杨 苗，杨萍果

（1.山西农业大学 文理学院，山西 太谷030801；2.山西师范大学 生命科学学院，山西 临汾0410001）

作为不可再生资源的耕地，保持其一定数量是人类赖以生存的基本条件。作为人口与农业大国，中国耕地面积将关系到世界1／5人口的食物安全。中共十七届三中全会指出，要实行最严格的耕地保护制度，坚守1.2亿hm2耕地“红线”［1－3］。在工业化城市化不断加快的进程中，其数量变化往往呈现出一定的阶段性。近年来，随着人口快速增长、资源紧缺和环境问题的日益突出，引起的城市化与农业发展的矛盾以及环境压力、粮食安全问题，已引起人们的广泛关注。自莱斯特·R·布朗提出“谁来养活中国”之后，粮食安全与耕地保护成为国内外学者研究的热点。学者们提出“提高粮食综合生产能力”、“藏粮于土”、“最小人均耕地面积”［4－6］、“可持续食物安全”［7］、“农业多功能性”［8－11］等战略和理念。耕地是保障粮食生产的必要条件，粮食产量对粮食播种面积具有较高的依赖性。随着工业化、城镇化发展和农业结构调整，耕地资源和粮食产量表现出明显的区域差异。本文通过耕地相对变化率和敏感度分析模型，揭示1985—2010年山西省临汾市耕地面积和粮食产量的时空动态变化特征，为区域粮食安全提供理论支撑。

1 研究区概况

临汾市位于山西省西南部，北纬35°23′—36°57′，东经110°22′—112°34′，南北最大纵距170km，东西最大横距约200km，总面积20 275km2，占全省面积的13%。地形轮廓大体呈“凹”字型分布，四周为环山，中间平川，平川、丘陵、山地面积分别占19.4%，51.4%，29.2%。属温带大陆性气候，年均降水量583mm。临汾市是华北地区重要的粮棉生产基地之一，截至2010年末全市耕地总面积45.8万hm2，粮食总产量达到175.86万t，占山西省的15%左右，其中小麦占35%以上。全市常驻人口417.2万人，其中城镇人口151.7万人，占36.4%；乡村人口265.5万人，占63.6%。现辖1区2市14县和两个省级经济技术开发区。

2 数据来源和分析方法

2.1 数据来源

研究较长时段土地变化时，必须借助于统计数据［4］。统计数据具有系统、完整和连续性好等特点，是土地利用变化研究的一种重要数据来源。本文数据来源于《山西省统计年鉴》和《山西省农村统计年鉴》。

2.2 分析方法

2.2.1 相对变化率 对于耕地变化的区域差异，可用相对变化率来进行定量分析［4］。某地区某一特定土地利用类型相对变化率可表示为：

式中：K1，K2——某区域某一特定土地利用类型研究期初、期末的面积；C1，C2——全区域某一特定土地利用类型研究期初和期末的面积。如相对变化率Rid＞1，表示该区域这种土地利用类型变化较全区域大，如Rid＜1，则说明该区域这种土地利用类型变化较全区域小。

2.2.2 敏感度分析模型 为了度量粮食产量变化对耕地面积变化的响应，构建了粮食产量对耕地面积变化的敏感度分析模型［3］：

式 中：Gt，Gt＋1——基 期 和 末 期 的 粮 食 产 量；Lt，Lt＋1——基期和末期的耕地面积。若β＜0，表明粮食产量与耕地面积成反向变化，粮食产量对耕地面积变化不敏感；若β＞0，说明粮食产量与耕地面积成同向变化，粮食产量变化受耕地面积变化的影响。β绝对值越大，说明粮食产量对耕地变化的敏感度越高，即耕地面积的较小变动会造成粮食产量的较大波动。

3 结果与分析

3.1 耕地资源的时间变化规律

由临汾市耕地总量和人均耕地变化（图1）可知，1985—2010年耕地总面积为增加趋势，1985年耕地总面积为42.17万hm2，至2010年为49.5万hm2，增加了7.32万hm2，年平均增长0.32万hm2，年均增长率为0.75%。这期间耕地面积波动变化可分为3个时段：1985—1996年耕地总面积呈缓慢减少趋势，并且逐年递减。1985年耕地总面积为42.17万hm2，至1996年减少到40.55万hm2，减少了1.62万hm2，减少了3.85%，年均减少0.32%。1996—1997年耕地面积急剧增加，由1996年的40.55万hm2增至1997年的52.37万hm2，增加了1 546 hm2，年增加29.14%，为近25a来耕地面积增幅最大的一年。这主要是由于水田从522hm2增加到897hm2，旱地从405 015hm2增加到522 806hm2，新开荒面积898hm2。近25a年耕地总面积的变化趋势为：1997—2003年先增加后逐渐减少，2004—2010年基本趋于稳定略有所增加。随着农业税及其附加税的免除和种粮直补等政策的落实，全市粮食种植面积不断扩大，垦荒面积不断增加，耕地总数量有所增加。

图1 临汾市耕地总量和人均耕地变化

人均耕地面积变化趋势和耕地总面积变化趋势基本一致，人均耕地从1985年的0.134hm2减少到2010年的0.107hm2，年减少率1.83%。1985—1996年人均耕地面积一直减少，1997年有所增加，1999年人均耕地面积达到最大0.139hm2。2003年至今，人均耕地面积波动较小，基本保持稳定。这主要是由于随着人口的增长和人民生活水平的提高，人居环境的变化、园林绿地、各种建筑房屋以及铺设道路等工程面积的不断增加，使得耕地面积，尤其是人均耕地面积不断减少。因此，近年来除“九五”期间，耕地面积与人均耕地面积呈上升趋势外，其余都呈现减少趋势。

3.2 耕地资源的空间格局

以县市行政区为单位把研究区分为西部、中部、东部，采用耕地面积变化量和相对变化率，来分析区域耕地面积的空间变化。由近25a临汾市各区域耕地面积变化及相对变化率（表1）可知，东西部山区耕地面积相对变化较大（Rid＞1），且西部6县市的变化大于东部6县市，中部5县市区耕地面积的相对变化率较整个研究区平均值小（Rid＜1）。

近25a来西部6县耕地面积都有所增加，永和县耕地面积增加最多；东部6县市耕地面积除翼城县略有所减少外，其余均有所增加；中部5县市区除洪洞县外其余县市耕地面积都有所减少。因为2000年临汾市的吉县、乡宁县、蒲县、隰县和永和县5县被国家林业局列为退耕还林试点示范县，截至2010年底，临汾市退耕造林5.02万hm2。减少的耕地主要为分布在中部地区质量较好的耕地，而增加的耕地主要为质量较差的边际土地；近年来农业用地向非农业用地的转化数量有限，大量荒地被开垦种植，从而增加了耕地的面积。但是，工业建设、“房地产热”等造成的“圈地运动”占用了大量耕地，加上生态退耕还林还草使耕地面积急剧减少，从而导致了耕地的锐减。

3.3 粮食安全分析

由于临汾盆地易遭受旱灾，粮食产量波动较大。粮食总产量和人均粮食占有量都呈周期性波动，波动周期为3.5a。1985年粮食总产量为131.65万t，2010年增加至175.87万t，增加了44.21万t，平均每年增产2.01万t。

表1 近25a临汾市各区域耕地面积变化及相对变化率

粮食总产量及人均粮食占有量在1985—1987年呈下降趋势，1987年粮食总产量为93.6万t，为25a来最低点，因1986年降雨量最小，仅380mm。1987—1990年呈上升趋势，且1990年粮食总产量首次突破150万t，1991年粮食产量有所下降，而1992年战胜了干旱和虫害，实现了粮食增产，成为临汾历史上第6个高产年。1998年战胜严重自然灾害，粮食总产量171.50万t，创历史新高。2000年因种植面积减少和1999年旱灾的影响，粮食产量仅120.85万t，2000—2004年粮食产量逐年递增，至2004年达到最高值，产量为172.52万t。2005年受2004年旱情的严重影响，粮食产量仅135.65万t。近年来临汾市粮食总产量总的变化为增加趋势，且与上一年的降雨量密切相关。

由图2可以看出，临汾市近25a来人均粮食占有量与粮食产量的变化趋势基本一致。1985年人均粮食占有量417.18kg，2008年为407.84kg，减少了9.34kg。国家发改委参照中等发达国家目前的消费结构，预测出我国未来30a人均粮食需求量2010年为402kg。由于消费观念、消费模式及未来食物营养的发展趋势，预计谷物人均直接消费量可能持续下降，肉类、蛋类和奶制品、水产品的消费将持续增加。这种对粮食和动物蛋白反向需求发展的现象，增加了谷物粮食的间接需求。

图2 临汾市粮食总产量、人均粮食占有量变化

4 结论

20世纪80年代以来，山西省临汾市耕地资源经历了缓慢减少，再增加，然后减少，最后趋于稳定的变化过程，总体呈增加趋势；但由于人口数量的不断增加，耕地面积总量虽有少量增加，但人均耕地面积减少，人地矛盾突出。人均耕地面积变化与耕地总面积变化过程基本一致，从1985年的0.134hm2减少到2010年的0.107hm2，呈减少趋势。

受自然地理条件、经济发展、科技水平等因素的影响，耕地相对变化率呈现明显的地域性。东西部山区相对变化较大，耕地数量增加，而中部平原区相对变化较小，耕地面积减少。山西“十年九旱”，生态环境脆弱，旱灾是导致粮食减产的重要自然因素。耕地—人口—粮食系统不是孤立的系统，和生态环境等诸多因素相互关联。重视基本农田保护，提高科技水平，发展生态农业，控制人口数量。在粮食产量对耕地变化敏感度高的地区，严格实行耕地“补占平衡”政策，将耕地数量维持在一个相对稳定的水平，提升耕地的利用效率和效益，保障区域经济增长和粮食安全。

［1］ 刘彦随，李裕瑞.中国县域耕地与农业劳动力变化的时空耦合关系［J］.地理学报，2010，65（12）：1602－1613.

［2］ 刘旭华，王劲峰，刘明亮，等.中国耕地变化驱动力分区研究［J］.中国科学：D辑，2005，35（11）：1087－1095.

［3］ 刘彦随，王介勇，郭丽英.中国粮食生产与耕地变化的时空动态［J］.中国农业科学，2009，42（12）：4269－4274.

［4］ 刘笑彤，蔡运龙.基于耕地压力指数的山东省粮食安全状况研究［J］.中国人口·资源与环境，2010，20（14）：132－140.

［5］ 杨忍，任志远，徐茜.宁夏粮食生产与耕地压力变化的分析与预测［J］.干旱区资源与环境，2008，22（12）：47－50.

［6］ 耿艳辉，闵庆文，成开魁，等.泾河流域耕地—人口—粮食系统与耕地压力指数时空分布［J］.农业工程学报，2008，24（10）：68－73.

［7］ Gómez Sal A，González García A.A comprehensive assessment of multifunctional agricultural land－use systems in Spain using a multi－dimensional evaluative model［J］.Agriculture，Ecosystems and Environment，2007，120（1）：82－91.

［8］ 张素娟，赵先贵，任桂镇，等.江西省耕地压力时空差异分析及预测［J］.土壤，2009，41（1）：142－146.

［9］ 朱会义，吕昌河.近30年延安市耕地变化的政策背景及其作用机理［J］.地理研究，2010，29（8）：1510－1518.

［10］ 封志明，刘宝勤，杨艳昭.中国耕地资源数量变化的趋势分析与数据重建：1949—2003［J］.自然资源学报，2005，20（1）：35－44.

［11］ 朱健宁，吴群.耕地资源数量变化及其驱动力分析：以无锡市为例［J］.土壤，2008，40（2）：193－199.