中原农区耕地预警实证分析范文

建立耕地预警指标体系和预警方法，及时发现并排除耕地警情，对于确保我国不少于1.2亿hm2耕地的红线、保证粮食安全和农产品有效供应具有十分重要的意义。中原地区是我国的粮食主产区，稳定和提高中原地区耕地数量和质量对全国耕地保护工作有着举足轻重的作用，但进入新时期，当前该地区耕地供给与需求之间的矛盾越来越尖锐，耕地保护将面临更大的压力和挑战，统筹协调土地利用的任务相当艰巨［1-2］，需要客观、全面地评价并预测耕地安全状况。国内学者对耕地预警研究较多，但现有文献选取的指标及指标警限的确定多立足于预警区域的历史数据，但不同预警地区警限差别较大，难于进行横向比较，缺乏一定的客观性和可推广性［3-5］。为此，该研究以层次分析法(AHP)为基础，构造全面的、便于横向比较的评价指标体系，利用河南省的年度指标数据和系统化方法确定各预警指标警限，利用曲线趋势外推法和时间序列指数平滑法外推预警年份的指标数值，用扩散指数(DI指数)判断总警度，从而探讨中原地区便于推广的、便于横向和纵向相比较的不同预警地区和单元的耕地预警系统，并以河南省郸城县为例进行实证分析。

1中原农区预警指标体系的构建

1.1预警指标的选择

为了科学地选择耕地资源安全预警指标，在实际操作过程中坚持以下原则:(l)准确灵敏原则。主要是指指标能够准确灵敏地反映耕地资源安全发展变化的主要方面。(2)数据可靠充分的原则。应根据数据的完整性及采集的难易程度选取相应的指标。(3)宏观稳定原则。要求预警指标具有某种宏观性，要从协调的角度反映耕地资源与其环境即整个区域的社会、经济和环境之间的关系，同时要求指标以相对稳定的先行、同步和滞后的时间发生变化，而不是表现出一时先行、一时滞后于耕地实际警情变化。(4)便于纵向和横向比较原则。选取和构造评价指标时，既要考虑到同一预警地区的不同年份能做以比较，同时也要考虑到不同预警地区能横向客观比较。根据上述原则，并参考以前参考文献［6-7］，选择耕地产出能力、粮食供应能力、社会发展环境、耕地需求水平等四方面的指标。具体指标:(1)人均耕地面积(hm2/人)。人均耕地面积=耕地面积/总人口。该指标越大，系统趋于无警。(2)耕地面积增长率(%)。耕地面积增长率=(当年耕地面积－1996年耕地面积)/1996年耕地面积。(3)灌溉保证率(%)。灌溉保证率=有效灌溉面积/耕地面积。(4)农业GDP增长率(%)。农业GDP增长率=(当年农业GDP－1996年农业GDP)/1996年农业GDP×100%。这里的农业GDP仅指种植业的GDP，并非大农业即农林牧渔的GDP，因为只有前者反映了耕地的产出能力。(5)粮食单产(kg/hm2)。这是反映单位耕地粮食供应水平的主要指标。(6)粮食作物占总播种面积比例(%)。粮食作物占总播种面积比例=粮食作物种植面积/总播种面积。(7)总播种面积增长率(%)。总播种面积增长率=(当年播种面积－1996年播种面积)/1996年播种面积×100%。(8)城镇化率(%)。城镇化率=城市人口/总人口×100%。根据国际国内的统计数据表明，在大多数情况下城镇化率越高，耕地面积越小，耕地安全趋于有警。(9)非农产业GDP比重(%)。该指标也可看作反映工业化水平的指标，即非农产业GDP占总GDP的百分比表示。根据国际国内经验，在工业化的中和后期阶段，工业化水平与耕地面积之间多是相反的关系，因此非农产业GDP比重高，耕地安全趋于有警。(10)建设用地增长率(%)。建设用地增长率=(当年建设用地面积－1996年建设用地面积)/1996年建设用地面积×100%。建设用地很大一部分来源于耕地，因此该指标越大，耕地趋于有警。(11)人口增长率(%)。人口增长率=(当年人口－1996年人口)/1996年人口×100%。人口数量是反映耕地压力和需求水平的主要指标，该指标越大，耕地趋于有警。需要说明的是，一些指标如耕地面积、建设用地面积等指标不同预警区域之间相比意义不大，因此需选用这些指标的基比增长率，也即这些指标本年与定基年(1996年)相比的增长率。环比增长率是本年与上年相比的增长率，不同地区之间可比性不强，而选用基比增长率既能使中原地区各不同预警区域单元之间进行对比，又使同一预警区域的不同年份之间的指标警情进行对比，更能反映警情变化情况。

1.2各指标权重的确定

该研究对指标权重的确定采用AHP法，得出结果如表1所示。

1.3预警具体指标的外推方法

1.3.1曲线趋势外推预测法

趋势外推法就是，当预测对象依时间变化过程中呈某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时，就可用时间t为自变量，时序数值y为因变量，建立趋势模型:y=f(t)，当有理由相信这种趋势能够延伸到未来时，赋予变量t所需要的值，可以得到相应时刻的γ时间序列未来值。该研究拟运用的趋势模型有:一次(线性)预测模型、指数曲线预测模型、对数曲线预测模型、生长曲线预测模型(S曲线预测模型)等。

1.3.2时间序列指数平滑预测法

主要包括:一次指数平滑法、二次指数平滑法、霍尔特多参数指数平滑法，其中霍尔特多参数指数平滑法又分为3种，分别是Holter－Winter非季节模型、Holter－Winter季节相加模型、Holter－Winter季节乘积模型。该研究运用Eveiws6.0软件，根据预警指数的时间序列数值，分别进行5种平滑法对未来年份指标数值平滑预测，然后选取残差平方和最小(同时平滑的参数通过显著性检验)的方法，对预警指标的未来年份就能行预测。

1.4各预警指标警限的划分

1.4.1警限研究方法确定

对耕地预警的各个指标，国际和国内并无统一的标准，同时我国各地区由于在全国粮食安全中的地位、作用、自然资源条件均不相同，因此不宜采取相同的标准。如作为粮食主产区的河南和作为粮食主销区的北京在人均耕地面积、建设用地增长率等方面有较大差异，因此各个指标的警限也应有较大差异。但是，该课题研究要求中原农区内部各市县、乡镇耕地安全情况能够进行横向比较。基于此，并参照国内外有关的参考文献［8］，该研究主要采用系统化方法和专家咨询相结合的方法(前者即基于研究对象时间序列的系统化方法，包含一系列原则如人数原则、半数原则或中数原则、均数原则、少数原则、众数原则、多数原则)。由于河南省是中原地区的主要地区，因此该研究以河南省的省级时间序列数据为基础，结合中央和河南省有关农业发展和耕地保护的有关文件，综合专家意见进行适当的调整，将预警各指标的警限划分无警警限、轻警警限、中警警限、重警警限、巨警警限。各指标的具体数值见表2，各指标的警限见表3。

1.4.2总警度判定和警情分析

该研究利用扩散指数法确定总警度。用扩散指数DI(Lm)预报总警度:假定预警个指标对总警情的影响重要性(权重)为Wj，且∑Wj=1，则有:DI(Lm)=∑WjA(Rm)规定预警各指标处于相应的警区Rm中时，A(Rm)=1，否则A(Rm)=0。借鉴以前参考文献［9］，当DI(Lm)＞0.67时，表示总警度在t时期处于Lm警限中。与m=0，1，2，3，4对应的Rm、Lm分别为警兆与警情的无警、轻警、中警、重警、巨警区间(警度)。然而，实际情况中，DI(Lm)往往小于0.67，此时需将5种警度对应的DI值由大到小排列，按下述方法进行预警:若两种警度所拥有的DI值之和大于0.67，则:(1)两警度是相邻的，基本预警结果介于两种警度之间，(2)两警度不相邻，且隔1个或3个警度，预警结果为中间的警度，(3)间隔两个警度，预警结果处于中间的两个警度之间;若3种警度拥有的DI值之和大于0.67。警度划分分别为:“无警”、“轻警”、“重警”、“中警”、“巨警”，对应警级分别是0、1、2、3、4级。分析警情采用总警度和各指标警情结合分析的方法。总警度分析可以确定系统总体是否有警，结合各指标警情找出警源并找出排警措施。

2郸城县耕地预警实证分析

2.1区域基本情况

郸城县隶属河南省周口市，位于豫东平原，总面积1490km2。郸城县是河南省的传统农业区，2008年耕地面积10.687万hm2，农产品资源丰富，是全国首批商品粮基地县之一，现为全国粮食生产百强县、棉花生产百强县。主要农作物有小麦、玉米、大豆、棉花、红薯、中药材、烟叶等。该县是传统农业县的典型代表。该研究以郸城县为例，研究中原传统农区耕地变动的趋势，并对耕地警情进行分析。

2.2预警指标的变化情况和预警年份的预测

根据前文的时间趋势外推法和五种平滑法，得到各个指标2010、2013年的预测值，同时将各指标1996～2008年实际值整理，得到各年份各指标的数值，如表4所示。

2.3各年份预警指标的警级值及总警度的确定

根据1996～2008年及外推的2009、2010年、2013年郸城县耕地预警系统各指标的数值，结合前文确定的河南省耕地预警各指标警限区间，得出各指标的警级。运用前文确定的扩散指数DI的计算方法，分别计算出各年份的DI(0)、DI(1)、DI(2)、DI(3)、DI(4)，然后根据总扩散指数DI确定的原则确定各年份的警度，具体情况如表5所示。

2.4警情分析和排警措施

从表5可以看出，郸城县1998年、2003～2006年处于无警与轻警之间偏向无警，2008年处于轻警与中警之间偏向轻警。主要原因人口增加率较快、总播种面积下降较快、灌溉保证率较低等原因。2010年、2013年处于中警状态，主要原因也是人口增加率较快、总播种面积下降较快、粮食作物种植面积所占比例较小、灌溉保证率较低等原因。深层次的原因是计划生育政策执行不力。同时农村劳动力外出打工较多，致使复种指数降低，农业灌溉设施不完善等原因。郸城县要消除耕地警情，需要从以下几个方面努力:

(1)稳定并提高农作物播种面积。从前面分析来看，近年来郸城县农作物播种面积有下降趋势，因此，郸城县要加强耕地保护工作，增加耕地的生产要素投入量，提高复种指数，提高播种面积特别是粮食作物种植面积。

(2)加强农村基础设施建设。特别是要加强水利设施建设，增加对水利建设的投资，在井灌区提高标准机电井的数量，渠灌区提高沟渠的供水和排水水平，从而提高农田的旱涝保收水平水平，增强农业抗灾能力。

(3)控制人口增长速度。郸城县人口增长速度较快，对耕地需求压力较大，这是郸城县耕地和基本农田存在警情的重要原因。据我们调查，郸城农村实际上每对夫妇一般都有2个孩子，部分有3个。要严格贯彻国家的计划生育政策，对管理不严的部门出台惩罚措施，同时，要向群众宣传国家的计划生育及少生优生政策。

(4)加快农业科技进步步伐，提高农业的比较效益。大力推广节本增效栽培技术、优质高效无公害生产技术、机械化作业技术、测土配方经济施肥技术，以及农业产业化经营模式，改变传统的种植习惯和种植模式，降低生产成本，提高种植业经济效益，实现农业增效、农民增收。