黃土高原水土流失區退耕還林的重要性

1999年，生態環境建設中的退耕還林還草措施逐步在全國范圍內展開。普遍的共識認為,退耕還林(草)可以從根本上逆轉我國生態環境不斷惡化的趨勢,減少和遏制水土流失以及土地荒漠化,對糧食生產具有正向的外部效應。與此同時,退耕又是一項以糧食換生態的工程,退耕在導致耕地持續減少的同時,卻是糧食需求的持續增加,這就不可避免地將在短期內影響到退耕區人口-耕地-糧食三者之間的耦合關系。如何采用操作可行的量測標準,科學測度退耕還林還草和糧食安全對土地的需求,使退耕區的糧食需求得到保障以及減少退耕還林地復耕的可能并保證退耕還林工程的實施和生態恢復則是一項艱巨的任務。黃土高原水土流失區作為全國生態退耕的重點區域之一1),自1999年下半年至2000年國家出臺有關退耕還林(草)政策以來,水土流失區的有關省、市、區就大力開展退耕還林還草工作。據初步統計,整個黃土高原水土流失區到2010年將累積退耕還林還草15o以上坡耕地近300×104hm2,占整個流失區耕地總面積的35.9%(表1)。如此大規模的退耕必將對糧食生產帶來極大的影響,其中最直接最主要的影響便是退耕帶來耕地面積減少,引發糧食總產量的降低,進而危及到糧食有效供給及糧食安全水平。特別是到2010年,黃土高原水土流失區人口將達到3.6億。因此,如何協調好棄耕換生態與食物安全之間的矛盾,是事關黃土高原水土流失區退耕工程能否“退得下、還得上、穩得住、不反彈”的關鍵問題,也是亟待回答的問題。鑒于此,本文采用蔡運龍等提出的最小人均耕地面積和耕地壓力指數模型對黃土高原水土流失區坡耕地退耕可能造成的糧食安全問題進行分析,并探討其協調途徑,為退耕工程能夠持續穩步地實施提供理論依據。1糧食安全分析1.1最小均糧食需求與糧食自給率及糧食固沙水平的關系最小人均耕地面積是指在一定的區域范圍內,一定食物自給水平和耕地綜合生產能力條件下,為滿足每個人正常生活的糧食消費所需的耕地面積,是糧食自給率、糧食消費水平、糧食綜合生產能力等因子的函數。用式表示為Smin=βGrp?q?k(1)Smin=βGrp?q?k(1)式中Smin為最小人均耕地面積(hm2/人),β為糧食自給率(%),Gr為人均糧食需求量(kg/人),p為糧食單產(kg/hm2),q為糧食播種面積占總播種面積的百分數(%),k為復種指數。式(1)顯示,最小人均耕地面積Smin與人均糧食需求量Gr及糧食自給率β成正比,而與耕地糧食生產力水平(p×q×k)成反比。很顯然,在耕地糧食生產力水平一定而人均糧食消費水平及糧食自給水平較高時,要求有較大的人均耕地面積;而在保持糧食自給率和糧食消費水平不變的條件下,隨著耕地糧食生產力水平的提高,所需最小人均耕地面積減少。因此,最小人均耕地面積實質上是給出了為保障一定區域糧食安全而需保護的耕地數量底線。1.2建立耕地壓力指數和耕地壓力平衡耕地壓力指數是指在一定區域內,為保障糧食安全所需的最小人均耕地面積與實際人均耕地面積之比,其計算式為α=Smin/Sa(2)式中α是耕地壓力指數,Sa為實際人均耕地面積(hm2/人)。耕地壓力指數給出了耕地保護的閾值,α值的大小反映了一個地區耕地資源的緊張程度。當α<1時表示耕地壓力較輕;當α=1時表示耕地壓力平衡;當α>1時表示耕地壓力較重。2土地流失區耕地自然、經濟、技術條件以及糧食供給水平的區域差異黃土高原水土流失區生態退耕以1999年作為分界線,1999年以前稱為退耕前,2000年至2010年稱為退耕后。根據黃土高原水土流失區各亞區1999年國民經濟統計資料和對其進行的實地調研,設定黃土高原水土流失區人均消費水平為溫飽型消費標準(400kg/人),糧食自給率為100%,各亞區復種指數取各縣(旗、市)復種指數的平均值;糧食單產的計算在充分考慮當地居民飲食構成和國內對標準糧規定的基礎上,以小麥產量作為基準標準糧產量,玉米、谷子、糜子、高粱、大豆、馬鈴薯的產量乘以各自的轉換系數轉換成基準標準糧,它們的和除以糧食播種面積即為糧食單產。利用式(1)求得黃土高原水土流失區各區及各亞區最小人均耕地面積(表2)。同時利用式(2)對黃土高原水土流失區退耕前和退耕后(假設退耕地一次性完成)兩個階段分別進行各亞區耕地壓力指數的計算(在計算退耕后實際人均耕地面積時,2010年各亞區人口數根據各亞區1949～1999年人口系列資料,采用灰色系統GM(1,1)模型進行預測獲得),并計算各區平均值(表3)。表2顯示了黃土高原水土流失區最小人均耕地面積的區域差異。最小人均耕地面積的變化呈現出由黃土臺塬區向黃土丘陵區和風沙丘陵區逐漸增大的趨勢,這種變化趨勢較好地反映了當地農業生產條件及生產力水平的區域差異,即隨著農業生產自然條件惡化、技術和物質投入減少,耕地生產力水平降低,導致人均需要的耕地面積增大。黃土丘陵區,盡管在退耕前人均占有較多的耕地資源(表3),但因其自然、經濟、技術條件的限制較黃土臺塬區嚴重,耕地生產力水平較低且提高緩慢,故人均消費所需耕地面積較大。從表3看出,黃土高原水土流失區各亞區退耕前實際人均耕地面積均不小于最小人均耕地面積,且具有較大的偏差。表明各亞區耕地生產力的供給水平高于消費水平,耕地壓力較輕,各亞區α值均小于1,其中有9個生態亞區α值小于0.5,只有隴海沿線(14縣)和晉陜峽谷(16縣)兩亞區α值超過0.5,變化在0.5～0.8間。顯然,在生態退耕前,黃土高原水土流失區不存在糧食安全危機。但從另一角度看,整個黃土高原水土流失區實際人均耕地面積平均為0.234hm2,相當于1997年全國人均耕地面積(0.11hm2)的2倍多,晉西北亞區實際人均耕地接近0.7hm2,是全國同期人均耕地面積的6.3倍,這說明黃土高原水土流失區糧食比較安全的現狀是以人均占有較多的耕地資源為前提的,表明黃土高原水土流失區因自然、經濟和技術條件以及土地利用結構的限制,耕地生產力水平是低下的,同時也證實了優化土地利用結構、提高耕地資源糧食生產力的必要性。因此,從目前糧食安全的角度出發,退耕還林(草)是可行的。表3還顯示,退耕后黃土高原水土流失區各區及各亞區實際人均耕地面積大幅度地減少,各亞區實際人均耕地面積平均值減少到0.136hm2,減少了41.9%。由此導致了黃土高原水土流失區部分亞區退耕后,實際人均耕地面積接近或小于最小人均耕地面積,大多數亞區耕地出現了不同程度的壓力,耕地壓力指數較退耕前明顯增大。其中有3個亞區α>1,表現出耕地壓力較重,陜北、晉陜峽谷2個亞區α值接近于4,糧食安全出現了嚴重危機;隴東、渭北東部、寧南、長城西部4個亞區α值達到了0.5以上,有的接近0.7,已發出了耕地壓力預警信號;另有4個亞區退耕面積小,退耕后對糧食安全影響不大,α<0.5。但從整個黃土高原水土流失區看,α的平均值仍<1。此外,根據退耕后計算的耕地壓力指數,利用GIS軟件ArcView3.2繪制了黃土高原水土流失區耕地退耕后糧食安全狀況空間分布情況。圖1較直觀地表達了退耕對各亞區糧食安全所造成的影響。3退耕后糧食調控上述分析表明,退耕還林還草工程將給黃土高原水土流失區各區及亞區造成不同程度的糧食安全危機。盡管國家“以糧代賑”的政策為該區退耕還林還草提供了一定的保障,可以對黃土高原水土流失區由于退耕而造成的糧食安全影響有一定的緩解作用,但不是長久之計,不能從根本上解決長遠溫飽和徹底脫貧致富的問題。因此,“以糧代賑”并不是水土流失區退耕還林還草的根本保障。從這個意義上講,黃土高原水土流失區必須尋求建立合理而有效的糧食安全保障協調機制,減輕退耕還林的難度,減少復耕的可能并保證退耕還林工程的實施和生態恢復。前述的最小人均耕地面積和耕地壓力指數對建立退耕還林與糧食安全之間的協調機制具有啟示作用。從最小人均耕地面積和耕地壓力指數模型可知,實際人均耕地面積必須大于最小人均耕地面積,否則就會危及糧食安全。要滿足這一條件,唯一的辦法就是使Smin盡可能小或Sa盡可能大。就增加Sa而言,在目前人口增長和人均耕地不斷減少的情況下,通過擴大耕地面積,將林地、草地或荒地轉化為耕地,顯然與水土流失區退耕還林還草的生態需求相悖。因此,要使Sa盡可能的大是不現實的,也是不可能實現的。就減小Smin而言,最小人均耕地面積是食物消費水平、糧食自給率和耕地生產力水平的函數,而耕地生產力又是糧食單產和糧食耕地利用指數的函數,實質上反映了投入與科技進步的作用。因此,可通過增加投入、提高科技水平、優化土地利用結構、提高復種指數和充分利用國際市場調節食物自給率等手段使Smin盡可能的小,達到平衡耕地壓力的作用。為此,在退耕過程中可依據a值的大小選擇不同的調控途徑,調節退耕對糧食安全的影響。具體到黃土高原水土流失區而言,考慮到該區農業自然災害(干旱、風沙、霜凍、冰雹等)頻繁,水利灌溉等農田基本設施不發達,經濟基礎薄弱,抵御自然災害的能力較弱,退耕地區農戶的糧食保障具有不確定性等因素,規定把a=0.7作為對耕地利用與實施調控管理的預警線。1.對于a<0.7的區域,實際人均耕地面積遠大于最小人均耕地面積,耕地生產力的供給水平高于食物消費水平,退耕對糧食安全產生壓力較少。從糧食安全角度考慮退耕比較安全,可以一次性退耕。農業發展模式應以農業種植結構調整、增加高產、穩產及市場競爭力強的作物種植面積和資源深度開發為主,加大對優質農作物品種培育的科研力度,實現少種、高產、穩產,確保糧食生產;發展糧食的初加工、深加工、延長產業鏈,提高糧食的附加值和經濟效益,增加農民收入,從根本上提高糧食的安全水平。此外,也可以采取讓耕地休閑等優化土地利用措施以保持耕地的綜合生產能力,真正實現退耕還林還草改善生態環境、農民增收和緩解糧食結構性矛盾的目標。2.對于a等于0.7或接近0.7的亞區,雖然退耕后糧食剛好自給,但由于黃土高原水土流失區農業自然條件惡劣,災害頻繁,糧食產量年際變化很大。因此,必須防止耕地流失,在提高耕地物質投入水平和生產能力的情況下合理分步驟退耕,適當縮小年退耕面積,采取穩定增產與發展經濟相結合的策略方針,充分利用和推廣現代糧食增產技術(旱作農業技術、節水灌溉技術、良種推廣繁育技術和植物保護技術),依靠科技進步提高糧食作物單產,優化農作物生產結構,依靠基本農田解決口糧問題,保障糧食生產安全線,保護糧食生產能力。此外,建立退耕區糧食安全預警機制,著重對退耕還林區的糧食供求狀況進行動態監測、力度監測與警情預報,使退耕區的糧食主管部門能對糧食生產狀況及時預測、監測和報警,從而防止因退耕而出現糧食生產危機。3.對于a>7的區域,實際擁有耕地面積已達不到人均所需耕地面積的要求,糧食安全已出現嚴重危機,甚至是極度危機。這些地區坡耕地比重很大,自然條件差,交通不便。在制定退耕計劃時,一定要按照“先急后緩、突出重點”的原則,分步驟退耕,優先退還陡坡耕地,將坡耕地面積大、糧食產量低且不穩的丘陵區作為退耕還林的重要區域,優先退還山區25°以上的陡坡耕地和生態區位重要區15°～25°坡耕地,堅決制止將生產條件好的緩坡耕地納入工程范圍,以盡量降低退耕對糧食安全造成的不利影響。調控措施要以努力降低糧食安全所需的最小人均耕地面積為一前提為準則。具體措施是:①在退耕還林還草的過程中,政府適當加大對這些區域的資金與技術支持;②在國家向農戶提供資金補償的同時,還應加大對基礎設施修建與改造的配套投資,比如對農田水利設施的修建與改造,對一系列中低產田的改造和培育提高土壤肥力等,以提高耕地的綜合生產能力;③增加農業物質投入,依靠科技進步,實行以“優良品種-科學整地-最佳播期-化學除草防病蟲害-追施拔節肥灌好拔節水-適時收獲”為主要內容的配套技術模式,提高作物單產水平;④增加糧食供給渠道,通過從糧食安全區調撥糧食,適度降低糧食自給率,或通過合理引導消費適度降低食物消費水平;⑤對農作物生產結構進行優化與調整,縮小油料作物的種植面積,增加糧食作物的種植等。通過上述措施確保當地的糧食安全。4退耕者對糧食安全的影響生態退耕對糧食生產的影響是多方面的。采用最小人均耕地面積和耕地壓力指數模型進行退耕還林還草糧食安全評價與調控,方法簡單、科學實用,較好地刻畫了黃土高原水土流失區生態退耕對糧食生產產生的可能影響。結果表明,在黃土高原水土流失區的退耕中,有3個亞區的糧食安全出現了嚴重危機,有2個亞區已發出了耕地壓力預警信號,而6個亞區退耕對糧食安全基本不存在影響,且整個黃土高原水土流失區的平均耕地