中部六省耕地生態足跡動態演變及驅動力研究

基金項目：河南省高等學校重點科研項目；項目編號：24A170001。安陽市科技發展計劃；項目編號：2023C01SF216。安陽師范學院大學生創新基金；項目編號：202310479036。

作者簡介：焦士興（1970—），男，教授，博士；研究方向：水資源和水環境。

摘要：文章運用生態足跡模型，分析了中部六省耕地生態足跡演化趨勢，利用SPSS 260探討了其驅動因素。結果表明：山西等四省人均耕地生態足跡波動上升，湖北等兩省相對穩定。河南人均耕地生態承載力呈波動上升趨勢，山西呈波動下降趨勢，安徽等四省相對穩定。河南等五省耕地資源呈現可持續利用狀態，山西則為不可持續狀態。中部六省耕地生態足跡變化驅動力和演變趨勢存在差異，江西和山西呈現增長-下降-增長的態勢，湖南、湖北和河南呈現增長-下降態勢。通過提高耕地產出能力、優化配置耕地資源、建設高標準農田等，利于實現耕地可持續性利用。

關鍵詞：中部六省；耕地生態足跡；驅動力

中圖分類號：F32321文獻標志碼：A

0引言

土地是人類賴以生存的物質基礎，而耕地又是土地資源中最為核心的部分。隨著我國城鎮化進程加速，大量耕地非農化嚴重威脅糧食安全。因此，分析耕地資源時空變化格局，探究其驅動機制具有重要意義。朱超洪等［1］研究了安徽耕地變化特征及驅動因素，認為耕地受農業科技創新和結構調整等影響較大；鄧楚雄等［2］探討了長株潭城市群耕地數量變化及驅動力，提供了耕地保護與經濟社會協調發展依據；王靜怡等［3］研究了中國耕地變化趨勢和驅動因子，認為城鎮化進程等是主要驅動因素。近年來，多種方法［4］、模型［5］應用于耕地時空演變及驅動力研究。生態足跡已應用于水資源［6］等領域，在耕地方面多用于評價可持續性［7］，主要局限于國家、省域等領域，而對區域集群研究相對薄弱［2］。中部六省耕地資源豐富，人口眾多，開展耕地生態足跡演變及驅動力研究，對于實現可持續利用具有重要意義。

1數據來源及研究方法

11數據來源

數據分人口等3類27項。人口包括農村人口（X1）、城鎮人口、年末人口（X2）和城鎮化率（X3）4項，來源于《中國統計年鑒》（2013—2021年）。經濟包括農業GDP（X4）、GDP總值（X5）、第一、第二和第三產業在GDP分別占比（X6、X7、X8）和城鄉居民人均消費支出6項，來源于《中國統計年鑒》（2013—2021年）；農副食品加工業GDP、食品制造業GDP、飲料制造業GDP和煙草加工業GDP 4項來源于《中國食品工業統計年鑒》（2013—2021年）。農業包括水稻、小麥、玉米、豆類、薯類、棉花、花生、油菜籽的生產量及面積、農作物播種面積（X9）8項，以及化肥使用量（X10）、農用塑料薄膜、農用柴油和農藥使用量、糧食產量（X11）5項，來源于《中國農村統計年鑒》（2013—2021年）。

12研究方法

耕地生態足跡是指用于生產的農作物對耕地占用和消耗的生產性土地面積，包括生物資源足跡和碳足跡。借鑒相關研究［8］，修正生物資源足跡；碳足跡通過獲取農作物生產過程中引致的“副產品”所折算的耕地面積核算［9］。通過引入平衡因子，修正二者重復問題，確定人均耕地生態足跡［8］。依據區域承受的生物生產性活動最大容量，確定耕地生態承載力。采用耕地生態承載力與生態足跡差值，確定耕地生態赤字（盈余）。結合相關研究［10］，選取農村人口等11項指標構建驅動力評價體系，分為人口數量（X1、X2）、社會經濟發展（X3、X4、X5）、產業結構（X6、X7、X8）、農業生產效益（X9、X10、X11）等4類。

2中部六省耕地生態足跡演化及驅動力分析

21中部六省耕地生態足跡演化

中部六省人均耕地生態足跡分為波動上升、相對穩定兩種趨勢（見圖1）。山西、安徽、江西和河南整體呈波動上升趨勢。山西2012—2015年人均耕地生態足跡由008 hm2降至007 hm2，2016年后呈上升趨勢，2020年達到峰值011 hm2。2012—2016年安徽人均耕地生態足跡在007 hm2左右波動，2017年呈現上升狀態，2019年達到峰值011 hm2。2012—2016年江西人均耕地生態足跡圍繞007 hm2波動，2017年后持續增長，2020年達峰值0087 hm2。2012—2018年河南人均耕地生態足跡變幅不顯著，年均值004 hm2，2020年達到峰值008 hm2。湖北和湖南人均耕地生態足跡呈現相對穩定態勢，年均值分別保持在005 hm2和006 hm2。

中部六省人均耕地生態承載力分為波動上升、波動下降和相對穩定3種類型（見圖2）。河南呈現波動上升趨勢，2012—2016年在036 hm2上下波動，2016—2017年則增長明顯，原因在于耕地面積廣闊，人均農作物生產面積在中部六省最大。山西呈現波動下降趨勢，由2012年的0152 hm2下降至2016年的0138 hm2，原因在于作為煤炭大省，適宜種植的耕地面積有所減少，質量有所降低。安徽、江西、湖北、湖南則相對穩定，農業生產條件差異性不顯著。河南、江西、安徽、湖南年均值大于六省均值，山西、湖北則小于六省均值。

中部六省耕地分為可持續和不可持續兩種類型。河南、湖南、江西、安徽和湖北五省耕地資源呈現可持續類型，排序為河南＞湖南＞江西＞安徽＞湖北。河南雖為農業大省，但制定了嚴格的耕地保護政策，實現了耕地的高效利用。湖南、江西、安徽、湖北變化基本一致，與人均生態足跡變化相吻合，人均耕地生態盈余的年均值分別為017 hm2、016 hm2、015 hm2、013 hm2。山西則呈現不可持續類型，2012—2016年人均耕地生態赤字趨近于0，2017年后則有所增大，歸因于以煤為主的消費需求加大了耕地生態足跡需求量。

22中部六省耕地生態足跡驅動力

運用SPSS 260，得到耕地生態足跡驅動因子特征值、累計貢獻率及載荷矩陣。依據特征值gt;1和累計貢獻率gt;85%的原則，提取1～3個主成分。

山西與農村人口存在較強相關性，安徽、江西和河南與年末人口存在較大相關性。山西在城鎮化進程推動下，農村人口由2012年的1 7271萬人減少到2020年的1 30772萬人。2012—2020年，安徽、江西和河南人口年均分別增加1411萬人、489萬人和4544萬人，原因在于人口政策調整和經濟發展水平提高。人口和勞動力增長是社會經濟發展的重要動力，但人口增長會占用更多耕地投入生產建設。

安徽與第一產業占生產總值存在較強相關性，湖北和湖南則與第一、三產業占生產總值存在較大相關性。2012—2020年，安徽、湖北和湖南第一產業占地區生產總值年均分別下降031%、037%和045%，但湖北和湖南與第三產業占比年均分別增長160%和141%，表明隨著經濟社會發展，傳統農業在國民生產總值中貢獻越來越低，而工業化發展和現代服務業興起則導致第三產業貢獻逐漸增大。

湖北和和湖南與農作物播種面積存在較強相關性。由于國家出臺相關耕地保護政策，湖北農作物播種由2012年的769×106 hm2增加到2020年的797×106 hm2，湖南則由851×106 hm2減少到840×106 hm2，但由于農業技術進步以及先進農機裝備投入，有限耕地資源發揮了更大效益。受農業生產效益驅動影響，湖北和湖南降低了耕地生態足跡的占用與消耗，實現了耕地集約化利用，一定程度上緩解了耕地資源緊缺矛盾。

江西和山西耕地生態足跡的驅動力呈現增長-下降-增長態勢，湖南、湖北和河南則呈現增長-下降態勢（見圖3）。江西耕地生態足跡驅動力年際變化強度不同，呈現增長-下降-增長-下降-增長波動變化趨勢。安徽、湖北和山西則呈現增長-下降-增長態勢，表明耕地生態足跡的驅動力逐漸加強。2012—2015年河南耕地生態足跡驅動力逐漸增強；2015年后呈現下降態勢，表明驅動力增強速度有所減弱。

3結論與政策建議

（1）中部六省人均耕地生態足跡分為波動上升和相對穩定兩種趨勢。山西、安徽、江西和河南呈波動上升趨勢，湖北和湖南呈現相對穩定趨勢。應加大資金投入，提升技術水平，才能促進耕地高質量發展。

（2）中部六省人均耕地生態承載力分為波動上升、波動下降和相對穩定3種類型。河南呈現波動上升趨勢，山西呈現波動下降趨勢，安徽、江西、湖北、湖南則相對穩定。應加強耕地保護，不斷改善耕地質量，確保耕地生態承載力持續提升。

（3）中部六省耕地分為可持續和不可持續兩種類型。河南、湖南、江西、安徽和湖北五省耕地呈現為可持續類型，山西則為不可持續類型。應提高農業現代化水平，減少生態赤字風險，促進耕地資源可持續發展。

（4）中部六省耕地生態足跡變化驅動因子、演變趨勢存在差異。山西等三省主要受人口和社會經濟驅動，安徽主要受產業結構、人口和社會經濟驅動，湖北和湖南則受社會經濟、產業結構和農業生產效益驅動。應提高建設用地效率，嚴格控制農用耕地非農化，確保耕地數量和質量的統一。

參考文獻

［1］朱超洪，劉定惠.安徽省近十年耕地動態變化特征及驅動因子分析［J］.安徽農學通報，2007（24）：4-6.

［2］鄧楚雄，李曉青，向云波，等.長株潭城市群地區耕地數量時空變化及驅動力分析［J］.經濟地理，2013（6）：142-147.

［3］王靜怡，李曉明.近20年耕地數量變化趨勢及其驅動因子分析［J］.中國農業資源與區劃，2019（8）：171-176.

［4］王俊智.基于GWR模型的耕地利用時空演變及驅動力分析：以新疆阿克蘇地區為例［D］.烏魯木齊：新疆大學，2016.

［5］舒瑞，孫鴻睿，侯琴.寧夏沿黃生態經濟帶耕地的時空演變及驅動力［J］.水土保持通報，2021（3）：267-274.

［6］范月華，陳漣，唐文雯.基于改進水生態足跡模型的深圳市水資源可持續利用分析［J］.水電能源科學，2021（4）：36-40.

［7］薛選登，高佳琳.糧食主產區耕地生態足跡與糧食安全空間相關性分析［J］.生態經濟，2021（8）：93-99.

［8］靳亞亞，柳乾坤，李陳.基于改進三維生態足跡模型的耕地承載力評價：以江蘇省為例［J］.中國土地科學，2020（9）：96-104.

［9］方精云，郭兆迪，樸世龍，等.1981—2000年中國陸地植被碳匯的估算［J］.中國科學，2006（6）：804-812.

［10］吳美瓊，陳秀貴.基于主成分分析法的欽州市耕地面積變化及其驅動力［J］.地理科學，2014（1）：54-59.

（編輯編輯姚鑫）