陜西省旬邑縣耕地面積變化及驅(qū)動力分析

白小梅,李壁成,白均堂,方炫,趙仁義

（1.中國科學院 教育部 水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心,陜西 楊陵 712100;2.中國科學院研究生院,北京100039;3.陜西科技大學,西安 710021;4.陜西省旬邑縣人民政府,陜西 旬邑 711300）

近年來,我國耕地面積在全國范圍內(nèi)呈現(xiàn)逐年減少的趨勢[1]。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,隨著工業(yè)化進程加快,人口數(shù)量不斷增加,耕地面積的減少無疑會直接威脅到十幾億人口的糧食安全及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。這一問題引起了政府部門和相關研究者的廣泛關注[1-2]。國家及各地政府相繼出臺了一系列的政策性措施來遏制耕地面積的持續(xù)縮減;一些學者則從不同時空尺度分析引起這一問題的原因[3-7],旨在為合理利用及保護有限的耕地資源提供科學依據(jù)。

陜西省旬邑縣屬黃土高原溝壑區(qū),生態(tài)環(huán)境脆弱,農(nóng)業(yè)人口所占比例相對較高,2008年底農(nóng)業(yè)人口仍占到92%,人均耕地面積僅有0.099 hm2,占建國初期該縣人均耕地面積的26.8%。由于研究區(qū)耕地資源變化受到社會經(jīng)濟因素的強烈影響,因此,分析該區(qū)耕地資源動態(tài)變化必須首先考慮社會經(jīng)濟因素。本文通過當?shù)亟y(tǒng)計部門1989-2009年的耕地、社會經(jīng)濟統(tǒng)計資料以及相關統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),利用DPS軟件的相關性分析和主成分分析法[8],對旬邑縣近二十年來耕地變化趨勢及其與社會經(jīng)濟因素之間的相關關系進行分析,以期為當?shù)貙崿F(xiàn)耕地資源可持續(xù)利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

旬邑縣位于陜西省中部、咸陽市北部,地處渭北黃土旱塬溝壑區(qū),境內(nèi)地勢由東北向西南傾斜,境內(nèi)以山地和塬面為主,東北部為山區(qū),西南部為高原溝壑區(qū);平均海拔960～1 350 m,總面積1 811 km2;轄10個鎮(zhèn)、4個鄉(xiāng)、187個行政村;截止2009年底,總?cè)丝谶_到28.2萬;旬邑縣屬暖溫帶大陸性季風氣候,四季分明,雨熱同期,晝夜溫差較大,年平均氣溫為9℃,無霜期179 d,降雨量約600 mm。其自然條件發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得天獨厚,歷史上曾為周人所居,是中國農(nóng)耕文化的發(fā)源地之一,經(jīng)過四千多年如今仍是陜西重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

2 旬邑縣耕地面積變化態(tài)勢

根據(jù)統(tǒng)計資料,1989年以來旬邑縣耕地面積經(jīng)歷了穩(wěn)步減少―緩慢減少―平穩(wěn)3個變化階段,人均耕地面積變化趨勢與耕地面積基本一致(圖1)。1989-2009年間旬邑縣耕地面積總體上呈減少趨勢,1989年耕地面積3.50萬hm2,人均耕地面積0.15 hm2。2009年底減少至2.75萬hm2,人均占有0.098 hm2。共減少耕地7 480 hm2,人均減少0.055 hm2。減少耕地主要流向為建設用地、果園、林地和棄耕地,建設用地包括居民點、工礦用地、交通用地及水利建設用地。但其中有兩個階段共7 a時間耕地面積是增加的,分別為2000-2001年和2004-2009年。

圖1 耕地面積與人均耕地面積變化曲線

1989-2000年,耕地面積穩(wěn)步減少,11 a間共減少耕地6 700 hm2,平均每年減少606.06 hm2,占到了1989-2009年間全部減少量的89.1%。人均占有耕地減少了0.047 hm2,占全部減少量的85.4%?？梢?耕地面積的縮減主要集中在這11 a間。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要包括兩個方面:一是人口數(shù)量急劇增加及城鎮(zhèn)化速度加快,導致非農(nóng)建設用地面積增加,平均每年新增建設用地92.3 hm2;二是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@等其它用地,僅果園面積平均每年增加750 hm2。

2000-2003年,耕地面積緩慢減少,本階段耕地面積從2.83萬hm2減少到2.71萬hm2,平均每年減少404.5 hm2,占研究階段內(nèi)耕地面積縮減量的16.2%。人均耕地占有量從0.105 hm2降至0.101 hm2,變化不大。其中2001年一改往年下降態(tài)勢,耕地面積略有增加,從2000年底的2.83萬hm2增加到2.89萬hm2,增加耕地626.7 hm2。據(jù)統(tǒng)計,這一年建設用地面積居二十年間最低,僅有19.77 hm2,減緩了其占用耕地的速率。

2003-2009年,耕地面積變化趨于平穩(wěn),該階段耕地面積在保持原有水平的同時略有增加,由2003年底的2.71萬 hm2增加到2009年底的 2.75萬hm2,平均每年增加66.7 hm2。由于人口數(shù)量不斷增加,人均耕地面積仍呈下降趨勢,但幅度有所減緩,從2003年的0.101 hm2降至2009年的0.098 hm2,減少量0.003 hm2,變化不明顯。

3 耕地面積變化的驅(qū)動力分析

3.1 分析方法及影響因子的選取

耕地面積的變化主要受自然環(huán)境和人類活動的影響,在短時期來看,人類社會活動的影響更為直接和強烈。據(jù)研究區(qū)實際狀況,選取10個社會經(jīng)濟方面的指標來分析社會經(jīng)濟的發(fā)展對耕地面積動態(tài)變化的影響。這10個指標分別是:國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP(X1)、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(X2)、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(X3)、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(X4)、人均GDP(X5)、總?cè)丝跀?shù)量(X6)、城鎮(zhèn)化水平(X7)、農(nóng)業(yè)機械化水平(X8)、新增建筑或建設用地(X9)和果園面積(X10)。并將耕地面積(Y)與這些指標一起進行單因子關聯(lián)性分析(表1)。

由表1中的數(shù)據(jù)可以看出,總?cè)丝跀?shù)量、城鎮(zhèn)化水平、農(nóng)業(yè)機械總動力、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和果園面積等與耕地面積的關聯(lián)程度極顯著(在0.01水平),相關系數(shù)＞0.63;第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與耕地面積的關系較顯著(在0.05水平),相關系數(shù)為0.49;而新增建設用地面積與耕地面積的關聯(lián)程度則不顯著。由此可以判斷,影響耕地面積變化的主要因素是人口數(shù)量、農(nóng)業(yè)科技實力和GDP構(gòu)成中的第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值;工業(yè)產(chǎn)值對耕地的影響次之;建設用地對耕地的影響最小。

表1 耕地面積變化驅(qū)動因子相關系數(shù)半矩陣

進一步對各因子進行回歸分析發(fā)現(xiàn),關聯(lián)程度最高的3個因子與耕地面積變化呈線性關系(圖2);其它因子與耕地之間雖然不是明確的線性關系,但可以看出其關聯(lián)程度較高,以相關系數(shù)最低的GDP為例:R=0.63＞0.55(a=0.01時,r=0.55)。所以可以明確經(jīng)由回歸趨勢分析各因子與耕地之間關系同樣極為顯著,而且呈負相關,即它們的增加意味著耕地面積的減少。

從表1可以看出,各因子不僅與耕地之間存在直接的關聯(lián),而且它們相互之間也存在著較高程度的關聯(lián),如:X5與 X1,X2,X3,X4,以及 X10與 X1-X8相關程度均較高,除了X9與其它因子相關性不顯著外,各個因子之間大都存在高度相關。這說明社會經(jīng)濟各因素與耕地之間不僅存在簡單、直接的關系,而且也存在著錯綜復雜的間接關系,因此,分析社會因素對耕地面積變化的影響,不僅要進行單因子分析還要進行多因子分析。

圖2 各因子與耕地面積變化的回歸分析

應用DPS數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計軟件對樣本進行多因子主成分(PAC)分析,得出特征值、主成分貢獻率與累計貢獻率(表2)。分析結(jié)果表明,不同的社會因素對耕地面積變化產(chǎn)生的影響可以組合成不同的組分(即主成分1-9),其中前兩個組分累計貢獻率已達到90.45%,說明耕地面積變化的影響力主要有兩個合成因素,二者對耕地變化的影響高達90%以上。由此可以提取兩個主成分,并進一步得出主成分載荷矩陣(表3)。主成分載荷矩陣反映了所提取主成分與各因子之間的相關關系,系數(shù)越大表明影響越大。第1主成分與X4,X2,X5,X1,X10,X7,X8,X3,X6都有較大正相關,其載荷均在0.89以上;第2主成分與X9有較大相關性。因此,旬邑縣耕地面積變化的驅(qū)動因素可以歸納為經(jīng)濟發(fā)展、人口增長和農(nóng)業(yè)科技進步3個方面。

表2 特征值與主成分貢獻率

3.2 影響耕地面積變化的驅(qū)動力分析

3.2.1 經(jīng)濟發(fā)展驅(qū)動 GDP、人均GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、城鎮(zhèn)化水平是反映旬邑縣社會經(jīng)濟發(fā)展水平的重要指標。主成分1中,第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的載荷最大,與之緊密相關的是第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和GDP,它們是影響耕地面積變化的最主要驅(qū)動因素。旬邑縣第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值由1989年的0.13億元增至2009年的6.38億元,增長了47.7倍。第三產(chǎn)業(yè)的快速增長主要受益于該地區(qū)蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,近年來蘋果生產(chǎn)已成為旬邑農(nóng)民增收的主要來源,也成為該縣主導產(chǎn)業(yè)。2009年蘋果產(chǎn)量達到46.8萬t,產(chǎn)值8.0億元,GDP貢獻率23.1%,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值貢獻率85%。蘋果的生產(chǎn)、加工、包裝、貯藏等已形成產(chǎn)業(yè)鏈條,果品企業(yè)、交通運輸、金融業(yè)等迅速發(fā)展直接導致第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的增加。同時農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長9.8倍,GDP增長33.4倍。農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展必然帶動其城鎮(zhèn)化水平的加快,同1989年相比,2009年城鎮(zhèn)化水平提高了5.2%。伴隨著經(jīng)濟發(fā)展,大批耕地非農(nóng)化,尤其是城鎮(zhèn)建設、基礎設施建設和農(nóng)村宅基地建設,1989-2009年新增建設用地面積共1 478.3 hm2,平均每年增加73.9 hm2。表明經(jīng)濟發(fā)展和耕地減少之間有著極為顯著的負相關關系,耕地數(shù)量隨著GDP、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的增加而減少。

表3 主成分載荷矩陣

3.2.2 人口增長驅(qū)動 人口數(shù)量的增長無疑會加大耕地的壓力,一方面需要增加糧食供給,另一方面需要增加建設用地,占用更多耕地。旬邑縣總?cè)丝趶?989年的22.98萬增至2009年的28.16萬,增加了22.6%。人均耕地面積從 0.15 hm2降至 0.098 hm2,減少了36%。人口不斷增加,耕地持續(xù)減少或保持不變,會導致人地矛盾更加突出,耕地的負荷將越來越重。

3.2.3 農(nóng)業(yè)科技進步驅(qū)動 經(jīng)濟發(fā)展造成耕地面積減少,人口增長客觀上要求通過增加農(nóng)業(yè)投入和農(nóng)業(yè)科技進步來提高耕地利用效率增加糧食產(chǎn)量。該縣農(nóng)業(yè)科技投入逐年加大,農(nóng)業(yè)機械數(shù)量從1989年的2 034臺增至2009年的 10 409臺,增加了4.2倍。同時,科技進步使農(nóng)民收入增加,在解決了基本的生存問題后,人們開始尋找新的土地經(jīng)營方式來提高收入。因此加快農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,使大量的低產(chǎn)值耕地逐步轉(zhuǎn)化為高產(chǎn)值的果園、經(jīng)濟林地等。特別是國家取消農(nóng)業(yè)特產(chǎn)稅后,更加速了這種轉(zhuǎn)化。20 a間果園面積拓展了3.2萬hm2,擴大了17.2倍。另外旬邑縣從1998年開始退耕還林,到2006年9 a時間共退耕2.07萬hm2。耕地不斷向其它農(nóng)用地或林地轉(zhuǎn)化,導致耕地面積逐年減少。

4 結(jié)論

(1)1989-2009年旬邑縣耕地面積總體上呈下降趨勢,經(jīng)歷了穩(wěn)步減少、緩慢減少到平穩(wěn)的發(fā)展階段;隨著人口數(shù)量不斷增加,人均耕地面積占有量呈逐年下降趨勢,但速度較緩。

(2)主成分分析結(jié)果表明,旬邑縣耕地面積變化的驅(qū)動因素主要是社會經(jīng)濟發(fā)展驅(qū)動、人口增長驅(qū)動及農(nóng)業(yè)科技進步驅(qū)動。其中與耕地面積變化關系較為密切的因子包括第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、GDP、人均GDP、果園面積、城鎮(zhèn)化水平、農(nóng)業(yè)機械化及人口數(shù)量8個因子。另外1998年以來退耕還林措施也在較大程度上影響了耕地面積的變化。

(3)研究區(qū)屬于西北黃土高原干旱區(qū),山地、溝壑較多,生態(tài)環(huán)境脆弱,土地利用不當會加劇生態(tài)環(huán)境惡化[9]。保護有限耕地資源,應該堅持質(zhì)量與數(shù)量并重,切實保護良田,提高其利用效率,不宜耕種土地應堅決退耕;合理規(guī)劃土地利用,盡量減少建設用地及工礦企業(yè)用地,開發(fā)土地須審慎,應充分考慮其生產(chǎn)性、保護性、安全性和生態(tài)的可行性,以實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。

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