机井数量变化曲线
图10 化肥投入总量变化
图11 机械动力变化
机械投入、化肥投入量、机井数量的增加，对粮食总产的贡献最大，呈明显的线性相关：
Y=1303.268+4645.14X[，1]+1155.28X[，2]+253.03X[，3]
R=0.975，R[2]=0.951，F=71.59，Sig=0.000（2）
式中：Y为粮食总产；X[，1]为机井密度；X[，2]为单位面积化肥用量；X[，3]为单位面积机械动力。通过相关分析表明，物质投入对粮食总产和单产的增加到了巨大的推动作用。
3.4 政策作用
政策对区域耕地利用变化影响是多方面的，其中最明显的就是土地利用政策对种植结构变化的影响。政策变化可以分为4个阶段[11]。
（1）1978年～1984年，是改革启动和大力加强农业阶段，农村率先进行以家庭经营制为核心内容的改革，摒弃了低效的政社合一、高度集中统一的人民公社体制。这一历史性改革，转换了农村经营机制，并诱发了一系列组织与制度创新，极大的解放和发展了生产力，使过去长期被压抑的生产潜能释放出来。同时纠正了国民收入分配中长期的重工轻农的政策，大幅度提高粮食及其他农产品价格，初步改善国家和农民的利益关系，增加农民的所得，同时制定和实施了减少粮食征购任务让农民修养生息的、活跃农村商品经济的一系列促进粮食生产的农村经济政策，促进了农民对土地的劳动和物质投入，提高了粮食产量。
（2）1985年～1988年的市场改革的探索和结构调整阶段，即以对粮食实现国家定购和市场销售的“双轨制”；同时，农业内部也进行了调整，通过降低粮食收购价格、减少粮食征购量及直接调减粮食种植面积等方面的政策措施，调减粮食产量，扩大了其他作物和动物性生产的比重。其结果是源源不断地释放出了结构生产力，农村经济高速增长，蔬菜播种面积快速增加，但粮食播种面积、棉花播种面积波折徘徊。
（3）1989年～1991年结构调整和深化阶段。农村经济调整改革的核心是对统分结合的双层经营体制进行完善和深化改革；在国民经济治理整顿的大背景下，实行国民收入分配增加对农业分配份额的政策，增加对农业投入，提高农产品价格，并恢复了一些指令性计划手段推动农业发展，这些都促使粮食生产较快的恢复和增长。
（4）1992年至今的全面市场经济阶段。1992年以邓小平南巡讲话为契机，中共十四大明确了建立社会主义市场经济体制改革目标，在农村改革方面，市场化改革进程加快，围绕适应市场经济发展建立农业宏观调控体系，支持农业产业化和股份合作制的发展，价格机制在种植结构的变化方面起到了调控作用。
3.5 自然因素作用
根据1988年中国农业大学辛德惠先生对邯郸地区邱县、鸡泽、广平、肥乡4县盐碱土调查，由于降水减少，土壤普遍脱盐，但脱盐深度不大，一般为20cm～40cm。其土壤盐分分布特征大都由原来的丁字形变成山字形。正是这种上层土体脱盐，尽管深度不大，却为开垦种植创造了条件[9]，以致使很多过去的不毛之地，经过管理加上灌溉取得好的收成；由于降水普遍减少，过境水源也大幅度减少，造成地下水位下降，从1980年到1999年曲周地下水位下降2m～12m[10]，使土壤表层盐分脱盐，盐分向中、底层运移。降水减少、地下水位降低，缺乏返盐的条件。从而改善表层土壤的物理、化学性质，使一部分盐荒地改变为高产田。
4 结论
（1）通过长时间的序列分析表明研究样区是典型的集约化农区，土地资源利用率高达99％，耕地面积变化幅度小，年变化幅度仅为0.026％；土地利用方式单一，主要以种植小麦、玉米、棉花为主，耕地复种指数不断增加。
（2）研究样区耕地质量不断提高、高产田和水浇地面积不断扩大。耕地质量的提高是中低产田改造和自然因素共同的结果。通过灌溉排水体系建设，采取培肥地力等科技手段使盐渍土面积大幅度降低，土壤质量明显提高；同时地下水位的下降，也在一定程度上使土壤表层脱盐，促进盐荒地向高产田转变；灌溉设施的增加保障了作物生长对水的需求，使粮食生产的风险降低。
（3）通过对耕地利用变化的驱动机制分析表明，人口增加是耕地减少的主要因素，科学技术进步是粮食单产和总产提高的内在驱动因素，土地政策变化充分调动了农户生产的积极性，是粮食单产、总产增加和种植结构变化的政策保障机制。
（4）通过对种植结构变化和物价指数的相关分析表明，市场机制通过价格杠杆起到了资源配置的作用。在市场机制的控制下，农户的经营目标是在保障口粮、公粮的基础上追求利润最大化，表现在种植结构的变化方面，就是小麦种植面积的稳定，棉花、玉米的种植面积的交互波动以及蔬菜面积的不断增加。
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