黑龙江省巴彦县耕地资源安全及其驱动力研究

摘要

耕地资源安全是保护耕地和保障国家粮食安全的基础。近年来，在地形地貌因素制约下、气候变化和社会经济系统变化共同驱动下，耕地资源所面临的安全问题已经十分严峻，加强耕地保护显得十分紧迫。对耕地资源安全状态及其驱动机制进行分析，可以揭示研究区耕地资源安全隐患、了解巴彦县耕地保护的现状和成效、掌握影响耕地资源安全的内在机制，把握巴彦县维护耕地资源安全的方向进而实施相关的有力措施。研究成果对整个地区的粮食安全，社会、经济和环境的可持续发展，解决“三农”问题、保护农民利益和人地关系的协调发展有着重要的理论和实践意义。
　　 已有的耕地资源安全方面的研究，大都集中在定量评价及其驱动因子降维分析上，均不够全面、系统。在定量分析方面，大多运用主观性较强的简单数学模型，在驱动力分析方面，单纯运用主成分分析方法，缺少科学的验证方法。综合耕地数量、质量和生态环境保护的区域耕地资源安全研究是当前的重点和难点，尤其是将耕地作为独立的子系统，从系统角度研究耕地资源安全单一和复合驱动因子间相互作用机理并不多见。
　　 本研究突破传统研究区域和研究角度，以黑龙江省松嫩高平原典型黑土区--巴彦县为研究区域，力求从中小尺度探索耕地资源安全问题，首先基于耗散结构结构理论，从系统角度引入信息熵的概念，应用该模型评价巴彦县2002-2009年耕地资源安全演化方向及协调发展度，并在利用综合指数法定量评价巴彦县2000-2009年间耕地资源安全状态的基础上，以耕地资源安全值为因变量，定性识别研究区耕地资源安全驱动因子，对各因子进行相关性分析，探讨自然、经济、社会、生态等单一因子对耕地资源安全的作用机理，通过主成分分析，提取影响耕地资源安全变化的复合因子，在此基础上对研究区耕地资源安全值时间序列上的分布进行曲线方程拟合，建立耕地资源安全变化模型，利用非线性回归方法对已建立的耕地资源安全变化模型进行检验。研究成果对促进区域农业可持续发展、保护耕地、保障粮食安全和改善生态环境具有重要的意义。
　　 研究结果表明：(1)2002-2009年，巴彦县耕地资源安全的总熵变化在2004年以前为波动状态，有序性不稳定，自2004年起耕地资源安全的总熵变始终为负值，系统有序性增强。耕地数量变化信息熵为正值，耕地数量安全的有序性变小；耕地质量变化信息熵波动变化，有序性以由小变大、再变小、再变大的方向演变，耕地质量的优劣变化极不稳定；各年耕地生态熵值变化均为负值，这个阶段内耕地利用环境状况较好。(2)2002-2009年，巴彦县耕地数量变化发展度始终处于初级发展阶段，和谐度呈正向发展，并随着结构调整的深入，系统协调能力不断增强；耕地质量变化发展度处于初级发展阶段，和谐度2004年及2005年处于基本和谐阶段，其余各年均处于初级和谐阶段，协调度2002-2007年处于中度社会经济压力阶段，2008-2009年处于中度生态支持阶段；巴彦县耕地生态变化发展度处于初级发展阶段，和谐度始终处于初级和谐阶段，协调侧重度始终处于中度生态支持阶段。(3)2000-2009年，巴彦县耕地资源安全状态存在一定差异。2000年研究区耕地资源安全处于较不安全等级；2001-2003年处于极不安全等级；2004-2005年处于较不安全等级；2006年处于稍不安全等级；2007-2009年处于相对安全等级。研究期间耕地资源安全级别转换呈先负向后正向发展。(4)巴彦县耕地资源安全各驱动因素间表现出明显的相关关系，且部分单一因子与耕地资源安全值呈显著的线性关系。科技经济社会发展动力、自然干扰力和生态质量影响力是促使巴彦县耕地资源安全变化的驱动力。巴彦县耕地资源安全与三类驱动力表现出非常显著的Cubic曲线关系，说明构建的耕地资源安全变化模型符合研究区实际。