基于糧食安全和生態安全的湖北省耕地保護經濟補償分區動態研究

劉紫航，任巧巧

（中南財經政法大學工商管理學院，湖北·武漢 430073）

糧食安全和生態安全問題一直是我國高度關注的問題。近年來，我國也實施了一系列耕地保護政策，但實施效果與預期目標存在一定的差距，大部分耕地保護政策“重約束，輕激勵”，且各地區在耕地保護責任與義務分配上不公平，導致各主體對耕地保護的積極性不高，例如糧食主產區和糧食主銷區之間就耕地保護責任和義務存在極大不對等，經濟發達的糧食主銷區不僅承擔較少的耕地保護責任，還在發展經濟的同時享受著耕地保護區域帶來的生態價值。為了解決上述問題，部分地區展開了耕地保護經濟補償試點工作[1]，例如：成都在市、區層面上構建耕地保護基金制度；佛山市政府從區鎮層面上對承擔基本農田保護的農戶給予獎金補貼；上海市從市、區層面出資建立基本農田保護專項基金，對履行耕地保護義務的主體給予經濟補償。這些政策的實施取得了部分成效，也緩解了耕地保護引發的社會公平問題。其中合理劃分補償方和受償方是耕地保護經濟補償的重要前提，也是推動耕地保護補償機制構建的關鍵環節。

當前，國內學者基于不同的視角對耕地保護經濟補償分區進行研究，研究視角主要集中在糧食安全、生態安全以及兩者相結合的方面。其中，部分學者從糧食安全視角出發，確定人均糧食消費量和糧食自給率，測算省級層面的人均耕地需求量，并與實際耕地面積比較，進行耕地盈虧區劃分[2]；還有學者則從生態安全視角出發，采用耕地生態足跡模型將研究區域劃分為耕地生態赤字區、耕地生態平衡區和耕地生態盈余區[3]。隨著研究不斷深入，部分學者開始著手于從生態安全與糧食安全相結合的視角研究耕地保護經濟補償分區[4]，彌補單一視角研究的局限性。然而，現有分區研究大多選取一個特定年份數據進行分析研究，不能動態反映區域耕地在兩個視角上的變化。基于此，本文在已有的研究基礎上，以湖北省作為研究區域，從生態安全和糧食安全雙重視角出發，選取2009年、2013年及2017年作為研究節點，就湖北省耕地保護經濟補償分區及其動態變化進行研究，對增強湖北省耕地保護效率，制定地方性耕地保護政策提供重要參考價值和指導作用。

1 研究方法

1.1 基于糧食安全的耕地盈虧量測算

參考現有文獻研究，基于糧食安全，采用耕地供需平衡法測算出區域的盈虧量：

（1）測算區域糧食耕地需求量

參考有關研究成果[5]，采用人均耕地閾值模型法，用最小人均耕地面積模型測算地區糧食安全下的最小耕地需求量。由于地區的經濟發展狀況影響地區食物消費水平，為了確保測算結果準確，采用恩格爾系數來反映不同區域之間的食物消費水平的差異性[2]。

式（1）中：SF代表糧食安全視角下區域內最小耕地需求量，β為區域糧食自給率，Gr為人均年糧食消費量，α為人均糧食消費水平修訂系數，p為區域糧食單產，q為區域糧食播種比例，K為區域復種指數，N為區域總人口；式（2）中：x為恩格爾系數，xˉ為平均恩格爾系數。

（2）測算區域耕地盈虧量

式（3）中：TS表示區域內糧食安全視角下的耕地盈虧量，SB表示區域內耕地實際存量面積；式（4）中：ts表示人均區域糧食耕地盈虧量，當ts>0，表示區域對于糧食耕地的人均供給大于需求，反之是供給小于需求。

1.2 基于生態安全的耕地盈虧量測算

（1）測算耕地生態足跡

式（5）中：ef為區域人均耕地生態足跡；r為區域耕地均衡因子，本研究耕地均衡因子引用Wackernagel等在2004年修正后的均衡因子[6]為2.17；Ai為第i種消費項目折算的生物生產性耕地面積；Ci為第i種消費項目的區域人均消費量，在計算中用各消費項目的人均產量來替代；Pi為第i種消費項目的區域平均生產力。式（6）中：EF為區域總的耕地生態足跡；N為區域總人口。

（2）測算耕地生態承載力

式（7）和式（8）中：ec為區域人均耕地生態承載力；a為人均耕地的生物生產性土地面積；y為耕地產量因子；EC為區域總的耕地生態承載力。

（3）耕地生態盈虧量

式中：EI為區域人均耕地生態承載力和人均耕地生態足跡的差值，當EI大于0，該區域屬于耕地生態盈余區，反之屬于耕地生態赤字區，當EI等于0，該區域屬于耕地生態平衡區。

1.3 基于糧食安全和生態安全的耕地保護經濟補償區劃分

（1）標準差處理

式中：μ為區域人均耕地盈虧量的平均值，σ為區域人均耕地盈虧量的標準差；i表示為用兩個視角構建模型分別求出的數值；j表示為研究區域的個數，本文以湖北省12個市、1個自治州為研究區域。

（2）權重確定

本研究采用專家打分法來確定兩個視角的權重，分別為ω1j、ω2j。

（3）經濟補償區域的確定

式中：Qj為區域加權后的綜合值，根據Qj大于0、等于0和小于0來分別確定耕地盈余區、平衡區和赤字區，盈余區作為耕地保護經濟補償區，給予經濟補償，赤字區則劃分到耕地保護經濟給付區。一般情況下，Qj不會等于0，所以選取Δ為劃定平衡區參照的浮動值。

2 研究區域概況及數據來源

2.1 研究區域概況

湖北省位于中國中部，地理位置優越，坐擁江漢平原，氣候溫熱、雨水豐沛，自古以來農耕文明發達，是我國重要的糧棉油生產基地。然而近年來為了發展經濟，對建設用地需求逐年增加，不得不大量占用耕地面積，據統計，2001~2016年間湖北省耕地面積減少了258萬畝，其中用于建設用地面積居于首位，達到51%。截止到2018年，湖北省耕地面積7858.59萬畝，占土地總面積的28.8%，人均耕地面積處于全國較低水平，僅1.3畝，加之省域內部耕地資源分布不均，在質量和數量上差異較大，這在一定程度上削弱了湖北省糧食安全和生態安全的保障能力。

2.2 數據來源

本研究所需的數據主要選自于2010年、2014年、2018年《湖北統計年鑒》以及湖北省12個市、1個自治州的統計年鑒。相關參數確定如下：

在耕地需求量測算中，參考國內現有對人均糧食消費量的研究成果，借鑒世界糧農組織的糧食安全標準，設定人均年糧食消費量（Gr）為400Kg；糧食自給率（β）參考《國家糧食安全中長期規劃綱要（2008-2020年）》中糧食自給率要保持在95%以上，因此將全省13個市（州）糧食自給率統一確定為95%。

在耕地生態足跡和生態承載力測算中：依據湖北省耕地所生產的主要農作物，消費項目（i）選取稻谷、蔬菜、豆類、油料、小麥、棉花、玉米七類；第i種消費項目的區域平均生產力（Pi）參考現有省域內分區研究，采用湖北省平均生產力（見表1）；對區域耕地產量因子（y）的確定，本研究先求出每個區域的消費項目的產量因子，再根據每個區域消費項目的播種比加權計算得出（見表2）。

表1 2009、2013、2017年湖北省各類消費項目平均生產力Table 1 Average productivity of various consumption items in Hubei province in 2009, 2013 and 2017

表2 2009 2013 2017年湖北省各市（州）產量因子Table 2 Output factors of cities (states) in Hubei province in 2009,2013 and 2017

3 結果與分析

3.1 糧食安全視角下湖北省耕地盈虧量動態分析

利用《湖北省統計年鑒》以及各市（州）統計年鑒中相關數據，根據式(1)~(4)計算出2009年、2013年及2017年湖北省13個市（州）耕地總盈虧量和人均耕地盈虧量（見

從圖1可以看出，湖北省2009年、2013年以及2017年糧食耕地實際總供給量大于耕地總需求量，處于糧食耕地盈余狀態，糧食耕地盈余總面積分別為18.73萬公頃、60.31萬公頃、147.47萬公頃，糧食耕地盈余總面積整體上是不斷上升的。

圖1 湖北省糧食耕地總供給量與總需求量Fig.1 Total supply and demand of grain cultivated land in Hubei province

從表3中可以看出糧食耕地赤字區主要集中在鄂東地區，鄂東整體糧食耕地赤字最嚴重，其次是鄂西地區，而糧食耕地盈余區主要集中在鄂中地區。在三個研究年份都處于糧食耕地赤字區是武漢市、黃石市、十堰市以及咸寧市。在2009~2017年，武漢市糧食耕地赤字總量和人均糧食耕地赤字量一直位于首位，年平均人均赤字量達到0.0411公頃，這是由于武漢市經濟發展水平在省內排名第一，以二、三產業發展為主，有限的土地會被優先作為建設用地，在城市化的發展過程中不可避免的占用耕地，耕地面積較少；總糧食耕地赤字增量最大的地區是十堰市，與2009年相比，2017年赤字總量增加了9.89萬公頃。在三個研究年份都處于糧食盈余狀態的地區是襄陽市、荊州市、宜昌市、隨州市以及荊門市。其中，襄陽市的各年糧食耕地總盈余量居于首位，2017年總盈余量高達26.24萬公頃。

表3 2009 2013及2017年湖北省各市（州）糧食耕地盈虧量Table 3 The surplus/deficit quantity of the cultivated land in view of food security in each city of Hubei in 2009, 2013 and 2017

在三個研究時點上，鄂東、鄂西地區赤字量進一步擴大，赤字程度加劇，而鄂中地區糧食耕地盈余量不斷上升。2017年孝感市、黃岡市和恩施州這些地區都由糧食耕地盈余區轉變為赤字區，區域人均糧食耕地盈余量相比2009年分別下降了540%、100.05%和215%。鄂中地區（荊州、隨州、襄陽、荊門）一直處于糧食耕地盈余區，耕地盈余量持續增加，其中，荊州糧食耕地盈余量增速最快，2017年人均耕地盈余量比2009年增長了70.4%。

3.2 生態安全視角下湖北省耕地盈虧量動態分析

根據公式（5）和公式（7）計算出的人均耕地生態足跡和生態承載力，再運用公式（9）來對湖北省13個市（州）的人均耕地生態盈虧量進行測算，具體結果如表4、圖2所示。

表4 2009 2013 2017年湖北省各市（州）人均耕地生態盈虧量Table 4 The surplus/deficit quantity of the cultivated land in view of ecological security in each city of Hubei in 2009, 2013 and 2017

總體來看，湖北省屬于耕地生態赤字區，人均耕地生態赤字量呈先上升而再高速下降的趨勢。2009年耕地生態總赤字量731.39萬公頃，人均耕地生態赤字0.1279公頃；2013年耕地生態總赤字量746.45萬公頃，人均耕地生態赤字0.1287公頃；2017年耕地生態總赤字量411.49萬公頃，人均耕地生態赤字0.0697公頃，2013年人均耕地生態赤字量比2009年增長了0.67%，而2017年比2013年下降了45.84%，說明了湖北省對耕地的可持續發展越來越重視，認真貫徹“十二五”“十三五”規劃，將土地整治作為重點，建設高標準基本農田，增加耕地數量并保證質量，但人均耕地生態足跡還是高于人均耕地生態承載力。

從時間點來看，2009年除了恩施州是生態盈余區，其余的地區都屬于生態赤字區，其中黃岡市、荊州市、荊門市赤字相對較高；2013年各地區耕地生態赤字都有不同程度的擴大，特別是隨州市，人均耕地生態赤字量相比2009年擴大了34.15%；2017年湖北省各地耕地生態盈虧區保持不變，但相對于2013年，2017年10個地級市人均赤字量都在縮小，其中十堰市是縮小幅度最大的地區，赤字量下降了38.11%。

從空間分布來看，湖北省耕地生態赤字最嚴重的區域主要集中在鄂中地區，其次是鄂東，耕地生態可持續發展最好的地方是鄂西。湖北省西部地區擁有豐富的自然資源，耕地的后備資源充足，耕地生態普遍較好，其中恩施州在2009、2013和2017年一直處于耕地生態盈余區；中部地區：襄陽、荊州、荊門的耕地生態赤字在三個研究時點里一直處于最高，其中荊門市的人均耕地生態赤字量最大，2017年人均耕地生態赤字量為0.2222公頃，其原因可能是湖北省中部地理位置優越，位于江漢平原，擁有豐富的耕地資源，耕地面積占全省耕地的37.5%，是湖北省乃至全國的糧食主產區，承擔更多糧食生產責任，且區域人口密集，糧食需求量大，導致人均耕地生態足跡普遍較高，生態赤字量大，而荊門市各消費項目產量較大，常住人口少，使得區域人均耕地生態足跡高，生態赤字量也隨之變大；鄂東地區在三個研究時點上也都屬于耕地生態赤字區，但鄂東地區人均耕地生態赤字量整體上比鄂中地區小，且分布在該區域的城市人均耕地生態赤字量呈減少的趨勢，2017年鄂東地區人均耕地生態赤字量比2009年下降了4.4%。

3.3 雙重視角下湖北省耕地保護經濟補償分區結果與分析

前面分別就糧食安全視角和生態安全視角對湖北省耕地盈虧量進行了分析，接下來再基于雙重視角對湖北省進行耕地保護經濟補償分區。根據式（10）、式(11)測算出湖北省13個市（州）的耕地盈虧綜合得分，再選取浮動值，確定分區標準，最后據此劃分湖北省耕地盈虧區。具體步驟如下：

先對兩個視角下測算出的盈虧量進行標準化處理，得出2009、2013和2017年湖北省各地的兩個視角標準化值，再通過專家打分法確定湖北省各市（州）糧食安全和生態安全的權重（見表5），為了使計算結果縱向可比，三個研究時點的各地區二者權重保持不變；最后根據權重計算出各區域綜合得分后，綜合考慮湖北省各區域實際情況，并結合現有研究和 的散點分布圖，確定最終各年的浮動區間。2009年選取 = 0.19、2013年選取 = 0.18、2017年選取 0.24。

表5 2009 2013年和2017年湖北省各市（州）綜合得分Table 5 Comprehensive scores of cities (prefectures) in Hubei province in 2009, 2013 and 2017

根據以上結果，將2009、2013和2017年湖北省13個市（州）分為受償區、支付區和平衡區，具體結果如圖3所示。

由圖3可知，三個研究時點上各地區綜合得分相差較大，但總體上各地區變動只是在平衡區與支付區兩個區間之間變動。

圖3 湖北省各市（州）綜合分區結果Fig.3 The division of economic compensation of cultivated land protection in Hubei

（1）在三個研究時點中，受償區的數量總體上沒有變化，湖北省受償區有襄陽、隨州、荊門、恩施州。它們主要集中在鄂中地區。襄陽市、隨州市、荊門市都位于湖北省中部地區，該區域有鄂北崗地、鄂中丘陵和江漢平原，土壤肥沃，擁有豐富的耕地資源，全區域有耕地資源178萬公頃，占湖北省耕地總面積52.14%，該地區也是湖北省糧食主產區和全國棉糧油生產基地，農業生產水平高，糧食播種面積大。其中襄陽市、隨州市屬于鄂北崗地，地形以崗地和丘陵為主，人均耕地面積分別為0.076 、0.078 ，糧油作物種植面積大，小麥的產量占湖北省總產量45%；荊門市屬于江漢平原，該區域耕地面積占湖北省耕地總面積41%，且優質耕地比例大，水稻、棉花作物是全省產量最高的區域，這在很大程度上保障了區域糧食安全。恩施州雖然不屬于糧食主產區，但區域經濟發展和城市化水平低，常住人口較少，因此耕地生態足跡小，耕地生態承載力高，同時也是湖北省生態功能區，承擔著更多耕地生態安全的責任。

（2）2009年耕地平衡區包括荊州、宜昌、孝感、黃岡、咸寧；2013年鄂州由支付區轉為了平衡區，黃岡由耕地平衡區轉為了支付區，其余地區不變；2017年十堰市由支付區變為平衡區，鄂州由平衡區轉為支付區，其余區域不變。而一直處于耕地平衡區的地區有宜昌、孝感、荊州和咸寧。宜昌市作為湖北省副中心城市，GDP常年排在省內第二，擁有豐富的水能資源和旅游資源，城市定位是以旅游生態、發展經濟為主，加之三峽大壩工程和生態建設，造成耕地面積減少，所以該區域糧食耕地基本上僅能滿足當地最小需求，屬于耕地平衡區。咸寧的糧食耕地雖然處于赤字區，但區域人均赤字量很小，平均僅有0.006 ，人均生態赤字量低于全省平均水平，同理孝感市也是人均糧食耕地和生態耕地赤字量很小，這使得兩個區域在三個研究時點都屬于耕地平衡區。

（3）2009年支付區有4個，分別是武漢市、黃石市、十堰市、鄂州市；2013年支付區分別是武漢市、黃石市、十堰市、黃岡市；2017年支付區分別是武漢市、黃石市、黃岡市、鄂州市。可以看出支付區主要集中在鄂東地區且數量上總體保持穩定。其中武漢市、黃石市的在三個研究時點的綜合得分都是末位，武漢市作為湖北省省會城市，是我國中部地區唯一的特大城市，“十三五”規劃中關于促進中部地區崛起的有關內容指出要將武漢建設為我國中心城市，因此武漢正處于產業結構轉型升級、優化空間布局、推動新型城鎮化建設，強化交通樞紐地位的關鍵環節，這些規劃的實施不可避免的造成耕地資源流失，但近幾年經濟發展使得區域人口對食物的選擇多樣化，飲食結構的改變，加之耕地復墾、“藏糧于地”等耕地保護政策實施，2017年武漢的耕地盈虧量綜合得分比2013年提高了46.9%，表明它的赤字程度在逐漸減低。黃石市、黃岡市、鄂州市這些地區同屬于武漢城市圈，在政策支持下與武漢市同城化發展，把武漢城市圈積極建設為國家中部地區先進制造業、現代服務業和高新技術產業基地，這些區域經濟發展水平高，因此這三個地級市城市定位也是以發展第二、三產業為主，對于糧食作物種植的積極性低，復種指數低，區域的糧食耕地赤字和耕地生態赤字都比較嚴重。十堰市地處鄂西北，是南水北調水源頭丹江口水庫的所在地，因為關系到全國的水資源利用的安全問題，該區域需要進行水土保持生態建設，提高其生態調節功能，這對區域農業發展造成了限制，加之區域內山多地少，耕地資源稀少且以坡耕耕地為主，2009年人均耕地面積0.78畝，低于湖北省0.86畝平均水平，土地貧瘠，糧食單產位于全省最低，2017年僅為3834公頃，且區域糧食耕地赤字更加嚴重，2017年人均糧食耕地赤字量為0.0293 ，相比2013年赤字量擴大了94.9%。

4 結論與討論

耕地保護對保障我國糧食安全和生態安全具有重要意義，現階段我國耕地保護政策沒有達到理想效果，因此有必要建立耕地保護經濟補償機制，對耕地保護的主體給予經濟補償。其中，確定補償主體是建立耕地保護經濟補償機制的前提，而同一區域在不同時間點的社會經濟條件都不同，使得耕地保護主體在不同時點上也存在差異，因此本文基于雙重視角構建耕地保護經濟補償分區模型，對湖北省2009、2013、2017年三個研究時點進行耕地盈虧分區動態研究。得出以下結論：（1）基于糧食安全視角測算了湖北省三個研究時點的糧食耕地盈虧量。湖北省總體上處于糧食耕地盈余區，糧食耕地盈余總量是整體上升的，由2009年18.73萬公頃上升到到2017年147.47萬公頃。糧食耕地赤字最嚴重的是鄂東地區，其次是鄂西地區，糧食耕地盈余區主要集中在鄂中。基于生態安全視角測算出在三個研究時點中湖北省整體上處于耕地生態赤字區，人均生態赤字量由2009年0.1279公頃擴大到0.1287公頃，到2017年又快速縮減到0.0697公頃，呈先上升后再快速下降趨勢，表明湖北省近年來高度重視耕地生態可持續性。（2）基于雙重視角測算出的分區結果，可知湖北省三個研究時點的受償區、平衡區、支付區數量基本上保持穩定，特定幾個地級市的變動也只是在平衡區與支付區兩個區間之間變動，耕地受償區集中在鄂中和鄂西南地區，耕地平衡區和支付區集中在鄂東地區。本研究將2017年湖北省13個市（州）進行耕地保護經濟補償盈虧分區，受償區有4個（襄陽市、隨州市、荊門市、恩施州）；平衡區有5個（宜昌市、孝感市、荊州市、咸寧市、十堰市）；支付區有4個（武漢市、黃石市、黃岡市、鄂州市）。

本研究基于雙重視角對湖北省2009年、2013年及2017年耕地保護經濟補償分區進行動態研究，為湖北省建立耕地保護經濟補償機制提供參考依據，但本研究仍有幾點不足：（1）研究時點太少，不能準確概括湖北省分區時空變動差異，應該考慮連續的時間段，深入分析分區隨時間變化而發生的動態變動及驅動因素，針對湖北省內各地級市提出具體的耕地可持續發展的政策，提高湖北省耕地的質量。（2）本研究在測算湖北省內各區域最小耕地需求量中，沒有考慮各區域糧食自給現實條件，將13個市（州）糧食自給率統一定義為95%，這使得區域最小耕地需求量的結果與實際差異較大，未來應該結合每個區域的糧食產量和糧食消費量來分別確定各區域的糧食自給率，這樣能準確測算各區域最小耕地需求量，保障糧食耕地盈虧區合理劃分。