基于耕地“三生”功能的耕地生态供需差异研究——以吉林省辽河流域为例.pdf
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1、第4 3卷第4期2 0 2 3年8月水土保持通报B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.4 3,N o.4A u g.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-1 0-2 6 修回日期:2 0 2 2-1 2-0 9 资助项目:国家自然科学基金项目“基于耕地 三位一体 保护的流域多尺度耕地保护生态补偿研究”(4 2 1 0 1 2 6 0);国家自然科学基金项目(4 2 1 0 1 2 5 4);2 0 2 2年辽宁省哲学社会科学青年人才培养对象委托课题(2 0 2 2 1 s 1 q n r
2、c w t k t-4 7)第一作者:王盼盼(1 9 9 2),女(汉族),黑龙江省嫩江市人,博士,副教授,主要从事耕地保护、国土空间规划方面的研究。E m a i l:p a n p a ns j-z u.e d u.c n。通讯作者:高佳(1 9 8 8),女(汉族),辽宁省丹东市人,博士,副教授,博士生导师,主要从事土地利用与管理研究。E m a i l:g a o j i a w f x y.n e u.e d u.c n。基于耕地“三生”功能的耕地生态供需差异研究 以吉林省辽河流域为例王盼盼1,高 佳2,王 玥1(1.沈阳建筑大学 管理学院,辽宁 沈阳1 1 0 1 6 8;2.东北
3、大学 土地管理研究所,辽宁 沈阳1 1 0 1 6 7)摘 要:目的探究耕地生态供需差异特征,为有效保障耕地生态功能的持续供给,维护区域粮食安全和生态安全提供理论支持。方法以吉林省辽河流域为例,基于耕地“三生”功能,综合耕地生产性足迹、生活性足迹和生态性足迹,改进生态足迹模型,明确研究区耕地生态供需差异。结果辽河流域耕地生产性足迹、生活性足迹和生态性足迹差异较大,其中,耕地生活性足迹最大,生态性足迹最小。辽河流域耕地利用处于显著的生态盈余状态,整体表现为“县(市)盈余,区赤字”的特征,造成耕地生态赤字的原因为耕地的生产性赤字。辽河流域耕地生态供需状况在空间上具有显著的不平衡性,整体呈“北盈南亏
4、,梯次递进”的空间分异特征。结论构建基于耕地“三生”功能的生态足迹模型,能够更加全面地探索耕地生态供需情况。基于耕地的多功能,人类对耕地资源的占用与消耗差异显著。流域耕地生态补偿机制的建立应充分考虑其空间差异特征。关键词:耕地生态供需;生态足迹;耕地“三生”功能;辽河流域;吉林省文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-2 8 8 X(2 0 2 3)0 4-0 3 4 7-0 9 中图分类号:F 3 0 1.2 1文献参数:王盼盼,高佳,王玥.基于耕地“三生”功能的耕地生态供需差异研究J.水土保持通报,2 0 2 3,4 3(4):3 4 7-3 5 5.D O I:1 0.1 3 9 6
5、1/j.c n k i.s t b c t b.2 0 2 3.0 4.0 4 0;W a n gP a n p a n,G a oJ i a,W a n g Y u e.D i f f e r e n c eb e t w e e ne c o l o g i c a l s u p p l ya n dd e m a n do f c u l t i v a t e d l a n db a s e do np r o d u c t i v e-l i v i n g-e c o l o g i c a l f u n c t i o n sJ.B u l l e t i no fS o
6、 i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,4 3(4):3 4 7-3 5 5.D i f f e r e n c eB e t w e e nE c o l o g i c a l S u p p l ya n dD e m a n do fC u l t i v a t e dL a n dB a s e do nP r o d u c t i v e-L i v i n g-E c o l o g i c a lF u n c t i o n sAC a s eS t u d ya tL i a o h eR i v e rB
7、a s i ni nJ i l i nP r o v i n c eW a n gP a n p a n1,G a oJ i a2,W a n gY u e1(1.S c h o o l o fM a n a g e m e n t,S h e n y a n gJ i a n z h uU n i v e r s i t y,S h e n y a n g,L i a o n i n g1 1 0 1 6 8,C h i n a;2.I n s t i t u t eo fL a n dM a n a g e m e n t,N o r t h e a s tU n i v e r s i
8、t y,S h e n y a n g,L i a o n i n g1 1 0 1 6 7,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v eT h ec h a r a c t e r i s t i c so fc u l t i v a t e dl a n de c o l o g i c a ls u p p l ya n dd e m a n dw e r ea n a l y z e di no r d e r t op r o v i d e t h e o r e t i c a l s u r p p o r t f o re n s
9、u r i n gt h es u s t a i n a b l es u p p l yo fe c o l o g i c a l f u n c t i o n so fc u l t i v a t e dl a n da n dt om a i n t a i nr e g i o n a lf o o ds e c u r i t ya n de c o l o g i c a ls a f e t y.M e t h o d sT h es t u d yw a sc o n d u c t e da tL i a o h eR i v e rb a s i ni nJ i l
10、 i nP r o v i n c e.a n di m p r o v e st h ee c o l o g i c a l f o o t p r i n tm o d e l.B a s e do nt h ep r o d u c t i v e-l i v i n g-e c o l o g i c a l f u n c t i o n so f c u l t i v a t e d l a n d,t h ep r o d u c t i o n f u n c t i o n f o o t p r i n t,l i v i n g f u n c t i o n f o
11、 o t p r i n t,a n de c o l o g i c a l f u n c t i o n f o o t p r i n t o f c u l t i v a t e d l a n dw e r e i n t e g r a t e d,t h e e c o l o g i c a l f o o t p r i n tm o d e lw a s i m p r o v e d,a n dt h ed i f f e r e n c eb e t w e e nc u l t i v a t e dl a n de c o l o g i c a ls u p
12、p l ya n dd e m a n di nt h es t u d ya r e aw a sc l a r i f i e d.R e s u l t s T h ep r o d u c t i v e,l i v i n ga n de c o l o g i c a l f u n c t i o nf o o t p r i n t so fc u l t i v a t e dl a n dd i f f e r e dg r e a t l ya tL i a o h eR i v e rb a s i n,a m o n gw h i c ht h el i v i n
13、gf u n c t i o nf o o t p r i n to fc u l t i v a t e dl a n dw a st h el a r g e s ta n dt h ee c o l o g i c a l f u n c t i o nf o o t p r i n t i st h es m a l l e s t.C u l t i v a t e dl a n du s ew a si nas t a t eo fs i g n i f i c a n te c o l o g i c a ls u r p l u sa tL i a o h eR i v e r
14、b a s i n,w i t ht h eo v e r a l l c h a r a c t e r i s t i c so f“c o u n t y(c i t y)s u r p l u sa n dd i s t r i c td e f i c i t”.T h ep r o d u c t i o nf u n c t i o nd e f i c i to fc u l t i v a t e dl a n dw a st h em a i nc a u s eo ft h ee c o l o g i c a ld e f i c i to fc u l t i v a
15、 t e dl a n d.T h ec u l t i v a t e dl a n de c o l o g i c a ls u p p l ya n dd e m a n dw e r es i g n i f i c a n t l yu n b a l a n c e di ns p a c ea tL i a o h eR i v e rb a s i n,a n dt h eo v e r a l ls p a t i a lv a r i a t i o nw a sc h a r a c t e r i z e da s“s u r p l u si nt h en o r
16、 t ha n dd e f i c i ti nt h es o u t h,w i t hg r a d u a lp r o g r e s s i o n”.C o n c l u s i o nT h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n tm o d e lb a s e do nt h ep r o d u c t i v e-l i v i n g-e c o l o g i c a l f u n c t i o n so fc u l t i v a t e dl a n d w a sc o n d u c i v et oa m o r
17、 ec o m p r e h e n s i v ee x p l o r a t i o no ft h ec u l t i v a t e d l a n de c o l o g i c a l s u p p l ya n dd e m a n d.B a s e do nt h em u l t i f u n c t i o n a l n a t u r eo f c u l t i v a t e d l a n d,h u m a no c c u p a t i o na n dc o n s u m p t i o no fc u l t i v a t e dl a
18、 n dr e s o u r c e sv a r i e ds i g n i f i c a n t l y,a n dt h ee s t a b l i s h m e n to fe c o l o g i c a lc o m p e n s a t i o nm e c h a n i s m sf o rc u l t i v a t e dl a n di nw a t e r s h e d ss h o u l df u l l yt a k ei n t oa c c o u n tt h e i rs p a t i a l v a r i a t i o nc h
19、 a r a c t e r i s t i c s.K e y w o r d s:c u l t i v a t e dl a n de c o l o g i c a ls u p p l ya n d d e m a n d;e c o l o g i c a lf o o t p r i n t;p r o d u c t i v e-l i v i n g-e c o l o g i c a lf u n c t i o n so f c u l t i v a t e d l a n d;L i a o h eR i v e rb a s i n;J i l i nP r o v
20、 i n c e 耕地作为粮食生产的重要载体,在人类开发利用过程中,面临着耕地数量减少、质量降低等问题,且耕地生态环境同样在接受着水土流失、生物多样性减少、地下水超采、面源污染等挑战1-3。在生态文明体制改革背景下,基于生态系统服务价值及外部性等理论,耕地作为一种特殊的生态系统,其所蕴含的生态服务价值巨大,人类基于其生态系统功能获得产品和服务,不仅给人类社会带来可观的经济效益及社会效益,且在维持整个生态系统平衡中占据重要地位4,而耕地生态供需差异是判定耕地生态系统服务功能可持续性的重要标志,探究耕地生态供给与需求的关系,对于保障耕地资源的可持续利用,维护区域耕地的粮食安全和生态安全具有重要意义
21、5。国内外对于耕地生态问题的相关研究主要集中在耕地生态价值测算及影响因素分析6、耕地生态安全评价7、耕地生态足迹及承载力研究8、耕地生态补偿额度9及耕地保护生态补偿财政转移路径等1 0方面。基于生态足迹模型计算生态足迹和生态承载力被广泛认为是衡量生态是否存在超载的重要依据,利用耕地生态足迹及承载力代表耕地生态需求和供给已得到国内外学者的广泛认可。2 0世纪9 0年代,“生态足迹”概念由R e e s首次提出1 1,W a c k e r n a g e l等进一步完善了生态足迹模型1 2,随后,生态足迹模型被广泛应用到资源环境领域,用来衡量资源环境的可持续状态。在此基础上,国内外学者展开了大量
22、的关于耕地、水域、林地、建设用地等单项研究1 3-1 5,并且在传统的生态足迹模型基础上进行了丰富的改进,如以“国家公顷”代替“全球公顷”,以生产性生态足迹代 替 消 费 性 生 态 足 迹1 6,基 于 净 初 级 生 产 力(N P P)1 7、生态系统服务价值1 8测算均衡因子与产量因子,引入碳足迹模型改进传统生态足迹模型1 9,增加生态足迹账户2 0,建立三维生态足迹模型2 1,综合传统生态足迹模型与改进模型的比较等,以上研究为本研究提供了重要的技术与方法支撑。相关研究在计算耕地生态足迹时,大多考虑的是基于耕地生产功能的耕地生产性足迹,即根据人类对各类粮食作物、经济作物等农产品的需求所
23、折算的耕地面积,少数研究引入碳足迹模型计算耕地的生态性足迹2 1,即人类在获取农产品过程中,消纳各种破坏性行为产生的“副产品”所折算的耕地面积,相关研究忽略了耕地的生活功能,即社会保障功能,缺乏对耕地生活性足迹的相关考量。从耕地的多功能角度2 2出发,探究人类基于耕地的生产、生活和生态功能对耕地资源的占用,明确耕地生态供需差异的研究亟待加强。吉林省辽河流域作为全国重要粮食生产区,耕地面积占区域总面积6 5%以上,对于维护国家粮食安全具有重要意义。但区域内水土流失面积占总面积的3 0%以上,耕作层变薄、黑土地退化等问题严峻,导致研究区优质耕地锐减和生态环境恶化。鉴于此,本研究以吉林省辽河流域为例
24、,基于耕地的“三生”功能,将耕地生态足迹分为耕地生产性足迹、生活性足迹和生态性足迹,以农产品消费为基础计算耕地生产性足迹,以维护耕地社会保障功能为前提计算耕地生活性足迹,引入碳足迹模型计算耕地生态性足迹,以此弥补相关研究只是从单一角度计算耕地生态足迹的不足。在明确研究区耕地生态足迹和耕地生态承载力基础上,判定耕地生态赤字/盈余量,分析耕地生态供需空间差异特征,相关研究成果对于耕地资源的合理利用和科学管理提供科学依据。1 研究思路与方法1.1 研究思路本研究采用耕地生态足迹和耕地生态承载力代表耕地生态需求量和供给量,以此分析研究区耕地生态供需差异。在传统生态足迹模型上,基于耕地多功能,从类型化生
25、态足迹核算项目及按照“舍小取大”原则改进模型(图1)。843 水土保持通报 第4 3卷图1 基于耕地“三生”功能的耕地生态供需研究框架F i g.1 Ar e s e a r c hf r a m e w o r ko ne c o l o g i c a l s u p p l ya n dd e m a n do f c u l t i v a t e d l a n db a s e do np r o d u c t i v e-l i v i n g-e c o l o g i c a l f u n c t i o n so f c u l t i v a t e d l a n
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