河北省耕地資源動態(tài)變化及驅(qū)動力分析

郝瑞彬

（唐山師范學(xué)院 資源管理系，河北 唐山 063000）

區(qū)域資源與經(jīng)濟(jì)研究

河北省耕地資源動態(tài)變化及驅(qū)動力分析

郝瑞彬

（唐山師范學(xué)院 資源管理系，河北 唐山 063000）

利用河北省1985-2008年耕地面積數(shù)據(jù)及相關(guān)社會經(jīng)濟(jì)資料，分析了區(qū)域內(nèi)耕地的時空變化趨勢，并用主成分分析法探討了耕地變化的主要驅(qū)動力。結(jié)果表明：河北省耕地資源時空變化特性顯著，耕地總量及人均量均呈逐年減少趨勢；經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步是耕地數(shù)量變化的三類主要驅(qū)動因素；從保護(hù)耕地資源的角度，應(yīng)關(guān)注經(jīng)濟(jì)發(fā)展對耕地的占用問題，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耕地消耗強(qiáng)度。

耕地資源；動態(tài)變化；驅(qū)動因子；相對變化率；河北省

耕地是最基本、最重要的自然資源，是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，耕地的變化和流向反映了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本態(tài)勢。對于我國來講，利用和保護(hù)好有限的耕地資源，是區(qū)域經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要前提。但是在中國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的過程中，耕地減少的問題卻日益突出，由此對中國耕地變化的深入研究也受到學(xué)術(shù)界的高度重視，國內(nèi)眾多學(xué)者從不同角度對城市或區(qū)域的耕地變化進(jìn)行了大量卓有成效的研究[1-7]。目前，耕地數(shù)量與質(zhì)量的時空變化及驅(qū)動力研究已成為土地利用/土地覆被變化（LUCC）研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[8]。因此，本文將在耕地數(shù)量時空變化分析的基礎(chǔ)上，定量分析耕地數(shù)量變化的驅(qū)動力，并根據(jù)驅(qū)動力分析結(jié)果有針對性地提出區(qū)域耕地保護(hù)的策略，以期為河北省耕地資源保護(hù)提供一定的理論支持。

1 河北省耕地數(shù)量時序變化分析

1.1 河北省耕地總量變化特征

對河北省1985年以來耕地數(shù)據(jù)（年末耕地面積）統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，河北省耕地面積在2002年之前總體呈緩慢減少的趨勢，2002年之后耕地面積在波動中迅速減少（圖1）。1985-2008年全省耕地面積凈減少701.97×103hm2，年均減少30.52×103hm2。1985年以來，除2004年和2007年耕地總量略有增加外，耕地面積總體處于減少過程中，其間的2002年、2003年和2006年三年減少數(shù)量巨大，分別減少323.78×103hm2、133.88×103hm2和106.41×103hm2，這主要是由于河北省從2002年開始大量退耕還林所致。

圖1 河北省耕地面積及其年遞減率變化（1985-2008）

1.2 河北省耕地人均量變化特征

人均耕地面積的變化過程與耕地面積變化過程息息相關(guān)，而且由于區(qū)域人口遞增的趨勢，河北省人均耕地面積總體呈持續(xù)遞減趨勢，由1985年的0.119 0 hm2降低到2008年的0.084 4 hm2（圖2）。從圖2可以看出，人均耕地面積變化過程呈持續(xù)降低趨勢，而且從人均耕地面積年遞減率曲線可以看出在1985-2008年間有3個遞減極值，分別在1990、2002年和2006年，人均耕地面積年遞減率分別為4.578 1%、5.528 4%和2.446%，這3個人均耕地面積快速遞減時期與耕地面積的快速遞減階段基本吻合。1991-2001年人均耕地面積遞減率較小，與耕地面積遞減幅度減小和人口增長趨緩有直接關(guān)系。而2002年之后出現(xiàn)的人均耕地面積快速減少則直接與國家退耕還林政策相關(guān)，如2002年和2003年河北省生態(tài)退耕面積分別為15.54×104hm2和16.38×104hm2，分別占到當(dāng)年全省耕地面積減少的90.42%和88.96%。

圖2 河北省人均耕地面積及其年遞減率變化（1985-2008）

2 河北省耕地動態(tài)變化的空間差異

河北省現(xiàn)轄11個市，地域相對廣闊，各市間自然條件差異相對較大，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展較不平衡，致使耕地變化在空間上也表現(xiàn)出一定的差異性。耕地數(shù)量變化的區(qū)域差異，可用相對變化率的概念進(jìn)行定量分析[9]。某地區(qū)某一特定土地利用類型的相對變化率（R）可表示為：

式中，Ka、Kb分別表示某區(qū)域（市或區(qū)）某一特定土地利用類型研究初期和研究末期的面積；Ca、Cb分別表示全區(qū)域某一特定土地利用類型研究初期和研究末期的面積。如果某區(qū)域某一種土地利用類型的相對變化率R＞1，則表示該區(qū)域此種土地利用類型變化較全區(qū)平均水平大，反之則小于全區(qū)該類土地的變化。因此，本文以河北省各市為基本空間單元，以土地相對變化率R為主，輔之以耕地絕對變化量、耕地變化率對河北省耕地的空間變化規(guī)律進(jìn)行分析（表1）。

表1 河北省各市耕地變化空間差異（1990-2008）

從河北省各市的耕地相對變化幅度和變化率看，可分成2個區(qū)，I區(qū)耕地相對變化率＞1.0；II區(qū)耕地相對變化率為0.10-1.00。其中秦皇島的耕地相對變化率最大，遠(yuǎn)高于其他各市，居各市之首，這主要是由于1990年之后秦皇島旅游業(yè)發(fā)展十分迅速，針對旅游的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)占用了大量耕地；而張家口耕地相對變化率較大主要受國家生態(tài)退耕政策的影響，大量宜林、宜草耕地退耕的結(jié)果，如2003-2008年張家口生態(tài)退耕耕地共計190 644 hm2，占同期河北省生態(tài)退耕面積的61.07%；其他各市耕地相對變化率與區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生態(tài)退耕、耕地資源流轉(zhuǎn)以及災(zāi)害損毀等因素的關(guān)系密切，主導(dǎo)因素不明顯。

3 河北省耕地變化驅(qū)動力的主成分分析

耕地數(shù)量變化驅(qū)動力指的是導(dǎo)致耕地利用方式發(fā)生變化的自然和社會經(jīng)濟(jì)因素。在較長時間尺度內(nèi)自然因素在耕地數(shù)量變化中起主導(dǎo)作用，而在短期內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)要素則對耕地的時空變化起決定作用[10]。社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力中包含的信息和變量較多，主成分分析法可以把原來多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個指標(biāo)，這些新指標(biāo)既能盡量多的反映原來多個指標(biāo)的信息，彼此之間又相互獨(dú)立。因此，主成分分析比較適合耕地數(shù)量變化的驅(qū)動力分析。

表2 主成分特征值和貢獻(xiàn)率

影響耕地利用變化的經(jīng)濟(jì)社會因素錯綜復(fù)雜，本文根據(jù)主成分分析的要求及資料的可得性，從1985-2008年系列資料中選取15個影響因子分：X1—地區(qū)生產(chǎn)總值（億元）、X2—全社會固定資產(chǎn)投資（億元）、X3—農(nóng)林牧業(yè)總產(chǎn)值（億元）、X4—農(nóng)民人均純收入（元）、X5—地方財政收入總額（億元）、X6—農(nóng)民人均居住支出（元）、X7—城鎮(zhèn)人均居住支出（元）、X8—城鎮(zhèn)社會固定資產(chǎn)投資（億元）、X9—農(nóng)村社會固定資產(chǎn)投資（億元）、X10—第三產(chǎn)業(yè)比重（%）、X11—總?cè)丝冢ㄈf人）；X12—非農(nóng)人口比重（%）；X13—糧食單產(chǎn)（kg/hm2）、X14—農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力（萬千瓦時）、X15—農(nóng)村用電量（億千瓦時）。通過SPSS16.0軟件對樣本進(jìn)行分析，得出相關(guān)系數(shù)矩陣（略）、特征值、主成分貢獻(xiàn)率、累計貢獻(xiàn)率（表2）。

從相關(guān)系數(shù)矩陣可知，各因子之間存在著不同程度的相關(guān)性，說明了進(jìn)行主成分分析的必要性和可行性。根據(jù)主成分個數(shù)提取原則，特征值大于1的主成分為有效值。根據(jù)表2，提取2個主成分，這兩個主成分的累計貢獻(xiàn)率已達(dá)96.711%，對大多數(shù)數(shù)據(jù)已做了充分的概括，完全符合分析要求。由此進(jìn)一步得出主成分載荷矩陣（表3），主成分載荷描述的是主成分與變量之間的相關(guān)系數(shù)。

在第1主成分中有13個變量的載荷量絕對值大于0.9（表3），從中選取載荷量大于0.97的因子，即地區(qū)生產(chǎn)總值（X1），農(nóng)林牧業(yè)總產(chǎn)值（X3），農(nóng)民人均居住支出（X6），城鎮(zhèn)人均居住支出（X7），農(nóng)村社會固定資產(chǎn)投資（X9），非農(nóng)人口比重（X12），農(nóng)村用電量（X15）；第2主成分只有1個因子載荷量較高，即第三產(chǎn)業(yè)比重（X10），這些因子反映了引起河北省耕地數(shù)量變化的驅(qū)動力因子，總體上可以概括為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展(X1、X3、X6、X7、X9、X10），人口（X12）和農(nóng)業(yè)科技水平（X15）三方面。

表3 主成分載荷矩陣

4 結(jié)果分析與討論

4.1 經(jīng)濟(jì)社會因素

國內(nèi)生產(chǎn)總值是反映一個區(qū)域綜合經(jīng)濟(jì)水平的最重要指標(biāo)，而另外四個指標(biāo)則分別從不同側(cè)面反映經(jīng)濟(jì)綜合水平，X1與X2、X3、X4、X5的相關(guān)系數(shù)分別為0.965、0.981、0.977、0.988恰恰說明了這一點(diǎn)。1985年河北省國內(nèi)生產(chǎn)總值396.75億元，2008年達(dá)到4 743.92億元，年均增長11%。從理論上講，作為最基本的生產(chǎn)要素，發(fā)展經(jīng)濟(jì)本身需要一定的土地投入；同時，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高引起了對住宅、公用設(shè)施、交通運(yùn)輸?shù)冉ㄔO(shè)用地需求量劇增，建設(shè)用地快速擴(kuò)展必然導(dǎo)致一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)耕地的流失。

從耕地保護(hù)的角度看，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展導(dǎo)致的耕地數(shù)量減少，威脅到了區(qū)域內(nèi)的糧食綜合生產(chǎn)能力，進(jìn)而影響到了區(qū)域的糧食安全。顯然，以降低經(jīng)濟(jì)增長速度為代價來保護(hù)耕地數(shù)量，進(jìn)而保障糧食綜合生產(chǎn)能力的做法是不可取的，理性的做法是在發(fā)展經(jīng)濟(jì)過程中盡可能提高耕地利用效率，降低耕地消耗強(qiáng)度，以此來減輕經(jīng)濟(jì)增長對耕地資源的壓力。經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)，河北省經(jīng)濟(jì)增長的耕地消耗強(qiáng)度在研究期呈持續(xù)降低態(tài)勢，但耕地消耗的絕對數(shù)量則隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長呈先增加后減少的趨勢，這說明當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定水平后，是有可能少量消耗甚至不消耗耕地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的。同時，可以通過開荒，土地復(fù)墾、整理等方式彌補(bǔ)或減緩耕地絕對數(shù)量的減少，二者相互作用，有可能在經(jīng)濟(jì)增長過程中實(shí)現(xiàn)耕地總量的動態(tài)平衡。

4.2 人口因素

人口作為一種持續(xù)的外界壓力，是對耕地數(shù)量變化最具活力的驅(qū)動力之一，因?yàn)槭澄锸侨祟惿娴淖罨疽兀恋厥羌Z食生產(chǎn)的最基本資源。河北省1985年人口總數(shù)為5 548萬人，2008年增加到6 989萬人，增加了1 441萬人，人均耕地面積則由0.119 0 hm2下降到0.084 4 hm2。人口總量與耕地數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。非農(nóng)人口比重（X7）可在一定程度上代表城市化水平，人口增加、城市擴(kuò)展、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要占用大量城郊優(yōu)質(zhì)耕地資源，非農(nóng)人口比重越高耕地數(shù)量越少，二者呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.970。1985年非農(nóng)人口比重13.64%，耕地面積6 603萬hm2，2008年非農(nóng)人口比重32.66%，耕地面積下降到5 901萬hm2。研究期內(nèi)非農(nóng)人口比重每增加一個百分點(diǎn)，耕地大約減少37萬hm2。

從耕地保護(hù)的角度看，人口增長對耕地影響是雙重的，人口增加，城市化水平的提高，需要更多的土地（耕地）投入，耕地減少；同時人口增加需要更多的糧食，耕地壓力增加。這一問題的關(guān)鍵是人口數(shù)量，但通過控制人口數(shù)量來減輕耕地壓力的想法在目前似乎并不現(xiàn)實(shí)。這主要是因?yàn)楫?dāng)前我國人口自然增長率已經(jīng)處于較低水平，且出現(xiàn)了明顯的人口結(jié)構(gòu)性問題，因此進(jìn)一步降低人口自然增長率緩解耕地壓力的空間有限且代價高昂。

4.3 農(nóng)業(yè)科技水平

從我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷程看，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步是提高糧食單產(chǎn)的主要參數(shù)。改革開放以來，為了提高土地生產(chǎn)力，保證農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，河北省采取了一系列措施，使農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平明顯提高。如由于基本農(nóng)田建設(shè)的改進(jìn)，全省耕地有效灌溉面積由1985年的357.27萬hm2增加到2008年的456.05萬hm2，占全部耕地面積的77.28%，大大緩解了缺水對作物的影響；同時，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平也大幅度提高，2008年全省農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力達(dá)到9 525.38萬KW，是1985年的4.78倍；化肥施用量也大幅度增長，達(dá)到312.4萬t，是1985年的2.83倍；由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的改善，糧食單產(chǎn)由1985年的3 028.90 kg/hm2,增加到2008年的4 718.80 kg/hm2。糧食總產(chǎn)量和糧食單產(chǎn)的提高，使得人們開始尋求提高農(nóng)業(yè)收入的新方式，于是對農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，逐步加大了經(jīng)濟(jì)作物和其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的比重，這樣就使得一部分耕地從農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)閳@地、林地或魚塘。如河北省在研究期內(nèi)耕地面積持續(xù)減少的情況下，蔬菜種植面積則從1985年的23.62萬hm2增加的2008年的110.13萬hm2，凈增加83.71萬hm2。

從耕地保護(hù)的角度看，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步導(dǎo)致了土地利用方面的結(jié)構(gòu)性調(diào)整，表面上減少了耕地面積，但由于耕地流轉(zhuǎn)是雙向的，耕地可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱值鼗驁@地，同樣也可以向相反方向流轉(zhuǎn)，因此這種耕地流轉(zhuǎn)并不會對糧食綜合生產(chǎn)能力產(chǎn)生根本性的影響，也就是說這并一定會使區(qū)域糧食安全問題變得更嚴(yán)重。

從以上三方面的分析可以看出，經(jīng)濟(jì)社會因素、人口因素和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步因素共同驅(qū)動耕地數(shù)量的減少，但從保護(hù)耕地，確保區(qū)域糧食安全的角度看，目前應(yīng)給予經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對耕地的占用更多的關(guān)注，一方面要盡可能地降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耕地消耗強(qiáng)度，進(jìn)而減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展對耕地的占用；同時通過宜農(nóng)荒地的開墾、土地的復(fù)墾和整理增加耕地面積，爭取達(dá)到耕地總量的動態(tài)平衡。

5 結(jié)論

（1）通過對研究期內(nèi)河北省及各市耕地資源時空格局分析，得出耕地總面積和人均耕地面積都呈減少的變化趨勢，且耕地變化空間差異較為明顯，但不同城市耕地減少的主要原因不盡一致。

（2）經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步構(gòu)成河北耕地數(shù)量減少的主要驅(qū)動力，其中經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展是河北省耕地數(shù)量變化的決定性因素。

（3）從保護(hù)耕地，確保區(qū)域糧食安全的角度看，應(yīng)給予經(jīng)濟(jì)發(fā)展對耕地的占用更多的關(guān)注，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耕地消耗強(qiáng)度。

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（責(zé)任編輯、校對：王淑娟）

Study on Dynamic Changes and Driving Forces of Arable Land Resources in Hebei Province

HAO Rui-bin
(Department of Resource Management, Tangshan Teachers College, Hebei, Tangshan, 063000)

First, the spatial and temporal trends of arable land were analyzed based on arable land and relevant socio-economic data in Hebei Province from 1985 to 2008. Then, the main driving forces were investigated by principal component analysis. The results are as follows, (1) Temporal and spatial characteristics of the arable land resources were significant and total arable land and its per capita volume has continued to decrease; (2) Economic development, population and agricultural scientific and technological progress are the three main driving factors of the amount of cultivated land change; From the perspective of the protection of arable land resources, we should pay more attention to loss of arable land owing to economic development, and reduce the consumption intensity of the economic development of arable land.

arable land; minimum arable land acre agepercapita; pressure index on arable land; Hebei province

F301.21

A

1009-9115(2012)05-0087-04

河北省社會科學(xué)基金資助項目（HB12YJ077）

2012-08-04

郝瑞彬（1975-），男，河北承德人，碩士，副教授，研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境管理。