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摘要 耕地红线是国家粮食安全和生态安全的重要保障，然而科学合理的划定耕地红线仍是目前研究领域的一个难点。该研究运用“耕地最低保有量”和“耕地压力指数”法，探讨区域耕地红线的划定方法并分析当前赤壁市各乡镇耕地红线状况。结果表明：2003～2012年赤壁市耕地面积总体上呈先减少后增加的趋势，实际人均耕地面积和标准人均耕地面积均有降低趋势，粮食总产和单产在波动中有所增加，耕地压力指数先减后增。2010年后赤壁市耕地压力增大，主要原因是新增耕地利用效率较低。赤壁市各乡镇间耕地压力状况差异较大，耕地压力最小的柳山镇只有0.38，而压力最大的陆水湖办事处高达22.59。目前陆水湖办事处、蒲圻办事处、赵李桥镇和官塘驿林场已经越过区域内部的耕地红线，建立区际之间的占补平衡和实施有效的土地流转制度是减缓区域耕地压力的有效措施。
关键词 粮食安全;耕地压力;耕地红线;赤壁市
中图分类号 S28;F301.21 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2014）34-12312-05
Study on the Cultivated Land Pressure and Arable Land Minimum on the Edge of Wuhan Metropolitan Area—The Case of Chibi City
CHEN Na1，2，LIN Aiwen1，2*，LIU Zhuanhua1，2 et al （1.School of Resource and Environmental Science，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430079; 2.MOE Key Laboratory of Geographic Information System，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430079）
Abstract Arable land minimum is the base of national food and ecological security.However，how to define the arable land minimum scientifically and reasonably is still a hard work.Applying “the pressure index on cropland” and “the cultivated land minimum quantities”，this research makes a study on the method of defining arable land minimum and analyze its villages’ and towns’ arable land minimum situation.The results show that，during 2003-2012，Chibi presents an overall trend of decrease first and increase later in cultivated land，decline in actual per capita cultivated land and standard per capita cultivated land，increase in total grain output and unit area output with fluctuation as well as decrease first and increase later in pressure index on cropland.As a result of the low utilization efficiency of the new land，the cultivated land pressure keep increasing after 2010.And there are large differences in terms of cultivated land pressure among the villages and towns，of which，Liushan’s pressure index is as low as 0.38，meanwhile，Lushui Lake Office’s index is as high as 22.59.At the moment，several regions including Lushui Lake Office，Puqi Office，Zhaoliqiao Town and Guantangyi Forest farm have already passed the arable land minimum.Therefore，it becomes the resultful measure to establish the demand-supply balance between regions and implement effective land transferring system to relief the cultivated land pressure.
Key words Food security; Pressure of cultivated land; Arable land minimum; Chibi City
我國是人口大国，粮食安全关乎国计民生，而粮食作为一种特殊的产品，其安全问题不可能完全依靠市场规律来解决，必须以强有力的法制政策制度作为坚实后盾。18亿亩耕地红线是国家从粮食安全、经济安全、生态安全和社会稳定的角度，通过科学测算和反复论证确定的动态目标数。它不仅是全国人民的生存线，也为全国的土地利用与规划划定了警戒线[1]。随着城市化和工业化进程的加快，耕地资源总量逐年减少，占用耕地和农地抛荒现象严重[2]，人口、粮食、耕地三者之间的矛盾日趋尖锐。因此，坚持最严格的耕地保护制度、守住18亿亩耕地红线是保证粮食安全的根本措施。 国外对于耕地资源的研究始于20世纪20、30年代[3]，由于各国耕地资源状况不同，各国学者对耕地压力研究的侧重点也不同。北美和欧洲一些耕地资源丰富的国家侧重于研究如何改善土地质量和维护景观生态等方面[4];中美和亚洲等耕地资源短缺的地区则侧重于研究耕地非农化导致的粮食安全问题以及进行耕地保护的科学方法和有效措施[5];非洲农业生产效率较低，侧重于对耕地生产力、农业结构和粮食短缺原因等方面的研究[6]。国内学者对耕地资源也进行了多方面的研究，李秀彬等在土地利用变化、耕地面积变化的驱动因子及耕地利用集约度化等方面做了深入研究[7-9];戴尔阜等根据我国耕地资源减少的总体趋势，构建了耕地压力评价模型，通过研究耕地压力指数来分析粮食安全状况，并据此提出了耕地资源管理调控的新思路[10]。齐睿等[11]、蔡运等[12]、张安录等[13]从区域角度入手，研究某一具体区域内部耕地压力与粮食安全问题，为各区域制定合理的耕地保护策略提供了科学依据。自温家宝总理在《政府工作报告》中明确提出“18亿亩耕地红线”后，各界学者将对耕地资源需求量的研究逐渐演化为对耕地红线的探讨。然而，如何科学严谨地划定这条红线并将其具体落到实地始终是研究的难点。
武汉城市圈被列为中部4大城市圈之首，不仅是湖北经济发展的核心区域，也是中部崛起的重要战略支点。城市圈的空间范围以武汉为中心、100 km左右为半径，包括武汉、黄石、鄂州、孝感、黄冈、咸宁、仙桃、天门、潜江等城市及其腹地。2007年12月7日，武汉城市圈被国务院批准为“全国资源节约型和环境友好型社会改革试验区”后，经济迅速成长，综合实力明显提升。然而，在其以特有的区位优势获得快速发展的同时，也侵占了大量的农业用地，迫使耕地资源日益减少。因此，寻求土地资源合理利用与有效保护之间最大限度的平衡始终是区域发展的关键问题。赤壁市是武汉城市圈边缘的经济强县，近年，其紧扣“科学发展”的主题和“加快转变经济发展方式”的主线，以建设“强而优”中等城市为目标。经济的快速发展，招商引资工作的不断深入，使各类项目纷涌而至，土地供需矛盾十分突出，耕地压力形势日益严峻。笔者通过分析赤壁市人口、耕地和粮食产量的变化，初步探索区域耕地红线的测算方法，为研究区域粮食安全和划定耕地红线提供参考依据。
1 数据来源与研究方法
1.1 研究区概况
赤壁市位于湖北省南部，隶属于咸宁市，以赤壁古战场闻名于世。赤壁市行政区位示意如图1。其北望省会武汉，南临湘北重镇临湘，素有“湖北南大门”之称。地理位置跨 113°32′～114°13′E、29°28′～29°55′N，南北相距25.98～60 km，东西横跨68.9 km。地处鄂南边陲，为幕阜山脉低山丘陵与江汉平原的接触地带，地势由南向北逐渐倾斜，南部为海拔500 m左右的低山群，中部为丘陵地带，北部滨江滨湖地区为海拔50 m左右的冲击平原。雨量丰富，光照充足，气候温和，四季分明。全市国土总面积 1 723 km2。2012年末，全市总人口数达52.60万，其中：农业人口数37.6万，是咸宁市农业大县（市）之一。2012年赤壁市耕地面积41 206.17 hm2，人均占有耕地0.078 hm2 ，低于全国平均水平（0.090 hm2）。
图1 赤壁市行政区位示意
1.2 数据来源
数据主要来源于赤壁市第二次土地调查2012年度变更调查成果、赤壁市第二次土地调查2011年度变更调查成果、赤壁市土地统计簿及2003～2012年《赤壁年鉴》，所有资料来源于赤壁市国土资源局。
1.3 研究方法
1.3.1 耕地红线。该研究将耕地红线定义为：为维护国家或区域粮食安全和可持续发展，经常进行耕种的土地面积的最低值。换言之，红线就是底线，如果再减少就会危及粮食安全、社会稳定、经济社会可持续发展。由于“经常进行耕种的土地面积”在实际调查过程中很难精确的把握，故该研究从粮食安全的角度出发，采用耕地最低保有量表征区域耕地红线。耕地最低保有量是指为保障一定区域粮食安全而需要保护的耕地数量底线。最低人均耕地面积是指在一定区域范围内，一定粮食自给水平和耕地生产力条件下，为满足单个人正常生活的食物消费所需的耕地面积[10]。
S=Smin×P（1）
式中，Smin为最低人均耕地面积（hm2）;P为区域内人口总量。
1.3.2 标准人均耕地面积。由于区域内耕地肥力和农作物复种指数的影响，单纯以人均耕地面积数量来衡量区域耕地压力的结果与区域实际情况存在较大差异，因此该研究采用标准人均耕地面积这一指标[14]。公式为：
S标准=Z×Crm×β×k（2）
式中，Z为食物自给率（%）;Gr为人均食物消费水平（kg）;m为食物单产（kg/hm2）;β为粮作比，即食物播种面积占总播种面积的比率（%）;k为复种指数（%），是一年中各个季节的总播种面积与耕地面积之比。
1.3.3 耕地压力指数。耕地压力指数是指标准人均耕地面积与实际人均耕地面积之比。公式为：
LPI=S标准/S实际 （3）
1.3.4 人均糧食消费水平的确定。1990～2008年我国人均消费粮食382.1 kg[15]，2000年前后人均粮食消费量为370～380 kg[16]，2010年后基本稳定在390 kg左右。国际小康标准中人均粮食需求量为400～600 kg[17]，中国科学院陈百明等通过估算粮食综合生产能力，认为当前中国粮食人均需求量以420 kg为宜[18]。该研究结合2003～2012年赤壁市农产品人均产量及商品量，将肉、蛋、奶需求量按国际标准转换成饲料粮需求量，设定人均食物消费水平为主食用粮（水稻、小麦、玉米、大豆、谷子、马铃薯）、饲料粮、种子用粮、粮食损耗及储备粮，储备粮库存消费比取联合国粮农组织（FAO）确定的最低粮食安全储备水平17%[19]。近几年，赤壁市“粮食大县”的地位不断得到巩固，目前人均粮食占有量较低，但依然能够自给自足。因此，该研究以人均每年消耗410 kg作为研究期内赤壁市人均食物消费水平，粮食自给率取100%，据此得出标准人均耕地面积，并以人均食物消费量400 kg计算最低人均耕地面积和耕地资源保护红线值。 2 结果与分析
2.1 耕地资源的动态变化 由图2可知，2003～2012年赤壁市耕地面积总体上呈先减少后增加的趋势，2008年耕地资源总量减至最少，仅35 128.60 hm2。2003～2008年耕地总量逐年递减，净减少耕地7 100 hm2，平均每年减少1 420 hm2。耕地减少的主要原因是2003年赤壁市委市政府提出“突破性招商引资”的思想，期间大力实施“大办工业、办大工业”的发展战略，全市经济开始大发展，城镇建设和交通、独立工矿建设用地急剧扩张，人口的持续增长加大了对公共设施用地的需求，工业污染损毁以及生态退耕还林。
2008～2012年耕地总量逐年增加，2012年末赤壁市耕地总面积达41 206.17 hm2。2007年7月1日全国第二次土地调查全面启动，对每块土地的地类、位置、范围、面积分布和权属等情况做了更加清晰准确的界定，对于耕地数量的掌握也更加准确。2009年赤壁市完成全国第二次土地调查，加大了土地利用集约度。此前，国家已对退耕还林计划进行调整，实施有力的耕地保护制度。此后，土地整理与复垦、后备耕地资源开发使得耕地面积不断增加。
图2 2003～2012年赤壁市耕地面积、人口变化
2.2 粮食产量动态变化 如图3所示，2003～2012年赤壁市粮食总产量年际变化波动较大，总体呈上升趋势，10年间共增长1.92万t。其中，2003～2007年粮食总产量逐年单调递增，主要原因是粮食播种面积大幅度增加，2007年粮食播种面积比2003年累计增加4 087.66 hm2。2008年粮食大幅度减产，主要原因是受到年初冰冻灾害的影响。2009年以后粮食减产主要原因是受城市化的影响，农村大量劳动力外出务工，农地抛荒闲置现象严重。此外，农业结构调整和粮食比较效益低下进一步造成粮食减产[20]。
2003～2012年赤壁市粮食单产的变化趋势比较平稳，年平均增长仅5.83 kg/hm2。2008年以前，科技对农业贡献比较大，机械化水平不断提高，粮食单产稳定增加。2008年以后，尽管耕地面积在不断增加，但是占补平衡项目和土地整理、复垦后产生的新增耕地往往使优质耕地减少而劣质耕地增加，耕地质量总体下降，粮食减产。
赤壁市人均粮食产量的变化与粮食总产的变化趋势相同，总体上呈上升趋势。2003～2012年全市人均粮食占有量年均增长2.13 kg，增长幅度较小。2008年以后，人口增长速度大大快于粮食增长速度，耕地压力加大。
图3 2003～2012年赤壁市粮食总产量、粮食单产和人均粮食产量变化
2.3 耕地压力指数变化
2003～2012年赤壁市的人均耕地面积变化趋势与耕地总量变化趋势相仿，总体上表现为先下降后上升的趨势。全市总人口由2003年的50.46万增加到2012年末的52.60万（图2），实际人均耕地面积由0.084 hm2下降到0.078 hm2（图4），持续低于国家平均水平，将严重影响到区域内粮食安全。
结合赤壁市人均食物消费水平、粮食自给率、粮食单产、粮食播种面积等指标，运用公式（2）计算得出2003～2012年的标准人均耕地占用量（图4）。从中可以看出，赤壁市标准人均耕地面积总体上呈减少趋势，2009年降至最低，标准人均占有量仅0.07 hm2。主要原因是2009年耕地总量较低，而粮食单产较高。
图4 2003～2012年赤壁市实际人均耕地面积、标准人均耕地面积和耕地压力指数变化
安徽农业科学 2014年
根据2003～2012年赤壁市标准人均耕地面积S标准和实际人均耕地面积S实际，和用公式（3）计算出耕地压力指数（LPI）。从图4中可以看出，2004～2010年赤壁市耕地压力指数一直小于1，只有2011、2012年大于1。说明近两年通过土地整理和后备资源开发虽然增加了一部分耕地，但耕地压力并没有下降的趋势，主要原因是耕地质量的降低使粮食减产，加上耕地间歇性抛荒，徒有高数量的耕地面积，没有高质量的利用效益。
2.4 赤壁市耕地压力指数分布现状
为了更好地分析赤壁市目前的耕地压力，在粮食安全的基础上研究区域耕地保护红线，现对2012年赤壁市耕地压力进行空间分析，详见图5。
图5 2012年赤壁市空间耕地压力指数分布
赤壁市2012年各乡（镇）耕地压力指数差异较大，对比耕地压力评价等级划分标准[14]可以看出：①蒲圻办事处、陆水湖办事处、官塘驿林场、赵李桥镇的耕地压力非常明显，耕地压力指数分别为4.58、22.59、1.34、1.59。其中耕地压力最高的区域为陆水湖办事处，其次是蒲圻办事处。这2个办事处都有一定经济基础、资源环境承载能力较强、发展潜力较大、集聚人口和经济条件较好，其主体功能为重点开发的城市化地区，而并非粮食主产区，区域内粮食安全只能依靠外部输入。官塘驿林场和赵李桥镇位于赤壁市南部的低山区，耕地破碎化程度较高[21]，林地大面积覆盖，茶场、果园较多，耕地资源较少。②车埠镇、赤壁镇、官塘驿镇和黄盖湖农场的耕地压力稍小，分别为0.81、0.81、0.80、0.83。其中车埠镇、赤壁镇和黄盖湖农场位于赤壁市西北部平原区，耕地所占比例高且质量较好，交通便利，有利于农业机械化生产。
官塘驿镇虽然位于东部低山丘陵区，但人口密度小，粮食单产不高却拥有大量耕地资源，耕地压力小。③位于赤壁市东北地区的神山镇、中伙铺镇和位于西南地区的茶庵岭镇以及西部的余家桥乡耕地压力较小，茶庵岭镇和中伙铺镇的耕地压力指数超过了0.70，分别为0.78和0.73，神山镇和余家桥乡的耕地压力为0.63、0.67。④新店镇、柳山镇、赤马港办事处和沧湖开发区的耕地压力不明显，耕地压力指数均低于0.60。耕地压力最小的地区为柳山镇，指数仅为0.38，其85%以上的耕地被划为基本农田，耕地保护效益很高。 表1 耕地压力评价等级划分标准
级别ⅠⅡⅢ
耕地压力≤0.90.90～1.10≥1.1
表征状态不明显预警明显
亚 级ⅠaⅠbⅠcⅡaⅡbⅢaⅢbⅢc
耕地压力<0.20.21～0.600.61～0.900.90～1.001.01～1.101.10～1.501.51～2.0>2.01
表征状态很小小较小稍小稍大较大大很大
表2 赤壁市各乡镇耕地保护红线比对
乡（镇）人口∥人耕地面积
hm2耕地压
力指数Smin
hm2红线值
hm2差值
hm2差比
%
赤壁市525 93641 206.171.014 60.079 541 806.69-600.52 -1.44
蒲圻办事处98 3551 585.644.466 20.072 07 081.81-5 496.17 -77.61
赤马港办处20 2532 343.190.553 70.064 11 297.481 045.71 80.60
陆水湖办处78 840319.8522.039 30.089 47 049.26-6 729.41 -95.46
新店镇30 9893 809.690.547 10.067 32 084.161 725.53 82.79
赵李桥镇27 8811 303.681.549 30.072 42 019.85-716.17 -35.46
茶庵岭镇20 5662 761.150.758 00.101 82 092.82668.33 31.93
车埠镇45 0374 536.230.785 70.079 13 564.20972.03 27.27
赤壁镇26 1583 144.760.785 30.094 42 469.56675.20 27.34
柳山镇11 3441 864.500.373 80.061 4696.971 167.53 167.51
神山镇34 1545 930.880.609 90.105 93 617.292 313.59 63.96
中伙铺镇37 4643 733.550.707 60.070 52 641.681 091.87 41.33
官塘驿镇63 5606 042.650.782 60.074 44 728.911 313.74 27.78
余家桥乡17 5002 285.300.655 20.085 61 497.27788.03 52.63
沧湖开发区2 813422.950.519 80.078 1219.83203.12 92.40
黄盖湖镇7 370940.790.807 60.103 1759.77181.02 23.83
官塘驿林场3 652181.321.304 50.064 8236.52-55.20 -23.34
2.5 区域耕地红线分析
以国际小康人均食物消费水平400 kg为基数，取粮食自给率100%，计算赤壁市各乡镇2012年最低人均耕地面积，得出各乡镇耕地保护红线值，并与现有耕地面积对比，得出各乡镇耕地面积与耕地保护红线值的差值和差比。
由表2可以看出，2012年赤壁市已经突破耕地红线，总体上低于红线600.52 hm2。16个乡镇中4个耕地压力最大的地区严重越过区域内部耕地红线，陆水湖办事处的负重差比已经达到-95.46%，面积相差6 729.41 hm2。蒲圻办事处、赵李桥镇和官塘驿林场的负重差比分别为-77.61%、-35.46%和-23.34%。耕地压力最小的柳山镇耕地面积远高于耕地紅线，耕地质量、粮食产量均高于其他乡镇，耕地压力很小，粮食安全易于保障，应加强高标准基本农田建设，提高耕地利用效益。
由于各乡镇区域主体功能的差异，乡镇内部的耕地红线缺口无法依靠自身得到化解。例如，陆水湖办事处和蒲圻办事处主要为城乡建设区和商业聚集地，吸引了大量的外来人口，粮食安全只能依靠外部输入得到保障。因此，该研究方法对于乡镇等小区域的耕地红线划定并没有意义，只能从县域角度出发，综合审视各乡镇的耕地红线状况，通过政府制定相应的政策与实施方法，使乡镇之间进行差补平衡，总体上守住县域内部的耕地红线，保障粮食安全。
3 结论与讨论
根据2003～2012年赤壁市统计资料，对赤壁市耕地压力指数进行了测算分析，并重点探讨了2012年赤壁市各乡镇的耕地压力和耕地红线状况。结果表明，2003～2012年赤壁市耕地总面积呈先减少后增加的趋势，2012年耕地面积比2003年减少1 017 hm2，由于人口数量逐年增加，实际人均耕地面积和标准人均耕地面积均为降低趋势，耕地压力增大。此外，赤壁市各乡镇间耕地压力状况差异较大，耕地压力最小的柳山镇只有0.38，而压力最大的陆水湖办事处高达22.59。陆水湖办事处、蒲圻办事处、赵李桥镇和官塘驿林场已经越过区域内部的耕地红线，耕地问题已经不能单单依靠区域内部调节，应当按照资源禀赋、人口分布和经济发展水平的地区差异，推进土地政策的区域化和地方化。
随着经济的发展和城市化进程的加快，大量农村青壮劳动力外出务工经商，农村剩余劳动力日渐减少，农民一方面不愿意放弃耕地，另一方面又不能充分利用耕地，使得农村土地长期处于低效率利用状态，耕地占用、污染、抛荒、闲置费现象严重。针对赤壁市目前出现的一系列耕地问题，政府应当继续坚持最严格的耕地和基本农田保护制度，全面推进节约集约用地政策。同时，要大兴农田水利，加强耕地质量建设与管理，建设旱涝保收高标准农田;要进一步依靠科技，持续不断地提高粮食生产的土地产出率、资源利用率、劳动生产率和科技贡献率;要调整农业结构，大力开展高产创建，依靠自己保口粮，做到谷物基本自给、口粮绝对安全。此外，还应当提高农民参与耕地保护的积极性，构建耕地保护共同责任机制，推进耕地资源市场化配置进程，积极实施农地流转机制，促使无力经营土地的农户及时转出耕地，流转到劳动力多、生产经营能力强的农户手中，切实做到科学合理利用土地。
关键词 粮食安全;耕地压力;耕地红线;赤壁市
中图分类号 S28;F301.21 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2014）34-12312-05
Study on the Cultivated Land Pressure and Arable Land Minimum on the Edge of Wuhan Metropolitan Area—The Case of Chibi City
CHEN Na1，2，LIN Aiwen1，2*，LIU Zhuanhua1，2 et al （1.School of Resource and Environmental Science，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430079; 2.MOE Key Laboratory of Geographic Information System，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430079）
Abstract Arable land minimum is the base of national food and ecological security.However，how to define the arable land minimum scientifically and reasonably is still a hard work.Applying “the pressure index on cropland” and “the cultivated land minimum quantities”，this research makes a study on the method of defining arable land minimum and analyze its villages’ and towns’ arable land minimum situation.The results show that，during 2003-2012，Chibi presents an overall trend of decrease first and increase later in cultivated land，decline in actual per capita cultivated land and standard per capita cultivated land，increase in total grain output and unit area output with fluctuation as well as decrease first and increase later in pressure index on cropland.As a result of the low utilization efficiency of the new land，the cultivated land pressure keep increasing after 2010.And there are large differences in terms of cultivated land pressure among the villages and towns，of which，Liushan’s pressure index is as low as 0.38，meanwhile，Lushui Lake Office’s index is as high as 22.59.At the moment，several regions including Lushui Lake Office，Puqi Office，Zhaoliqiao Town and Guantangyi Forest farm have already passed the arable land minimum.Therefore，it becomes the resultful measure to establish the demand-supply balance between regions and implement effective land transferring system to relief the cultivated land pressure.
Key words Food security; Pressure of cultivated land; Arable land minimum; Chibi City
我國是人口大国，粮食安全关乎国计民生，而粮食作为一种特殊的产品，其安全问题不可能完全依靠市场规律来解决，必须以强有力的法制政策制度作为坚实后盾。18亿亩耕地红线是国家从粮食安全、经济安全、生态安全和社会稳定的角度，通过科学测算和反复论证确定的动态目标数。它不仅是全国人民的生存线，也为全国的土地利用与规划划定了警戒线[1]。随着城市化和工业化进程的加快，耕地资源总量逐年减少，占用耕地和农地抛荒现象严重[2]，人口、粮食、耕地三者之间的矛盾日趋尖锐。因此，坚持最严格的耕地保护制度、守住18亿亩耕地红线是保证粮食安全的根本措施。 国外对于耕地资源的研究始于20世纪20、30年代[3]，由于各国耕地资源状况不同，各国学者对耕地压力研究的侧重点也不同。北美和欧洲一些耕地资源丰富的国家侧重于研究如何改善土地质量和维护景观生态等方面[4];中美和亚洲等耕地资源短缺的地区则侧重于研究耕地非农化导致的粮食安全问题以及进行耕地保护的科学方法和有效措施[5];非洲农业生产效率较低，侧重于对耕地生产力、农业结构和粮食短缺原因等方面的研究[6]。国内学者对耕地资源也进行了多方面的研究，李秀彬等在土地利用变化、耕地面积变化的驱动因子及耕地利用集约度化等方面做了深入研究[7-9];戴尔阜等根据我国耕地资源减少的总体趋势，构建了耕地压力评价模型，通过研究耕地压力指数来分析粮食安全状况，并据此提出了耕地资源管理调控的新思路[10]。齐睿等[11]、蔡运等[12]、张安录等[13]从区域角度入手，研究某一具体区域内部耕地压力与粮食安全问题，为各区域制定合理的耕地保护策略提供了科学依据。自温家宝总理在《政府工作报告》中明确提出“18亿亩耕地红线”后，各界学者将对耕地资源需求量的研究逐渐演化为对耕地红线的探讨。然而，如何科学严谨地划定这条红线并将其具体落到实地始终是研究的难点。
武汉城市圈被列为中部4大城市圈之首，不仅是湖北经济发展的核心区域，也是中部崛起的重要战略支点。城市圈的空间范围以武汉为中心、100 km左右为半径，包括武汉、黄石、鄂州、孝感、黄冈、咸宁、仙桃、天门、潜江等城市及其腹地。2007年12月7日，武汉城市圈被国务院批准为“全国资源节约型和环境友好型社会改革试验区”后，经济迅速成长，综合实力明显提升。然而，在其以特有的区位优势获得快速发展的同时，也侵占了大量的农业用地，迫使耕地资源日益减少。因此，寻求土地资源合理利用与有效保护之间最大限度的平衡始终是区域发展的关键问题。赤壁市是武汉城市圈边缘的经济强县，近年，其紧扣“科学发展”的主题和“加快转变经济发展方式”的主线，以建设“强而优”中等城市为目标。经济的快速发展，招商引资工作的不断深入，使各类项目纷涌而至，土地供需矛盾十分突出，耕地压力形势日益严峻。笔者通过分析赤壁市人口、耕地和粮食产量的变化，初步探索区域耕地红线的测算方法，为研究区域粮食安全和划定耕地红线提供参考依据。
1 数据来源与研究方法
1.1 研究区概况
赤壁市位于湖北省南部，隶属于咸宁市，以赤壁古战场闻名于世。赤壁市行政区位示意如图1。其北望省会武汉，南临湘北重镇临湘，素有“湖北南大门”之称。地理位置跨 113°32′～114°13′E、29°28′～29°55′N，南北相距25.98～60 km，东西横跨68.9 km。地处鄂南边陲，为幕阜山脉低山丘陵与江汉平原的接触地带，地势由南向北逐渐倾斜，南部为海拔500 m左右的低山群，中部为丘陵地带，北部滨江滨湖地区为海拔50 m左右的冲击平原。雨量丰富，光照充足，气候温和，四季分明。全市国土总面积 1 723 km2。2012年末，全市总人口数达52.60万，其中：农业人口数37.6万，是咸宁市农业大县（市）之一。2012年赤壁市耕地面积41 206.17 hm2，人均占有耕地0.078 hm2 ，低于全国平均水平（0.090 hm2）。
图1 赤壁市行政区位示意
1.2 数据来源
数据主要来源于赤壁市第二次土地调查2012年度变更调查成果、赤壁市第二次土地调查2011年度变更调查成果、赤壁市土地统计簿及2003～2012年《赤壁年鉴》，所有资料来源于赤壁市国土资源局。
1.3 研究方法
1.3.1 耕地红线。该研究将耕地红线定义为：为维护国家或区域粮食安全和可持续发展，经常进行耕种的土地面积的最低值。换言之，红线就是底线，如果再减少就会危及粮食安全、社会稳定、经济社会可持续发展。由于“经常进行耕种的土地面积”在实际调查过程中很难精确的把握，故该研究从粮食安全的角度出发，采用耕地最低保有量表征区域耕地红线。耕地最低保有量是指为保障一定区域粮食安全而需要保护的耕地数量底线。最低人均耕地面积是指在一定区域范围内，一定粮食自给水平和耕地生产力条件下，为满足单个人正常生活的食物消费所需的耕地面积[10]。
S=Smin×P（1）
式中，Smin为最低人均耕地面积（hm2）;P为区域内人口总量。
1.3.2 标准人均耕地面积。由于区域内耕地肥力和农作物复种指数的影响，单纯以人均耕地面积数量来衡量区域耕地压力的结果与区域实际情况存在较大差异，因此该研究采用标准人均耕地面积这一指标[14]。公式为：
S标准=Z×Crm×β×k（2）
式中，Z为食物自给率（%）;Gr为人均食物消费水平（kg）;m为食物单产（kg/hm2）;β为粮作比，即食物播种面积占总播种面积的比率（%）;k为复种指数（%），是一年中各个季节的总播种面积与耕地面积之比。
1.3.3 耕地压力指数。耕地压力指数是指标准人均耕地面积与实际人均耕地面积之比。公式为：
LPI=S标准/S实际 （3）
1.3.4 人均糧食消费水平的确定。1990～2008年我国人均消费粮食382.1 kg[15]，2000年前后人均粮食消费量为370～380 kg[16]，2010年后基本稳定在390 kg左右。国际小康标准中人均粮食需求量为400～600 kg[17]，中国科学院陈百明等通过估算粮食综合生产能力，认为当前中国粮食人均需求量以420 kg为宜[18]。该研究结合2003～2012年赤壁市农产品人均产量及商品量，将肉、蛋、奶需求量按国际标准转换成饲料粮需求量，设定人均食物消费水平为主食用粮（水稻、小麦、玉米、大豆、谷子、马铃薯）、饲料粮、种子用粮、粮食损耗及储备粮，储备粮库存消费比取联合国粮农组织（FAO）确定的最低粮食安全储备水平17%[19]。近几年，赤壁市“粮食大县”的地位不断得到巩固，目前人均粮食占有量较低，但依然能够自给自足。因此，该研究以人均每年消耗410 kg作为研究期内赤壁市人均食物消费水平，粮食自给率取100%，据此得出标准人均耕地面积，并以人均食物消费量400 kg计算最低人均耕地面积和耕地资源保护红线值。 2 结果与分析
2.1 耕地资源的动态变化 由图2可知，2003～2012年赤壁市耕地面积总体上呈先减少后增加的趋势，2008年耕地资源总量减至最少，仅35 128.60 hm2。2003～2008年耕地总量逐年递减，净减少耕地7 100 hm2，平均每年减少1 420 hm2。耕地减少的主要原因是2003年赤壁市委市政府提出“突破性招商引资”的思想，期间大力实施“大办工业、办大工业”的发展战略，全市经济开始大发展，城镇建设和交通、独立工矿建设用地急剧扩张，人口的持续增长加大了对公共设施用地的需求，工业污染损毁以及生态退耕还林。
2008～2012年耕地总量逐年增加，2012年末赤壁市耕地总面积达41 206.17 hm2。2007年7月1日全国第二次土地调查全面启动，对每块土地的地类、位置、范围、面积分布和权属等情况做了更加清晰准确的界定，对于耕地数量的掌握也更加准确。2009年赤壁市完成全国第二次土地调查，加大了土地利用集约度。此前，国家已对退耕还林计划进行调整，实施有力的耕地保护制度。此后，土地整理与复垦、后备耕地资源开发使得耕地面积不断增加。
图2 2003～2012年赤壁市耕地面积、人口变化
2.2 粮食产量动态变化 如图3所示，2003～2012年赤壁市粮食总产量年际变化波动较大，总体呈上升趋势，10年间共增长1.92万t。其中，2003～2007年粮食总产量逐年单调递增，主要原因是粮食播种面积大幅度增加，2007年粮食播种面积比2003年累计增加4 087.66 hm2。2008年粮食大幅度减产，主要原因是受到年初冰冻灾害的影响。2009年以后粮食减产主要原因是受城市化的影响，农村大量劳动力外出务工，农地抛荒闲置现象严重。此外，农业结构调整和粮食比较效益低下进一步造成粮食减产[20]。
2003～2012年赤壁市粮食单产的变化趋势比较平稳，年平均增长仅5.83 kg/hm2。2008年以前，科技对农业贡献比较大，机械化水平不断提高，粮食单产稳定增加。2008年以后，尽管耕地面积在不断增加，但是占补平衡项目和土地整理、复垦后产生的新增耕地往往使优质耕地减少而劣质耕地增加，耕地质量总体下降，粮食减产。
赤壁市人均粮食产量的变化与粮食总产的变化趋势相同，总体上呈上升趋势。2003～2012年全市人均粮食占有量年均增长2.13 kg，增长幅度较小。2008年以后，人口增长速度大大快于粮食增长速度，耕地压力加大。
图3 2003～2012年赤壁市粮食总产量、粮食单产和人均粮食产量变化
2.3 耕地压力指数变化
2003～2012年赤壁市的人均耕地面积变化趋势与耕地总量变化趋势相仿，总体上表现为先下降后上升的趨势。全市总人口由2003年的50.46万增加到2012年末的52.60万（图2），实际人均耕地面积由0.084 hm2下降到0.078 hm2（图4），持续低于国家平均水平，将严重影响到区域内粮食安全。
结合赤壁市人均食物消费水平、粮食自给率、粮食单产、粮食播种面积等指标，运用公式（2）计算得出2003～2012年的标准人均耕地占用量（图4）。从中可以看出，赤壁市标准人均耕地面积总体上呈减少趋势，2009年降至最低，标准人均占有量仅0.07 hm2。主要原因是2009年耕地总量较低，而粮食单产较高。
图4 2003～2012年赤壁市实际人均耕地面积、标准人均耕地面积和耕地压力指数变化
安徽农业科学 2014年
根据2003～2012年赤壁市标准人均耕地面积S标准和实际人均耕地面积S实际，和用公式（3）计算出耕地压力指数（LPI）。从图4中可以看出，2004～2010年赤壁市耕地压力指数一直小于1，只有2011、2012年大于1。说明近两年通过土地整理和后备资源开发虽然增加了一部分耕地，但耕地压力并没有下降的趋势，主要原因是耕地质量的降低使粮食减产，加上耕地间歇性抛荒，徒有高数量的耕地面积，没有高质量的利用效益。
2.4 赤壁市耕地压力指数分布现状
为了更好地分析赤壁市目前的耕地压力，在粮食安全的基础上研究区域耕地保护红线，现对2012年赤壁市耕地压力进行空间分析，详见图5。
图5 2012年赤壁市空间耕地压力指数分布
赤壁市2012年各乡（镇）耕地压力指数差异较大，对比耕地压力评价等级划分标准[14]可以看出：①蒲圻办事处、陆水湖办事处、官塘驿林场、赵李桥镇的耕地压力非常明显，耕地压力指数分别为4.58、22.59、1.34、1.59。其中耕地压力最高的区域为陆水湖办事处，其次是蒲圻办事处。这2个办事处都有一定经济基础、资源环境承载能力较强、发展潜力较大、集聚人口和经济条件较好，其主体功能为重点开发的城市化地区，而并非粮食主产区，区域内粮食安全只能依靠外部输入。官塘驿林场和赵李桥镇位于赤壁市南部的低山区，耕地破碎化程度较高[21]，林地大面积覆盖，茶场、果园较多，耕地资源较少。②车埠镇、赤壁镇、官塘驿镇和黄盖湖农场的耕地压力稍小，分别为0.81、0.81、0.80、0.83。其中车埠镇、赤壁镇和黄盖湖农场位于赤壁市西北部平原区，耕地所占比例高且质量较好，交通便利，有利于农业机械化生产。
官塘驿镇虽然位于东部低山丘陵区，但人口密度小，粮食单产不高却拥有大量耕地资源，耕地压力小。③位于赤壁市东北地区的神山镇、中伙铺镇和位于西南地区的茶庵岭镇以及西部的余家桥乡耕地压力较小，茶庵岭镇和中伙铺镇的耕地压力指数超过了0.70，分别为0.78和0.73，神山镇和余家桥乡的耕地压力为0.63、0.67。④新店镇、柳山镇、赤马港办事处和沧湖开发区的耕地压力不明显，耕地压力指数均低于0.60。耕地压力最小的地区为柳山镇，指数仅为0.38，其85%以上的耕地被划为基本农田，耕地保护效益很高。 表1 耕地压力评价等级划分标准
级别ⅠⅡⅢ
耕地压力≤0.90.90～1.10≥1.1
表征状态不明显预警明显
亚 级ⅠaⅠbⅠcⅡaⅡbⅢaⅢbⅢc
耕地压力<0.20.21～0.600.61～0.900.90～1.001.01～1.101.10～1.501.51～2.0>2.01
表征状态很小小较小稍小稍大较大大很大
表2 赤壁市各乡镇耕地保护红线比对
乡（镇）人口∥人耕地面积
hm2耕地压
力指数Smin
hm2红线值
hm2差值
hm2差比
%
赤壁市525 93641 206.171.014 60.079 541 806.69-600.52 -1.44
蒲圻办事处98 3551 585.644.466 20.072 07 081.81-5 496.17 -77.61
赤马港办处20 2532 343.190.553 70.064 11 297.481 045.71 80.60
陆水湖办处78 840319.8522.039 30.089 47 049.26-6 729.41 -95.46
新店镇30 9893 809.690.547 10.067 32 084.161 725.53 82.79
赵李桥镇27 8811 303.681.549 30.072 42 019.85-716.17 -35.46
茶庵岭镇20 5662 761.150.758 00.101 82 092.82668.33 31.93
车埠镇45 0374 536.230.785 70.079 13 564.20972.03 27.27
赤壁镇26 1583 144.760.785 30.094 42 469.56675.20 27.34
柳山镇11 3441 864.500.373 80.061 4696.971 167.53 167.51
神山镇34 1545 930.880.609 90.105 93 617.292 313.59 63.96
中伙铺镇37 4643 733.550.707 60.070 52 641.681 091.87 41.33
官塘驿镇63 5606 042.650.782 60.074 44 728.911 313.74 27.78
余家桥乡17 5002 285.300.655 20.085 61 497.27788.03 52.63
沧湖开发区2 813422.950.519 80.078 1219.83203.12 92.40
黄盖湖镇7 370940.790.807 60.103 1759.77181.02 23.83
官塘驿林场3 652181.321.304 50.064 8236.52-55.20 -23.34
2.5 区域耕地红线分析
以国际小康人均食物消费水平400 kg为基数，取粮食自给率100%，计算赤壁市各乡镇2012年最低人均耕地面积，得出各乡镇耕地保护红线值，并与现有耕地面积对比，得出各乡镇耕地面积与耕地保护红线值的差值和差比。
由表2可以看出，2012年赤壁市已经突破耕地红线，总体上低于红线600.52 hm2。16个乡镇中4个耕地压力最大的地区严重越过区域内部耕地红线，陆水湖办事处的负重差比已经达到-95.46%，面积相差6 729.41 hm2。蒲圻办事处、赵李桥镇和官塘驿林场的负重差比分别为-77.61%、-35.46%和-23.34%。耕地压力最小的柳山镇耕地面积远高于耕地紅线，耕地质量、粮食产量均高于其他乡镇，耕地压力很小，粮食安全易于保障，应加强高标准基本农田建设，提高耕地利用效益。
由于各乡镇区域主体功能的差异，乡镇内部的耕地红线缺口无法依靠自身得到化解。例如，陆水湖办事处和蒲圻办事处主要为城乡建设区和商业聚集地，吸引了大量的外来人口，粮食安全只能依靠外部输入得到保障。因此，该研究方法对于乡镇等小区域的耕地红线划定并没有意义，只能从县域角度出发，综合审视各乡镇的耕地红线状况，通过政府制定相应的政策与实施方法，使乡镇之间进行差补平衡，总体上守住县域内部的耕地红线，保障粮食安全。
3 结论与讨论
根据2003～2012年赤壁市统计资料，对赤壁市耕地压力指数进行了测算分析，并重点探讨了2012年赤壁市各乡镇的耕地压力和耕地红线状况。结果表明，2003～2012年赤壁市耕地总面积呈先减少后增加的趋势，2012年耕地面积比2003年减少1 017 hm2，由于人口数量逐年增加，实际人均耕地面积和标准人均耕地面积均为降低趋势，耕地压力增大。此外，赤壁市各乡镇间耕地压力状况差异较大，耕地压力最小的柳山镇只有0.38，而压力最大的陆水湖办事处高达22.59。陆水湖办事处、蒲圻办事处、赵李桥镇和官塘驿林场已经越过区域内部的耕地红线，耕地问题已经不能单单依靠区域内部调节，应当按照资源禀赋、人口分布和经济发展水平的地区差异，推进土地政策的区域化和地方化。
随着经济的发展和城市化进程的加快，大量农村青壮劳动力外出务工经商，农村剩余劳动力日渐减少，农民一方面不愿意放弃耕地，另一方面又不能充分利用耕地，使得农村土地长期处于低效率利用状态，耕地占用、污染、抛荒、闲置费现象严重。针对赤壁市目前出现的一系列耕地问题，政府应当继续坚持最严格的耕地和基本农田保护制度，全面推进节约集约用地政策。同时，要大兴农田水利，加强耕地质量建设与管理，建设旱涝保收高标准农田;要进一步依靠科技，持续不断地提高粮食生产的土地产出率、资源利用率、劳动生产率和科技贡献率;要调整农业结构，大力开展高产创建，依靠自己保口粮，做到谷物基本自给、口粮绝对安全。此外，还应当提高农民参与耕地保护的积极性，构建耕地保护共同责任机制，推进耕地资源市场化配置进程，积极实施农地流转机制，促使无力经营土地的农户及时转出耕地，流转到劳动力多、生产经营能力强的农户手中，切实做到科学合理利用土地。