日照市耕地变化及其驱动力分析

2014-08-27史晓晗张全景

枣庄学院学报 2014年2期

史晓晗,张全景

(曲阜师范大学地理与旅游学院，山东日照 276826)

0 引言

土地资源是人类生存最基本的自然资源，是“财富之母”.耕地又是土地资源中最宝贵的资源，是进行农业生产活动的载体，其数量和质量大体上反映了一个国家的基本国情，是国家人口承载量和可持续发展能力的基础[1].随着经济的发展和人口的增多，城镇化和工业化的进程加快，有限的耕地资源不断被占用.分析耕地动态变化规律及驱动力，对合理利用耕地资源，实现区域耕地持续利用，以及协调好耕地保护与经济发展之间的关系有重要意义，同时也利于农业产业结构调整，缓解人地矛盾[2].

日照市作为一座沿海城市，现已成为“山东半岛蓝色经济区”战略布局中的重要一极，贯彻实施山东半岛蓝色经济区发展规划，发展经济，势必会引起土地需求上升，导致土地利用结构发生变化.如何处理好经济、社会发展和耕地保护三者的关系，是日照市应值得关心的问题.基于以上问题，笔者运用主成分分析方法，分析2000-2011年日照市耕地面积变化状况，研究耕地数量变化与经济、人口、科技和政策方面的关系，探讨影响耕地利用变化的驱动机制，为日照市今后耕地资源的合理开发利用和实现农业可持续发展提供参考依据.

1 研究区概况

日照市位于山东半岛南翼，地理坐标在北纬35°04′-36°04′，东经118°25′-119°39′之间，北与青岛市、潍坊市接壤，南与江苏连云港毗邻，西接临沂市，东与韩国、日本隔海相望.现辖东港区、岚山区、莒县、五莲县两区两县及日照经济开发区、山海天旅游度假区.日照市地处沿海，属暖温带半湿润季风区大陆性气候，年平均气温为12.7℃，年均降水量870mm.2011年，全市土地总面积为535857.37hm2，总人口为289.03万人，其中城镇人口103.04万人，农村人口185.99万人.2011年全市实现国内生产总值为1214.07亿元，政收入达到510.15亿元，城市居民人均可支配收入20098元，农村居民人均纯收入达到8756元，农业产值达到90.71亿元.三大产业结构比为9.2：54.4：36.4，产业结构持续优化.

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

基于数据的可得性和可靠性原则，本研究中，人口、经济产值等相关社会经济数据来源于《日照市统计年鉴》，耕地面积数据采用日照市土地利用变更调查数据(2000-2008年)(2010-2011年)和土地利用详查数据(2009年).

2.2 研究方法

根据收集的数据资料，本文在研究日照市 2000-2011 年耕地数量变化过程的基础上，利用 SPSS19.0数据处理软件，采用主成分分析方法对选取的驱动力因子进行分析，找出影响耕地动态变化的主要驱动机制.主成分分析是一种降维的分析方法，它可以使分析的诸多变量得到简化，将原来个数较多的具有一定相关性的变量重新组合成新的个数较少的几个彼此独立或不相关的综合变量，用综合变量代替原来变量的同时，尽可能多地反映原来变量的信息[3].

3 日照市耕地利用变化

3.1 日照市耕地数量变化

根据收集到的日照市耕地利用数据，将2000-2011年耕地总面积变化状况及耕地面积年变化率绘制如下图(图1、2).耕地面积年变化率，即指当年耕地总面积的净增减量占上一年耕地总面积的百分比，耕地面积年变化率若为正值说明耕地面积增加，若为负值说明减少，其绝对值越大说明耕地面积增减速度越快[4].

在图1中，2009年后耕地面积基数突然增大主要是因为：在2008年以前采用变更调查数据，在2009年后采用“二调”数据.在“二调”时，运用3S技术全面清查整理各城乡每一块土地特别是基本农田的具体情况，对土地利用状况和权属进行调查，将之前未登记的土地纳入统计范畴并建立土地利用数据库，统计原因使得基数变大.结合图1可以看出，12年来，日照市耕地面积净增长9791 hm2.人均耕地面积与耕地总面积变化趋势基本保持一致.人均耕地占有量基本在0.080-0.084 hm2间浮动变化，高于联合国粮农组织确定的人均耕地0.053 hm2的警戒线[5].

为了对比“二调”前后耕地面积年变化率状况，在图2中，未体现2009年耕地面积年变化率.在2008年以前，耕地面积年变化率除了在2002年和2008年表现为小幅正增长外，其它年份为负增长.2010年以后耕地面积年变化率为负值.从这两段时间的年变化率来看，日照市耕地面积多数情况下呈减少趋势.

在2000-2008年间，耕地面积从2000年的231645hm2减少到2008年的229629 hm2，8年间耕地面积共减少了2016 hm2，平均每年减少252 hm2.在2010-2011年，耕地面积从2010年的241739hm2减少到2011年的241436hm2，耕地面积减少303hm2.耕地减少的原因主要是建设占用和农业产业结构的调整.从宏观方面来看，随着日照市人口增多和城市化进程加快，要求建设更多的居民点和工业厂房去满足发展需要，发展也需要交通的完善，扩展交通道路要占用一部分耕地.微观方面，农民在比较利益的驱动下，将耕地变为园地、林地、鱼塘等获益较高的用地类型.

3.2 耕地质量动态变化

耕地质量指耕地满足农作物生长和清洁生产的程度，它是衡量耕地资源价值的主要指标之一.根据日照市统计年鉴统计的数据，2000年和2011年日照市粮食单产分别为5335kg/hm2、6446kg/hm2.农作物播种面积分别为253237hm2、271313hm2.耕地数量分别为231645hm2、241436hm2.根据耕地生产力的计算公式，该公式中以粮食单产来近似代替农作物，如下[6]：

耕地生产力= 耕地总产量/耕地数量=(农作物播种面积×粮食单产) /耕地数量

得出2000年耕地生产力为5832.28kg/hm2，2011年耕地生产力为7243.67kg/hm2.与2000年相比提高了24%.这是因为近几年日照市落实耕地保护政策，不断完善农业生产条件，注重对农业的物质投入和农业科技现代化水平的提高，单位面积粮食产出量增多.同时，落实粮食“直补”和综合补贴政策，调动了农民生产的积极性，农民在利益驱动下注重对耕地的保护.

图1 2000-2011年日照市耕地面积及人均耕地面积变化

图2 2000-2011年日照市耕地面积年变化率

4 日照市耕地面积变化的驱动力分析

4.1 耕地变化因素的指标值确定

影响耕地面积变化的因子错综复杂，归纳起来主要有社会经济和自然因素两方面[7].基于多数研究认为在较短时间序列内自然因素对耕地面积变化影响不大，本文主要研究社会经济因子对耕地利用的影响，在社会经济因子中包含许多指标，这些指标不仅与因变量存在相关关系，并且指标间也存在相互关系，如果用单纯的相关分析，会存在一定的误差冗余.因此，本研究采用主成分分析方法来分析影响日照市耕地利用变化的社会经济因素.

本研究在借鉴其他学者研究成果的基础上，结合日照市的实际情况和资料收集程度，遵循可获得性原则、相关性原则和科学性原则，选取了2000-2011年的年末耕地面积Y(hm2)作为因变量来反映耕地数量的变化状况，自变量即驱动力因子，主要选取16个影响因子：X1总人口(万人)；X2乡村农业从业人员数(万人)；X3GDP(亿元)；X4全社会固定资产投资额(万元)；X5第二产业生产总产值(亿元)；X6第三产业生产总产值(亿元)；X7农民人均纯收入(元)；X8城市居民可支配收入(元)；X9粮食总产量(吨)；X10粮食单产(kg/hm2)；X11农业生产总值(万元)；X12农业机械总动力(kw)；X13农用化肥使用量(吨)；X14农村用地量；X15通车里程；X16城市化水平(%)[8].

4.2 耕地面积变化驱动力分析

由于原始数据具有不同量纲，首先对原始数据进行标准化处理，运用统计分析软件spss19.0进行主成分分析，得出相关系数矩阵、特征值、主成分贡献率和累计贡献率以及主成分载荷矩阵(表1、2、3).

表1 耕地变化驱动力变量相关系数矩阵

由表1可以看出，影响耕地变化的各个驱动因子存在不同程度的相关性，X1与X3、X4、X5、X6、X7、X9、X10、X11、X15，X3与X4、X5、X6、X7、X10，X4与X5、X6、X7、X10之间相关系数达到0.900以上，具有很大的相关性，并且存在信息上的重叠，说明主成分分析的必要性.

表2 特征值及主成分贡献率

对各个因子进行主成分分析，从表2中可以看出，前2个主成分累计贡献率已高达91.505%，对大多数数据已经给出了充分的概况，完全达到分析要求[9].进一步得出主成分载荷矩阵(表3).

表3 主成分载荷矩阵

主成分载荷是主成分与变量间的相关系数，系数越大说明影响越大.从表3中可以看出，第一主成分与X1，X3，X4，X5，X6，X7，X9，X10，X11，X13，X14，X15之间的相关程度很高，载荷绝对值均在0.9以上，它们分别代表了日照市总人口，GDP，全社会固定资产投资，第三产业生产总值，农民人均纯收入，城市居民可支配收入，粮食单产，农业生产总值，农业机械总动力，农村用电量，公路通车里程，城市化水平.这些因素可以被认作是人口、社会经济发展水平、交通因素的代表.第二主成分中，只有X2与X12载荷绝对值较大，分别为0.680、0.491，代表农业从业人员和农用化肥施用量.第二主成分被认作是农业科技发展状况的代表.据此，影响日照市耕地数量变化的驱动机制主要包含四种驱动因素，可以归结为：人口增长，社会经济发展水平，农业科技进步和交通发展因素.

4.3 影响日照市耕地变化的因素分析

4.3.1 人口增长因素

从表3主成分载荷矩阵表中可以看出，人口因素是影响耕地数量变化的主要驱动因素之一.人口增加对耕地保护造成双重压力：一方面，人口增多对建设用地的推动作用增大，建设用地的来源主要表现在占用更多的耕地建设生产、生活、商业、市政等设施；另一方面又要求有更多的耕地进行粮食生产以满足人们的生产和生活需要.日照市总人口从2000年的276.06万人增加到2011年的289.03万人，共增加12.97万人.未来其人口数量还将保持增长的趋势.人口增长中另一驱动因素是城市化水平，12年来日照市城市化水平不断提高，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来越高，对住宅、公共设施建筑、商业、金融业等的建设也增多，必然会占用一部分耕地.

4.3.2 经济发展因素

GDP、全社会固定资产投资、第三产业生产总值、农民人均纯收入、城市居民可支配收入是构成第一主成分的主要因子.2000年日照市的GDP为209.51亿元，2011年增加到1214.07亿元，增长了4.79%.12年中，全社会固定资产投资，第三产业生产总值，农民人均纯收入，城市居民可支配收入分别增长了17.28%，4.76%，2.08%，2.09%.

开展生产活动，发展经济需要以耕地为载体.GDP是开发土地所获得的效益的价值量度，是土地对人类的经济奉献.日照市快速增长的GDP，要求全市土地利用向着高效率、高产出的方向转化，土地利用的类型、结构、方式、程度等因之出现优化、重组变动，于此相应，耕地数量出现较大幅度流入流出的时空变化[10].日照市作为一座沿海城市，在2000-2008年新增建设用地就达6268.46公顷.近几年为为获得更高的效益，政府逐渐加大对旅游业等第三产业的开发和扶持，第三产业的发展需要各种配套设施，建设用地面积逐年增加，大量耕地被占用.从统计资料中得到，其固定资产投资主要是用于基础设施建设和房地产开发，很明显这些活动与占用土地有着密不可分的联系.农民人均纯收入和城市居民可支配收入的增加，使得城乡居民生活质量得到提高，不再局限于现有的小面积住房，同时对精神文化生活的要求也越来越高，住宅建设和文化设施建设也占用一部分耕地.

4.3.3 农业科技进步因素

农业从业人员、粮食单产、农业生产总值、农业机械总动力、农村用电量是构成第一主成分的另一主要因子，这说明它们对耕地利用变化也有较大影响.2000-2011年12年间，农业生产总值由原来的402831万元增加至907115万元，增加了1.25 %.农业机械化总动力由 1442657kw增加到3027842kw，增幅为1.1%.在此期间，粮食单产和农村用电量也表现为逐年上升的趋势.农业科技进步，农业从业人员知识的提高，一方面可以缩减农业从业人数，另一方面使得粮食和其他农作物的产量不断增加，缓解人地矛盾，农民在基本生存问题得到解决的情况下，受比较利益的驱动，开始调整农业产业结构，将一部分的耕地变成园地、林地、鱼塘等效益较高的土地利用类型.

4.3.4 交通因素

在本研究中公路通车里程代表了交通因素，交通发展与耕地面积变化的关系表现为：一方面，交通状况的改善，为耕作和农产品运输提供了便利条件，加快对原先不便利用耕地的开发，提高了耕地利用程度，使得区位优势有所提升.另一面，发展交通要占用部分耕地，道路建设也会影响到周边耕地生产能力，影响农户种植积极性.日照市2000年公路通车里程为1841km，2011年为6673km，增幅为2.62%.交通的发展势必对耕地造成一定程度的影响.