本文对永仁县耕地资源的数量安全价值、质量安全价值、社会经济安全价值和生态安全价值进行研究分析。利用灰色预测模型对2015~2020年永仁县耕地资源的安全值进行了预测,并提出了相应的对策和措施。结果表明,由于城市化水平在不断提高、人口不断增长永仁县耕地资源综合安全值在2016~2020年间的警度为轻警,但应加以重视以防滑至中警。 The cultivated land is an important part of the land resources. The survival and development of human beings depend on the cultivated land resources, and the cultivated land is the most important material basis for the growth of crops. The quantity security value, quality safety value, social and economic safety value and ecological security value of cultivated land resources in Yongren county were analyzed. Using grey prediction model, the safety value of cultivated land resources in Yongren County in 2015-2020 years was predicted, and the corresponding countermeasures and measures were put forward. The results show that the comprehensive safety value of cultivated land resources in Yongren county is light police in 2016-2020 years since the urbanization level is increasing and the population continues to grow. However, it will slip to the middle police without paying attention to it.
张芝艳1,2,李冬梅2,席武俊2
1云南师范大学旅游与地理科学学院,云南 昆明
2楚雄师范学院地理科学与旅游管理学院,云南 楚雄
收稿日期:2019年10月18日;录用日期:2019年11月1日;发布日期:2019年11月8日
本文对永仁县耕地资源的数量安全价值、质量安全价值、社会经济安全价值和生态安全价值进行研究分析。利用灰色预测模型对2015~2020年永仁县耕地资源的安全值进行了预测,并提出了相应的对策和措施。结果表明,由于城市化水平在不断提高、人口不断增长永仁县耕地资源综合安全值在2016~2020年间的警度为轻警,但应加以重视以防滑至中警。
关键词 :耕地资源,指标体系,安全预警,永仁县
Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
人类的生活和发展都离不开耕地资源,耕地是属于土地资源中的一部分,也是农作物生长最重要的物质基础,同时也是国家最基本的战略资源之一 [
目前,国外对耕地土壤的质量变化进行研究监测,在这方面加拿大是处于领先地位 [
一些国内学者从不同角度研究了不同区域的耕地资源安全问题 [
永仁县耕地资源安全预警研究基于对影响耕地资源生产能力、功能的各个因素进行分析,给人们提供更好的方法和理论基础以保护耕地资源 [
永仁县位于云南省北部,经度为E101˚14'~101˚49',纬度为N25˚51'~26˚30'之间。永仁县日照时间长,居于西藏拉萨之后排名全国第二、全省第一。永仁县境内水资源丰富,一年的地表径流量达4.87亿m3,人均占有5429 m3,高于全州、全国水平。
永仁县2005~2007年耕地总面积在不断的下降,但是2007~2014年是不断增长的,其间2007~2011年增长幅度较大,而2012~2014年增长幅度较平缓。永仁县人均耕地面积变动起伏比较大,2005~2007年减少,2007~2010年上升,2010~2011年又减小,2011和2012年变化幅度不大,2012~2013年增加,2013~2014年又下降。但是除了2013年,人均耕地面积都小于2005年。永仁县的人口在2005~2009年上升,2009~2010年人口下降,2010~2011年上升,2012~2014年减少。总的来说永仁县2005~2014年人均耕地面积变化幅度比较大。
根据永仁县的实际情况而定的指标选取原则,选取影响耕地资源安全的因素,构建目标层,准则层、指标层三层警情指标体系(如表1所示)。
目标层A | 标准层B | 指标层C | 指标属性 |
---|---|---|---|
耕地资源安全预警 | 耕地数量 | 人均耕地面积(C1) | + |
耕地占土地总面积比例(C2)% | − | ||
人口密度(C3) | + | ||
人口自然增长率(C4) | − | ||
耕地质量 | 粮食单产(C5) | + | |
复种指数(C6) | + | ||
有效灌溉面积(C7) | + | ||
旱涝保收面积(C8) | + | ||
生态环境 | 单位耕地化肥使用量(C9) | − | |
单位耕地农药使用量(C10) | − | ||
单位耕地地膜使用量(C11) | − | ||
社会经济 | 城镇化水平(C12) | − | |
人均GDP(C13) | + | ||
人均农民收入(C14) | + | ||
人均粮食占有量(C15) | + |
表1. 永仁县耕地资源安全警情指标体系
本研究的数据来源于2004~2014年《楚雄州统计年鉴》,2004~2014年《永仁县统计年鉴》。
指标的权重十分重要,指标权重表示各个指标对总目标的影响程度,对研究结果的影响特别大。本研究采用熵值法来确定权重。在excel中首先计算出某项指标的相对性,然后计算出指标的熵值,之后确定指标的差异系数,最后计算指标的权重(如表2所示)。
根据永仁县耕地资源安全评价指标的标准化数据和权重,采用指数和法计算2004~2014年综合指标值,计算结果如表3所示。
指标 | 差异系数 | 权重 | |
---|---|---|---|
B1 | C1 | 0.094247 | 0.0386 |
C2 | 0.120938 | 0.0495 | |
C3 | 0.15806 | 0.0647 | |
C4 | 0.140405 | 0.0575 | |
B2 | C5 | 0.067523 | 0.0276 |
C6 | 0.103286 | 0.0423 | |
C7 | 0.0413 | 0.0169 | |
C8 | 0.579774 | 0.2373 | |
B3 | C9 | 0.098765 | 0.0404 |
C10 | 0.147471 | 0.0604 | |
C11 | 0.166307 | 0.0681 | |
B4 | C12 | 0.115352 | 0.0472 |
C13 | 0.159701 | 0.0654 | |
C14 | 0.160101 | 0.0655 | |
C15 | 0.289985 | 0.1187 |
表2. 永仁县耕地资源安全指标权重值
年份 | B1 | B2 | B3 | B4 | 综合值 |
---|---|---|---|---|---|
2014 | 0.0718 | 0.08329 | 0.0000 | 0.2496 | 0.1162 |
2013 | 0.0718 | 0.04063 | 0.0107 | 0.20903 | 0.0921 |
2012 | 0.0692 | 0.04105 | 0.0226 | 0.18154 | 0.0855 |
2011 | 0.1064 | 0.04889 | 0.0342 | 0.10405 | 0.0749 |
2010 | 0.1223 | 0.04195 | 0.0411 | 0.06382 | 0.0652 |
2009 | 0.1044 | 0.05037 | 0.0527 | 0.07471 | 0.0693 |
2008 | 0.1406 | 0.28554 | 0.0696 | 0.05889 | 0.1513 |
2007 | 0.0785 | 0.04581 | 0.1087 | 0.06389 | 0.0687 |
2006 | 0.1231 | 0.04516 | 0.1185 | 0.06321 | 0.0793 |
2005 | 0.0854 | 0.19191 | 0.1452 | 0.06686 | 0.1245 |
表3. 2005~2014年永仁县耕地资源安全综合值
本研究分别采用了多数原则,中数原则和均数原则对永仁县耕地资源安全综合值进行划分,再综合划分的结果,来确定阈值,建立警度划分的标准。用了永仁县2005~2014年的指标数据计算得出10个耕地质量综合指标值,对其进行警度划分如表4所示。
警度 | 多数原则 | 中数原则 | 均数原则 | 综合值 |
---|---|---|---|---|
无警 | 0.0855 ≤ Y < 1 | 0.0921 ≤ Y < 1 | 0.1158 ≤ Y < 1 | 0.0978 ≤ Y <1 |
轻警 | 0.0642 ≤ Y < 0.0855 | 0.0691 ≤ Y< 0.0921 | 0.0869 ≤ Y < 0.1158 | 0.0734 ≤ Y < 0.0978 |
中警 | 0.0482 ≤ Y < 0.0642 | 0.0461 ≤ Y < 0.691 | 0.0579 ≤ Y < 0.0869 | 0.0489 ≤ Y < 0.0734 |
重警 | 0.0214 ≤ Y < 0.04821 | 0.0230 ≤ Y < 0.0461 | 0.0290 ≤ Y < 0.0579 | 0.0245 ≤ Y < 0.0489 |
巨警 | Y < 0.0214 | Y < 0.0230 | Y < 0.0290 | Y < 0.0245 |
表4. 永仁县耕地资源安全警度划定结果
根据划分出的警度,对2005~2014年永仁县耕地资源安全状况进行分析,其分析结果如表5所示。
年份 | 警度值 | 警度 | 年份 | 警度值 | 警度 |
---|---|---|---|---|---|
2005 | 0.1245 | 无警 | 2010 | 0.0652 | 中警 |
2006 | 0.0793 | 轻警 | 2011 | 0.0749 | 轻警 |
2007 | 0.0687 | 中警 | 2012 | 0.0855 | 轻警 |
2008 | 0.1513 | 无警 | 2013 | 0.0921 | 轻警 |
2009 | 0.0693 | 中警 | 2014 | 0.1162 | 无警 |
表5. 永仁县耕地资源安全警情评价结果
从耕地资源安全评价综合值可以看出耕地的安全程度,包括了耕地数量安全值、耕地质量安全值、耕地生态环境安全值、耕地社会经济安全值。永仁县2006~2014年耕地资源数量安全值、质量安全值、生态安全值、社会经济安全值变化如图1所示。
图1. 永仁县2005~2014年耕地5个安全值变化图
从耕地资源数量安全值变化图中可以看出,永仁县耕地资源数量安全值在2005~2014年之间的变化趋势为:2005~2010年之间安全值呈现一年上升第二年相对来说下降,最大值是2008年达到0.1406。2010年后呈下降趋势,下降趋势比起2005~2010年比较平缓,2013~2014年起伏不大。
从耕地资源质量安全值变化图中可以看出2005~2009年耕地资源质量安全值变化起伏较大,2005~2006先急剧下降到2006~2007年再趋于不变,到2008年到最大,安全值达到0.2855,2008~2009年又下降。2009~2014年间,耕地资源质量安全值只有轻微的变化,2010~2011年有轻微的上升,2013~2014年上升,上升程度比2010~2011稍微大。
从耕地资源质量安全图中可以看出,永仁县耕地资源生态安全值在2005~2014年期间,总体呈下降趋势,2014年最低。可以看出耕地资源的生态安全值的这种下降的变化趋势是不乐观的。
从耕地资源经济安全值变化图中可以看出,永仁县耕地资源社会经济安全值,2005~2008年总体呈现轻微的下降,2008~2009年有轻微的上升,2009~2010年又有所下降。2010~2014年永仁县的耕地资源社会经济安全值总体上升。
从耕地资源综合安全值变化图中可以看出,永仁县耕地资源综合安全值在2005~2014年之间,总体上起伏变化较大,到2005~2014年永仁县耕地资源综合安全值耕地资源质量安全值变化趋势非常相似。所以可以推断出永仁县耕地资源质量安全对永仁县耕地资源安全系统的影响是非常重要的。永仁县耕地资源综合安全值在2005~2007年中下降,到了2007~2008年期间又急剧上升,在2008~2010年又下降,其中2008~2009年下降比较剧烈,在2009~2010年间又比较缓和,在2010~2014年呈上升趋势。
从表6永仁县2005~2014年耕地资源综合安全值的分布可以看出,2007~2009年安全值变化起伏有点大,其它年份变动不明显,所以研究中采用GM(1,1)灰度预测模型来预测了2005~2014年耕地资源安全综合值,拟合方程为:
Y ( x + 1 ) = 4.521107 exp ( 0.018152 * x ) − 4.396607
式中:Y为耕地资源安全综合值,x为时间序列。
年份 | 数量安全值 | 质量安全值 | 生态安全值 | 经济安全值 | 综合安全值 |
---|---|---|---|---|---|
2005 | 0.0854 | 0.1919 | 0.1452 | 0.0669 | 0.1245 |
2006 | 0.1231 | 0.0452 | 0.1185 | 0.0632 | 0.0793 |
2007 | 0.0785 | 0.0458 | 0.1087 | 0.0639 | 0.0687 |
2008 | 0.1406 | 0.2855 | 0.0696 | 0.0589 | 0.1513 |
2009 | 0.1044 | 0.0504 | 0.0527 | 0.0747 | 0.0693 |
2010 | 0.1223 | 0.042 | 0.0411 | 0.0638 | 0.0652 |
2011 | 0.1064 | 0.0489 | 0.0342 | 0.1041 | 0.0749 |
2012 | 0.0692 | 0.0411 | 0.0226 | 0.1815 | 0.0855 |
2013 | 0.0718 | 0.0406 | 0.0107 | 0.209 | 0.0921 |
2014 | 0.0718 | 0.0833 | 0 | 0.2496 | 0.1162 |
表6. 永仁县2005~2014年耕地资源安全值
根据灰色预测系统预测警度的要求,根据表7小概率误差P = 73.3% > 70%,认为模型预测精度达到了要求,可以用这种预测方法安全综合值的预测。
预测警度等级 | P |
---|---|
好 | >0.95 |
合格 | >0.80 |
勉强 | >0.70 |
不合格 | ≤0.70 |
表7. 预测警度等级对照表
由预测结果可得到,在2015~2019年间,永仁县耕地资源安全综合值及其警度情况见表8所示。
年份 | 预测年综合值 | 警度 |
---|---|---|
2015 | 0.097516 | 轻警 |
2016 | 0.099301 | 无警 |
2017 | 0.101121 | 无警 |
2018 | 0.102973 | 无警 |
2019 | 0.10486 | 无警 |
2020 | 0.10678 | 无警 |
表8. 永仁县2015~2020年永仁县耕地资源安全综合值预测结果
根据永仁县2005~2014年耕地质量、耕地数量、耕地资源社会经济、耕地生态坏境的安全值,采用GM(1,1)模型对2015~2020年的各个安全值进行预测。得到的拟合方程为:
Y ( x + 1 ) = − 1.504541 exp ( − 0.067505 * x ) + 1.696441
式中:Y为耕地资源安全综合值,x为时间序列。
根据灰色预测系统预测警度的要求,小概率误差P = 78.1% > 70%,认为模型预测精度达到了等级要求,可以用这种预测方法安全综合值的预测未来安全值。2015~2019年永仁县耕地质量安全值变化情况如表9所示。
年份 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 |
---|---|---|---|---|---|---|
耕地质量安全值 | 0.053494 | 0.050003 | 0.046739 | 0.043688 | 0.040836 | 0.03817 |
表9. 2015~2019年永仁县耕地质量安全值变化情况
同理得到2015~2019年永仁县耕地数量安全值变化情况如表10所示。
年份 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 |
---|---|---|---|---|---|---|
耕地质量安全值 | 0.073325 | 0.069233 | 0.065369 | 0.06172 | 0.06172 | 0.058276 |
表10. 2015~2020年永仁县耕地资源数量安全值预测结果
从表10中可以看出,永仁县耕地资源安全综合值在2015年为0.097516,达到了轻警的警度级别,耕地的服务功能变弱,生态系统变得脆弱,这都会威胁到耕地资源的安全。所以要抓紧对耕地资源的保护。耕地资源综合安全值在2016~2020年间分别为0.099301、0.101121、0.102973、0.10486、0.10678,警度级别为无警。但是如果不重视,也会滑到轻警,甚至中警。所以我们要采取有效的措施,使永仁县的耕地资源得到有效的保护。
为了有效的保护永仁县耕地资源的安全,对永仁县2015~2020年的耕地资源安全值进行分析和研究,并且结合永仁县耕地资源安全预警研究的结论,提出相应的措施来排除永仁县的警情。排警的对策有:1) 严格监督永仁县耕地资源警情;2) 严格控制永仁县建设用地的面积;3) 建立永仁县耕地资源动态变化监测系统,实时掌握耕地资源变化的情况。
永仁县耕地资源在2015~2020年间耕地资源综合安全值表现为无警以及轻警级别,并没有达到重警或者巨警,与2005~2014年相比,警度变化并不是太大。永仁县耕地资源安全综合值在2015~2020年间的变化趋势大体是逐渐变大,比起2005~2014年间的两年安全综合值(2005和2014年)都大,由此可见永仁县耕地资源状况良好,但是也要做耕地资源保护工作,确保耕地资源向着更好的方向发展。
随着永仁县人口不断增加,城市化水平不断提高,会导致耕地资源的减少,永仁县2015~2020年耕地数量安全值是呈现下降的趋势。在2015~2020年耕地质量安全值比起2005~2014年也是呈下降的趋势。永仁县社会经济快速发展,农业的农药、化肥、薄膜等污染会对生态系统造成一定的破坏,2017~2018年间的耕地生态安全值减少,政府为了保护耕地资源采取很多有效措施,2015~2017年和2019~2020年耕地生态安全值比起2005~2014是增大的。2015~2020年耕地资源经济安全值不断减少,但是与2005~2014年相比上升的趋势减弱了许多。永仁县耕地资源逐渐减少的根本原因是不能协调耕地数量、耕地质量、耕地生态环境、社会经济之间的关系,使它们协调发展。如果要保证耕地资源的数量的安全,就需要保障耕地数量、耕地质量、生态环境、社会经济的协调发展。
本研究得到楚雄师范学院人文地理与城乡规划重点专业建设项目资助。
张芝艳,李冬梅,席武俊. 永仁县耕地资源安全预警研究Study on Early Warning of Arable Land Resources Safety in Yongren County[J]. 农业科学, 2019, 09(11): 1017-1025. https://doi.org/10.12677/HJAS.2019.911142