河北省耕地資源動態變化及驅動力分析

郝瑞彬

（唐山師范學院 資源管理系，河北 唐山 063000）

區域資源與經濟研究

河北省耕地資源動態變化及驅動力分析

郝瑞彬

（唐山師范學院 資源管理系，河北 唐山 063000）

利用河北省1985-2008年耕地面積數據及相關社會經濟資料，分析了區域內耕地的時空變化趨勢，并用主成分分析法探討了耕地變化的主要驅動力。結果表明：河北省耕地資源時空變化特性顯著，耕地總量及人均量均呈逐年減少趨勢；經濟發展、人口和農業科技進步是耕地數量變化的三類主要驅動因素；從保護耕地資源的角度，應關注經濟發展對耕地的占用問題，降低經濟發展的耕地消耗強度。

耕地資源；動態變化；驅動因子；相對變化率；河北省

耕地是最基本、最重要的自然資源，是人類生存發展的物質基礎，耕地的變化和流向反映了社會經濟發展的基本態勢。對于我國來講，利用和保護好有限的耕地資源，是區域經濟和環境可持續發展的重要前提。但是在中國經濟迅速發展的過程中，耕地減少的問題卻日益突出，由此對中國耕地變化的深入研究也受到學術界的高度重視，國內眾多學者從不同角度對城市或區域的耕地變化進行了大量卓有成效的研究[1-7]。目前，耕地數量與質量的時空變化及驅動力研究已成為土地利用/土地覆被變化（LUCC）研究的熱點領域[8]。因此，本文將在耕地數量時空變化分析的基礎上，定量分析耕地數量變化的驅動力，并根據驅動力分析結果有針對性地提出區域耕地保護的策略，以期為河北省耕地資源保護提供一定的理論支持。

1 河北省耕地數量時序變化分析

1.1 河北省耕地總量變化特征

對河北省1985年以來耕地數據（年末耕地面積）統計發現，河北省耕地面積在2002年之前總體呈緩慢減少的趨勢，2002年之后耕地面積在波動中迅速減少（圖1）。1985-2008年全省耕地面積凈減少701.97×103hm2，年均減少30.52×103hm2。1985年以來，除2004年和2007年耕地總量略有增加外，耕地面積總體處于減少過程中，其間的2002年、2003年和2006年三年減少數量巨大，分別減少323.78×103hm2、133.88×103hm2和106.41×103hm2，這主要是由于河北省從2002年開始大量退耕還林所致。

圖1 河北省耕地面積及其年遞減率變化（1985-2008）

1.2 河北省耕地人均量變化特征

人均耕地面積的變化過程與耕地面積變化過程息息相關，而且由于區域人口遞增的趨勢，河北省人均耕地面積總體呈持續遞減趨勢，由1985年的0.119 0 hm2降低到2008年的0.084 4 hm2（圖2）。從圖2可以看出，人均耕地面積變化過程呈持續降低趨勢，而且從人均耕地面積年遞減率曲線可以看出在1985-2008年間有3個遞減極值，分別在1990、2002年和2006年，人均耕地面積年遞減率分別為4.578 1%、5.528 4%和2.446%，這3個人均耕地面積快速遞減時期與耕地面積的快速遞減階段基本吻合。1991-2001年人均耕地面積遞減率較小，與耕地面積遞減幅度減小和人口增長趨緩有直接關系。而2002年之后出現的人均耕地面積快速減少則直接與國家退耕還林政策相關，如2002年和2003年河北省生態退耕面積分別為15.54×104hm2和16.38×104hm2，分別占到當年全省耕地面積減少的90.42%和88.96%。

圖2 河北省人均耕地面積及其年遞減率變化（1985-2008）

2 河北省耕地動態變化的空間差異

河北省現轄11個市，地域相對廣闊，各市間自然條件差異相對較大，經濟和社會發展較不平衡，致使耕地變化在空間上也表現出一定的差異性。耕地數量變化的區域差異，可用相對變化率的概念進行定量分析[9]。某地區某一特定土地利用類型的相對變化率（R）可表示為：

式中，Ka、Kb分別表示某區域（市或區）某一特定土地利用類型研究初期和研究末期的面積；Ca、Cb分別表示全區域某一特定土地利用類型研究初期和研究末期的面積。如果某區域某一種土地利用類型的相對變化率R＞1，則表示該區域此種土地利用類型變化較全區平均水平大，反之則小于全區該類土地的變化。因此，本文以河北省各市為基本空間單元，以土地相對變化率R為主，輔之以耕地絕對變化量、耕地變化率對河北省耕地的空間變化規律進行分析（表1）。

表1 河北省各市耕地變化空間差異（1990-2008）

從河北省各市的耕地相對變化幅度和變化率看，可分成2個區，I區耕地相對變化率＞1.0；II區耕地相對變化率為0.10-1.00。其中秦皇島的耕地相對變化率最大，遠高于其他各市，居各市之首，這主要是由于1990年之后秦皇島旅游業發展十分迅速，針對旅游的基礎設施建設占用了大量耕地；而張家口耕地相對變化率較大主要受國家生態退耕政策的影響，大量宜林、宜草耕地退耕的結果，如2003-2008年張家口生態退耕耕地共計190 644 hm2，占同期河北省生態退耕面積的61.07%；其他各市耕地相對變化率與區域內基礎設施建設、生態退耕、耕地資源流轉以及災害損毀等因素的關系密切，主導因素不明顯。

3 河北省耕地變化驅動力的主成分分析

耕地數量變化驅動力指的是導致耕地利用方式發生變化的自然和社會經濟因素。在較長時間尺度內自然因素在耕地數量變化中起主導作用，而在短期內社會經濟要素則對耕地的時空變化起決定作用[10]。社會經濟驅動力中包含的信息和變量較多，主成分分析法可以把原來多個指標轉化為少數幾個指標，這些新指標既能盡量多的反映原來多個指標的信息，彼此之間又相互獨立。因此，主成分分析比較適合耕地數量變化的驅動力分析。

表2 主成分特征值和貢獻率

影響耕地利用變化的經濟社會因素錯綜復雜，本文根據主成分分析的要求及資料的可得性，從1985-2008年系列資料中選取15個影響因子分：X1—地區生產總值（億元）、X2—全社會固定資產投資（億元）、X3—農林牧業總產值（億元）、X4—農民人均純收入（元）、X5—地方財政收入總額（億元）、X6—農民人均居住支出（元）、X7—城鎮人均居住支出（元）、X8—城鎮社會固定資產投資（億元）、X9—農村社會固定資產投資（億元）、X10—第三產業比重（%）、X11—總人口（萬人）；X12—非農人口比重（%）；X13—糧食單產（kg/hm2）、X14—農業機械總動力（萬千瓦時）、X15—農村用電量（億千瓦時）。通過SPSS16.0軟件對樣本進行分析，得出相關系數矩陣（略）、特征值、主成分貢獻率、累計貢獻率（表2）。

從相關系數矩陣可知，各因子之間存在著不同程度的相關性，說明了進行主成分分析的必要性和可行性。根據主成分個數提取原則，特征值大于1的主成分為有效值。根據表2，提取2個主成分，這兩個主成分的累計貢獻率已達96.711%，對大多數數據已做了充分的概括，完全符合分析要求。由此進一步得出主成分載荷矩陣（表3），主成分載荷描述的是主成分與變量之間的相關系數。

在第1主成分中有13個變量的載荷量絕對值大于0.9（表3），從中選取載荷量大于0.97的因子，即地區生產總值（X1），農林牧業總產值（X3），農民人均居住支出（X6），城鎮人均居住支出（X7），農村社會固定資產投資（X9），非農人口比重（X12），農村用電量（X15）；第2主成分只有1個因子載荷量較高，即第三產業比重（X10），這些因子反映了引起河北省耕地數量變化的驅動力因子，總體上可以概括為經濟社會發展(X1、X3、X6、X7、X9、X10），人口（X12）和農業科技水平（X15）三方面。

表3 主成分載荷矩陣

4 結果分析與討論

4.1 經濟社會因素

國內生產總值是反映一個區域綜合經濟水平的最重要指標，而另外四個指標則分別從不同側面反映經濟綜合水平，X1與X2、X3、X4、X5的相關系數分別為0.965、0.981、0.977、0.988恰恰說明了這一點。1985年河北省國內生產總值396.75億元，2008年達到4 743.92億元，年均增長11%。從理論上講，作為最基本的生產要素，發展經濟本身需要一定的土地投入；同時，經濟發展和生活水平提高引起了對住宅、公用設施、交通運輸等建設用地需求量劇增，建設用地快速擴展必然導致一定數量優質耕地的流失。

從耕地保護的角度看，經濟社會發展導致的耕地數量減少，威脅到了區域內的糧食綜合生產能力，進而影響到了區域的糧食安全。顯然，以降低經濟增長速度為代價來保護耕地數量，進而保障糧食綜合生產能力的做法是不可取的，理性的做法是在發展經濟過程中盡可能提高耕地利用效率，降低耕地消耗強度，以此來減輕經濟增長對耕地資源的壓力。經計算發現，河北省經濟增長的耕地消耗強度在研究期呈持續降低態勢，但耕地消耗的絕對數量則隨經濟的持續增長呈先增加后減少的趨勢，這說明當經濟發展到一定水平后，是有可能少量消耗甚至不消耗耕地實現經濟持續增長的。同時，可以通過開荒，土地復墾、整理等方式彌補或減緩耕地絕對數量的減少，二者相互作用，有可能在經濟增長過程中實現耕地總量的動態平衡。

4.2 人口因素

人口作為一種持續的外界壓力，是對耕地數量變化最具活力的驅動力之一，因為食物是人類生存的最基本要素，而土地是糧食生產的最基本資源。河北省1985年人口總數為5 548萬人，2008年增加到6 989萬人，增加了1 441萬人，人均耕地面積則由0.119 0 hm2下降到0.084 4 hm2。人口總量與耕地數量呈負相關關系。非農人口比重（X7）可在一定程度上代表城市化水平，人口增加、城市擴展、基礎設施建設需要占用大量城郊優質耕地資源，非農人口比重越高耕地數量越少，二者呈顯著負相關關系，相關系數為-0.970。1985年非農人口比重13.64%，耕地面積6 603萬hm2，2008年非農人口比重32.66%，耕地面積下降到5 901萬hm2。研究期內非農人口比重每增加一個百分點，耕地大約減少37萬hm2。

從耕地保護的角度看，人口增長對耕地影響是雙重的，人口增加，城市化水平的提高，需要更多的土地（耕地）投入，耕地減少；同時人口增加需要更多的糧食，耕地壓力增加。這一問題的關鍵是人口數量，但通過控制人口數量來減輕耕地壓力的想法在目前似乎并不現實。這主要是因為當前我國人口自然增長率已經處于較低水平，且出現了明顯的人口結構性問題，因此進一步降低人口自然增長率緩解耕地壓力的空間有限且代價高昂。

4.3 農業科技水平

從我國農業發展的歷程看，農業科技進步是提高糧食單產的主要參數。改革開放以來，為了提高土地生產力，保證農業的穩定發展，河北省采取了一系列措施，使農業技術裝備和農業基礎設施建設水平明顯提高。如由于基本農田建設的改進，全省耕地有效灌溉面積由1985年的357.27萬hm2增加到2008年的456.05萬hm2，占全部耕地面積的77.28%，大大緩解了缺水對作物的影響；同時，農業機械化水平也大幅度提高，2008年全省農業機械總動力達到9 525.38萬KW，是1985年的4.78倍；化肥施用量也大幅度增長，達到312.4萬t，是1985年的2.83倍；由于農業生產條件的改善，糧食單產由1985年的3 028.90 kg/hm2,增加到2008年的4 718.80 kg/hm2。糧食總產量和糧食單產的提高，使得人們開始尋求提高農業收入的新方式，于是對農業結構進行調整，逐步加大了經濟作物和其他農業生產方式的比重，這樣就使得一部分耕地從農田轉變為園地、林地或魚塘。如河北省在研究期內耕地面積持續減少的情況下，蔬菜種植面積則從1985年的23.62萬hm2增加的2008年的110.13萬hm2，凈增加83.71萬hm2。

從耕地保護的角度看，農業科技進步導致了土地利用方面的結構性調整，表面上減少了耕地面積，但由于耕地流轉是雙向的，耕地可以轉變為林地或園地，同樣也可以向相反方向流轉，因此這種耕地流轉并不會對糧食綜合生產能力產生根本性的影響，也就是說這并一定會使區域糧食安全問題變得更嚴重。

從以上三方面的分析可以看出，經濟社會因素、人口因素和農業科技進步因素共同驅動耕地數量的減少，但從保護耕地，確保區域糧食安全的角度看，目前應給予經濟社會發展對耕地的占用更多的關注，一方面要盡可能地降低經濟發展的耕地消耗強度，進而減少經濟發展對耕地的占用；同時通過宜農荒地的開墾、土地的復墾和整理增加耕地面積，爭取達到耕地總量的動態平衡。

5 結論

（1）通過對研究期內河北省及各市耕地資源時空格局分析，得出耕地總面積和人均耕地面積都呈減少的變化趨勢，且耕地變化空間差異較為明顯，但不同城市耕地減少的主要原因不盡一致。

（2）經濟發展、人口和農業科技進步構成河北耕地數量減少的主要驅動力，其中經濟快速發展是河北省耕地數量變化的決定性因素。

（3）從保護耕地，確保區域糧食安全的角度看，應給予經濟發展對耕地的占用更多的關注，降低經濟發展的耕地消耗強度。

[1]趙永華,何興元,胡遠滿,等.岷江上游汶川縣耕地變化及驅動力研究[J].農業工程學報,2006,22(2):94-98.

[2]汪朝輝,王克林,熊艷,等.湖南省耕地動態變化及驅動力研究[J].長江流域資源與環境,2004,13(1):53-59.

[3]許月卿,李秀彬.河北省耕地數量動態變化及驅動因子分析[J].資源科學,2001,23(5):28-32.

[4]鄭海霞,童菊兒,徐揚.發達地區耕地資源的時空變化及其驅動力實證研究[J].農業工程學報,2007,23(4):75-78.

[5]邵曉梅,楊勤業,張洪業.山東省耕地變化趨勢及驅動力研究[J].地理研究,2001,20(3):298-306.

[6]段文技,賀峰,李小村.泰安市耕地資源動態變化特征及驅動力研究[J].中國人口·資源與環境,2007,17(2):111-114.

[7]楊萍果,趙建林.河北省耕地資源時空格局演變和驅動力[J].農業工程學報,2008,24(8):95-99.

[8]陳佑啟,楊鵬.國際上土地利用/土地覆被變化研究的新進展[J].經濟地理,2001,21(1):95-100.

[9]劉盛和,何書金.土地利用動態變化的空間分析測算模型[J].自然資源學報,2002,17(5):533-540.

[10]何丹,刁承泰.重慶江津市土地利用變化及社會驅動力分析[J].水土保持研究,2006,13(2):24-26.

（責任編輯、校對：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

河北省社會科學基金資助項目（HB12YJ077）

2012-08-04

郝瑞彬（1975-），男，河北承德人，碩士，副教授，研究方向為資源環境管理。