江苏省耕地集约利用评价研究

江苏省耕地集约利用评价研究

0不同地区间的土地集约利用评价未来10年，中国的工业化和城市化仍处于高水平运行状态，经济的快速发展给土地资源的利用和保护带来了巨大压力。中国耕地面积仅占国土总面积的12.68%,人均耕地面积仅为0.09hm2,不及世界平均水平的一半(0.192hm2),人均耕地明显不足,提高耕地集约利用水平,是解决保障发展与保护耕地矛盾的必然选择。近年来,土地集约利用评价已成为学术界热衷研究的内容之一,主要集中在耕地集约利用评价方法创新、耕地集约利用变化驱动力、耕地集约利用时空变化与分异规律、耕地集约利用与粮食生产的关系等方面。在建设用地集约利用评价时,学术界普遍认为不同地区间因经济发展水平和产业结构不同,集约利用评价是应该存在差异的。少数学者关注了土地集约利用评价时不同区域间的可比性问题,李双异等考虑到区域自然条件、经济发展水平和土地集约利用水平存在一定的差异,对评价因子标准值和权重在不同地区采用了不同的标准。顾湘认为自然条件和经济发展造成的地区差异性是在土地集约利用评价中不可不考虑的问题,在研究中按照各地经济社会发展水平和土地利用水平对研究区域进行了划分。陈伟等在评价工业用地时提出了产业差异修正的基本思路。当然,对于耕地集约利用评价来说,由于不同地区耕地质量、种植结构等条件的不同,土地集约利用评价也应是存在差异的。张凤荣等的研究表明种植结构对耕地集约利用有重要影响,吴克宁等基于耕地质量差异测算了耕地的理论和实际产出能力,耕地质量能够显著的影响不同地区耕地的理论产出和实际产出能力。刘徐洪、李莹等利用粮食产量和农用地分等指数对测算耕地经济集约度进行了有益探索,但其方法所需数据量较大,不便于县级以上行政区域间的比较研究。总的来看,目前考虑不同地区耕地质量差异影响的耕地集约利用研究还较少,评价思路和研究方法尚需进一步完善。鉴于此,本文在前人研究的基础上,以江苏省为例,通过对各地粮食产能进行核算,建立耕地可实现产能利用强度指标,消除耕地质量差异对不同地区粮食产出的影响,平等衡量不同地区耕地利用的充分程度,然后进行耕地集约利用评价,对完善耕地集约利用评价的内涵和方法有重要意义。1研究区域和数据来源1.1江苏省2所耕地利用等别分布江苏省地处中国东部沿海中部,面积10.26万km2,总人口7869万人,是中国人均土地面积最少的省份之一。改革开放以来,江苏省经济社会取得了较快发展。2010年全省实现GDP41425亿元,占全国GDP的10.27%,人均地区生产总值超过7500美元。粮食产量达到3235万t,占全国粮食总产量的5.92%,在全国处于第4位。2010年末全省共有耕地468.40uf0b4104hm2,2001-2010年共减少耕地约32.44uf0b4104hm2。从全省范围来看(图1),耕地在城市化、工业化进程速度较快的南京、苏州、常州、无锡、镇江等苏南地区分布较少,在城市化、工业化进程速度相对较慢的盐城、徐州、淮安、宿迁、连云港等苏北地区分布较广,在南通、扬州、泰州等苏中地区的分布介于苏南和苏北之间,与全省经济发展水平相一致。耕地利用等别体现了耕地的生产能力,并且使耕地质量在全国范围内具有可比性,依据全国农用地(耕地)分等成果,全国范围内的农用地利用等分为1~15等共15个等别,1等农用地质量最好,15等农用地质量最差。江苏省农用地集中分布在4~8等之间,其中6等地最多,占63.77%,其次是5等地和7等地,分别占18.91%和17.14%,4等地和8等地占比较少,只有0.05%和0.14%。从图1可以看出,常州和苏州5等地占比最大,质量最优,其余地级市均以6等地为主。总体来看,江苏省耕地利用等别处于全国上等水平。1.2江苏食产量、社会经济数据来源农用地分等、农作物光温生产潜力等数据来源于中国耕地质量等级调查与评价(全国卷、江苏卷);耕地面积、粮食产量、社会经济数据等来源于江苏统计年鉴(2011年)及江苏省13个地级市2011年的统计年鉴。本文以江苏省为研究对象,考虑到部分市辖区耕地面积较小,为保证评价单元数据的一致性,将地级市的市辖区合并为一个评价单元,地级市所辖县市分别作为评价单元,共评价13个地级市市区和50个县级行政区的耕地利用情况。2理论和方法2.1不同地区的耕地质量和种植结构存在差异耕地集约利用是指通过增加单位面积土地上资本、劳动力等要素的投入强度,提高耕地的利用效率和产出水平,在实现经济效益最大化的同时取得良好的社会效益和生态效益。进行耕地集约利用评价比较的前提是不同区域应具有可比性,目前多数学者在进行耕地集约利用评价研究时忽视了可比性问题,仅仅就耕地利用的表象进行评价比较。如在比较耕地质量和种植结构存在差异的A、B两地时(如图2,耕地集约利用评价Ⅰ),往往会得到粮食单产水平高或地均产值高的地区耕地更加集约的结果。种植结构会对耕地集约利用产出很大影响,种植结构的不同首先反应了不同地区气候、水分、土壤等条件的差异,以及对机械动力、化肥、灌溉等种植投入的不同要求,其次还反映出不同地区在粮食安全保障方面的贡献程度,例如,基本农田占比较高的地区,粮食作物的种植比例就相对较高,但以经济作物为主的种植结构集约度一般会大于以粮食作物为主的种植结构集约度。耕地质量的差异反映了不同地区耕地生产能力的本质区别,是造成耕地产出能力不同的根本原因,在粮食总产出一定的情况下,需要更大面积的低质量耕地才能弥补产能较低的影响。耕地质量和种植结构差异的存在必然导致不同地区耕地集约利用水平的不同。区域间耕地集约利用最具可比性的外部条件是相同的耕地质量和种植结构水平,对耕地质量和种植结构进行平等衡量和修正处理,是对不同区域进行耕地集约利用评价的前提,达到可比条件是评价比较的基础(如图2,耕地集约利用评价Ⅱ)。2.2学习方法2.2.1耕地自然质量评定结果农用地分等工作中确定的标准粮产量客观反映了不同等别耕地在较优状态下的生产能力,其产量大小体现了不同等别耕地利用质量的优劣,本文利用农用地分等成果中建立的全国耕地利用等别与标准粮产量的对应关系(表1),计算出各地区标准粮平均产量以反映各地耕地利用质量的综合水平,从而使各地耕地质量水平在横向之间具有可比性。标准粮产量越高,说明该地区耕地质量越好,耕地综合生产能力越强。按照国家15个等别的划分方法,汇总得到各地区各利用等别耕地面积,并计算各等别耕地所占比例,然后根据式(1)得到各地区标准粮可实现单产。式中,LBi表示i地区标准粮可实现单产,kg/hm2;LDij表示i地区j等别耕地所占比例;BCj表示j等别耕地对应的标准粮产量,kg/hm2。在得到标准粮可实现单产的基础上,根据农用地质量评定时研究区域选择的指定作物和基准作物(以2种指定作物为例),首先计算指定作物与基准作物间的标准粮换算系数,然后根据式(2)计算各地区标准粮实际单产。式中,SBi表示i地区标准粮实际单产,kg/hm2;ZDAi表示i地区第1种指定作物的实际单产,kg/hm2;WIAi表示i地区第1种指定作物的标准粮换算系数;ZDBi表示i地区第2种指定作物的实际单产,kg/hm2;WIBi表示i地区第2种指定作物的标准粮换算系数。江苏省农用地质量评定时,标准耕作制度为一年两熟,水稻、小麦为指定作物,水稻为基准作物。这2种作物能够较为恰当、准确地反映出农用地的属性,水稻和小麦是江苏省的主要粮食作物,播种面积较稳定,并且两者生长期内累积的光、温条件基本相当。i地区小麦的标准粮换算系数WIAi=RPi/WPi,WPi为i地区冬小麦的光温生产潜力,RPi为i地区早稻的光温生产潜力。通过计算得到各地区小麦的标准粮换算系数,苏南主要在1.4~1.5之间,苏中主要在1.3~1.4之间,苏北主要在1.2~1.3之间。由于水稻为基准作物,故各地区水稻的标准粮换算系数WIBi=1。由于各地因耕地质量存在差异,粮食单产指标不能客观反映耕地生产能力的实现程度,用标准粮实际单产与标准粮可实现单产构建的耕地可实现产能利用强度指标能够客观反映各地区耕地可实现能力的发挥程度,实现耕地质量差异前提下的耕地集约利用可比。耕地可实现产能利用强度的计算如下:当SLi≥100%时,表明该地区在当前耕地质量和利用水平上,粮食的实际产出能力超过或等于可实现产出能力,耕地利用情况较优;当SLi<100%时,表明该地区在当前耕地质量和利用水平上,粮食的实际产出能力低于可实现产出能力,耕地利用水平一般。由于考虑了不同的指定作物和基准作物的产出关系,可实现产能利用强度也从产出角度消除了种植结构对耕地产出能力的影响。耕地可实现产能利用强度在不同年份是有差异的,随着标准粮实际产能和可实现产能的变化而变化。2.2.2评价指标权重确定耕地利用系统是一个由自然、经济、社会构成的复杂系统,而综合整体性、有机关联性、层次性和动态性是一般系统论最基本的出发点,因而也就成为耕地集约利用研究的基本指导思想和原则。在当前耕地数量持续减少的情况下,粮食安全保障尤为重要,因此产出能力是考察耕地集约利用水平的关键。本文在构建评价指标体系时结合耕地集约利用的内涵,以耕地集约利用水平为目标层,从投入强度、利用程度、产出效率3个方面设立准则层,选用了9个指标因子来构建指标体系(表2)。其中,选择地均化肥投入、地均劳动力投入、地均动力投入和地均电力投入4个指标来反映耕地利用过程中劳动和资本的投入强度;选择复种指数和灌溉指数来反映不同地区在当前自然条件和技术水平下对资源的利用状况;选择地均产值和劳均产值指标反映耕地利用效益,并将耕地可实现产能利用强度指标作为反映耕地产出效率的重要指标。2)指标标准化处理与权重确定由于构建的指标体系中仅包括正向作用指标,选用极差变换方法进行指标标准化处理。极差变换方法每组指标性状去量纲时都采用以同组最大值减去最小值之差为分母,对于每一个评价指标,总是有最优值1和最劣值0,使各组间关联系数差异保持了一致。采用式(4)进行变换:式中,Zki表示i地区的第k个指标的标准化值;Xki表示i地区的第k个指标的实际值;[Xmin,Xmax]为第k个指标值的变化区间,指标值变换后为无量纲值。主要采用Saaty’s权重法确定指标权重,步骤包括:对各指标进行1~9标度打分;根据各指标对比打分值,建立判断矩阵;求判断矩阵的最大特征值λmax及相应的特征向量Wmax,Wmax中的各分量即个指标的权重;用一致性指标CI进行检验。为保证指标权重的合理性,在指标权重初步确定基础上与南京农业大学中国土地问题研究中心多位专家讨论后,最终确定各指标权重(表2),耕地产出效率被认为是影响耕地集约利用水平的主要因素。3)耕地集约度测算为客观反映研究区域内不同范围的耕地集约度,本文分2个层次计算耕地集约度,具体方法如下:(1)地级市市区、县域耕地集约度各地级市市区、县域耕地集约度是将各指标的标准化值与各自权重相乘,进行加和求得,计算公式为:式中,DSi为i地区的耕地集约度,Uij为i地区第j个准则层指标值,Wj为准则层指标j的权重。式中为i地区第k个指标层指标值,Wk为指标层指标k的权重。(2)地级市、三大区域及全省耕地集约度为了获得地级市、三大区域及全省耕地集约度DF,将相应地级市市区、县域耕地集约度进行加权平均值处理,计算公式为:式中,Zi为i地区的权重,Zi通过计算i地区耕地面积占上级区域m全部耕地面积的比例得到。3结果与分析3.1为耕地实现高产利用3.1.1标准粮实现自主生产计算得到江苏省13个地级市市区和50个县域的标准粮可实现单产,分布情况见图3。江苏省各地区标准粮可实现单产介于13606~16500kg/hm2,标准粮可实现单产最大的是扬中市,最小的是盱眙县。从图上可以看出,江苏省标标准粮可实现单产较高的地区主要分布在沿江及环太湖区域,苏中、苏北沿海县市标准粮可实现单产相对较低。整体来看,苏南地区标准粮可实现单产高于苏中和苏北地区。3.1.2标准粮实际联产计算得到江苏省13个地级市市区和50个县域的标准粮实际单产,分布情况见图4。江苏省标准粮实际单产介于11665~19012kg/hm2,标准粮实际单产最大的是海安县,最小的是仪征市。从图4上可以看出江苏省标准粮实际单产的分布与可实现单产的分布差异较大,实际单产较高的地区主要分布苏中、苏北沿海地区,而苏南各地实际单产相对较低。3.1.3产能利用强度计算得到江苏省13个地级市市区和50个县域的可实现产能利用强度,分布情况见图5。从图5上可以看出江苏省可实现产能利用强度各地差异较大,可实现产能利用强度较高的地区主要集中在耕地质量相对较差或一般的盐城、南通、泰州、淮安等地,耕地质量较优、标准粮可实现产能较高的苏南地区可实现产能利用强度普遍较低。可实现产能利用强度最高的是海安县,达到128.24%,最低的是仪征市,仅为79.57%。其中,淮安、连云港、泰州、盐城四市市区及所辖县市可实现产能利用强度均超过100%,南京市区及所辖县市可实现产能利用强度均低于100%。有21个评价单元可实现产能利用强度小于100%,27个评价单元分布在100%~110%之间,15个评价单元大于110%,其中,苏南各地主要分布在90%~110%之间,苏中各地主要分布在90%~120%之间,苏北各地主要分布在100%~120%之间,整体来看苏北地区耕地可实现生产能力的发挥程度最强。3.2不同地区存在差异的粮食联产指标为了进一步说明耕地质量差异对粮食产出及耕地集约利用评价的影响,本文以苏南地区为例来说明耕地可实现产能利用强度指标与粮食单产指标的不同(表3)。从表3中不难看出,可实现产能利用强度和粮食单产分布规律存在明显差异。粮食单产相近的地区,可实现产能利用强度可能存在较大差异,如南京市区和江阴市粮食单产指标分别为6822和6810kg/hm2,可实现产能利用强度分别为94.24%和97.26%,相差较大。但南京市区的耕地质量优于江阴市,能够衡量耕地质量差异的标准粮可实现单产分别是15062和16046kg/hm2,相差984kg/hm2,可见,耕地质量较优地区在较低的可实现产能利用强度条件下,会与耕地质量较差地区得到相近的粮食单产指标。此外,存在耕地质量差异的不同地区在得到差异的粮食单产指标时,也可能有相近的可实现产能利用强度,如常熟市与镇江市区标准粮可实现单产分别是15842和14959kg/hm2,相差883kg/hm2,粮食单产分别为7198和6476kg/hm2,相差722kg/hm2,而可实现产能利用强度分别为102.13%和101.95%,相差不大,可见,不同地区因耕地质量差异,即使在相近的可实现生产能力和耕地利用充分程度条件下,也会存在差异的粮食单产指标。尽管粮食单产被认为是衡量和影响一个国家或地区粮食生产能力的重要指标,但其仅反映了一定耕地利用条件下粮食产出能力的绝对水平,并不能客观反映不同地区粮食生产的实现能力和耕地利用的充分程度,而耕地可实现产能利用强度指标却能够较好地衡量不同地区耕地产出能力的实现程度和耕地利用水平,消除耕地质量差异对粮食产出的影响。3.3江苏省耕地集约利用水平将经过标准化处理的指标值根据式(5)进行耕地集约度测算,分别得到江苏省各地级市市区与县域的耕地集约度,并根据式(6)得到各地级市、三大区域及全省的耕地集约度。图6反映了江苏省耕地集约度的分布情况,整体来看,江苏省耕地集约利用水平一般。耕地集约度较高的县域主要分布在无锡、常州、泰州、苏州、南通等沿江及环太湖地区,盐城、徐州的部分地区耕地集约度也较高。耕地集约度较低的地区主要分布在南京、扬州、淮安等市。江苏省耕地集约度分布在0.113~0.778之间,最大值出现在无锡市区,最小值出现在苏州市区。根据已有研究的方法和划分标准,结合研究区域耕地利用的实际情况,将耕地集约度分为集约、较集约、较粗放、粗放4个级别(表4)。其中,集约度高于0.450,达到集约的评价单元有10个;集约度分布在0.350~0.450之间,属于较集约的评价单元有20个;集约度分布在0.250~0.350之间,属于较粗放的评价单元有29个;有4个评价单元耕地集约度小于0.250,利用粗放。有32个评价单元耕地集约度低于江苏省平均值,占评价单元总数的46.38%。从江苏省13个地级市的耕地集约利用情况来看(表5),耕地集约度较高的是无锡、南通、常州、徐州、泰州等市,耕地集约度较低的是扬州、淮安、南京等市,各地耕地集约利用水平与地方经济发展水平并未呈现明显的一致性。耕地集约度的区间和差值情况反映了地级市区域内耕地利用水平的差异程度,所辖市区及县市耕地集约度分布较均衡的是南京、常州、淮安等市,差异较大的是无锡、苏州、盐城等市。总体来看,苏南和苏北耕地集约利用水平相近,分别为0.337和0.335,但苏南各地耕地集约度的差异程度大于苏北,苏南集约度差值达到0.664,苏北仅有0.297,说明苏南各地耕地利用水平极不均衡;苏中耕地集约利用水平较高,达到0.353,内部差异程度与苏北相近,仅有0.284。4不同地区、不同耕地质量的分区分布,可实现粮食产出本文从耕地集约利用评价可比性的角度出发,为消除耕地质量差异对粮食产出的影响,平等衡量各地耕地利用的充分程度,对江苏省各地粮食产能进行了核算,测算并分析了各地耕地可实现产能利用强度水平,在此基础上对江苏省各地进行