糧食安全與生態安全雙約束下江蘇省耕地休耕規模探討

韓思雨，張 路，陳亞杰

（1. 華中科技大學公共管理學院，武漢 430074；2. 華中師范大學公共管理學院，武漢 430079；3. 浙江省上虞區丁宅鄉人民政府，紹興 330600）

0 引 言

開展耕地休耕制度試點是中央推進農業綠色發展和助力鄉村振興戰略實施的重要舉措，同時也是加快生態文明建設的重要任務。2016 年以來，在華北地下水漏斗區、湖南重金屬污染區和西北西南生態嚴重退化區等特殊區域開展的耕地休耕工作使得區域內污染耕地得到有效治理，并逐步改善了退化的生態環境，正成為地方政府引領農業綠色發展和助力農村生態宜居的重要措施。盡管讓受損土地和邊際土地通過休耕得到有效治理并逐步恢復產能是中國在休耕制度初期探索階段的工作重點，但理論上所有耕地都應在條件具備的前提下實行休耕以實現耕地資源永續利用和農業可持續發展[1-4]。特別是糧食主產區，雖然耕地質量較高，但長期過度集約化、超負荷利用，在為保障國家糧食安全作出貢獻的同時也導致耕地超強度開發、水資源過度消耗和化肥農藥過量使用等透支農業生態環境的問題日趨嚴重[5-8]。在保障糧食主產區繼續發揮糧食區域協調功能的前提下，通過休耕改變糧食主產區耕地資源超強度利用的現狀，扭轉農業生態系統惡化的勢頭是中國未來休耕工作開展的重點和完善休耕制度的重要環節[9]。區別于國家層面三大特殊休耕試點區域以提升污染耕地質量和改善退化生態環境為主要政策目標，在糧食主產區實施休耕不僅應成為讓耕地通過休養生息來恢復地力和保持農業可持續發展的重要途徑，更應充分利用休耕所帶來的糧食生產潛力的提升和農業生產后勁的增強，為預防出現嚴重的糧食供需缺口做好“藏糧于地”戰略儲備[10-12]。除國家試點外，江蘇、湖北和黑龍江等糧食主產區省份積極響應黨的十九大關于擴大耕地輪作休耕試點的號召，結合區域問題導向、資源本底和耕地利用特點自主開展耕地休耕制度的實施探索，已初步形成良好的實踐態勢。隨著試點工作的深入推進，全國性的耕地休耕工作將大范圍展開。

作為承擔國家糧食安全保障重任的核心區域，糧食主產區開展耕地休耕客觀上會導致糧食產量的減少。如何在總量上對耕地休耕規模進行控制以避免觸及國家糧食安全底線是糧食主產區實施耕地休耕的重點和難點[13]。若過度規避糧食安全風險而休耕較小規模的耕地，耕地生態未能充分休養生息將面臨進一步惡化的風險[1]；若過度追求休耕生態效益而將所有受損耕地全部休耕，國家農業供給體系可能會發生動蕩[14]。僅從保障國家糧食安全角度出發，耕地休耕規模的上限是區域耕地總量與確保糧食安全所需耕作的耕地面積之間的差額。值得注意的是，未休耕耕地所提供的生態資源供給量能否滿足區域社會發展的耕地需求量也是科學合理確定區域休耕規模上限亟需考慮的重要問題。未休耕耕地資源若處于生態赤字狀態，糧食產量將無法達到能夠保障糧食安全的預期。相反若耕地資源的可持續發展態勢較為理想，較少的耕地資源就能夠完成區域糧食供給和調配任務，可休耕耕地規模的上限也相應提高。因此面對全國各地積極開展休耕的形勢，既要充分認識耕地休耕對中國糧食安全的影響，同時也應持續關注區域耕地資源的生態安全狀態。應基于糧食安全和生態安全構建耕地休耕規模綜合預測模型，合理確定休耕規模的上限以便根據內外環境的變化彈性調整具體休耕實施方案。

當前對耕地休耕規模的研究還處于概念形成和理論溯源的探索階段，研究方法的應用也正在由定性走向定量的過渡期。一方面，部分研究從理論上對中國耕地休耕規模確定應當遵循的原則和邏輯進行闡述，并且嘗試在宏觀層面搭建中國休耕規模確定的初步框架[1,10,13,15]。另一方面，通過構建實證模型對不同空間尺度的耕地休耕規模進行探究是休耕規模問題的研究重點和難點，已有研究的區域集中在全國層面[16-17]、省域層面[9]、市域層面[18]和縣域層面[19]。這些研究均從區域糧食安全約束視角切入對區域休耕規模進行測算或預測，對中國耕地休耕規模系統化理論研究的開展具有重要的啟示意義和指導作用。考慮到中國地域遼闊，區域類型多樣，各區域的耕地資源稟賦、土地利用狀況和耕地生產功能有較大差異，基于區域各自的耕地問題導向和資源本底條件等有針對性地制定差異化的休耕規模方案更利于耕地制度的落地。針對糧食主產區休耕規模的研究目前還比較少，譚術魁等[9]借鑒修正耕地壓力指數對糧食安全約束下糧食主產區的休耕最大規模進行測算，為相關研究提供了有益的思路。但是僅將糧食安全納入休耕規模確定模型，未考慮到耕地可持續利用狀況對休耕區域產糧水平和休耕生態效益的影響，還有一定的改進空間。本研究在文獻[9]的基礎上，同時考慮生態安全對休耕規模的約束，引入修正耕地壓力指數和生態差額指數構建休耕規模適宜指數，提出一個具有普適性的糧食主產區耕地休耕最大規模測算模型。并選擇江蘇省作為實證區域，運用系統動力學模型對基于休耕規模適宜指數的耕地休耕最大規模測算模型進行動態拓展，模擬仿真特定耕地生產水平、人均糧食需求和耕地保護政策條件下糧食主產區可休耕耕地規模和休耕規模彈性邊界的發展態勢。以期為合理確定糧食主產區耕地休耕規模提供理論參考，為政府完善耕地休耕規則和有效開展常態化耕地休耕工作提供決策依據。

1 糧食安全與生態安全雙約束下糧食主產區耕地休耕規模測算模型

首先，以保障糧食安全和生態安全為基本準則提出糧食主產區耕地休耕規模測算的基礎思路，在借鑒修正耕地壓力指數[20]和生態差額指數[21]測算方法的基礎上，構建以休耕規模適宜指數為核心的糧食主產區耕地休耕規模基本測算方法。其次，借助系統動力學理論和建構方法，將基本測算方法拓展為具有動態仿真預測功能的測算模型，具體包括系統構成要素及因果反饋循環、積累和流速變量等，構建基于休耕規模適宜指數和系統動力學的耕地休耕規模測算模型。

1.1 基于休耕規模適宜指數的耕地休耕最大規模基本測算方法

1.1.1 修正耕地壓力指數

作為休耕制度實施的基本前提，保障糧食安全不受影響是中國耕地休耕規模上限確定的紅線[1]。本文將修正耕地壓力指數引入到休耕規模適宜指數中對特定區域耕地資源緊張程度進行衡量，以確保耕地休耕最大規模是在一定的糧食自給率和糧食生產能力條件下，在滿足區域糧食安全條件下可用來休耕的耕地規模。耕地壓力指數（K）是由蔡運龍等[22]提出的反映一定區域為保障糧食安全所需最小人均耕地面積與實際人均耕地面積對比關系的變量。考慮到不同區域的耕地質量異質性，羅翔等[20]用耕地生產力標準系數（σ）對耕地壓力指數（K）進行校正后提出修正耕地壓力指數（KS），用以反映特定區域人均耕地資源狀況和體現不同區域耕地質量對耕地生產力影響程度的指數。某一特定點KS值與1 偏離程度代表所需最小人均耕地面積與實際人均耕地面積的離合度，偏離越大，區域耕地糧食安全或壓力的程度越強。其計算公式為

式中i為特定區域，n為全國范圍。Smin為最小人均耕地面積（hm2/人），表示為保障一定區域糧食安全而需保護的耕地數量底線；Sa為實際人均耕地面積（hm2/人）；β為糧食自給率（%）；Gr為人均糧食需求量（kg/人）；p為播種面積糧食單產（kg/hm2）；q為糧食播種面積占總播種面積之比（%）；k為農作物復種指數（%）；p q k表示耕地利用效率。

1.1.2 生態差額指數

準確把握休耕區域耕地生態系統可為人類社會提供服務的資源數量和人類社會發展所需要的耕地資源數量能夠及時捕捉到可利用耕地資源數量的變化，確保用于耕作的耕地能夠充分滿足糧食安全保障需求，是實現耕地休耕制度效益最大化所必不可少的。本文引入生態差額指數，以人均耕地生態承載力和人均生態足跡為基礎，將耕地資源的生態狀況作為重要變量容納進耕地休耕規模的基礎測算方法。生態差額指數（Ecological Gap Index，EGI）是由段七零[21]提出的衡量耕地資源可持續利用狀況的指標。相較于傳統的生態差額絕對數，生態差額指數作為相對指標能夠有效反映區域土地可持續利用狀況且進行不同區域間的橫向比較。其計算公式為

式中EC 為人均耕地生態承載力（hm2/人）；EF 為人均耕地生態足跡（hm2/人）。EGI 介于0 與1 之間，當0

人均耕地生態承載力（EC）表示特定區域內單人真正擁有可再生的、持續利用的生物生產性耕地面積，反映耕地生態系統對人類活動的供給程度[23-24]。其計算公式為

式中E為研究區域地表可更新資源的能值（sej）；ei為第i種基本能源含的有效能（J）；ni為第i種基本能源的太陽能值轉化率（sej/J）；D為全球地表能值密度（sej/hm2）；N為區域總人口；Y為耕地產量因子，表示當地耕地產量與全球平均耕地產量的比率，反映不同區域的土地利用效率[23,25]。

人均耕地生態足跡（EF）表示生產特定區域單人消費資源和吸納其消費產生廢棄物所需要的耕地資源空間面積，通過測量人類對耕地生態服務的需求與區域所能提供的生態服務之間的差距來比較人類對耕地資源的消費量和耕地資源的承載量[26-27]。其計算公式為

式中Em為人均消費總能值；ej為第j種消費項目含的有效能；mj為第j種消費項目的太陽能值轉換率。

1.1.3 休耕規模適宜指數

以保障實施休耕區域糧食安全和生態安全為目標，本文結合修正耕地壓力指數（KS）和生態差額指數（Ecologic-al Gap Index，EGI）提出能夠測算耕地休耕最大規模的休耕規模適宜指數（Fallow Suitability Index，FSI），不僅能夠反映出耕地質量的地理差異對耕地生產力的影響[20]，同時也將生態環境差異對耕地可持續發展潛力的限制考慮在內[21]。其計算公式為

式中Si為第i個區域耕地面積（104hm2），FSI 為休耕規模適宜指數，Sf為區域最大耕地休耕規模（104hm2）。休耕規模適宜指數越小，表明區域人均耕地資源越緊張，可休耕耕地規模越小；休耕規模適宜指數越大，表明人均耕地資源相對豐富，可休耕耕地規模越大。從糧食安全約束視角來看，基于休耕適宜指數的最大耕地休耕規模是在保留區域內每個人正常糧食消費所需耕地面積之后所劃定的所有能夠用來實行休耕的耕地數量。在設定具體的耕地休耕方案時，以最大耕地休耕規模為休耕實施上限則可避免糧食危機的出現；從生態安全約束視角來看，基于休耕適宜指數的最大耕地休耕規模同時考慮人類活動對耕地資源的需求和耕地生態系統對人類活動的供給，結合區域耕地資源可持續利用狀態能夠更加科學地確定耕地休耕規模上限。

1.2 基于系統動力學的耕地休耕最大規模測算仿真模型

系統動力學（System Dynamic）強調系統之間的相互聯系、相互作用以及系統自身發展與動態演變過程，能夠通過對復合巨系統的定性與定量相結合的模型模擬，剖析系統發展現狀及其演變趨勢[28]。區域耕地面積、人口總量、人均糧食需求量、人均耕地生態承載力和人均耕地生態足跡等動態因素之間存在復雜的相互作用，修正耕地壓力指數和生態差額指數在時間和空間序列也不斷變化。借助系統動力學能夠處理高階次、非線性、多層次、多反饋、復雜時間變化的系統問題和政策模擬仿真等優勢，依據基本測算方法中的基本要素，通過Vensimm 軟件刻畫各要素間的因果循環反饋關系（圖1）。在因果關系圖和基本測算方法中各變量關系的基礎上，設定系統運行的狀態、流位、速率變量、輔助變量和方程等，構建糧食主產區耕地休耕規模測算仿真模型（圖2）。

1.2.1 因果關系圖

因果關系圖通過對系統內部結構關系的定性描述剖析各變量之間所存在的相互制約和影響的復雜關系。系統內部的因果關系通常用箭頭表示，即A→B，表示變量A 通過因果鏈作用于變量B 并輸出結果。作為閉環系統，反饋系統的動態行為發生在其固有的結構內部，根據修正耕地壓力指數、生態差額指數、最小人均耕地面積和區域耕地面積等主要變量間的循環反饋關系，以及其他輔助變量間的因果關系，繪制因果關系圖（圖1）。

1.2.2 系統流圖

因果關系圖能夠反映各變量之間的邏輯關系并描述系統內部的反饋結構，但卻不能反映各變量之間的具體關系。在因果關系分析基礎上，本文構建了基于休耕規模適宜指數的糧食主產區耕地休耕規模測算模型的系統流圖（圖2）。在系統流圖的構建過程中，充分考慮糧食主產區需要發揮糧食區域調配功能以保障國家層面的糧食安全，將區域人均糧食凈調出量以表函數的形式容納其中。因此，該模型在理論上適用于13 個承擔糧食調出任務的糧食主產區省份的耕地休耕最大規模模擬測算。

2 糧食主產區案例實證模型

2.1 研究區域概況

本文選擇以江蘇省為案例區域對基于休耕規模適宜指數的糧食主產區耕地休耕最大規模進行系統動力學測算仿真，以驗證所構建模型的科學性和適用性。江蘇省是中國大陸13 個糧食主產區之一，全省氣候條件優越，多年平均實際日照時數為2 000～26 500 h，太陽年輻射總量為481.5～617.5 kJ/cm2。近年來糧食產量總體呈現平穩增長態勢，從2007 年的3.132×107t 增長到2016 年的3.540×107t，而耕地資源面積卻從2007年的478.76萬hm2減少至2016 年的457.11 萬hm2。人均耕地生態足跡常年遠超于人均耕地生態承載力，生態差額指數也一直在0.3附近波動，耕地資源長期處于不可持續利用的惡化狀態，為區域耕地資源變化及國家糧食安全問題提供了預警。作為中國糧食生產的核心陣地，江蘇省的耕地養護和質量建設是中國耕地輪作休耕制度探索的工作重點之一。2016 年，江蘇省先行先試對蘇中、蘇北糧食主產區開展輪作休耕，成為全國首個自主展開省級層面耕地輪作休耕制度試點的省份。隨后不斷在省內擴大輪作休耕覆蓋范圍，積極探索適合區域生產特點的可持續、可復制的耕地輪作休耕模式和政策體系，追求穩步實現從片面追求耕地產出到“用養結合、永續利用”的轉變，努力夯實區域糧食安全基礎以繼續為保障國家糧食安全作出貢獻。

2.2 數據來源及參數設置

由于本研究所構建的系統動力學模型涉及到眾多耕地和生態相關的基礎變量，數據獲取難度相對較大。出于數據完整性的考慮，本文所構建的糧食安全與生態安全雙約束下耕地休耕最大規模測算的系統動力學模型以2007－2016 為模擬時間邊界，以2017 年仿真預測的時間起點，從而保證系統模擬和仿真的真實性和科學性。以耕地休耕規模基本測算方法為數理邏輯基礎拓展而來的系統動力學模型由狀態變量、速率變量、輔助變量和常量4 種類型變量構成，區域耕地面積和總人口為狀態變量，分別是耕地增加量和減少量、年出生人口和死亡人口等速率變量的積累變量；最小人均耕地面積、耕地壓力指數、修正耕地壓力指數、人均糧食需求量、人均耕地生態足跡、人均耕地生態承載力、生態差額指數、休耕規模適宜指數和耕地休耕最大面積等輔助變量由系統中其他變量根據耕地休耕最大規模基本測算方法中的計算公式構建；其余變量為常量。部分重要變量的指標方程式構建如表1 所示。

表1 主要變量及方程Table 1 Model important variables and equations

其中，區域耕地面積、總人口、耕地變化系數和人口變化等數據直接獲取于《江蘇省統計年鑒》；耕地利用效率、糧食自給率、區域消費總能值、全球地表能值密度、雨水化學能、太陽光能、表土能及其太陽能值轉化率均通過《中國統計年鑒》、《中國國土資源統計年鑒》和《江蘇省統計年鑒》中的相關統計數據為基礎計算得出；耕地產量因子沿用Wackernagel 等[25]在計算中國生態足跡時所采用的產量因子，具體數值為1.66；人均糧食需求量會歲經濟發展和生活水平提高而增加，參考國家食物與營養咨詢委員會提出的基本小康社會（2010 年）、全面小康社會（2020 年）食物安全標準分別是410 和430 kg/(人·a)，本文將2010 年人均糧食需求量設定為410 kg/人，2010 年之前每年減少1 kg，2010年之后每年增加2 kg，全面小康社會2020 年后每年增加3 kg，并在模型中以time 影子函數的形式呈現；人均糧食凈調出量為本省人均糧食占有量和全國人均糧食占有量的差值，由于國家要求糧食主產區應保證糧食調出量有增無減，糧食主產區在設定當年的糧食調出量時原則上應按照近三年平均調出量的(1+13‰)N倍計算。部分重要變量的初始值設定如表2 所示。

表2 主要變量初始值Table 2 Initial value of main variable

2.3 模型檢驗

1）運行檢驗。分別選取不同的時間仿真步長，驗證本文所構建模型的系統結構和系統行為。代入數據后顯示模型能夠正常運行，系統設定的各方程等式未出現量綱錯誤，表明模型具有較強的穩定性，適合進行仿真預測并能保證仿真結果的有效性。

2）歷史檢驗。將本文所構建模型的仿真結果與實際歷史數據相比較。提取區域耕地面積、總人口和實際人均耕地面積等變量2007－2016 年的仿真值與實際歷史數據進行對比（表3），結果顯示3 個變量統計值與仿真值的相對誤差均在5%以內，表明本文所構建的模型具有良好的合理性和模擬性，能夠真實有效地對耕地休耕最大規模進行仿真。

表3 江蘇省耕地休耕規模系統模型主要變量的歷史檢驗Table 3 Historical test of the main variables of the system model of cultivated land fallow size in Jiangsu Province

3 江蘇省耕地休耕最大規模仿真預測結果

3.1 江蘇省2007－2016 模擬期仿真結果分析

對糧食安全與生態安全雙約束下江蘇省耕地休耕最大規模測算模型進行仿真，得到耕地休耕最大規模等主要變量的模擬數據（表4）。借鑒陳展圖等[1]提出的休耕規模應該具有一定的彈性以便及時根據內外環境變化進行靈活調整，本文以最大耕地休耕規模為上限計算出耕地休耕規模的彈性邊界（即休耕規模與當地耕地面積的比例），耕地休耕最大規模變化趨勢和耕地休耕規模彈性邊界變化趨勢如圖3 所示。隨著江蘇省休耕規模適宜指數的持續降低，區域耕地休耕最大規模相應呈現縮小態勢，可休耕耕地面積占江蘇省耕地總面積的比例不斷減小，休耕規模彈性邊界從2007 年的12.12%縮減到2016 年的10.16%。結果表明，2007－2016 年內在兼顧糧食安全和生態安全的基礎上，江蘇省耕地面積和休耕規模適宜指數雖然逐年下降，休耕規模彈性邊界也有所緊縮，但仍存在10.16%的可休耕耕地資源。反映出在考慮區域耕地資源可持續利用狀況的前提下，江蘇省仍然能夠發揮糧食主產區的糧食調配功能，向糧食主銷區提供一定比例的糧食需求輸入，不斷鞏固自身在中國糧食生產格局中的重要位置。盡管在模擬周期內江蘇省不存明顯的糧食安全風險且有能力在滿足區域糧食需求的基礎上繼續發揮主產區的糧食貢獻作用，但是不斷收縮的耕地休耕規模彈性邊界預示著區域耕地資源利用狀況極有可能在未來持續惡化，耕地資源生態將一直處于不可持續利用的超載狀態。因此，江蘇省通過休耕“藏糧于地”不僅是對國家試點耕地休耕制度的積極回應和殷切支持，長遠來看更是實現耕地休耕制度蘊含的耕地保護和生態安全戰略意義的重要組成部分。

表4 江蘇省耕地休耕規模系統模型模擬仿真結果Table 4 Simulation results of system model of cultivated land fallow size in Jiangsu Province

3.2 江蘇省2007－2016 模擬期預測結果分析

通過重新設置模型的初始值和參數，以2017 年為模擬基期，時間步長為1 年，仿真周期為20 a，運用系統動力學模型對江蘇省2017－2036 年耕地休耕最大規模測算系統進行預測仿真，得到江蘇省耕地休耕最大規模等主要變量的預測數據（表5）以及耕地休耕最大規模變化趨勢和耕地休耕規模彈性邊界變化趨勢（圖4）。

表5 2017－2036 年江蘇省耕地休耕規模系統模型預測仿真結果Table 5 Predictive simulation results of a system model of cultivated land fallow size in Jiangsu Province from 2017 to 2036

仿真結果顯示，在仿真期人口政策、耕地保護政策和農業生產技術水平不發生較大變動或變動帶來影響較小的情況下，江蘇省耕地資源面積將從 2017 年的457.33 萬hm2減少至2036 年的446.63 萬hm2，休耕規模適宜指數也將從2017 年的0.099 3 降低至2036 年的0.048 1。隨著江蘇省耕地面積和休耕規模適宜指數的雙重降低，可休耕耕地面積呈現逐年降低的變化態勢，將從2016 年的45.43 萬hm2降至2036 年的21.47 萬hm2，降幅高達52.74%。休耕規模彈性邊界也將從2017 年的9.93%縮減至2036 年的4.81%，降幅高達51.56%。盡管在考慮糧食安全和生態安全的基礎上江蘇省仍存在一定比例的可休耕耕地資源，但是52.74%的降幅表明在仿真末期的耕地可持續利用狀況不容樂觀，糧食安全穩定狀態終將被打破。

實施耕地休耕是對耕地資源高強度開發利用后的修復、補救行為，其所涉及的“社會-生態”循環交互決定該過程是由多重要素聯結構建[10]。深入探究江蘇省耕地休耕最大規模仿真結果形成原因，有以下3 個維度的因素：從人口擴張角度來看，經濟高質量發展帶來的社會福利和生活水平提高在一定程度上降低人口死亡率，同時三孩政策開放標志著中國進入計劃生育政策松弛期，計生政策力和婦女生育意愿力的向上合力極有可能帶來正向的生育率反彈[29]。因此，在仿真周期內江蘇省人口規模呈現不斷擴張的態勢，隨之增加的糧食需求總量會加重區域糧食生產任務和耕地資源壓力，致使系統內部實際人均耕地面積的逐漸減小和休耕耕地壓力指數的不斷提高，并最終導致區域耕地休耕最大面積的持續縮小；從社會發展角度來看，工業化和城鎮化的不斷推進導致耕地資源逐漸減少和人類社會對耕地產出消費快速增加的矛盾愈發突出，經濟發達地區因耕地占用成本相對較低會產生更加強烈的耕地占用欲望來實現城市擴張，招商引資和產業升級將促使城市內部的工業企業搬遷至城市外圍工業園區或周邊鄉鎮，加劇對耕地資源空間的擠壓[30-31]。區域耕地資源面積的減少是耕地休耕規模彈性邊界縮小的直接原因；從生態安全視角來看，延續當前的耕地保護政策和生態管護措施，生態差額指數將保持在0.3 左右波動甚至可能在人口增多的情況下不斷走低，耕地資源將一直處于不可持續利用狀態。江蘇省對自然生態資源的利用將遠超其自身生態承載力，這也是區域休耕規模適宜指數出現大幅降低的重要原因，長此以往不僅耕地休耕規模彈性邊界將不斷縮減，區域正常生態安全保護也將受到嚴重威脅。

4 討 論

由于糧食安全、生態安全、耕地質量和國際糧食市場等多重因素的影響，在理論上確定耕地休耕規模是一個難度很大的技術性問題[10]。確定耕地休耕規模并不是簡單地得到一個具體數值或范圍，還需要將區域類型、休耕目標及潛在休耕效益等通過理論模型科學表達出來。本研究為確定糧食主產區耕地休耕規模上限和動態調整范圍提供了一個具有邏輯支撐的普適性方法，充分考慮了糧食主產區在中國糧食安全保障中重要的作用。研究結果預測了糧食主產區實施休耕的政策空間和效益前景，對于具體耕地休耕實施方案的制定具有重要的參考意義。

盡管系統動力學模型能夠滿足本研究所構建的糧食安全和生態安全雙重約束下對糧食主產區耕地休耕最大規模的模擬測算和仿真預測，但是還存在一些局限性。首先，除本文考慮到的糧食安全和生態安全以外，還有許多因素會對最大休耕規模的確定產生影響，比如國際糧食市場、休耕周期、耕地輪作、農業科技水平提升和耕地質量等級等。但由于系統動力學模型的構建是以具有明確數理相關關系的變量為依據，且相關研究也較少，如何通過準確量化這些因素對休耕規模的影響將其納入系統動力學模型中還需要借鑒更多的文獻和理論進行深入拓展研究。其次，運用系統動力學對2017－2036 年的耕地休耕最大規模進行仿真預測需要設定外界環境條件，本研究對仿真情景的設定是仿真期內中國人口政策、耕地保護政策和農業生產技術水平不發生較大變動或變動帶來影響較小。這種情景只是可能發生的諸多情景中的一種，后續研究可以根據現實發展趨勢或理論假設設定其他情景對最大耕地休耕規模進行仿真。例如，三孩政策開放后中國人口增長趨勢可能發生較大變化，糧食需求量及耕地生態足跡等也會隨之發生變化，糧食主產區的糧食供給任務和耕地資源承載壓力可能會加重，可以在未來人口政策效應比較明朗的情況下及時調整仿真預測情景設定，以更好地擬合休耕規模的實際狀態。此外，由于系統動力學的構建涉及到的各類型變量眾多，在數據收集上存在較大的難度。本研究為保證模擬仿真效果的真實性和科學性，在數據的時效性上有所欠缺，后續可及時更新數據進一步提高模型的預測力。

5 結論與政策啟示

本文以保障糧食安全和生態安全為基本準則，引入修正耕地壓力指數和生態差額指數構建以休耕規模適宜指數為核心的糧食主產區耕地休耕規模基本測算方法，并運用系統動力學模型拓展為具有動態仿真預測功能的測算模型，以江蘇省作為案例區域進行仿真，主要結論如下：

1）在模擬期內，江蘇省耕地資源面積的減小和休耕規模適宜指數的降低導致區域耕地休耕規模彈性邊界從2007 年的12.12%緊縮至2016 年的10.16%。在兼顧糧食主產區的糧食調配任務且考慮區域耕地資源可持續利用狀況的基礎上，江蘇省仍然保有一定比例耕地資源能夠支撐國家“藏糧于地”戰略的實施，但從不斷收縮的休耕規模彈性邊界看依然存在耕地資源生態惡化的風險。

2）在仿真期內，江蘇省耕地資源面積將從2017 年的457.33 萬hm2減少至2036 年的446.63 萬hm2，休耕規模適宜指數也將從2017 年的0.099 3 降低至2036 年的0.048 1，這種雙重走低態勢將直接導致區域耕地休耕規模的減小。因此，如果在城市快速擴張進程中繼續保持當前的耕地生態保護力度，耕地資源面積將持續減少并影響區域耕地休耕制度實施的基礎環境。

3）在仿真期內，江蘇省可休耕耕地面積將從2016年的45.43 萬hm2降至2036 年的21.47 萬hm2，休耕規模彈性邊界也將從2017年的9.93%縮減至2036年的4.81%。盡管在考慮糧食安全和生態安全的基礎上江蘇省仍存少量的可休耕耕地資源，但是耕地可持續利用狀況不容樂觀且糧食安全穩定狀態終將被打破，該發展態勢也是對其他區域乃至全國可能面臨的耕地資源短缺問題和糧食安全危機的預警。

研究結果對中國休耕制度實施和耕地保護具有一定的啟示意義：當前糧食主產區耕地資源生態狀況良好，能夠為實施常態化休耕提供堅實的耕地資源基礎，可以在糧食主產區積極有序地推廣實施耕地休耕制度，深入部署“藏糧于地”戰略以鞏固提升糧食產能。同時，應重視糧食主產區潛在的耕地資源生態安全風險，建立休耕規模與生態安全掛鉤的指標預警體系以實現對休耕實施方案的宏觀動態調節。此外，應統籌耕地休耕與耕地撂荒治理、土地整治和基本農田建設等耕地保護政策的正向聯動，創造耕地保護政策體系內部的正向溢出效應，并通過實施休耕提升現有耕地生態系統建設水平。