河北省耕地资源动态变化及驱动力分析

郝瑞彬

（唐山师范学院 资源管理系，河北 唐山 063000）

区域资源与经济研究

河北省耕地资源动态变化及驱动力分析

郝瑞彬

（唐山师范学院 资源管理系，河北 唐山 063000）

利用河北省1985-2008年耕地面积数据及相关社会经济资料，分析了区域内耕地的时空变化趋势，并用主成分分析法探讨了耕地变化的主要驱动力。结果表明：河北省耕地资源时空变化特性显著，耕地总量及人均量均呈逐年减少趋势；经济发展、人口和农业科技进步是耕地数量变化的三类主要驱动因素；从保护耕地资源的角度，应关注经济发展对耕地的占用问题，降低经济发展的耕地消耗强度。

耕地资源；动态变化；驱动因子；相对变化率；河北省

耕地是最基本、最重要的自然资源，是人类生存发展的物质基础，耕地的变化和流向反映了社会经济发展的基本态势。对于我国来讲，利用和保护好有限的耕地资源，是区域经济和环境可持续发展的重要前提。但是在中国经济迅速发展的过程中，耕地减少的问题却日益突出，由此对中国耕地变化的深入研究也受到学术界的高度重视，国内众多学者从不同角度对城市或区域的耕地变化进行了大量卓有成效的研究[1-7]。目前，耕地数量与质量的时空变化及驱动力研究已成为土地利用/土地覆被变化（LUCC）研究的热点领域[8]。因此，本文将在耕地数量时空变化分析的基础上，定量分析耕地数量变化的驱动力，并根据驱动力分析结果有针对性地提出区域耕地保护的策略，以期为河北省耕地资源保护提供一定的理论支持。

1 河北省耕地数量时序变化分析

1.1 河北省耕地总量变化特征

对河北省1985年以来耕地数据（年末耕地面积）统计发现，河北省耕地面积在2002年之前总体呈缓慢减少的趋势，2002年之后耕地面积在波动中迅速减少（图1）。1985-2008年全省耕地面积净减少701.97×103hm2，年均减少30.52×103hm2。1985年以来，除2004年和2007年耕地总量略有增加外，耕地面积总体处于减少过程中，其间的2002年、2003年和2006年三年减少数量巨大，分别减少323.78×103hm2、133.88×103hm2和106.41×103hm2，这主要是由于河北省从2002年开始大量退耕还林所致。

图1 河北省耕地面积及其年递减率变化（1985-2008）

1.2 河北省耕地人均量变化特征

人均耕地面积的变化过程与耕地面积变化过程息息相关，而且由于区域人口递增的趋势，河北省人均耕地面积总体呈持续递减趋势，由1985年的0.119 0 hm2降低到2008年的0.084 4 hm2（图2）。从图2可以看出，人均耕地面积变化过程呈持续降低趋势，而且从人均耕地面积年递减率曲线可以看出在1985-2008年间有3个递减极值，分别在1990、2002年和2006年，人均耕地面积年递减率分别为4.578 1%、5.528 4%和2.446%，这3个人均耕地面积快速递减时期与耕地面积的快速递减阶段基本吻合。1991-2001年人均耕地面积递减率较小，与耕地面积递减幅度减小和人口增长趋缓有直接关系。而2002年之后出现的人均耕地面积快速减少则直接与国家退耕还林政策相关，如2002年和2003年河北省生态退耕面积分别为15.54×104hm2和16.38×104hm2，分别占到当年全省耕地面积减少的90.42%和88.96%。

图2 河北省人均耕地面积及其年递减率变化（1985-2008）

2 河北省耕地动态变化的空间差异

河北省现辖11个市，地域相对广阔，各市间自然条件差异相对较大，经济和社会发展较不平衡，致使耕地变化在空间上也表现出一定的差异性。耕地数量变化的区域差异，可用相对变化率的概念进行定量分析[9]。某地区某一特定土地利用类型的相对变化率（R）可表示为：

式中，Ka、Kb分别表示某区域（市或区）某一特定土地利用类型研究初期和研究末期的面积；Ca、Cb分别表示全区域某一特定土地利用类型研究初期和研究末期的面积。如果某区域某一种土地利用类型的相对变化率R＞1，则表示该区域此种土地利用类型变化较全区平均水平大，反之则小于全区该类土地的变化。因此，本文以河北省各市为基本空间单元，以土地相对变化率R为主，辅之以耕地绝对变化量、耕地变化率对河北省耕地的空间变化规律进行分析（表1）。

表1 河北省各市耕地变化空间差异（1990-2008）

从河北省各市的耕地相对变化幅度和变化率看，可分成2个区，I区耕地相对变化率＞1.0；II区耕地相对变化率为0.10-1.00。其中秦皇岛的耕地相对变化率最大，远高于其他各市，居各市之首，这主要是由于1990年之后秦皇岛旅游业发展十分迅速，针对旅游的基础设施建设占用了大量耕地；而张家口耕地相对变化率较大主要受国家生态退耕政策的影响，大量宜林、宜草耕地退耕的结果，如2003-2008年张家口生态退耕耕地共计190 644 hm2，占同期河北省生态退耕面积的61.07%；其他各市耕地相对变化率与区域内基础设施建设、生态退耕、耕地资源流转以及灾害损毁等因素的关系密切，主导因素不明显。

3 河北省耕地变化驱动力的主成分分析

耕地数量变化驱动力指的是导致耕地利用方式发生变化的自然和社会经济因素。在较长时间尺度内自然因素在耕地数量变化中起主导作用，而在短期内社会经济要素则对耕地的时空变化起决定作用[10]。社会经济驱动力中包含的信息和变量较多，主成分分析法可以把原来多个指标转化为少数几个指标，这些新指标既能尽量多的反映原来多个指标的信息，彼此之间又相互独立。因此，主成分分析比较适合耕地数量变化的驱动力分析。

表2 主成分特征值和贡献率

影响耕地利用变化的经济社会因素错综复杂，本文根据主成分分析的要求及资料的可得性，从1985-2008年系列资料中选取15个影响因子分：X1—地区生产总值（亿元）、X2—全社会固定资产投资（亿元）、X3—农林牧业总产值（亿元）、X4—农民人均纯收入（元）、X5—地方财政收入总额（亿元）、X6—农民人均居住支出（元）、X7—城镇人均居住支出（元）、X8—城镇社会固定资产投资（亿元）、X9—农村社会固定资产投资（亿元）、X10—第三产业比重（%）、X11—总人口（万人）；X12—非农人口比重（%）；X13—粮食单产（kg/hm2）、X14—农业机械总动力（万千瓦时）、X15—农村用电量（亿千瓦时）。通过SPSS16.0软件对样本进行分析，得出相关系数矩阵（略）、特征值、主成分贡献率、累计贡献率（表2）。

从相关系数矩阵可知，各因子之间存在着不同程度的相关性，说明了进行主成分分析的必要性和可行性。根据主成分个数提取原则，特征值大于1的主成分为有效值。根据表2，提取2个主成分，这两个主成分的累计贡献率已达96.711%，对大多数数据已做了充分的概括，完全符合分析要求。由此进一步得出主成分载荷矩阵（表3），主成分载荷描述的是主成分与变量之间的相关系数。

在第1主成分中有13个变量的载荷量绝对值大于0.9（表3），从中选取载荷量大于0.97的因子，即地区生产总值（X1），农林牧业总产值（X3），农民人均居住支出（X6），城镇人均居住支出（X7），农村社会固定资产投资（X9），非农人口比重（X12），农村用电量（X15）；第2主成分只有1个因子载荷量较高，即第三产业比重（X10），这些因子反映了引起河北省耕地数量变化的驱动力因子，总体上可以概括为经济社会发展(X1、X3、X6、X7、X9、X10），人口（X12）和农业科技水平（X15）三方面。

表3 主成分载荷矩阵

4 结果分析与讨论

4.1 经济社会因素

国内生产总值是反映一个区域综合经济水平的最重要指标，而另外四个指标则分别从不同侧面反映经济综合水平，X1与X2、X3、X4、X5的相关系数分别为0.965、0.981、0.977、0.988恰恰说明了这一点。1985年河北省国内生产总值396.75亿元，2008年达到4 743.92亿元，年均增长11%。从理论上讲，作为最基本的生产要素，发展经济本身需要一定的土地投入；同时，经济发展和生活水平提高引起了对住宅、公用设施、交通运输等建设用地需求量剧增，建设用地快速扩展必然导致一定数量优质耕地的流失。

从耕地保护的角度看，经济社会发展导致的耕地数量减少，威胁到了区域内的粮食综合生产能力，进而影响到了区域的粮食安全。显然，以降低经济增长速度为代价来保护耕地数量，进而保障粮食综合生产能力的做法是不可取的，理性的做法是在发展经济过程中尽可能提高耕地利用效率，降低耕地消耗强度，以此来减轻经济增长对耕地资源的压力。经计算发现，河北省经济增长的耕地消耗强度在研究期呈持续降低态势，但耕地消耗的绝对数量则随经济的持续增长呈先增加后减少的趋势，这说明当经济发展到一定水平后，是有可能少量消耗甚至不消耗耕地实现经济持续增长的。同时，可以通过开荒，土地复垦、整理等方式弥补或减缓耕地绝对数量的减少，二者相互作用，有可能在经济增长过程中实现耕地总量的动态平衡。

4.2 人口因素

人口作为一种持续的外界压力，是对耕地数量变化最具活力的驱动力之一，因为食物是人类生存的最基本要素，而土地是粮食生产的最基本资源。河北省1985年人口总数为5 548万人，2008年增加到6 989万人，增加了1 441万人，人均耕地面积则由0.119 0 hm2下降到0.084 4 hm2。人口总量与耕地数量呈负相关关系。非农人口比重（X7）可在一定程度上代表城市化水平，人口增加、城市扩展、基础设施建设需要占用大量城郊优质耕地资源，非农人口比重越高耕地数量越少，二者呈显著负相关关系，相关系数为-0.970。1985年非农人口比重13.64%，耕地面积6 603万hm2，2008年非农人口比重32.66%，耕地面积下降到5 901万hm2。研究期内非农人口比重每增加一个百分点，耕地大约减少37万hm2。

从耕地保护的角度看，人口增长对耕地影响是双重的，人口增加，城市化水平的提高，需要更多的土地（耕地）投入，耕地减少；同时人口增加需要更多的粮食，耕地压力增加。这一问题的关键是人口数量，但通过控制人口数量来减轻耕地压力的想法在目前似乎并不现实。这主要是因为当前我国人口自然增长率已经处于较低水平，且出现了明显的人口结构性问题，因此进一步降低人口自然增长率缓解耕地压力的空间有限且代价高昂。

4.3 农业科技水平

从我国农业发展的历程看，农业科技进步是提高粮食单产的主要参数。改革开放以来，为了提高土地生产力，保证农业的稳定发展，河北省采取了一系列措施，使农业技术装备和农业基础设施建设水平明显提高。如由于基本农田建设的改进，全省耕地有效灌溉面积由1985年的357.27万hm2增加到2008年的456.05万hm2，占全部耕地面积的77.28%，大大缓解了缺水对作物的影响；同时，农业机械化水平也大幅度提高，2008年全省农业机械总动力达到9 525.38万KW，是1985年的4.78倍；化肥施用量也大幅度增长，达到312.4万t，是1985年的2.83倍；由于农业生产条件的改善，粮食单产由1985年的3 028.90 kg/hm2,增加到2008年的4 718.80 kg/hm2。粮食总产量和粮食单产的提高，使得人们开始寻求提高农业收入的新方式，于是对农业结构进行调整，逐步加大了经济作物和其他农业生产方式的比重，这样就使得一部分耕地从农田转变为园地、林地或鱼塘。如河北省在研究期内耕地面积持续减少的情况下，蔬菜种植面积则从1985年的23.62万hm2增加的2008年的110.13万hm2，净增加83.71万hm2。

从耕地保护的角度看，农业科技进步导致了土地利用方面的结构性调整，表面上减少了耕地面积，但由于耕地流转是双向的，耕地可以转变为林地或园地，同样也可以向相反方向流转，因此这种耕地流转并不会对粮食综合生产能力产生根本性的影响，也就是说这并一定会使区域粮食安全问题变得更严重。

从以上三方面的分析可以看出，经济社会因素、人口因素和农业科技进步因素共同驱动耕地数量的减少，但从保护耕地，确保区域粮食安全的角度看，目前应给予经济社会发展对耕地的占用更多的关注，一方面要尽可能地降低经济发展的耕地消耗强度，进而减少经济发展对耕地的占用；同时通过宜农荒地的开垦、土地的复垦和整理增加耕地面积，争取达到耕地总量的动态平衡。

5 结论

（1）通过对研究期内河北省及各市耕地资源时空格局分析，得出耕地总面积和人均耕地面积都呈减少的变化趋势，且耕地变化空间差异较为明显，但不同城市耕地减少的主要原因不尽一致。

（2）经济发展、人口和农业科技进步构成河北耕地数量减少的主要驱动力，其中经济快速发展是河北省耕地数量变化的决定性因素。

（3）从保护耕地，确保区域粮食安全的角度看，应给予经济发展对耕地的占用更多的关注，降低经济发展的耕地消耗强度。

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（责任编辑、校对：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

河北省社会科学基金资助项目（HB12YJ077）

2012-08-04

郝瑞彬（1975-），男，河北承德人，硕士，副教授，研究方向为资源环境管理。