史曉晗,張全景

(曲阜師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，山東 日照 276826)

0 引言

土地資源是人類生存最基本的自然資源，是“財(cái)富之母”.耕地又是土地資源中最寶貴的資源，是進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的載體，其數(shù)量和質(zhì)量大體上反映了一個(gè)國(guó)家的基本國(guó)情，是國(guó)家人口承載量和可持續(xù)發(fā)展能力的基礎(chǔ)[1].隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增多，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的進(jìn)程加快，有限的耕地資源不斷被占用.分析耕地動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及驅(qū)動(dòng)力，對(duì)合理利用耕地資源，實(shí)現(xiàn)區(qū)域耕地持續(xù)利用，以及協(xié)調(diào)好耕地保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系有重要意義，同時(shí)也利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，緩解人地矛盾[2].

日照市作為一座沿海城市，現(xiàn)已成為“山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)”戰(zhàn)略布局中的重要一極，貫徹實(shí)施山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，勢(shì)必會(huì)引起土地需求上升，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化.如何處理好經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和耕地保護(hù)三者的關(guān)系，是日照市應(yīng)值得關(guān)心的問題.基于以上問題，筆者運(yùn)用主成分分析方法，分析2000-2011年日照市耕地面積變化狀況，研究耕地?cái)?shù)量變化與經(jīng)濟(jì)、人口、科技和政策方面的關(guān)系，探討影響耕地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為日照市今后耕地資源的合理開發(fā)利用和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù).

1 研究區(qū)概況

日照市位于山東半島南翼，地理坐標(biāo)在北緯35°04′-36°04′，東經(jīng)118°25′-119°39′之間，北與青島市、濰坊市接壤，南與江蘇連云港毗鄰，西接臨沂市，東與韓國(guó)、日本隔海相望.現(xiàn)轄東港區(qū)、嵐山區(qū)、莒縣、五蓮縣兩區(qū)兩縣及日照經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、山海天旅游度假區(qū).日照市地處沿海，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)大陸性氣候，年平均氣溫為12.7℃，年均降水量870mm.2011年，全市土地總面積為535857.37hm2，總?cè)丝跒?89.03萬人，其中城鎮(zhèn)人口103.04萬人，農(nóng)村人口185.99萬人.2011年全市實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為1214.07億元，政收入達(dá)到510.15億元，城市居民人均可支配收入20098元，農(nóng)村居民人均純收入達(dá)到8756元，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到90.71億元.三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為9.2：54.4：36.4，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化.

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

基于數(shù)據(jù)的可得性和可靠性原則，本研究中，人口、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值等相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《日照市統(tǒng)計(jì)年鑒》，耕地面積數(shù)據(jù)采用日照市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)(2000-2008年)(2010-2011年)和土地利用詳查數(shù)據(jù)(2009年).

2.2 研究方法

根據(jù)收集的數(shù)據(jù)資料，本文在研究日照市 2000-2011 年耕地?cái)?shù)量變化過程的基礎(chǔ)上，利用 SPSS19.0數(shù)據(jù)處理軟件，采用主成分分析方法對(duì)選取的驅(qū)動(dòng)力因子進(jìn)行分析，找出影響耕地動(dòng)態(tài)變化的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)制.主成分分析是一種降維的分析方法，它可以使分析的諸多變量得到簡(jiǎn)化，將原來個(gè)數(shù)較多的具有一定相關(guān)性的變量重新組合成新的個(gè)數(shù)較少的幾個(gè)彼此獨(dú)立或不相關(guān)的綜合變量，用綜合變量代替原來變量的同時(shí)，盡可能多地反映原來變量的信息[3].

3 日照市耕地利用變化

3.1 日照市耕地?cái)?shù)量變化

根據(jù)收集到的日照市耕地利用數(shù)據(jù)，將2000-2011年耕地總面積變化狀況及耕地面積年變化率繪制如下圖(圖1、2).耕地面積年變化率，即指當(dāng)年耕地總面積的凈增減量占上一年耕地總面積的百分比，耕地面積年變化率若為正值說明耕地面積增加，若為負(fù)值說明減少，其絕對(duì)值越大說明耕地面積增減速度越快[4].

在圖1中，2009年后耕地面積基數(shù)突然增大主要是因?yàn)椋涸?008年以前采用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，在2009年后采用“二調(diào)”數(shù)據(jù).在“二調(diào)”時(shí)，運(yùn)用3S技術(shù)全面清查整理各城鄉(xiāng)每一塊土地特別是基本農(nóng)田的具體情況，對(duì)土地利用狀況和權(quán)屬進(jìn)行調(diào)查，將之前未登記的土地納入統(tǒng)計(jì)范疇并建立土地利用數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計(jì)原因使得基數(shù)變大.結(jié)合圖1可以看出，12年來，日照市耕地面積凈增長(zhǎng)9791 hm2.人均耕地面積與耕地總面積變化趨勢(shì)基本保持一致.人均耕地占有量基本在0.080-0.084 hm2間浮動(dòng)變化，高于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織確定的人均耕地0.053 hm2的警戒線[5].

為了對(duì)比“二調(diào)”前后耕地面積年變化率狀況，在圖2中，未體現(xiàn)2009年耕地面積年變化率.在2008年以前，耕地面積年變化率除了在2002年和2008年表現(xiàn)為小幅正增長(zhǎng)外，其它年份為負(fù)增長(zhǎng).2010年以后耕地面積年變化率為負(fù)值.從這兩段時(shí)間的年變化率來看，日照市耕地面積多數(shù)情況下呈減少趨勢(shì).

在2000-2008年間，耕地面積從2000年的231645hm2減少到2008年的229629 hm2，8年間耕地面積共減少了2016 hm2，平均每年減少252 hm2.在2010-2011年，耕地面積從2010年的241739hm2減少到2011年的241436hm2，耕地面積減少303hm2.耕地減少的原因主要是建設(shè)占用和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整.從宏觀方面來看，隨著日照市人口增多和城市化進(jìn)程加快，要求建設(shè)更多的居民點(diǎn)和工業(yè)廠房去滿足發(fā)展需要，發(fā)展也需要交通的完善，擴(kuò)展交通道路要占用一部分耕地.微觀方面，農(nóng)民在比較利益的驅(qū)動(dòng)下，將耕地變?yōu)閳@地、林地、魚塘等獲益較高的用地類型.

3.2 耕地質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化

耕地質(zhì)量指耕地滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)和清潔生產(chǎn)的程度，它是衡量耕地資源價(jià)值的主要指標(biāo)之一.根據(jù)日照市統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2000年和2011年日照市糧食單產(chǎn)分別為5335kg/hm2、6446kg/hm2.農(nóng)作物播種面積分別為253237hm2、271313hm2.耕地?cái)?shù)量分別為231645hm2、241436hm2.根據(jù)耕地生產(chǎn)力的計(jì)算公式，該公式中以糧食單產(chǎn)來近似代替農(nóng)作物，如下[6]：

耕地生產(chǎn)力= 耕地總產(chǎn)量/耕地?cái)?shù)量=(農(nóng)作物播種面積×糧食單產(chǎn)) /耕地?cái)?shù)量

得出2000年耕地生產(chǎn)力為5832.28kg/hm2，2011年耕地生產(chǎn)力為7243.67kg/hm2.與2000年相比提高了24%.這是因?yàn)榻鼛啄耆照帐新鋵?shí)耕地保護(hù)政策，不斷完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，注重對(duì)農(nóng)業(yè)的物質(zhì)投入和農(nóng)業(yè)科技現(xiàn)代化水平的提高，單位面積糧食產(chǎn)出量增多.同時(shí)，落實(shí)糧食“直補(bǔ)”和綜合補(bǔ)貼政策，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民生產(chǎn)的積極性，農(nóng)民在利益驅(qū)動(dòng)下注重對(duì)耕地的保護(hù).

圖1 2000-2011年日照市耕地面積及人均耕地面積變化

圖2 2000-2011年日照市耕地面積年變化率

4 日照市耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)力分析

4.1 耕地變化因素的指標(biāo)值確定

影響耕地面積變化的因子錯(cuò)綜復(fù)雜，歸納起來主要有社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然因素兩方面[7].基于多數(shù)研究認(rèn)為在較短時(shí)間序列內(nèi)自然因素對(duì)耕地面積變化影響不大，本文主要研究社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子對(duì)耕地利用的影響，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中包含許多指標(biāo)，這些指標(biāo)不僅與因變量存在相關(guān)關(guān)系，并且指標(biāo)間也存在相互關(guān)系，如果用單純的相關(guān)分析，會(huì)存在一定的誤差冗余.因此，本研究采用主成分分析方法來分析影響日照市耕地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素.

本研究在借鑒其他學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合日照市的實(shí)際情況和資料收集程度，遵循可獲得性原則、相關(guān)性原則和科學(xué)性原則，選取了2000-2011年的年末耕地面積Y(hm2)作為因變量來反映耕地?cái)?shù)量的變化狀況，自變量即驅(qū)動(dòng)力因子，主要選取16個(gè)影響因子：X1總?cè)丝?萬人)；X2鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)從業(yè)人員數(shù)(萬人)；X3GDP(億元)；X4全社會(huì)固定資產(chǎn)投資額(萬元)；X5第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總產(chǎn)值(億元)；X6第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總產(chǎn)值(億元)；X7農(nóng)民人均純收入(元)；X8城市居民可支配收入(元)；X9糧食總產(chǎn)量(噸)；X10糧食單產(chǎn)(kg/hm2)；X11農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(萬元)；X12農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力(kw)；X13農(nóng)用化肥使用量(噸)；X14農(nóng)村用地量；X15通車?yán)锍蹋籜16城市化水平(%)[8].

4.2 耕地面積變化驅(qū)動(dòng)力分析

由于原始數(shù)據(jù)具有不同量綱，首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析軟件spss19.0進(jìn)行主成分分析，得出相關(guān)系數(shù)矩陣、特征值、主成分貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率以及主成分載荷矩陣(表1、2、3).

表1 耕地變化驅(qū)動(dòng)力變量相關(guān)系數(shù)矩陣

由表1可以看出，影響耕地變化的各個(gè)驅(qū)動(dòng)因子存在不同程度的相關(guān)性，X1與X3、X4、X5、X6、X7、X9、X10、X11、X15，X3與X4、X5、X6、X7、X10，X4與X5、X6、X7、X10之間相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.900以上，具有很大的相關(guān)性，并且存在信息上的重疊，說明主成分分析的必要性.

表2 特征值及主成分貢獻(xiàn)率

對(duì)各個(gè)因子進(jìn)行主成分分析，從表2中可以看出，前2個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率已高達(dá)91.505%，對(duì)大多數(shù)數(shù)據(jù)已經(jīng)給出了充分的概況，完全達(dá)到分析要求[9].進(jìn)一步得出主成分載荷矩陣(表3).

表3 主成分載荷矩陣

主成分載荷是主成分與變量間的相關(guān)系數(shù)，系數(shù)越大說明影響越大.從表3中可以看出，第一主成分與X1，X3，X4，X5，X6，X7，X9，X10，X11，X13，X14，X15之間的相關(guān)程度很高，載荷絕對(duì)值均在0.9以上，它們分別代表了日照市總?cè)丝?，GDP，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資，第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值，農(nóng)民人均純收入，城市居民可支配收入，糧食單產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力，農(nóng)村用電量，公路通車?yán)锍蹋鞘谢?這些因素可以被認(rèn)作是人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、交通因素的代表.第二主成分中，只有X2與X12載荷絕對(duì)值較大，分別為0.680、0.491，代表農(nóng)業(yè)從業(yè)人員和農(nóng)用化肥施用量.第二主成分被認(rèn)作是農(nóng)業(yè)科技發(fā)展?fàn)顩r的代表.據(jù)此，影響日照市耕地?cái)?shù)量變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制主要包含四種驅(qū)動(dòng)因素，可以歸結(jié)為：人口增長(zhǎng)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步和交通發(fā)展因素.

4.3 影響日照市耕地變化的因素分析

4.3.1 人口增長(zhǎng)因素

從表3主成分載荷矩陣表中可以看出，人口因素是影響耕地?cái)?shù)量變化的主要驅(qū)動(dòng)因素之一.人口增加對(duì)耕地保護(hù)造成雙重壓力：一方面，人口增多對(duì)建設(shè)用地的推動(dòng)作用增大，建設(shè)用地的來源主要表現(xiàn)在占用更多的耕地建設(shè)生產(chǎn)、生活、商業(yè)、市政等設(shè)施；另一方面又要求有更多的耕地進(jìn)行糧食生產(chǎn)以滿足人們的生產(chǎn)和生活需要.日照市總?cè)丝趶?000年的276.06萬人增加到2011年的289.03萬人，共增加12.97萬人.未來其人口數(shù)量還將保持增長(zhǎng)的趨勢(shì).人口增長(zhǎng)中另一驅(qū)動(dòng)因素是城市化水平，12年來日照市城市化水平不斷提高，由2000年的24%提高到2011年的35.7%(按人口城市化).人口增多和城市化水平越來越高，對(duì)住宅、公共設(shè)施建筑、商業(yè)、金融業(yè)等的建設(shè)也增多，必然會(huì)占用一部分耕地.

4.3.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素

GDP、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、農(nóng)民人均純收入、城市居民可支配收入是構(gòu)成第一主成分的主要因子.2000年日照市的GDP為209.51億元，2011年增加到1214.07億元，增長(zhǎng)了4.79%.12年中，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資，第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值，農(nóng)民人均純收入，城市居民可支配收入分別增長(zhǎng)了17.28%，4.76%，2.08%，2.09%.

開展生產(chǎn)活動(dòng)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)需要以耕地為載體.GDP是開發(fā)土地所獲得的效益的價(jià)值量度，是土地對(duì)人類的經(jīng)濟(jì)奉獻(xiàn).日照市快速增長(zhǎng)的GDP，要求全市土地利用向著高效率、高產(chǎn)出的方向轉(zhuǎn)化，土地利用的類型、結(jié)構(gòu)、方式、程度等因之出現(xiàn)優(yōu)化、重組變動(dòng)，于此相應(yīng)，耕地?cái)?shù)量出現(xiàn)較大幅度流入流出的時(shí)空變化[10].日照市作為一座沿海城市，在2000-2008年新增建設(shè)用地就達(dá)6268.46公頃.近幾年為為獲得更高的效益，政府逐漸加大對(duì)旅游業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和扶持，第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要各種配套設(shè)施，建設(shè)用地面積逐年增加，大量耕地被占用.從統(tǒng)計(jì)資料中得到，其固定資產(chǎn)投資主要是用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和房地產(chǎn)開發(fā)，很明顯這些活動(dòng)與占用土地有著密不可分的聯(lián)系.農(nóng)民人均純收入和城市居民可支配收入的增加，使得城鄉(xiāng)居民生活質(zhì)量得到提高，不再局限于現(xiàn)有的小面積住房，同時(shí)對(duì)精神文化生活的要求也越來越高，住宅建設(shè)和文化設(shè)施建設(shè)也占用一部分耕地.

4.3.3 農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步因素

農(nóng)業(yè)從業(yè)人員、糧食單產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)村用電量是構(gòu)成第一主成分的另一主要因子，這說明它們對(duì)耕地利用變化也有較大影響.2000-2011年12年間，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值由原來的402831萬元增加至907115萬元，增加了1.25 %.農(nóng)業(yè)機(jī)械化總動(dòng)力由 1442657kw增加到3027842kw，增幅為1.1%.在此期間，糧食單產(chǎn)和農(nóng)村用電量也表現(xiàn)為逐年上升的趨勢(shì).農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員知識(shí)的提高，一方面可以縮減農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)，另一方面使得糧食和其他農(nóng)作物的產(chǎn)量不斷增加，緩解人地矛盾，農(nóng)民在基本生存問題得到解決的情況下，受比較利益的驅(qū)動(dòng)，開始調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將一部分的耕地變成園地、林地、魚塘等效益較高的土地利用類型.

4.3.4 交通因素

在本研究中公路通車?yán)锍檀砹私煌ㄒ蛩?，交通發(fā)展與耕地面積變化的關(guān)系表現(xiàn)為：一方面，交通狀況的改善，為耕作和農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸提供了便利條件，加快對(duì)原先不便利用耕地的開發(fā)，提高了耕地利用程度，使得區(qū)位優(yōu)勢(shì)有所提升.另一面，發(fā)展交通要占用部分耕地，道路建設(shè)也會(huì)影響到周邊耕地生產(chǎn)能力，影響農(nóng)戶種植積極性.日照市2000年公路通車?yán)锍虨?841km，2011年為6673km，增幅為2.62%.交通的發(fā)展勢(shì)必對(duì)耕地造成一定程度的影響.

5 結(jié)論

日照市人均耕地面積和耕地質(zhì)量較高，一定程度上緩解了人地矛盾，但不能忽視耕地在波動(dòng)變化中整體減少的趨勢(shì)，仍需做好耕地保護(hù)相關(guān)方面的工作，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步和交通發(fā)展這四大類因素是影響日照市耕地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)力，要嚴(yán)格控制建設(shè)用地對(duì)耕地的占用數(shù)量.

[1] 李平,李秀彬,劉學(xué)軍.我國(guó)現(xiàn)階段土地利用變化驅(qū)動(dòng)力的宏觀分析[J].地理研究,2001,20(2):129-138.

[2] 曹銀貴,王靜,程燁,等.三峽庫區(qū)開縣30年耕地變化分析[J].中國(guó)土地科學(xué),2007,21(1):43-47．

[3] 黃小波,申海建,劉武裝.湖南省永州市耕地面積變化及驅(qū)動(dòng)力研究[J].北京農(nóng)業(yè),2009(3):51-54．

[4] 蔡文春,楊德剛.新疆耕地變化及驅(qū)動(dòng)力分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006,20(2): 144-149.

[5] 倪楠.安徽省耕地資源系統(tǒng)分析與對(duì)策研究[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,11(6):8-9.

[6] 張士功,邱建軍,唐華俊.近年來我國(guó)耕地?cái)?shù)量的隱性流失研究[J].科技導(dǎo)報(bào),2006,(2):73-74.

[7] 邵曉梅,楊勤業(yè),張洪業(yè).山東省耕地變化趨勢(shì)及驅(qū)動(dòng)力研究[J].地理研究,2001,20(3):298-306.

[8] 日照市統(tǒng)計(jì)局.日照市統(tǒng)計(jì)年鑒[Z].北京市:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,2002-2011.

[9] 徐建華.現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法[M].北京:高等教育出版社,2002.84-93.

[10]郭洪海,宋民.山東省耕地動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)及驅(qū)動(dòng)力分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2009,30(1):51-57.