內蒙古自治區耕地利用效益時空特征分析

聶學海 宋戈 王蓓+王萌萌++劉璐璐

摘要：耕地利用綜合效益是衡量耕地生產能力和農業可持續發展的重要指標，對于保證國家糧食安全、保障社會穩定和維持生態平衡等方面具有重要意義。以內蒙古自治區為研究區，從耕地利用的經濟效益、社會效益、生態效益三方面構建耕地利用綜合效益評價體系，對內蒙古自治區近15年耕地利用效益時空特征進行分析。結果表明：2000—2014年內蒙古自治區耕地利用效益指數整體呈波動變化狀態，經濟效益指數呈上升趨勢，社會效益、生態效益指數在波動中有所下降，綜合效益指數略有上升。內蒙古自治區耕地利用效益具有明顯的空間聚集性，表現為耕地利用經濟效益、社會效益、綜合效益指數空間分布具有一致性，較高水平地區主要分布在河套平原及自治區中部，生態效益指數高的地區主要分布在東部丘陵區。綜合研究發現，在耕地利用效益中，經濟效益、社會效益處于主導位置，生態效益受環境影響大，在今后的耕地利用過程中，應注重社會、經濟、生態三大效益的協調發展。

關鍵詞：耕地；利用效益；時空特征；綜合評價；內蒙古自治區；合理利用；綜合效益

中圖分類號： F323.211文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）04-0206-05

耕地資源在為人類提供最基本的生產和生活資料，產生經濟效益的同時，還具有凈化環境、改善氣候等方面的生態效益和保障國家糧食安全、維護社會穩定等方面的社會效益[1]。隨著新型城鎮化和工業化的加速推進，耕地資源的非農利用已經成為經濟發展和社會進步中的普遍現象。盡管國家一直實行著最嚴格的耕地保護制度，堅守1.2億hm2耕地紅線，但其實施結果與預期有著很大的偏差，我國耕地不僅在質量上下降明顯，數量上也仍在減少，人均耕地僅為954 m2，不到世界水平的40%[2]。內蒙古自治區作為我國糧食主產區之一，耕地資源的高效利用與保護尤為重要。內蒙古自治區耕地面積較大，但其耕地中70%以上為中低產田，質量較差。近年來耕地有機肥施用量呈現下降的態勢，但化肥施用量不斷增加，加之工業“三廢”的排放，致使土壤結構惡化，耕地品質下降。近年來，隨著內蒙古自治區城鎮化的推進，社會經濟的高速發展和城鎮規模的不斷擴大對耕地資源的保護造成了更大的壓力。當前對于內蒙古自治區耕地的研究主要集中在耕地的占補平衡[3]、集約利用[4]和耕地轉出空間格局和規律[5]等方面，對于耕地利用效益的研究鮮有涉及?；诖?，本研究從經濟、社會、生態方面構建耕地利用效益評價模型，對內蒙古自治區近15年耕地利用效益進行評價，并對其時空變化特征進行分析，以期為耕地資源的合理利用和綜合效益的提高提供參考。

1研究區概況

內蒙古自治區位于中國北部邊疆，土地總面積 118.3萬km2，占中國總面積的12.3%，是我國糧食主產區之一，也是我國北部重要的生態安全屏障。內蒙古的地形以高原為主，高原從東北向西南延伸3 000 km，全區地勢由南向北、自西向東緩緩傾斜，一般地區海拔1 000～1 500 m。高原的外沿分布著河套平原、鄂爾多斯高原和遼嫩平原，這3個地區中除鄂爾多斯高原土質較差和比較干旱以外，其他2個地區均為肥土沃野，是自治區的主要農耕地帶。2000年內蒙古自治區耕地面積為731.7萬hm2。近15年，自治區耕地面積在2000—2003年呈下降趨勢，耕地面積減少45.4萬hm2，2004—2014年呈增長趨勢（除2006年外，2006年較2005年減少22.21萬hm2），耕地面積增加212萬hm2。2014年，內蒙古農業生產喜獲豐收，糧食生產再創歷史新高，實現了內蒙古糧食生產歷史性的11連豐。2014年糧食總產達到275.35億kg以上，較上年增產136.65億kg，2014年內蒙古農作物總播面積繼續保持在666.7萬hm2以上，糧食作物播種面積573.4萬hm2，同比增加11.7萬hm2，增長2%。短短11年時間，糧食綜合生產能力再增138.9億kg，為國家打造了一個250億kg商品糧基地。從數量上看，除個別年份外，其耕地面積總體呈增長趨勢。

2研究方法及數據來源

2.1耕地利用效益評價指標體系的構建及指標權重確定

耕地利用效益涉及經濟、社會、生態效益3個方面。經濟效益指對于耕地資金、勞力、科學技術的投入，具體表現為耕地產量的增加、生產成本的降低以及生產效率的提升等；社會效益是耕地利用中對于社會糧食安全和社會穩定等的保障水平；生態效益則強調耕地利用對水資源、土壤等生態環境的影響。為了合理、全面、科學地評價耕地利用效益狀況，遵循全面性、系統性、可操作性等原則，參考相關研究成果[6-10]，結合內蒙古自治區自身實際情況和數據的可獲取性，分析選取了人均糧食產量等6個社會效益指標、土地生產力等5個經濟效益指標和復種指數等7個生態效益評價指標構架內蒙古自治區耕地利用效益評價指標體系（表1）。

評價體系中，不同評價指標對于整個評價單元的影響程度不同，因而根據每個指標對于評價單元影響程度的大小賦予相應的權重。本研究采用熵權法[11]對耕地利用效益評價指標賦予相應權重，并根據評價指標體系層級結構得出各層次指標權重值（表1）。

2.2數據來源及處理

本研究所涉及的數據主要來源于《內蒙古統計年鑒》（2001—2015）、《中國城市統計年鑒》（2001—2015）、各盟市國民經濟與社會發展統計公報以及各政府門戶網站、政府工作報告等。為使各項評價指標具有可比性，本研究采用極差標準化方法對各指標數據進行處理，以處理后的數據值作為評價的基礎（表2），方法如下。

對于正向指標：

[JZ]x′ij=[SX（]xij-xijminxijmax-xijmin[SX）]；

對于逆向指標：

[JZ]x′ij=[SX（]xijmax-xijxijmax-xijmin[SX）]。

式中：xij為指標實際值；x′ij為極差標準化后數值；i為指標個數；j為年份；xijmax表示第i個指標第j年的最大值；xijmin表示第i個指標第j年的最小值。

2.3耕地利用效益評價模型

依據上文的數據處理，結合評價指標的權重，確定耕地利用效益評價模型如下：

]x′ij×wij；E=∑[DD（]n=11i=7[DD）]x′ij×wij；F=∑[DD（]n=18i=12[DD）]x′ij×wij；C=Ewe×Sws×Fwf。[JP]

式中：x′ij為指標極差標準化后數值；wij為指標權重；S、E、F、C分別為耕地利用社會效益、經濟效益、生態效益、綜合效益；we、ws、wf分別為經濟效益、社會效益、生態效益所對應的層級權重。為了方便繪圖分析，對耕地利用效益評價模型所得分值通過公式（耕地利用效益×10+100）處理得到耕地利用效益指數。如耕地利用社會效益=S×10+100，經濟效益、生態效益、綜合效益也同理。

為了對內蒙古自治區當前耕地利用特征進行區域分析，依據上述評價模型，選取2014年各地區12個盟市相關數據進行耕地利用效益評價，并應用ARCGIS 9.3軟件以盟市為評價單元建立耕地利用效益數據庫，進行統計計算，運用反距離權重插值法（IDW）對全區耕地利用效益指數空間分布進行直觀顯示。

3結果與分析

3.1內蒙古自治區耕地利用效益時間變化分析

根據前文所述耕地利用效益評價模型，計算得出內蒙古自治區耕地利用經濟效益、社會效益、生態效益、綜合效益指數動態變化趨勢圖（圖2）。經濟效益（E）呈明顯增長趨勢，生態效益（F）呈明顯下降趨勢，社會效益（S）和綜合效益（C）基本呈現增長趨勢。

從圖2中可以看出，2000—2014年內蒙古耕地利用效益變化可以分為3個階段：（1）第1階段（2000—2003年）耕地利用社會效益、經濟效益、生態效益、綜合效益總體呈現下降趨勢，耕地利用生態效益總體高于經濟效益、社會效益及綜合效益（僅2000年社會效益高于生態效益），2000年達到其峰值106.20。這一階段內蒙古自治區耕地資源生態環境較好，如水土協調度為84%，明顯高于后期指數。單位耕地農藥、化肥施用量少，耕地的復種指數相對較低，耕地承受生態壓力少；人口較少，人均糧食產量高，社會需求滿足度也較高，勞動力轉移指數低，社會效益指數也明顯高于經濟效益指數。但由于這一階段社會經濟發展水平不高，農業機械化水平低，萬元產值能耗處在一個較高水平，耕地利用經濟效益指數偏低，在2001年達到其最低值，僅為101.65。（2）第2階段（2004—2010年）耕地利用效益指數均呈現波動變化，經濟效益指數在波動中有所上升，由2004年的102.37上升到2010年的104.93；生態效益指數和社會效益指數在波動中基本持平；綜合效益有小幅增加。總體來看，生態效益指數高于經濟效益、社會效益、綜合效益指數，社會效益指數最低；這一階段，隨著社會經濟的發展，農業機械化水平提高，農業增加值在農林牧漁增加值中的比重不斷上升，糧食單產增加，經濟效

益指數呈現增長趨勢；人均耕地面積、人均糧食產量、勞動力轉移系數率均出現波動變化。在2007年，人均耕地面積、人均糧食產量分別為0.287 6 hm2/人、520.41 kg/人，均為近15年的最低值。這一時期耕地利用社會效益指數變化顯著，生態效益變化較小，水土協調度為71%。（3）第3階段（2011—2014年）耕地利用社會、經濟、綜合效益指數呈現明顯上升趨勢，生態效益指數下降明顯，總體表現為經濟效益指數>社會效益指數，綜合效益指數>生態效益指數，經濟效益指數增長明顯，由106.38上升為109.61，社會效益、綜合效益分別增加3.54、2.23。這一時期，農業機械化水平由 5.214 3 kW/hm2 上升為8.134 7 kW/hm2，農業增加值占農林牧漁增加值比重由53%上升到60%；勞動力轉移指數上升，農民人均GDP增長，社會需求滿意度穩步提升；萬元產值能耗有所下降，但每公頃耕地化肥、農藥施用量卻大大增加，復種指數連年上升，水土協調度僅為53%，導致耕地利用生態效益下降明顯?？傮w看來，近15年內蒙古自治區耕地利用效益整體呈上升趨勢，但在提高社會效益和經濟效益的同時，忽略了耕地利用生態效益。

3.2內蒙古自治區耕地利用效益空間特征分析

為了研究內蒙古自治區耕地利用效益水平在空間地域上的分布差異，以2015年《內蒙古自治區統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》、各盟市（共12盟市）的統計數據為基礎，依照上述評價模型，對各盟市耕地利用綜合效益（C）、社會效益（S）、經濟效益（E）、生態效益（F）進行評價，并在ARCGIS 93中應用反距離權重插值法（IDW）對各盟市耕地利用效益進行直觀顯示。

3.2.1內蒙古自治區耕地利用效益空間分布

內蒙古自治區耕地利用社會效益指數處于103.00～104.00的地區集中分布在自治區中部地區，包括呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市及巴彥淖爾市4市。興安盟、呼倫貝爾、通遼3市耕地利用社會效益指數介于102.00～103.00，赤峰市、錫林郭勒盟及

烏蘭察布市耕地利用社會效益指數在101.00～102.00之間，而烏海市及阿拉善盟耕地利用社會效益指數小于10100。經統計，全區人均糧食產量和人均耕地面積平均水平為 1 017.65 kg/人、0.26 hm2/人，勞動力轉移指數和土地墾殖指數的平均水平為52.75%、10.89%。呼和浩特市等地區社會效益指數高得益于其人均糧食產量高于平均水平的2倍之多，人均耕地面積也遠遠高于其他地區；勞動力轉移指數高且土地墾殖系數也處在自治區前列；呼倫貝爾等3市土地墾殖指數也較高，但其人均耕地面積較少且人均糧食產量較低；赤峰市、錫林郭勒盟與烏蘭察布市人均糧食產量還不到自治區平均水平的一半，勞動力轉移指數較低，單位耕地勞動力過多，錫林郭勒盟草原資源豐富，但耕地資源很少，土地墾殖系數不足自治區平均水平的1/5，嚴重制約著耕地利用社會效益。烏海市人均糧食產量僅為70.52 kg/人，遠遠低于聯合國規定的255 kg/人的平均水平，且其人均耕地面積僅為 0.01 hm2/人；阿拉善盟受限于其地形、氣候條件，地域內多沙漠，很大程度上制約著耕地利用社會效益的提高。

耕地利用經濟效益指數大于103.00的地區有呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市及巴彥淖爾市，經濟效益指數介于102.00～103.00之間的盟市為呼倫貝爾市、興安盟、通遼市及赤峰市，而阿拉善盟、烏海市經濟指數在101.00～102.00之間，錫林郭勒盟與烏蘭察布市則低于101.00。呼和浩特等3市組成了自治區著名的“呼包鄂城市群”，經濟水平發展高，農民人均純收入高，且耕地質量好，糧食單產高；巴彥淖爾市地處“河套平原”，地勢平坦，沃野千里，耕地生產力高，糧食單產在自治區名列前茅，且其機械化水平也高于其他地區，單位耕地農業總產值約為自治區平均水平的2倍；呼倫貝爾等4市耕地利用經濟效益指數處在較高水平，糧食單產處在自治區前列，農業機械化水平處于自治區平均水平，農民人均純收入低于呼和浩特等地區；烏海市及阿拉善農民人均純收入較高，農業機械化水平及糧食單產均處于自治區平均水平上下，耕地利用經濟效益指數較低；錫林郭勒盟與烏蘭察布土地生產力嚴重受到降水的影響，且耕地質量低，大型的農業機械無法開展作業，農業機械化程度低，不足自治區平均水平的1/2，單位面積農業總產值也遠遠低于其他地區。

呼倫貝爾、興安盟、通遼3市因其耕地復種指數低，為78.3%、70%、75.2%，遠低于自治區平均水平（97.91%），加之其單位耕地化肥施用量為206.32、102.63、133.00 kg/hm2，單位耕地農藥使用量為0.68、0.97、0.76 kg/hm2，均低于自治區的平均水平，且為自治區的最低水平，使其耕地利用生態效益指數為全區最高（大于103.00）。耕地利用效益指數介于102.00～103.00的地區包括赤峰市、錫林郭勒盟、烏蘭察布市及巴彥淖爾市，該類地區典型特征為耕地復種指數極高，受氣候、地形條件影響嚴重，且單位耕地化肥施用量和農藥施用量較高。阿拉善盟及烏海市耕地利用效益指數小于101.00，因其耕地復種指數偏高，為101.2%與117.6%，森林覆蓋率偏低；單位耕地面積農藥使用量為9.04、8.81 kg/hm2，化肥施用量為513.52、703.73 kg/hm2，遠高于自治區平均水平（自治區平均水平：農藥使用量3.98 kg/hm2、化肥施用量 368.05 kg/hm2），導致土壤結構被破壞，土地生產力退化，耕地利用生態效益處在全區最低水平。

綜合效益指數高于103.00的地區包括呼和浩特、包頭、鄂爾多斯市及巴彥淖爾市，與社會效益指數與經濟效益指數分布具有相似性，說明內蒙古自治區耕地利用效益高的地區受社會經濟驅動力明顯。呼倫貝爾市、赤峰市、通遼市及興安盟綜合效益指數位于102.00～103.00，說明內蒙古自治區大部分地區耕地利用效益處于中等水平，這些地區綜合效益指數較低，主要受經濟效益或社會效益影響較大。錫林郭勒盟與烏蘭察布市耕地利用效益指數介于101.00～102.00，低于 101.00 的地區包括烏海市與阿拉善盟，這些地區由于社會經濟水平發展較低，綜合效益受影響較大。

3.2.2內蒙古自治區耕地利用效益空間聚類分析

通過對內蒙古自治區耕地利用效益指數空間分布情況的分析，內蒙古自治區耕地利用效益呈一定的空間分布特征，為了更好地把握耕地利用效益空間變化規律，對內蒙古自治區2014年各盟市耕地社會效益、經濟效益、生態效益進行有效概括，對2014年內蒙古自治區耕地利用社會效益、經濟效益、生態效益指數進行聚類分析，分析結果如表3所示。

可以看出，Ⅰ類地區耕地利用綜合效益高，經濟效益與社會效益起主導作用；Ⅱ類地區綜合效益較高，經濟社會效益不高但是較協調，生態效益占主要優勢；Ⅲ類地區耕地利用綜合效益偏低；Ⅳ類地區耕地利用綜合效益較低，其社會效益與生態效益均處于較低水平。

綜合分析內蒙古自治區耕地利用效益分布特征，表現為具有一定的空間集聚性。表現為耕地利用經濟效益、社會效益高的地區，其綜合效益指數也高，而且集中分布在河套平原及自治區中部，這些地區經濟社會發展水平較高，也可以說這些地區的耕地利用主要受社會效益、經濟效益的影響；而生態效益高的地區主要分布在東部丘陵區，這些地區經濟水平發展較低，所承擔的環境壓力較小，耕地利用生態效益水平也相對較高。

4結論與討論

為了有效把握內蒙古自治區耕地利用效益時空特征，本研究以內蒙古自治區2000—2014年統計數據以及2014年12個盟市相關數據構建耕地利用效益評價模型，開展耕地利用效益指數時間序列變化特征與空間分布規律研究。結果表明：（1）2000—2014年內蒙古自治區耕地利用效益指數變化表現為經濟效益指數整體呈上升趨勢，由102.30上升為109.61；社會效益、生態效益以及綜合效益指數呈現波動變化趨勢，其中生態效益指數有所下降，綜合效益及社會效益指數在波動中略有上升。在時間序列上，內蒙古自治區耕地利用效益變化呈現出階段性特征：第1階段（2000—2003年）耕地利用社會效益、經濟效益、生態效益、綜合效益總體呈現下降趨勢，耕地利用生態效益總體高于經濟效益、社會效益、及綜合效益（僅2000年社會效益高于生態效益），2000年達到其峰值106.20。第2階段（2004—2010年）耕地利用效益指數均呈現波動變化，經濟效益指數在波動中有所上升，由2004年的102.37上升到2010年的104.93；生態效益指數和社會效益指數在波動中基本持平；綜合效益有小幅增加。第3階段（2011—2014年）耕地利用社會效益指數、經濟效益指數、綜合效益指數呈現明顯上升趨勢，生態效益指數下降明顯，總體表現為經濟效益指數>社會效益指數，綜合效益指數>生態效益指數，經濟效益指數增長明顯，由106.38上升為 109.61。綜合內蒙古自治區耕地利用效益的階段性變化特征來看，耕地數量、農業生產環境及自然條件、農業生產效率等對耕地利用效益產生了不同程度的影響。（2）內蒙古自治區耕地利用效益具有明顯的空間聚集性，表現為耕地利用經濟效益、社會效益、綜合效益指數空間分布具有一致性，較高水平地區主要分布在河套平原及自治區中部，生態效益指數高的地區主要分布在東部丘陵區。對其進行聚類分析，耕地利用效益空間分布主要可以分為4類：Ⅰ類地區耕地利用綜合效益高，經濟效益與社會效益起主導作用；Ⅱ類地區綜合效益較高，經濟社會效益不高但是較協調，生態效益占主要優勢；Ⅲ類地區耕地利用綜合效益偏低；Ⅳ類地區耕地利用綜合效益較低，其社會效益與生態效益均處于較低水平。綜合分析內蒙古自治區耕地利用效益分布特征，表現為具有一定的空間集聚性。表現為耕地利用經濟效益、社會效益高的地區，其綜合效益指數也高，而且集中分布在河套平原及自治區中部，這些地區經濟社會發展水平較高，也可以說這些地區的耕地利用主要受社會效益、經濟效益的影響；而生態效益高的地區主要分布在東部丘陵區，這些地區經濟水平發展較低，所承擔的環境壓力較小，耕地利用生態效益水平也相對較高。綜合研究發現，在耕地利用效益中，經濟效益、社會效益處于主導位置，生態效益受環境影響大，在今后的耕地利用過程中，應注重社會效益、經濟效益、生態效益三大效益的協調發展。（3）本研究所采用的研究方法以及得出的結論對實現自治區耕地利用效益具有一定參考意義，但影響自治區耕地利用綜合效益的因子種類眾多且有些指標難以量化，如農戶自行的土地利用行為、國家農業政策的調整以及農地利用規劃的影響等。本研究是在假定這些因素對耕地利用效益一定的前提下進行研究，進一步的研究將把這些因素考慮進去，以便進一

步的深化研究。

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