基于PSR模型的耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)
——以長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)為例

楊 俊,宋振江, 李 爭(zhēng)

(1.東華理工大學(xué) 測(cè)繪工程學(xué)院, 南昌 330013; 2.流域生態(tài)與地理環(huán)境監(jiān)測(cè)國家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330013; 3.東華理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 南昌 330013)

基于PSR模型的耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)
——以長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)為例

楊 俊1,2,宋振江1,2, 李 爭(zhēng)3

(1.東華理工大學(xué) 測(cè)繪工程學(xué)院, 南昌 330013; 2.流域生態(tài)與地理環(huán)境監(jiān)測(cè)國家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330013; 3.東華理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 南昌 330013)

為探索長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全現(xiàn)狀及耕地生態(tài)安全影響因素的內(nèi)在作用機(jī)理,基于PSR模型進(jìn)行耕地生態(tài)安全測(cè)度，選取了單位面積COD負(fù)荷、單位面積SO2負(fù)荷、耕地壓力指數(shù)等36個(gè)變量，通過評(píng)價(jià)值轉(zhuǎn)化、綜合評(píng)價(jià)值計(jì)量、協(xié)調(diào)度測(cè)算等方法而剖析研究區(qū)域的耕地生態(tài)安全問題。結(jié)果表明：鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片位為流域耕地生態(tài)安全之首。鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片的耕地生態(tài)安全壓力亦在其他區(qū)域之上，而除江淮平原(江蘇地區(qū)以外)各個(gè)流域的耕地生態(tài)安全響應(yīng)系統(tǒng)皆相對(duì)薄弱，且未來耕地生態(tài)安全堪憂。流域內(nèi)多地呈現(xiàn)出綜合評(píng)價(jià)得分與協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)值呈負(fù)相關(guān)的態(tài)勢(shì)，表明地區(qū)隱藏的生態(tài)危機(jī)廣泛存在。由此得出：(1) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式對(duì)耕地生態(tài)安全存在關(guān)聯(lián)性影響；(2) 地形地貌以及水熱條件對(duì)耕地生態(tài)安全具有內(nèi)在影響；(3) 因地制宜的污染治理是耕地生態(tài)緩解與治理的必要環(huán)節(jié)。

長江中下游; 糧食主產(chǎn)區(qū); PSR模型; 耕地生態(tài)安全

耕地生態(tài)安全問題根植于生態(tài)文明建設(shè)之中，是新時(shí)期國家對(duì)土地資源可持續(xù)利用、耕地生態(tài)狀況、糧食安全以及永續(xù)發(fā)展問題的戰(zhàn)略性關(guān)切，事關(guān)國計(jì)民生與偉大復(fù)興的“中國夢(mèng)”的實(shí)現(xiàn)，故而其得到國土資源、種植業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)及相關(guān)部門的廣泛關(guān)注。生態(tài)文明下耕地生態(tài)安全的定義傾向于資源可持續(xù)利用視角，其將耕地生態(tài)安全定位為既能夠使當(dāng)代人有序利用耕地資源以汲取生活所需，又能夠使子孫后代受益于耕地資源所給予的生計(jì)來源的一種可持續(xù)利用的狀態(tài)[1-4]。當(dāng)前，耕地生態(tài)安全問題的探索更傾向于對(duì)糧食安全問題的思考，研究切入點(diǎn)主要集中于化肥農(nóng)藥對(duì)土壤的作用[5-6]、種植結(jié)構(gòu)與地理地貌等客觀載體的契合性[7]、農(nóng)業(yè)動(dòng)力對(duì)耕地安全的影響[8-9]、可持續(xù)利用問題[10-13]、地力與復(fù)種指數(shù)[14-15]等問題。通過文獻(xiàn)研究可知，當(dāng)前學(xué)者更為關(guān)注對(duì)耕地資源利用、承載力等方面加以探索，研究方法更傾向于對(duì)面板數(shù)據(jù)、調(diào)查數(shù)據(jù)的分析與探討，而從綜合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、地形地貌等方面的研究甚少，因此文章基于微觀視角，通過對(duì)研究區(qū)域地形地貌的探究、融匯多方社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來構(gòu)造“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”(Pressure—State—Response，簡(jiǎn)稱PSR)模型，以剖析區(qū)域耕地生態(tài)安全問題，籍以為區(qū)域耕地資源生態(tài)問題緩解與治理提供借鑒，以期促成區(qū)域耕地利用生態(tài)系統(tǒng)安全，緩解人地矛盾，促進(jìn)區(qū)域耕地資源的可持續(xù)利用。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

長江中下游地區(qū)是我國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，其中江蘇、安徽、湖北、湖南、江西五省位為全國糧食主產(chǎn)省份之列，然而由于省域尺度易造成糧食主產(chǎn)地范圍的模糊性，故而引入余糧區(qū)的概念從市域視角來劃定重要余糧區(qū)(圖1)。余糧區(qū)的概念是既能夠滿足本地居民糧食消費(fèi)需求，又能向外輸出糧食產(chǎn)品的地區(qū)，其公式為：

(1)

文章選取長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)作為研究對(duì)象，目的在于窺測(cè)長江經(jīng)濟(jì)帶耕地資源的生態(tài)狀況，以為進(jìn)一步的深化耕地治理、提升地力、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)以及服務(wù)區(qū)域乃至全國發(fā)展服務(wù)。而在對(duì)長江中游經(jīng)濟(jì)帶糧食主產(chǎn)區(qū)中，研究尺度為市域尺度則更加切合流域的范圍，將社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)與環(huán)境及地形地貌等因素相結(jié)合，將宏觀生態(tài)安全問題寓于微觀視角加以剖析，更能夠深入刻畫耕地生態(tài)安全問題的內(nèi)在機(jī)理，以探尋生態(tài)緩解與治理對(duì)策機(jī)制，故而選取該研究區(qū)域與研究尺度具有典型性意義。

圖1 長江中下游余糧區(qū)

1.2 數(shù)據(jù)來源

長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)的余糧區(qū)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)層面影響數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計(jì)年鑒(2003—2014)、長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各省統(tǒng)計(jì)年鑒(2003—2014)、中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒(2003—2014)、中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒(2003—2014)、各省各市歷年統(tǒng)計(jì)年鑒、各省各市歷年統(tǒng)計(jì)公報(bào)、各省各市歷年各專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)報(bào)告等。地形地貌數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云提供的DEM影像、Landset7 ETM SLC-off衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品(2003)以及地理國情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)的公開數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)處理方法

2.1.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的目的在于統(tǒng)一各個(gè)指標(biāo)的單位與量綱，即無量綱化，本文采用標(biāo)準(zhǔn)差方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其公式為：

(2)

2.1.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算公式為：

(3)

(4)

式中:VCoefficient為每個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)；Wj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

2.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

PSR模型即“壓力(Pressure)—狀態(tài)(State)—響應(yīng)(Response)”模型，其源于20世紀(jì)70年代世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)所提出的生態(tài)評(píng)價(jià)模型(根植于“原因—效益—反應(yīng)”原理)[18-19]。PSR主要調(diào)節(jié)what、why、how等三個(gè)問題[20]。對(duì)于該模型，諸多學(xué)者對(duì)其做了有益的探索，冷疏影等[21]基于PSR模型構(gòu)建土地質(zhì)量指標(biāo)體系；殷克東等[22]通過增添經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、行為者變量以修正PSR模型；李爭(zhēng)等[23]基于PSR模型進(jìn)行生態(tài)文明建設(shè)；宋振江等[19]將PSR模型用于探求流域耕地生態(tài)安全問題；顏利等[24]通過建立流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和PSR框架評(píng)價(jià)模型對(duì)流域生態(tài)健康予以研究。文章在前人研究的基礎(chǔ)上構(gòu)造基于PSR的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)，以探索區(qū)域耕地生態(tài)安全問題，故而文章所構(gòu)建的PSR模型框架存在3個(gè)子系統(tǒng)。

2.2.1 壓力子系統(tǒng) 壓力子系統(tǒng)是由農(nóng)藥與化肥的施用、COD與SO2負(fù)荷、耕地壓力指數(shù)、復(fù)種指數(shù)、人口供養(yǎng)問題、工業(yè)污染所構(gòu)成。農(nóng)藥與化肥的施用同糧食產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)含義服從邊際報(bào)酬遞減規(guī)律，即當(dāng)農(nóng)藥與化肥科學(xué)合理施用范疇內(nèi)，所獲得的糧食生產(chǎn)總效用呈現(xiàn)遞增態(tài)勢(shì)，然而當(dāng)糧食生產(chǎn)的邊際效用為零時(shí)，則顯現(xiàn)出農(nóng)藥與化肥的施用所帶來的糧食生產(chǎn)正效用達(dá)到臨界，此后再增加農(nóng)藥與化肥的投入將對(duì)糧食生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)效益，耕地系統(tǒng)安全遭到破壞。當(dāng)前，由于農(nóng)村地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)缺乏科學(xué)的培訓(xùn)與指導(dǎo)，存在過量施用農(nóng)藥與化肥以及錯(cuò)誤施用化學(xué)性質(zhì)不適宜性農(nóng)藥與化肥的現(xiàn)象，以致造成土壤板結(jié)、地力下降、有機(jī)質(zhì)流失等負(fù)面現(xiàn)象，以此威脅耕地生態(tài)安全[6]。COD與SO2負(fù)荷問題主要反映在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，從空間視覺探查耕地資源的生態(tài)性，以此來探求耕地資源的可持續(xù)利用[25]。人口對(duì)耕地資源生態(tài)壓力的問題更多反映在耕地壓力指數(shù)、非農(nóng)人口比例、人口供養(yǎng)量、復(fù)種指數(shù)等方面。耕地壓力是綜合對(duì)糧食自給率、人均糧食需求量、復(fù)種指數(shù)、糧食作物種植面積占農(nóng)作物播種面積的比例、糧食播種單位面積產(chǎn)量、實(shí)際人均耕地面積的考察，其可展現(xiàn)出耕地資源對(duì)于人口問題的負(fù)荷程度。根據(jù)《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要(2008—2020年)》，到2020年人均糧食需求量不低于395 kg，糧食自給率穩(wěn)定在95%以上。國家食物與營養(yǎng)咨詢委員會(huì)提出，基本小康社會(huì)、全面小康社會(huì)、向富裕階段過渡時(shí)期的糧食安全目標(biāo)分別為391 kg/人、437 kg/人、472 kg/人[10]。基于長江中下游流域城鎮(zhèn)化程度以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，將人均糧食需求量設(shè)為437 kg/人。非農(nóng)人口比例與單位糧食播種面積人口供養(yǎng)量共同指向耕地可持續(xù)人口供養(yǎng)能力，其更側(cè)重于耕地遠(yuǎn)期服務(wù)能力以及生態(tài)容量[11]。復(fù)種指數(shù)問題同氣候變化、宏觀政策、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)會(huì)成本密切相關(guān)，這其中存在兩對(duì)矛盾，其一是當(dāng)前伴隨溫室效應(yīng)糧食作物熟制界限逐步北移與當(dāng)前國家出臺(tái)輪作休耕制度力圖恢復(fù)地力之間的矛盾；其二是農(nóng)戶基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)會(huì)成本的考量更傾向于進(jìn)城務(wù)工以獲取更高收益而致使部分耕地復(fù)種指數(shù)下滑甚至撂荒現(xiàn)象。這兩個(gè)矛盾集結(jié)點(diǎn)在于如何在保持耕地地力的前提下構(gòu)造合理的耕作制度并增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益且使之占據(jù)比較優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來緩解當(dāng)前的生態(tài)問題，因此對(duì)復(fù)種指數(shù)問題的探尋具有生態(tài)、政策、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多方面的現(xiàn)勢(shì)性意義[11]。工業(yè)污水排放問題的提出是對(duì)耕地土壤污染情況與農(nóng)業(yè)用水質(zhì)量的考量。由于農(nóng)地產(chǎn)權(quán)界限的不明晰，造成“公地的悲劇”，工業(yè)企業(yè)排污尋租致使土壤、水資源系統(tǒng)污染，耕地生態(tài)安全遭受威脅，因此置此以為探究耕地生態(tài)安全壓力問題[26-27]。

2.2.2 狀態(tài)子系統(tǒng) 狀態(tài)子系統(tǒng)是由海拔、坡度、年降水量、平均氣溫、水網(wǎng)密度、地表水環(huán)境質(zhì)量、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土地墾殖率、主要耕作地類比重、灌溉問題、糧食產(chǎn)值與產(chǎn)量、森林覆蓋率、除澇面積、農(nóng)機(jī)動(dòng)力等方面構(gòu)成。其中海拔、坡度、年降水量、平均氣溫、水網(wǎng)密度、地表水環(huán)境質(zhì)量、土壤有機(jī)質(zhì)含量等變量側(cè)重于從地理因素來考察研究區(qū)域地形地貌等特征對(duì)耕地生態(tài)安全的影響，以此實(shí)現(xiàn)從空間視域探查耕地資源優(yōu)異程度、生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)[25,27]。土地墾殖率、主要耕作地類比重、糧食產(chǎn)值與產(chǎn)量等變量在于闡釋經(jīng)發(fā)展存在差異的流域耕地生態(tài)安全可從協(xié)同耕地糧食生產(chǎn)變量視覺基于整體性加以衡量[17,27]。灌溉與除澇變量側(cè)重于從水利保障與農(nóng)田保護(hù)角度加以分析[27-28]，森林覆蓋率則是對(duì)涵養(yǎng)水土、維系生態(tài)多樣化、屏護(hù)耕地資源的測(cè)評(píng)[27-29]，農(nóng)機(jī)動(dòng)力變量用以考量研究區(qū)域現(xiàn)有生產(chǎn)力對(duì)耕地生態(tài)安全的影響，以及現(xiàn)有生產(chǎn)動(dòng)力系統(tǒng)衍生的生態(tài)問題[8-9,26]。

2.2.3 響應(yīng)子系統(tǒng) 響應(yīng)子系統(tǒng)側(cè)重于動(dòng)態(tài)響應(yīng)變量的考察，其包括森林面積增長率、區(qū)域突發(fā)環(huán)境事件變化率、工業(yè)固體廢物處置率、SO2去除率、生活垃圾清運(yùn)量增長率、自然災(zāi)害救濟(jì)變化率、水土流失治理面積變化率、生態(tài)治理投資占GDP比重、區(qū)域水庫庫容凈增長率、農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資增長率、區(qū)域GDP增長率等。森林面積增長率變量的選取歸因于森林的生態(tài)效益與耕地經(jīng)濟(jì)效益的正向關(guān)系對(duì)生態(tài)和諧與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的共贏起到積極的推動(dòng)作用[27,29]。工業(yè)固體廢物處置率、SO2去除率、生活垃圾清運(yùn)量增長率等變量從環(huán)境視覺來探尋外部污染治理對(duì)耕地生態(tài)狀況的影響[27-28]，區(qū)域突發(fā)環(huán)境事件變化率、自然災(zāi)害救濟(jì)變化率、水土流失治理面積變化率、生態(tài)治理投資占GDP比重等變量則從生態(tài)緩解與治理的角度加以評(píng)價(jià)[27-29]，區(qū)域水庫庫容凈增長率從農(nóng)田水利保障角度對(duì)耕地生態(tài)安全問題加以研究[27-29]，農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資增長率、區(qū)域GDP增長率等則從經(jīng)濟(jì)視角探尋各方對(duì)耕地生態(tài)安全問題的緩解力度[27-29]。上述變量共同指向生態(tài)緩解與治理問題，砥礪耕地可持續(xù)利用研究。

表1 糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 PSR子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值轉(zhuǎn)化方法

PSR子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值，即通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的各指標(biāo)值進(jìn)行加權(quán)平均所取得的值。為直觀比較各評(píng)價(jià)單元的差異，將各個(gè)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值轉(zhuǎn)化為百分制得分[23,29-30]，故存在轉(zhuǎn)化公式：

(5)

式中：Ei為進(jìn)行百分制轉(zhuǎn)化后的評(píng)價(jià)值；Mk，Mkmax，Mkmin分別表示各系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值、最大評(píng)價(jià)值及最小評(píng)價(jià)值。

2.4 PSR綜合評(píng)價(jià)值測(cè)算方法

PSR模型的綜合評(píng)價(jià)值測(cè)算方法為：

(6)

式中：CEi表示綜合評(píng)價(jià)值；Wj，Mij分別為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，第i省第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

2.5 PSR協(xié)調(diào)度測(cè)算方法

PSR模型的壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個(gè)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，故而引入?yún)f(xié)調(diào)度函數(shù)予以測(cè)算其關(guān)聯(lián)性，其公式為：

(7)

3 長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全實(shí)證研究

3.1 長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)圖2的耕地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)圖可知，江淮平原的揚(yáng)州與淮安、鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片的宜春、鷹潭、吉安的綜合評(píng)價(jià)得分介于(70,76)之間，平均分為72.459 4，耕地生態(tài)安全綜合狀況位于長江中下游流域前列。江蘇省在耕地生態(tài)安全上的占優(yōu)更多得益于工商經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于農(nóng)業(yè)的反哺。鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片地處江西，該流域生態(tài)環(huán)境在整個(gè)研究區(qū)域處于占優(yōu)地位，此源于該流域鮮有重工業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為傳統(tǒng)，原生性耕地資源利用較好，加之近年建設(shè)生態(tài)文明高地的政策促使鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片加大生態(tài)環(huán)境治理力度，更加推動(dòng)耕地生態(tài)綜合安全的有效提升。而綜合評(píng)價(jià)值介于[60,70)的江淮平原(蚌埠、宿遷、泰州、連云港、鹽城)、江漢平原(荊州)、贛撫平原(撫州)平均得分為65.276 5，然而這一等級(jí)的區(qū)域集中在江淮平原，表明區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡以及地形地貌與水熱條件不均亦會(huì)造成耕地生態(tài)安全的差異。江漢平原與贛撫平原第二產(chǎn)業(yè)粗放經(jīng)營，不合理的工業(yè)污染物排放導(dǎo)致耕地生態(tài)環(huán)境的破壞。而湖北、湖南、江西多發(fā)育山地丘陵地貌，耕地細(xì)碎化嚴(yán)重，且多地交通閉塞，造成耕地資源生態(tài)安全的先天不足。受副熱帶高氣壓帶控制，研究區(qū)域內(nèi)絕大數(shù)地域水熱分布不均，農(nóng)田水利建設(shè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)等緩解措施的落地又與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)綜合安全問題更顯現(xiàn)出兩點(diǎn)矛盾，其一是地形地貌、水熱條件與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾，其二是耕地生態(tài)安全與產(chǎn)權(quán)制度及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾。這兩個(gè)矛盾根植于“既要金山銀山，也要綠水青山”的生態(tài)安全原則，如何堅(jiān)守耕地生態(tài)安全，平衡其與發(fā)展之間的關(guān)系，此為該區(qū)域當(dāng)前以及遠(yuǎn)期需要面臨的重大挑戰(zhàn)。

3.2 長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全子系統(tǒng)評(píng)價(jià)

根據(jù)表1以及圖3—5可知，文中選取36個(gè)指標(biāo)對(duì)長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全加以評(píng)價(jià)，故而對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)如下。

3.2.1 壓力子系統(tǒng)評(píng)價(jià) 從壓力子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值與得分看，江淮平原蚌埠的耕地生態(tài)安全壓力明顯高于其他區(qū)域，其壓力更多來于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口壓力、農(nóng)業(yè)技術(shù)水平相對(duì)落后等方面，致使該地區(qū)耕地生態(tài)安全問題顯現(xiàn)。而鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片的壓力明顯高于長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)內(nèi)其他流域，其中鷹潭地區(qū)受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題、人口壓力、承接高污染企業(yè)(已有江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠)制約耕地生態(tài)的良性發(fā)展，致使流域耕地生態(tài)安全壓力問題較為突出。而江淮平原(江蘇地區(qū))的耕地生態(tài)安全壓力亦十分突出，其主要受制于人口壓力。江蘇地區(qū)是中國重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展重鎮(zhèn)，大規(guī)模的外來人口涌入一方面為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了充足的勞動(dòng)力，但另一方面也加重了耕地承載負(fù)擔(dān)，故而提升耕地利用效率與保護(hù)耕地生態(tài)安全成為該區(qū)域解決問題的重要方向。相對(duì)而言，江漢平原地區(qū)的耕地生態(tài)安全壓力較小。

3.2.2 狀態(tài)子系統(tǒng)評(píng)價(jià) 從狀態(tài)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值與得分看，當(dāng)前一段時(shí)期江漢平原地區(qū)的耕地生態(tài)安全狀態(tài)占優(yōu)，綜合得分為65.841 7，洞庭湖平原、鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片、江淮平原(江蘇地區(qū))次之，然而江淮平原(江蘇地區(qū))各地得分方差較大，顯現(xiàn)出耕地生態(tài)安全狀態(tài)的不均衡性。江漢平原地區(qū)得益于區(qū)位的優(yōu)越性(地形平坦、坐擁長江黃金水道、水熱分配相對(duì)均勻)、土地合理利用、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速等優(yōu)勢(shì)，致使其在海拔、坡度、年降水量、平均氣溫、水網(wǎng)密度、地表水環(huán)境質(zhì)量、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土地墾殖率、水田比重、有效灌溉面積比重、森林覆蓋、除澇面積比重、糧食產(chǎn)量、農(nóng)機(jī)動(dòng)力保有率、耕地產(chǎn)值等方面占優(yōu)。江淮地區(qū)(江蘇地區(qū))存在耕地資源先破壞后整治的過程，得益于其較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)農(nóng)業(yè)的反向投入，然而其評(píng)價(jià)值方差較大反映出流域內(nèi)發(fā)展的不平衡問題。洞庭湖平原、鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片是傳統(tǒng)的農(nóng)耕區(qū)，雖然當(dāng)前的耕地生態(tài)狀態(tài)占優(yōu)，但在耕地屏障、耕地利用效率、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等方面仍存在現(xiàn)實(shí)性問題。

3.2.3 響應(yīng)子系統(tǒng)評(píng)價(jià) 從響應(yīng)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值與得分看，江淮平原(江蘇地區(qū))的平均評(píng)價(jià)得分為69.855 0，位列區(qū)域首位，其次為平均得分66.174 6的鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片地區(qū)，江淮平原(安徽地區(qū))、江漢平原地區(qū)的平均得分51～57，而洞庭湖平原地區(qū)的評(píng)價(jià)得分僅為46.178 5，排名最末。耕地生態(tài)安全響應(yīng)取決于森林覆蓋程度、突發(fā)環(huán)境事件的變化、工業(yè)污染物的處理、生活污染物的清理、自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)程度、生態(tài)環(huán)境治理、水利擴(kuò)容、經(jīng)濟(jì)響應(yīng)等方面。上述結(jié)果表明，地區(qū)的發(fā)展程度與耕地生態(tài)安全響應(yīng)程度具有一定的正相關(guān)關(guān)系，生態(tài)稟賦對(duì)耕地生態(tài)安全響應(yīng)亦存在相關(guān)性。因此，合理加大對(duì)耕地資源的生態(tài)緩解與治理投資建設(shè)、提升災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)能力、加大各方生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)能夠在當(dāng)期及遠(yuǎn)期形成耕地生態(tài)安全保護(hù)屏障，促進(jìn)區(qū)域土地資源可持續(xù)利用。

3.3 長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)

PSR模型的協(xié)調(diào)度即為壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個(gè)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，該評(píng)價(jià)值愈高則表明該省在耕地生態(tài)安全問題上PSR三個(gè)子系統(tǒng)間距與離散程度占優(yōu)[19,23]。經(jīng)測(cè)算，長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)五個(gè)流域耕地生態(tài)安全子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度排序?yàn)檑蛾柡皆M撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片(1.540 8)、江淮平原(江蘇地區(qū))(0.992 1)、江漢平原(-0.638 6)、江淮平原(安徽地區(qū))(-0.827 5)、洞庭湖平原(-1.058 8)。鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片、江淮平原(江蘇地區(qū))在綜合評(píng)價(jià)得分與協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)值同列前位，即說明該區(qū)域耕地生態(tài)安全狀況較好，又表明其綜合評(píng)價(jià)得分與子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。而江漢平原、江淮平原(安徽地區(qū))、洞庭湖平原的耕地生態(tài)安全協(xié)調(diào)度卻與綜合評(píng)價(jià)得分呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明這三個(gè)流域潛伏耕地生態(tài)安全危機(jī)，著力推動(dòng)這些地區(qū)的生態(tài)安全緩解與治理的同時(shí)亦應(yīng)積極協(xié)調(diào)多方面影響因素，積極著力推進(jìn)影響耕地生態(tài)安全的各個(gè)要素在治理中得到充分的考慮，以此進(jìn)一步優(yōu)化這些流域耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度。

圖2耕地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)圖3耕地生態(tài)安全壓力子系統(tǒng)評(píng)價(jià)

圖4耕地生態(tài)安全狀態(tài)子系統(tǒng)評(píng)價(jià)圖5耕地生態(tài)安全響應(yīng)子系統(tǒng)評(píng)價(jià)

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

從長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)視角可見，鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片位于流域耕地生態(tài)安全之首，江淮平原(江蘇地區(qū))次之，亦位居區(qū)域平均水平之上。從耕地生態(tài)安全子系統(tǒng)評(píng)價(jià)視角可見，鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片的耕地生態(tài)安全壓力亦在其他區(qū)域之上，但其現(xiàn)狀亦處于占優(yōu)勢(shì)態(tài)，而除江淮平原(江蘇地區(qū)以外)各個(gè)流域的耕地生態(tài)安全響應(yīng)系統(tǒng)皆相對(duì)薄弱，且未來耕地生態(tài)安全堪憂。由耕地生態(tài)安全子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)可知，流域內(nèi)多地呈現(xiàn)出綜合評(píng)價(jià)得分與協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)值呈負(fù)相關(guān)的態(tài)勢(shì)，表明地區(qū)隱藏的生態(tài)危機(jī)廣泛存在。基于前述實(shí)證研究，文章可得出如下結(jié)論：

(1) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式對(duì)耕地生態(tài)安全存在關(guān)聯(lián)性影響。鄱陽湖平原—贛撫平原—吉泰盆地—贛西糧食高產(chǎn)片地區(qū)處于中部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，工業(yè)化起步較晚，而在當(dāng)前“去產(chǎn)能”的大背景之下，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、促進(jìn)清潔工業(yè)發(fā)展、加速生態(tài)文明建設(shè)能夠兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展與耕地生態(tài)健康問題。“既要金山銀山，也要綠水青山”，只有實(shí)現(xiàn)自然—社會(huì)系統(tǒng)的有機(jī)共生才能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，因此融合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式與生態(tài)環(huán)境健康是保障耕地生態(tài)安全的有效路徑。

(2) 地形地貌以及水熱條件對(duì)耕地生態(tài)安全具有內(nèi)在影響。長江中下游流域大部分地區(qū)發(fā)育山地丘陵地貌、水熱分布不均，致使耕地細(xì)碎化、交通閉塞，以致無法實(shí)現(xiàn)耕地規(guī)模化經(jīng)營，對(duì)耕地生態(tài)安全、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶來諸多負(fù)影響，因此因地制宜地探尋合理的規(guī)模經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式以適應(yīng)如此的地形地貌與水熱條件是這一地區(qū)耕地生態(tài)緩解的出路，是實(shí)現(xiàn)耕地資源可持續(xù)利用的必由之路。

(3) 污染治理是耕地生態(tài)緩解與治理的必要環(huán)節(jié)。耕地生態(tài)污染的來源是多方面的，如何有效治理工業(yè)“三廢”、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污染物對(duì)耕地資源的污染是維系耕地系統(tǒng)健康不可回避的問題，而其中的根源性問題又在于農(nóng)地產(chǎn)權(quán)不明晰所造成的“公地的悲劇”，因此必須通過明確農(nóng)地產(chǎn)權(quán)來從根源上遏制這種排污尋租，與此同時(shí)亦應(yīng)嚴(yán)懲排污方的排污行為，通過立法等方式確保根源性遏制，以此實(shí)現(xiàn)耕地資源可持續(xù)利用。

4.2 建 議

(1) 各省應(yīng)基于本省省情(地形地貌、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、人口狀況等)來制定適宜本省及所處流域的耕地生態(tài)緩解與治理目標(biāo)方案，諸如森林資源保有情況，部分省區(qū)(如江西省，森林覆蓋率位居全國前列)的林木指標(biāo)已經(jīng)處于飽和狀態(tài)，倘若再加大毀田造林則會(huì)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，又如水庫庫容指標(biāo)問題，應(yīng)結(jié)合各省實(shí)際情況加以控制，順從自然、和諧推進(jìn)是生態(tài)文明建設(shè)的內(nèi)在要求，倘若違背亦會(huì)產(chǎn)生負(fù)影響。與此同時(shí)，耕地生態(tài)安全所涉及的各個(gè)變量應(yīng)同“多規(guī)合一”相契合，與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城市規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，以此實(shí)現(xiàn)協(xié)同、高效治理，促成耕地資源可持續(xù)利用。

(2) 提升耕地生態(tài)保護(hù)意識(shí)是耕地生態(tài)安全治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其根源在于提升各利益攸關(guān)方的參與性意識(shí)，通過利益主體為維護(hù)自身權(quán)益的主動(dòng)緩解與治理行為來形成耕地保護(hù)的長效機(jī)制，是實(shí)現(xiàn)耕地資源有效利用的必要環(huán)節(jié)。

(3) 貫徹與落實(shí)“去產(chǎn)能”方針是實(shí)現(xiàn)耕地生態(tài)安全的又一有效方針，其可通過淘汰落后產(chǎn)能、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)來實(shí)現(xiàn)耕地生態(tài)污染的源頭治理，實(shí)現(xiàn)耕地資源的可持續(xù)利用，保障耕地紅線不縮水，堅(jiān)持走綠色發(fā)展道路。

[1] 宋振江,楊俊,李爭(zhēng).基于層次分析法的礦糧復(fù)合區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià):以相山鈾礦為例[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2015,33(3):355-360.

[2] 崔明哲,楊鳳海,李佳.基于組合賦權(quán)法的哈爾濱市耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].水土保持研究,2012,19(6):184-187.

[3] 蔡海生,張學(xué)玲,周丙娟.生態(tài)環(huán)境脆弱性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的理論與方法[J].中國水土保持,2009(2):18-22.

[4] 蔡海生,陳美球,趙小敏.脆弱生態(tài)環(huán)境脆弱度評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(2):270-275.

[5] 周喜應(yīng).淺談我國的農(nóng)藥與糧食安全[J].今日農(nóng)藥,2014(11):14-16.

[6] 曾靖,常春華,王雅鵬.基于糧食安全的我國化肥投入研究[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題,2010(5):66-70.

[7] 劉乃全,劉學(xué)華.勞動(dòng)力流動(dòng),農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整與糧食安全：基于“良田種樹風(fēng)”的一個(gè)分析[J].南方經(jīng)濟(jì),2009(6):15-24.

[8] 劉紅,何蒲明.農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)我國糧食安全的影響研究[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),2014(5):3-5.

[9] 張宗毅,劉小偉,張萌.勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移背景下農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)糧食生產(chǎn)貢獻(xiàn)研究[J].農(nóng)林經(jīng)濟(jì)管理學(xué)報(bào),2014,13(6):595-603.

[10] Xiaoqing S, Zhu O. 1999—2007年中國糧食安全的關(guān)鍵影響因素[J].地理學(xué)報(bào),2012,67(6):793-803.

[11] 謝平,文倩,孫水娟,等.基于人糧關(guān)系的湖南省耕地資源人口承載力研究[J].水土保持研究,2012,19(4):274-277.

[12] 王靜,黃曉宇,鄭振源,等.提高耕地質(zhì)量對(duì)保障糧食安全更為重要[J].中國土地科學(xué),2011,25(5):35-38.

[13] 余振國,胡小平.我國糧食安全與耕地的數(shù)量和質(zhì)量關(guān)系研究[J].地理與地理信息科學(xué),2003,19(3):45-49.

[14] 金姝蘭,侯立春,徐磊.長江中下游地區(qū)耕地復(fù)種指數(shù)變化與國家糧食安全[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(17):208-212.

[15] HualinXIE,GuiyingLIU.1998—2012年中國耕地復(fù)種指數(shù)時(shí)空差異及動(dòng)因[J].地理學(xué)報(bào),2015,70(4):604-614.

[16] 翟榮新,劉彥隨.20世紀(jì)90年代以來中國糧食生產(chǎn)的區(qū)域格局變動(dòng)[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2008,29(6):49-54.

[17] 金濤,陸建飛.江蘇省耕地變化與糧食生產(chǎn)地域分化[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2011,32(4):405-408.

[18] 畢安平,朱鶴健.基于PSR模型的水土流失區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合研究:以朱溪河流域?yàn)槔齕J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,21(8):1023-1030.

[19] 宋振江,楊俊,李爭(zhēng).基于PSR模型的耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究:以長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)為例[C]∥2016中國新時(shí)期土地資源科學(xué)與新常態(tài)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)暨中國自然資源學(xué)會(huì)土地資源研究專業(yè)委員會(huì)30周年紀(jì)念會(huì)論文集,2016:641-649.

[20] 葉文虎,仝川.聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系述評(píng)[J].中國人口·資源與環(huán)境,1997,7(3):83-87.

[21] 冷疏影,李秀彬.土地質(zhì)量指標(biāo)體系國際研究的新進(jìn)展[J].地理學(xué)報(bào),1999,54(2):177-185.

[22] 殷克東,趙昕,薛俊波.基于PSR模型的可持續(xù)發(fā)展研究[J].軟科學(xué),2002,16(5):62-66.

[23] 李爭(zhēng),朱青,花明,等.基于PSR模型的江西省生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(12):249-252.

[24] 顏利,王金坑,黃浩.基于PSR框架模型的東溪流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)[J].資源科學(xué),2008,30(1):107-113.

[25] 呂建樹,吳泉源,張祖陸,等.基于RS和GIS的濟(jì)寧市土地利用變化及生態(tài)安全研究[J].地理科學(xué),2012,32(8):928-935.

[26] 黃偉生,彭佩欽,蘇以榮,等.洞庭湖區(qū)耕地利用方式對(duì)土壤活性有機(jī)碳的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2006,25(3):756-760.

[27] 趙宏波,馬延吉.東北糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全的時(shí)空格局及障礙因子:以吉林省為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2014,25(2):515-524.

[28] 王千,金曉斌,周寅康.河北省耕地生態(tài)安全及空間聚集格局[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2011,27(8):338-344.

[29] 徐輝,雷國平,崔登攀,等.耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究:以黑龍江省寧安市為例[J].水土保持研究,2011,18(6):180-184.

[30] 賈書楠,孫睿,夏顯力,等.西安市耕地生態(tài)安全測(cè)度及影響因素分析[J].水土保持研究,2016,23(3):164-169.

[31] 岳秋麗,劉傳林.基于PSR模型的江蘇省城市土地集約利用評(píng)價(jià)[J].水土保持研究,2016,23(3):176-179.

AssessmentofCultivatedLandEcologicalSafetyBasedonPSRMethod—TheCaseStudyofMainGrainProductionAreaoftheLowerYangtzeRegion

YANG jun1,2, SONG Zhenjiang1,2, LI Zheng3

(1.FacultyofGeomatics,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang330013,China; 2.KeyLaboratoryofWatershedEcologyandGeographicalEnvironmentMonitoring,NationalAdministrationofSurveying,MappingandGeoinformation,Nanchang330013,China; 3.CollegeofEconomicsandManagement,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang330013,China)

The study of cultivated land ecological safety in the Lower Yangtze region aims to explore the present situation, and to explore the internal mechanism among the influencing factors on cultivated land ecological safety through the analysis. The values of cultivated land ecological safety was measured through the analysis of Pressure—State—Response. The variable system consists of 36 variables, such as COD load per unit area, SO2load per unit area, cropland pressure index and so on. Then, the progress of measurement consists of some parts, which are value transformation, calculating the comprehensive evaluation value and coordination degree. The results show that the comprehensive evaluation level of cultivated land ecological safety in Poyang Plain—Ganfu Plain—Jitai Basin—Main grain producing area of Western Jiangxi is the highest among 5 areas. The pressure of cultivated land ecological safety in Poyang Plain—Ganfu Plain—Jitai Basin—Main grain producing area is also higher than others. The response system of cultivated land ecological safety in the study area is weak except Jianghuai Plain(Jiangsu Province). With methods of analysis, the conclusion has three parts. (1) The economic development mode has a relevantly effect on cultivated land ecological safety. (2) Topography and hydrothermal conditions also have an inherent effect on cultivated land ecological safety. (3) Pollution management on local conditions is a necessary step in the progress of cultivated land ecological mitigation and management.

Lower Yangtze region； main grain production area； PSR Method； cultivated land ecological safety

2016-05-07

：2016-06-07

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目“礦糧復(fù)合區(qū)耕地利用生態(tài)緩解機(jī)制研究”(14YJC630077);國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“礦糧復(fù)合區(qū)土地利用沖突問題與緩解機(jī)制研究”(41501587);國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“農(nóng)戶家庭分工演進(jìn)對(duì)農(nóng)地利用效率的影響――基于不同類型農(nóng)區(qū)的經(jīng)驗(yàn)分析”(41201118);江西省社會(huì)科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目“江西省礦糧復(fù)合區(qū)耕地利用生態(tài)緩解途徑及價(jià)值評(píng)估研究”(15GL40);東華理工大學(xué)地質(zhì)資源經(jīng)濟(jì)與管理研究中心開放基金重點(diǎn)項(xiàng)目:江西省礦產(chǎn)資源利用生態(tài)效率、時(shí)空演化與提升路徑研究(15JJ03);撫州市社會(huì)科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“撫州市農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)分析及治理機(jī)制研究”(16k02)；測(cè)繪地理信息江西省研究生創(chuàng)新教育基地資助

楊俊(1984—),男,湖北荊門人,講師,博士,主要從事土地利用與管理研究。E-mail:yjun@ecit.cn

宋振江(1991—),男,遼寧鞍山人,碩士研究生,研究方向?yàn)橥恋乩门c管理。E-mail:tgsongzhenjiang@126.com

F301.24

：A

：1005-3409(2017)03-0301-07