基于因子分析法的宜昌市農(nóng)用地集約利用評價(jià)

鄭艷琳 黃世祥

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230036）

發(fā)展農(nóng)業(yè)需要依靠土地，其中農(nóng)業(yè)用地是國土資源的重要組成部分。我國人口多導(dǎo)致人均耕地少且農(nóng)用地后備資源不足。長期以來我國建設(shè)用地的粗放經(jīng)營，及日益增長的用地需求給土地供應(yīng)和農(nóng)用地的保護(hù)帶來很大壓力，而尋求新的城市建設(shè)土地只一味地侵占農(nóng)用地是非常愚昧且不合理的。在城鎮(zhèn)化過程中，想要實(shí)現(xiàn)農(nóng)用地利用與城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張和諧有效，可持續(xù)性發(fā)展，只能轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的農(nóng)地粗放管理經(jīng)營方式，漸而向集約化利用形式轉(zhuǎn)化。宜昌作為中部丘陵綜合復(fù)雜地形地帶的典型代表，其區(qū)域選擇具有典型性，而農(nóng)用地利用節(jié)約集約評價(jià)中對該典型性區(qū)域研究較少。所以，選擇中部丘陵山區(qū)等綜合地形代表城市宜昌的農(nóng)用地集約利用評價(jià)體系具有重要意義。

一、農(nóng)用地集約利用內(nèi)涵界定

關(guān)于農(nóng)用地集約利用內(nèi)涵，通常理解為以改善用地結(jié)構(gòu)、布局為目的，以整合、流轉(zhuǎn)、置換和儲備為手段，充分挖掘用地潛力，合理安排土地投放的數(shù)量，讓每宗建設(shè)用地投入產(chǎn)出最大化，切實(shí)不斷提高土地配置和利用效率，提升土地利用的集約化程度。

農(nóng)用地集約利用作為土地集約利用的細(xì)化分類之一，其內(nèi)涵也是土地集約利用定義的細(xì)化和擴(kuò)充，要注重農(nóng)用地集約利用的動(dòng)態(tài)性，可持續(xù)性等特點(diǎn)。因此，對現(xiàn)有農(nóng)用地集約利用概念的定義應(yīng)針對不同利用層級的農(nóng)用地，以增加土地投入、改善經(jīng)營管理、充分發(fā)揮土地使用潛力等途徑，促進(jìn)土地利用的有序化和集約化，從而達(dá)到提高土地利用率和產(chǎn)出率，改善生產(chǎn)生活條件和生態(tài)環(huán)境的過程。農(nóng)用地集約利用實(shí)質(zhì)上是土地投入產(chǎn)出的關(guān)系，即在土地上最少的投入獲得最高產(chǎn)出。其目的在于深挖農(nóng)用地利用潛力，節(jié)約寶貴的農(nóng)用地資源。各地各部門要轉(zhuǎn)變不合理的農(nóng)用地利用方式，走內(nèi)涵式挖潛的道路，充分發(fā)揮農(nóng)用地資源的資產(chǎn)效益［1］。

二、研究區(qū)的農(nóng)用地集約利用綜合評價(jià)

（一）研究區(qū)概況

宜昌市地處湖北省西南部，位于長江中上游的結(jié)合地帶，鄂西山區(qū)向江漢平原的過渡地帶，“上控巴蜀，下引荊襄”。地跨東經(jīng)110°15′～112°04′、北緯29°56′～31°34′之間，東西跨距174.08公里，南北跨距180.6公里。版圖面積21084平方公里。共有25個(gè)鄉(xiāng)、62個(gè)鎮(zhèn)，常住總?cè)丝跒?08.83萬人。

宜昌位于中亞熱帶與北亞熱帶的過渡地帶，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候。有四季分明，水熱同季，寒旱同季的氣候特征。多年平均降水量為1215.6毫米。平均氣溫16.9攝氏度。宜昌位于長江中上游結(jié)合部，地處鄂西山區(qū)與江漢平原交匯過渡地帶。山區(qū)占67.4%，丘陵占22.7%，平原占9.9%。宜昌地形復(fù)雜，高低相差懸殊，山區(qū)、丘陵、平原兼有。地勢自西北向東南傾斜。2010年農(nóng)用地面積為 1866896.2hm2，占土地總面積的87.95%。

（二）評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

農(nóng)用地集約利用評價(jià)內(nèi)容涉及范圍廣，評價(jià)指標(biāo)體系宜分塊設(shè)計(jì)，根據(jù)此思路，對指標(biāo)進(jìn)行三大層級的分類：目標(biāo)、影響因素、指標(biāo)。筆者研究的目標(biāo)則是地理國情普查背景下的農(nóng)用地集約利用程度，影響因素則分為社會經(jīng)濟(jì)，人口，生態(tài)環(huán)境，科學(xué)技術(shù)四類，在土地集約利用相關(guān)理論基礎(chǔ)上，查找文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最后確定指標(biāo)層中17項(xiàng)使用頻率高的指標(biāo)［1］。構(gòu)建普查背景下的宜昌市農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)梯級層次圖，分成四類選定了17個(gè)指標(biāo)，如表1

表1 農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系

（三）指標(biāo)數(shù)據(jù)來源及處理

評價(jià)中采集的原始數(shù)據(jù)主要來源于宜昌年鑒（2013年），宜昌市統(tǒng)計(jì)年鑒（1998～2012年），宜昌市土地利用總體規(guī)劃（1997～2010年），宜昌市土地利用總體規(guī)劃（2006～2020年），宜昌市國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2004～2012年），湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒（2013年）。

據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理（即無量綱化），處理后的數(shù)據(jù)見表2。

（四）定量綜合評價(jià)

筆者采用因子分析法對宜昌市農(nóng)用地集約利用程度進(jìn)行評價(jià)。通常認(rèn)為因子分析法是主成分分析法的分支，它同時(shí)對公共因子和組分進(jìn)行分析的方法。因子分析是講原始變量分解為公共因子和特殊因子兩部分，就是一種利用少數(shù)量的公因子解釋多數(shù)觀測變量的其間相互關(guān)系的方法［2］。本研究運(yùn)用SPSS17.0軟件中的因子分析法，以算出的各公因子得分和綜合得分來反映宜昌市各年份農(nóng)用地集約利用程度［2］。

運(yùn)行SPSS的Factor Analysis模塊，Bartlett球度檢驗(yàn)結(jié)果顯示，近似卡方值為109.833，數(shù)值比較大，顯著性概率為0.001（P＜0.01），因此拒絕Bartlett球度檢驗(yàn)的零假設(shè)，認(rèn)為該數(shù)據(jù)適合做因子分析。KMO值用于比較題項(xiàng)間簡單相關(guān)和偏相關(guān)系數(shù)，取值在0到1之間，其取值范圍為：大于0.9，非常適合；0.6～0.9適合；小于0.6不適合。文中采集數(shù)據(jù)的KMO檢驗(yàn)值為0.714，大于0.50，說明該數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因子分析。

把標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)利用SPSS軟件進(jìn)行因子分析，對因子進(jìn)行方差最大正交旋轉(zhuǎn)，算出各單因子的方差貢獻(xiàn)率及旋轉(zhuǎn)后的因子荷載矩陣，利用主成分分析法得到因子輸出結(jié)果中的17個(gè)特征值，它們是因子分析的初始解，可利用這17個(gè)特征值與對應(yīng)的特征向量計(jì)算因子載荷矩陣［3］，接下來確定公因子個(gè)數(shù)，其中特征值大于1的公共因子共有三個(gè)，其特征值分別為8.144、5.463、1.506，三個(gè)因子的總方差解釋率為88.899%，大于80%，所以認(rèn)為涵蓋了大部分變量信息。因此，選取前三個(gè)因子作為公共因子。而通過旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣結(jié)果得出公因子F1在五項(xiàng)指標(biāo)上具有較大載荷量，具體為人均耕地C7（0.960）、耕地安全系數(shù)C9（0.960）、土地墾殖率C14（0.963）、灌溉指數(shù) C16（－0.974）、耕種指數(shù)C17（－0.981），即F1可看成土地可持續(xù)利用因子；公因子F2在單位資金投入C1、勞均產(chǎn)值C3、地均產(chǎn)值C4、產(chǎn)投比指數(shù)C5四類指標(biāo)上載荷量較大，其值分別為0.974、0.907、0.895、0.849，可歸為土地產(chǎn)投強(qiáng)度因子；公因子F3在糧食單產(chǎn)C2（0.879）、耕地平衡指數(shù) C10（0.801）兩項(xiàng)指標(biāo)上含有較大載荷量，可以理解為土地利用效益因子。

表2 各年份宜昌市土地集約利用評價(jià)指標(biāo)無量綱值

根據(jù)最小二乘法，計(jì)算出主因子得分相關(guān)系數(shù)矩陣，再結(jié)合宜昌市共15年份的各項(xiàng)指標(biāo)變量值，利用公式1先得出單個(gè)公因子得分，最后再利用公式2算出綜合得分。

單個(gè)公因子得分函數(shù)：

其中Fi為第i個(gè)公因子的得分；wi為第i個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的得分系數(shù)；Ci為第i個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。

綜合得分函數(shù)：

其中F為評價(jià)目標(biāo)的綜合得分值；λi為第i公因子的特征值貢獻(xiàn)率；Fi為第i個(gè)公因子的得分值；為特征值累積貢獻(xiàn)率。

計(jì)算出最終1998～2012年各年份的綜合得分（F）分別為：－1.03、－0.94、－0.85、－0.8、0.2、－0.01、0.08、0.09、0.2、0.28、0.38、0.4、0.53、0.61、0.84。

（五）評定結(jié)果分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識，借助于美國學(xué)者斯特吉斯的經(jīng)驗(yàn)公式作為確定組數(shù)時(shí)參考。公式為：K＝1＋3.322LgN；d＝全距／級數(shù)。其中N為年份，則K＝1＋3.322Lg15≈5；d＝ （0.84－ （－1.03））／5＝0.374。所以理想農(nóng)用地集約利用評價(jià)分級界限應(yīng)為：第一級：0.466＜A≤0.84；第二級：0.092＜A≤0.446；第三級：－0.282＜A≤0.092；第四級：－0.656＜A≤－0.282；第五級：－1.03＜A≤－0.656。根據(jù)以上等級分類，結(jié)合宜昌市15年間的綜合得分，最后結(jié)果第四級無年份入選則刪除，得到四級分類：第一級：2012、2011、2010；第二級：2009、2008、2007、2002；第三級：2005、2004、2003；第四級：2001、2000、1999、1998。同時(shí)根據(jù)綜合得分得出趨勢圖，如圖1。

從圖1可以看出，除2002年外（反常波動(dòng)，與次級因子波動(dòng)情一致），宜昌市農(nóng)用地集約利用程度整體上呈穩(wěn)定上升趨勢。其中，2012年達(dá)到最大值，比最小值1996年增加了近兩倍，在2003年略有回落，之后農(nóng)用地集約利用程度一直呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢。根據(jù)指標(biāo)分類的四大因素層，對原因共分為三點(diǎn)。

第一，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，政府逐年加大第一產(chǎn)業(yè)投資在近三年增幅尤為明顯，宜昌市2012年的第一產(chǎn)業(yè)投資增長到112.55億元，增長53.1%，相較于1998年的7.07億元更是翻了近16倍。說明國家對第一產(chǎn)業(yè)及農(nóng)地的重視度逐年增高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是關(guān)乎國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要一環(huán)，重視程度的提升也是社會進(jìn)步的必然趨勢。農(nóng)地生產(chǎn)投資的加大，具體到實(shí)用層面，則是區(qū)域灌溉設(shè)施配套完善等一系列影響，對提高宜昌市農(nóng)用地集約利用程度起到了重要作用。

圖1 各年份宜昌市農(nóng)用地集約利用程度綜合得分情況圖

第二，農(nóng)業(yè)人員科學(xué)文化素養(yǎng)的不斷提高，農(nóng)用地利用科技含量投入也逐年增加，農(nóng)用地產(chǎn)值趨于穩(wěn)定，從而提高了農(nóng)用地集約利用水平。雖然城市化進(jìn)城的加速影響了農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的流失，同時(shí)也帶來了科技反哺第一生產(chǎn)力的效力。整體人員的文化水平提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員更多學(xué)會利用先進(jìn)的播種技術(shù)，遇到難題也會尋求網(wǎng)絡(luò)資源幫助，這類科技進(jìn)步帶來的優(yōu)勢極大提高了當(dāng)?shù)剞r(nóng)地集約利用度。

第三，農(nóng)業(yè)化肥投入、機(jī)械化程度不斷提高，也是促進(jìn)農(nóng)用地集約利用程度呈現(xiàn)持續(xù)走高的重要原因。當(dāng)?shù)厝藛T在進(jìn)行農(nóng)用地生產(chǎn)利用時(shí)，由于條件的便利性，廣泛使用化肥，大棚，機(jī)械操作等一系列設(shè)施也使得產(chǎn)量逐年增高，最終帶來農(nóng)地集約利用程度的提高。

三、結(jié)果與討論

第一，宜昌地貌以山地丘陵盆地為主。由于山多地少，耕地資源匱乏，人均耕地面積比較少，耕地質(zhì)量相對較差，而且近些年城市化進(jìn)程的加快，建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，耕地在大量流失。由此也帶來一系列問題，加之宜昌雨量豐富，同時(shí)受三峽大壩建設(shè)的影響，今年多發(fā)地震或者山體滑坡導(dǎo)致了水土流失，使得糧食減產(chǎn)，糧食安全問題進(jìn)一步突出。因此從糧食安全角度考慮，提高農(nóng)用地集約利用水平是勢在必行，也是構(gòu)建節(jié)約型社會的必然要求。

第二，對宜昌市農(nóng)用地集約利用采用了因子分析法的定量分析，得出的結(jié)論客觀真實(shí)且具備說服力。通過對大量信息的提取和綜合，既實(shí)現(xiàn)了降維的目的，減少了工作量，又很好地保持了樣本的原有特征［2］。其中提煉的三個(gè)公因子的對指標(biāo)的相關(guān)度及命名解釋，也同客觀實(shí)際相符合，如實(shí)反映了宜昌市農(nóng)用地利用程度。

第三，在提高農(nóng)用地集約程度層面來解讀，因不同情況區(qū)別對待。針對集約水平低下的區(qū)域，采取加大資金投入、動(dòng)力投入，走高投高產(chǎn)道路，同時(shí)適當(dāng)因地制宜，選擇符合地質(zhì)地形特點(diǎn)結(jié)構(gòu)的耕作結(jié)構(gòu)類型；而對于集約水平高的區(qū)域，應(yīng)努力進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，通過加大技術(shù)層投入，走內(nèi)涵式的農(nóng)用地集約利用路線。

［1］褚夫平.規(guī)劃前期縣域農(nóng)用地集約利用評價(jià)研究——以招遠(yuǎn)市為例［D］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

［2］趙麗，朱永明，張蓬濤，等.基于因子分析法的農(nóng)用地集約利用評價(jià)研究——以河北保定市為例［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2010（11）.

［3］曹明秀.基于因子分析法的城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型研究［J］.中國流通經(jīng)濟(jì)，2009（5）.