河南省耕地动态变化驱动因子分析

彭玉梅

（柘城县农业高新技术研究所，河南 柘城 476700）

1 河南省耕地利用概况

据河南省土地利用现状变更数据统计：水浇地主要分布在豫北、豫中、豫东平原地区以及南阳盆地。豫北地区蒸发量大于降水量，干旱较多，但豫北地区经济发展水平高，农田灌溉设施齐全，因而形成了一大批旱涝保收的高产稳产田。水浇地面积占耕地面积比重较大的地市有黄河以北的濮阳市、焦作市、安阳市、新乡市和鹤壁市。灌溉水田主要分布在淮河两岸地区和黄河背河洼地，尤以水热资源丰富的信阳市最集中。信阳市灌溉水田面积约占耕地面积的61%，占河南省灌溉水田面积的78%。其次在郑州、信阳、驻马店、新乡、焦作等市也分布一定比例的灌溉水田。菜地主要分布在全省各级城镇周围。

2 数据来源与研究方法

研究中所用数据来源于《河南省统计年鉴》（2000—2013年）。首先以河南省各地市为基本单元，利用SPSS软件采用主成分分析法对影响耕地利用的多因素进行降维，提出耕地变化的主要驱动力。主成分分析法也称主分量分析，旨在利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标。

3 河南省耕地利用驱动因子分析

3.1 耕地利用变化驱动分析

本研究选取了总人口、GDP、全省固定资产投资额、城市化水平、第一产业比重、第二产业比重、第三产业比重、农村人均住房面积、城市人均住房面积、粮食单产十个影响因素，运用SPSS软件对因子进行分析，得出耕地变化驱动力变量相关系数矩阵表、特征值及主成分贡献率表、主成分载荷矩阵表，通过这三个表得出第一、第二、第三主成分的主要影响因子。

影响耕地资源变化的因子错综复杂，这些因素之间相互影响制约，很大程度上反映了人类活动和自然生态条件变化的综合影响[1-2]。尽管自然条件是土地利用的基础条件，在某种程度上起主导作用，但是在一定时期内土地利用变化的主要驱动因素主要是人为因素，而自然因素具有相对稳定性[3]，因此主要分析影响耕地动态变化的社会经济因素。根据主成分的分析方法并借鉴已有研究成果，我们选择了影响耕地变化的10种因子：X1为总人口（万人）、X2为全省GDP总量（亿元）、X3为固定资产投资（亿元）、X4为城市化水平（%）、X5为第一产业比重（%）、X6为第二产业比重（%）、X7为第三产业比重（%）、X8为农村人均住房面积（m2）、X9为城市人均住房面积（平方米）、X10为粮食单产（千克每公顷）；Y为耕地面积（千公顷）。主成分分析原始数据见（表1）。

表1 主成分分析原始数据

通过SPSS软件对样本进行分析，得出相关系数（表2）、特征值（表3）、主成分贡献率、累计贡献率及主成分载荷（表5）。

从表3可以看出：影响耕地数量的10个因子存在不同程度的相关，其中X1和X8，X2和X3，X4和X8之间具有较大的相关性，相关系数分别为0.960、0.976和0.978，这种现象有其因果必然性，也说明进行主成分分析的必要性。

表2 耕地变化驱动力变量相关系数矩阵

表3 主成分和特征值贡献率

对影响耕地面积的10项指标进行主成分分析，解释的总方差见表4。由表4可知，特征值大于1的只有第一主成分，但其贡献率只有85.217%，前3个主成分的累积贡献率达98.229%完全符合分析要求，因此进一步得到主成分载荷矩阵（表4），从第l主成分可见，X2、X4、X8、具有较大的正相关，从第2主成分可见X1、X7、X9具有较大的正相关，从第3主成分可见，X4、X10具有较大的正相关。因此，我们可以将河南省耕地数量变化的驱动力归纳为经济发展因素、人口系统压力和农业科技进步。

表4 主成分载荷矩阵

3.2 驱动因子分析

3.2.1 经济发展因素

从构成第l主成分的主要因子—GDP、固定资产投资和城市人均住房面积来看，经济系统中的动态因素对耕地数量的变化十分显著。1999—2012年河南省GDP净增长25081.37亿元，年平均递增13.36%，全社会固定资产投资额年平均递增18.96%，国家基本建设加快，城市范围扩大；农村城镇化加快，乡镇企业大规模发展，城市中经济技术开发区建设及房地产业发展，不得不占有一定数量的耕地；河南省城市化水平从1999年的21.99%发展到2012年的42.43%。13年间提高了20.44%。城市化水平相当于1999年的2倍；大量的农业人口进入城市，使得城镇规模扩大，加之各级企业的发展，在原有城镇的范围上向四周逐渐扩展，使得耕地被逐渐占有。

3.2.2 人口系统压力

从构成第2主成分的主要因子一人口总数、第三产业比重和农村人均住房面积来看，人口作为一种持续的外界压力是对耕地变化最具活力的驱动力，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。河南省1999年人口总数为9387万人，2012年增加到10543万人，增加了1156万人，人均耕地面积由0.727hm2上升到0.731hm2，基本趋于不变，人口密度与土地利用变化速率呈正相关关系，人口增长速度越快，耕地利用变化越快。居住环境也是人类生存的基本条件之一，随着人类生活水平的提高和生活质量的改善，人均居住面积逐渐增加。河南城市人均住房面积没有成为第2主成分的主要因子，原因在于人口的增长对耕地影响的反映在农村比城市更为显著，城市单位居住率高于农村地区。况且农村地区修建房屋的成本远低于城市，因此农村人均住房面积在人口系统压力上影响较为显著；河南城市人均住房面积和农村人均住房面积分别由1999年的13.27m2、24.28m2增加到2012年的34.70m2、38.50m2，居住面积的增加需要减少一定的耕地作为代价。

3.2.3 农业科技进步

粮食单产和工业比重在第3主成分中起主导作用。从我国农业发展的历程看，工业的发展和农业科技的进步是提高粮食单产的主要参数，工业的发展为农业生产力提高进行了大量装备。2012年机耕面积897.15×104hm2，相比1998年（耕地面积546.38×104hm2），提高了350.77×104hm2。农村用电量由1999年的122.54×108kw·h，提高到2012年的290.03×108kw·h，是1988年的2.4倍。农业机械化程度得到了较大的提高；化肥的使用量也得到了大幅度增长，1999年化肥使用总量为399.85×104t，2012年化肥使用总量提高到786.02×104t。不仅如此，农用塑料薄膜使用量从1999年的7.94×104t提高到2012年的17.19×104t，农用柴油使用量由1999年的79.46×104t提高到2012年的128.51×104t，由此可见，科技在农业中的应用和机械化装备农业，使得粮食产量大幅度提高，河南省粮食单产有1999年的4709kg／hm2提高到2012年的5647kg／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果园、林地或鱼塘。

4 结语

对比与国内其它学着的研究成果可以看出，影响耕地动态变化的驱动因子基本一致，分析结果表明：经济发展，人口压力，农业科技进步是影响河南省耕地动态变化的三大驱动因子。耕地面积的阶段性减少主要与经济的快速发展密切相关，发展经济的同时一定要注意耕地的占补平衡；人口对耕地减少的驱动也不可忽视，特别是在住房面积上要提高土地利用集约度；农业发展中的科技投入要注意化肥农药等有毒物质的残留造成的农业生态环境恶化。对未利用资源的开发在一定程度上造成当地环境的破坏也应高度重视，加强研究，从而实现在开发中保护，在保护中开发。