丁 剛，張 政

( 福州大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福建 福州 350108 )

耕地作為最基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源和生產(chǎn)力要素，是維持社會(huì)發(fā)展和人類生存的重要物質(zhì)條件，是國家糧食安全和生態(tài)安全的重要保障。 城鎮(zhèn)化、 工業(yè)化快速推進(jìn)的過程中，耕地資源大量流失，長期存在的土壤污染問題和高負(fù)荷的生產(chǎn)模式也對(duì)耕地生態(tài)造成了極大的壓力[1]。 黨的十八大以來，“耕地?cái)?shù)量＋質(zhì)量＋生態(tài)” 三位一體的政策體系不斷強(qiáng)化，生態(tài)文明建設(shè)地位日漸突出[2]，耕地可持續(xù)利用的重要性不言而喻。 福建省作為全國首個(gè)生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，研究其耕地可持續(xù)利用水平對(duì)生態(tài)文明建設(shè)以及“三位一體” 耕地保護(hù)要求的落實(shí)具有重要的意義。

目前耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的方法主要有多因素綜合評(píng)價(jià)法[3]、 能值法[4]、 生態(tài)足跡法等，多數(shù)研究通過借助PSR 模型[3，5]、 結(jié)構(gòu)方程模型[6]構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)，但在指標(biāo)選擇與賦值、 耕地可持續(xù)利用程度分析上有很強(qiáng)的主觀性[7]。 由William和Wackernagel在20 世紀(jì)90 年代共同提出的生態(tài)足跡模型[8]，旨在定量測(cè)量特定人口的資源消費(fèi)需求，是一種簡(jiǎn)單、 直觀的自然資源評(píng)估的定量方法，已廣泛應(yīng)用于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評(píng)估[9]、生態(tài)安全評(píng)價(jià)[10]等。

生態(tài)足跡是指具有生物生產(chǎn)能力、 持續(xù)為人類活動(dòng)提供資源供給并消納其產(chǎn)生的廢棄物的地域空間[11]。 目前不同方向的耕地生態(tài)足跡研究主要分為以下三類: 一是通過測(cè)算耕地生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，結(jié)合分析耕地可持續(xù)利用情況。如劉秀麗等基于生態(tài)足跡模型，測(cè)算出甘肅省耕地的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，發(fā)現(xiàn)耕地利用負(fù)荷現(xiàn)象嚴(yán)重[12]。 羅海平等分析我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)足跡和承載力，發(fā)現(xiàn)耕地生態(tài)情況空間差異明顯，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和糧食大省的耕地可持續(xù)利用水平往往更低[13]。 二是通過合理調(diào)整耕地均衡因子和產(chǎn)量因子，使得耕地生態(tài)足跡測(cè)算更加準(zhǔn)確。 如劉某承等應(yīng)用EF-NPP 模型對(duì)中國各個(gè)省份以及不同類型的土地進(jìn)行均衡因子和產(chǎn)量因子測(cè)算[14]。 黨昱譞等應(yīng)用國家公頃生態(tài)足跡模型對(duì)我國耕地生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)2019 年我國耕地生態(tài)承載力呈現(xiàn)出北方地區(qū)多盈余、 南方地區(qū)多赤字的空間分異現(xiàn)象[15]。 三是通過結(jié)合能值理論或生態(tài)服務(wù)價(jià)值等理論改進(jìn)生態(tài)足跡模型，如童悅等[16]、 石飛等[17]結(jié)合能值理論改進(jìn)耕地生態(tài)足跡模型，分別對(duì)浙江省耕地生態(tài)足跡空間差異和仙桃縣耕地休耕規(guī)模進(jìn)行研究。 蘇嬌萍等通過引入耕地碳足跡改進(jìn)耕地生態(tài)足跡模型，測(cè)算發(fā)現(xiàn)云南省耕地壓力長期存在[18]。 靳亞亞等對(duì)生物資源進(jìn)行貿(mào)易修正，從而使得耕地生物資源的消費(fèi)更能反映江蘇省居民的消費(fèi)情況[19]。 綜上所述，耕地可持續(xù)利用研究中生態(tài)足跡模型早已被廣泛應(yīng)用。 傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型，測(cè)算均衡和產(chǎn)量因子單位統(tǒng)一為全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，并不適用于中小尺度省域?qū)用鎇20]，因此采用“國家公頃” 標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)足跡模型測(cè)算結(jié)果更能反映出實(shí)際的生產(chǎn)狀況和區(qū)域特征。

福建省地處我國東南沿海，素有“八山一水一分田” 的地理分布格局[21]，其境內(nèi)山地丘陵多而耕地資源少，近年來城市化進(jìn)程的推進(jìn)導(dǎo)致耕地資源愈發(fā)緊張，因此實(shí)現(xiàn)福建省耕地資源可持續(xù)利用顯得尤為重要。 本文采用基于“國家公頃” 的改進(jìn)生態(tài)足跡模型，首先收集2006—2021 年福建省耕地主要耕種作物的歷年數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的全國數(shù)據(jù)，以國家公頃為計(jì)算單位，對(duì)產(chǎn)量因子進(jìn)行本地化修正。 其次，對(duì)福建省2006—2021 年耕地生態(tài)足跡、 耕地生態(tài)承載力與耕地可持續(xù)利用指數(shù)進(jìn)行測(cè)算，并分析其動(dòng)態(tài)變化，劃分福建省耕地可持續(xù)利用程度等級(jí)，對(duì)這個(gè)期間的耕地可持續(xù)利用水平進(jìn)行分析，并提出完善福建省耕地可持續(xù)利用的對(duì)策建議。

一、 測(cè)度模型與數(shù)據(jù)來源

1. 測(cè)度模型

(1) 生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡模型基于可持續(xù)發(fā)展方式，將生物生產(chǎn)性土地分為6 種類型: 耕地、 林地、 草地、化石燃料用地、 建筑用地和水域[22]。 不同種類的生物生產(chǎn)性土地持續(xù)為人類活動(dòng)提供資源供給并消納人類產(chǎn)生的廢棄物，并以全球土地生產(chǎn)力為標(biāo)準(zhǔn)，單位統(tǒng)一為全球公頃[11]。 由于不同生物生產(chǎn)性土地之間是互斥的，并不能直接相加，因此需要乘以一個(gè)均衡因子r 以平衡不同生物生產(chǎn)性土地之間的生產(chǎn)力差異，將不同生物生產(chǎn)性土地轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一可比較的生物生產(chǎn)性土地面積[23]。 耕地作為6 種生物生產(chǎn)型土地之一，其生態(tài)足跡可視為特定區(qū)域中人類消費(fèi)資源、 吸納廢棄物所需要的耕地面積[24]。 本文在借鑒已有研究[14]的基礎(chǔ)上，采用相關(guān)文獻(xiàn)中所計(jì)算得到的“國家公頃” 標(biāo)準(zhǔn)的耕地均衡因子，由此修正模型并獲得更為客觀的福建省耕地生態(tài)足跡數(shù)據(jù)，具體計(jì)算公式如式(1)和式(2)所示。

式(1)、 (2)中: Gef為人均耕地生態(tài)足跡； i 為福建省耕地消費(fèi)項(xiàng)目類型，主要有稻谷、 薯類和豆類3 種糧食作物，花生、 菜籽油、 甘蔗、 煙葉、 蔬菜和瓜果6 種非糧食作物； n 為耕地消費(fèi)項(xiàng)目數(shù)，文中n ＝9； r 為“國家公頃” 標(biāo)準(zhǔn)的耕地均衡因子，本文采用劉某承等的“國家公頃”耕地均衡因子[14]計(jì)算取值結(jié)果，為1.74； Ai為第i 種耕地消費(fèi)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的人均耕地面積； Ci為第i 種耕地消費(fèi)項(xiàng)目的人均年生產(chǎn)量； Pi為第i種耕地消費(fèi)項(xiàng)目的全國平均生產(chǎn)力； GEF為耕地總生態(tài)足跡； N 為福建省總?cè)丝跀?shù)。

(2) 生態(tài)承載力模型

生態(tài)承載力是指資源和環(huán)境的供容能力，即某區(qū)域可利用的生物生產(chǎn)性土地面積[25]。 耕地生態(tài)承載力是提供給人類活動(dòng)的可以再生、 持續(xù)利用的耕地資源總量，是區(qū)域?qū)嶋H擁有的耕地面積[22]。本文在借鑒已有研究[26]的基礎(chǔ)上，選用耕地承載力模型，具體計(jì)算公式如式(3)和式(4)所示。

式(3)、 (4)中: Gec為人均耕地生態(tài)承載力；GEC為耕地總生態(tài)承載力； a 為人均耕地的實(shí)際面積； y 為耕地產(chǎn)量因子。 研究區(qū)域?yàn)楦＝ㄊ?，因此基于“國家公頃?的標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整耕地產(chǎn)量因子，對(duì)福建省耕地歷年產(chǎn)量因子進(jìn)行計(jì)算。 借鑒已有研究[22]的生態(tài)足跡模型參數(shù)計(jì)算方法，對(duì)耕地產(chǎn)量因子進(jìn)行本地化修正。 本文根據(jù)福建省耕地實(shí)際產(chǎn)出，選取具有代表性的糧食作物與非糧食作物構(gòu)建耕地生物資源賬戶，計(jì)算每一種作物單產(chǎn)與其對(duì)應(yīng)的全國單產(chǎn)的比值作為作物產(chǎn)量因子，并根據(jù)作物種植面積占比加權(quán)計(jì)算得到耕地產(chǎn)量因子。 以福建省2019 年耕地產(chǎn)量因子為例，具體的計(jì)算結(jié)果如表1 所示。

表1 2019 年福建省耕地產(chǎn)量因子計(jì)算結(jié)果

限于篇幅，此處只列出福建省部分年份的耕地產(chǎn)量因子計(jì)算結(jié)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) 耕地可持續(xù)利用指數(shù)的測(cè)度模型

比較耕地總生態(tài)足跡和總生態(tài)承載力的數(shù)值可用以表示區(qū)域耕地生態(tài)可持續(xù)狀況，如果耕地總生態(tài)足跡超過耕地總生態(tài)承載力其差值為耕地生態(tài)赤字，如果耕地總生態(tài)承載力超過耕地總生態(tài)足跡其差值為生態(tài)盈余[20]。

式(5)中: 若GED> 0，耕地出現(xiàn)生態(tài)赤字； 若GED≤0，耕地出現(xiàn)生態(tài)盈余，表示耕地利用處于可持續(xù)性狀態(tài)。 由于生態(tài)盈虧是絕對(duì)量，不利于對(duì)可持續(xù)程度進(jìn)行縱向和橫向比較，直接用耕地總生態(tài)足跡和總承載力進(jìn)行比較往往會(huì)忽略人口因素帶來的影響，為了更好地評(píng)估福建省耕地可持續(xù)利用水平，在借鑒已有研究[16，27]的基礎(chǔ)上，采用耕地可持續(xù)利用指數(shù)評(píng)估福建省耕地可持續(xù)利用水平變化狀況，其計(jì)算公式如式(6)所示。

式(6)中，KSDI為耕地可持續(xù)利用指數(shù)，其值為0~1，數(shù)值越大說明耕地可持續(xù)利用程度越高，以KSDI＝0.5 為分界點(diǎn)，小于等于0.5 說明耕地處于不可持續(xù)利用狀態(tài)。 參考已有研究[27]并結(jié)合福建省耕地的實(shí)際情況，可對(duì)耕地可持續(xù)利用指數(shù)作具體劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 耕地可持續(xù)利用指數(shù)劃分

2. 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)生態(tài)足跡模型，依上文所述構(gòu)建耕地生物資源賬戶，作物產(chǎn)量以及單位面積產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于2007—2022 年?中國統(tǒng)計(jì)年鑒?，作物種植面積來源于2007—2022 年?中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒?。 生態(tài)承載力模型中所使用的福建省常住人口數(shù)量來源于2007—2022 年?福建統(tǒng)計(jì)年鑒?，福建省耕地面積數(shù)據(jù)來源于2007—2022 年?中國統(tǒng)計(jì)年鑒?。 為保護(hù)生物多樣性，根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的建議，保留12%的生態(tài)容量[28]，因此本文所計(jì)算的耕地生態(tài)承載力扣除12%作為生物多樣性保護(hù)面積。

二、 福建省耕地可持續(xù)利用水平測(cè)度過程及其結(jié)果

1. 福建省GEF的測(cè)度過程及其結(jié)果

根據(jù)式(1)、 (2)，對(duì)2006—2021 年福建省的GEF進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算結(jié)果如表3 所示。 測(cè)算過程以福建省2019 年GEF為例，計(jì)算時(shí)用到的相關(guān)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果如表4 所示； 將表4 中每種作物的人均年產(chǎn)量(Ci) 與其對(duì)應(yīng)的全國單產(chǎn)(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。 從表3 中可以看出，2006—2021 年福建省GEF與Gef變動(dòng)大體一致，總體呈波動(dòng)下降態(tài)勢(shì)，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，年均下降速度為1.91%。 “十一五” 期間，福建省GEF呈現(xiàn)波動(dòng)下降態(tài)勢(shì)。 “十二五” 期間，福建省GEF總體變化不大。 “十三五” 以來，產(chǎn)生了一定幅度的波動(dòng)，同“十二五” 時(shí)期相比有所下降，究其原因，可能是受到天氣等因素的綜合影響，糧食作物播種面積和單產(chǎn)均有一定幅度下降所導(dǎo)致的，隨后幾年糧食作物和非糧食作物產(chǎn)量穩(wěn)步增長，耕地生態(tài)足跡的不斷上升，也反映出區(qū)域人類活動(dòng)對(duì)耕地資源的依賴性增大。

表3 2006—2021 年福建省耕地可持續(xù)利用情況相關(guān)數(shù)據(jù)

表4 2019 年福建省耕地生態(tài)足跡測(cè)算相關(guān)數(shù)據(jù)及結(jié)果

2. 福建省GEC的測(cè)度過程及其結(jié)果

根據(jù)式(3)、 (4)對(duì)2006—2021 年福建省GEC進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算結(jié)果如表3 所示。 由表3 可知，福建省GEC總體呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的態(tài)勢(shì)，“十一五” 期間，GEC波動(dòng)下降，由2006 年的1 967 388 hm2下降到2010 年的1 740 114 hm2，下降幅度為11.55%。 “十二五” 期間，仍呈現(xiàn)出波動(dòng)下降態(tài)勢(shì)，由1 731 400 hm2下降到1 617 562 hm2，下降幅度為6.57%，比前一個(gè)階段相比下降速度變緩。 “十三五” 期間，GEC呈現(xiàn)出先上升后波動(dòng)下降的態(tài)勢(shì)，2016—2018 年GEC由1 776 860 hm2上升為1 808 373 hm2，這得益于近年來福建省實(shí)施耕地占補(bǔ)平衡策略，耕地保護(hù)措施較為健全得當(dāng)。 而2018—2019 年GEC下降明顯，由1 808 373 hm2減少至1 265149 hm2，這是因?yàn)?019 年第三次國土調(diào)查采用了更為精確客觀的方法，統(tǒng)計(jì)口徑發(fā)生了變化，2019 年耕地面積數(shù)據(jù)較往年下降明顯，造成耕地承載力下降。

3. 福建省KSDI的測(cè)度過程及結(jié)果

根據(jù)式(5)、 (6)，對(duì)2006—2021 年福建省耕地生態(tài)赤字/盈余及可持續(xù)利用指數(shù)進(jìn)行測(cè)算，其結(jié)果如表3 所示。 由于2006—2021 年福建省GEF一直大于GEC，其差值為耕地生態(tài)赤字，所以福建省耕地長期處于生態(tài)赤字狀態(tài)，導(dǎo)致耕地壓力較大。 總體而言，除個(gè)別年份外，2006—2021 年福建省KSDI位于0.35~0.45，根據(jù)表2 中KSDI等級(jí)的劃分，總體上處于弱不可持續(xù)利用狀態(tài)。 具體來看，“十一五” 和“十二五” 期間，人均耕地生態(tài)赤字和KSDI總體穩(wěn)定，波動(dòng)不大。“十三五” 期間，人均GED 總體呈波動(dòng)增長態(tài)勢(shì)，KSDI則出現(xiàn)了一定程度的起伏波動(dòng)，在2016—2018 年達(dá)到較高水平，2017 年指數(shù)最高，為0.442 5。 2019 年人均GED 上升至0.026 1 hm2，是2018 年的兩倍之多，主要是由于耕地面積的數(shù)據(jù)變化導(dǎo)致GEC的測(cè)算結(jié)果下降所導(dǎo)致的。 2019—2021 年福建省人均GED 穩(wěn)定在0.025 0 hm2左右，波動(dòng)不大，KSDI則在0.35 左右，小幅波動(dòng)，由于GEF不斷上升，區(qū)域人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)耕地資源的依賴性不斷增強(qiáng)，導(dǎo)致福建省耕地可持續(xù)利用程度受到了一定影響。

三、 結(jié)論與建議

本文運(yùn)用改進(jìn)的耕地生態(tài)足跡模型對(duì)福建省耕地可持續(xù)利用水平進(jìn)行研究。 基于“國家公頃” 的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耕地生態(tài)足跡模型中產(chǎn)量因子的計(jì)算方法進(jìn)行本地化修正，對(duì)2006—2021 年福建省的GEF、 GEC和KSDI進(jìn)行計(jì)算和分析，并在參考相關(guān)研究的基礎(chǔ)上確定了福建省的KSDI等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，得出以下結(jié)論和建議。

2006—2021 年福建省的GEF總體上呈波動(dòng)下降的趨勢(shì)，2006 年GEF為3 090 074 hm2，2021 年下降至2 512 813 hm2。 Gef從0.086 2 hm2?人－1下降至0.059 9 hm2?人－1。 “十一五” 期間，GEF呈現(xiàn)波動(dòng)下降態(tài)勢(shì)。 “十二五” 期間，GEF保持穩(wěn)定，總體變化不大。 “十三五” 以來，GEF產(chǎn)生了一定幅度的波動(dòng)，同“十二五” 時(shí)期相比有所下降。 2006—2021 年福建省的GEC總體呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的態(tài)勢(shì)，GEF始終大于GEC，耕地一直處于生態(tài)赤字狀態(tài)，除個(gè)別年份外，2006—2021年福建省的KSDI位于0.35~0.45，總體上處于弱不可持續(xù)利用狀態(tài)。 為此，本文提出以下對(duì)策建議，以完善福建省耕地可持續(xù)利用舉措。

一是強(qiáng)化耕地保護(hù)責(zé)任，落實(shí)耕地占補(bǔ)平衡。 首先，應(yīng)建立健全常態(tài)化耕地保護(hù)監(jiān)管機(jī)制，切實(shí)制止耕地“非農(nóng)化”； 其次，應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化進(jìn)程與耕地資源可持續(xù)利用之間的相互關(guān)系，落實(shí)耕地面積、 水田面積等耕地補(bǔ)充年度任務(wù)，充分重視對(duì)補(bǔ)充耕地項(xiàng)目的后期管護(hù)，通過土地綜合整治、 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、 生態(tài)修復(fù)等舉措的大力實(shí)施，提升福建省總耕地生態(tài)承載力水平。

二是推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，持續(xù)改善耕地生態(tài)環(huán)境。 以耕地質(zhì)量提升為導(dǎo)向，通過制度建設(shè)強(qiáng)化土壤耕作層保護(hù)，推進(jìn)耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，科學(xué)控制化肥和農(nóng)藥使用量，提升肥料農(nóng)藥包裝廢棄物回收處置效率，強(qiáng)化全省主要農(nóng)作物綠色防控，減少土壤污染。

三是強(qiáng)化農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，提升耕地利用效率。 應(yīng)鼓勵(lì)省內(nèi)各地區(qū)圍繞綠色生態(tài)、 地力提升、 土壤改良等現(xiàn)實(shí)需求，遴選一批先進(jìn)適用技術(shù)，組建技術(shù)指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，加快先進(jìn)適用技術(shù)的推廣應(yīng)用。 與此同時(shí)，應(yīng)以主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化和提升丘陵山區(qū)耕種機(jī)械化水平為重點(diǎn)，持續(xù)深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，提升全省農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率； 加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，健全監(jiān)測(cè)評(píng)估與跟蹤反饋機(jī)制，強(qiáng)化資金投入，全方位提升農(nóng)業(yè)科技水平與耕地可持續(xù)利用能力。