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世界耕地面积变化态势与驱动因素分析以21个国家为例
摘 要：在世界人口不断增加、城市化水平显著提升而耕地资源急剧下降的背景下,探讨世界主要国家耕地面积变化态势及驱动因素对于中国未来耕地保护及粮食安全具有重要意义.本文选取耕地面积总量排名前10位国家以及根据《2010年世界人口状况报告》预测2050年人口将过亿的17个国家中的21个国家为研究对象,采用主成分与数理统计相结合的方法,分析各国在1961 2015年耕地面积总量与人均耕地面积变化情况,并探讨耕地面积变化的驱动因素.结果表明,1961 2015年,耕地面积总量呈递减趋势的国家越来越多,城市化水平提升、工业化推进、经济发展以及人口增长是其主要的驱动因素；而人均耕地面积递减的国家所占比例达85. 71%,人口迅速增长和城市规模不断扩大是其主要驱动因素.
关键词：耕地；耕地面积总量；人均耕地面积；驱动因素；世界
DOI: 10. 13856/j. cnll-1097／s. 2017. 03. 009
耕地是农业生产中不可替代的劳动对象、生产要素和空间场所[1].根据联合国教科文组织(UNESCO)和FAO最新统计,世界耕地面积从1961年12. 79亿hm2,增加到2015年17. 30亿hm2,耕地面积总量逐年递增,尤其1990 2015年,耕地面积增长19. 02%；世界人均耕地面积1961年为0. 415 hm2,到1990年为0. 265hm2,再到2015年人均耕地面积降至最低为0. 26hm2,19612015年,人均耕地减少了37. 35%.世界人均耕地面积持续减少的态势与全球人口增长密切相关.根据联合国人口司2010年10月发表的《2010年世界人口状况报告》预测[2].
有17个国家到2050年人口将过亿,世界总人口将达91.5亿,比当前增加19. 42亿.假设按照目前世界经济社会发展趋势不变,到2050年世界人均耕地面积将降至0.151hm2.
目前,中国学者在中国耕地面积变化及其驱动因素等方面研究硕果累累[3-5],然而对世界和其他国家的研究相对较少[6],因此世界上许多科学家非常重视国际耕地和粮食安全的相关研究[7-9].其中20世纪90年代国际上在研究中国耕地变化和粮食安全时,提出“谁来养活中国”的质疑[10]则属于其他国家科学家开展中国耕地研究的典型案例,因此,面临人均耕地面积减少与粮食安全遭到威胁的大背景下,研究世界耕地面积变化态势及驱动因素分析,对把握国际耕地变化动态以及土地资源与粮食协调发展具有重要意义.
1 数据来源
根据《2010年世界人口状况报告》预测,选择2050年人口过亿的17个国家及目前耕地面积排名前10位的国家耕地面积变化态势进行分析.其中有6个国家的耕地面积既排前10位,2050年人口又过亿,因此,实际上选择了21个国家进行研究,亚洲、非洲、欧洲、美洲、大洋洲分别包括国家个数为8个、5个、2个、5个和1个.
在世界耕地面积变化态势的研究中,耕地面积总量和人均耕地面积数据来源于FAO统计数据库；在影响耕地面积变化因素的研究中,选择GDP、GDP年增长率、固定资产投资额、财政支出、农村人口、农村人口百分比、城市人口、城市人口百分比、最大城市中的人口、总人口、城镇居民人均纯收入、粮食生产指数、农业灌溉用地、农业机械数量等14个指标,数据来源于世界银行1961 2015年统计数据库.
2 世界主要国家耕地变化态势
2.1 世界主要国家耕地面积总量动态变化
由FAO统计数据分析得到21个国家耕地面积变化率与年均变化量情况（表1）可知,耕地面积总量在研究时段内增加的国家有16个,其中增加量最多的4个国家是巴西、阿根廷、尼日利亚和埃塞俄比亚,位于大洋洲、非洲和南美洲；有5个国家耕地面积总量减少,其中,年减少量最多的2个国家为位于欧洲的俄罗斯和位于北美洲的美国.不同年代耕地面积总量变化态势差异特明显,2000年后仅有8个国家的耕地面积增加了,且耕地面积增加的国家数逐年减少；而有13个国家耕地面积总量逐年减少了,且耕地面积总量减少的国家数逐年增多.随着世界经济的发展,未来越来越多的国家耕地面积总量将呈减少趋势.
2.2 世界主要国家人均耕地面积变化
根据FAO统计数据分析得21个国家的人均耕地面积变化情况（表2）.研究时段内,人均耕地面积减少的国家有18个,占到85. 71%,人均耕地面积增多的国家只有3个,为加拿大、巴西和乌克兰,仅占14. 29%；人均耕地面积减少率低于20%的国家为俄罗斯、埃塞俄比亚、阿根廷3个国家,人均耕地面积减少率21%～50%的国家为坦桑尼亚、美国、日本、中国与澳大利亚5个国家,高于50%的国家为印度尼西亚、菲律宾、尼日利亚等10个国家,其中,刚果共和国与孟加拉国减少比率均超过了70%;而人均耕地面积变化量澳大利亚减少最多,每年高达0. 026hm2,减少最少为埃塞俄比亚,每年低至0. 000 5hm 2.
3 世界主要国家耕地变化影响因素分析
由表1、表2可知,各国耕地面积总量与人均耕地面积变化情况,选取GDP、GDP年增长率、固定资产投资额、财政支出、农村人口等14个指标进行主成分分析（见后文表4）,同时拟合世界主要国家耕地面积总量、人均耕地面积与所提取主成分的相关性系数（表3）.分析影响不同国家耕地面积的驱动因素,可将21个国家耕地面积总量与人均耕地变化情况有下4种情况：耕地面积总量与人均耕地面积同递增,耕地面积总量与人均耕地面积同递减,耕地面积总量递增、人均耕地面积递减,耕地面积总量递减、人均耕地面积递增.
3.1 耕地面积总量与人均耕地面积同递增
1961 2015年,巴西耕地面积总量与人均耕地面积呈同递增趋势,耕地面积总量增长了168. 99%,而人均耕地面积只增长了9.74%,耕地面积总量增长速度远大于人均耕地面积增长速度.综合分析表3和表4可知,巴西耕地面积总量变化和第一主成分相关性较大而人均耕地面积变化与所提取主成分相关性较小.影响第一主成分呈正相关的因素有GDP、城市总人口、农业灌溉用地及农业机械数量等,没影响第一主成分呈负相关的因素有粮食生产指数、农村人口及农村人口百分比等.
分析结果表明：耕地面积总量与人均耕地面积均呈递增趋势不仅取决于巴西领土面积广,为85 149万hm2,而总人口仅为2. 01亿的基本国情,也和城市化水平与农业现代化水平息息相关.随着近代城市化水平与工业化的推进及农业现代化水平的提高,农业耕种面积与乙醇生产规模的扩大,以及人口增长成为巴西退林还耕的主要原因.近年巴西乙醇产业发展迅猛,而粮食出口量逐年减少,粮食出口占商品总出口百分比从1961年的71. 15%减少到2015年22. 37%.人均耕地面积递增和耕地面积总量、人口同时递增有关,巴西人口从1961年7 495.3万人增加到2015年2. 01亿,比1961年增加了168. 17%,人口增长速度略低于耕地面积总量增长速度,因此人均耕地面积表现为略增加现象.
3.2耕地面积总量与人均耕地面积同递减
世界主要国家中耕地面积总量与人均耕地面积同时递减的有日本、孟加拉国、美国、俄罗斯,其中,俄罗斯耕地面积总量减少率稍大于人均耕地面积减少率,其余3个国家耕地面积总量的减少率均低于人均耕地面积的减少率,以下依次进行原因分析.
日本位于亚欧大陆东部、太平洋西北部,是个多山岛国,其国民经济在第二次世界大战后得到迅速发展,人均GDP从1961年的479美元高速增加到2015年的32 477.2美元,工业化与城市化导致越来越多的耕地被占用,耕地面积总量不断减少；同期日本总人口也从0. 94亿增加到1.37亿,人口增长了31. 39%,进一步加剧了日本人均耕地面积减少.因此,日本耕地面积总量与人均耕地面积和农村人口表现为显著正相关,与城市人口、人均GDP表现为显著负相关.
孟加拉国地处孟加拉湾以北,东南与缅甸为邻,领土面积为1 475.7万hm2,其中平原面积占85%,是传统以农业为主的国家.综合分析表3与表4及孟加拉国统计资料可知,1961 2015年,随着孟加拉国城市化与工业化的推进,其农业现代机械普及率和粮食进出口有了大幅提升,但是人口的增长与城市规模扩张造成耕地面积减少的态势更加突出.期间孟加拉国人口从1961年的5 539.8万人飞速增加到2015年1. 59多亿,人口城市化率从5.32%提升到34. 92%,耕地面积占土地面积百分比从66. 1%减少到59%.
美国作为美洲第二大国家,领土面积93 726.1万hm2,是全球耕地面积最大的国家.主成分分析可得,美国耕地面积总量与人均GDP、城市人口呈负相关,与粮食生产指数、农村人口百分比呈正相关.近年来美国经济发展迅猛,城市化步伐加快,致使耕地面积减少,但是随着生态理念的深人人心,美国政府及民众越来越重视农地保护与生态的可持续发展,因此减少幅度逐渐缩小,耕地保护不仅是政府职责,也是公民自觉的义务[11].人口增多是造成美国人均耕地面积减少的主要原因.研究期间,美国人口从1. 89亿增加到3.21亿,其中城市人口比例从68. 25%增长到81. 62%,城市规模不断扩大.
俄罗斯,地跨欧亚大陆,是世界上面积最大的国家.苏联解体使其经济遭受重创,近些年经济依赖出售资源得以快速恢复,城市化水平提高,工业化不断推进,导致近远郊区域出现耕地面积不断减少或荒芜现象,耕地面积总量与社会经济发展呈显著负相关.1992 2013年,俄罗斯耕地面积总量占土地面积百分比从8. 1%下降至7.5%,同时,女性人口占总人口比例从1961年55. 2%下降至2015年53. 5%,粗出生率从1961年24%0下降至2015年13‰,粗死亡率从1961年8%上升至12%,男女比例失衡以及粗出生率下降而粗死亡率上升,致使俄罗斯人口不断减少.由于耕地面积总量减少比例大于人口减少比例,因此,人均耕地面积表现为减少.
3.3 耕地面积总量递减,人均耕地面积递增
研究时段内,乌克兰耕地面积总量减少了3.08%,而人均耕地面积增长了6. 62%.由主成分分析可知,乌克兰耕地面积总量与总人口呈正相关,与城市人口比例、GDP年增长率呈负相关.耕地面积总量减少与当前乌克兰市场经济变革、经济社会发展、城市化以及弃耕撂荒等原因有关,人均耕地面积增加是因为人口持续减少,且人口减少比例大于耕地面积总量减少比例.乌克兰人口从1992年5 157.2万人减少到2007年4 599.2万人,净减少588万人[12].由世界银行数据统计可得,女性人口占总人口比例超过50%,1961 2015年,粗出生率均小于粗死亡率.性别比例失调、粗出生率小于粗死亡率等现象导致人口持续性减少.
3.4 耕地面积总量递增,人均耕地面积递减
世界主要国家中耕地面积总量递增而人均耕地面积递减的国家包括印度、菲律宾、刚果共和国、中国、加拿大等15个国家.由于这些国家在研究时段内,人口不断增长,而耕地面积总量增长的速度小于人口增长速度,因此人均耕地面积表现为递减.研究发现,埃塞俄比亚的人均耕地面积与GDP、城市人口及总人口呈正相关,而其余国家则呈负相关,表明这些国家随着经济的发展、城市化水平提升以及人口增长,人均耕地面积呈迅速下降态势.而作为不发达国家的埃塞俄比亚由于政局动荡阻碍经济发展,直到近几年,伴随着经济发展与总人口不断增加,耕地面积总量稍有增长,因此人均耕地面积和经济发展及城市化表现为不相关.
由于人口的不断增加,导致增加耕地面积总量以满足粮食需求成为各国的唯一选择；同时不同国家因为国情差异导致耕地面积总量变化也不同.由主成分分析可知,中国、印度、印度尼西亚、埃及及菲律宾耕地面积总量与经济发展和城市化水平相关性小,有的甚至呈负相关,说明这几个国家在面临后备耕地资源不足及农转非的压力下,为增加耕地保证粮食供应,提高农业现代化水平、粮食生产指数以及调整粮食进出口比例成为必然选择；然而其他国家耕地面积总量与经济发展、城市化水平呈正相关,说明尽管同样面临农转非、城市化规模扩大及人口增加等压力,但是这些国家后备耕地资源足以满足其社会经济发展的需求.
4 结论与讨论
从本文选取21个国家耕地面积变化情况分析可知,1961 2015年,耕地面积总量呈递减趋势的国家逐渐增多,说明世界上面临耕地短缺挑战的国家越来越多；而人均耕地面积除了加拿大、乌克兰及巴西增加外,其余18个国家均下降,这将进一步加剧世界粮食危机,人们生存的物质保障遭到严重挑战.
对于耕地面积总量与人均耕地面积不同的增减情况,不同国家由于城市化水平、人口增长幅度、土地利用潜力及政局稳定程度等因素不同而不同.其中,大力发展乙醇产业而退林还耕是巴西耕地面积总量增加的主要原因；城市化水平的提升、工业化程度的快速推进是美国、日本、孟加拉国、俄罗斯耕地面积总量减少的主要驱动因素；而城市化发展与人口减少则是乌克兰耕地面积总量减少而人均耕地面积增加的重要原因；城市化推进、经济发展及人口增加是导致其余15个国家人均耕地面积递减的主要驱动因素,同时人口增长与城市水平提升也是其增加耕地面积总量以保障粮食持续供应的原动力,但是由于不同国家具体国情的差异,导致耕地面积总量增长比例也不同.
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