黑龍江墾區耕地集約利用時空格局分析

沈志淇 徐嘉華

摘 要 為了準確把握黑龍江墾區耕地集約利用水平及時空變化特征，以黑龍江墾區統計資料為數據源，基于PSR模型構建指標體系，采用熵權法確定指標權重，利用綜合加權求和模型計算耕地集約利用度，并構建PSR系統協調度模型評價子系統之間的協調性，對黑龍江墾區耕地集約利用時空演變特征及影響因素進行深入探討。結果表明：研究期間黑龍江墾區耕地集約利用水平明顯提升，但2012—2014年呈波動下降趨勢;黑龍江墾區各管理局的耕地集約利用度差異顯著，整體呈現“東高西低”的空間分布格局;耕地集約利用協調度整體處于高協調狀態，但系統協調度和子系統帶動作用未同時達到高水平，墾區耕地集約利用水平還有上升的空間。

關鍵詞 耕地集約利用;PSR模型;時空演變;協調性分析;黑龍江墾區

中圖分類號：F301.24 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.23.092

耕地作為國土資源的重要組成部分，是農業生產的基礎，但其面積有限，隨著近些年工業化、城鎮化的快速發展，大量的耕地被非農化，耕地資源亮起了紅燈。再加上土地生態污染、自然災害和耕地浪費等問題，國家糧食安全受到了嚴重威脅。黑龍江墾區作為全國規模最大、農業現代化水平最高的墾區，在保障國家糧食安全方面具有舉足輕重的作用。而耕地集約利用作為緩解耕地短缺與糧食安全矛盾的一個重要手段，能夠指導墾區向著產量更好的方向發展。因此，研究黑龍江墾區耕地集約利用的演變規律，以提高糧食產量，提升墾區耕地利用綜合效益，促進耕地可持續利用。

1 研究區概況與數據來源

黑龍江墾區橫跨整個黑龍江省，位于東經123°40′～134°40′，北緯40°10′～50°21′，地處我國東北部小興安嶺南麓、松嫩平原和三江平原的黑土地區，區域內屬于溫帶大陸性氣候[1]。墾區下轄9個管理局，113個農牧場，轄區內土地總面積5.54萬平方千米，現有耕地290.87萬公頃，既是我國重要的商品糧基地，還是重要的糧食戰略后備基地。

本研究中關于集約度計算的數據均來自于黑龍江省農墾總局統計局主編的《黑龍江省墾區統計年鑒》。

2 研究方法

2.1 構建評價指標體系

耕地集約利用與一定范圍耕地的地形、地質、氣候、土壤和水文等自然要素及包括經濟發展現狀、糧食需求、機械水平和政府政策的社會經濟因素密不可分。本研究結合耕地集約利用內涵和PSR模型，遵循全面性、科學性、系統性、可量化性和動態性等原則，根據黑龍江墾區的實際情況，總結不同學者基于不同區域構建的評價指標體系的經驗[2-4]，建立了黑龍江墾區耕地集約利用評價指標體系，見表1，該體系分為目標層、準則層和指標層，包含壓力、狀態和響應三個子系統，11個指標。

2.2 集約度模型

熵值法是一種基于指標本身所蘊含信息量的多少所進行的一種客觀賦權法，能夠避免主觀信息的影響，做到完全客觀，常常用于評價指標權重的確定[5]。本研究采用熵值法，通過數據標準化處理等一系列步驟來確定指標權重，并結合PSR系統計算出耕地集約度。

集約度計算公式（1）如下：

（1）

其中，F為耕地集約度，wij為指標權重，xij為指標標準化值。

2.3 協調度函數

鑒于本研究中的耕地集約度指標由PSR三個子系統構成，且三個子系統間互相作用互相聯系，故引入協調度函數來度量此三個子系統之間的協同程度[6]。其公式如式（2）所示：

（2）

其中，C為系統協調度，P、S、R分別為三個子系統評價值。

3 結果與分析

3.1 墾區耕地集約利用時間變化分析

根據上述計算方法得到了黑龍江墾區2005—2017年耕地集約利用度，如圖1所示.通過分析集約度變化趨勢可知，2005—2017年總局耕地集約利用水平整體表現為上升趨勢，集約利用度從2005年的0.457 2上升到2017年的0.576 2。具體來說可以分為三個階段，第一階段是2005—2011年，耕地集約度波動增長;第二階段為2012年至2014年，耕地集約度呈階段性下降趨勢;第三階段為2015年至2017年，耕地集約度雖有波動下降但增長迅速。

2005—2011年黑龍江墾區耕地集約度的波動幅度較大，而增長速度相對緩慢。此時黑龍江省經濟發展水平較低，受到技術條件的限制，生產要素投入水平也相對較低。與其他階段相比較，2005—2011年的地均勞動力更多，但大量投入的勞動力邊際效益不高，對于耕地集約利用的促進作用不明顯，即在這一時期對于勞動力的安排還不夠合理。這一階段的黑龍江墾區正在進行轉型，從商品糧食生產基地轉變為保障國家糧食安全的戰略儲備基地，是通過對各種生產要素的投入進行不斷調整來提高耕地集約度的一個時期。

2012—2014年，黑龍江墾區耕地集約度下降明顯，處在一個低水平的階段。除了這一時期洪水災害導致產量較低的原因以外，2012—2014年的地均化肥投入、科技投入、勞動力投入等指標都有不同程度下降。這一時期主要外界環境的影響導致耕地集約水平不高。

2015—2017年黑龍江墾區耕地集約度呈現良好的上升勢頭，尤其是2015年，墾區耕地集約度相較于2014年增幅達到了17.36%。這一時期，黑龍江墾區充分保證了生產要素的投入，地均機械投入量、電力投入和有效灌溉指數等指標都達到了最高值，而且這一時期是黑龍江農墾政府行政職能改革的過渡期，正在向著墾區集體化、農場企業化發展，這種變化改進了墾區的工作模式，使墾區的耕地集約利用水平實現了大幅度提升，發展趨勢良好。

3.2 墾區耕地集約利用空間差異分析

黑龍江各墾區耕地集約利用度有顯著差異，且分布不均，總體上以哈爾濱管理局為界，呈現“東高西低”的空間分布格局。

2005—2017年間各管理局平均耕地集約利用度如表2所示。其中，集約利用度最高的是建三江管理局，為0.558 6，

集約利用度最低的是九三管理局，為0.196 5。

墾區耕地集約利用度空間分布圖如圖2所示。從空間分布來看，建三江管理局、寶泉嶺管理局、牡丹江管理局和紅興隆管理局（東四局）耕地平均集約利用度較高，均大于0.4。這些區域基本分布于三江平原地區，耕地自然條件優越，地處黑龍江省東部地區，水資源豐富，氣候溫和，地勢平坦，適合種植業的發展。同時，該區域生產規模大，農機化程度高，國家政策的引導力度大，因而耕地集約化水平較高。哈爾濱管理局距離省會哈爾濱市較近，靠近需求市場，運輸成本低，且農產品需求量大，相應的耕地集約利用度也偏高。齊齊哈爾管理局、綏化管理局、北安管理局和九三管理局（西四局）的耕地平均集約利用度較低，其中北安管理局和九三管理局的集約利用度均小于0.2。這些區域主要位于松嫩平原北部以及小興安嶺地區，地理位置相對靠北，光熱條件較差，氣候較干燥，地勢起伏相對較大，人口稀少，多種植旱作作物，投入強度和利用效率以及產出水平相對低下，相應的耕地集約利用水平偏低。

3.3 協調度分析

黑龍江墾區管理局歷年的耕地集約度和PSR系統的協調度（C）變化如圖3所示。通過分析可知，2005—2017年黑龍江墾區PSR系統協調度波動幅度較大，總體呈上升趨勢，協調度值由2005年的1.653上升到2017年的1.667，其中在2011年協調度達到最高值1.701，在2013年協調度出現最低值1.642，各年PSR協調度處于較高水平。

基于協調度，結合時段和PSR準則層中各指標評價值來具體分析，見圖4、圖5、圖6。1）2005—2009年，協調度呈波動增長，協調度值由1.653上升到1.670。但該時段內子系統之間發展不平衡，各指標的變化幅度均較大，狀態系統中各指標評價值均有上升，響應系統和壓力系統中大部分指標評價值有所上升，部分指標評價值下降，但上升的指標評價值彌補了下降值。2）2009—2011年，協調度值快速上升，并達到峰值。在這一階段，壓力系統呈下降趨勢，響應系統呈上升趨勢，雖狀態系統為表現上升趨勢但系統中各指標評價值較高，盡管系統內部協調程度在不斷上升，但各子系統還并未實現均衡。3）2011—2013年，協調度值迅速下降，由1.701降至1.643，這一階段除壓力系統上升以外其余子系統都出現下降趨勢，尤其是狀態系統，下降幅度較大，以至于壓力系統協調值的增長并不能彌補狀態和相應系統的下降。4）2013—2017年，協調度呈波動上升，各子系統協調值都呈現上升趨勢，壓力系統趨向均衡，另外兩個子系統的變化幅度仍然較大，沒有均衡發展的趨勢。

對耕地集約度和PSR協調度對比圖進行分析，總體來看，墾區耕地集約水平與PSR系統協調度值呈現相同的變化趨勢，耕地集約水平升高時，PSR系統的協調值也處在增長階段。但在某些時刻耕地集約利用度與協調度表現出了相反的趨勢，例如在2008年和2010年，在這兩個時間點，協調度值較高，但耕地集約水平較低，處在一個趨勢上。結合這兩個時刻的指標評價值可知，在這兩個時刻各指標評價值都較低，雖然PSR中的三個子系統之間較為均衡，但是由于子系統的帶動作用較差，導致了集約度水平不高。除此之外，2014年以前的集約度要高于2014年以后的集約度，但是2014年以前的集約度平均值要低于2014年以后的集約度平均值。即在2014年以后耕地集約水平的提高并沒有使PSR的各系統達到最佳平衡狀態，耕地集約度的提高很大一部分原因是PSR子系統的強帶動作用。

4 結論與建議

4.1 結論

4.1.1 時序變化

2005—2017年，黑龍江墾區在原有耕地集約利用的基礎上，憑借優越的耕地資源以及先進的農機產品，耕地集約利用水平整體呈快速增長趨勢;2012—2014年，由于受自然災害和投入強度減少的不利影響，耕地集約利用度波動下降。

4.1.2 空間布局

黑龍江墾區各管理局耕地集約利用度差異顯著，空間分布不均衡，總體呈現“東高西低”水平。并且，隨著時間的演變，東西部管理局耕地集約利用水平的差距沒有縮小，反而越來越大。墾區耕地受自然因素、生產要素投入以及政策導向的影響，東四局集約利用度水平普遍高于西四局，中部哈爾濱管理局區位條件便利，市場供求關系和運輸成本導致其集約利用度處于較高水平。

4.1.3 PSR系統協調度

黑龍江墾區耕地集約利用協調度處于高協調度狀態，大多時刻耕地集約利用度與系統協調度呈現相同變化趨勢。

4.1.4 影響因素

集約度水平受到協調度和PSR子系統帶動作用兩方面的影響。在黑龍江墾區，耕地集約利用過程中并未實現使系統協調度和子系統帶動作用同時達到高水平，黑龍江墾區耕地集約利用還有進步的空間。

4.2 建議

在黑龍江墾區的耕地利用中，應充分發揮不同地區自然條件的優勢，因地制宜開展農業生產，加大西部地區墾區的生產要素投入，調整種植結構，注重墾區的均衡發展，縮小區域集約利用水平的差距。在注重生產要素投入強度的同時也要注重耕地集約利用壓力、狀態和響應的各指標之間的協調性，使耕地利用過程更加合理、科學。

參考文獻：

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（責任編輯：劉 昀）