武漢市耕地資源動態變化及驅動力研究

摘要：依據武漢市2000—2009年耕地面積和社會經濟統計數據，分析了該市耕地數量變化的過程，并運用主成分分析法分析了該市耕地數量變化的驅動因素。研究表明：耕地總面積在時間上分為3個不同的變化時段，空間位置上表現出區域差異，人均耕地面積呈現逐年下降趨勢。近年來人口增長、經濟發展和農業科技進步是武漢市耕地資源數量變化的主要驅動因素。研究結論對武漢市保證耕地總量動態平衡，實現耕地資源的可持續利用具有重要意義。

關鍵詞：耕地變化；驅動力；主成分分析；武漢市

中圖分類號：F323.211 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.03.017

Study on the Dynamic Changes and Driving Forces of Cultivated Land Resources in Wuhan City

YUE Xi-qing，HUANG Chao-xi

（College of Land Management，Huazhong Agricultural University，Wuhan，Hubei 430070，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ: According to the cultivated land area and social-economic statistical data in Wuhan during 2000—2009，the driving forces of the cultivated land area changes were analyzed by means of principal component analysis. The research indicated that the total area of cultivated land in the time period was divided into three different variations and showed regional differences in spatial position while per captia of cultivated land appeared declining year by year. Population growth， economic development and agricultural scientific and technological progress have been the main driving factors of changes in the amount of cultivated land resources in Wuhan. The research conclusions would be important to ensure the dynamic balance and achieve the sustainable use of cultivated land resources in Wuhan.

Key words: changes of cultivated land；driving forces；principal component analysis；Wuhan

目前，土地利用／土地覆蓋變化成為全球環境變化研究的核心領域和前沿課題[1]。在當前眾多的土地利用／覆蓋類型中，土地作為一種稀缺資源，是人類賴以生存與發展的重要資源和物質基礎，耕地作為土地中的精華，其動態變化和可持續利用無疑是影響區域可持續發展的關鍵問題[2]。進入21世紀，隨著人口的不斷增多和城市化進程的不斷加快，土地利用發生劇烈變化，最為明顯的一個特征為建設用地的擴張伴隨著耕地的減少，武漢市作為武漢城市圈的核心，表現尤為突出，這給耕地保護工作帶來了很大的壓力。筆者擬選取2000—2009年為研究時段，對此期間武漢市耕地資源的動態變化情況進行了分析，并進一步探討耕地變化的驅動力，試圖從中找出變化規律，以期為武漢市合理利用耕地資源、控制耕地進一步減少提供參考。

1武漢市耕地資源動態變化分析

1.1耕地數量變化

2000—2009年統計數據表明（表1），10年間，武漢市的耕地面積由217.84 khm2減少到208.94 khm2，累計減少8.90 khm2，占基年耕地面積的4.09%，年均減少0.99 khm2。可以看出，耕地總面積的總體趨勢是減少的，但其間出現波動。從時間上看，2000—2003年為急劇減少期，4年共減少12.06 khm2，年均減少4.02 khm2，特別是2003年，比2002年減少了9.17 khm2，變化率為4.27%，是10年中年減少量最多的一年，這主要是由于大量的耕地轉為建設用地、園地、林地和其他農用地；2003—2006年為增長期，4年共增長4.62 khm2，年均增長1.54 khm2；2006—2009年為減少期，4年共減少1.46 khm2，年均減少0.49 khm2。

人均耕地面積是反映人地矛盾狀況的一個重要指標，更能夠反映區域耕地資源的狀況。2000—2009年，由于武漢市的耕地面積總體上呈減少趨勢，而人口不斷增加，致使人均耕地面積逐年減少，由2000年的0.0291 hm2降至2009年的0.025 0 hm2，嚴重低于聯合國糧農組織確定的人均耕地面積警戒線0.053 hm2，人地矛盾已經非常嚴峻。據預測，武漢市未來人口將持續增加，而伴隨著武漢城市圈區域政策的實施，大量的耕地會變成建設用地，這將嚴重制約武漢市乃至整個城市圈社會經濟的健康發展。因此，控制人口和城市規模，合理利用與保護耕地資源已經到了刻不容緩的地步。

1.2耕地數量變化的區域差異

耕地數量變化不僅在時間方面表現出階段性，而且在空間位置上表現出區域差異，武漢市由于各地區經濟發展速度、人口增長率及城市化速度不同，使得各區耕地數量變化表現出很大的差異[3]。為此，利用耕地相對變化率對武漢市耕地面積變化的地區差異進行了定量分析。耕地相對變化率可表示為：

R =（Ka － Kb×Ca）/（Ka×Ca－ Cb）

式中，Ka、Kb分別表示2000年和2009年各地區的耕地面積；Ca、Cb 分別表示2000年和2009年的耕地總面積。若某區域的R大于1，則表示其變化較整個區域大；反之則相反。從表2可以看出，2000—2009年期間，城區、江夏區、東西湖區、蔡甸區、黃陂區的耕地相對變化率均大于1，耕地變化比較大，尤以城區為最；而漢南區、新洲區的耕地相對變化率小于1，耕地變化比較小?？傮w而言，城區相較于6個郊區，經濟發展較快，人口密度較大，城市化水平較高，建設用地較多，而耕地較少，農業比重較小。區域差異大致表現為經濟較為發達的地區，耕地變化較為劇烈，非農化趨勢遠大于郊區。

2武漢市耕地變化的驅動力分析

2.1驅動力分析的指標選取

影響耕地變化的因子錯綜復雜，但歸納起來一般有自然因素和社會經濟因素兩大方面。在較短的時間尺度內，耕地面積變化受自然因素的影響較小，而以社會經濟因素的影響為主，故本研究主要分析社會經濟因素對武漢市耕地數量變化的影響。根據主成分分析法的思路和要求，結合武漢市耕地面積變化特征和現有資料狀況，以耕地面積（khm2）為因變量（Y），共選擇以下10個指標作為自變量分析其驅動力：X1為總人口（萬人）、X2為國內生產總值（億元）、X3為非農業人口比例（%）、X4為工業總產值（億元）、X5為第二產業比重（%）、X6為第三產業比重（%）、 X7為全社會固定資產投資總額（萬元）、X8為農業總產值（萬元）、X9為第一產業比重（%）、X10為糧食單產（kg·hm-2）。由于驅動因子中還有無法量化的政治經濟政策等因素，這里只能間接引用以上選擇的指標。原始數據見表3。

2.2主成分分析

對于武漢市2000—2009年的統計資料，用SPSS17.0進行標準化處理，然后采用主成分分析法，將標準化后的數據進行因子分析，得出其相關系數矩陣、特征值、方差貢獻率及累計貢獻率（表4、5）。

由表4可以看出，影響耕地數量變化的10個驅動因子存在著不同程度的相關，即存在信息上的重疊，這充分說明了進行主成分分析的必要性。由表5可知，前2個主成分的特征值都大于1，且累積貢獻率已達到95.226%，表明前2個主成分已提供了原始數據的足夠信息，完全符合主成分分析的要求，可以確定提取這2個主成分。用最大方差法對所得到的因子載荷矩陣旋轉，進一步得到主成分載荷矩陣。

主成分載荷反映了主成分與變量之間的關系。由表6可知，X1、X2、X3、X4、X5、X7、X8、X9在第一主成分上有較高載荷，X6第二主成分上有較高載荷，X10在第一和第二主成分上的荷載比較均衡。

2.3驅動力分析

通過主成分分析，對所選10個因子進行分析整理，可以將其歸納為人口增長、經濟發展和農業科技進步三類。

2.3.1 人口增長驅動人口是構成第一主成分的主要因子。人類是最具活力的耕地利用變化的驅動力之一，人口密度與耕地變化速率成正相關關系，人口增長速度越快，土地利用變化則相應地越快，因而人口對耕地數量變化起著重要的作用[4]。人口數量的增加，一方面增加對耕地的需求，以保證食物生產，另一方面導致建設用地需求增加，從而又占用耕地。對武漢市而言，后者的調控顯然是起主導作用的。隨著武漢市人口數量的增加，耕地資源日益減少，人口對耕地減少的作用機制通過建設占用實現，一方面人口的增長使城市住房面積即居住面積日益增加，另一方面人口中非農業人口的增加必然使第三產業用地不斷擴張[5]。2000—2009年，武漢市人口由749.19萬人增加到835.55萬人，凈增人口86.36萬人，增長率為11.53%；非農業人口比例由58.9%增加到64.7%，而耕地總面積和人均耕地面積均總體上呈現出下降的趨勢，且人均耕地面積已經低于聯合國糧農組織確定的警戒線。隨著武漢市人口的不斷增長，人地矛盾將更加尖銳，耕地的負荷將越來越重。如何緩解人口增長對耕地資源的壓力，已成為當前的研究熱點和工作重點。

2.3.2經濟發展驅動經濟發展對耕地變化的驅動作用主要表現在兩個方面：一是第二、三產業的發展增加了用地需求，占用耕地；二是市場導向下的農業資源配置引起農業結構調整不斷深化，造成耕地減少[6]。2000—2009年，武漢市經濟增長很快，國內生產總值和全社會固定資產投資總額分別增長了282.89%和549.69%，城市建設力度加大，建設面積不斷擴展，第二、三產業發展迅速，耕地資源被大量占用。盡管近年來由于耕地占補平衡制度的實施，耕地面積開始呈現緩慢增加的趨勢，表面上實現了耕地數量占補平衡，但實際上不少地區是通過補充劣質耕地的方法來掩蓋優質農田的減少，耕地的質量并沒有實現占補平衡，這降低了耕地利用效益，造成了耕地的隱性流失。此外，在市場經濟條件下，受比較利益的驅動，農業土地內部存在著由低價值耕地向高價值園地、養殖場、魚塘等轉移[7]的現象。2000—2009年，武漢市農業產值占農林牧漁業總產值的比重由61.6%下降到55.1%，而林業、牧業、漁業產值比重都有不同程度的上升，這在一定程度上反映了農業結構調整的結果。

2.3.3農業科技進步驅動所選因子中，糧食單產的提高是農業科技不斷進步的重要體現，這也對耕地的變化起著重要的驅動作用。為了提高土地生產力，保證農業的穩定發展，武漢市采取了一系列措施，包括增加農業投入，改善農業生產條件，提高農業技術水平等，逐步實現了由傳統農業向現代農業的轉變。2000—2009年，武漢市農業機械總動力和農用化肥施用量分別增長了39.63%和10.02%，糧食單產則由5 518 kg·hm-2增加到5 710 kg·hm-2，增加了192 kg·hm-2。糧食單產的提高在一定程度上緩解了人口與耕地的矛盾，但也淡化了人們的耕地保護觀念和意識。同時，受利益驅動，農業結構調整進一步加快，人們開始轉向經濟效益更高的生產方式和土地經營利用方式，使耕地面積進一步減少。

3結論與討論

（1）2000—2009年，武漢市耕地總面積總體上呈現減少的趨勢，但其間出現波動，而人均耕地則明顯逐年遞減。從耕地變化的地域差異來看，經濟發展較快的城區變化較大，而郊區相對變化較小。

（2）通過主成分分析發現，影響武漢市耕地資源變化驅動的因素主要有3個方面，分別是人口增長驅動因子、經濟發展驅動因子和農業科技進步因子。

（3）面對武漢市耕地資源嚴重不足的嚴峻形勢，必須把經濟發展和耕地保護統一起來，正確處理城市化與耕地保護的關系。有效控制人口數量，減輕人口對耕地的壓力，嚴格控制耕地非農化，實行基本農田保護制度和耕地占補平衡制度，確保耕地數量和質量的動態平衡，加大農業投入和土地整理、復墾、開發力度，提高土地集約利用水平，實現耕地資源的可持續利用。

參考文獻：

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