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1、第卷第期侧只年月地理科学进展,刃经济快速发展地区耕地资源优化配置模型分析以江苏无锡市为例刘彦随,胡业翠,郑中国科学院地理科学与资源研究所,宇北京摘要沿海经济发达地区的人均耕地资源短缺,工业化、城镇化快速发展对耕地的占用使耕地资源供给更趋紧张。从发展的角度,合理确定区域耕地资源容许城市、生态建设的占用量,具有重要价值和实践意义。基于对无锡工业化、城镇化进程中耕地资源态势,以及用地需求与耕地资源变化关系分析,构建了区域容许耕地转换模型,并应用该模型测定了无锡市年以前容许“非农”建设占用的耕地量。据此确定区域耕地保护的底线和调控指标,为快速工业化、城镇化进程中区域耕地资源优化利用提供一种新思路。同时
2、,为多目标导向下 的区域耕地资源优化配置提供量化方法和决策依据。关键词工业化城镇化耕地资源容许耕地转换模型无锡市中图分类号无锡是江苏省省辖市,地处长江三角洲苏锡常都市圈的中心部位。东邻苏州、上海,西接常州、南京,南靠浙江、安徽,北依长江,中抱太湖,区位条件十分优越,自近代以来一直是苏南地区工商业经济中心和交通枢纽。年,无锡市辖市区,土地总面积衬,人口人,人口密度人。世纪年代以来,无锡经济总量增长迅速,年平均增长速度为,是长江三角洲地区乃至全国最有活力 的经济增长极之一。伴随着工业化、城镇化发展,无锡市耕地面积持续下降。目前人均耕地仅为全国平均水平的乃。今后 随着城镇化快速推进,特别是高速公路等
3、基础设施建设,将仍不可避免占用一定数量 的耕地,这无疑会进一步加剧耕地资源的供需矛盾。为此,依靠模型优化方法,寻求无锡市人口一耕地一经济发展的科学协调途径,成为区域经济可持续发展 的关键无锡市工业化、城镇化发展过程分析反 映工业化演进阶段的指标包括个方面人均收人水平如变动三次产业产值结构和就业结构变动工业内部部门结构变动伴随工业化发展的城市人口比重提高。其中人均收人水平变动决定着需求结构的变化,是工业化阶段演进的基本动因。收稿日期又一修订日期以润一墓金项目国家自然科学基金资助项目件中国科学院地理科学 与资源研究所创新领域前沿项目一作者简介刘彦随一,男,陕西绥德人。研究员,博士生导师。主要研究方
4、 向为土地利用、农业与乡村发展。在国内外核心 刊物发表学术论文余篇,出版著作部。一地理科学进展卷工业化发展以人均变动为主导指标,以就业结构、产值结构和工业内部结构变化为辅助指标,来评判无锡市工业化进程表。参照钱纳里标准冈。年以后,无锡已从前工业化阶段经过钱纳里四阶段 中的一、二阶段,目前进入第三 阶段在产业结构演进的三个阶段中,已完成工业化的中期阶段,开始进人第三 阶段的后半期。城镇化发展年,无锡市城镇化水 平为,处 于城镇化发展的初期阶段年上升为,比年提升,进人城镇化第二个 阶段,即城镇化的加速发展 阶段仪旧年城镇化水平上升到,比年上升,进人城镇化第二阶段 的后期。过程及效应无锡市城镇化发展
5、仍以工业化为主导驱动力。工业经济增长特别是乡镇企业的突飞猛进,促进了农村劳动力 向城镇转移,使城镇人口增加和城市规模扩大。伴随着城镇化水平的提高,“城进田退”的趋势十分明显。一旧年间建成区面积扩大时,而同期 的耕地面积减少扩。工业化在推动城镇化发展的同时,也促进了城市经济总量、财政收入和消费水平,以及产值结构与就业结构 的巨大变化 表。表无锡市工业化、城镇化发展态势七阔公血 灯叨七杖总人口人城镇人口人城镇化水平国内元财政收入元人均夕 口人三次产业就业结构三次产业产值结构轻、重工业结构建成区面积耕地面积枷与巧醉加肠资料来源 面积数据来自无锡土地志和土地利用详查数据库,其它来自无锡历年统计年鉴或计
6、算所得。无锡市耕地变化及其驱动力耕地资源基本态势随着工业化和城镇化快速发展,无锡市耕地资源“非农化”的态势日益 明显。口以期刘彦随等经济快速发展地区耕地资源优化配置模型分析年,耕地 面积持续下降,减少耕地达时。而同期人口处于持续增长状态,人口与耕地在数量上 的逆向发展造成了无锡市人均耕地面积的急剧减少。侧厌年,人均耕地面积减少兮人。年,全市耕地面积扩,人均耕地仅兮人,为江苏省最低水平,低 于联合国粮农组织确定的人均耕地时的警戒线。耕地面积持续减少,使无锡市失去了全国商品粮基地地位,粮食生产已不能满足自给需求。年,无锡人均粮食为岁人,比全国平均水平低,仅是年人均粮食水平 的。袱佘任三,裂葬纫袱袱
7、乞万口代睡匕上夺一总人口亡人均耕地面积图无锡市人口增长与人均耕地基本态势耕地变化的驱动力分析工业化、城镇化发展是无锡市耕地减少的主要原因。为了深人分析无锡市工业化城镇化发展过程 与耕地变化 的关系,重 点对无锡人均耕地资源面积变化与非农化指数二、三产业总产值占国内生产总值百分比、城镇化水平与耕地面积变化分别进行相关分析。结果表明无锡市非农化指数增 长与人均耕地 面积变化呈逆相关关系图,相关系数为。随着工业化发展,二、三产业产值不断增长,但这种增长主要是以各产业部门不 同程度的规模扩张为代价的。在此规模扩张 中,用地需求均指 向农地特别是耕地,这是无锡耕地减少的根本原因从城镇 化发展水平与耕地面
8、积变化模拟结果来看图,以刃年,城镇化水平与耕地 面积变化的相关系数为,反映了城镇化发展是耕地迅速减少的直接驱动因素。述。飞刀留彩写。“妻。吠刃一习 产业非农化指数图人均耕地与非农化指数相关分析即一地理科学进展卷以工了已月乞工彩阿碧揍城市化水平图城镇化水平与耕地面积相关分析讹邓姗丽尽管政府高度重视耕地保护,并实行严格 的耕地总量动态平衡政策,但要实现这种平衡,对后备耕地资源短缺的无锡市来说,势必要以牺牲工业化、城镇化乃 至改善生态环境的用地需求为代价,而这种牺牲又与社会经济发展相矛盾,。因此,如何在保障工业化、城镇化发展的同时,做到耕地资源 的合理转换成为无锡市社会经济可持续发展的基础和保证。本
9、文构建了区域容许耕地转换量化模型,以此测定区域耕地保护 的底线和调控指标,为快速工业化、城镇化进程 中区域耕地资源优化利用提供一种新思路。区域容许耕地转换量化模型假设户。一只一。式中,为耕地容许“非农”转换面积。为区域保有耕地面积街为人类生存保障区域性食物安全最低耕地面积声为给定的食物安全保障系数,根据区域灾害情况、市场贸易、价格水平及其变动等实际状况拟定,。是生态建设耕地需求如退耕还林。街实际上又是人口数量仍和耕地人口承载量的复合函数若尸乃勺则月厂产叩破。区域人口数量闭是一个增函数,随着时间的变化而增大,由人口自然增长和人口机械增长两部分构成,其预测模型一般为川十式 中,为区域现状人口为人口
10、自然增长率为人口机械增长量为时间。区域耕地人口承载量取决于两个主导 因素一是区内合理的人均消费生活标准,需进一步考虑食物结构的变化 二是不同土地利用类型的生产力水平,需进一步考虑水资源保证率对土地生产力水平 的影响。为了在作物 或行业之间可进行比较,与统一取价值货币单位门。另外,土地产出与投人水平之间有直接的关系,可用产投比系数来表期刘彦 随等经济快速发展地区耕地资源优化配置模型分析达。土地资源系统在开放的情况下,单位耕地面积人口承载量可用模型计算口艺邓凡是一个开放性指标,可包括区内自给和区外调节两部分。在场叩和国内农业生产地域分工不断加强 的新时期,更强调食物供给的区域调节。可包括两部分一是
11、区域现状耕地 面积。二是区域耕地后备资源开发、土地整理与复垦土地仍。,本质上就是“耕地 总量动态平衡”目标约束下 的可置换耕地部分。生态建设耕地占用量,主要取决于区域地形状况,即陡坡耕地面积比率,以及退耕难度系数的大小受区域人均耕地水平、农业劳动力数量等因素影响。通动应用模型时,首先需要根据、式,分别进行人口、土地人口承载量、耕地未来保有 面积和生态退耕面积变 化 的预测,再将各值代人式,最后求出城市区域耕地容许转换的最大值。无锡市城镇化进程中容许耕地转换量测算人口增长预测研究了年以来无锡市总人口及城镇人口的变化趋势,其变化如图所示袱乞二口袱塔算加袱乞二口袱钧今总人口习呀城镇人口图无锡市总人口
12、与城镇人口变化卯无锡市总人口增长已进人缓慢增长阶段,对其趋势拟合得到总人口变化方程伽一从无锡市城镇人口变化趋势可以看出,全市城镇人口变化大致以年为界可分为两个阶段,前阶段呈不稳定增长趋势,而年人口增加比较稳步,所以对洲年数据进行趋势拟合,得到如下城镇人口变化方程地理科学进展卷二一科声式中、分别 为总人口、城镇人口数量,为年份,依此两个方程来预测无锡市总人口和城镇人口的变化表。表无锡市总人口、城镇人口变化预测单位甲人廿刊 幼比杖年份总人口城镇人口耕地人口承载量预测根据无锡市辖各行政区划土地利用类型差异,并利用统计资料和典型抽样调查相结合的方法,确定各区人口土地承载量模型参数 表。运用模型测 出值
13、为人爪时。则到年人类生存最低耕地面积保有量户为。表无锡市耕地人口承载量要素预测值吐】既廿”奴吐皿加区域面积矿生产力水平元人口消费标准元 人产投比系数无锡市江 阴市宜兴市和预测无锡市年耕地 面积为时,全市未利用土地资源较少,为扩,其 中可开发为耕地 的资 源不多,仅为耐,主要为窑业废弃地、交通挖废地、荒滩、废河塘等。另外,通过农用地深度开发、土地整理与复垦可增加耕地面积耐。将以上部分进行汇总,得出无锡市年保有耕地面积为时。无锡市坡度在以上需要生态退耕地的面积很小,可忽略不计。但太湖周边及高速公路、铁路沿线生态建设需要 占用一定数量的耕地,总计时。预测总结果表将以上各部分变量预测结果代人模型,安全
14、系数二取值,则值为时。结果表明,在确保无锡城市健康发展 的基本目标下,到年 尚容许耐耕地作为工业化、城镇化发展新增建设用地表。也即在此 阂值范围内,耕地转换不会对区域人口持续生存能力构成威胁。但考虑到人口达到高峰期之后,耕地还将被 占用一部分,而且开发后备耕地资源新增耕地 的质量一般较差,在贯彻耕地“占用”与“补偿”相结合原则的同时,还必须重视提高耕地资源质量,实现区域耕地资源优化配置和高效利用。期刘彦随等经济快速发展地区耕地资源优化配置模型分析表无锡市耕地利用优化配结果均柱枉月叉耕地配置指标面积扩保有耕地量凡食物保障耕地户生态退耕地凡建设占用耕地刀结论与讨论无锡市快速工业化、城镇化发展 的耕
15、地占用更加剧了区域人多地少的矛盾,土地比较利益仍驱动着耕地资源 向高效益 的用途转移。无锡市后备耕地资源缺乏,实现耕地总量动态平衡,直接影 响到工业化、城镇化的持续健康发展。因此,从经济发展、食物安全、生态安全的综合目标出发,科学确定未来容许耕地转换的数量,具有重要价值和实际意义。基于人口增 长模拟与土地人口承载力预测,按照不 同的生活消费模式与水平,构建了区域容许耕地转换量化模型,并用之测定无锡市工业化、城镇化进程 中容许耕地转换的最大 量,为保障城市社会经济发展需要与实现土地持续利用目标的决策,提供了科学依据。若运用模型进行国家或省级尺度耕地资源优化配置分析时,由于区内城市化发展 的显著差
16、异性和土地利用类型的复杂多样性,将影 响到人口、耕地承载力等主要模型参数的精确预测,但对于耕地资源优化配置的宏观决策,仍具有参考价值。参考文献杨山,汤君友无锡市空间扩展 的生态环境质量综合评价研究中国人口、资源 与环境,郭克莎中国工业化的进程、问题与出路中国社会科学,以刃,一周青,黄贤金,淮励杰 快速城镇化农村区域土地利用变化及驱动机制研究资源科学,以又,一刘彦随,鲁 奇 苏南现代化进程中的土地问题及其对策 地理科学进展,一衍一,一杨燕凤,王黎明城市快速增长期生态与环境指标体系研究地理科学进展,仪刃,一刘彦 随区域土地利用优化配置北京学苑出版社,一叨,一耐灯,雌杭,光,地理科学进展卷一,概一伪袱,