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翟文侠 ZHAI Wen-xia；
王江雪 WANG Jiang-xue
（湖北科技学院资源环境科学与工程学院，咸宁 437100）
粮食安全简单而言就是确保粮食可以自给自足并且做好充足的粮食储备，确保国家粮食安全最为基础的是耕地保护，而耕地是一个复杂系统，由人类活动、自然条件和生物组成[1-2]。耕地演变原因包括自然和人文因素，如大范围的土壤侵蚀、土地沙化、盐碱化和污染导致耕地质量下降[3]，农业内部灾害的影响和产业工业的结构变化，耕地不断减少[4]，以及城市化快速推进[5]。耕地质量和数量变化从属于土地利用变化系统中，如Valbuena使用ABM建模以分析土地利用变化、Greene研究美国土地利用类型转化[6]，在上述基础上进一步对耕地动态变化进行分析。对于耕地与粮食问题，Arovuori and Kola认为在耕地的功能中农业产出的食品是最重要的功能，Richard C运用于非市场价值的耕地资源评价研究[7]。从保障粮食长期供给的角度出发，将解决粮食安全问题列为社会经济发展的首要任务，需要对耕地采取更加有效的保护措施，因此研究耕地演变与粮食安全十分必要。
长江中游地区作为我国重要的粮食基地，耕地的数量、质量下降等问题一直存在，使得粮食安全方面出现了漏洞，对于社会、生态、经济的发展都造成一定程度影响。有效地保护耕地对于保障粮食安全和社会经济得到稳定长久的发展有着重要意义。长江中游的湖北省地级市咸宁，靠近江西和湖南，咸宁位于湖北省的东南位置，气候上属亚热带季风气候，降水量平均是800～600mm，无霜期时间较长，粮食成熟期为一年三熟或二年五熟。咸宁市对于长江中游耕地数量动态变化起着一定作用，研究咸宁市耕地演变与粮食安全具有很好的实践意义。
在耕地与粮食安全的研究中，可以分析耕地面积、质量、耕地农用驱动力等多种威胁国家粮食供给安全的要素情况[8]；
也可以研究粮食总产量和农业人口与实有耕地面积之间的相关性[9]。分析粮食安全不能单一地从平衡耕地数量增减，要从耕地演变角度分析粮食生产影响因素，耕地演变与面积的增减、利用情况的有效度、产出价值等因素有关[10]，诸如耕地面积、利用水平和产出等，粮食生产资源的不断压缩、人力物力投入增加、农业生产原材料成本大幅上升导致粮食生产成本增加，都会对粮食安全产生影响。
因此，构建咸宁市粮食生产总量、粮食人均消费和粮食自给率等指标，使用熵权法确定粮食安全指数。构建由咸宁市播种面积、耕地投入要素、耕地产出等指标体系，运用主成分分析法分析耕地演变指数。然后，利用协整模型对耕地演变指数和粮食安全指数做出二者关系分析。
咸宁市2000～2020年耕地面积总增加了54.93千ha，年均增加为2.6157千ha，除了2004～2006年、2008～2014年、2016~2020年的三个阶段的耕地数量基本是上升的外，其余年份都是减少的，尤其在2001～2003年期间下降最为迅速，减少的耕地面积为17.94千ha，年平均变化为5.98千ha，变化幅度最高达到8.11%（见图1）。咸宁市农作物总播种面积在2000～2020年变化不大，略有增长，粮食作物的面积的增加速度也不快，总播种面积一共增加了14.73千ha，粮食作物的面积在2000～2020年随着总播种面积的基本表现为缓慢增长，粮食总产量和农作物的总播种面积发展趋势相同，基本同一时间增加或减少。农业机械总动力为增长趋势，从58.38万千瓦增加到194.74万千瓦。
图1 咸宁市年末实有耕地面积变化情况
耕地的演变不仅仅是耕地面积的变化，更体现在耕地利用上的变化，对于耕地的演变应充分考虑耕地面积、粮食播种面积比重、有效灌溉面积、化肥、农药使用量、机械化总动力、用电情况、第一产业劳动力和固定资产投入等因素，利用主成分分析来综合计算耕地演变指数。总体上耕地演变呈现不断上升趋势，但在2010年以后表现为波动变化和小幅下降（见图2）。
图2 耕地演变指数
咸宁市总体上粮食产量呈现不断上升趋势，总上升13.50万t，上升百分比为12.57%，上升幅度较小，在过去二十年中有10个年份表现为粮食总产量上升，10个年份粮食总产量下降（见图3）。
图3 粮食生产变化（万t，%）
从粮食消费需求和粮食产出、储备等角度，选取人均粮食占有量、粮食生产波动率、粮食自给率和粮食储备率四个指标按照熵权法确定粮食安全指数，粮食自给率选取值为100%，粮食储备率按照国家相关规定选区为18%，综合计算得出咸宁市粮食安全指数。总体上粮食安全指数呈现下降趋势，总体波动变化也较为明显，2005年以前变化较为平缓，其后至2012年有所波动，2013、2014年粮食安全指数下降较为明显，之后两年出现回升，在最近三年略有上升（见图4）。
图4 粮食生产指数
依据粮食安全指数（Y），构建与耕地演变指数（X）的协整分析模型。粮食安全指数（Y）和耕地演变指数（X）总体上表现为一阶和二阶平稳序列，可以进行协整分析，通过VAR模型检验，模型可信度较高。粮食安全指数（Y）和耕地演变指数（X）的ADF检验结果表明数据因果关系特征，二者为负相关关系，构建模型：
耕地演变指数与粮食安全指数呈现负相关关系，依据格兰杰因果关系，二者并不是互为因果关系，耕地演变指数是粮食安全指数因，但反之不成立（见表1）。
表1 ADF检验结果
咸宁市耕地面积总体呈缓慢上升趋势但年际有波动，耕地演变表现为先增后降趋势，而粮食安全指数呈现下降趋势，总体波动变化也较为明显，因此，耕地演变指数与粮食安全指数呈现负相关关系，依据格兰杰因果关系，二者并不是互为因果关系，耕地演变指数是粮食安全指数因，但反之不成立。据此，提出以下政策建议：
①构建镇政府-村委会引导模式下的耕地产权流转市场机制，提高耕地流转规模实现耕地农场化经营。咸宁市虽然耕地面积呈现缓慢增加趋势，但其粮食作物播种面积总体却呈现下降趋势，耕地演变过程中的非粮化威胁较大，同时，农业从业劳动力流失较严重，粮食种植人力资源投入不足，传统的分散式经营需要进行规模化，而现有的流转模式多为自发性，政策引导不足，市场机制不全，因此，未来在控制非粮化同时促进耕地流转实现规模化。
②构建完善的耕地保护政策体系。粮食安全是数量和质量上的安全，对耕地保护就要做到质量、数量和生态三位一体，只有充分考虑耕地演变影响因素才能构建完善的耕地保护系。如粮食的生态安全需要建立低化肥农药使用、秸秆还田政策，相应的就会产生有机肥成本增加、病虫害防治人力成本增加、农户种植业收入减少、人力不足等等问题，因此政策实施的强制性多于农户自觉性，政策效果未必能达到预期，就需要构建相应的农户生态补偿政策、粮食价格保护政策等以增加农户自觉性，保障政策的可操作性。
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