陳展圖,李燁珈,黃新雨
1.廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,廣西 桂林 541006
2.上海師范大學(xué)環(huán)境與地理科學(xué)學(xué)院,上海 200234
耕地是人類生存、社會發(fā)展、糧食生產(chǎn)的根本和載體。隨著有限的耕地資源被高強度利用,耕地出現(xiàn)了質(zhì)量退化、污染加重等問題。休耕是發(fā)達國家普遍采取的一種保護和修復(fù)耕地地力的措施。為有序開展休耕,我國從2016年起開始在地下水漏斗區(qū)、西南石漠化區(qū)、西北干旱區(qū)開展休耕制度試點,而后擴展到東北、長江下游等地區(qū)?!拜喿餍莞币驯粚懭?019 年1 月1 日起實施的《中華人民共和國土壤污染防治法》。2020 年1 月1 日起施行的新的《中華人民共和國土地管理法》第三十六條明確指出“各級人民政府應(yīng)當采取措施,引導(dǎo)因地制宜輪作休耕”。
此次研究以廣西111 個縣(市、區(qū))為單元,基于耕地的多元功能構(gòu)建指標體系,將其劃分為優(yōu)先休耕區(qū)、重點休耕區(qū)、一般休耕區(qū)、暫不休耕區(qū)4 個類型區(qū),并針對各類型區(qū)提出差異化休耕建議,為廣西有規(guī)劃地推進休耕工作、建立休耕制度提供參考。
耕地休耕需要考慮耕地的多元功能。研究小組參考已有研究成果,遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、數(shù)據(jù)可獲取性的原則,從耕地的生產(chǎn)功能、生活功能和生態(tài)功能出發(fā),結(jié)合指標數(shù)據(jù)預(yù)運算結(jié)果,選取耕地面積占比、復(fù)種指數(shù)、地均糧食產(chǎn)量、人均糧食保證率、農(nóng)地產(chǎn)值占比、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、有效灌溉面積占比、耕地化肥使用量負荷、耕地農(nóng)藥使用量負荷9 個指標(見表1),綜合評價廣西111 個縣(市、區(qū))在休耕上的優(yōu)先性。以上指標的數(shù)據(jù)主要來源于《廣西統(tǒng)計年鑒2021》中的“111 個縣(市、區(qū))主要經(jīng)濟指標(2020 年)”,其中復(fù)種指數(shù)、耕地化肥使用量負荷、耕地農(nóng)藥使用量負荷等指標的數(shù)據(jù)來源于各縣(市、區(qū))國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。
表1 廣西縣域尺度耕地休耕優(yōu)先性評價指標體系表
此次研究采用耕地面積占比、復(fù)種指數(shù)、地均糧食產(chǎn)量來衡量耕地的生產(chǎn)功能。
(1)休耕的前提是堅守耕地面積不減少。研究小組考慮到廣西耕地資源不豐富的情況,引入了耕地面積占比這一指標。
(2)復(fù)種指數(shù)受經(jīng)濟發(fā)展狀況、科學(xué)技術(shù)水平、水熱條件、土壤條件等因素制約,可從側(cè)面反映耕地生產(chǎn)能力的高低[1]。如水熱條件好、農(nóng)業(yè)科技投入大的地區(qū),復(fù)種指數(shù)較高,不適宜優(yōu)先施行休耕。
(3)地均糧食產(chǎn)量的高低直接反映了耕地糧食供給生產(chǎn)能力的大小[2]。地均糧食產(chǎn)量越高,耕地生產(chǎn)能力越強,不宜優(yōu)先進行休耕;反之,則應(yīng)優(yōu)先進行休耕或退耕。
耕地的生活功能是耕地的一項重要功能,主要體現(xiàn)在維護社會安定、保障社會就業(yè)、保障人民生活等方面。此次研究采用人均糧食保證率、農(nóng)地產(chǎn)值占比、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來衡量耕地的生活功能。
(1)糧食作物是人們生產(chǎn)、生活最基本的原料,人均糧食保證率可反映耕地的糧食安全保障能力。此次研究參照國際慣例,以保障每年人均400 kg 糧食為基準值進行測算[3]。人均糧食保證率數(shù)值越小,反映出該區(qū)域耕地保障社會生產(chǎn)、人民生活的能力越弱,不適宜進行休耕。
(2)農(nóng)地產(chǎn)值占比用于反映耕地經(jīng)濟產(chǎn)出水平和生產(chǎn)力的高低[4]。農(nóng)地產(chǎn)值占比大,按照用地集約、規(guī)模生產(chǎn)的原則,不宜優(yōu)先進行休耕。
(3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標,采用二三產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比例來反映[5]。該比例越小,表明該地區(qū)對第一產(chǎn)業(yè)的依賴程度越大,休耕對其經(jīng)濟水平影響較大,不宜優(yōu)先進行休耕。
新時代背景下,耕地的生態(tài)功能逐漸顯化且重要性日益突出,不合理的開發(fā)利用方式會損害耕地的生態(tài)功能。此次研究采用有效灌溉面積占比、耕地化肥使用量負荷、耕地農(nóng)藥使用量負荷來衡量土地的生態(tài)功能。有效灌溉面積越大,在一定程度上表明耕地基礎(chǔ)設(shè)施越好,為繼續(xù)發(fā)揮水利基礎(chǔ)設(shè)施作用,耕地休耕的優(yōu)先性就越低;反之,則說明耕地灌溉條件不理想,應(yīng)通過休耕來彌補耕地基礎(chǔ)設(shè)施短板。由于耕地資源總量不足、分布零散,以及本底質(zhì)量不高,廣西主要通過增加化肥、農(nóng)藥使用量的方式來提高耕地單位面積產(chǎn)出。廣西耕地的農(nóng)藥、化肥施用量長期居高不下,單位耕地化肥施用強度(0.042)超過全國平均水平(0.036)[6]。化肥、農(nóng)藥使用量負荷量大的耕地的休耕優(yōu)先程度高。
(1)此次研究采用因子分析法來確定準則層3 個因子(生態(tài)功能、生活功能、生產(chǎn)功能)的權(quán)重。研究小組將所有指標數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 軟件并進行因子分析,結(jié)果顯示KMO 值為0.689 >0.6,同時指標數(shù)據(jù)通過了Bartlett球形檢驗(P=0 <0.05),說明滿足因子分析的前提要求,意味著數(shù)據(jù)可用于進行因子分析(見表2)。運算結(jié)果如表3 所示,3 個因子的特征根值>1[7],旋轉(zhuǎn)后的方差解釋率分別為34.876%、27.082%、13.337%,累積方差解釋率超過75%,可見這3 個因子包含了絕大部分解釋。由旋轉(zhuǎn)后方差解釋率除以旋轉(zhuǎn)后累積方差解釋率,即可得到3 個因子的權(quán)重分別為0.463、0.360、0.177。
表2 KMO 和Bartlett 的檢驗表
表3 因子的特征根、累計貢獻率表
(2)采用旋轉(zhuǎn)后因子載荷系數(shù)來檢驗、確定各因子與指標的對應(yīng)關(guān)系情況,當因子載荷系數(shù)絕對值>0.4 時,說明該指標和因子有對應(yīng)關(guān)系(見表4)。耕地化肥使用量負荷、耕地農(nóng)藥使用量負荷、有效灌溉面積占比、復(fù)種指數(shù)在因子1 上載荷較高。因此,研究小組把因子1 確定為生態(tài)功能,考慮到復(fù)種指數(shù)這一指標和生態(tài)功能沒有對應(yīng)關(guān)系,所以將復(fù)種指數(shù)從因子1 中剔除,歸入因子3。農(nóng)地產(chǎn)值占比、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(絕對值)、人均糧食保證率在因子2 上載荷較高,研究小組將因子2 確定為耕地的生活功能。地均糧食產(chǎn)量、耕地面積占比在因子3 上載荷較高,研究小組將因子3 確定為耕地的生產(chǎn)功能。
表4 旋轉(zhuǎn)后因子載荷系數(shù)表
(3)研究小組利用SPSSAU 數(shù)據(jù)科學(xué)分析平臺進行熵權(quán)法的計算,確定各項指標權(quán)重。首先,將所有指標數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSSAU 數(shù)據(jù)科學(xué)分析平臺在線操作系統(tǒng),依次進行“數(shù)據(jù)處理—生成變量—對正向指標、負向指標分別進行正向化處理(MMS)、負向化處理(NMMS)”的系列操作,完成對數(shù)據(jù)的處理;然后,選擇“綜合評價—熵值法”的操作,分3 次計算分別得出3 個準則層所包括指標的權(quán)重系數(shù),即分別對生態(tài)功能因子、生產(chǎn)功能因子、生活功能因子所包含的指標進行權(quán)重計算,結(jié)果如表5 所示;最后,將各個指標的權(quán)重系數(shù)與其對應(yīng)準則層的權(quán)重相乘可得到各個指標的最終權(quán)重(見表6)。
表5 利用熵權(quán)法得到的各指標的熵權(quán)表
表6 休耕優(yōu)先性評價指標體系及其權(quán)重表
由于指標的單位不同(即存在不同量綱),因此要對各項指標進行無量綱化處理(即標準化),此次研究采用極值標準化法處理。
(1)正向指標標準化方法:
式(1)中,Yi為i指標的標準化值;Xi為i指標的觀測值;min {Xi}為i指標的最小值;max {Xi}為i指標的最大值;n為i指標的個數(shù),即廣西111 個縣(市、區(qū))。
(2)負向指標標準化方法:
(3)休耕優(yōu)先性綜合得分:
式(3)中,F(xiàn)為綜合得分;WI、YI分別為對應(yīng)該指標的權(quán)重值及其標準化值。
研究小組計算111 個縣(市、區(qū))的休耕優(yōu)先性得分后,在ArcGIS 中對其采用自然間斷點分級法(Jenks)進行分級,并進行地理空間分布分析。
研究小組按自然斷點分級法將111 個縣(市、區(qū))休耕優(yōu)先性得分分為4 個等級,分別為優(yōu)先休耕區(qū)[0.450,0.960]、重點休耕區(qū)(0.960,1.382]、一般休耕區(qū)(1.382,1.822]、暫不休耕區(qū)(1.822,2.674]4 個類型。得分越小的區(qū)域,休耕優(yōu)先性越強,宜優(yōu)先安排休耕;反之,休耕優(yōu)先性越弱,不宜安排休耕(見表7)。
從空間分布上來看,優(yōu)先休耕區(qū)大部分是城市特征較為明顯的地域,如崇左、柳州、桂林、南寧城市周邊區(qū)域。綜合分析以上區(qū)域休耕優(yōu)先性高的原因如下:一是這些區(qū)域緊鄰城市,為了滿足城市對農(nóng)產(chǎn)品的大量需求,農(nóng)戶普遍通過增加化肥、農(nóng)藥的使用量來縮短農(nóng)作物生長周期、提高作物產(chǎn)量,以獲得更多收益,耕地化肥、農(nóng)藥載荷較大。如桂林市七星區(qū)耕地農(nóng)藥施用量為0.061 t/hm2,南寧市青秀區(qū)耕地農(nóng)藥施用量為0.049 t/hm2,均遠高于0.019 t/hm2的廣西平均水平;梧州市長洲區(qū)耕地化肥施用量達2.932 t/hm2,也遠高于1.915 t/hm2的廣西平均水平。從耕地可持續(xù)利用的角度來看,化肥、農(nóng)藥負荷大的耕地應(yīng)該優(yōu)先休耕,盡快休養(yǎng)生息。二是這些區(qū)域大部分為城區(qū),二三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)良好,休耕對人們的生產(chǎn)、生活影響較小。即便進行休耕,二三產(chǎn)業(yè)也可以容納剩余勞動力。但是,這并不意味著優(yōu)先休耕區(qū)內(nèi)所有的耕地同時進行休耕,而應(yīng)有序進行。例如,城郊耕地可以有序退出生產(chǎn)領(lǐng)域,從生產(chǎn)功能向科教、景觀等功能轉(zhuǎn)變。
重點休耕區(qū)主要分布在廣西西部和北部,有百色市的德??h、凌云縣,河池市的鳳山縣、南丹縣,柳州的融水苗族自治縣、三江侗族自治縣等。重點休耕區(qū)的休耕優(yōu)先程度較高,應(yīng)承擔較多的休耕指標。在空間分布上,重點休耕區(qū)的數(shù)量呈現(xiàn)自桂西北向桂東南逐漸減少的趨勢,這種分布趨勢可以從自然條件方面得到很好的解釋。廣西土地資源空間分布不均,桂西北喀斯特地貌廣泛發(fā)育,石漠化問題較嚴重,坡陡且土薄,耕地生態(tài)環(huán)境較差、生產(chǎn)率低、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,人地矛盾突出;而桂東南耕地資源優(yōu)于桂西北。如忻城縣、隆林縣、巴馬瑤族自治縣耕地有效灌溉面積占比分別為15.24%、17.36%、19.26%,低于43%的廣西平均水平;都安瑤族自治縣、鳳山縣、巴馬瑤族自治縣地均糧食產(chǎn)量分別為2.969 t/hm2、3.418 t/hm2、3.481 t/hm2,低于4.726 t/hm2的廣西平均水平。因此,應(yīng)及時對重點休耕區(qū)質(zhì)量差、肥力低、產(chǎn)出少的耕地進行休耕,并且在休耕的同時采取還林還草、土地綜合整治、土壤培肥等方式恢復(fù)受損耕地地力,保護好脆弱的耕地生態(tài)。
一般休耕區(qū)多分布在廣西南部和東部地區(qū),代表性區(qū)域有玉林市的博白縣、容縣,梧州市的蒼梧縣、藤縣,欽州市的靈山縣、欽北區(qū),南寧的橫州市等。一般休耕區(qū)的休耕優(yōu)先程度不高,可有選擇地進行小面積的休耕。桂東南地區(qū)多為低山丘陵、盆地和沖積平原,自然條件相對較好,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較優(yōu)越,是廣西十分珍貴的耕地資源,承擔著農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)的功能,不太適合優(yōu)先、大規(guī)模地進行休耕,可有選擇地進行休耕。如欽州市欽北區(qū)、靈山縣耕地化肥施用量分別為4.621 t/hm2、4.435 t/hm2,耕地農(nóng)藥施用量分別為0.042 t/hm2、0.024 t/hm2,均高于廣西平均水平。因此,為了當?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,可在這兩地有選擇地開展休耕。博白縣、靈山縣這類人口超百萬的大縣應(yīng)該在保證本區(qū)域糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品供給充足的情況下緩步推進休耕。
暫不休耕區(qū)代表性區(qū)域有南寧的武鳴區(qū)、賓陽縣,來賓的象州縣以及桂林的永??h、恭城瑤族自治縣、全州縣等。從經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特征來看,暫不休耕區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基較礎(chǔ)好(如桂林市陽朔縣、靈川縣、興安縣、永??h耕地有效灌溉面積占比分別為95%、82%、73%、62%,均遠高于43%的廣西平均水平),且擁有各自的地理標志農(nóng)產(chǎn)品,如武鳴的沃柑、恭城的月柿、象州的紅米等。這些區(qū)域?qū)r(nóng)業(yè)的依賴程度較大,第一產(chǎn)業(yè)對于該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定有著重要作用。暫不休耕并非意味著該區(qū)域內(nèi)所有的耕地都不進行休耕,一些特殊地區(qū)的耕地如靠近水源保護區(qū)、自然保護區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園等和受到污染的耕地也應(yīng)適度安排休耕,但面積不宜過大。
廣西人均耕地面積較少,糧食供給處于緊平衡狀態(tài),不宜進行大規(guī)模休耕。廣西實行休耕制度,應(yīng)在堅守耕地總量紅線的前提下推行。此外,廣西還存在因耕地破碎化而導(dǎo)致的生產(chǎn)難以機械化、規(guī)?;靶б娴拖碌葐栴}。因此,在休耕的同時應(yīng)整合耕地資源,通過土地置換、綜合整治等手段使耕地集中起來。具體來說,就是在保障糧食供給穩(wěn)定的前提下,對質(zhì)量差、貢獻低的耕地進行休耕,同時整合零散破碎的耕地資源,維持耕地資源總量的動態(tài)平衡與穩(wěn)定,提高耕地質(zhì)量。
耕地資源的差異性決定了分區(qū)分類休耕的必要性。優(yōu)先休耕區(qū)耕地生態(tài)脆弱,人地協(xié)調(diào)性差;耕地坡度較大,土層較薄,容易受侵蝕;農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱;耕地地力差,農(nóng)作物產(chǎn)量低。優(yōu)先休耕區(qū)耕地應(yīng)每年強制性休耕一定比例的耕地,發(fā)揮耕地的生態(tài)調(diào)節(jié)功能和生態(tài)治理干預(yù)作用,實現(xiàn)經(jīng)濟效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)同頻共振。在強制休耕的同時,要加強優(yōu)先休耕區(qū)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),大力開展土地整治,努力提高耕地地力,為推廣休耕發(fā)揮帶動作用。
重點休耕區(qū)耕地條件比優(yōu)先休耕區(qū)稍好,但土壤肥力、耕地生態(tài)、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施仍較差,也應(yīng)當每年安排一定面積的耕地休耕。重點休耕區(qū)的休耕政策以引導(dǎo)性為主、強制性為輔,應(yīng)建立引導(dǎo)農(nóng)戶積極參與休耕的激勵機制,注重與農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革相銜接。
一般休耕區(qū)的休耕導(dǎo)向是農(nóng)戶自主申請,但要限制休耕規(guī)模并明確參與休耕的基本條件,如耕地地塊大小、耕地位置等。
暫不休耕區(qū)原則上暫不安排休耕項目,但一些特殊區(qū)域(如水源保護區(qū)、自然保護區(qū)等)的耕地具有特殊的生態(tài)價值或景觀價值,也可以適度安排休耕或者退耕。
休耕是一項系統(tǒng)工程。在推行休耕制度的過程中,相關(guān)部門要不斷完善輪作休耕補助政策,對參與休耕的農(nóng)民給予合理的補助,保障其基本生活,避免出現(xiàn)因利益得不到保障而導(dǎo)致休耕意愿減弱的情況。休耕不是撂荒,實行休耕制度的目的是讓耕地得到休養(yǎng)生息,同時加以治理,確保急用之時耕地用得上、糧食產(chǎn)得出。因此,在實施休耕的過程中要加強對休耕耕地的監(jiān)督管理。在休耕技術(shù)方面,既要積極采取行動改善耕地的質(zhì)量,也要對休耕后的植被種植、水利設(shè)施和道路維護等進行補貼或獎勵,做好對休耕耕地的監(jiān)測、休耕效益的評估等工作。此外,還要監(jiān)測農(nóng)民的休耕參與情況,了解休耕的落實情況,保證休耕工作正常持續(xù)進行。
此次研究從耕地的生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、生活功能3 個維度構(gòu)建耕地休耕優(yōu)先性評價指標體系,將休耕優(yōu)先性劃分為4 個等級,將廣西111 個縣(市、區(qū))的耕地分為優(yōu)先休耕區(qū)、重點休耕區(qū)、一般休耕區(qū)、暫不休耕區(qū)4 個類型,并針對不同類型提出差異化的休耕建議,但還存在一些不足。首先,在選取耕地休耕優(yōu)先性評價指標時,土壤的理化性質(zhì)是影響耕地生產(chǎn)能力的一個重要因素,但限制于數(shù)據(jù)的可獲得性,此次研究所選指標中缺乏直接反映耕地理化性質(zhì)和耕地質(zhì)量的指標,如土壤pH 值、土壤有機質(zhì)含量、坡度、土壤肥力等級等,導(dǎo)致耕地休耕優(yōu)先性評價結(jié)果可能出現(xiàn)偏差。其次,耕地優(yōu)先性評價指標的選擇及其權(quán)重的計算方法對評價結(jié)果的影響尤為重大,選取不同的指標和權(quán)重計算方法可能會得到不同的結(jié)果。最后,此次研究是以縣(市、區(qū))為研究單元,尺度較大,忽略了區(qū)域內(nèi)耕地資源內(nèi)在的差異性。因此,為了做到精準休耕,下一步應(yīng)開展耕地地塊尺度的休耕研究,并明確不同休耕類型的具體規(guī)模,為“定量、定位、定序”休耕奠定基礎(chǔ)[8]。