土地利用的经济生态位分析和耕地保护机制研究，本文主要内容关键词为：耕地论文,土地利用论文,机制论文,生态论文,经济论文，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。
中图分类号：F301.24
文献标识码：A
文章编号：1000-3037(2002)06-0677-07
1 引言
土地利用是人与土地相互作用下由不同利用方式和利用强度组成的动态系统。土地利用的地理空间和需求空间耦合而成的土地利用空间具有场的特征，称为土地利用资源场。土地利用变化可以看作在土地利用资源场中，不同土地利用需求和土地利用类型的耦合。土地利用变化是当今经济社会中最活跃和最普遍的现象，其作为资源流动的一种形式，必然存在着力的作用，资源流动的场论分析正是从力的角度来探讨资源流动的本质和机制。近年来曾有学者尝试用电位、势能等相关概念表述土地利用类型间的相互作用[1]。研究引入“生态位”的概念，旨在表述不同土地利用类型占用新生境的能力，并试图构建土地利用生态位的理论框架，同时引起同行对这一科学问题的重视及讨论。
土地利用变化的原因来源于土地所有者和使用者对于土地利用类型间边际效用的比较[2]。理想状态下，对于具有均衡的土地利用结构的某一区域而言，不同土地利用类型的边际效用相等。当内生性和外生性驱动力发生作用时[3]，一种或多种土地利用类型的边际效用便发生变化，追求效用最大化的动力将促使土地利用结构调整，最终产生新的均衡结构。
在土地利用变化资源场中，土地利用类型的边际效用差异体现为场中不同层次生态位[4、5]的差异，这种差异促使土地利用结构调整的同时，亦使得土地利用强度发生变化，即土地利用类型从低生态位层次向高生态位转变。这是土地利用系统自组织的一大特征，自组织的结果导致了土地利用的变化。
我国正处于经济快速发展时期，加入WT0后，为配合国际资本的流入，城市化进程主要表现为在城市内部空间结构重组的同时，通过改善市政基础设施带动新区开发，从而引发城市向外扩展[6]。在当前的土地利用结构演变过程中，经济发展、城市扩张对土地需求的增长与粮食安全、耕地持续减少是最基本的土地供需矛盾。以耕地总量动态平衡为目标的耕地保护机制的建立，是解决这一矛盾的重要途径[2]。笔者的研究是探索性的，试图给出不同土地利用类型相互作用强度的定量表述，进而说明，我国现阶段土地利用资源场中，对不同层次的土地利用生态位进行控制与协调，才能实现一定耕地保有量下的场的均衡，而这种均衡正是耕地总量动态平衡得以实现的前提。
2 理论依据
2.1 生态位态势理论
生态位态势理论[5]，即从个体到生物圈，无论自然还是社会中的生物单元都具有态和势两个方面的属性，态是生物单元的状态，是过去生长发育、学习、社会经济发展以及与环境相互作用积累的结果；势是生物单元对环境的现实影响力或支配力，如能量和物质变换的速率、生产力、增长率、经济增长率、占据新生境的能力。特定生态系统中某生物单元的生态位即该生物单元的态势与该生态系统中所研究的生物单元的态势总和的比值，体现了该生物单元的相对地位与作用。
由于现实生态位空间和需求生态位空间的不一致性，当两个生物单元利用同一单元资源或共同占有其他环境容量时，必然会产生竞争排斥作用。这种竞争排斥可用生物单元的邻体干扰度来反映。
2.2 系统边界理论
耕地和城市土地系统均为开放系统，在系统边界即城乡交错带[7]上聚集着关于系统演化的重要特性。系统的复杂性主要是由系统与环境之间的相互作用关系产生的，这种关系决定了系统的结构、功能和行为的变化和发展。严广乐等根据整体性原理定义了一个全系统[8]，它是由系统、环境以及系统与环境之间的共同边界三部分组成，为了便于区分，称原系统为本体系统，并且把环境也看成一个系统，称为环境系统（图1）。
图1 城乡土地全系统的结构框架
Fig.1 Structure of urban and rural total land system
图1中，X表示本体系统内部要素及其关系的集合，Y+Z表示环境因素及其关系的集合，Z表示位于“边界”上的要素及其关系的集合；对于城乡土地全系统而言，X、Y+Z和Z分别对应着城市土地系统（非农用地）、耕地系统（农用地）和位于城乡交错带的耕地系统。城市土地系统与耕地系统之间除了传统意义上的输出输入关系之外，还存在着感知反应关系，感知强度可以用要素的感知反应灵敏度来定义。
3 土地利用类型的相互作用强度
3.1 土地利用生态位的理论构建
将城乡土地全系统置于土地利用资源场中分析，生态位即为感知反应的灵敏度。当耕地比较效益低下、农村剩余劳动力转移困难、地价偏低时，其生态位处于较低层次，图1中的虚流线转变成实流线，Z被本体系统捕获，这时，全系统中的本体系统为X+Z，环境系统为Y。反之，由于耕地保护机制的作用，对各土地利用生态位进行调整与控制，本体系统X由于对环境系统的感知反应，减弱或隔断了与Z的联系，因捕获力下降而导致系统边界扩张的减缓或终止，图中的虚流线断开，Z游离到环境系统中去，这时全系统中的本体系统为X，环境系统为Y+Z；从系统边界的角度来看，原来的本体系统转变成新的本体系统，实际上就是系统边界扩张的一个结果。城市扩张的实质即系统边界的扩张，可以看成系统边界的耕地因子被城市土地系统捕获的过程。
生态位综合反映了个体和种群在生态系统中所占有的空间、所处的地位和所具有的功能，可见，生态位的重要特征是其综合性和相对性。土地利用类型的生态位包括自然生态位（土地质量、粮食安全）、经济生态位（比较经济效益）和社会生态位（人民观念和政策法规）三方面。维持与提高土地质量、保障粮食安全和减少环境污染等构成了土地利用的自然生态位，是当前耕地保护的理论依据，土地利用的比较经济效益构成了土地利用的经济生态位，是耕地保护实施的手段和工具。人民观念和国家政策等带来的社会影响力，构成了土地利用的社会生态位。显然，土地利用的社会生态位也是土地利用生态位变化的主要驱动力之一。就耕地保护来说，需要借助耕地的社会生态位来协调其经济生态位和自然生态位，从而从总体上提高耕地的生态位，促进土地利用的合理分配和布局。
3.2 土地利用经济生态位
笔者的研究是探索性的，对土地利用的自然和社会生态位仅做理论探讨，重点尝试土地利用经济生态位的模型构建和实证研究。在耕地保护的实际操作中，尤其是市场经济日益发达的今天，提高土地利用的经济生态位是一个比较合理的评价和操作目标。
土地利用经济生态位模型如下式：
式中，N为土地利用经济生态位；i=1,2,…,n，为不同土地利用类型；S、P为各土地利用类型的态和势；A为量纲转换系数。理论上，模型应包括所有对土地利用生态位有影响的因子，而限于认识水平与研究手段，只能选取某些起关键作用的因子。令
。式中，M[,i]·X[,i]为土地面积与单位面积收益的乘积，即第i类土地利用的总收益（引入面积因子是为了揭示土地利用结构的变化，同时反映耕地总量动态平衡）；Y[,i]为该收益的年增长量；R[,i]为附着在第i类土地利用类型上的人口（劳动者）数量。该模型表明，在简化了的条件下，不同土地利用方式的人均收益值相等时（其经济生态位相同），土地利用结构是稳定的，此时土地利用资源场处于均衡状态。随着经济发展、城市化进程加剧，城市（非农用地）的生态位提高，增强了对耕地的捕获力，凸现出城市化与粮食安全的矛盾。
可见，生态位的差值即可视为不同土地利用类型间的相互作用强度。江苏省锡山市研究案例表明，1990年代以来，经济发达地区农用地和非农用地之间的生态位差持续加大（表1），对应着该区土地利用结构的急剧变动[9]。
表1 锡山市不同时段农用地与非农用地的生态位
Table 1 Niches of cropland and non-cropland in different periods in Xishan City
年份
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
农用地生态位
0.38 0.33 0.29 0.22 0.23 0.25 0.20 0.18 0.11
非农用地生态位 0.62 0.67 0.71 0.78 0.77 0.75 0.80 0.82 0.89
注：资料来源于锡山市统计局.锡山市统计年鉴（1990～1998）。论文仅作理论分析，故简单地将土地利用类型分为农用地和非农用地。
4 土地利用生态位的控制
4.1 土地利用变化驱动力分析
生态位差的存在必然影响着农户的行为，社会经济发展水平较低的地区（或时段）经济基本上处于传统的自然经济状态，土地产品商品率低，工商业不发达，土地利用的目的是为了获取土地的直接物质产出，以满足人们的基本生活需要。在人口迁移率较低的条件下，人口自然增长和土地质量的下降往往造成农用土地面积的不断扩张。在市场经济得到充分发展的地区，人们开发利用土地主要是为了市场交换。土地产品或服务的市场供求状况和比较效益是影响土地利用变化的主导因素，故又称比较经济利益驱动。在经济增长和城市化发展较快的地区，由于经济驱动力的作用，耕地被非农产业占用的现象比较普遍[3]。
耕地保护是粮食安全战略得以实施的前提。耕地总量动态平衡战略要求模型中耕地面积不小于设定的基准态[10]，政府的农业和土地保护政策构成了土地利用变化的重要影响因素，可视为土地利用变化的社会驱动力。
在市场经济下，生态位差反映了不同土地利用类型间的转化强度和供需关系；基于供需关系的价格决定了资源的分配，即不同土地利用类型之间的生态位差导致了地价的差异，地价决定了土地资源的配置，不但造成了土地利用结构的现状，也引导了其未来发展的方向。加入WT0后，国际资本的流入影响到城市（乡村）土地需求的变化，从而造成地价的变动，对土地利用结构产生影响。伴随着资金流入，导致了城市扩展、耕地流失和城市用地的重新配置。所以，在土地利用资源场中，地价反映了不同土地利用类型之间的邻体干扰度，即：
I[,ij]=f(d[,ij],m[,ij])
式中，I[,ij]为不同土地利用类型之间的邻体干扰度；d[,ij]、m[,ij]为不同土地利用类型之间的地价差和面积增减比例。
现行的地价测算中，显然包括了自然、生态、经济因素，但未能包含社会因素[1]。为了使社会驱动力对经济驱动力的覆盖易于操作，则必须提高耕地比较经济效益，降低耕地与非农用地之间的邻体干扰度，其重要途径即将耕地的社会效益市场化。现存的市场机制只关注经济效益，社会效益作为“外部性”效益，体现不到耕地利用者和保有者身上[2]。目前，在许多地区，政府独立于土地市场的作用不明确，城乡地价体系出现人为割裂现象，农地价格的评估往往对其社会效益缺乏考虑，对土地这一独特生产要素的“外部性”效益缺乏充分的认识。因此，应充分认识到耕地资源的社会价值，重新建立耕地资源价值评价的指标体系，把耕地损失的外部成本“内化”，把耕地损失造成的社会影响纳入市场成本，建立耕地用途转移的成本核算体系，使耕地占有者付出足够的代价来补偿耕地的损失，并使耕地减少的势头得以遏止。
耕地价格应包含耕地系统为保障粮食安全而牺牲的向高价值转移发展机会的边际效益。在耕地非农化过程中，应对区域耕地存量进行预警分析，据此对耕地非农占用成本进行修正[11]，以提高非农用地的土地利用生态位，有效降低城市土地系统对耕地的捕获力和干扰度。而耕地存量的控制、地价的修正和土地利用类型转变过程的调控，只能通过政府的强制性干预才能实现。政府的管制加上足够高的价格才能有效地约束需求。
4.2 土地利用生态位的控制
目前对土地利用变化驱动力的研究多停留在土地利用结构的变化上，即以耕地面积减少为主要体现的人地矛盾上。实际上，目前的耕地保护机制仅仅是社会驱动力对经济驱动力的简单覆盖[6]，由于土地利用经济生态位差的客观存在，操作上有着很大的难度。其实，生态位差导致的土地利用变化包括土地利用结构和土地利用强度两个方面[12]。对土地利用生态位模型进行分析不难看出，模型中土地利用结构的调整主要表现为各土地利用类型面积的改变，而土地利用强度的变化，则可以从人口迁移、增加投入、提高效益和规模等诸多方面得以体现。
然而，对经济生态位而言，表2的数据表明了依靠提高对耕地的投入来降低生态位差的难度，生态位差实际上涵盖了耕地的潜在退化压力[13]（潜在退化压力指数＝多年平均生产投入增长速率／多年平均农户收入增长速率，反映了土地利用单元对环境的现实影响力）。农户从种植业中取得的收入增长幅度远远落后于对种植业投入的增长幅度，影响到农户对种植业的持续投入，阻碍了农户追加投入的积极性，从长远角度看，不利于耕地利用的可持续性，难以提高耕地经济生态位。潜在退化压力指标最初揭示的是经济较不发达地区开发耕地的回报滞后于耕地的投入时，所导致的掠夺式开发的可能性，研究采用了这个指标，是源于经济发达地区农业用地和非农业用地之间比较效益的巨大落差，经济发达地区与经济不发达地区同样面临耕地利用的潜在退化压力，但其产生原因不同，因而其表现也不同（注：徐梦洁.江苏省耕地可持续利用评价.南京大学博士后出站报告，2001.）。
表2 锡山市耕地的潜在退化压力（1990～1999）
Table 2 The potential degradation pressure of cropland in Xishan City(1990～1999).
注：表中，A表示单位面积净收益增长水平；B表示净收益增长水平；C表示农业机械总动力增长水平；D表示化肥施用量增长水平；E表示农村用电量增长水平；耕地利用集约程度采用耕地和劳力比率的增长水平表示，单位为hm[2]／人。
与此同时，生态位差的存在是城市化发展的契机，但其着力点应在土地利用强度上。模型中不同土地利用类型上附着人口从低生态位（农用地）向高生态位（非农用地）的迁移，是城市土地利用强度提高的重要标志；由于附着在农用地上人口的减少，在增加农用地人均收益的同时，使得农业的规模经营与内部结构调整、补贴等提高比较效益的措施得以有效实行，充分降低耕地潜在退化压力，即可有效地提高农用地生态位。基于这种理解，城市化也是提高农用地生态位的重要途径，城市化和耕地保护是并行不悖的。
另外，城市内部土地利用类型之间的经济生态位差，亦促使城市发展通过利用土地级差地价反映的邻体干扰度来重新配置用地，在推动了中心城内部空间结构重组的同时，改善市政基础设施，带动新区开发以吸引外资，收取土地费，借规模效应提高效率，使城市适度向外扩展。扩展的合理性可在耕地占补平衡的原则下由城镇用地增长弹性系数监测。该系数监测了土地利用经济生态位模型中的人口和面积要素的变化。城镇用地增长弹性系数的计算公式如下：
从集约利用土地的原则出发，应当要求弹性系数尽可能小，即在城市用地规模扩展不大的情况下，尽可能地转移非农人口，以保证农用地经济生态位的提高。但从用地规模合理扩大角度，城镇用地增长弹性系数指标值不超过1。实际上在城市建成区发展过程中，由于原有建成区布局不尽合理，在进行规划、调整过程中，可能会出现短期内弹性系数较大的状况（图2）。
5 结论和讨论
在目前的水平上，把土地利用生态位作为土地利用／覆被研究中的一种新方法论更有意义。生态位差可以作为一种尝试描述土地利用类型相互作用的新手段。研究没有考虑耕地的生态效益，但农用地面积的平衡为土地利用的生态可持续性提供了空间基础。由于行为、价值取向的多元化，加上传统、社会保障、技术限制程度等等因素在研究的模型中没有得到反映，故此模型表述的实际上是土地利用的经济生态位，其在土地利用变化的时间序列研究中更具现实性。
图2 锡山市城镇用地增长弹性系数变化
Fig.2 Flexibility coefficient change of urban land use increase in Xishan City
研究显示，经济发达区非农用地与农用地生态位差较大，城市化进程加快，使耕地更易损失。此时，耕地的潜在退化压力与不发达区的表现形式不同。城市化本身除导致生态位差、引起耕地流失外，因其吸纳农村剩余劳动力，也可以相对提高农用地生态位，故城市的内涵发展尤显重要，即驱动力的作用点应放在提高城市土地利用强度上，以引导城市健康发展。在农村，人口的迁移有利于提高农用地生态位，农用地面积的减少则相反。在不改变耕地耕作属性的条件下，农业的规模经营与内部结构调整、补贴等也可增加其生态位。现行的户籍制度、社会保障制度、农地产权制度、农地价格体系均应按此思路检讨。
当前，我国耕地主要存在两个方面的问题。一方面是在经济落后的内陆地区，掠夺式开发导致耕地退化，从而造成耕地面积的扩展和质量的下降。在这种情况下，耕地的自然和经济生态位均降低。另一方面是在经济发达的东部地区，经济发展和城市化进程导致耕地面积萎缩。在这种情况下，耕地的经济生态位增加但自然生态位降低。如在全国的范围（尺度）内进行这两者的比较研究，则可揭示土地利用变化更为深刻的涵义，从而得出更权威的结论。
收稿日期：2002-01-13；修订日期：2002-07-01。
标签：生态位论文; 耕地保护论文; 农用地论文; 土地利用类型论文; 经济模型论文; 环境经济论文; 经济论文; 用地面积论文; 社会资源论文;