中原農(nóng)區(qū)耕地預警實證分析范文
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建立耕地預警指標體系和預警方法，及時發(fā)現(xiàn)并排除耕地警情，對于確保我國不少于1.2億hm2耕地的紅線、保證糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供應(yīng)具有十分重要的意義。中原地區(qū)是我國的糧食主產(chǎn)區(qū)，穩(wěn)定和提高中原地區(qū)耕地數(shù)量和質(zhì)量對全國耕地保護工作有著舉足輕重的作用，但進入新時期，當前該地區(qū)耕地供給與需求之間的矛盾越來越尖銳，耕地保護將面臨更大的壓力和挑戰(zhàn)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)土地利用的任務(wù)相當艱巨［1-2］，需要客觀、全面地評價并預測耕地安全狀況。國內(nèi)學者對耕地預警研究較多，但現(xiàn)有文獻選取的指標及指標警限的確定多立足于預警區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)，但不同預警地區(qū)警限差別較大，難于進行橫向比較，缺乏一定的客觀性和可推廣性［3-5］。為此，該研究以層次分析法(AHP)為基礎(chǔ)，構(gòu)造全面的、便于橫向比較的評價指標體系，利用河南省的年度指標數(shù)據(jù)和系統(tǒng)化方法確定各預警指標警限，利用曲線趨勢外推法和時間序列指數(shù)平滑法外推預警年份的指標數(shù)值，用擴散指數(shù)(DI指數(shù))判斷總警度，從而探討中原地區(qū)便于推廣的、便于橫向和縱向相比較的不同預警地區(qū)和單元的耕地預警系統(tǒng)，并以河南省鄲城縣為例進行實證分析。
1中原農(nóng)區(qū)預警指標體系的構(gòu)建
1.1預警指標的選擇
為了科學地選擇耕地資源安全預警指標，在實際操作過程中堅持以下原則:(l)準確靈敏原則。主要是指指標能夠準確靈敏地反映耕地資源安全發(fā)展變化的主要方面。(2)數(shù)據(jù)可靠充分的原則。應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)的完整性及采集的難易程度選取相應(yīng)的指標。(3)宏觀穩(wěn)定原則。要求預警指標具有某種宏觀性，要從協(xié)調(diào)的角度反映耕地資源與其環(huán)境即整個區(qū)域的社會、經(jīng)濟和環(huán)境之間的關(guān)系，同時要求指標以相對穩(wěn)定的先行、同步和滯后的時間發(fā)生變化，而不是表現(xiàn)出一時先行、一時滯后于耕地實際警情變化。(4)便于縱向和橫向比較原則。選取和構(gòu)造評價指標時，既要考慮到同一預警地區(qū)的不同年份能做以比較，同時也要考慮到不同預警地區(qū)能橫向客觀比較。根據(jù)上述原則，并參考以前參考文獻［6-7］，選擇耕地產(chǎn)出能力、糧食供應(yīng)能力、社會發(fā)展環(huán)境、耕地需求水平等四方面的指標。具體指標:(1)人均耕地面積(hm2/人)。人均耕地面積=耕地面積/總?cè)丝凇Ｔ撝笜嗽酱螅到y(tǒng)趨于無警。(2)耕地面積增長率(%)。耕地面積增長率=(當年耕地面積－1996年耕地面積)/1996年耕地面積。(3)灌溉保證率(%)。灌溉保證率=有效灌溉面積/耕地面積。(4)農(nóng)業(yè)GDP增長率(%)。農(nóng)業(yè)GDP增長率=(當年農(nóng)業(yè)GDP－1996年農(nóng)業(yè)GDP)/1996年農(nóng)業(yè)GDP×100%。這里的農(nóng)業(yè)GDP僅指種植業(yè)的GDP，并非大農(nóng)業(yè)即農(nóng)林牧漁的GDP，因為只有前者反映了耕地的產(chǎn)出能力。(5)糧食單產(chǎn)(kg/hm2)。這是反映單位耕地糧食供應(yīng)水平的主要指標。(6)糧食作物占總播種面積比例(%)。糧食作物占總播種面積比例=糧食作物種植面積/總播種面積。(7)總播種面積增長率(%)。總播種面積增長率=(當年播種面積－1996年播種面積)/1996年播種面積×100%。(8)城鎮(zhèn)化率(%)。城鎮(zhèn)化率=城市人口/總?cè)丝凇?00%。根據(jù)國際國內(nèi)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在大多數(shù)情況下城鎮(zhèn)化率越高，耕地面積越小，耕地安全趨于有警。(9)非農(nóng)產(chǎn)業(yè)GDP比重(%)。該指標也可看作反映工業(yè)化水平的指標，即非農(nóng)產(chǎn)業(yè)GDP占總GDP的百分比表示。根據(jù)國際國內(nèi)經(jīng)驗，在工業(yè)化的中和后期階段，工業(yè)化水平與耕地面積之間多是相反的關(guān)系，因此非農(nóng)產(chǎn)業(yè)GDP比重高，耕地安全趨于有警。(10)建設(shè)用地增長率(%)。建設(shè)用地增長率=(當年建設(shè)用地面積－1996年建設(shè)用地面積)/1996年建設(shè)用地面積×100%。建設(shè)用地很大一部分來源于耕地，因此該指標越大，耕地趨于有警。(11)人口增長率(%)。人口增長率=(當年人口－1996年人口)/1996年人口×100%。人口數(shù)量是反映耕地壓力和需求水平的主要指標，該指標越大，耕地趨于有警。需要說明的是，一些指標如耕地面積、建設(shè)用地面積等指標不同預警區(qū)域之間相比意義不大，因此需選用這些指標的基比增長率，也即這些指標本年與定基年(1996年)相比的增長率。環(huán)比增長率是本年與上年相比的增長率，不同地區(qū)之間可比性不強，而選用基比增長率既能使中原地區(qū)各不同預警區(qū)域單元之間進行對比，又使同一預警區(qū)域的不同年份之間的指標警情進行對比，更能反映警情變化情況。
1.2各指標權(quán)重的確定
該研究對指標權(quán)重的確定采用AHP法，得出結(jié)果如表1所示。
1.3預警具體指標的外推方法
1.3.1曲線趨勢外推預測法
趨勢外推法就是，當預測對象依時間變化過程中呈某種上升或下降的趨勢，并且無明顯的季節(jié)波動，又能找到一條合適的函數(shù)曲線反映這種變化趨勢時，就可用時間t為自變量，時序數(shù)值y為因變量，建立趨勢模型:y=f(t)，當有理由相信這種趨勢能夠延伸到未來時，賦予變量t所需要的值，可以得到相應(yīng)時刻的γ時間序列未來值。該研究擬運用的趨勢模型有:一次(線性)預測模型、指數(shù)曲線預測模型、對數(shù)曲線預測模型、生長曲線預測模型(S曲線預測模型)等。
1.3.2時間序列指數(shù)平滑預測法
主要包括:一次指數(shù)平滑法、二次指數(shù)平滑法、霍爾特多參數(shù)指數(shù)平滑法，其中霍爾特多參數(shù)指數(shù)平滑法又分為3種，分別是Holter－Winter非季節(jié)模型、Holter－Winter季節(jié)相加模型、Holter－Winter季節(jié)乘積模型。該研究運用Eveiws6.0軟件，根據(jù)預警指數(shù)的時間序列數(shù)值，分別進行5種平滑法對未來年份指標數(shù)值平滑預測，然后選取殘差平方和最小(同時平滑的參數(shù)通過顯著性檢驗)的方法，對預警指標的未來年份就能行預測。
1.4各預警指標警限的劃分
1.4.1警限研究方法確定
對耕地預警的各個指標，國際和國內(nèi)并無統(tǒng)一的標準，同時我國各地區(qū)由于在全國糧食安全中的地位、作用、自然資源條件均不相同，因此不宜采取相同的標準。如作為糧食主產(chǎn)區(qū)的河南和作為糧食主銷區(qū)的北京在人均耕地面積、建設(shè)用地增長率等方面有較大差異，因此各個指標的警限也應(yīng)有較大差異。但是，該課題研究要求中原農(nóng)區(qū)內(nèi)部各市縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地安全情況能夠進行橫向比較。基于此，并參照國內(nèi)外有關(guān)的參考文獻［8］，該研究主要采用系統(tǒng)化方法和專家咨詢相結(jié)合的方法(前者即基于研究對象時間序列的系統(tǒng)化方法，包含一系列原則如人數(shù)原則、半數(shù)原則或中數(shù)原則、均數(shù)原則、少數(shù)原則、眾數(shù)原則、多數(shù)原則)。由于河南省是中原地區(qū)的主要地區(qū)，因此該研究以河南省的省級時間序列數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合中央和河南省有關(guān)農(nóng)業(yè)發(fā)展和耕地保護的有關(guān)文件，綜合專家意見進行適當?shù)恼{(diào)整，將預警各指標的警限劃分無警警限、輕警警限、中警警限、重警警限、巨警警限。各指標的具體數(shù)值見表2，各指標的警限見表3。
1.4.2總警度判定和警情分析
該研究利用擴散指數(shù)法確定總警度。用擴散指數(shù)DI(Lm)預報總警度:假定預警個指標對總警情的影響重要性(權(quán)重)為Wj，且∑Wj=1，則有:DI(Lm)=∑WjA(Rm)規(guī)定預警各指標處于相應(yīng)的警區(qū)Rm中時，A(Rm)=1，否則A(Rm)=0。借鑒以前參考文獻［9］，當DI(Lm)＞0.67時，表示總警度在t時期處于Lm警限中。與m=0，1，2，3，4對應(yīng)的Rm、Lm分別為警兆與警情的無警、輕警、中警、重警、巨警區(qū)間(警度)。然而，實際情況中，DI(Lm)往往小于0.67，此時需將5種警度對應(yīng)的DI值由大到小排列，按下述方法進行預警:若兩種警度所擁有的DI值之和大于0.67，則:(1)兩警度是相鄰的，基本預警結(jié)果介于兩種警度之間，(2)兩警度不相鄰，且隔1個或3個警度，預警結(jié)果為中間的警度，(3)間隔兩個警度，預警結(jié)果處于中間的兩個警度之間;若3種警度擁有的DI值之和大于0.67。警度劃分分別為:“無警”、“輕警”、“重警”、“中警”、“巨警”，對應(yīng)警級分別是0、1、2、3、4級。分析警情采用總警度和各指標警情結(jié)合分析的方法。總警度分析可以確定系統(tǒng)總體是否有警，結(jié)合各指標警情找出警源并找出排警措施。
2.1區(qū)域基本情況
鄲城縣隸屬河南省周口市，位于豫東平原，總面積1490km2。鄲城縣是河南省的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)，2008年耕地面積10.687萬hm2，農(nóng)產(chǎn)品資源豐富，是全國首批商品糧基地縣之一，現(xiàn)為全國糧食生產(chǎn)百強縣、棉花生產(chǎn)百強縣。主要農(nóng)作物有小麥、玉米、大豆、棉花、紅薯、中藥材、煙葉等。該縣是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)縣的典型代表。該研究以鄲城縣為例，研究中原傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)耕地變動的趨勢，并對耕地警情進行分析。
2.2預警指標的變化情況和預警年份的預測
根據(jù)前文的時間趨勢外推法和五種平滑法，得到各個指標2010、2013年的預測值，同時將各指標1996～2008年實際值整理，得到各年份各指標的數(shù)值，如表4所示。
2.3各年份預警指標的警級值及總警度的確定
根據(jù)1996～2008年及外推的2009、2010年、2013年鄲城縣耕地預警系統(tǒng)各指標的數(shù)值，結(jié)合前文確定的河南省耕地預警各指標警限區(qū)間，得出各指標的警級。運用前文確定的擴散指數(shù)DI的計算方法，分別計算出各年份的DI(0)、DI(1)、DI(2)、DI(3)、DI(4)，然后根據(jù)總擴散指數(shù)DI確定的原則確定各年份的警度，具體情況如表5所示。
2.4警情分析和排警措施
從表5可以看出，鄲城縣1998年、2003～2006年處于無警與輕警之間偏向無警，2008年處于輕警與中警之間偏向輕警。主要原因人口增加率較快、總播種面積下降較快、灌溉保證率較低等原因。2010年、2013年處于中警狀態(tài)，主要原因也是人口增加率較快、總播種面積下降較快、糧食作物種植面積所占比例較小、灌溉保證率較低等原因。深層次的原因是計劃生育政策執(zhí)行不力。同時農(nóng)村勞動力外出打工較多，致使復種指數(shù)降低，農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施不完善等原因。鄲城縣要消除耕地警情，需要從以下幾個方面努力:
(1)穩(wěn)定并提高農(nóng)作物播種面積。從前面分析來看，近年來鄲城縣農(nóng)作物播種面積有下降趨勢，因此，鄲城縣要加強耕地保護工作，增加耕地的生產(chǎn)要素投入量，提高復種指數(shù)，提高播種面積特別是糧食作物種植面積。
(2)加強農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。特別是要加強水利設(shè)施建設(shè)，增加對水利建設(shè)的投資，在井灌區(qū)提高標準機電井的數(shù)量，渠灌區(qū)提高溝渠的供水和排水水平，從而提高農(nóng)田的旱澇保收水平水平，增強農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力。
(3)控制人口增長速度。鄲城縣人口增長速度較快，對耕地需求壓力較大，這是鄲城縣耕地和基本農(nóng)田存在警情的重要原因。據(jù)我們調(diào)查，鄲城農(nóng)村實際上每對夫婦一般都有2個孩子，部分有3個。要嚴格貫徹國家的計劃生育政策，對管理不嚴的部門出臺懲罰措施，同時，要向群眾宣傳國家的計劃生育及少生優(yōu)生政策。
(4)加快農(nóng)業(yè)科技進步步伐，提高農(nóng)業(yè)的比較效益。大力推廣節(jié)本增效栽培技術(shù)、優(yōu)質(zhì)高效無公害生產(chǎn)技術(shù)、機械化作業(yè)技術(shù)、測土配方經(jīng)濟施肥技術(shù)，以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營模式，改變傳統(tǒng)的種植習慣和種植模式，降低生產(chǎn)成本，提高種植業(yè)經(jīng)濟效益，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收。
