耕地利用集約度變化影響因素典型相關分析＊

趙 京 楊鋼橋

(華中農業大學土地管理學院,湖北 武漢430070)

耕地利用集約度變化影響因素典型相關分析＊

趙 京 楊鋼橋

(華中農業大學土地管理學院,湖北 武漢430070)

耕地利用集約度變化關系到糧食安全和經濟的可持續發展。本文運用典型相關分析方法,對全國1990-2006年的耕地利用集約度變化態勢及其影響因素進行了分析。研究表明:1990-2006年間,全國耕地投入強度呈現波動狀態,利用程度表現頻繁波動,總體上呈上升態勢,利用效率呈明顯的波動增長趨勢;G DP、農村勞動力工價和財政支農是影響耕地投入強度的重要因素;農民文化程度、城鎮化率和人均耕地面積也不同程度地影響著耕地利用集約度。基于此,提出如下政策建議:協調經濟發展與耕地利用,通過合理優化農業用地結構,促進社會經濟的可持續發展和土地資源可持續利用;完善耕地流轉制度和農業剩余勞力流動制度,促進糧食生產規?；蜋C械化;提高農民文化程度,增強農民運用先進科學技術農業生產的能力;進一步加大對糧食生產的政策扶持力度,改善農業生產環境,從而促進耕地利用集約度的提高,以保障國家糧食安全。

耕地利用,集約度,影響因素,典型相關分析

土地利用變化是全球環境變化的重要組成部分和主要原因之一,進入新世紀以來,土地利用變化研究一直是學術界研究的前沿與熱點[1]。土地利用變化包括土地用途轉換與土地利用集約度變化兩種類型。近年來,人們逐漸認識到耕地利用集約程度的變化可能比耕地面積縮小對我國糧食安全的威脅更大,因此呼吁加強農地內部利用方式與利用程度變化規律的研究[2]。

目前,學術界對耕地集約利用進行了富有成效的研究。劉成武等[2]從時間、空間和不同種植業角度分析了中國農地利用集約度的特征與規律,陳瑜琦等[3]從中國耕地集約度的內部結構角度分析了勞動集約度和資本集約度及其時空變化規律,Herzog、文楓、王玲和許月卿等[4-7]分別從不同尺度對土地集約利用進行評價,Diggelen和Vermaat等[8-9]對土地集約利用對生物多樣性的影響進行了研究。相對而言,對耕地利用集約度變化驅動機制的研究并不多見。張琳等[10]通過不同經濟區域比較研究了經濟發展與耕地利用集約度之間的關系。然而,耕地集約利用不僅僅受到經濟發展水平的影響,還要受到耕地質量、社會發展狀況、技術條件和政策制度等眾多因素的影響。黃利民等[11]、祝小遷等[12]分別研究了湖北省通城縣和安徽省耕地利用集約度變化的驅動機制。其中,祝小遷等運用因子分析方法對耕地利用集約度的影響因素進行了分類和降維,但沒有直接對耕地利用集約度的影響因素進行定量分析;黃利民等運用簡單相關分析和主成分分析方法研究了耕地利用集約度的驅動機制,但僅以復種指數和單位面積貨幣投入額作為反映耕地利用集約度的指標。

本文利用全國1990-2006年17年的統計數據,運用多元統計分析方法,分別對耕地投入強度、利用程度和利用效率的影響因素進行了研究,從而為完善有關農業政策以引導農民對耕地進行合理投入、保障國家糧食安全和農業可持續發展提供科學依據。本文數據來源包括《中國統計年鑒》、《中國農村統計年鑒》、《中國農業年鑒》、《全國農產品成本收益資料匯編》及有關文獻[13]。

1 耕地利用集約度變化

1.1 耕地集約利用評價

目前,對于耕地利用集約度的研究有三種測度方式:第一種是以價值形態的農作物種植成本為表征指標,考慮的是單位面積土地在某一經營期間所消費的資本與工資的貨幣額[2-3、10];第二種是選用指標反映耕地利用集約程度,如選擇復種指數、單位面積貨幣投入額等[11];第三種采用綜合指數評價方法,綜合各方面目標和影響因素全面

式(1)中,A為耕地集約利用綜合指數,pi表示耕地集約利用指標標準化值,ai為耕地集約利用指標的權重,n為耕地集約利用指標的個數。

1.2 指標選擇與權重確定

根據耕地利用系統特征,結合相關文獻[15]的研究確定準則層和指標層(見表1)。

表1 耕地集約利用指標體系及權重Tab.1 Index system and its weight of cultivated land intensive use

本文采用層次分析法(AHP)確定指標權重。AHP方法是先將目標分解為層析結構模型,包括目標層、準則層和指標層,然后構造判斷矩陣,并對各指標兩兩比較、判斷和計算確定各因素的重要性,最后通過一致性檢驗保證權重分布的可信度。具體過程如下[16]:

第一步,建立層次結構模型。本文首先確定8個指標的權重,各準則層權重即為對應的指標的權重之和。

第二步,構造判斷矩陣。判斷矩陣表示相對上一層元素,本層次各元素重要性的比較、判斷。判斷矩陣形式如下:反映耕地利用集約情況[12、15]。筆者認為僅僅從價值形態或單個指標考慮耕地利用集約度不夠全面,應該在綜合指標的基礎上突出主次,耕地利用集約度不但要反映投入強度和利用程度,還應該反映利用效率。

將耕地利用系統的評價模型表示如下[14]:

式(2)中Xij表示指標Xi和Xj的相對重要性,Xij×Xji=1。

第三步,權重確定。求出判斷矩陣的最大特征根λmax及其對應的特征向量W,然后將特征向量歸一化(使各個分向量的和為1)后所得到的特征向量的各個分量就是各個指標的權重。

第四步,一致性檢驗。一致性指標為:

圖1 耕地集約利用準則層指數Fig.1 Criteria layer index of cultivated land intensive use

式(3)和式(4)可,λmax是判斷矩陣的最大特征根;CI是一致性指標,RI是平均隨機一致性指標,CR是一致性指標和平均隨機一致性指標之比;當 n>2時,判斷矩陣的CR為相對一致性指標(一致性比值);當 CR<0.1時,認為判斷矩陣具有滿意的一致性。

1.3 耕地集約利用度變化態勢圖1顯示了耕地利用集約水平所包含的三個準則層指數的變化狀況。隨著時間的推移,投入強度呈現波動狀態。投入強度指數最高點出現在1996年,經歷了短暫下降(1990-1991年)—小幅上升(1991-1993年)—持續快速上升(1993-1996年)—持續緩慢下降(1996-2001年)—相對穩定(2001-2003年)—快速上升(2003-2006年)的變化過程。其中,機械投入和勞力投入表現出明顯的相反變化趨勢:單位面積機械投入不斷增加的同時,單位面積勞力投入減少。這說明農業生產中,勞力和資本的替代關系很明顯。

利用程度指數在1990-2006年間波動頻繁,但總體上呈上升態勢。其中,本文采用了汪涌等[13]訂正的復種指數數據。由于受耕地面積統計數據口徑的影響,歷年年鑒中提供的復種指數數據在1996年出現陡變,1996年以前的復種指數偏高。因此,為反映耕地集約利用的真實情況,選用訂正后的復種指數。

利用效率變化呈現明顯的波動增長趨勢,這說明隨著經濟發展和技術進步,耕地利用效率逐年提升。將利用效率變化劃分為三個階段:1990-1996年利用效率快速上升,1996-2000年利用效率出現波動,2000-2006年利用效率再次快速上升,2006年達到17年中最大值。

2 耕地利用集約度變化的影響因素

2.1 研究方法

由于耕地利用集約程度涉及三個方面,包括耕地投入強度、利用程度和利用效率。所以,研究耕地利用集約度變化的影響因素是一個分析多因變量和多自變量之間關系的過程。典型相關分析即為揭示兩組變量之間相關關系的方法。本文選擇典型相關分析法來研究耕地利用集約度變化的影響因素,將其基本思路描述如下[16]:

典型相關分析揭示的是兩組多元隨機變量之間的關系,首先在兩組變量中分別找出變量的線性組合,使其具有最大相關性。然后再在兩組變量中分別找出第二對線性組合,使其分別與第一對線性組合不相關,而第二對線性組合本身具有最大的相關性。如此繼續下去,直到兩組變量之間的相關性被提取完為止。有了這些線性組合的最大相關,那么討論兩組變量之間的關系就轉化為只研究這些線性組合的最大相關,從而減少了研究變量的個數。

本文將典型相關分析運用于研究耕地利用集約度變化的影響因素,假設有兩組變量,一組變量為 x1,x2,...,xp,代表耕地利用集約度的影響因素;另一組變量為 y1,y2,...,yq,代表耕地利用集約度包含的三個方面,且 p≥q。為研究 x變量組和 y變量組之間的線性相關關系,可根據它們的n組觀測值xij和yij或經過標準化變換后變量和的n組觀測值和(i=1,2,...,n,1,2,...,p或q)求出系數akj和bkj(k=1,2,...,p),得到用變量和的線性組合所表示的新變量 uk和vk,它們的表達式為:

對各個 akj和bkj的要求是:

1)使各個 ukj和vkj的均值為0,標準差為1;

2)使任意兩個 uk彼此獨立或不想關,使任意兩個 vk彼此獨立或不想關,使 uk和vk當k1≠k2時彼此獨立或不相關;

3)使 uk和vk的相關系數rk(k=1,2,...,q)滿足關系式1≥r1≥r2≥...≥rq≥0。

由此求出典型荷載 akj和bkj后,可得到典型相關變量uk、vk及相關系數 rk。

2.2 自變量選擇

根據科學性、可行性原則,并對影響因素變量組進行共線性診斷以提高精度,經篩選確定耕地利用集約度變化的影響因素為經濟、價格、人口、資源和政策等5方面因素,具體指標見表2。

表2 耕地利用集約度變化的影響因素Tab.2 The influencing factors of the change of cultivated land intensive use degree

2.3 研究結果與分析

如表3,應用SAS軟件得到結果為3對典型變量,Pr>F的概率分別為0.000 9、0.003 9和0.020 1,均通過顯著性檢驗。3對典型變量相關系數分別為0.997 9、0.991 6和0.980 5,說明所選自變量與因變量之間有較強的相關關系。第一對典型變量特征值占全部特征值的0.740 2,第二對典型變量特征值占全部特征值的0.182 1,第三對典型變量特征值占全部特征值的0.077 7,三對典型變量分別可以解釋總方差的74.02%、18.21%和7.77%。

根據各變量的典型荷載絕對值大小,典型荷載絕對值較大的變量對典型變量起決定性作用。由表4可知,第一對典型變量中,自變量組中農民文化程度和城鎮化率等因素被分離出來,典型荷載分別為4.014 6和-4.246 5;因變量組中利用程度和利用效率被分離出來,典型荷載分別為-1.722 1和2.809 8。這說明耕地利用程度和利用效率受到農民文化程度和城鎮化率的影響。第二對典型變量中,自變量組中G DP、農村勞動力工價、農民文化程度和財政支農等因素被分離出來,典型荷載分別為-7.160 1、-4.378 5、4.624 4和5.229 2,明顯大于其他自變量 ;因變量組中投入強度和利用效率被分離出來,典型荷載分別為-3.183 4和4.276 5。這說明投入強度和利用效率受到G DP、農村勞動力工價、農民文化程度和財政支農等因素的影響,其中G DP的典型荷載最大。第三對典型變量中,自變量組中農村勞動力工價、農民文化程度、城鎮化率、人均耕地面積和財政支農被分離出來,典型荷載分別為3.375 0、-3.983 3、6.939 6、2.622 4和 -2.203 2;因變量組中投入強度、利用程度和利用效率都被分離出來,典型荷載分別2.155 3、3.206 9和 -4.333 4。這說明總體來看,耕地利用集約度受到農村勞動力工價、農民文化程度、城鎮化率、人均耕地面積和財政支農等因素的影響,其中,城鎮化率的典型荷載明顯大于其他幾個被分離出來的變量。家庭非農收入所占比率、農產品價格、農資價格、農業人口、鄉村勞動力和耕地質量等因素未被分離出來。這說明這些因素相對于以上分離出的因素對耕地利用集約度的影響較小,沒有起到主導作用。耕地質量雖會直接影響到農民耕地的投入行為,從而對耕地集約有一定影響,但由于本文研究區域為全國范圍,采用的是1990-2006年的時間序列數據,同一區域歷年的耕地質量變化不大,因此耕地質量對耕地利用集約度的影響較小。

表3 典型相關系數及顯著性檢驗Tab.3 Canonical correlation coefficient and test of significance

第一對典型變量和第二對典型變量在因變量組中分離出了不同的變量,于是可以對兩組典型變量進行比較分析。在因變量組中,第一對典型變量分離出了利用程度,沒有分離出投入強度,第二對典型變量分離出了投入強度,沒有分離出利用程度。在自變量組中,城鎮化率在第一對典型變量中被分離出來,而第二對典型變量沒有分離出該變量;這說明城鎮化率不是投入強度的主要影響因素,而是利用程度的主要影響因素。G DP、農村勞動力工價和財政支農在第二對典型變量中被分離出來,而沒有在第一對典型變量中被分離出來;這說明這些變量是投入強度的主要影響因素,而不是利用程度的主要影響因素。

G DP反映了全社會經濟的發展狀況,以上分析表明G DP主要影響了耕地的投入強度?？傮w經濟快速發展,農業經濟隨之發展,農地投入增加,表現出耕地集約利用水平的上升。農村勞動力工價的提高意味著農民從事農業生產的機會成本增加,因此會對農民耕地利用行為產生負面影響。通過以上研究,農民文化程度從總體上影響了耕地利用集約度。農民是直接利用土地的主體,一般而言,農民的文化程度越高,越容易掌握先進的科學技術進行耕作,農業生產效果好從而提高耕地利用集約度;相反,文化程度低的農民由于勞動力流轉相對困難,加上濃厚的戀土情節,以務農為主;但正是文化水平的影響,此類農民一般沿用傳統耕作模式,耕作規模偏小,從而影響耕地投入及產出水平,耕地利用集約度相對較低。城鎮化率是耕地利用集約度的重要影響因素,短期來看,城鎮化水平的提高與耕地利用集約度存在矛盾關系,農村勞動力的大量轉移,導致了耕地利用的投入不足,效率低下;但從長遠來看,城鎮化水平的提高將促進耕地流轉,而耕地流轉將促進耕地向種田能手集中,從而將提高耕地利用集約度。人均耕地面積反映的是耕地經營規模。由于人均耕地面積的多少,影響到耕地利用集約度提升的空間。不同階段人均耕地對耕地利用集約度的作用不一樣。經濟社會發展的初期階段,農民以自給自足為生產目標,耕地規模小,農民會加大投入提高產量;而耕地規模大,農民會減少投入,通過大面積的耕地粗放經營來滿足家庭農產品的需要。當前我國處于市場經濟階段,農民除了滿足口糧外,還會將部分農產品提供給市場,此時農民的生產目標不再是自給自足,而是利潤最大化。于是,人均耕地規模較大,農民提供給市場的農產品較多,加大農地投入并提高產量將有利可圖,耕地利用集約度會隨之提高;而耕地規模小,農民銷售的農產品較少,農民缺乏提高耕地利用集約度的積極性,耕地利用集約度相對較小。政策因素對農民耕地投入行為產生積極影響,政策對農業的傾斜,可以改善農業生產環境,從而提高耕地利用集約程度。

表4 典型荷載Tab.4 Canonical loading

3 研究結論與政策建議

3.1 研究結論

本文在分析1990-2006年17年的耕地利用集約度變化的基礎上,運用典型相關分析方法,分別對反映耕地利用集約度大小的三個準則層(耕地投入強度、利用程度和利用效率)的影響因素進行了分析,得到如下研究結論:

(1)1990-2006年間,全國耕地投入強度呈現波動狀態,利用程度表現頻繁波動,總體上呈上升態勢,利用效率變化呈明顯的波動增長趨勢。

(2)G DP、農村勞動力工價和財政支農是影響耕地投入強度的重要因素。經濟發展將促進耕地利用集約度的提高;農村勞動力機會成本的提高會對農民耕地投入行為產生反作用;政策對農業的傾斜將對農民耕地投入行為產生積極影響。

(3)農民文化程度、城鎮化率和人均耕地面積也不同程度地影響著耕地利用集約度。農民文化程度越高,越容易掌握先進的科學技術進行耕作,提高耕地利用效率;從長遠來看,農村勞動力的轉移有利于提高耕地利用集約度;耕地規模經營有利于機械化的實現,對耕地利用集約度的提高產生積極影響。

3.2 政策建議

基于以上分析,提出如下政策建議,以期為我國耕地合理利用,國家糧食安全以及農業可持續發展提供主要的政策依據。

(1)隨著經濟的發展,耕地需求增加,耕地使用的機會成本加大,農民會加大其他生產要素的投入,從而更加集約利用土地。另一方面,經濟發展為耕地集約利用提供了條件,因此,應協調經濟發展與耕地利用,通過合理優化農業用地結構,促進社會經濟可持續發展和土地資源可持續利用。

(2)由于農村勞動力的轉移,耕地規?；洜I有利于耕地的集約利用。因此,應完善耕地流轉制度和勞力流動制度,從而促進糧食生產規?；蜋C械化,提高耕地利用集約度。

(3)農民是直接利用耕地的主體,農民自身素質直接關系到耕地集約利用狀況。所以應提高農民文化程度,增強農民運用先進的科學技術進行農業生產的能力,從而促進耕地利用集約度的提高。

(4)耕地利用集約度變化關系到國家糧食安全。因此,應進一步加大政策對糧食生產的扶持力度,改善農業生產環境,提高耕地利用集約度,從而保障國家糧食安全。

3.3 討論

分析尺度不同,分析結果就存在差異。本文只是從國家尺度對耕地利用集約度變化的影響因素進行了分析,還有待于從不同區域的角度進行研究。另外,本文是從宏觀層面對耕地利用集約度及其影響因素進行研究,還有待于從農戶微觀主體的角度來探討農戶耕地投入行為及其績效。

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Cannonical Correlation Analysis on the Influencing Factors of the Change of Cultivated Land Intensive Use Degree

ZHAO Jing YANG Gang-qiao
(College of Land Management,Huazhong Agricultural University,Wuhan Hubei 430070,China)

Change of cultivated land intensive use degree is related to food security and sustainable development of economy.This paper analyzes the change of cultivated land intensive use degree from 1990 to 2006 in China and its influencing factors using canonical correlation analysis.The results show that the intensity of cultivated land input fluctuated,the degree of land utilization fluctuated frequently and the efficiency of land use increased obviouslyfrom 1990 to 2006 in the whole country.G DP,rural labor wages,financial support of agriculture are the key factors influencing the intensity of cultivated land input;farmers’education level,the urbanization rate and per-capita area of cultivated land also affect the degree of cultivated land intensive use to some extent.Therefore,some policy recommendations put forward by thispaper are as follows:coordinate economic development and cultivated land use,and promote sustainable development of society and economy and sustainable use of land resource by reasonably optimizing the structure of agricultural land use;improve the system of cultivated land transfer and surplus agricultural labor flow,and promote the scale and mechanization of food production;raise the education level of farmers,strengthen farmers’agricultural production ability using advanced science and technology;ensure national food security by further increasing policy support for food production,improve agricultural production environment and promote cultivated land intensive use degree.

cultivated land;intensive use degree;influencing factors;cannonical correlation analysis

F323.211

A

1002-2104(2010)10-0103-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.018

2010-06-10

趙京,博士,主要研究方向為土地經濟。

＊國家自然科學基金項目(No.70773045);華中農業大學研究生創新基金項目(No.3008-68102)

(編輯:于 杰)