貴州省耕地資源動態(tài)變化及其驅動力

帥春雨，楊紹萍

（貴州省第一測繪院，貴州 貴陽 550000）

參照世界糧農組織（FAO）和聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）的不完全統(tǒng)計，全世界土地面積為1.83×10hm，而人均耕地僅有0.26 hm。2019 年底，全國耕地保有量為12 786.19 萬hm，與2009 年相比減少了614.19 萬hm，年均減少55.84 萬hm，中國的人均耕地僅有0.09 hm，低于FAO 的數(shù)據(jù)0.17 hm，耕地保護紅線已出現(xiàn)很大的危機，一些省份的人均耕地面積大大低于FAO 確定的0.053 hm紅線。耕地是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，具有農業(yè)生產、空間承載以及環(huán)境保護等多種功能，關系國家安全和社會穩(wěn)定，是保障糧食安全和國民經(jīng)濟高質量發(fā)展的寶貴資源。2020 年中央一號文件亦明確提出糧食生產要穩(wěn)面積，堅守耕地和永久基本農田保護紅線。近年來，土地利用研究廣受關注，眾多學者從不同角度出發(fā)，對不同用地類型，以不同尺度、不同研究方法對土地利用結構變化及其利用效率進行了研究。李博等對貴州省耕地面積的時空變化及驅動力分析進行了研究，并獲得相應成果。張揚等進行了喀斯特山區(qū)耕地時空演變與影響因子分析。

本研究根據(jù)2009—2019 年貴州省耕地面積變化趨勢以及相關社會經(jīng)濟資料，研究耕地的變化過程，結合定量分析得出引起耕地變化的驅動因子。本研究對貴州省耕地變化趨勢進行預測分析，期望對貴州省合理利用、保護耕地資源以及促進區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全生產提供重要參考和依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

貴州省位于中國西南云貴高原東部，東經(jīng)103°36'～109°31'，北緯24°37'～29°13' 之間，東毗湖南省，西連云南省，南鄰廣西省，北接四川省和重慶市。貴州省下轄6 個地級市、3 個自治州。國土總面積17.61 萬km，占全國國土面積的1.8%。貴州處于中國西南部高原山地，地勢呈現(xiàn)東低西高，海拔平均在1 100 m 左右，山高谷深，氣溫平均在14～16 ℃。地形地貌主要包括高原、山地、丘陵和盆地4 種類型，高原和山地面積相對較多。

2 耕地數(shù)量變化

2.1 耕地動態(tài)的數(shù)量變化

根據(jù)貴州省歷年耕地變更調查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，由表1 可知，2009—2019 年貴州省耕地總量呈減少趨勢，由456.25 萬hm減少到352.72 萬hm，耕地面積減少了103.53 萬hm，平均每年減少9.41萬hm。

表1 2009—2019 年貴州省耕地面積變化數(shù)據(jù)

通過貴州省近10 年的耕地面積數(shù)據(jù)分析，10年期間貴州省耕地數(shù)量變化表現(xiàn)為平穩(wěn)變化—小幅度縮減—大幅度降低。由圖1 可知，2009—2011年，耕地面積呈現(xiàn)平穩(wěn)變化趨勢，由456.25 萬hm減少到456.01 萬hm，共減少0.25 萬hm，平均每年減少0.08 萬hm；2011—2018 年，耕地面積發(fā)生小幅度縮減，由456.01 萬hm減少到451.22 萬hm，減少了4.78 萬hm，年均減少0.60 萬hm，耕地面積變化率2011 年為0.134 9%，2018 年為-0.219 4%；2018—2019 年耕地面積大幅度降低，由451.22 萬hm減少到352.72 萬hm，減少了98.50萬hm。

圖1 2009—2019 年貴州省耕地總面積及人均耕地面積的動態(tài)

從人均耕地面積來看，2009—2016 年，人均耕地面積一直保持在0.127 3 hm·人以上，2017—2018 年，人均耕地面積降到0.126 7 hm·人以下，2019 急劇下降至0.097 3 hm·人。

2019 年與2018 年相比較，耕地面積減少的主要原因是：國家批準實施了25°以上坡耕地退耕還林；農業(yè)結構調整，農民在耕地上種果、種園木、種林木和挖塘養(yǎng)殖等現(xiàn)象較多。

2.2 耕地數(shù)量的區(qū)域變化

2.2.1 耕地相對變化率 因自然條件、社會經(jīng)濟發(fā)展水平和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略等存在一定的差異，貴州省各市州耕地數(shù)量變化存在明顯的區(qū)域差異。本研究采用耕地相對變化率來反映這一空間差異。耕地相對變化率公式為：

式中，Qa，Qb 分別為各地區(qū)研究期初和研究期末的耕地面積；Ca，Cb 分別為整個地區(qū)研究期初和研究期末的耕地面積。

2.2.2 灰色關聯(lián)模型傳統(tǒng)灰色關聯(lián)法最優(yōu)向量的確定一般是將指標數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)進行標準化處理且都轉化為正向指標后，選擇各指標最大值為其最優(yōu)向量，公式為：

式中，G 為取最大運算符。

利用灰色關聯(lián)系數(shù)公式計算第j 個評價指標Y與最優(yōu)向量G 的關聯(lián)系數(shù)ε(Y，G)：

根據(jù)以上計算公式，全省9 個地州的耕地數(shù)量變化情況可以劃分為3 個區(qū)，即緩慢減少區(qū)（0≤R＜1.00）、快速減少區(qū)（1.00≤R＜1.50）、急劇減少區(qū)（R≥1.50）。如表2 所示，貴州省9 個地州耕地數(shù)量變化的空間差異變化為：（1）急劇減少區(qū)。主要有遵義市和畢節(jié)市，這2 個市在研究期間耕地減少了38.31×10hm，占貴州省耕地減少總量的36.67%。主要原因是：近10 年遵義市和畢節(jié)市發(fā)展迅速，大量的農業(yè)人口涌向城市，城市的基礎設施建設占用大量的耕地資源，產業(yè)調整等方面造成了耕地資源的急劇減少。（2）快速減少區(qū)。包括銅仁市、黔西南州和黔南州，該區(qū)域研究期間耕地面積減少了37.74×10hm，減少總量占全省的36.12%。銅仁市屬于國家武陵山經(jīng)濟協(xié)作區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢突出，發(fā)展?jié)摿涂臻g較大。黔西南州是貴州省的“ 金州”，社會經(jīng)濟發(fā)展相對較快，在一定程度上造成耕地資源的快速減少。（3）減少緩慢區(qū)。包括貴陽市、六盤水市、安順市、黔東南州，研究期間4 個地州市耕地面積減少了28.43×10hm，減少總量占全省的27.21%。這些地區(qū)優(yōu)化建設用地批供結構，大力發(fā)展農村土地整治，實施全域土地綜合整治項目，在一定程度上抑制了耕地資源的減少。

表2 貴州省2009—2019 年各市州耕地數(shù)量變化及分區(qū)

3 耕地數(shù)量變化驅動力分析

研究采用貴州省2009—2019 年耕地數(shù)量及其變化過程，在灰色模型的分析下，探討貴州省耕地資源變化的驅動力影響因子。耕地數(shù)量基礎數(shù)據(jù)來源于貴州省自然資源部門2009—2019 年第二次土地調查成果、土地變更調查和第三次國土調查；主要社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于《貴州省統(tǒng)計年鑒（2009—2019 年）》。

3.1 確定耕地變化的影響因子

為了更好地分析貴州省耕地數(shù)量變化的驅動因子，本研究結合貴州省的地域特點，參照綜合性、主導性、指標的可取性3 個方面，結合其他學者的相關研究成果，從社會經(jīng)濟發(fā)展水平、人口分布情況、人們的物質生活水平以及農業(yè)生產能力4 個方面選取其中的14 個指標：國民生產總值（GDP）、總人口、農業(yè)人口、第一產業(yè)GDP、第一產業(yè)固定資產投資、城鎮(zhèn)化率、建設用地面積、農田有效灌溉保證率、農村居民人均可支配收入、糧食總量、糧食作物播種面積、農用化肥施用量（折純），農業(yè)機械總動力、公路里程，對貴州省2009—2019 年耕地的變化情況進行綜合分析。

3.2 主要因子分析結果

利用灰色模型對14 個因子做主成分分析，得到各影響因素的關聯(lián)系數(shù)（表3）。

表3 各影響因素的關聯(lián)系數(shù)

結合14 個影響因素關聯(lián)系數(shù)的算術平均數(shù)，計算等權關聯(lián)度。對各因素關聯(lián)度進行大小排序，確定各因素關聯(lián)度對耕地的影響強弱程度。由表4 可知，14 個因素與耕地資源面積變化的關聯(lián)度強弱影響為：糧食作物播種面積＞糧食總產量＞有效灌溉面積＞農用化肥使用量＞第一產業(yè)固定資產投資＞公路里程＞城鎮(zhèn)化率＞建設用地面積＞第一產業(yè)GDP＞農村居民人均可支配收入＞GDP＞農業(yè)人口＞總人口＞農業(yè)機械總動力。

表4 各影響因素與耕地資源面積變化關聯(lián)度數(shù)據(jù)排序

3.3 耕地數(shù)量變化的驅動力

3.3.1 人口增長驅動 耕地的減少與人口的增加幅度成正趨勢，貴州省2009 年總人口為3 537 萬人，2019 年增加到3 622.95 萬人，增加了2.43%；耕地面積從456.25 萬hm減少到352.72 萬hm，減少了22.69%；人均耕地面積由2009 年的0.129 0 hm·人下降到2019 年的0.097 4 hm·人。人口數(shù)量的增加，帶來耕地的變化，人口大量變化會引起耕地資源的減少；隨著新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展，基礎設施的完善，工業(yè)和城鎮(zhèn)用地的增加，會引起耕地大量萎縮。

3.3.2 社會經(jīng)濟的發(fā)展驅動 GDP、第一產業(yè)GDP、第一產業(yè)固定資產投資反映貴州省社會經(jīng)濟綜合水平。貴州省2019 年GDP 為16 769.34 億元，是2009年3 913.27 億元的4.29 倍；2019 年第一產業(yè)GDP為2 280.56 億元，是2009 年554.02 億元的4.12 倍；2019 年第一產業(yè)固定資產投資為370.56 億元，是2009 年的5.05 倍。隨著城市的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，耕地會被大量占用；經(jīng)濟水平的上漲，人們對住房、城市基礎設施等方面有更高的要求，會加速耕地減少。

3.3.3 農業(yè)生產能力驅動 土地利用的廣度和深度主要取決于技術的進步。隨著農業(yè)科技水平、高標準農田整治，全域土地綜合整治、土地開發(fā)等不斷完善，農業(yè)綜合生產能力得到較大提高，耕地數(shù)量相對增加。農業(yè)機械總動力由2009 年的1 606.42 萬kW增加到2019 年的2 962.71 萬kW，增加了184%。農用化肥使用量由2009 年的86.54 萬t 降低到2019 年的83.18 萬t。農業(yè)生產能力的提高很大程度提高了糧食單產水平，集約與節(jié)約用地方面也得到了較大提升，農業(yè)生產能力驅動對耕地的占用有所減緩。

3.3.4 人們生活驅動 農村居民人均可支配收入對耕地變化有直接影響。貴州省2009 年的農村居民人均可支配收入3 005.41 元，2019 年增加到10 756元。由于農業(yè)產業(yè)結構的調整，大部分農民選擇經(jīng)濟效益高的水果、中藥材等來代替糧食的種植。隨著農業(yè)產業(yè)結構的變化，耕地面積不斷減少。

4 耕地變化預測分析

4.1 耕地變化預測方法

耕地變化是由社會經(jīng)濟、人口增長、自然因素等方面引起的，采用灰色系統(tǒng)GM（1,1）方法可以預測耕地的變化趨勢。本研究利用灰色系統(tǒng)GM（1,1）模型對貴州省耕地數(shù)量進行預測，并對保護耕地提出有針對性的建議。

4.2 耕地面積變化預測結果

以貴州省2009—2019 年耕地變化排序為基礎，采用灰色系統(tǒng)GM（1,1）,預測研究區(qū)域2025—2035年耕地面積變化情況。預測模型為：

由表5 可知，相對平均誤差為0.36%，相對誤差較?。ń^對值不超過3%）說明模型精度滿足要求。貴州省耕地面積在2009—2035 年呈下降趨勢，2009年的4.56×10hm減少到2025 年的3.49×10hm，最后減少到2035 年的3.18×10hm。預測的結果表明，貴州省耕地保護的壓力巨大，形勢不容樂觀。

表5 對誤差計算

5 結論與討論

（1）貴州省耕地數(shù)量從總體呈下降趨勢，由2009 年的456.25 萬hm減少到2035 年的318.00萬hm，耕地數(shù)量減少了126.25 萬hm，平均每年減少5.12 萬hm。人均耕地有所降低，從0.127 3 hm下降到0.097 3 hm。貴州省耕地數(shù)量變化存在明顯的區(qū)域差異，耕地資源急劇減少區(qū)主要是遵義市、畢節(jié)市；耕地資源快速減少區(qū)主要包括銅仁市、黔西南州和黔南州；耕地資源緩慢減少區(qū)主要包括貴陽市、六盤水市、安順市、黔東南州。

（2）主成分分析結果表明，貴州省耕地變化的驅動力主要表現(xiàn)為人口因素、社會經(jīng)濟的發(fā)展、農業(yè)生產能力以及人們生活水平。人口數(shù)量的增加，會帶來耕地的變化，人口大量變化會引起耕地資源的減少；隨著新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展，基礎設施的完善，工業(yè)和城鎮(zhèn)用地的增加，會引起耕地大量萎縮。城市規(guī)模不斷擴大，大量耕地被占用，經(jīng)濟水平的上漲，人們會對住房、城市基礎設施等方面有更高的要求，會加速耕地減少。

（3）通過灰色系統(tǒng)GM（1,1）模型預測，貴州省2020—2035 年耕地面積呈下降趨勢。貴州省耕地保護的壓力巨大，形勢不容樂觀。

（4）貴州省土地墾殖率高，坡度較大，后備資源匱乏，耕地減少的面積較大，實現(xiàn)耕地保有量任務十分艱巨。在對耕地數(shù)量急劇減少的地區(qū)，應發(fā)揮耕地“ 紅線”約束引導作用，嚴控非農建設占用耕地，落實耕地“ 占補平衡”政策，通過土地整治、永久基本農田劃定等措施保障耕地數(shù)量，積極引導耕地空間合理布局。必須加大耕地保護力度，完善耕地占補平衡政策，建立補充耕地立項、實施、驗收、管護全程監(jiān)管機制，確保補充可長期穩(wěn)定利用的耕地，實現(xiàn)補充耕地產能與所占耕地相當。