四川省耕地資源變化及其驅動因素研究

□文/鄧春梅 張文秀

（四川農業大學經濟管理學院 四川·成都）

一、引言

耕地是人類賴以生存的基本資源和條件。人民生活水平不斷提高，但人口不斷增多，耕地逐漸減少，保持農業可持續發展首先要確保耕地的數量和質量。目前，土地利用/土地蓋變（LUCC）是全球環境變化研究的核心領域之一，已成為全球變化研究的前沿和熱點問題。其中，耕地是人類生存的基本條件，是構建農業綜合生產能力最重要的、不可替代的內在要素，是維持社會經濟可持續發展最基本的自然資源。但目前由于社會經濟的發展、人口的迅猛增長和非農業建設等原因，占用了大量的耕地，使耕地存量日益減少，這一狀況已成為我國農業生產和國民經濟發展的重要限制性因素。

四川省是重要的糧食大省，素稱“天府之國”，水稻產量居全國首位，麥、棉、絲、油菜籽、茶、柑橘、桐油、白蠟（產量居全國首位）、豬棕等都在全國占重要地位。四川省耕地面積與農業發展之間密切相關，根據《四川省統計年鑒》資料顯示，1990年全省耕地面積為464.71 萬hm2，到2011年全省耕地面積減少到398.38萬hm2，減少了66.33 萬hm2，耕地面積呈現出逐年遞減的趨勢，加之人口與耕地的逆向式發展，耕地資源供需矛盾尤為尖銳。基于以上分析，采用1990～2011年《四川省統計年鑒》的相關數據，對研究區域耕地資源變化情況及其驅動力進行分析，這對四川省耕地資源的合理利用以及農業的可持續發展具有重要意義。

本文從四川省總人口、農業人口占總人口的比重、第二產業增加值、第三產業增加值、固定資產投資、農業產值、人均GDP、農民純收入和糧食總產量等方面運用主成分分析方法分析耕地數量變化的驅動因素。旨在揭示四川省耕地數量的變化特征及其驅動因素，為四川省耕地資源的合理利用提出有益的建議。

二、研究區域概況與數據處理

（一）研究區域概況。四川省位于我國西部，簡稱川或蜀（省會成都），位于東經97°21'～108°31'，北緯26°03'～34°19'，面積為48.5 萬平方千米。地處長江上游，山地和高原占78.82%。川西為高原，其余為四川盆地。各地氣候有明顯差異，川西高原的氣候垂直分布現象明顯，“十里不同天”，1月平均氣溫-9.3°C，7月為11～17°C，年均降水量500～700 毫米，四川盆地為亞熱帶濕潤氣候，1月平均氣溫3～8°C，7月為25～29°C，年均降水量為1，000 毫米左右。主要有漢、彝、藏、苗、回等民族。農業發達，素稱“天府之國”，水稻產量居全國首位，麥、棉、絲、油菜籽、茶、柑橘、桐油、白蠟（產量居全國首位）、豬棕等都在全國占重要地位。鋼鐵、機械、電器、井鹽、化工等工業較發達。

（二）數據來源與數據處理

1、數據來源。本研究涉及的數據包括四川省1990～2011年歷年耕地變化數據和1990～2011年相關社會經濟發展統計數據，數據來源于四川省歷年統計年鑒。

2、數據處理。在研究中，多變量問題是經常會遇到的。變量太多，無疑會增加分析問題的難度與復雜性，而且在許多實際問題中，多個變量之間是具有一定的相關關系的。主成分分析是把原來多個變量劃為少數幾個綜合指標的一種統計分析方法。這是一種降維處理技術。主成分分析方法在驅動因子分析上已經有成熟的應用了。

圖1 四川省1990～2011年耕地變化情況

圖2 四川省耕地面積與人口變化情況

圖3 四川省歷年耕地面積與農業人口占總人口比重

對于耕地數量變化的驅動因素分析，運用SPSS13.0 軟件在進行定性分析的基礎上運用主成分分析法進行定量分析，揭示四川省耕地數量變化的驅動因素。

三、四川省耕地數量變化

四川省1990年耕地面積為461.71萬hm2，到2011年耕地面積減少為398.38 萬hm2，呈現逐年下降的趨勢。（圖1）主要分為三個階段：第一階段從1990年至1999年，耕地數量呈逐年下降趨勢，但是下降幅度較小，為4.14%，主要原因可能是由于人口和經濟的緩慢發展，占用了一部分耕地，耕地面積減少幅度不大；第二階段從2000年到2003年，耕地數量呈快速下降趨勢，變化幅度為10.17%，主要原因可能是由于人口和經濟的快速發展，使得耕地面積下降的較快；第三階段為2004～2011年，耕地數量保持穩定，有小幅度的上升，可能是由于近年來的土地整治工程等耕地保護政策的影響，帶來的耕地面積的增加。

圖4 四川省耕地面積與第二產業增加值

圖5 四川省耕地面積與第三產業

圖6 四川省耕地面積與固定資產投資總額

圖7 四川省耕地面積與農業總產值

四、耕地變化驅動因素定性分析

從較長的時間尺度來看，耕地的變化主要由自然因素決定，而在短的時間尺度內，隨著人類活動的加劇，社會人文因素主要成為耕地數量變化的決定因素。選用四川總人口、農業人口占總人口的比重、第二產業、第三產業、固定資產投資、農業總產值、人均GDP、農民人均純收入、糧食總產量等九個因素對四川省土地利用的變化進行分析。

（一）人口數量。自1990年以來，四川省人口緩慢增長，截至2011年，四川省總人口達到9，058.4 萬人，比1990年增長1，165.9 萬人。耕地數量變化與人口增長有著明顯的相關關系，人口的增長是耕地變化的一個重要驅動因素。人口的增加引發了對各類用地需求的增大，加劇了人地矛盾。在粗放的經濟增長模式下，人口的增加必然會加速城鎮化擴張的步伐，導致耕地面積的不斷下降。自1990年以來，四川省人口的不斷增長，在一定程度上促使了該地區居民點及工礦用地面積的擴張，引起了城鎮建設用地需求的增長，這也在一定程度上導致了農用地特別是耕地面積的不斷下降。從圖2 可以看出，耕地面積與總人口呈現較強的負相關關系。（圖2）通過回歸分析，得到方程：

y=-0.075X+1057.717

F=76.29 R2=0.792

（二）農業人口占總人口的比重。隨著城市化進程的加快，農業人口占總人口的比重逐年下降，農民占有耕地的總面積也隨之下降。1990年農業人口占總人口的比重為86.04%，到2011年減少為72.81%，減少了13.23%。對耕地和農業人口占總人口的比重之間的具體關系進行相關性和回歸分析，結果表明農業人口占總人口的比重與耕地面積有顯著的正相關性。（圖3）其回歸方程為：

y=654.839X-98.76

F=110 R2=0.846

說明農業人口占總人口的比重越少，則耕地面積越少。

（三）第二產業增加值。隨著工業的迅速發展，對土地的需求逐漸增大。而四川省城市周邊的耕地被用于開發建設，是導致耕地面積減少的一個原因。由圖4 可以看出，1990年第二產業增加值為312.64億元，到2011年為11，029.13 億元，而耕地面積從464.71 萬公頃減少為398.38 萬公頃，耕地面積與第二產業增加值為負相關關系。（圖4）對其進行回歸分析：

Y=-0.007X+446.325

F＝14.788 R2=0.461

（四）第三產業增加值。隨著四川省第三產業的迅速發展，經濟發展對土地的要求越來越大，人地矛盾也逐漸加深。1990年第三產業增加值為256.9 億元，到2011年第三產業增加值為7，014.04 億元，呈明顯的遞增趨勢，而耕地面積從464.71萬公頃下降為398.38 萬公頃。（圖5）對其進行回歸分析，得到回歸方程為：

Y=-0.012X+454.299

F=17.15 R2=0.622

（五）固定資產投資。四川省當前的經濟發展具有投資推動型的特征，因此固定資產投資因素對于土地利用變化的驅動較大。四川省1990～2011年的固定資產投資額如圖6 所示。（圖6）

1990年以來，四川省固定資產投資大致經歷了兩個階段。1990～1999年四川省固定資產投資額小幅上漲，至1999年達到1，220.16 億元；1999～2011年四川省固定資產投資額增長明顯，截至2011年已達到11，633.42 億元。固定資產投資額的增長，在一定程度上反映了四川省建設用地的持續增加，這必然導致四川省耕地數量的變化。

（六）農業總產值、糧食產量。糧食產量的提高，特別市單產的提高，能夠節約耕地。在一定程度上能帶動糧食產量的增加，能減少多耕地的需求。1990年糧食總產量為558.1 萬公斤，農業總產值為484.31 萬元；到2009年糧食總產量為911.8 萬公斤，農業總產值為3，689.81 萬元。糧食總產量與耕地面積呈現明顯的負相關性。（圖7）

Y=-0.128X+518.23

F=42.56 R2=0.680

農業總產值與耕地面積的回歸分析，如圖8 所示。（圖8）

Y=-0.019X+464.161

F=35.718 R2=0.641

（七）人均GDP、農民人均純收入水平。隨著人均GDP 和農民收入水平的提高，農民越來越多的放棄對耕地的管理，存在撂荒的現象，使得耕地面積呈現減少的趨勢。耕地面積與農民人均消費水平和人均收入水平呈現負相關關系（圖9，圖10）。通過回歸分析，得出耕地面積與人均GDP 的回歸方程為：

Y=-0.003X+451.535

F=23.341 R2=-0.734

耕地面積與農民人均收入水平的回歸方程為：

Y=-0.015X+462.634

F=32.456 R2=-0.787

圖8 四川省耕地面積與糧食總產量

圖9 四川省耕地面積與人均GDP

圖10 四川省耕地面積與農民人均純收入

五、耕地數量驅動因素定量分析

對驅動四川省耕地變化的驅動因素進行定量分析，以便進一步探討驅動因素與耕地數量的相互關系。驅動耕地數量變化的因素錯綜復雜，在實際問題中，多個變量之間具有一定的相關性，主成分分析是綜合處理這種關系的一種強有力的方法，適用于探討四川省耕地面積變化與驅動因子的相互關系。

根據主成分分析的方法和思路以及四川省現有資料水平，在驅動四川省耕地面積變化的驅動因子中選擇8 個分析因子：X1－總人口（億元），X2－農業人口占總人口的比重，X3－第二產業增加值（億元），X4－第三產業增加值（億元），X5－固定資產投資（億元），X6－農業總產值（億元），X7－人均GDP（元），X8－農民人均純收入，X9－糧食總產量。Y－耕地面積（萬hm2）確定了1990～2011年的數據為分析樣本。

將數據輸入SPSS13.0 統計軟件中，設置相關參數后得到相關系數矩陣（表1）、特征值和貢獻率及累計貢獻率（表2）、主成分載荷矩陣（表3）。

表1 相關系數矩陣CorrelationMatrix

表2 方差分析主成分提取表

表3 初始因子載荷矩陣

從相關系數矩陣中可以看出，四川省耕地數量Y 與這九個因子有不同程度的負相關性，可見許多變量之間直接的相關性比較強，證明它們存在信息上的重疊，有進行主成分分析的必要性。

主成分的個數提取原則為主成分對應的特征值大于1 的前幾個主成分。特征值一般表示主成分驅動力度大小，如果特征值小于1，說明該主成分的解釋力度不夠，還不如引入一個原變量的平均解釋力度，因此把特征值大于1 作為納入標準。由表2 可知，第1、第2、第3 主成分的累計貢獻率已達到99.55%，表明前3 個主成分解釋了原始數據所表達的足夠信息，達到了分析數據的要求。主成分轉置載荷矩陣是分析得出主成分與變量間的相關系數表。

由表3 可知，第1 主成分與X1、X2間的相關性較高，相關系數分別為0.98，-0.97，X3、X4、X5、X7、X8 和第2 主成分相關程度較高，相關系數分別為0.86、0.77、0.84、0.92、0.79，X6、X9 和第3 主成分有較大的相關程度，其相關系數分別為0.87，0.92。X1、X2 分別代表總人口、農業人口占總人口的比重，X3、X4、X5、X7、X8分別代表第二產業增加值、第三產業增加值、固定資產總投資、人均GDP、農民人均純收入，X6、X9 分別代表農業總產值、糧食總產量。綜合可知，X1、X2 為第1 類主成分，可以反映人口增長驅動因素；X3、X4、X5、X7、X8 為第2 類主成分，可以反映經濟增長驅動因素；X6、X9 為農業產值和糧食總產量，可以反映農業科技發展驅動因素。

六、結論與討論

（一）結論

1、1990～2011年期間耕地變化幅度較大，1990年耕地面積為464.71萬公頃，2011年下降到398.38公頃，呈逐年遞減趨勢，且遞減速度呈遞增的趨勢。

2、驅動耕地數量動態變化的因素有自然因素，也有社會經濟因素，其中社會經濟因素起著決定作用。通過主成分分析，驅動四川省耕地數量變化的驅動力可以歸納為人口增長，經濟發展、農業技術進步三大類。

（1）人口增長驅動。人口的增長對居住地面積的需求也相應增加，導致耕地面積的急劇減少，人地矛盾尖銳，耕地負荷越來越重。

（2）經濟增長驅動。第二產業、第三產業生產總值、全社會固定資產投資總額、人均GDP、農民人均純收入與第2 主成分的相關性都比較大，表明其對耕地變化都有顯著性的影響。近年來經濟快速發展，農民人均純收入得到很好的改善，生活水平得到了提高，這些因素使得人們對于城市住房、公共基礎設施以及交通用地的需求量大大增加，耕地面積在這種環境下呈現減少的趨勢。

（3）農業水平進步的驅動。糧食總產量和農業生產值2 個指標呈每年遞增的趨勢，這主要反映了四川省農業水平的進步。耕種技術的提高，農業技術水平的發展以及四川省糧食總產量的不斷提高，使得人們在解決溫飽的基礎之上，尋求第二以及第三產業的發展，改變了家庭收入的構成，使得耕地面積逐步減少。

（二）討論

1、控制人口數量，減輕耕地壓力。人口的持續增長，導致四川省的人均耕地面積逐年減少，人地矛盾日益尖銳。因此，必須嚴格控制人口增長，提高人口素質，減輕人口對耕地的壓力。

2、可在加快經濟建設的基礎上，進一步加強土地利用率，提高土地單產，以減少對耕地的利用，保護耕地。

3、加大農業科技投入，提高糧食作物單產。加大對農業科技的投入，能進一步提高耕地的單產，提高耕作的效率，保障糧食安全；這同時也降低了農業的生產成本，提高了農民在土地上獲取的收益，增加了農民在土地上投資的意愿，減少耕地撂荒現象，控制耕地面積減少，更好地保護了耕地，從一定程度上可以緩解社會經濟發展和人口增長對耕地的壓力。

［1］肖蓉，王雷，夏建國.川西南山區耕地面積變化及社會經濟驅動力分析——以四川省雅安市為例.中國農業資源與區劃，2008.29.5.

［2］冷奕明，張文秀.城市化與土地利用變化研究——以成都市為例.西南農業學報，2006.19.2.

［3］汪朝輝等.湖南省耕地動態變化及驅動力研究.長江流域資源與環境，2004.13.1.

［4］李浩，石承蒼.成都市耕地質量存在的幾個問題及對策.西南農業學報，2008.21.4.

［5］汪宏，任國業.成都市耕地質量普查數據庫和系統建設研究與實現.西南農業學報，2008.21.5.

［6］肖蓉.1996－2006年四川省耕地面積時空變化及驅動力分析.國土資源科技管理，2008.25.6.

［7］董祚繼，蔣美生，杜杰靈.“保田錢”大不易——對成都市耕地保護基金制度的思考.中國土地，2008.6.

［8］郭曉鳴，廖祖君.成都市耕地保護政策的主要問題及改革思路.四川省情，2009.12.

［9］涂倩倩，高淑桃.成都市耕地利用變化的人文驅動力分析.四川經濟管理學院學報，2010.21.1.

［10］駱向潔.基于主成分分析法的西安市耕地變化驅動力研究.安徽農業科學，2009.37.31.

［11］孔偉，張飛.江蘇省耕地資源時空變化及驅動力研究.安徽農業科學，2008.36.36.

［12］蘇飛，張平宇.遼寧省耕地面積動態變化及驅動力研究.安徽農業科學，2007.35.36.

［13］黃秀欣，張基凱，徐儀紅.山東省耕地數量變化及驅動力分析.山東國土資源，2009.25.4.

［14］李兆富，楊桂山.蘇州市近50年耕地資源變化過程與經濟發展關系研究.資源科學，2005.27.4.

［15］溫春燕，張俊平，胡月明.興國縣耕地面積變化的預測及驅動力分析.安徽農業科學，2011.39.4.

［16］強妮，陳英.基于主成分分析法的區域耕地變化驅動力分析——以張掖市為例.安徽農業科學，2009.37.3.

［17］申海建，郭榮中.區域耕地面積變化及驅動機制研究——以常德市為例.湖南農業科學，2008.6.

［18］滕潔等.耕地變化的人文驅動力研究——以興安縣為例.國土資源科技管理，2007.24.4.

［19］錢小龍等.徐州市耕地資源動態變化及其驅動力分析.山西師范大學學報：自然科學版，2007.21.2.

［20］張文霖.主成分分析在SPSS中的操作應用.市場研究，2005.12.

［21］文倩，崔衛國，劉艷艷.區域耕地變化與人口及經濟增長的關系研究——以湖南醴陵市為例.水土保持研究，2007.

［22］馮利華.金華市人口與耕地發展趨勢的灰色預測.信息系統工程，1996.9.3.

［23］柴新玲.策勒縣人口與耕地，糧食問題的現狀與未來.新疆環境保護，1993.15.1.

［24］許乾.山東省區域經濟與耕地資源豐度相關性研究.濰坊學院學報，2008.8.5.

［25］黃寧生.珠江三角洲耕地面積減少與經濟增長的關系分析.地理學與國土研究，1998.14.4.

［26］馮娟娟，周德全.岑鞏縣耕地數量變化及其驅動力分析.安徽農業科學，2011.39.13.

［27］周敏等.湖南省耕地和糧食承載時空變化分析.湖南農業科學，2011.10.